Предмет и объект экологии

Экология - биологическая наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Этот термин был предложен в 1866 г. немецким зоологом Эрнстом Геккелем. Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.

Экология изучает как влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, так и взаимосвязи между живыми существами, образование более сложных систем до уровня всей биосферы. Несмотря на это, основным объектом традиционных экологических исследований можно считать экосистемы нашей планеты разного уровня организации (в зависимости от глубины исследований) и их элементы. Главным предметом исследований экологии являются взаимосвязи (их особенности и развитие) живых организмов, их групп различных рангов, живых и неживых компонентов экосистем, а также характер влияния природных и антропогенных факторов на функционирование экосистем и биосферы в целом.

Предмет экологии - структура или совокупность связей между средой и организмами.

Основным объектом экологических исследований являются экосистемы нашей планеты на разных уровнях организации.

Цель экологии – защита природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий.

Задачи экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).

Среди задач экологии первоочередными являются следующие:

Изучение общего состояния современной биосферы, условий её формирования и причин изменений под воздействием природных и антропогенных факторов;

Прогнозирование динамики состояния биосферы во времени и пространстве;

Разработка путей гармонизации взаимоотношений общества и природы с учетом основных экологических законов;

Сохранение способности биосферы к самоочищению, саморегулированию и самовосстановлению;

Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные экосистемы и биосферу в целом;

Научное обоснование рациональной эксплуатации природных ресурсов, прогнозирование изменений природы в результате деятельности человека и управления биосферных процессов, а также сохранения среды обитания человека;

Разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами;

Экологическая индикация свойств тех или иных компонентов экосистем, в т. Ч. Индикация загрязнения природной среды;

Восстановление нарушенных природных экосистем, в т. Ч. Рекультивация выведенных из использования сельскохозяйственных угодий, восстановление пастбищ, плодородия истощенных почв, продуктивности водоемов и др.;

Сохранение (консервация) эталонных участков биосферы;

Разработка технологических, инженерных и проектно-конструкторских решений, минимизирующих ущерб, нанесенный окружающей среде и здоровью человека;

Прогнозирование и оценка возможных негативных последствий действующих и проектируемых предприятий (технологических процессов) для среды, человека, живых организмов, различных отраслей хозяйства;

Своевременное выявление и дальнейшая корректировка тех технологических процессов, которые разрушают окружающую среду, угрожают здоровью человека и негативно влияют на природные экосистемы.

Методы экологии подразделяются на полевые (изучение жизни организмов и их сообществ в естественных условиях, т. е. длительное наблюдение в природе с помощью различной аппаратуры) и экспериментальные (эксперименты в стационарных лабораториях, где имеется возможность не только варьировать, но и строго контролировать влияние на живые организмы любых факторов по заданной программе.

Для изучения и прогнозирования природных процессов широко используется также метод математического моделирования. Такие модели экосистем строятся на основе многочисленных сведений, накопленных в полевых и лабораторных условиях. При этом правильно построенные математические модели помогают увидеть то, что трудно или невозможно проверить в эксперименте. Однако сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, но она служит одним из путей анализа реальности.

Так же с помощью методов математического моделирования можно установить взаимосвязи организмов в экосистемах (пищевые и непищевые), зависимость изменений численности (производительности) популяций от воздействия экологических факторов и др. Математические модели позволяют прогнозировать возможные варианты развития событий, выделять отдельные связи, комбинировать их (например, количество особей промысловых животных можно изымать из природных популяций, чтобы не снизить их плотности, предусматривать вспышки численности вредителей, последствияантропогенноговоздействия на отдельные экосистемы и биосферу.

Помимо традиционных методов есть и новые. Среди них, например:

Статистический метод, позволяющий получать, обрабатывать и анализировать первичные статистические материалы.

Балансовый метод позволяет сопоставлять природные ресурсы с темпами использования.

Сравнительный метод предполагает изучение объектов путем сравнения с другими. В экологии часто сравнивают загрязненные экологически чистые территории.

Широко используют сравнительно простые методы математической статистики, а именно: обработку вариационных рядов с определением математического ожидания, дисперсии, среднего квадратичного отклонения, получения интенсивных и экстенсивных показателей для сравнения и т.д.

Сочетание полевых и экспериментальных методов исследования позволяет экологу выяснить все аспекты взаимоотношений между живыми организмами и многочисленными факторами окружающей среды, что позволит не только восстановить динамическое равновесие природы, но и управлять экосистемами.

Итак, современная экология является одной из фундаментальных наук о взаимоотношениях живой и неживой природы, новой философией человечества, и она, как и многие науки, все еще находится на стадии формирования.