Контрольна робота № 1.
Варіант 1.
Зміст.
1. Зростання народонаселення, науково-технічний прогрес і природа в сучасну епоху.
2. Введення терміну "Екологія" Е. Геккелем для позначення науки про взаємини організмів між собою і з навколишнім середовищем. Сучасні завдання екології.
3. Завдання.
Література.
1. Зростання народонаселення, науково-техніч-ський прогрес і природа
в сучасну епоху.
Людство є частиною біосфери, продуктом її еволюції. Проте взаємовідношення людини і природних співтовариств ніколи не були безхмарними. Антропогенний період, тобто період, в якому виникла людина, є революційним в історії Землі. Людство проявляє себе як найбільша геологічна сила за масштабами своєї діяльності на нашій планеті.
Розвиток технологій і досягнення індустріалізації цивілізації створило стійкий міф про панування людини над силами природи. Технічні можливості людини змінювати природне середовище стрімко зростали, досягнувши своєї найвищої точки в епоху науково-технічної революції. Нині він здатний здійснити такі проекти перетворення природного середовища, про які ще порівняно недавно не смів і мріяти.
Здавалося б, людина стає все менш залежний від природи, підпорядковуючи її своїм впливом, перетворюючи у відповідності зі своїми цілями. Проте все частіше чуються слова "охорона природи", "екологічна криза" і т.п. З'ясувалося, що зростання могутності людини веде до збільшення негативних для природи і в кінцевому рахунку небезпечних для існування людини наслідків його діяльності, значення яких тільки зараз починає усвідомлювати.
За останні сто років відбулися дві важливі зрушення. По-перше, різко збільшилася чисельність населення Землі. По-друге, ще більш різко зросло промислове виробництво, виробництво енергії та продуктів сільського господарства. Людство стало надавати помітний вплив на функціонування всієї біосфери.
Зростання народонаселення.
Відхиленням від закономірностей рівноваги в живій природі став прискорене зростання населення Землі. Число особин будь-якого виду, за біологічними законами, залежить від потенціалу розмноження, тривалості життя, широти пристосувальних можливостей і регулюється природним відбором - сукупністю екологічних факторів.
Чисельність виду тварин у природі обмежується ємністю середовища і протягом тривалої доби мало змінюється, коливаючись близько деякого щодо постійного рівня. Як правило, види дрібних тварин мають велику чисельність і більший розмах її коливань у порівнянні з видами великих тварин. Для видів ссавців існує досить виражена негативна кореляція між масою тіла і числом особин. Рангу маси тіла від 10 до 100 кг, до якого належить людина, відповідає максимальний розмах значень видовий чисельності в межах від 10 4 до 10 6.
Протягом більшої частини людської історії зростання чисельності народонаселення був майже невідчутним. В даний час видається розумною точка зору, згідно з якою щільність заселення Землі наближається до критичної. Населення земної кулі росте по експоненті, про що попереджав ще Мальтус.
Згідно з експертними оцінками популяції перших людей, одночасно проживали на Землі 1 млн. років тому, нараховували 100 тис. індивідів; до часу появи Homo sapiens - близько 500 тис.; 30-20 тис. років тому - приблизно 5 млн. Протягом багатьох тисячоліть народонаселення світу зростало надзвичайно повільно. До початку 4-го тисячоліття до н.е. воно складало 300 млн., а до 1500 р. збільшилося до 425 млн. Такі темпи відповідають річного приросту максимум до 0,7%, тобто до 7 чол. на 10 000 за рік. Починаючи з епохи географічних відкриттів зростання народонаселення стає експоненціальним. Приблизно до початку XVIII століття людство збільшувалася повільно, із середньою швидкістю близько 1% за століття, що відповідає подвоєнню чисельності за тисячу років. До початку XIX ст. населення планети досягло 1млрд. повільно воно набирало чинності протягом XIX ст. і надзвичайно різко збільшувалася після другої світової війни.
Наростання кількості людей на Землі, простежено вже на підставі достатньо достовірних історичних даних, набуло ще більш надзвичайний характер, стало гіперболічним.
Дуже швидке збільшення чисельності людства в другій половині ХХ ст. називають демографічним вибухом. За 50 років (1949-1999) народонаселення світу збільшилася майже в 2,5 рази, з 2463 до 6010 млн. людини; а на приріст за останні 100 років припадає три чверті сучасного числа людей на Землі. У другій половині XX століття з кожним десятиліттям середньорічний приріст збільшувався приблизно на 10 млн; в 50-х роках він складає 53,3 млн; в 60-х - 66,7 млн; в 70-х -70300000; у 80 -х - 83,4 млн; в 90-х - 84,8 млн. чоловік. Відносний приріст у середині 60-х років досяг вищої позначки 2,2% на рік. Якщо для збільшення народонаселення від 1 до 2 млрд. чоловік знадобилося 107 років (з 1820 по 1927 р.), то для 3-го мільярда - 32 роки (1959), для 4-го - 15 років (1974), для 5 - го 13років (1987), для 6-го - 12 років (1999). Для останнього подвоєння чисельності знадобилося всього 38 років. Нічого подібного у вищих ссавців ніколи не спостерігалося.
У сучасному світовому народонаселенні частка жінок дорівнює 49,7% з коливаннями в різних країнах від 48 до 53%. Середня тривалість життя людей - 63,8 року; в тому числі чоловіків - 61,8 (від 41 до 79 років у різних країнах), жінки - 65,9 (від 42 до 82 років). У віковій структурі населення світу 32% займають діти (0-14 років), 61% - люди у віці від 15 до 64 років і 6% - люди старші 65 років. Усереднена за статтю та віком маса тіла сучасної людини становить 52,8 кг. Тривалість життя людей в середньому в 2-2,5 рази перевищує природну тривалість життя ссавців тварин з такою ж масою тіла.
Крім особливих факторів еволюції та історії людства, в принципі допустили неухильне зростання чисельності, значне прискорення зростання спричинене в основному зниженням смертності від епідемій і голоду. У ХХ ст. до цих чинників додалося різке зниження дитячої смертності в країнах, що розвиваються, пов'язане з поліпшенням гігієнічних умов і успіхами медицини. Демографічний вибух зумовлений тим, що починаючи з середини століття зниження смертності значно випередило зниження народжуваності у багатьох країнах світу, причому найбільш різко в країнах, що розвиваються.
У 1990-1995г.г. загальний коефіцієнт народжуваності у світі знизився до 24,6%, загальний коефіцієнт смертності становить 9,8%, коефіцієнт природного приросту - 14,8%. Приблизно такі ж параметри відтворення населення зберігаються і в даний час. Це означає, що в середньому кожну хвилину на Землі з'являються 270 немовлят, помирають 110 чоловік різного віку, населення світу збільшується на 160 чоловік. Щодоби в тісному орбітальному космічному кораблі під назвою планета Земля число пасажирів зростає на 230тисяч.
Тенденція збільшення населення Землі, по всій видимості, буде спостерігатися і в першій половині XXI століття. За різними оцінками, до 2025 року на Землі буде від 7,6 до 9,4 млрд. чоловік. Основна частка приросту населення припадає, і буде доводитися в майбутньому на країни, що розвиваються.
Нинішні темпи зростання такі, що для забезпечення навіть тих умов існування, якими є на Землі зараз, кожне знову з'являється покоління зобов'язане побудувати (і, отже, спожити відповідну кількість ресурсів біосфери) нову техноструктуру, рівну тій, яка зараз існує на Землі. Завдання безпрецедентні. Наскільки вони здійсненні? Тривога, яку відчувають у зв'язку з цим, цілком обгрунтована, якщо, скажімо, раціональний межа розширення землеробства оцінити в 2,7 млрд. га. Зустрічаються досить оптимістичні заяви про те, що Земля може прогодувати до 700 млрд. чоловік. Але більшість вчених вважають, що оптимальна кількість жителів планети неповинно перевищувати 12-20 млрд. Деякі ж демографи вважають, що на Землі живе вже зараз більше оптимального «золотого мільярда».
Проблема небувалого збільшення навантаження на біосферу зростаючого населення планети стає все більш гострою. Особливо складна і сумна картина на рівні окремих регіонів і країн, в яких щорічно вмирають з голоду мільйони людей. Підйом життєвого рівня населення цих районів, для яких часто характерні найвищі темпи приросту населення, становить одну з основних завдань людства, труднощі виконання якої пояснюється хоча б тим, що навіть при збереженні нинішньої чисельності населення планети для рівного забезпечення всіх на рівні високорозвинених регіонів необхідно сторазове збільшення одержуваних матеріальних благ і багаторазове збільшення виробництва продуктів харчування.
У той же час в інших районах Землі, що характеризуються високим рівнем тиску на біосферу, занепокоєння викликає дуже незначний приріст чисельності населення або навіть його скорочення.
У нашій країні, незважаючи на її величезні розміри та природні багатства, населення скорочується на 1 млн. на рік, а тривалість життя чоловіків зменшилась до 61 року, що в цілому свідчить про початок процесу депопуляції. У деяких же інших країнах проводяться цілеспрямовані роботи з планування сім'ї з метою зниження темпів зростання населення.
До відчуття сучасною людиною тимчасової обмеженості життя додалося усвідомлення просторової обмеженості нашого середовища проживання, хоча наслідки людської діяльності і в просторовому, і в тимчасовому відношенні з кожним роком стає все більш тривалими і значними.
Зростання народонаселення вимагає збільшення виробництва продуктів харчування, створення нових робочих місць і розширення промислового виробництва. Щодня потрібно всім людям Землі близько 2 млн. т. їжі, 10млн.м 3. води, 2млрд. м 3 кисню. Всіма галузями людського господарства щодня видобувається 300млн.т. речовин і матеріалів, спалюється близько 30млн.т. палива, використовується 2млрд. м 3 води, 65млрд. м 3 кисню.
Характерною особливістю нашого часу є інтенсифікація та глобалізація впливу людини на навколишнє природне середовище, що супроводжується небувалими раніше інтенсифікацією і глобалізацією негативних наслідків цього впливу. І якщо раніше людство зазнавало локальні і регіональні екологічні кризи, які могли призвести до загибелі будь-якої цивілізації, але не перешкоджали подальшому прогресу людського роду в цілому, то теперішня екологічна ситуація загрожує глобальною екологічною колажем, оскільки сучасна людина руйнує механізми цілісного функціонування біосфери в планетарному масштабі. Кризових точок як у проблемному, так і в просторовому сенсі стає все більше, і вони виявляються тісно пов'язаними між собою, утворюючи свого роду мережу, що стає все більш частою. Саме ця обставина і дозволяє говорити про наявність глобальної екологічної кризи і загрози екологічної катастрофи.
Науково-технічний прогрес і природа в сучасну епоху.
Сучасні процеси, пов'язані зі збільшенням інтенсивності впливу людини на природне середовище, ріст різноманіття форм її перетворення не тільки ставлять на порядок денний дослідження необхідних гармонічних зв'язків усередині системи "суспільство - природа", але висувають як найбільш актуальну проблему збереження природного світу. Невиправданий, зайвий оптимізм, з яким не тільки практики, але і теоретики підходять до формуванню середовища проживання людини без обліку всієї її складності, приводить до невідомого раніше корінним змінам природи, що негативно позначається як на її цінності взагалі, так і на естетичних значеннях.
