История развития экологии

Содержание

 

 

1.История развития экологии

Экология своими корнями  уходит в далекое прошлое. Потребность  в знаниях, определяющих «отношение живого к окружающей его органической и неорганической среде», возникла очень давно. Достаточно вспомнить труды Аристотеля (384— 322 до н. э.), Плиния Старшего (23—79 н. э.), Р. Бойля (1627— 1691) и др., в которых обсуждалось значение среды обитания в жизни организмов и приуроченность их к определенным местообитаниям, чтобы убедиться в этом.

В истории развития экологии можно выделить три основных этапа.

Первый этап

- зарождение и становление  экологии как науки (до 60-х гг. XIX в.). На этом этапе накапливались  данные о взаимосвязи живых  организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения.

Второй этап

 — оформление экологии  в самостоятельную отрасль знаний (после 60-х гг. XIX в.). Начало этапа ознаменовалось выходом работ русских ученых К. Ф. Рулье (1814— 1858), Н. А. Северцова (1827—1885), В. В. Докучаева (1846— 1903), впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии, которые не утратили своего значения и до настоящего времени. Не случайно, поэтому американский эколог Ю. Одум (1975) считает В. В. Докучаева одним из основоположников экологии. В конце 70-х гг. XIX в. немецкий гидробиолог К. Мёбиус (1877) вводит важнейшее понятие о биоценозе как о закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды.

Неоценимый вклад в  развитие основ экологии внес Ч. Дарвин (1809—1882), вскрывший основные факторы эволюции органического мира.

Немецкий биолог-эволюционист Э. Геккель (1834—1919) первый понял, что это самостоятельная и очень важная область биологии, и назвал ее экологией (1866). В своем капитальном труде «Всеобщая морфология организмов» он писал: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал «условиями, порождающими борьбу за существование» [3,C.112].

Как самостоятельная  наука экология окончательно оформилась в начале XX столетия. Во второй половине XX в. в связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды и резким усилением воздействия человека на природу экология приобретает особое значение.

50-е гг. XX в. – до  настоящего времени) Превращение  экологии в комплексную науку,  включающую в себя науки об  охране природной и окружающей человека среды. Середина XX века была отмечена расширением комплексных исследований экосистем (В. И. Жадин, Г. Г. Винберг, Р. Линде-ман, Г. Одум и Ю. Одум, Р. Маргалеф и многие другие). В 1956 г. под редакцией В. И. Жадина издается в 4-томный труд «Жизнь пресных вод»; в 1961 г. выходит монография В. И. Жадина и С. В. Герда «Реки, озера и водохранилища СССР». В этих работах описываются особенности водных экосистем. В 1964 г. коллективом авторов под руководством В. Н. Сукачева была опубликована книга «Основы лесной биоценологии». В ней сделана попытка путем синтеза информации раскрыть количественные закономерности функционирования и эволюции такой сложной динамической системы, как лесной биогеоценоз.

 Однако эффективная  реализация методологии системного подхода к изучению экосистем стала возможной лишь в начале 70-х годов XX столетия, когда в распоряжение экологов поступили мощные ЭВМ и были разработаны методы моделирования динамических систем, которые в совокупности с экспериментами и наблюдениями получили название системного анализа. Развитие целостного взгляда на экосистемы привело к возрождению на новой экологической основе учения о биосфере В. И. Вернадского, который в своих идеях опередил современную ему науку. Биосфера предстала как глобальная экосистема, стабильность и функционирование которой определяются фундаментальными экологическими законами баланса вещества и энергии. [2]

В последние годы под  давлением ухудшающейся экологической  обстановки во многих странах мира, а также благодаря деятельности международной общественности («Декларация Рио», «Повестка дня на XXI век и др.) вопросам формирования нового мышления придается всё большая экологическая направленность на всех уровнях обучения, а также и воспитания людей. Это актуально для жизни каждого человека от самого рождения и до ухода его из жизни. Меняются лишь акценты. В дошкольном возрасте превалирует воспитательный процесс, в школьном- образовательный, а во взрослом- сознательный.

