Введение Предмет, задачи и методы современной экологии

В начале третьего тысячелетия нашей эры человечество переживает сложнейший этап своей биографии. Никогда прежде наш земной дом не подвергался таким политическим, физическим и духовным перегрузкам, потому что никогда прежде человек не собирал такую тяжкую дань с природы и не оказывался таким уязвимым перед той технической мощью, которую сам же и создал. Нависла угроза существования разумной жизни на нашей планете, сохранить ее – главная задача всего общества на ближайшее время. Для решения этой проблемы человечество должно объединить все свои интеллектуальные и экономические усилия, забыть религиозные, национальные, политические распри или навсегда уйти в небытие. Поэтому в Концепции национальной безопасности Республики Беларусь большое место отведено рассмотрению внутренних и внешних экологических угроз государству.

В связи с этим в качестве инструмента для решения проблемы выживания и сохранения оптимальной природной среды появилась наука – экология, призванная выявлять закономерности взаимосвязи природы и общества, природы и человека, оценивать состояние природной среды, прогнозировать ее изменения, вырабатывать конкретные механизмы регулирования и оптимизации взаимодействия между человеческой цивилизацией и природой, а самое главное, на современном этапе эта наука призвана определять стратегию дальнейшего движения нашей цивилизации.

Подобно тому, как четкая постановка проблемы уже содержит определенное ее решение, так и точное название новой области науки уже крайне существенно для ее становления и развития, поскольку определяет объект, предмет, методы и направления исследований.

Достижения научно-технического прогресса, с одной стороны, способствуют удовлетворению все возрастающих потребностей общества в целом и каждого индивида в отдельности, с другой стороны, заведомо отрицательно воздействуют на процессы, протекающие в биосфере, ведут к нарушению ее стабильности. Все технологические процессы и операции до недавнего времени разрабатывались безо всякой оглядки на их воздействие на окружающую среду. Поэтому потребовалось всего лишь несколько десятков лет промышленной революции, чтобы разрушить или дестабилизировать биосферные механизмы, привести к нарушению исторически сложившихся закономерностей в живой природе. Именно выяснение границ гомеостатического равновесия, за пределами которых жизнь в нашем понимании невозможна, анализ воздействия научно-технической революции на устойчивость биосферы и разработка стратегии е восстановления являются одной из основных задач современной экологии.

Возникновение экологии как науки было неизбежным, т.к. к середине Х1Х в. накопился колоссальный фактический и теоретический материал, полученный за время великих географических открытий и передела мира. Кроме того, бурное развитие промышленности уже показало те изменения во флоре и фауне, к которым приводит хозяйственная деятельность. Необходима была совершенно новая наука, которая сумела бы соединить все известные естественноисторические, естественные и философские знания в единую систему, объясняющую устройство нашего мира и те изменения, которые в нем происходят.

Название новой науки «экология» (греч. ekos – дом, жилище и logos –учение, мысль), предложенное Геккелем, оказалось очень удачным, получило всеобщее признание и быстро распространилось в научном мире. В первые же годы своего существования как самостоятельной науки, экология подтвердила свою высокую эффективность в области теории и практики.

За последнее столетие неизмеримо выросли не только масштабы человеческой деятельности, но и масштабы экологических исследований, их теоретический и методический уровень. Стало характерным внедрение в экологию энергетической оценки анализируемых процессов; системного анализа; математического моделирования; использование точнейшей аппаратуры не только в лабораторных условиях, но и непосредственно в полевых наблюдениях; непрерывного мониторинга состояния окружающей среды с одновременной математической обработкой полученных данных и т.д.

Объектом экологических исследований служат отдельные виды, видовые популяции и сообщества. В соответствии с этим в настоящее время в экологии выделилось три основных направления:

- экология видов (аутэкология);

- экология популяций (демэкология);

- экология биоценозов (синэкология, или биоценология), анализирующая отношение между особями, относящимися к разным видам данной группировки организмов (сообщества), а также между этими организмами и окружающей средой.

Таким образом, предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и в пространстве.

В рамках общей экологии со временем выделились и самостоятельно существуют такие направления, как почвенная и сельскохозяйственная экология, экология растений, экология животных, экология человека и др.

Современная экология вышла за рамки сугубо биологической науки и превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Ныне экология возводится в ранг обобщающей науки, которая включает в себя экологические направления разных отраслей знаний.

В настоящее время экология трактуется как отрасль естественных наук, исследующая исторически сложившиеся взаимодействия организмов с окружающей их физико-химической, биотической и антропогенной средой на уровнях видов, видовых популяций, биогеоценозов и биосферы в целом для раскрытия закономерностей указанных процессов и решения актуальных задач хозяйственной деятельности, здравоохранения, охраны природы.

Поэтому представляется в корне неправильным использование общепринятых выражений типа «хорошая (плохая) экология» или «здоровая экология», встречающихся, к сожалению, не только в массовой, но и научной литературе. Экология не может быть плохой или хорошей, т.к. это всего лишь название науки, которая бесстрастно исследует явления, причины и следствия.

Для достижения упомянутых целей в экологии используются разнообразные методы исследований и анализа полученных данных, находящиеся в тесной взаимосвязи. Так как в экологии приходится изучать как сам организм, так и окружающую его среду, то совершенно естественно, что экологические исследования носят комплексный характер и осуществляются путем сочетания всех известных науке методов (физико-химических, химических, биологических, биохимических, системного анализа, математического моделирования и др.).