Суспільство, будучи частиною глобальної системи, впливає на якісну сторону системи в цілому. Сьогодні важливо усвідомлювати нерозривний зв'язок природи і суспільства, що носить взаємний характер. Тут доречно згадати слова А.І. Герцена про те, що "природа не може суперечити людині, якщо людина не суперечить її законам". З одного боку, природне середовище, географічні і кліматичні особливості роблять значний вплив на суспільний розвиток. Ці фактори можуть прискорювати або сповільнювати темп розвитку країн і народів, впливати на суспільний розвиток праці.
З іншої сторони суспільство впливає на природне середовище проживання людини. Історія людства свідчить як про сприятливий вплив діяльності людей на природне середовище проживання, так і негативні її наслідки.
Зростання масштабів господарської діяльності людини, бурхливий розвиток науково-технічної революції підсилили негативний вплив на природу, привели до порушення екологічної рівноваги на планеті.
Промислове виробництво є основою економічного розвитку, а отже, і підйому соціально-економічного рівня життя суспільства. Однак промисловий розвиток в усьому світі йшло без належного врахування вичерпності багатьох видів невідновлюваних ресурсів і розуміння тієї обставини, що відновлювальні средообразующее здатності природи не безмежні. Не так багато часу пройшло, що відділяє нас від перших п'ятирічок (30-ті роки) і повоєнного відновлення господарства (50-і роки), коли в суспільній свідомості панувало захоплення індустріалізацією. Клуби густого чорного диму над заводськими трубами або валятися дерева трактор сприймалися символами технічного і соціального прогресу.
Науково-технічний прогрес приніс багато позитивного в життя людей: розум людини відкрив нові види енергії, покращилися умови праці, і збільшилася його продуктивність у важких і трудомістких галузях добувної промисловості (гірничодобувної, лісової, океанічному рибальстві та ін), зросли темпи будівництва, підвищилася продуктивність сільського господарства, винайдені високоефективні технології, з'явилися нові матеріали, медичні препарати, зменшилася дитяча смертність і зросла тривалість життя, зросла швидкість отримання та переробки інформації та багато іншого.
Значна частина принципово нових технічних і технологічних рішень останніх десятиліть XX століття народилася в ході фантастичною за масштабами гонки озброєнь. Однак сьогодні загроза виживання для більшості держав пов'язана не з агресією потенційного противника, а зі станом навколишнього середовища, швидко деградуючою під натиском людської діяльності.
Незважаючи на зусилля і величезні витрати, спрямовані на запобігання негативних наслідків антропогенного впливу на природу, загальний тренд несприятливих змін зберігається.
Те, що сучасний екологічний криза є зворотною стороною науково-технічної революції, підтверджує той факт, що саме не досягнення науково-технічного прогресу, які послужили відправною точкою оголошення про настання НТР, призвели й до найпотужніших екологічних катастроф на нашій планеті.
До чого ж привело бурхливий розвиток економіки і людська діяльність? Забруднення всього земного простору, - океану, повітря і води, "парниковий ефект", вирубування лісів, зникнення багатьох видів рослин і тварин - ось лише деякі основні форми антропогенного впливу на навколишнє середовище.
Тільки протягом останніх 4-х десятиліть на Землі виробили стільки ж продукції, скільки за весь період існування цивілізації до 1950р.
У сфері матеріального виробництва зросло споживання природних ресурсів. За роки після другої світової війни було використано стільки мінерального сировини, скільки за всю попередню історію людства.
Оскільки запаси вугілля, нафти, газу, заліза й інших корисних копалин не поновлювані, вони будуть вичерпані, за розрахунками вчених, через кілька десятиліть. Але навіть якщо і ресурси, які постійно відновляються, на ділі швидко убувають. Вирубка лісу у світовому масштабі в 18 разів перевищує його приріст. Площа лісів, що дають Землі кисень, зменшується з кожним роком. Лісові простори займали в 1950 р. 15% суші, зараз - 7%; щорічно знищується понад 11млн. гектарів лісу. Кожен рік спалюється 20кВ. км вологих тропічних лісів (половина Франції). Планета може втратити свого головного джерела кисню вже в наступному десятилітті.
Деградує життєво важливий для людей родючий шар грунту - і це відбувається всюди на Землі. У той час як Земля накопичує один сантиметр чорнозему за 300 років, а гине один сантиметр грунту за 3 роки. За даними Всесвітньої комісії ООН з навколишнього середовища і розвитку, в даний час щорічно перетворюється на пустелю 6 млн. гектарів оброблюваних земель, 20 млрд. втрачає свою продуктивність. Крім того, розширюються території пустель: Сахара щорічно просувається на південь на 30 миль (48 км).
Варіант 1.
Зміст.
1. Зростання народонаселення, науково-технічний прогрес і природа в сучасну епоху.
2. Введення терміну "Екологія" Е. Геккелем для позначення науки про взаємини організмів між собою і з навколишнім середовищем. Сучасні завдання екології.
3. Завдання.
Література.
1. Зростання народонаселення, науково-техніч-ський прогрес і природа
в сучасну епоху.
Людство є частиною біосфери, продуктом її еволюції. Проте взаємовідношення людини і природних співтовариств ніколи не були безхмарними. Антропогенний період, тобто період, в якому виникла людина, є революційним в історії Землі. Людство проявляє себе як найбільша геологічна сила за масштабами своєї діяльності на нашій планеті.
Розвиток технологій і досягнення індустріалізації цивілізації створило стійкий міф про панування людини над силами природи. Технічні можливості людини змінювати природне середовище стрімко зростали, досягнувши своєї найвищої точки в епоху науково-технічної революції. Нині він здатний здійснити такі проекти перетворення природного середовища, про які ще порівняно недавно не смів і мріяти.
Здавалося б, людина стає все менш залежний від природи, підпорядковуючи її своїм впливом, перетворюючи у відповідності зі своїми цілями. Проте все частіше чуються слова "охорона природи", "екологічна криза" і т.п. З'ясувалося, що зростання могутності людини веде до збільшення негативних для природи і в кінцевому рахунку небезпечних для існування людини наслідків його діяльності, значення яких тільки зараз починає усвідомлювати.
За останні сто років відбулися дві важливі зрушення. По-перше, різко збільшилася чисельність населення Землі. По-друге, ще більш різко зросло промислове виробництво, виробництво енергії та продуктів сільського господарства. Людство стало надавати помітний вплив на функціонування всієї біосфери.
Зростання народонаселення.
Відхиленням від закономірностей рівноваги в живій природі став прискорене зростання населення Землі. Число особин будь-якого виду, за біологічними законами, залежить від потенціалу розмноження, тривалості життя, широти пристосувальних можливостей і регулюється природним відбором - сукупністю екологічних факторів.
Чисельність виду тварин у природі обмежується ємністю середовища і протягом тривалої доби мало змінюється, коливаючись близько деякого щодо постійного рівня. Як правило, види дрібних тварин мають велику чисельність і більший розмах її коливань у порівнянні з видами великих тварин. Для видів ссавців існує досить виражена негативна кореляція між масою тіла і числом особин. Рангу маси тіла від 10 до 100 кг, до якого належить людина, відповідає максимальний розмах значень видовий чисельності в межах від 10 4 до 10 6.
Протягом більшої частини людської історії зростання чисельності народонаселення був майже невідчутним. В даний час видається розумною точка зору, згідно з якою щільність заселення Землі наближається до критичної. Населення земної кулі росте по експоненті, про що попереджав ще Мальтус.
Згідно з експертними оцінками популяції перших людей, одночасно проживали на Землі 1 млн. років тому, нараховували 100 тис. індивідів; до часу появи Homo sapiens - близько 500 тис.; 30-20 тис. років тому - приблизно 5 млн. Протягом багатьох тисячоліть народонаселення світу зростало надзвичайно повільно. До початку 4-го тисячоліття до н.е. воно складало 300 млн., а до 1500 р. збільшилося до 425 млн. Такі темпи відповідають річного приросту максимум до 0,7%, тобто до 7 чол. на 10 000 за рік. Починаючи з епохи географічних відкриттів зростання народонаселення стає експоненціальним. Приблизно до початку XVIII століття людство збільшувалася повільно, із середньою швидкістю близько 1% за століття, що відповідає подвоєнню чисельності за тисячу років. До початку XIX ст. населення планети досягло 1млрд. повільно воно набирало чинності протягом XIX ст. і надзвичайно різко збільшувалася після другої світової війни.
Наростання кількості людей на Землі, простежено вже на підставі достатньо достовірних історичних даних, набуло ще більш надзвичайний характер, стало гіперболічним.
Дуже швидке збільшення чисельності людства в другій половині ХХ ст. називають демографічним вибухом. За 50 років (1949-1999) народонаселення світу збільшилася майже в 2,5 рази, з 2463 до 6010 млн. людини; а на приріст за останні 100 років припадає три чверті сучасного числа людей на Землі. У другій половині XX століття з кожним десятиліттям середньорічний приріст збільшувався приблизно на 10 млн; в 50-х роках він складає 53,3 млн; в 60-х - 66,7 млн; в 70-х -70300000; у 80 -х - 83,4 млн; в 90-х - 84,8 млн. чоловік. Відносний приріст у середині 60-х років досяг вищої позначки 2,2% на рік. Якщо для збільшення народонаселення від 1 до 2 млрд. чоловік знадобилося 107 років (з 1820 по 1927 р.), то для 3-го мільярда - 32 роки (1959), для 4-го - 15 років (1974), для 5 - го 13років (1987), для 6-го - 12 років (1999). Для останнього подвоєння чисельності знадобилося всього 38 років. Нічого подібного у вищих ссавців ніколи не спостерігалося.
У сучасному світовому народонаселенні частка жінок дорівнює 49,7% з коливаннями в різних країнах від 48 до 53%. Середня тривалість життя людей - 63,8 року; в тому числі чоловіків - 61,8 (від 41 до 79 років у різних країнах), жінки - 65,9 (від 42 до 82 років). У віковій структурі населення світу 32% займають діти (0-14 років), 61% - люди у віці від 15 до 64 років і 6% - люди старші 65 років. Усереднена за статтю та віком маса тіла сучасної людини становить 52,8 кг. Тривалість життя людей в середньому в 2-2,5 рази перевищує природну тривалість життя ссавців тварин з такою ж масою тіла.
Крім особливих факторів еволюції та історії людства, в принципі допустили неухильне зростання чисельності, значне прискорення зростання спричинене в основному зниженням смертності від епідемій і голоду. У ХХ ст. до цих чинників додалося різке зниження дитячої смертності в країнах, що розвиваються, пов'язане з поліпшенням гігієнічних умов і успіхами медицини. Демографічний вибух зумовлений тим, що починаючи з середини століття зниження смертності значно випередило зниження народжуваності у багатьох країнах світу, причому найбільш різко в країнах, що розвиваються.
