Основные понятия и законы экологии

ПРЕДМЕТ И КОНЦЕПЦИЯ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ

Определение термина. Объект и задачи экологических исследований. Сущность понятий: биоценоз, экосистема, биогеоценоз. Экологические факторы. Закон минимума. Закон толерантности. Матрица биотических взаимоотношений. Пищевые (трофические) связи. Закон пирамиды чисел. Популяции и их свойства. «Волны жизни». Четыре закона экологии Б. Коммонера.

Отношение экологии к другим наукам и ее значение для цивилизации

Слово «экология» состоит из двух греческих слов. «Ойкос»¹ означает дом, но понятие об ойкосе трактуется не только как дом или жилище, но обычно в расширенном и переносном смысле — как среда обитания. Под средой обитания человека могут подразумеваться не только дом, природная среда, но и вся Земля (в поверхностных, обитаемых ее частях). Все это относится пока только к «ойкосу», но в термине «экология» остается еще «логос»^[1][2], который означает «науку». Таким образом, изучение нашего «природного дома» охватывает изучение всех живущих в нем организмов и всех функциональных процессов, делающих этот «дом» пригодным для жизни. В буквальном смысле экология — это паука об организмах «у себя дома», наука, в которой особое внимание уделяется «совокупности и характеру связей между организмами и окружающей их средой»^[3].

«Если следовать древнегреческому значению этого слова, — пишет Ю. А. Косыгин, — то это не только наука, но и слово, речь, положение, суждение, формулировка, определение, предмет обсуждения, вопрос, разум, разумение и многое другое»^[4]. Какое же из них выбрать для экологии? Косыгин справедливо замечает, что, учитывая иерархичность и возможные огромные пространства, а также бесчисленные специализации, слово «наука» и даже «науки» нам не подходит; представляется, что подходит более всего «разумение», которое включает все науки и все сферы деятельности^[5].

Специалисты, но отдельным отраслям науки могут выполнять только частные заказы экологии. Для «разумения» же требуется человеческий разум самого широкого научного и жизненного диапазона. Поэтому экология не только система наук, а нечто необозримо большее — это мировоззрение. Ученые всех специальностей могут и должны сделать вклад в разумение нашего ойкоса, формирование экологического мировоззрения. Этим разумением должен обладать каждый гражданин, а в особенности — каждый педагог и воспитатель, каждый родитель. В это разумение должны быть вовлечены все до одного, потому что все мы заинтересованы в выживании человечества. Не только воспитание, но и прогнозы в повседневной жизни должны быть направлены на вовлечение всего человечества в разумение ойкоса. Разрушение ойкоса человеком вскоре будет рассматриваться как самое тяжкое преступление против человечества.

Кстати, слово «экономика» (от греч. oikonomike) также образовано от греческого корня «ойкос» и буквально означает искусство ведения домашнего хозяйства; следовательно, экология и экономика должны идти рука об руку. К сожалению, многие считают экологов и экономистов противниками с непримиримыми взглядами, однако несоблюдение законов экологической этики приводят к большим экономическим потерям¹.

По нашему мнению, экология — это наука-мировоззрение о взаимодействии между живой и косной (неживой, абиотической) материей, закономерностях их развития в естественных и измененных человеком условиях в пространстве и во времени, направленная на развитие рационального природопользования и охраны окружающей среды. Итак, экология изучает фундаментальные закономерности взаимодействия между живой и неживой природой в целях практической реализации рационального природопользования и природоохранной деятельности.

Термин «экология» был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Как признанная самостоятельная научная дисциплина экология возникла около 1900 г.^[6][7], но до 1970 г. на экологию смотрели главным образом лишь как на одно из подразделений биологии. Экологи входили в штат биологических факультетов, курсы экологии, как правило, имелись только в программе подготовки биологов^[8][9]. Всеобщая озабоченность проблемами окружающей среды внезапно охватила широкую общественность с 1968—1970 гг. Всех заинтересовало загрязнение природой среды, рост генетических заболеваний, вопросы антропогенного изменения климата и опустынивания обширных территорий. Об этом свидетельствовали подробные материалы по проблемам окружающей среды в широкой прессе. Рост общественного интереса оказал глубокое влияние и на академическую экологию'¹. В настоящее время экология стала настолько популярной,.