В полевых и лабораторных экологических исследованиях все большее значение приобретает использование современной техники – дистанционной и аэрокосмической телерадиометрии, радиотренинга, ночных наблюдений в инфракрасных лучах и т.д. В поле зрения эколога обязательно находятся вместе организм и среда его обитания. Поэтому экологические исследования неизбежно сопряжены с применением разнообразных методов и технических приемов, зачастую весьма сложных, учитывающих биологические особенности организмов, их поведения и условий обитания.

Знания, накопленные в рамках экологии, позволяют сделать вывод о том, что возврат к дотехногенной биосфере невозможен, и человечество, если оно надеется сохраниться на планете и жить в достаточно комфортных условиях, неизбежно должно идти вперед от изуродованной его руками техносферы к преобразованной его мыслью и осознанными желаниями ноосфере. В этой связи неимоверно возрастает роль экологии как науки, способной разработать стратегию и тактику этого перехода.

Главной задачей современной экологии является теоретическое обоснование путей и методов управления естественными и искусственными экосистемами с целью достижения максимальной их продуктивности и охраны окружающей среды от негативных изменений, возникающих вследствие антропогенной деятельности.

Изучение дисциплины «Основы экологии» является обязательным элемен­том фундаментальной подготовки специалистов и основой того, что выпускники вузов смогут в ходе своей профессиональной деятельности осуществлять интеллектуальное, образовательное и инженерное обеспечение устойчивого состояния окружающей среды, экологического разнообразия и природноресурсного потенциала государства.

Целью дисциплины является формирование у студентов специальных знаний, связанных с закономерностями развития биосферы, техносферы и ноосферы, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития Республики Беларусь в интересах настоящего и будущих поколений.

Основной задачей дисциплины «Основы экологии» является формирование экологического мировоззрения будущих специалистов, которое позволит им профессионально анализировать и оценивать собственную производственную деятельность в отношении к окружающей природной среде и принимать экологически обоснованные решения.

Конкретные задачи дисциплины – дать специалистам теоретические зна-ния и практические навыки, необходимые для реализации следующих направлений деятельности:

- формирование системных знаний по проблемам охраны окружающей среды в процессе промышленного производства, умений прогнозировать результаты воздействия производства на природную среду;

- формирование экологического сознания, воспитание экологической культуры, чувства ответственности, а также рационального и бережного отношения к использо­ванию природных ресурсов;

- развитие потребности лично участвовать в природоохранной деятельности, в том числе и в пропаганде знаний в области охраны окружающей среды;

- ознакомление с новыми, перспективными, экологически чистыми ресурсо- и энергосберегающими методами природопользования.

В результате освоения дисциплины студенты должны

знать:

- закономерности развития жизни на Земле, принципы устройства и функционирования биосферы;

- основные проблемы взаимоотношений человека, общества и окру­жающей среды;

- важнейшие законы классической экологии;

- основные экологические проблемы и мероприятия по охране окружающей среды в отрасли;

- виды мониторинга и нормирование качества окружающей среды;

- экологические требования к размещению и проектированию промыш­ленных и иных объектов;

- направления государственной политики в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;

- экономические рычаги управления природопользованием;

- законодательные и другие нормативные правовые акты в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;

- систему экологического контроля и государственного управления;

- значение международного сотрудничества в решении глобальных и региональных экологических проблем;

знать на уровне понимания:

- экологические понятия, термины и определения;

- классификацию и состояние природных ресурсов;

- виды природопользования;

- классификацию источников загрязнения окружающей среды;

- экологическую характеристику производства;

- нормирование выбросов и сбросов вредных веществ в природную среду;

- основные принципы защиты окружающей среды;

уметь:

- проводить экологическую оценку технических и технологических решений;

- обосновывать основные нормативы допустимого воздействия на окружающую среду;

- выбирать необходимое оборудование для очистки газовоздушных выбросов и сточных вод;

- прогнозировать последствия техногенного воздействия на окружаю­щую среду;

- определять экологические аспекты, связанные с производственной деятельностью;

- пользоваться различными источниками информации в области охраны окружающей среды и осуществлять пропаганду экологических и природоохранных знаний в профессиональной деятельности;

- организовывать мониторинг состояния окружающей среды;

- давать экономическую оценку природных ресурсов, ущерба от загрязнения окружающей среды.

В экологии, как в большинстве других дисциплин, термины и определения стандартизированы, что является достаточно важным при рассмотрении правовых взаимоотношений между хозяйственными субъектами. Поэтому в пособии терминологии уделяется должное внимание. Наиболее важные предметообразующие из них приводятся далее по тексту.

Природная среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов.

Окружающая среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов.

Благоприятная окружающая среда – окружающая среда, качество которой обеспечивает экологическую безопасность, устойчивое функционирование естественных экологических систем, иных природных и природно-антропогенных объектов.

Компоненты природной среды – земля (включая почвы), недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир, а также озоновый слой и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на земле.

Охрана окружающей среды (природоохранная деятельность) – деятельность государственных органов, общественных объединений, иных юридических лиц и граждан, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение загрязнения, деградации, повреждения, истощения, разрушения, уничтожения и иного вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности и ликвидацию ее последствий.

Экологическая безопасность – состояние защищенности окружающей среды, жизни и здоровья граждан от возможного вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Экологический риск – вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для окружающей среды и вызванного вредным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера.

Требования в области охраны окружающей среды (природоохранные требования, требования экологической безопасности) – предъявляемые к хозяйственной и иной деятельности обязательные условия, ограничения или их совокупность, установленные законами, иными нормативными правовыми актами, нормативами в области охраны окружающей среды, государственными стандартами и иными техническими нормативными правовыми актами.

Дисциплина «Основы экологии» является естественнонаучной дисциплиной и базируется на знаниях, полученных студентами по биологии, химии, физике и специальным предметам.