Рындевич учебник Основы экологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

С. К. РЫНДЕВИЧ

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие для студентов небиологических специальностей

высших учебных заведений

Рекомендовано к печати научно-методическим советом университета

Барановичи РИО БарГУ

2009

2

УДК 574(075) ББК 20.1я73

Р93

А в т о р С. К. Рындевич, кандидат биологических наук, доцент

Р е ц е н з е н т ы:

В. В. Гричик, доктор биологических наук, заведующий кафедрой общей экологии и методики преподавания биологии БГУ;

В. А. Цинкевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии БГПУ им. М. Танка

Рындевич, С. К.

Р93 Основы экологии [Текст] : учеб.-метод. пособие для студентов небиолог. специальностей высш. учеб. заведений / С. К. Рындевич. — Барановичи : РИО БарГУ, 2009. — 304, [4] с. — 150 экз. — ISBN 978-985-498-225-0.

В учебно-методическом пособии представлены фундаментальные экологические знания, которые являются научной основой для практической природоохранной деятельности и рационального природопользования. Рассмотрены основные формы взаимодействия общества и природы, последствия негативного воздействия человека на природу, содержание экологических проблем, вопросы рационального природопользования, природоохранное законодательство как инструмент регулирования взаимодействия общества и природы, основные направления международного сотрудничества в области экологии и охраны природы, а также основные аспекты экологического образования и воспитания.

Издание адресуется студентам и преподавателям высших учебных заведений, специалистам в области экологии.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Актуальность решения экологических проблем и обеспечение благоприятных условий жизни современных и будущих поколений ставит перед высшей школой новые задачи в области экологического образования и воспитания студентов.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов небиологических специальностей высших учебных заведений. В основу курса «Основы экологии» положены фундаментальные знания в области экологии, которые являются научной основой для практической природоохранной деятельности, рационального природопользования и способствуют формированию экологической культуры студентов.

Изучение начинается с формирования представлений об объекте исследования, содержании, задачах, междисциплинарных связях и истории развития экологии как науки.

Раздел «Экология особей» знакомит студентов с понятиями окружающей среды, экологического фактора, а также с классификацией экологических факторов. Рассматриваются аспекты прямого и косвенного воздействия факторов на организм, понятие экологической пластичности и лимитирующий фактор.

Значительное внимание уделяется знакомству со структурой и особенностями функционирования биологических макросистем (популяции, биоценоза, экосистемы и биосферы). В них подробно освещены вопросы внутри- и межвидовых взаимоотношений, саморегуляции, обмена веществ и энергии на разных уровнях интеграции. Разделы, посвященные данным научным аспектам, являются ключевыми в теоретической экологии.

В разделе «Человек и окружающая среда» раскрываются основные формы взаимодействия общества и природы, характерные особенности социального обмена, последствия негативного воздействия антропических факторов на природу. В учебно-методическом пособии освещены вопросы рационального природопользования, природоохранное законодательство как инструмент регулирования взаимодействия общества и природы,

4

основные направления международного сотрудничества в области экологии и охраны природы.

Важной структурной частью пособия является раздел об экологических проблемах современности, в котором обозначаются категории экологических проблем, раскрывается суть.

В пособии рассматриваются основные аспекты экологического образования и воспитания (цели, задачи, этапы, формы и методы). Основное внимание в данном разделе уделяется системе экологических знаний в учебных заведениях разного уровня.

Автор выражает искреннюю благодарность за ценные критические замечания кандидату биологических наук В. А. Цинкевичу и доктору биологических наук, доценту В. В. Гричику, за предоставление информации по экологии млекопитающих старшему научному сотруднику Березинского биосферного заповедника А. П. Каштальяну.

5

Раздел 1

ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЮ

1.1Экология как наука

1.1.1Понятие экологии

Термин «экология» ввел в науку немецкий биолог Эрнст Генрих Геккель в 1866 г. Слово «экология» греческого происхождения, состоит из корней двух слов: «ойкос» (в германских и славянских языках «экос») — дом, жилище и «логос» — слово, учение, наука.