У 1990-1995г.г. загальний коефіцієнт народжуваності у світі знизився до 24,6%, загальний коефіцієнт смертності становить 9,8%, коефіцієнт природного приросту - 14,8%. Приблизно такі ж параметри відтворення населення зберігаються і в даний час. Це означає, що в середньому кожну хвилину на Землі з'являються 270 немовлят, помирають 110 чоловік різного віку, населення світу збільшується на 160 чоловік. Щодоби в тісному орбітальному космічному кораблі під назвою планета Земля число пасажирів зростає на 230тисяч.
Тенденція збільшення населення Землі, по всій видимості, буде спостерігатися і в першій половині XXI століття. За різними оцінками, до 2025 року на Землі буде від 7,6 до 9,4 млрд. чоловік. Основна частка приросту населення припадає, і буде доводитися в майбутньому на країни, що розвиваються.
Нинішні темпи зростання такі, що для забезпечення навіть тих умов існування, якими є на Землі зараз, кожне знову з'являється покоління зобов'язане побудувати (і, отже, спожити відповідну кількість ресурсів біосфери) нову техноструктуру, рівну тій, яка зараз існує на Землі. Завдання безпрецедентні. Наскільки вони здійсненні? Тривога, яку відчувають у зв'язку з цим, цілком обгрунтована, якщо, скажімо, раціональний межа розширення землеробства оцінити в 2,7 млрд. га. Зустрічаються досить оптимістичні заяви про те, що Земля може прогодувати до 700 млрд. чоловік. Але більшість вчених вважають, що оптимальна кількість жителів планети неповинно перевищувати 12-20 млрд. Деякі ж демографи вважають, що на Землі живе вже зараз більше оптимального «золотого мільярда».
Проблема небувалого збільшення навантаження на біосферу зростаючого населення планети стає все більш гострою. Особливо складна і сумна картина на рівні окремих регіонів і країн, в яких щорічно вмирають з голоду мільйони людей. Підйом життєвого рівня населення цих районів, для яких часто характерні найвищі темпи приросту населення, становить одну з основних завдань людства, труднощі виконання якої пояснюється хоча б тим, що навіть при збереженні нинішньої чисельності населення планети для рівного забезпечення всіх на рівні високорозвинених регіонів необхідно сторазове збільшення одержуваних матеріальних благ і багаторазове збільшення виробництва продуктів харчування.
У той же час в інших районах Землі, що характеризуються високим рівнем тиску на біосферу, занепокоєння викликає дуже незначний приріст чисельності населення або навіть його скорочення.
У нашій країні, незважаючи на її величезні розміри та природні багатства, населення скорочується на 1 млн. на рік, а тривалість життя чоловіків зменшилась до 61 року, що в цілому свідчить про початок процесу депопуляції. У деяких же інших країнах проводяться цілеспрямовані роботи з планування сім'ї з метою зниження темпів зростання населення.
До відчуття сучасною людиною тимчасової обмеженості життя додалося усвідомлення просторової обмеженості нашого середовища проживання, хоча наслідки людської діяльності і в просторовому, і в тимчасовому відношенні з кожним роком стає все більш тривалими і значними.
Зростання народонаселення вимагає збільшення виробництва продуктів харчування, створення нових робочих місць і розширення промислового виробництва. Щодня потрібно всім людям Землі близько 2 млн. т. їжі, 10млн.м 3. води, 2млрд. м 3 кисню. Всіма галузями людського господарства щодня видобувається 300млн.т. речовин і матеріалів, спалюється близько 30млн.т. палива, використовується 2млрд. м 3 води, 65млрд. м 3 кисню.
Характерною особливістю нашого часу є інтенсифікація та глобалізація впливу людини на навколишнє природне середовище, що супроводжується небувалими раніше інтенсифікацією і глобалізацією негативних наслідків цього впливу. І якщо раніше людство зазнавало локальні і регіональні екологічні кризи, які могли призвести до загибелі будь-якої цивілізації, але не перешкоджали подальшому прогресу людського роду в цілому, то теперішня екологічна ситуація загрожує глобальною екологічною колажем, оскільки сучасна людина руйнує механізми цілісного функціонування біосфери в планетарному масштабі. Кризових точок як у проблемному, так і в просторовому сенсі стає все більше, і вони виявляються тісно пов'язаними між собою, утворюючи свого роду мережу, що стає все більш частою. Саме ця обставина і дозволяє говорити про наявність глобальної екологічної кризи і загрози екологічної катастрофи.
Науково-технічний прогрес і природа в сучасну епоху.
Сучасні процеси, пов'язані зі збільшенням інтенсивності впливу людини на природне середовище, ріст різноманіття форм її перетворення не тільки ставлять на порядок денний дослідження необхідних гармонічних зв'язків усередині системи "суспільство - природа", але висувають як найбільш актуальну проблему збереження природного світу. Невиправданий, зайвий оптимізм, з яким не тільки практики, але і теоретики підходять до формуванню середовища проживання людини без обліку всієї її складності, приводить до невідомого раніше корінним змінам природи, що негативно позначається як на її цінності взагалі, так і на естетичних значеннях.
Суспільство, будучи частиною глобальної системи, впливає на якісну сторону системи в цілому. Сьогодні важливо усвідомлювати нерозривний зв'язок природи і суспільства, що носить взаємний характер. Тут доречно згадати слова А.І. Герцена про те, що "природа не може суперечити людині, якщо людина не суперечить її законам". З одного боку, природне середовище, географічні і кліматичні особливості роблять значний вплив на суспільний розвиток. Ці фактори можуть прискорювати або сповільнювати темп розвитку країн і народів, впливати на суспільний розвиток праці.
З іншої сторони суспільство впливає на природне середовище проживання людини. Історія людства свідчить як про сприятливий вплив діяльності людей на природне середовище проживання, так і негативні її наслідки.
Зростання масштабів господарської діяльності людини, бурхливий розвиток науково-технічної революції підсилили негативний вплив на природу, привели до порушення екологічної рівноваги на планеті.
Промислове виробництво є основою економічного розвитку, а отже, і підйому соціально-економічного рівня життя суспільства. Однак промисловий розвиток в усьому світі йшло без належного врахування вичерпності багатьох видів невідновлюваних ресурсів і розуміння тієї обставини, що відновлювальні средообразующее здатності природи не безмежні. Не так багато часу пройшло, що відділяє нас від перших п'ятирічок (30-ті роки) і повоєнного відновлення господарства (50-і роки), коли в суспільній свідомості панувало захоплення індустріалізацією. Клуби густого чорного диму над заводськими трубами або валятися дерева трактор сприймалися символами технічного і соціального прогресу.
Науково-технічний прогрес приніс багато позитивного в життя людей: розум людини відкрив нові види енергії, покращилися умови праці, і збільшилася його продуктивність у важких і трудомістких галузях добувної промисловості (гірничодобувної, лісової, океанічному рибальстві та ін), зросли темпи будівництва, підвищилася продуктивність сільського господарства, винайдені високоефективні технології, з'явилися нові матеріали, медичні препарати, зменшилася дитяча смертність і зросла тривалість життя, зросла швидкість отримання та переробки інформації та багато іншого.
Значна частина принципово нових технічних і технологічних рішень останніх десятиліть XX століття народилася в ході фантастичною за масштабами гонки озброєнь. Однак сьогодні загроза виживання для більшості держав пов'язана не з агресією потенційного противника, а зі станом навколишнього середовища, швидко деградуючою під натиском людської діяльності.
Незважаючи на зусилля і величезні витрати, спрямовані на запобігання негативних наслідків антропогенного впливу на природу, загальний тренд несприятливих змін зберігається.
Те, що сучасний екологічний криза є зворотною стороною науково-технічної революції, підтверджує той факт, що саме не досягнення науково-технічного прогресу, які послужили відправною точкою оголошення про настання НТР, призвели й до найпотужніших екологічних катастроф на нашій планеті.
До чого ж привело бурхливий розвиток економіки і людська діяльність? Забруднення всього земного простору, - океану, повітря і води, "парниковий ефект", вирубування лісів, зникнення багатьох видів рослин і тварин - ось лише деякі основні форми антропогенного впливу на навколишнє середовище.
Тільки протягом останніх 4-х десятиліть на Землі виробили стільки ж продукції, скільки за весь період існування цивілізації до 1950р.
У сфері матеріального виробництва зросло споживання природних ресурсів. За роки після другої світової війни було використано стільки мінерального сировини, скільки за всю попередню історію людства.
Оскільки запаси вугілля, нафти, газу, заліза й інших корисних копалин не поновлювані, вони будуть вичерпані, за розрахунками вчених, через кілька десятиліть. Але навіть якщо і ресурси, які постійно відновляються, на ділі швидко убувають. Вирубка лісу у світовому масштабі в 18 разів перевищує його приріст. Площа лісів, що дають Землі кисень, зменшується з кожним роком. Лісові простори займали в 1950 р. 15% суші, зараз - 7%; щорічно знищується понад 11млн. гектарів лісу. Кожен рік спалюється 20кВ. км вологих тропічних лісів (половина Франції). Планета може втратити свого головного джерела кисню вже в наступному десятилітті.
Деградує життєво важливий для людей родючий шар грунту - і це відбувається всюди на Землі. У той час як Земля накопичує один сантиметр чорнозему за 300 років, а гине один сантиметр грунту за 3 роки. За даними Всесвітньої комісії ООН з навколишнього середовища і розвитку, в даний час щорічно перетворюється на пустелю 6 млн. гектарів оброблюваних земель, 20 млрд. втрачає свою продуктивність. Крім того, розширюються території пустель: Сахара щорічно просувається на південь на 30 миль (48 км).
Не меншу небезпеку, ніж нестримна експлуатація ресурсів Землі, являє собою збільшене за останні десятиліття забруднення планети - і світового океану, і атмосферного повітря. Світовий океан постійно забруднюється в основному через розширення видобутку нафти на морських промислах. Величезні нафтові плями згубні для життя океану. За даними ООН, щорічно в світовий океан потрапляє 30 млрд. тонн нафтопродуктів, 50 000 тонн пестицидів, 5 000 тонн ртуті. В океан скидаються також мільйони тонн фосфору, свинцю, тільки США скидають в океан до 50 млн. т. відходів. На кожен квадратний кілометр океанського простору зараз доводиться 17 тонн різних шкідливих покидьків з суші.
Величезна кількість води використовується в промисловості. На виплавку 1 тонни сталі потрібно 200 м 3 води. На виробництво 1тонни паперу потрібно 100 м 3, на виготовлення 1тонни синтетичного волокна - від 2500 до 5000 м 3.