Устойчивое развитие экосистем Земли вызывает:

1)     Необходимость  широкой пропаганды новых этических  принципов потребления, отвечающих  разумной жизни человечества  «по средствам» 

2)     Необходимость  сохранения окружающей среды  при одновременном развитии человеческого  общества.

 Деятельность людей в этих направлениях связана с формированием нового мировоззрения, сущность которого может быть определена созидательным отношением человека к природе: человек - не покоритель, а защитник природы. Этот тезис должен стать жизненным принципом каждого жителя Земли. Осознанное его использование предполагает глубокое понимание результатов воздействия антропогенной деятельности на окружающую среду. Понимание взаимодействия человека и природы, анализ последствий его деятельности и путей их либерализации, планирование стратегии, основанной на заботе о природе и человечестве, постигается через системы экологического обучения и воспитания образа жизни.

 В принятом 10 января 2002 г. Федеральном законе России  «Об охране окружающей среды»  усилены многие положения предыдущего закона (1991г.), связанные с управлением в области охраны окружающей среды, правами и обязанностями граждан, общественных и иных некоммерческих объединений, с требованиями в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности , а также с правами особо охраняемых территорий, экологической экспертизы, мониторинга и контроля. Эти и другие положения Закона призваны обеспечивать право граждан на благоприятную окружающую среду.

Так  на протяжении тысячелетий человек пытался покорить природу, но только недавно осознал, что Земля - не более чем «космический корабль» с ограниченными ресурсами. Нерачительное использование и загрязнение окружающей среды могут сделать невозможной жизнь последующих поколений.

2.Роль живого вещества в биосфере

          Под живым веществом Вернадский понимал совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию или химический состав. Живое вещество составляет порядка 0.01 - 0.02 % от массы всей биосферы. Общий вес живого вещества порядка (2,4 – 3,6).1012т (в сухом весе).

Наибольшую роль на планете  играет именно живое вещество. Рассмотрим его основные свойства.

1.Высокая химическая  активность благодаря биологическим  катализаторам (ферментам).

2. Высокая скорость  протекания реакций.

3. Высокая скорость  обновления живого вещества.

4. Способность быстро  занимать все свободное пространство.

5. Активность движения  вопреки принципу роста энтропии.

6. Устойчивость при  жизни и быстрое разложение  после смерти.

7. Высокая приспособительная  способность (адаптация).

Выделяют пять основных функций живого вещества:

1.Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.

2.Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.

3.Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.

4.Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).

5.Транспортная. Перенос вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении.

Таким образом, живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы. Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени.

3.Экологический кризис

       Экологический кризис – особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание.

      Казалось бы, человек становится все менее зависим от природы, подчиняя ее своему влиянию, преображая в соответствии со своими целями. Однако все чаще слышатся слова «охрана природы», «экологический кризис» и т.п. Выяснилось, что рост могущества человека ведет к увеличению отрицательных для природы и в конечном счете опасных для существования человека последствий его деятельности, значение которых только сейчас начинает осознаваться.

Становление и развитие человеческого общества сопровождались локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно, как тень, сопровождали негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам.

В настоящее время  представляется обоснованной точка  зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. Население земного шара растет по экспоненте, о чем предупреждал еще Мальтус. В начале нашей эры на Земле находилось 250 млн. человек. Понадобилось 1,5 тыс. лет до того, чтобы оно удвоилось. К началу XIX в. население планеты достигло 1 млрд. а уже в 1987 г. на Земле жило 5 млрд человек, причем на прибавление последнего миллиарда ушло всего 12 лет. Сейчас население Земли более 6 млрд.

Нынешние  темпы роста таковы, что для  обеспечения даже тех условий существования, каковы на Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и, стало быть, потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новую техноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле. Задачи беспрецедентные. Насколько они выполнимы? Тревога, которую испытывают в связи с этим, вполне обоснованна, если, скажем, рациональный предел расширения земледелия оценить в 2,7 млрд. га. Встречаются весьма оптимистические заявления о том, что Земля может прокормить до 700 млрд. человек. Но большинство ученых считает, что оптимальное количество жителей планеты не должно превышать 12— 20 млрд. Некоторые же демографы полагают, что на Земле живет уже сейчас больше оптимального «золотого миллиарда».