Автор термина и основоположник экологии Э. Геккель понимал экологию как «сумму знаний, относящихся к экономике природы, изучение совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой…».

Всамом начале своего пути экология рассматривалась как научная дисциплина, объектом изучения которой выступают животные. Так в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (1904) термин «экология» объяснялся следующим образом: «Экология, или ойкология, — часть зоологии, обнимающая собой сведения касательно жилищ животных, т. е. нор, гнезд, логовищ и т. п.» [10].

Всовременной научной литературе определений экологии довольно много. Но большинство из них все же сводятся к обозначению ее как научной дисциплины, изучающей взаимоотношения всех живых организмов (а не только животных) со средой обитания. Ниже приводятся наиболее известные из них, часто употребляемые в отечественной и зарубежной литературе.

«Экология — 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 наука об организмах “у себя дома”, наука, в которой особое внимание уделяется “совокупности или характеру связей между организмами и окружающей их средой”» (Ю. Одум по Уэбстеру).

6

«Экология занимается вопросами социологии растений, животных, микроорганизмов, их сочетаний» (Б. Г. Розанов).

«Экология относится к числу фундаментальных подразделений биологии, исследующей фундаментальные свойства жизни надорганизменного уровня организации. Иными словами, экология изучает совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и образующих с окружающей средой обитания единство (т. е. систему), в пределах которого осуществляется процесс трансформации энергии и органического вещества» (В. Д. Федоров).

«Я утверждаю, что экология является исследованием систем на таком уровне, когда особи могут рассматриваться как элементы взаимодействия друг с другом или со свободно организованной матрицей окружающей среды. Системы на этом уровне рассмотрения называют экосистемами, и экология несомненно является биологией экосистем» (Р. Маргалеф).

«Современная экология — это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосзязи между организмами и средой, в которой они обитают» (Р. Дажо).

«Экологию мы понимаем как синоним науки, изучающей в переводе с греческого «собственный дом». Именно в таком контексте мы говорим об экологии человека, экологии общества, когда домом человечества становится не только природа, его непосредственно окружающая, но и вся биосфера. Качество экологической обстановки мы видим в соответствии условий, определяемых окружающей средой, потребностям общества и, прежде всего, здоровью населения, возможностям его стабильного существования» (Н. Н. Моисеев).

Достаточно содержательными являются определения отечественных авторов В. А. Радкевича и В. В. Маврищева.

«Экология — это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека» (В. А. Радкевич).

«Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их природной средой, а также структуру и функционирование надорганизменных систем (В. В. Маврищев).

Ряд ученых рассматривают термин «экология» достаточно широко, указывая, что экология не относится к исключительно биологическим дисциплинам. Так Н. Ф. Реймерс понимает экологию как

7

отдельную отрасль научных знаний и дает такое определение: «Современная экология — биологизированная (как и географизированная, математизированная и т. д.) биоцентричная наука, но не биология. Для экологии характерен широкий системный межотраслевой взгляд. Ее предмет — сохранение функциональной и структурной целостности того центрального объекта, который вычленяется в процессе исследования... Такая экология уже совсем не биология и никакая иная наука, она сама по себе, новый раздел знания, равный, а может быть, и более широкий, чем математика, физика, химия и так далее... Это совокупность отраслей знания, исследующих взаимодействие между биологически значимыми отдельностями и между ними и окружающей их средой».

Ряд ученых дают слишком узкое определение экологии, сводя его к обозначению научной дисциплины, соответствующей одному из разделов экологии.

«Экология — это наука о популяциях, и популяция — основной объект изучения экологии» (С. С. Шварц).

«Экологией можно считать науку, изучающую экосистемы, их состав, структуру, функционирование и эволюцию» (О. В. Чистик).

В нашем понимании, исходя из задач и содержания экологии, данная научная дисциплина относится к биологическим дисциплинам (т. е. является разделом биологии), так как объект ее исследования — живые организмы и их объединения.

