Теоретичний матеріал. Вступ

1. Предмет та завдання екології

Термін «екологія» вперше вжив в 1866 році німецький вчений Ернст Геккель для позначення науки, що вивчає взаємовідносини організмів з навколишнім середовищем. Можна сказати, що він заклав основи нової науки у праці «Загальна морфологія організмів», «Природня історія світостворення». Саме слово «екологія» складається з двох грецьких слів: «(oikos) ойкос» – будинок і «(logos) логос» – наука, що означає в перекладі «наука про місцезнаходження».

Екологія – це наука про взаємозв’язки організмів та їх угрупувань між собою та довкіллям.

Екологія, один з фундаментальних розділів біології, який є складовою частиною кожного і всіх її таксономічних розділів (зоології, ботаніки, мікробіології тощо), вона ніби пронизує світ живого на різних рівнях: генному, клітинному, організмовому, популяційному, екосистемному, біосферному; хоча і вивчає переважно біологічні системи від організмового рівня і вище. У той же час екологія вже вийшла за рамки біології і сформувалася як принципово нова інтегрована дисципліна, що пов'язує фізичні та біологічні явища і утворює міст між природничими й суспільними науками.

Екологізація – це процес проникнення ідей та проблем екології в інші галузі знань.

Об’єктом дослідження екології є екосистеми або їх елементи, частини.

Предметом дослідження екології є взаємозв’язки організмів та їхніх груп різних рангів із живою та неживою частиною їх екосистем.

Завдання екології:

1. Встановлення загального стану екосистем різних видів, умов і чинників його формування;
2. Прогнозування динаміки змін екосистем  в часі і в просторі.
3. Розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємин людства і природи.
4. Збереження здатності біосфери до саморегуляції і самовідновлення.

2. Структура екології

Екологія не належить до числа наукових дисциплін з простою лінійною структурою, в ній все зв'язане зі всім.

Сучасну екологію можна чітко розділити на теоретичну та практичну.

До теоретичної екології належать:

Аутекологія (Вивчає вплив різних факторів навколишнього середовища на живі істоти. У стародавні та античні часи (Аристотель, Теофраст), в епоху Відродження (К.Лінней, Ж.Бюффон, Ж.-Б.Ламарк) учені вивчали саме аутекологію)

Демекологія (Вивчає популяційний рівень організації живого. Особини самі по собі в природі не існують, вони утворюють угруповання. Особини одного виду утворюють популяції, які характеризуються певною структурою.)

Синекологія (Екологія угрупувань. Аналізує стосунки між популяціями різних видів організмів, які складають певне угруповання, а також взаємовідносини між угрупованнями та довкіллям)

До практичної екології належать:

Геоекологія. Наука про охорону і раціональне використання природних ресурсів. Поділяється:

• Екологія атмосфери;
• Екологія гідросфери;
• Екологія літосфери;
• Ландшафтна екологія;
• Екологія високогір’я;

Соціоекологія. Наука про соціально-економічні чинники впливу на навколишнє середовище. Поділяється:

• екологічна освіта;
• екологічне право;
• урбоекологія (екологія міст);
• екологія народонаселення;
• національна і міжнародна екологія

Техноекологія. Наука про техногенні чинники забруднення навколишнього середовища. Поділяється:

• екологія енергетики;
• агроекологія;
• екологія транспорту;
• екологія військової справи;
• екологічна експертиза;

3. Основні методи досліджень

1. Моніторинг – це періодичне або тривале спостереження за станом екологічних предметів і якості середовища. Поділяється:

• Біомоніторинг – моніторинг навколишнього середовища на основі спостережень за станом і поведінкою біологічних об’єктів (рослин, тварин та ін.).
• Біоіндикація  - використання організмів або угруповань організмів, чий вміст певних елементів або сполук, а також морфологічна, гістологічна або клітинна структура, метаболічні та біохімічні процеси, поведінка та популяційна організація дають інформацію щодо якості навколишнього середовища або природи змін цього середовища (епіфітні лишайники).

2. Спостереження;

3. Експеримент – активний вплив експериментатора на досліджуване явище. Поділяються:

• Польові  - проводять у природних екосистемах або агроценозах.
• Лабораторні  -  проводять у спеціально обладнаних приміщеннях -лабораторіях. Найчастіше там досліджуються об'єкти на молекулярному, клітинно-тканинному чи організму рівнях.

4. Моделювання – метод дослідження будови, функціонування, динаміки та розвитку екологічних об’єктів або процесів з використанням моделей, які певною мірою відповідають оригіналові.

5. Методи прикладної екології (екологічне картування, екологічна експертиза, екологічний аудит.

