Екологія як частина сучасного світогляду.

  Екологія як частина сучасного світогляду.

1.   Предмет, завдання та зв’язок екології з іншими науками

2.  Екологічні закони, категорії, правила та принципи

3.  Глобальні екологічні проблеми планети Земля та можливі шляхи їх вирішення

 

1. Термін екологія вперше запропонував у 1866 році німецький вчений Е.Геккель. Він походить від грецьких слів oikos, що означає дім, помешкання, місце перебування та logos – наука. Так Геккель назвав науку, що вивчає організацію та функціонування надорганізмових систем різних рівнів: видів, популяцій, біоценозів(спільнот), екосистем (біогеоценозів) та біосфери.

Але наприкінці ХХ ст. зміст екології став дещо ширшим, та її місце в системі наук значно змінилось. Хоча з початку екологія виникла як суто біологічна наука, в наш час вона трансформувалась і стала наукою про структуру та функції природи в цілому, наукою про біосферу, наукою, що вивчає місце людини на нашій планеті, наукою про взаємозв’язки всього живого на нашій планеті між собою та з довкіллям. Американський еколог Юджин Одум один із перших почав розглядати екологію не як вузьку біологічну наукову дисципліну, а як міждисциплінарну науку, що досліджує багатокомпонентні та багаторівневі складні системи у природі та суспільстві, а отже поєднує всі природничі, точні, гуманітарні та соціальні науки. Ця якісна зміна в розумінні екології вимагала озброєння її новими методами та зробила високо актуальною для вирішення соціальних та економічних проблем людства.

Предметом дослідження екології є детальне вивчення за допомогою кількісних методів основ структури та функціонування природних та створених людиною систем. Оточуюча природа не є безладним, випадковим поєднанням живих істот. Вона представляє собою стійку організовану систему органічного світу, що склалася в процесі еволюції. Екологія відноситься до фундаментальних розділів біології.

Екологія – це наука про взаємовідносини живих істот між собою та з неорганічною природою, що їх оточує, про зв’язки в системах, яким підпорядковане існування організмів, про структуру і функціонування цих систем. Це наука про особливості взаємозв’язків і узгодження Стратегії Природи і Стратегії Людини, що має базуватись на ідеї самообмеженості, розумної коеволюції Техносфери та Біосфери.

Серед основних завдань екології можна виділити наступні:

1.     вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних та антропогенних факторів;

2.     прогнозування динаміки стану біосфери в часі і просторі;

3.     розробка (з урахуванням основних екологічних законів) шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи;

4.     збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання й самовідновлення

Екологія як комплексна наука використовує досить широкий арсенал методів, які на перший погляд властиві іншим фундаментальним наукам. Завдяки широкому арсеналу методів екології відбувається тісний взаємозв’язок екології з іншими науками. Методи екології можна розділити на три групи:

1.     методи збору інформації. Класичні методи дослідження стану екологічних об’єктів включають у себе всі методи, які застосовують природничі науки, що спрямовані на накопичення фактичного матеріалу про складові компоненти досліджуваної ділянки екосистеми, біосфери;

2.     методи обробки отриманої інформації. Дана група методів спрямована на узагальнення отриманої інформації. Сучасна обчислювальна техніка дає можливість обробляти велику кількість фактичного матеріалу, що дозволяє проводити узагальнення. Слід відмітити, що при певних екологічних дослідженнях статистична обробка є необхідною умовою достовірності отриманих результатів;

3.     методи інтерпретації отриманих результатів. Методи моделювання. Важливим етапом будь-яких екологічних досліджень є здатність аналізу отриманих результатів, побудова певної моделі стану екосистеми. Такий підхід дає змогу прогнозувати зміни, які можуть відбуватися на досліджуваній ділянці під впливом певних екологічних факторів або під впливом діяльності людини. На основі абстрагування результатів досліджень можна зробити словесні описи екосистем (вербальні моделі), побудувати схеми взаємозв’язків компонентів (графічні моделі), описувати екосистеми за допомогою математичних формул (математичні моделі).

Як зазначалося вище, екологія належить до фундаментальних розділів біології поруч з такими як генетика, молекулярна біологія, ембріологія і т.і. В свою чергу, екологія поділяється на такі підрозділи або частини: аутекологія, демекологія, синекологія, біогеоценологія та глобальна екологія. Прикладна екологія охоплює такі підрозділи як: раціональне використання природних ресурсів, охорона навколишнього природного середовища, науки про соціально-економічні фактори впливу на довкілля (соціоекологія) та науки про техногенні фактори його забруднення (техноекологія). До соціоекології належать такі підрозділи як екологічна освіта, екологічне право, екологія народонаселення, екологічний менеджмент тощо. До техноекології належать: екологія промисловості, енергетики, агроекологія, екологічні проблеми транспорту, військово-промислового комплексу тощо.