что под эту рубрику подводится что угодно: от строительства очистных сооружений («экология производства») до охраны памятников материальной и духовной культуры («экология культуры») (рис. 1.1). Хотя и сейчас экология уже вышла из ее рамок, оформившись в принципиально новую интегрированную дисциплину, связывающую физические и биологические явления и образующую мост между естественными и общественными науками, она все же уходит своими корнями в биологию. Поэтому основные законы и правила экологии сформулировали биологи¹.

Рис. 1.1. Структура современной экологии²

Первое и, возможно, самое краткое определение экологии дал Чарлз Элтон (в книге «Экология животных» (1934)), который назвал ее научным естествознани-^[6][11]

ем. Если под словом «научное» подразумевать научный подход, то он прав, ведь экологи действительно подходят к окружающему миру с научной точки зрения. Однако, хотя естествознание и является важной частью экологии, эти два термина вовсе не синонимы. Можно сказать, что овладение основами естествознания является необходимым, но не достаточным условием для того, чтобы стать экологом. Экология как наука ставит целью нахождение общих правил в разнообразии природы и поиск объяснений этих правил. Экологи восхищаются деталями, но стараются за частным не упустить общего. По мере развития экологии как науки стало ясно, что не существует четких и универсальных ответов на многие задаваемые ею вопросы. На экологические процессы действуют различные факторы, которые не только переплетаются друг с другом, но еще и изменяются в пространстве и во времени¹.

Вероятно, лучше всего можно определить содержание современной экологии, исходя из концепции уровней организации, которые составляют своеобразный «экологический спектр», как это показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Спектр уровней организации²:

экология изучает верхние части спектра, т. е. уровни организации от организмов

до сообществ

Сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген — основные уровни организации жизни; на рис. 1.2 они расположены в иерархическом порядке — от крупных систем к малым. Теоретически этот спектр уровней, как и спектр излучения или логарифмическая шкала, может быть продолжен до бесконечности в обе стороны. Иерархия — это «расположение ступенчатым рядом».

Иерархия природных систем (экосистем) (иерархия — от греч. hierarchia от hieros — священный и arche — власть) — функциональное соподчинение (вхождение более мелких и простых в более крупные сложные) систем различного уров- ^{1 2[12][13]}

ня^[14]. Примером может быть ряд: фация (биогеоценоз, элементарный ландшафт, экосистема) — местность — урочище — ландшафт — ландшафтная зона — физико-географический сектор — биосфера. Каждый уровень иерархии имеет свои особенности круговорота веществ.

На каждой ступени или уровне в результате взаимодействия с окружающей средой возникают характерные функциональные системы ^{[15]. Системы, содержащие живые компоненты (или биологические системы), можно выделять и изучать на любом уровне.}

• [1] От греч. oikeo — «населяю» — термин, означающий домашнее хозяйство, в котором производство продукции и ее потребление совершалось в замкнутом кругу «дома» (рода, семьи).
• [2] От греч. logos — «слово», «мысль», «смысл», «понятие» — термин, означающий одновременно «слово» (высказывание, речь) и «понятие» (суждение, смысл).
• [3] Петров К. М. Экология человека и культура: учеб, пособие. СПб.: Химиздат, 1999.
• [4] Косыгин Ю. Л. Человек. Земля. Вселенная. М.: Наука, 1995.
• [5] См.: Петров К. М. Указ. соч.
• [6] См.: Петров К. М. Экология человека и культура.
• [7] Первоначально термин «экология» применялся тогда, когда речь шла об изучениивзаимосвязей между растительными и животными сообществами, представляющими устойчивые и организованные системы, сложившиеся в процессе эволюции органического мираи окружающей среды.
• [8] См.: Петров К. М. Геоэкология. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004.
• [9] См.: Одум 10. Основы экологии. М.: Мир, 1975.
• [10] См.: Петров К. М. Экология человека и культура.
• [11] Приводится по: Глазачев С. Я., Косоножкин В. И.

  Введение

  в экологию. Образовательный модуль. Книга 1: учеб, пособие. М.: Изд-во МГОУ, 2009.

• [12] См.: Митчелл Пол. 101 ключевая идея: Экология / пер. с англ. О. Перфильева. М. :ФАИР-ПРЕСС, 2001.
• [13] Приводится по: Одум 10. Основы экологии.
• [14] 2 См.: Реймерс Н. Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990.
• [15] Система — упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.