Найбільш вразливою частиною природи стала прісна вода. Стічні води, пестициди, добрива, ртуть, миш'як, свинець і багато чого іншого в величезних кількостях попадають у ріки й озера. Сильно забруднений Дунай, Волга, Рейн, Міссісіпі, Великі Американські озера. Запаси прісної води на земній кулі великі, проте потреби в них промисловості, сільського та житлово-комунального господарства зростають з величезною швидкістю. У сучасних будинках з усіма зручностями витрата води набагато більше, ніж в будинках, необладнаних водопроводом. Інтенсивний видобуток води призводить (особливо у великих містах, де щільна забудова перешкоджає природному стоку і, отже, природному поповненню найцінніших для людини верхніх горизонтів підземних вод) до зниження рівня і поступового виснаження запасів. Дефіцит підземних вод відчувається в багатьох районах земної кулі, наприклад у Бельгії, Німеччині, Швейцарії. Така ж ситуація в деяких районах Росії і може поширитися на інші. За висновком фахівців, у деяких районах Землі 80% усіх хвороб викликані неякісною водою, яку змушені споживати люди.
Відомо, що без їжі людина може жити п'ять тижнів, без води - п'ять днів, без повітря - п'ять хвилин. Тим часом забруднення атмосферного повітря давно перевершило допустимі межі. Запиленість, вміст вуглекислоти в атмосфері ряду великих міст зросли в десятки разів у порівнянні з початком XX століття.
Значно забруднюють атмосферу автомобільний транспорт, електростанції, підприємства чорної і кольорової металургії, нафтегазопереробної, хімічної та лісової промисловості.
У результаті спалювання різного палива в атмосферу щорічно викидається близько 20 млрд. тонн вуглекислого газу. Вміст вуглекислого газу в атмосфері поступово зростає і за останні 100 років збільшилося більш ніж на 10%. Вуглекислий газ перешкоджає тепловому випромінюванню в космічний простір, створюючи так званий "парниковий ефект", що призводить до потепління клімату. За прогнозами кліматологів, воно складе до середини століття 2-5 градусів.
Викиди газу в атмосферу вже зруйнували 9% озонового шару, головного захисника землі від ультрафіолетових променів. "Озонова діра" займає площу, рівну території США.
Спалювання палива при роботі вугільних ТЕЦ, промислових підприємств супроводжується утворенням діоксиду сірки та оксидів азоту; реагуючи з парами води, вони утворюють сірчану і азотну кислоти. У результаті в окремих регіонах випадають опади, кислотність яких в 10-1000 разів перевищує нормальну. На території Росії в 1996р. разом з опадами випало більше 4 млн. тонн сірки і 1,25 млн. тонн нітратного азоту. Особливо тривожна ситуація склалася в Центральному та Центрально-чорноземному районах, а також в Кемеровській області і Алтайському краї, в Норильську. У Москві і Санкт-Петербурзі з кислотними дощами на землю в рік випадає до 1500 кг сірки на 1 км 2. Помітно менше кислотність опадів у прибережній зоні північних, західно-та східносибірських морів. Найсприятливішим регіоном у цьому відношенні визнана Республіка Саха (Якутія).
Кислотні опади викликають деградацію лісів. Потрапляючи на листя і хвою дерев, кислоти порушують захисний восковий покрив, роблячи рослини більш уразливими для комах, грибів і інших патогенних організмів.
Все більше шкоду кислотні дощі наносять сільськогосподарським культурам: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин в клітинах, рослини сповільнюють ріст і розвиток, зменшується їх опірність до хвороб і паразитів, падає врожайність.
Велика кількість шкідливих речовин в атмосферу надходить з вихлопними газами автомобілів, причому їх частка у забрудненні повітря постійно зростає; у Росії - більше 30%, а в США - більше 60% від загального викиду шкідливих речовин в атмосферу.
Серйозною проблемою став побутове сміття: тверді покидьки, поліетиленові пакети, синтетичні миючі засоби і т.п.
Зникає навколо міст напоєне ароматом рослин чисте повітря, ріки перетворюються в стічні канави. Купи консервних банок, битого скла та іншого сміття, звалища уздовж доріг, захаращені території, покалічена природа - такий підсумок тривалого панування індустріального світу.
Науково-технічний прогрес та екологічна альтернатива.
Головне, однак, не в повноті списку проблем, а в осмисленні причин їх виникнення, характеру і, що найважливіше, у виявленні ефективних шляхів і способів їх вирішення.
Історичний досвід показав, що руйнівні дії на природу надавала господарська діяльність, рухома лише приватним інтересом. У нашій країні в протиріччя з інтересами суспільства, яке може нормально розвиватися тільки в здоровій природному середовищу, вступали інтереси відомств, які переслідують власні, узкоегоістіческіх мети. Досвід показав також, що суспільство в змозі обмежити негативний вплив приватних інтересів, він може знаходити розумні способи регулювання відносин виробництва і природи.
Справжня перспектива виходу з екологічної кризи - у зміні виробничої діяльності людини, його способу життя, його свідомості. Науково-технічний прогрес створює не тільки "перевантаження" для природи; в найбільш прогресивних технологіях він дає засоби запобігання негативних впливів, створює можливості екологічно чистого виробництва. Сьогодні з'явилася не тільки гостра необхідність, але і реальні передумови зміни суті технологічної цивілізації, додання їй природоохранитель-ного характеру.
Один з напрямків такого розвитку - створення безвідходних виробництв. Використовуючи досягнення науки, технологічний процес можна організувати так, щоб відходи виробництва не забруднювали навколишнє середовище, а знову надходили у виробничий цикл як вторинна сировина. Приклад дає сама природа: вуглекислий газ, виділюваний тваринами, поглинається рослинами, що виділяють кисень, необхідний тваринам.
Безвідхідним є таке виробництво, у який уся вихідна сировина в кінцевому рахунку перетворюється в ту чи іншу продукцію. Якщо врахувати, що 98% вихідної сировини сучасна промисловість переводить у відходи, то стане зрозумілої необхідність задачі створення безвідходного виробництва.
Розрахунки показують, що 80% відходів теплоенергетичний, гірничодобувної, коксохімічної галузей придатні в справу. При цьому одержувана з них продукція найчастіше перевершує по своїх якостях виробу, виготовлені з первинної сировини. Наприклад, зола теплових електростанцій, яка використовується як добавка при виробництві газобетону, приблизно в два рази підвищує міцність будівельних панелей і блоків. Велике значення має розвиток природовідтворних галузей (лісове, водне, рибне господарство), розробка і впровадження ресурсозберігаючих і енергозберігаючих технологій.
Екологічно чистими є і деякі альтернативні (стосовно тепловим, атомним і гідроелектростанціям) джерела енергії. Необхідний найшвидший пошук способів практичного використання енергії Сонця, вітру, припливів, геотермальних джерел.
Екологічна ситуація викликає необхідність оцінювати наслідки будь-якої діяльності, пов'язаної з втручанням у природне середовище. Необхідна екологічна експертиза всіх технічних проектів.
Сучасна наука розглядає і окремої людини, і людство в цілому, і навколишнє середовище як єдину систему.
2. Введення терміну "Екологія" Е.Гекке-лем для позначення
науки про взаємовідносини організмів між собою і з навколишнім середовищем. Сучасні завдання екології.
Термін "Екологія" освічено від грецького "oikos" - дім, житло і "logos" - слово, вчення: "вчення про будинок" (від цього ж кореня утворене слово "Економіка" - наука, "завідувачка господарством". Не випадково в сучасному Світ завдання екології та економіки тісно переплітаються).
До складу слова "екологія" поняття про "Ойкос" (будинку) трактується різному, але зазвичай у вельми розширеному і переносному сенсі - не як власне будинок і житло, а як середовище проживання. Під середовищем проживання людини можуть матися на увазі не тільки будинок, природне середовище, а й родина, колектив, місто, народ, вся Земля (у поверхневих, жилих її частинах) і, нарешті, Космос.
Все це належить поки тільки до "oikos", але в терміні "екологія" залишається ще "logos". Якщо слідувати давньогрецького значенню цього слова, то це не тільки наука, але і слово, мова, положення, питання, розум, розуміння і багато іншого. Враховуючи ієрархічність і можливі величезні простори, а також незліченні спеціалізації, слово "наука" і навіть "науки" не підходять; підходить скоріше за все - "розуміння", яке включає всі науки і всі сфери діяльності.
Фахівці по окремих галузях науки можуть виконувати тільки приватні замовлення екології. Для "розуміння" ж потрібно людський розум самого широкого наукового та життєвого діапазону. Тому екологія - не тільки система наук, а щось неосяжно більше - це світогляд.
Саме поняття "екологія" використовується сьогодні при обговоренні абсолютно різних об'єктів природної та соціальної дійсності. Кажуть про екологію рослин і тварин, про екологію людини і суспільства, про екологію міста і культури. Про екологію говорять тоді, коли хочуть звернути увагу на умови існування і розвитку чого-небудь. Так, в коло екологічних вишукувань нині входять причини і наслідки зникнення окремих видів рослин і тварин, забруднення природного середовища, погіршення якості життя людей і т.д.
Однак поняття "екологія" не відразу набуло такий універсальний сенс. Спочатку вона утвердилася як назва напряму, покликаного вивчати взаємовідносини живих істот між собою і з навколишнім їх неорганічної природою.
Екологія придбала практичний інтерес ще на зорі розвитку людства. У примітивному суспільстві кожний індивідуум для того, щоб вижити, повинен був мати певні знання про навколишнє його середовищі або про сили природи, рослинах і тваринах. Цивілізація виникла тоді, коли людина навчилася використовувати вогонь та інші засоби і знаряддя, що дозволяють йому змінювати середовище свого проживання. Екологія розвивалася безперервно, але нерівномірно протягом історії людства. За що дійшли до нас знаряддям полювання, наскальних малюнків про способи культивування рослин, лову тварин, обрядів люди ще на зорі становлення людства мали окремі подання про звички тварин, спосіб їхнього життя, про терміни збору рослин, що вживаються для їх потреб, про місця зростання рослин, про способи вирощування та догляду за ними.
Елементи екології мають місце в епічних творах і легендах. У давньоіндійських сказаннях "Махабхарата" (VI - II ст. До н.е.) подано відомості про звички та спосіб життя близько 50 видів тварин, повідомляється про зміни чисельності деяких з них. У рукописних книгах Вавилонії є описи способів обробітку землі, вказується час посіву культурних рослин, перераховуються птахи і тварини, шкідливі для землеробства. У китайських хроніках IV - II ст. до н.е. описуються умови зростання різних сортів культурних рослин.
У працях вчених античного світу - Геракліта (530 - 470 рр.. До н.е.), Гіппократа (460 - 356 рр.. До н.е.), Аристотеля (384 - 322 рр.. До н.е.) і ін - були зроблені подальші узагальнення екологічних фактів.
Аристотель у своїй "Історії тварин" описав понад 500 видів відомих йому тварин, розповів про їх поведінку. Так починався перший етап розвитку науки - накопичення фактичного матеріалу і перший досвід його систематизації. Учень Арістотеля, "батько ботаніки" Теофраст Ерезійскій (372 - 287 рр. до н. Е.) приводить досить докладні відомості про своєрідність рослин у різних умовах, про залежність їх форми і зростання від грунту і клімату, що спостерігається їм на величезних просторах Стародавнього Середземномор'я . У роботах філософа вперше було запропоновано розділити покритонасінні рослини на основні життєві форми: дерева, чагарники, напівчагарники, трави.