         Тематика екології часто перетинається з тематикою інших галузей біології: фізіології, генетики, біофізики і т.і., тому формується багато проміжних і синтетичних напрямів, таких як: цитологічна екологія, екологічна фізіологія, еволюційна екологія та ін.

         Екологія тісно переплітається з небіологічними науками – фізикою, хімією, геологією, географією та інш. (навести приклади)

 

2.     Екологія, як і інші науки базується на загальнонаукових, кібернитичних, біологічних, геологічних, географічних та фізико-хімічних законах. В одній із своїх робіт М.Реймерс вирізнив близько 250 законів, закономірностей, принципів і правил, якими користується сучасна екологія. Фахівцю-екологу потрібно не лише знати найголовніші із них, але і вміти використовувати у повсякденній практиці. Існують різні підходи щодо створення ієрархічного екологічних законів. На думку львівських вчених Кравченко С.М. та Костицького М.В. їх слід розглядати в такому порядку:

1) закон обмеження природних ресурсів – згідно якого усі природні ресурси (ПР) кінцеві, і це не може не впливати на продуктивні сили суспільства та на соціальні відносини.

2) зменшення природно-ресурсного потенціалу – в межах однієї економічної системи і одного типу технології веде до того, що природні ресурси стають щораз менше доступними і вимагають збільшення затрат праці і енергії на їх видобування та транспортування.

3) піраміди енергій – з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інші рівні переходить не більше 10% енергії. Цей закон дає змогу обчислювати необхідні земельні площі для забезпечення населення продуктами харчування тощо.

4) рівнозначності всіх умов життя – всі природні умови середовища, необхідні для життя, відіграють рівнозначну роль.

5) розвиток природної системи за рахунок навколишнього середовища – будь-яка природна система може розвиватися лише за умови використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища, абсолютно ізольований саморозвиток неможливий.

     Інші вчені вважають, що всі екологічні закони необхідн класифікувати за функціональними ознаками, а саме виділити серед них енергетичні, системні, біофізіологічні, геобіохімічні, геофізичні та соціально-економічні. Можна навести ще деякі важливі екологічні закони та правила.

Закон константності живої речовини в біосфері (В.Вернадський): кількість живої речовини (біомаса всіх організмів) біосфери для конкретної екологічної епохи є сталою.

Закон мінімуму (Ю.Лібіх): біотичний потенціал (життєздатність, продуктивність) лімітується тим з екологічних чинників середовища, який перебуває в мінімумі, хоча інші умови сприятливі.

Закон максимізації енергії та інформації в еволюції: найкращі можливості самозбереження має та система, яка найбільшою мірою сприяє надходженню, виробленню й ефективному використанню енергії та інформації.

Закон незворотності еволюції (Л.Долло): еволюція незворотна, організм не може повернутися до попереднього стану.

Закон оптимальності: Будь-яка система з найбільшою ефективністю функціонує в певних характерних для неї просторово-часових межах.

Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (В.Вернадський): вся жива речовина Землі фізико-хімічно єдина. Шкідливе для одних видів організмів не може бути нейтральним для інших.

Американський еколог Б.Коммонер (1974) дуже вдало сформулював свої чотири закони, які, по суті, об’єднують у собі по кілька найважливіших закономірностей і екологічних особливостей природи:

·        все пов’язане з усім (підтверджує всезагальність зв’язків об’єктів і явищ у природі та в людському суспільстві);

·        все повинно кудись подітися (свідчить про закони збереження в природі);

·        ніщо не дається задарма (вказує на те, якою ціною дається людству науково-технічний прогрес);

·        природа знає краще (свідчить про незрівняні переваги природних конструкцій над людськими).

Відомий еколог Д.Чирас визначив такі чотири основні загальні принципи, на підставі яких функціонує і розвивається природа:

·        рециклічності, або повторного багаторазового використання найважливіших речовин;

·        постійного відновлення ресурсів;

·        консервативного споживання, коли живі істоти споживають лише необхідне і в такій кількості, яка їм необхідна;

·        популяційного контролю – природа не допускає вибухоподібного зростання популяцій, регулюючи кількість особин того чи іншого виду створенням відповідних умов для його існування та розмноження.