Экология — биологическая наука, исследующая взаимосвязи и взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания на всех уровнях интеграции, с учетом антропогенного воздействия на окружающую среду.

Экология является интенсивно развивающейся научной дисциплиной, значение которой в жизни нашего общества возрастает. Неудивительно, что в обиходе встречается некорректное употребление термина «экология». Довольно часто в средствах массовой информации «экология» употребляется как аналог словам «природа» и «окружающая среда», что является неправильным. В употребление входят такие абсурдные выражения, как «плохая экология», «великолепная экология», «загрязнение экологии» и т. д. Явной аномалией являются выражения «экология природы», «экологическая экономика или экоэкономика». Подобные сочетания, по мнению филологов, — «свидетельство неясного понимания значения слова “экология”, что

8

может быть результатом стереотипизированного использования иноязычного слова в приблизительном, неточном значении и сдвига в значении слова» [18].

Некорректным на наш взгляд является использование термина «биоэкология». Его несостоятельность подтверждается хотя бы тем общеизвестным фактом, что экология — это часть биологии. А широкое применение экологических знаний в разных сферах деятельности человека, разнообразие методов экологических исследований и междисциплинарных связей не изменяет объект исследования экологии как научной дисциплины, что является одним из доказательств принадлежности к биологии (см. п. 1.1.3 Содержание, объект исследования и задачи экологии). Если употреблять данный термин, то можно использовать и такие термины, как «математическая алгебра» или «физическая термодинамика».

Примерами деспециализации понятия «экология» являются такие выражения, как «экология жизни», «экология души», «экология духа», «экология музыки», «экология языка» и др. [18]. Такие выражения относятся к категории абстрактной семантики и могут использоваться, например, в литературных произведениях для придания эмоциональной окраски произведению, но не в специальной научной или научно-популярной литературе. Вышеобозначенные выражения имеют переносное значение, и в научном аспекте их использование следует считать неприемлемым, и тем более они не могут использоваться при обозначении структурных составляющих научной дисциплины.

1.1.2Интеграция организмов

вбиологические макросистемы

Для решения стратегических задач выживания и размножения живые организмы, на какой бы ступени эволюции они не находились, объединяются (интегрируются) в особыгруппировки — биологические макросистемы.

Биологическая макросистема представляет собой объединение организмов, состоящее из взаимозависимых компонентов, взаимосвязанных общими процессами.

Существует три категории биологических систем:

1) биологические микросистемы (молекулы органических ве-

ществ, составляющие живые организмы, и клетки);

9

2)биологические мезосистемы(ткани, органы и организмыили особи);

3)биологические макросистемы (популяции, биоценозы, эко-

системы и биосфера).

Биологические макросистемы возникают на надорганизменном уровне биологической интеграции, т. е. выше уровня отдельной особи. Так отдельные особи определенного вида (например, волк) объединяются в популяцию волка. Для обеспечения своего выживания, данная популяция вступает во взаимодействие с популяциями животных, растений и других организмов. В результате этих взаимосвязей возникает биологическая макросистема более высокого ранга — биоценоз (например, биоценоз леса). Биоценоз состоит только из компонентов живой природы. Он в совокупности с компонентами неживой природы (биотопом, включающим воздух, воду, грунт и т. д.), которые формируют пространство его обитания, образует в экосистему (например, экосистему леса). Экосистема включает в себя компоненты живой природы (биоценоз) и компоненты неживой природы (биотоп). Эти составляющие экосистемы также зависимы друг от друга. Все экосистемы Земли (экосистемы лесов, лугов, тундр, пустынь, болот, рек, озер, морей и т. д.) объединяются в одну глобальную экосистему — биосферу (рис. 1.1.1).

1.1.3Содержание, объект исследования

изадачи экологии

Содержание современной экологии — исследование взаимоот-

ношений организмов друг с другом и со средой обитания на разных уровнях интеграции, изучение жизни биологических макросистем.

Объект исследования экологии — биологические макросистемы и отдельные особи как их составляющие.

Рисунок 1.1.1 — Схема интеграции организмов в биологические макросистемы

10