У середні століття під впливом богослов'я і схоластики інтерес до вивчення природи слабшає. Зв'язок будови організмів до умов середовища тлумачилась як втілення волі бога. У цей період, що затяглася на ціле тисячоліття, тільки поодинокі праці містять факти наукового значення.
Початком нових віянь у науці в період пізнього середньовіччя є праці Альберта Великого (Альберт фон Больштедт, 1193 - 1280). У своїх книгах про рослини він надає великого значення умовами їх місцепроживання, де крім грунту важливе місце приділяє "сонячного тепла", розглядаючи причини "зимового сну" у рослин, розмноження і зростання організмів, ставить у нерозривний зв'язок з їх харчуванням.
Великими склепіннями середньовічних знань про живу природу було багатотомне "Дзеркало природи" Венсенн де Бове (XIIIв.), "Повчання Володимира Мономаха" (XIв.), що ходили в списках на Русі, "Про повчаннях і подібності речей" домініканського ченця Іоанна Спенськи (початок XIVв.).
В епоху Відродження внаслідок географічних відкриттів і колонізації нових країн істотно розширилося коло описуваних рослин і тварин, з'явилися нові підстави для їх систематизації. Накопичення та опис фактичного матеріалу - характерна риса природознавства цього періоду. Незважаючи на те, що в судженнях про природу панували метафізичні уявлення, в працях багатьох дослідників природи мали місце явні свідчення екологічних знань. Вони виражалися в накопиченні фактів про різноманітність живих організмів, їх поширення, у виявленні особливостей будови рослин і тварин, що живуть в умовах тієї чи іншої середовища. Відомий англійський хімік Р. Бойль (1627 - 1691) є першим, який здійснив екологічний експеримент. Він опублікував результати порівняльного вивчення впливу низького атмосферного тиску на різних тварин.
У XVII ст. Ф. Реді експериментально довів неможливість самозародження скільки-небудь складних тварин.
У XVII - XVII ст. в роботах, присвячених окремим групам тварин організмів, екологічні відомості часто становили значну частину, наприклад, у працях А. Реомюр про життя комах (1734). Антон ван Левангук, більш відомий як один з перших мікроскопісту, був піонером у вивченні харчових ланцюгів та регулювання чисельності організмів.
На підставі подорожей по незвіданих краях Росії в XVIIIвека С.П. Крашенинникова, І.І. Лепьохін, П.С. Палласом та іншими російськими географами та натуралістами вказувалося на взаємопов'язані зміни клімату, тваринного і рослинного світу в різних частинах великої країни.
Про вплив середовища на організм висловлювався М.В. Ломоносов. Зміни у неживій природі він розглядав як безпосередню причину змін рослинного і тваринного світу.
У другій половині XVIIIвека французький естествоіспита-тель Ж. Бюффон (1707 - 1788) вперше став безпосередньо вивчати вплив зовнішніх умов на будову тварин. Він вважав за можливе "переродження" видів, вважаючи основними причинами перетворення одного виду в інший вплив температури та клімату, якості їжі. У цей же час ж.б. Ламарк - автор першого еволюційного вчення, приходить до висновку, що вплив "зовнішніх обставин" - одна з головних причин пристосованості організмів, еволюції тварин і рослин.
У міру розвитку зоології, ботаніки відбувалося накопичення фактів екологічного змісту, свідчу-ного, що до кінця XVIIIвека у натуралістів почали складатися елементи особливого, прогресивного підходу до вивчення явищ природи, про зміни організмів в залежності від навколишніх умов і різноманітті форм. Разом з тим, таких екологічних ідей ще немає, лише почала складатися екологічна точка зору на досліджувані явища природи.
Другий етап розвитку науки пов'язаний з великомасштабними ботанікогеографіческімі дослідженнями в природі. Подальшому розвитку екологічного мислення сприяла поява на початку XX століття біогеографії. Праці О. Гумбольдта та інших вчених визначили новий напрям в географії рослин. Було звернуто увагу на те, що в подібних зональних та вертикально-поясних географічних умовах у рослин різних груп виробляються схожі "фізіономічну" форми, тобто однаковий зовнішній вигляд. За розподілом і співвідношенню цих форм можна судити про специфіку фізико-географічного середовища.
У середині XIX ст. російський біолог К.Ф. Рулье обгрунтував особливий напрямок в зоології, присвячене вивченню життя тварин, їх взаємин з навколишнім середовищем. На думку вченого, в зоології поряд з класифікацією окремих організмів потрібно робити "розбір явищ способу життя" тварин. Рулье довів залежність еволюції організмів від зміни середовища їх проживання.
Таким чином, вчені початку XIX ст. аналізували закономірності організмів і середовища, взаємовідносини між організмами, явища пристосовності і пристосованості. Однак розв'язання цих проблем, подальший розвиток науки екології відбулося на базі еволюційного вчення Ч. Дарвіна (1809 - 1882). Він по праву є одним з піонерів екології. У роботі Ч. Дарвіна "Походження видів шляхом природного відбору, або збереження обраних порід в боротьбі за життя" (1859) була теоретично осмислена "боротьба за існування" в природі. Під боротьбою Ч. Дарвін розумів всі форми суперечливих зв'язків виду із середовищем, які призводять до природного відбору і є рушійним чинником еволюції. По суті, саме ця робота Ч. Дарвіна поставила проблему всебічного вивчення взаємовідносин живих істот з навколишнім середовищем.
Перемога еволюційного вчення в біології відкрила третій етап в історії екології, для якого характерно подальше збільшення числа і глибини робіт з екологічних проблем. У цей період завершилося відділення екології від інших наук. Екологія, народившись у надрах біогеографії, в кінці XIX ст. завдяки вченню Ч. Дарвіна перетворилася на науку про адаптація організмів.
Термін "Екологія" для нової галузі знань вперше був запропонований у 1866 році професором Єнського університету Ернстом Геккелем для застосування виключно в сфері біологічних наук, головним чином зоології. У його "Загальної морфології організмів" наводиться таке визначення екології:
"Це пізнання економіки природи, одночасне дослідження всіх взаємин живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємовідносини рослин і тварин, що контактують один з одним".
Е. Геккель відносив екологію до біологічних наук і наук про природу, які цікавляться всіма сторонами життя біологічних організмів. За часів Геккеля воно сприймалося як образне іносказання, але зараз набуло конкретний зміст, важливий для розуміння кількісних сторін екології та її зв'язок з економікою людини. Термін "Екологія" в подальшому отримав загальне визнання.
Згодом в поняття екології вносилися різні смислові відтінки, які розширювали або звужували предмет цієї галузі знання.
Протягом перших десятиліть XX століття слово "екологія" вживалося дуже обмежено. Для більшості ж вона залишалося невідомим. Поняття, пов'язані з цим терміном, ще не стали тоді актуальними і потрібними. У томі "Розвиток біології в СРСР" (1967), виданому до 50-річчя радянської влади, розділ "Екологія" відсутня. У Енциклопедичному словнику (видання енциклопедії, 1955р.) Екологія визначена як "наука про взаємні впливи організму (тварини або рослини) і навколишнього середовища", а в Енциклопедичному словнику (видання БСЕ, 1964р.) Дано було розгорнуте визначення, проте екологія фігурувала лише як розділи зоології та ботаніки. У малій Радянської енциклопедії (1960) екології тварин та екології рослин присвячені окремі статті. Таким чином, у першій половині XXвека екологія не виходила за рамки суто біологічних досліджень. Проблем самої людини, а також охорони середовища проживання вона зовсім не стосувалася.
У 60-70-і рр.. XX століття над людством починають згущуватися "екологічні хмари". І ось тоді, хоча саме слово і залишається, але зміст його змінюється. Екологія з внутрібіологіческой науки перетворюється в загальнолюдське розуміння середовища проживання не тільки рослин і тварин, але, головне, людини, якій ця середовище починає загрожувати.
На першій міжнародній конференції з оцінки стану навколишнього середовища, скликаній з ініціативи ООН у Стокгольмі у червні 1972р., Було гостро поставлено питання про загрозливий екологічний стан навколишнього природного середовища і про необхідність в першу чергу вивчати екологію самої людини. Тепер екологічне розуміння вбирає в себе не тільки весь комплекс природних, але й технічні та гуманітарні науки.
Разом з тим ядром екологічного світогляду є система понять і законів, що становлять основу біологічної екології.
Сучасні завдання екології.
Залежно від розв'язуваних завдань екологію поділяють на загальну, що досліджує основні принципи організації і функціонування різних надорганізменних систем, і приватну, сферою якої є вивчення конкретних груп певного таксономічного (систематичного) рангу.
Загальна екологія класифікується за рівнями організації - сукупності особин одного виду, що об'єднуються загальною територією і генофондом. Екологія угруповань (біоценології) досліджує структуру і динаміку природних співтовариств (ценозів) - сукупностей спільно мешкають популяцій різних видів. Биогеоценология - розділ загальної екології, що вивчає екосистеми (біоценози).
Приватна екологія складається з екології рослин та екології тварин.
Основні завдання екології можуть бути зведені до вивчення динаміки популяцій, до вивчення про біоценозах і екосистемах. Структура біоценозів, на рівні формування яких відбувається освоєння середовища, сприяє найбільш економним та повного використання життєвих ресурсів.
В даний час багато галузей екології мають яскраво виражену практичну спрямованість і мають велике значення для розвитку різних галузей народного господарства. У зв'язку з цим з'явилися нові науково-практичні дисципліни на стику екології, покликані оптимізувати взаємини людини з біосферою, інженерна екологія, що вивчає взаємодію суспільства з природним середовищем у процесі суспільного виробництва, та ін
Основним завданням екології на сучасному етапі є детальне вивчення кількісними методами основ структури та функціонування природних та створених людиною систем. Навколишнє нас жива природа не є безладним і випадковим поєднанням живих істот. Вона являє собою стійку і організовану систему, що склалася в процесі еволюції органічного світу. Центральне місце в екології посідає проблема динаміки та чисельності популяції та механізмів її регуляції. Тут виявляється значимість участі внутріпопуляціонних (наприклад, конкуренція за їжу) і біоценотичних (наприклад, хижаків, паразитів, збудників захворювань) механізмів.
При дослідженні регуляції чисельності ссавців велика увага приділяється аналізу взаємозалежних поведінкових, фізіологічних і гормональних механізмів. Найбільшу увагу в динаміці чисельності популяцій приділяється вивченню ролі практично важливих видів: шкідників сільського та лісового господарства, носіїв та переносників збудників захворювань, об'єктів рибного та мисливського промислів.
Розглядаючи взаємини людини з видами, популяціями та спільнотами як необхідна умова існування людини, в даний час ці взаємини екологічно незбалансовані.
В результаті спостерігаються величезні втрати врожаю за рахунок шкідників, значних збитків наноситься живими організмами сировини, матеріалів, техніки і споруд, пам'ятників культури, скорочується чисельність та зникають окремі види, з'являється екологічний дискомфорт урбанізованого середовища, що збільшують стресові ситуації; збільшується захворюваність людей.