 

3. Розвиток деградаційних процесів на планеті передбачався давно. Авіцена ще десять століть тому назад зрозумів, що хід суспільного розвитку та господарської діяльності згубний для природи та небезпечний для людства. На сьогоднішній день, згідно з програмою Організації Об’єднаних Націй з проблем навколишнього природного середовища (ЮНЕП) усю різноманітність глобальних екологічних проблем можна розподілити за такими напрямами:

·        зміна атмосфери й клімату;

·        зміна гідросфери;

·        зміна літосфери, проблеми, пов’язані з використанням земної поверхні, а також з видобутком і використанням корисних копалин;

·        зміна біоти;

·        зміни в сільському і лісовому господарстві;

·        демографічні проблеми, в тому числі проблеми виробництва продуктів харчування;

·        урбанізація, проблеми населених пунктів;

·        вплив навколишнього середовища на здоров’я людей;

·        проблеми розвитку промислового виробництва;

·        проблеми, пов’язані з виробництвом і споживанням енергії;

·        проблеми, пов’язані з розвитком транспорту;

·        проблеми розвитку природоохоронної освіти і розуміння громадськістю проблем навколишнього середовища;

·        проблеми, пов’язані з впливом на НС воєн та їхні можливі екологічні наслідки.

Найбільш гострими є такі екологічні проблеми як:

1.     Парниковий ефект. Це явище спричинено швидким збільшенням вуглецю в атмосфері. В земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Небезпека цього полягає в тому, що як свідчать розрахунки вчених, підвищення середньої річної температури Землі на 2,5⁰С викличе значні зміни клімату та танення льодовиків.

2.     Озонова діра. На висоті 20-30км повітря містить підвищену кількість озону, який надійно захищає Землю від згубної дії УФ-променів. За спостереженнями метеорологів, відбувається зменшення озонового шару над Антарктидою, що негативно може вплинути на все живе. Причиною цього може бути використання в промисловості хлорфторметанів (фреонів та галонів), що вступають в взаємодію з озоном і руйнують його. Тому, у 1985 році у Монреалі був підписаний протокол по охороні атмосферного озону, де учасники конвенції взяли на себе зобов’язання до 2000 року зменшити на 50% використання фреонів з подальшою відмовою від них взагалі.

3.     Кислотні дощі. Окиси сірки і азоту, що потрапляють в атмосферу внаслідок роботи ТЕС і автомобільних двигунів, сполучаючись з атмосферною вологою, утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кисло, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Наслідки: Зниження на 3-8% врожайності с/г культур; вимивання із грунту кальцію, калію і магнію, що призводить до загибелі флори та фауни; отруєння води річок та озер; зменшення площі лісів у гірських районах що призводить до зсувів та селів.

4.     Забруднення поверхневих та підземних вод. Скорочення запасів прісної води.

5.     Деградація грунтів (ерозія, засолення, переущільнення). Зменшення родючості грунтів.

6.     Зниження біорізноманіття. Зменшення кількості видів, або повне їх зникнення.

Увага вчених-екологів на сучасному етапі зосереджена на вирішенні кількох кардинальних проблем, у яких фокусуються основні напрями та розділи сучасної екології. Успіхи у їх вирішенні значною мірою визначають прогрес усієї екології. Серед цих проблем можна виокремити такі:

1.     керування продукційними процесами – вирішення цієї проблеми спрямовано на розробку заходів раціонального використання природних ресурсів

2.     стійкість природних і антропогенних ценозів – ця проблема пов’язана з теорією сукцесій, питанням видового різноманіття та специфіки ценотичних зв’язків. Дослідження цієї проблеми дають змогу в майбутньому створити принципово нові природно-господарські екосистеми, в яких мають превалювати ознаки стабільності, стійкості та максимальної ефективності продукційного процесу.

3.     регуляція чисельності популяцій – ця проблема лежить в основі розробки комплексу заходів, спрямованих на керування динамікою чисельності шкідників лісового та сільського господарства, носіїв хвороб с/г тварин і людини, а також чисельності промислових видів та видів, які розводять.

4.     екологічні механізми адаптації до середовища – результати таких досліджень зумовлюють успіхи освоєння людиною екстремальних ландшафтів – високогірних, пустельних, арктичних тощо.

5.     екологізація виробництв – вирішення цієї проблеми пов’язане з виробництвом екологічно-безпечної продукції при мінімальних витратах природних ресурсів з утворенням мінімальної кількості неутилізованих та розсіяних відходів.

Отже досягнення екології пов’язані з вирішенням низки найактуальніших завдань сучасності.