Проблема  небывалого увеличения давления на биосферу растущего населения планеты становится все более острой. Особенно сложна и печальна картина на уровне отдельных регионов и стран, в которых ежегодно умирают с голоду миллионы человек. Подъем жизненного уровня населения этих районов, для которых зачастую характерны самые высокие темпы прироста населения, составляет одну из основных задач человечества, трудность выполнения которой объясняется хотя бы тем, что даже при сохранении нынешней численности населения планеты для равного обеспечения всех на уровне высокоразвитых регионов необходимо стократное увеличение получаемых материальных благ и многократное увеличение производства продуктов питания. В то же время в других районах Земли, характеризующихся высоким уровнем давления на биосферу, беспокойство вызывает слишком незначительный прирост численности населения или даже его сокращение. В нашей стране, несмотря на ее огромные размеры и природные богатства, население сокращается на 1 млн. в год, а продолжительность жизни мужчин уменьшилась до 56 года, что в целом свидетельствует о начале процесса депопуляции. В некоторых же других странах проводятся целенаправленные работы по планированию семьи с целью снижения темпов роста населения.

Следовательно, характерной особенностью нашего времени являются интенсификация и глобализация воздействия, человека на окружающую его природную среду, что сопровождается небывалыми ранее интенсификацией и глобализацией негативных последствий этого

4.Экологическое нормирование: ПДК, ПДВ, ПДС, ВСВ, ВСС

 

Вся сфера экологического нормирования и стандартизации, особенно связанная с техногенным загрязнением среды, так или иначе, опирается  на гигиенические нормы и использует установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) или предельно допустимые дозы (ПДД) вредных агентов. ПДК — это та наибольшая концентрация вещества в среде в источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном воздействии на организм — контакте, вдыхании, приеме внутрь — не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отсроченных эффектов (не сказывается на потомстве и т.п.). Поскольку возможный эффект зависит от длительности воздействия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов и других обстоятельств, различают ПДК среднесуточные (ПДКсс), максимальные разовые (ПДКмр), ПДК рабочих зон (ПДКрз), ПДК для растений, животных и человека. В настоящее время установлены ПДК нескольких тысяч индивидуальных веществ в разных средах и для разных реципиентов. ПДК не являются международным стандартом и могут несколько различаться в разных странах, что зависит от методов их определения и спецификации.

На основании величин  ПДК с помощью специальных  программ вычисляются значения предельно допустимых эмиссий — предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ), предельно допустимые сбросы в водоемы (ПДС) тех или иных веществ, выделяемых конкретными источниками (предприятиями) данной территории. При этом учитываются характеристики источников и условия распространения эмиссий. Например, для того, чтобы в ближайшем к заводским трубам жилом квартале города при наименее благоприятных условиях рассеяния не превышались ПДК определенных аэрополлютантов, нужно ограничить выброс этих веществ постоянной предельной величиной ПДВ [4,C.87].

ПДВ и ПДС уже непосредственно  регламентируют интенсивность и  качество технологических процессов, являющихся источником загрязнения, и  приобретают свойство экологических  нормативов. Сверхнормативные эмиссии влекут за собой экономические и административные санкции. Часто бывает, однако, что предприятие по техническим причинам не может соблюдать предписанные ему ПДВ, санкции безрезультатны, а сокращение или остановка производства чревата экономическими и социальными коллизиями. В таких случаях применяется практика временного согласования выбросов и стоков на уровне фактических эмиссий (ВСВ к ВСС), что по существу является отказом от нормирования и приводит к ухудшению экологической обстановки. Но и соблюдаемые ПДВ к ПДС не удовлетворяют многим требованиям экологического нормирования, так как существуют серьезные сомнения в пригодности ПДК в качестве основы этих нормативов.