Будь-які явища, пов'язані з помітними впливами людини на природу, зворотними впливами природи на людину та її економіку, з життям та господарсько значущими процесами, масовими нерегулярними міграціями тварин, називаються екологічною проблемою.
Збалансованість взаємовідносин людини з видами, популяціями та спільнотами може бути досягнута за рахунок комплексних зусиль з боку людини через екологічну регламентацію господарської діяльності, спрямованого, екологічно виправданого впливу на види, популяції та екосистеми, екологічного виховання підростаючих поколінь. Цим може бути досягнуто рішення багатьох народнохозяйствен-них проблем:
∙ інтенсифікація виробництва ряду галузей;
∙ збереження і економія дорогої сировини;
∙ охорона історичних та архітектурних пам'яток;
∙ збільшення тривалості життя і зменшення
захворюваності людей в умовах урбанізованого
середовища;
∙ вдосконалення механізмів взаємодії суспільства
і природи.
Найважливіші загальні завдання сучасної екології в її широкому розумінні зводяться до наступних.
1. Розкриття місця і ролі людини, цивілізації, техносфери в існуванні екосфери планети Земля з позицій екологічних законів. Знаходження і уточнення природно-наукових критеріїв, які визначають екологічну сумісність людини і біосфери та кількісні межі розвитку техносфери.
2. Екологізація свідомості людей: формування нової ідеології та методології гуманістичного екоцентризму, спрямованої на перехід до екологічно орієнтованої постіндустріальної цивілізації, на екологізацію економіки, виробництва, політики, освіти.
3. Всеосяжна діагностика стану природи планети та її ресурсів; визначення порогу витривалості живої природи планети - біосфери по відношенню до антропогенного навантаження, тобто до тих перешкод і втрат - вилученню біологічних ресурсів, забруднення середовища, змін клімату, які наносяться людською діяльністю, і виявлення ступеня оборотності цих змін.
4. Розробка прогнозів змін біосфери і стану навколишнього середовища людини при різних сценаріях екологічного та соціального розвитку людини. Вироблення критеріїв оптимізації - вибору найбільш узгодженого і екологічно орієнтованого соціально-економічного розвитку суспільства.
5. Формування такої стратегії поведінки людського суспільства, такої економіки і таких технологій, які призведуть масштаби і характер господарської діяльності у відповідність до екологічної витривалістю природи і зупинять глобальна екологічна криза.
Завдання № 3:
Зменшення товщини озонового шару на 1% через збільшення потоку УФ-випромінювання на 2% призводить до зростання захворювань на рак шкіри на 4%. Оцінити приріст захворювань на рак шкіри до 2056г. по відношенню до теперішнього часу, якщо середня швидкість виснаження озонового шару становить 0,224% щодня.
Перерахувати основні причини виснаження озонового шару Землі.
Рішення задачі:
1). За 56 років озоновий шар може зменшитися:
ΔC = V t = 0,224% · 56 (років) = 12,544%,
де V - швидкість виснаження шару О 3;
t - оцінюваний проміжок часу.
2). Імовірність захворювань на рак шкіри до 2056 зросте на:
ΔB = ΔCS = 12,544% · 4% = 50,176%,
де S - ймовірність збільшення захворюваності на рак шкіри на кожен% виснаження шару О 3.
До 2056: Озоновий шар зменшиться на 12,544%;
Потік УФ-випромінювання збільшиться на:
12,544% · 2% = 25,088%;
Імовірність захворювань на рак шкіри зросте на 50,176%.
Озон - трьохатомні молекули кисню, розсіяні над Землею на висоті від 15 до 50 км, озонова захисна оболонка дуже невелика, всього 3 млрд. т. газу, найбільша концентрація на висоті від 20 до 25 км.
Запуск потужних ракет, щоденні польоти реактивних літаків у високих шарах атмосфери, випробування ядерної та термоядерної зброї, щорічне знищення природного озонатора - мільйонів гектарів лісу - пожежами та рубкою, масове застосування фреонів у хімічній, парфумерної продукції, в техніці - головні чинники, що руйнують озоновий екран Землі.
Література.
1. Горелов А. А. Екологія: Учеб. посібник для вузів. - М.: Юрайт - М, 2002 - 312с.
2. Новиков Ю. В. Екологія, навколишнє середовище і чоло-століття: Учеб. посібник для вузів, а також учнів середніх шкіл і коледжів. - М.: ФАНР-ПРЕС, 1999 - 320с.
3. Розанов С. І. Загальна екологія: Підручник для технічно-ких напрямів і спеціальностей. - СПб.: Видавництво "Лань", 2001 - 288с.
4. Петров К. М. Загальна екологія: Взаємодія загально-ства і природи: Навчальний посібник для вузів. - 2-е вид., Стер. - СПб.: Хімія, 1998 - 352с., Іл.
5. Корміліцин В.І., Ціцкішвілі М.С., Ялама Ю. І. Основи екології: Навчальний посібник. М.: МПУ, 1997. 1 - 368с., Іл.
6. А.С. Степановских Загальна екологія. - Курган: ГИПП "Зауралля", 1999 - 512с., Іл. - (Підручники та навчальні посібники вищ. Навч. Закладів, 2-е вид., Перероб. І доп.).
Величезна кількість води використовується в промисловості. На виплавку 1 тонни сталі потрібно 200 м 3 води. На виробництво 1тонни паперу потрібно 100 м 3, на виготовлення 1тонни синтетичного волокна - від 2500 до 5000 м 3.
Найбільш вразливою частиною природи стала прісна вода. Стічні води, пестициди, добрива, ртуть, миш'як, свинець і багато чого іншого в величезних кількостях попадають у ріки й озера. Сильно забруднений Дунай, Волга, Рейн, Міссісіпі, Великі Американські озера. Запаси прісної води на земній кулі великі, проте потреби в них промисловості, сільського та житлово-комунального господарства зростають з величезною швидкістю. У сучасних будинках з усіма зручностями витрата води набагато більше, ніж в будинках, необладнаних водопроводом. Інтенсивний видобуток води призводить (особливо у великих містах, де щільна забудова перешкоджає природному стоку і, отже, природному поповненню найцінніших для людини верхніх горизонтів підземних вод) до зниження рівня і поступового виснаження запасів. Дефіцит підземних вод відчувається в багатьох районах земної кулі, наприклад у Бельгії, Німеччині, Швейцарії. Така ж ситуація в деяких районах Росії і може поширитися на інші. За висновком фахівців, у деяких районах Землі 80% усіх хвороб викликані неякісною водою, яку змушені споживати люди.
Відомо, що без їжі людина може жити п'ять тижнів, без води - п'ять днів, без повітря - п'ять хвилин. Тим часом забруднення атмосферного повітря давно перевершило допустимі межі. Запиленість, вміст вуглекислоти в атмосфері ряду великих міст зросли в десятки разів у порівнянні з початком XX століття.
Значно забруднюють атмосферу автомобільний транспорт, електростанції, підприємства чорної і кольорової металургії, нафтегазопереробної, хімічної та лісової промисловості.
У результаті спалювання різного палива в атмосферу щорічно викидається близько 20 млрд. тонн вуглекислого газу. Вміст вуглекислого газу в атмосфері поступово зростає і за останні 100 років збільшилося більш ніж на 10%. Вуглекислий газ перешкоджає тепловому випромінюванню в космічний простір, створюючи так званий "парниковий ефект", що призводить до потепління клімату. За прогнозами кліматологів, воно складе до середини століття 2-5 градусів.
Викиди газу в атмосферу вже зруйнували 9% озонового шару, головного захисника землі від ультрафіолетових променів. "Озонова діра" займає площу, рівну території США.
Спалювання палива при роботі вугільних ТЕЦ, промислових підприємств супроводжується утворенням діоксиду сірки та оксидів азоту; реагуючи з парами води, вони утворюють сірчану і азотну кислоти. У результаті в окремих регіонах випадають опади, кислотність яких в 10-1000 разів перевищує нормальну. На території Росії в 1996р. разом з опадами випало більше 4 млн. тонн сірки і 1,25 млн. тонн нітратного азоту. Особливо тривожна ситуація склалася в Центральному та Центрально-чорноземному районах, а також в Кемеровській області і Алтайському краї, в Норильську. У Москві і Санкт-Петербурзі з кислотними дощами на землю в рік випадає до 1500 кг сірки на 1 км 2. Помітно менше кислотність опадів у прибережній зоні північних, західно-та східносибірських морів. Найсприятливішим регіоном у цьому відношенні визнана Республіка Саха (Якутія).
Кислотні опади викликають деградацію лісів. Потрапляючи на листя і хвою дерев, кислоти порушують захисний восковий покрив, роблячи рослини більш уразливими для комах, грибів і інших патогенних організмів.
Все більше шкоду кислотні дощі наносять сільськогосподарським культурам: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин в клітинах, рослини сповільнюють ріст і розвиток, зменшується їх опірність до хвороб і паразитів, падає врожайність.
Велика кількість шкідливих речовин в атмосферу надходить з вихлопними газами автомобілів, причому їх частка у забрудненні повітря постійно зростає; у Росії - більше 30%, а в США - більше 60% від загального викиду шкідливих речовин в атмосферу.
Серйозною проблемою став побутове сміття: тверді покидьки, поліетиленові пакети, синтетичні миючі засоби і т.п.
Зникає навколо міст напоєне ароматом рослин чисте повітря, ріки перетворюються в стічні канави. Купи консервних банок, битого скла та іншого сміття, звалища уздовж доріг, захаращені території, покалічена природа - такий підсумок тривалого панування індустріального світу.
Науково-технічний прогрес та екологічна альтернатива.
Головне, однак, не в повноті списку проблем, а в осмисленні причин їх виникнення, характеру і, що найважливіше, у виявленні ефективних шляхів і способів їх вирішення.
Історичний досвід показав, що руйнівні дії на природу надавала господарська діяльність, рухома лише приватним інтересом. У нашій країні в протиріччя з інтересами суспільства, яке може нормально розвиватися тільки в здоровій природному середовищу, вступали інтереси відомств, які переслідують власні, узкоегоістіческіх мети. Досвід показав також, що суспільство в змозі обмежити негативний вплив приватних інтересів, він може знаходити розумні способи регулювання відносин виробництва і природи.
Справжня перспектива виходу з екологічної кризи - у зміні виробничої діяльності людини, його способу життя, його свідомості. Науково-технічний прогрес створює не тільки "перевантаження" для природи; в найбільш прогресивних технологіях він дає засоби запобігання негативних впливів, створює можливості екологічно чистого виробництва. Сьогодні з'явилася не тільки гостра необхідність, але і реальні передумови зміни суті технологічної цивілізації, додання їй природоохранитель-ного характеру.
Один з напрямків такого розвитку - створення безвідходних виробництв. Використовуючи досягнення науки, технологічний процес можна організувати так, щоб відходи виробництва не забруднювали навколишнє середовище, а знову надходили у виробничий цикл як вторинна сировина. Приклад дає сама природа: вуглекислий газ, виділюваний тваринами, поглинається рослинами, що виділяють кисень, необхідний тваринам.