4. Основні закони екології

Внаслідок великої складності об'єктів вивчення екологи у ній дуже багато законів, принципів та правил. Отже, їх не можна звести до кількох, навіть виділивши серед них найголовніші. Відомий американський еколог Баррі Коммонер у 1974 р. сформулював свій, максимально скорочений та спрощений варіант законів екології. Б. Коммонер висловив песимістичну думку: "Якщо ми хочемо вижити, ми маємо зрозуміти причину катастрофи, що наближається". Закони екології він сформулював у вигляді чотирьох афоризмів:

ЗАКОН 1. «Усе пов'язано з усім» - про всезагальний зв'язок речей і природи. (Будь-яка зміна у природі, спричинена людиною, викликає ланцюг наслідків - порушення однієї ланки цього ланцюга призводить до відповідних порушень в інших ланках. )

ЗАКОН 2. «Все мусить кудись подітися » - цей закон є неформальним перефразуванням фундаментального закону фізики - матерія нікуди не зникає. На відміну від суспільного виробництва і побуту жива природа в цілому майже безвідходна - у ній немає сміття. Людина поки ще не створила такого гармонійного кругообігу в своїй господарській діяльності. Будь-яке виробництво постійно виробляє принаймні дві речі - необхідну продукцію та відходи. Відходи самі собою не зникають: вони нагромаджуються, знову втягуються у кругообіг речовин і призводять до непередбачених наслідків. 

ЗАКОН 3. «Природа знає краще» - вказує на те, що доки немає абсолютно достовірної інформації про механізми і функції природи, люди майже неминуче шкодять природним системам. (Проект Біосфера – 2 )

ЗАКОН 4. «За все треба платити, або ніщо не дається задарма » - на сучасному етапі розвитку науки і техніки людство, здається, вже менше залежить від природи, але залежність ця збереглася, і не просто збереглася, а ускладнилася, оскільки змінилася тільки відносна роль законів природи. Людство, як і раніше, залежить від енергетичних, мінерально-сировинних, біологічних, водних та інших природних ресурсів.

5. Історія розвитку екології

Перший етап (донауковий) охоплює найбільший період історії людства (приблизно до середини-кінця ХІХ століття). Первісна людина з її містично-інтуітивним підходом до вивчення світу і взаємозалежності природи і людини не мала серйозних наукових уявлень про екологічні процеси, але у своєї практичній діяльності, що була безпосередньо прив’язана до природних процесів, розуміла необхідність збереження і охорони найбільш цінних для її існування об’єктів. Так, виникли священні ліси, урочища, вводились табу на полювання за промисловими тваринами і рослинами і т. п.

У період існування наступних суспільних формацій (рабовласництво, феодалізм, капіталізм) екологічні знання (вірніше окремі її елементи) розвивались у рамках інших наук (філософії, географії, економіки, біології і т.п.). В практичній діяльності впроваджувались окремі напрямки заповідної справи: охорона мисливських, деяких значних лісових, земельних і пасовищних угідь, хоча негативний вплив людської діяльності на природу був вже відомий (сучасні науковці вважають, що загибель деяких великих цивілізації, наприклад, шумерської, еллінської та інших, були спричинені деградацією довкілля внаслідок нерозумної сільськогосподарської експлуатації).

Другий етап (з середини ХІХ століття до 50-х років ХХ століття) характеризується бурхливим розвитком біоекології та дослідженням глобальних географічних процесів. Значний внесок в розвиток екології зробили біологи: Е. Геккель (ввів поняття “екологія”), К. Мебіус (розробив вчення про біоценоз), В. Сукачев (сформулював поняття про біогеоценоз), А. Тенслі (розвів поняття про екосистему), географ О. Гумбольдт (обґрунтував принцип зворотного зв’язку в взаємодії людини і природи), Х. Берроуз (визначив географію, як “екологію людини”), В. Вернадський (ввів поняття про біо- і ноосфери) та багато інших.

Практичний напрямок екології розвивався у сфері створення заповідних територій, заборон на використання і полювання рідкісних видів тварин. Розглядались також й окремі питання негативного природокористування.

У цілому цей період розвитку екології можна назвати “природоохоронним”: в основному формувались нові знання у природничих науках, але в той же час актуальним стало питання необхідності вирішення окремих регіональних і локальних проблем забруднення, зведення лісів, руйнування сільськогосподарських угідь і т.п.

Третій етап почався після другої світової війни (точніше з 60-х – 70-х років) і продовжується зараз.

Для нього характерний бурхливий розвиток різноманітних напрямів екологічної науки. Його основні риси:

– розвиток уявлення про глобальність природних і антропогенних процесів і неможливість вирішення екологічних проблем силами окремих країн (природні процеси не мають державних кордонів);

– пошук раціонального ресурсовикористання і зменшення рівнів забруднення, інших негативних впливів шляхом впровадження економічних методів регулювання природокористування, розробки нормативів і стандартів навколишнього середовища і гранично допустимих обсягів викидів забруднюючих речовин;

– бурхливий розвиток екотехнологій (ресурсозберігаючі, безвідходні, екологічно чисті та ін.), пошук альтернативних джерел енергії та інших ресурсів;

– розвиток екології людини (медичної екології та соціоекології) й її напрямків (урбоекології, етноекології та ін.), тобто гуманітаризація екологічної науки;

– формування регіональної і глобальної системи контролю за станом навколишнього середовища (моніторингу) з впровадженням найновіших інформаційних технологій;

– глобалізація екологічної наукової діяльності (формування мережі еталонів біосфери планети, наукові програми та їх реалізація з глобальних екологічних проблем, наприклад, дослідження світового океану, космосу, глобального клімату, Антарктиди та багато інших);

– спроби глобального регулювання (управління) природокористуванням і охорони довкілля (формування міжнародних інститутів екологічного напрямку діяльності, проведення міжнародних науково-практичних конференцій, прийняття глобальних стратегій розвитку людства з врахуванням екологічного аспекту, розробка міжнародного екологічного права) та інші.