Безвідхідним є таке виробництво, у який уся вихідна сировина в кінцевому рахунку перетворюється в ту чи іншу продукцію. Якщо врахувати, що 98% вихідної сировини сучасна промисловість переводить у відходи, то стане зрозумілої необхідність задачі створення безвідходного виробництва.
Розрахунки показують, що 80% відходів теплоенергетичний, гірничодобувної, коксохімічної галузей придатні в справу. При цьому одержувана з них продукція найчастіше перевершує по своїх якостях виробу, виготовлені з первинної сировини. Наприклад, зола теплових електростанцій, яка використовується як добавка при виробництві газобетону, приблизно в два рази підвищує міцність будівельних панелей і блоків. Велике значення має розвиток природовідтворних галузей (лісове, водне, рибне господарство), розробка і впровадження ресурсозберігаючих і енергозберігаючих технологій.
Екологічно чистими є і деякі альтернативні (стосовно тепловим, атомним і гідроелектростанціям) джерела енергії. Необхідний найшвидший пошук способів практичного використання енергії Сонця, вітру, припливів, геотермальних джерел.
Екологічна ситуація викликає необхідність оцінювати наслідки будь-якої діяльності, пов'язаної з втручанням у природне середовище. Необхідна екологічна експертиза всіх технічних проектів.
Сучасна наука розглядає і окремої людини, і людство в цілому, і навколишнє середовище як єдину систему.
2. Введення терміну "Екологія" Е.Гекке-лем для позначення
науки про взаємовідносини організмів між собою і з навколишнім середовищем. Сучасні завдання екології.
Термін "Екологія" освічено від грецького "oikos" - дім, житло і "logos" - слово, вчення: "вчення про будинок" (від цього ж кореня утворене слово "Економіка" - наука, "завідувачка господарством". Не випадково в сучасному Світ завдання екології та економіки тісно переплітаються).
До складу слова "екологія" поняття про "Ойкос" (будинку) трактується різному, але зазвичай у вельми розширеному і переносному сенсі - не як власне будинок і житло, а як середовище проживання. Під середовищем проживання людини можуть матися на увазі не тільки будинок, природне середовище, а й родина, колектив, місто, народ, вся Земля (у поверхневих, жилих її частинах) і, нарешті, Космос.
Все це належить поки тільки до "oikos", але в терміні "екологія" залишається ще "logos". Якщо слідувати давньогрецького значенню цього слова, то це не тільки наука, але і слово, мова, положення, питання, розум, розуміння і багато іншого. Враховуючи ієрархічність і можливі величезні простори, а також незліченні спеціалізації, слово "наука" і навіть "науки" не підходять; підходить скоріше за все - "розуміння", яке включає всі науки і всі сфери діяльності.
Фахівці по окремих галузях науки можуть виконувати тільки приватні замовлення екології. Для "розуміння" ж потрібно людський розум самого широкого наукового та життєвого діапазону. Тому екологія - не тільки система наук, а щось неосяжно більше - це світогляд.
Саме поняття "екологія" використовується сьогодні при обговоренні абсолютно різних об'єктів природної та соціальної дійсності. Кажуть про екологію рослин і тварин, про екологію людини і суспільства, про екологію міста і культури. Про екологію говорять тоді, коли хочуть звернути увагу на умови існування і розвитку чого-небудь. Так, в коло екологічних вишукувань нині входять причини і наслідки зникнення окремих видів рослин і тварин, забруднення природного середовища, погіршення якості життя людей і т.д.
Однак поняття "екологія" не відразу набуло такий універсальний сенс. Спочатку вона утвердилася як назва напряму, покликаного вивчати взаємовідносини живих істот між собою і з навколишнім їх неорганічної природою.
Екологія придбала практичний інтерес ще на зорі розвитку людства. У примітивному суспільстві кожний індивідуум для того, щоб вижити, повинен був мати певні знання про навколишнє його середовищі або про сили природи, рослинах і тваринах. Цивілізація виникла тоді, коли людина навчилася використовувати вогонь та інші засоби і знаряддя, що дозволяють йому змінювати середовище свого проживання. Екологія розвивалася безперервно, але нерівномірно протягом історії людства. За що дійшли до нас знаряддям полювання, наскальних малюнків про способи культивування рослин, лову тварин, обрядів люди ще на зорі становлення людства мали окремі подання про звички тварин, спосіб їхнього життя, про терміни збору рослин, що вживаються для їх потреб, про місця зростання рослин, про способи вирощування та догляду за ними.
Елементи екології мають місце в епічних творах і легендах. У давньоіндійських сказаннях "Махабхарата" (VI - II ст. До н.е.) подано відомості про звички та спосіб життя близько 50 видів тварин, повідомляється про зміни чисельності деяких з них. У рукописних книгах Вавилонії є описи способів обробітку землі, вказується час посіву культурних рослин, перераховуються птахи і тварини, шкідливі для землеробства. У китайських хроніках IV - II ст. до н.е. описуються умови зростання різних сортів культурних рослин.
У працях вчених античного світу - Геракліта (530 - 470 рр.. До н.е.), Гіппократа (460 - 356 рр.. До н.е.), Аристотеля (384 - 322 рр.. До н.е.) і ін - були зроблені подальші узагальнення екологічних фактів.
Аристотель у своїй "Історії тварин" описав понад 500 видів відомих йому тварин, розповів про їх поведінку. Так починався перший етап розвитку науки - накопичення фактичного матеріалу і перший досвід його систематизації. Учень Арістотеля, "батько ботаніки" Теофраст Ерезійскій (372 - 287 рр. до н. Е.) приводить досить докладні відомості про своєрідність рослин у різних умовах, про залежність їх форми і зростання від грунту і клімату, що спостерігається їм на величезних просторах Стародавнього Середземномор'я . У роботах філософа вперше було запропоновано розділити покритонасінні рослини на основні життєві форми: дерева, чагарники, напівчагарники, трави.
У середні століття під впливом богослов'я і схоластики інтерес до вивчення природи слабшає. Зв'язок будови організмів до умов середовища тлумачилась як втілення волі бога. У цей період, що затяглася на ціле тисячоліття, тільки поодинокі праці містять факти наукового значення.
Початком нових віянь у науці в період пізнього середньовіччя є праці Альберта Великого (Альберт фон Больштедт, 1193 - 1280). У своїх книгах про рослини він надає великого значення умовами їх місцепроживання, де крім грунту важливе місце приділяє "сонячного тепла", розглядаючи причини "зимового сну" у рослин, розмноження і зростання організмів, ставить у нерозривний зв'язок з їх харчуванням.
Великими склепіннями середньовічних знань про живу природу було багатотомне "Дзеркало природи" Венсенн де Бове (XIIIв.), "Повчання Володимира Мономаха" (XIв.), що ходили в списках на Русі, "Про повчаннях і подібності речей" домініканського ченця Іоанна Спенськи (початок XIVв.).
В епоху Відродження внаслідок географічних відкриттів і колонізації нових країн істотно розширилося коло описуваних рослин і тварин, з'явилися нові підстави для їх систематизації. Накопичення та опис фактичного матеріалу - характерна риса природознавства цього періоду. Незважаючи на те, що в судженнях про природу панували метафізичні уявлення, в працях багатьох дослідників природи мали місце явні свідчення екологічних знань. Вони виражалися в накопиченні фактів про різноманітність живих організмів, їх поширення, у виявленні особливостей будови рослин і тварин, що живуть в умовах тієї чи іншої середовища. Відомий англійський хімік Р. Бойль (1627 - 1691) є першим, який здійснив екологічний експеримент. Він опублікував результати порівняльного вивчення впливу низького атмосферного тиску на різних тварин.
У XVII ст. Ф. Реді експериментально довів неможливість самозародження скільки-небудь складних тварин.
У XVII - XVII ст. в роботах, присвячених окремим групам тварин організмів, екологічні відомості часто становили значну частину, наприклад, у працях А. Реомюр про життя комах (1734). Антон ван Левангук, більш відомий як один з перших мікроскопісту, був піонером у вивченні харчових ланцюгів та регулювання чисельності організмів.
На підставі подорожей по незвіданих краях Росії в XVIIIвека С.П. Крашенинникова, І.І. Лепьохін, П.С. Палласом та іншими російськими географами та натуралістами вказувалося на взаємопов'язані зміни клімату, тваринного і рослинного світу в різних частинах великої країни.
Про вплив середовища на організм висловлювався М.В. Ломоносов. Зміни у неживій природі він розглядав як безпосередню причину змін рослинного і тваринного світу.
У другій половині XVIIIвека французький естествоіспита-тель Ж. Бюффон (1707 - 1788) вперше став безпосередньо вивчати вплив зовнішніх умов на будову тварин. Він вважав за можливе "переродження" видів, вважаючи основними причинами перетворення одного виду в інший вплив температури та клімату, якості їжі. У цей же час ж.б. Ламарк - автор першого еволюційного вчення, приходить до висновку, що вплив "зовнішніх обставин" - одна з головних причин пристосованості організмів, еволюції тварин і рослин.
У міру розвитку зоології, ботаніки відбувалося накопичення фактів екологічного змісту, свідчу-ного, що до кінця XVIIIвека у натуралістів почали складатися елементи особливого, прогресивного підходу до вивчення явищ природи, про зміни організмів в залежності від навколишніх умов і різноманітті форм. Разом з тим, таких екологічних ідей ще немає, лише почала складатися екологічна точка зору на досліджувані явища природи.
Другий етап розвитку науки пов'язаний з великомасштабними ботанікогеографіческімі дослідженнями в природі. Подальшому розвитку екологічного мислення сприяла поява на початку XX століття біогеографії. Праці О. Гумбольдта та інших вчених визначили новий напрям в географії рослин. Було звернуто увагу на те, що в подібних зональних та вертикально-поясних географічних умовах у рослин різних груп виробляються схожі "фізіономічну" форми, тобто однаковий зовнішній вигляд. За розподілом і співвідношенню цих форм можна судити про специфіку фізико-географічного середовища.
У середині XIX ст. російський біолог К.Ф. Рулье обгрунтував особливий напрямок в зоології, присвячене вивченню життя тварин, їх взаємин з навколишнім середовищем. На думку вченого, в зоології поряд з класифікацією окремих організмів потрібно робити "розбір явищ способу життя" тварин. Рулье довів залежність еволюції організмів від зміни середовища їх проживання.
Таким чином, вчені початку XIX ст. аналізували закономірності організмів і середовища, взаємовідносини між організмами, явища пристосовності і пристосованості. Однак розв'язання цих проблем, подальший розвиток науки екології відбулося на базі еволюційного вчення Ч. Дарвіна (1809 - 1882). Він по праву є одним з піонерів екології. У роботі Ч. Дарвіна "Походження видів шляхом природного відбору, або збереження обраних порід в боротьбі за життя" (1859) була теоретично осмислена "боротьба за існування" в природі. Під боротьбою Ч. Дарвін розумів всі форми суперечливих зв'язків виду із середовищем, які призводять до природного відбору і є рушійним чинником еволюції. По суті, саме ця робота Ч. Дарвіна поставила проблему всебічного вивчення взаємовідносин живих істот з навколишнім середовищем.
Перемога еволюційного вчення в біології відкрила третій етап в історії екології, для якого характерно подальше збільшення числа і глибини робіт з екологічних проблем. У цей період завершилося відділення екології від інших наук. Екологія, народившись у надрах біогеографії, в кінці XIX ст. завдяки вченню Ч. Дарвіна перетворилася на науку про адаптація організмів.
Термін "Екологія" для нової галузі знань вперше був запропонований у 1866 році професором Єнського університету Ернстом Геккелем для застосування виключно в сфері біологічних наук, головним чином зоології. У його "Загальної морфології організмів" наводиться таке визначення екології:
"Це пізнання економіки природи, одночасне дослідження всіх взаємин живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємовідносини рослин і тварин, що контактують один з одним".
Е. Геккель відносив екологію до біологічних наук і наук про природу, які цікавляться всіма сторонами життя біологічних організмів. За часів Геккеля воно сприймалося як образне іносказання, але зараз набуло конкретний зміст, важливий для розуміння кількісних сторін екології та її зв'язок з економікою людини. Термін "Екологія" в подальшому отримав загальне визнання.
Згодом в поняття екології вносилися різні смислові відтінки, які розширювали або звужували предмет цієї галузі знання.
Протягом перших десятиліть XX століття слово "екологія" вживалося дуже обмежено. Для більшості ж вона залишалося невідомим. Поняття, пов'язані з цим терміном, ще не стали тоді актуальними і потрібними. У томі "Розвиток біології в СРСР" (1967), виданому до 50-річчя радянської влади, розділ "Екологія" відсутня. У Енциклопедичному словнику (видання енциклопедії, 1955р.) Екологія визначена як "наука про взаємні впливи організму (тварини або рослини) і навколишнього середовища", а в Енциклопедичному словнику (видання БСЕ, 1964р.) Дано було розгорнуте визначення, проте екологія фігурувала лише як розділи зоології та ботаніки. У малій Радянської енциклопедії (1960) екології тварин та екології рослин присвячені окремі статті. Таким чином, у першій половині XXвека екологія не виходила за рамки суто біологічних досліджень. Проблем самої людини, а також охорони середовища проживання вона зовсім не стосувалася.
У 60-70-і рр.. XX століття над людством починають згущуватися "екологічні хмари". І ось тоді, хоча саме слово і залишається, але зміст його змінюється. Екологія з внутрібіологіческой науки перетворюється в загальнолюдське розуміння середовища проживання не тільки рослин і тварин, але, головне, людини, якій ця середовище починає загрожувати.
На першій міжнародній конференції з оцінки стану навколишнього середовища, скликаній з ініціативи ООН у Стокгольмі у червні 1972р., Було гостро поставлено питання про загрозливий екологічний стан навколишнього природного середовища і про необхідність в першу чергу вивчати екологію самої людини. Тепер екологічне розуміння вбирає в себе не тільки весь комплекс природних, але й технічні та гуманітарні науки.
Разом з тим ядром екологічного світогляду є система понять і законів, що становлять основу біологічної екології.
Сучасні завдання екології.
Залежно від розв'язуваних завдань екологію поділяють на загальну, що досліджує основні принципи організації і функціонування різних надорганізменних систем, і приватну, сферою якої є вивчення конкретних груп певного таксономічного (систематичного) рангу.
Загальна екологія класифікується за рівнями організації - сукупності особин одного виду, що об'єднуються загальною територією і генофондом. Екологія угруповань (біоценології) досліджує структуру і динаміку природних співтовариств (ценозів) - сукупностей спільно мешкають популяцій різних видів. Биогеоценология - розділ загальної екології, що вивчає екосистеми (біоценози).
Приватна екологія складається з екології рослин та екології тварин.
Основні завдання екології можуть бути зведені до вивчення динаміки популяцій, до вивчення про біоценозах і екосистемах. Структура біоценозів, на рівні формування яких відбувається освоєння середовища, сприяє найбільш економним та повного використання життєвих ресурсів.
В даний час багато галузей екології мають яскраво виражену практичну спрямованість і мають велике значення для розвитку різних галузей народного господарства. У зв'язку з цим з'явилися нові науково-практичні дисципліни на стику екології, покликані оптимізувати взаємини людини з біосферою, інженерна екологія, що вивчає взаємодію суспільства з природним середовищем у процесі суспільного виробництва, та ін
Основним завданням екології на сучасному етапі є детальне вивчення кількісними методами основ структури та функціонування природних та створених людиною систем. Навколишнє нас жива природа не є безладним і випадковим поєднанням живих істот. Вона являє собою стійку і організовану систему, що склалася в процесі еволюції органічного світу. Центральне місце в екології посідає проблема динаміки та чисельності популяції та механізмів її регуляції. Тут виявляється значимість участі внутріпопуляціонних (наприклад, конкуренція за їжу) і біоценотичних (наприклад, хижаків, паразитів, збудників захворювань) механізмів.
При дослідженні регуляції чисельності ссавців велика увага приділяється аналізу взаємозалежних поведінкових, фізіологічних і гормональних механізмів. Найбільшу увагу в динаміці чисельності популяцій приділяється вивченню ролі практично важливих видів: шкідників сільського та лісового господарства, носіїв та переносників збудників захворювань, об'єктів рибного та мисливського промислів.
Розглядаючи взаємини людини з видами, популяціями та спільнотами як необхідна умова існування людини, в даний час ці взаємини екологічно незбалансовані.
В результаті спостерігаються величезні втрати врожаю за рахунок шкідників, значних збитків наноситься живими організмами сировини, матеріалів, техніки і споруд, пам'ятників культури, скорочується чисельність та зникають окремі види, з'являється екологічний дискомфорт урбанізованого середовища, що збільшують стресові ситуації; збільшується захворюваність людей.
Будь-які явища, пов'язані з помітними впливами людини на природу, зворотними впливами природи на людину та її економіку, з життям та господарсько значущими процесами, масовими нерегулярними міграціями тварин, називаються екологічною проблемою.
Збалансованість взаємовідносин людини з видами, популяціями та спільнотами може бути досягнута за рахунок комплексних зусиль з боку людини через екологічну регламентацію господарської діяльності, спрямованого, екологічно виправданого впливу на види, популяції та екосистеми, екологічного виховання підростаючих поколінь. Цим може бути досягнуто рішення багатьох народнохозяйствен-них проблем:
∙ інтенсифікація виробництва ряду галузей;
∙ збереження і економія дорогої сировини;
∙ охорона історичних та архітектурних пам'яток;
∙ збільшення тривалості життя і зменшення
захворюваності людей в умовах урбанізованого
середовища;
∙ вдосконалення механізмів взаємодії суспільства
і природи.
Найважливіші загальні завдання сучасної екології в її широкому розумінні зводяться до наступних.
1. Розкриття місця і ролі людини, цивілізації, техносфери в існуванні екосфери планети Земля з позицій екологічних законів. Знаходження і уточнення природно-наукових критеріїв, які визначають екологічну сумісність людини і біосфери та кількісні межі розвитку техносфери.
2. Екологізація свідомості людей: формування нової ідеології та методології гуманістичного екоцентризму, спрямованої на перехід до екологічно орієнтованої постіндустріальної цивілізації, на екологізацію економіки, виробництва, політики, освіти.
3. Всеосяжна діагностика стану природи планети та її ресурсів; визначення порогу витривалості живої природи планети - біосфери по відношенню до антропогенного навантаження, тобто до тих перешкод і втрат - вилученню біологічних ресурсів, забруднення середовища, змін клімату, які наносяться людською діяльністю, і виявлення ступеня оборотності цих змін.
4. Розробка прогнозів змін біосфери і стану навколишнього середовища людини при різних сценаріях екологічного та соціального розвитку людини. Вироблення критеріїв оптимізації - вибору найбільш узгодженого і екологічно орієнтованого соціально-економічного розвитку суспільства.
5. Формування такої стратегії поведінки людського суспільства, такої економіки і таких технологій, які призведуть масштаби і характер господарської діяльності у відповідність до екологічної витривалістю природи і зупинять глобальна екологічна криза.
Завдання № 3:
Зменшення товщини озонового шару на 1% через збільшення потоку УФ-випромінювання на 2% призводить до зростання захворювань на рак шкіри на 4%. Оцінити приріст захворювань на рак шкіри до 2056г. по відношенню до теперішнього часу, якщо середня швидкість виснаження озонового шару становить 0,224% щодня.
Перерахувати основні причини виснаження озонового шару Землі.
Рішення задачі:
1). За 56 років озоновий шар може зменшитися:
ΔC = V t = 0,224% · 56 (років) = 12,544%,
де V - швидкість виснаження шару О 3;
t - оцінюваний проміжок часу.
2). Імовірність захворювань на рак шкіри до 2056 зросте на:
ΔB = ΔCS = 12,544% · 4% = 50,176%,
де S - ймовірність збільшення захворюваності на рак шкіри на кожен% виснаження шару О 3.
До 2056: Озоновий шар зменшиться на 12,544%;
Потік УФ-випромінювання збільшиться на:
12,544% · 2% = 25,088%;
Імовірність захворювань на рак шкіри зросте на 50,176%.
Озон - трьохатомні молекули кисню, розсіяні над Землею на висоті від 15 до 50 км, озонова захисна оболонка дуже невелика, всього 3 млрд. т. газу, найбільша концентрація на висоті від 20 до 25 км.
Запуск потужних ракет, щоденні польоти реактивних літаків у високих шарах атмосфери, випробування ядерної та термоядерної зброї, щорічне знищення природного озонатора - мільйонів гектарів лісу - пожежами та рубкою, масове застосування фреонів у хімічній, парфумерної продукції, в техніці - головні чинники, що руйнують озоновий екран Землі.
Література.
1. Горелов А. А. Екологія: Учеб. посібник для вузів. - М.: Юрайт - М, 2002 - 312с.
2. Новиков Ю. В. Екологія, навколишнє середовище і чоло-століття: Учеб. посібник для вузів, а також учнів середніх шкіл і коледжів. - М.: ФАНР-ПРЕС, 1999 - 320с.
3. Розанов С. І. Загальна екологія: Підручник для технічно-ких напрямів і спеціальностей. - СПб.: Видавництво "Лань", 2001 - 288с.
4. Петров К. М. Загальна екологія: Взаємодія загально-ства і природи: Навчальний посібник для вузів. - 2-е вид., Стер. - СПб.: Хімія, 1998 - 352с., Іл.
5. Корміліцин В.І., Ціцкішвілі М.С., Ялама Ю. І. Основи екології: Навчальний посібник. М.: МПУ, 1997. 1 - 368с., Іл.
6. А.С. Степановских Загальна екологія. - Курган: ГИПП "Зауралля", 1999 - 512с., Іл. - (Підручники та навчальні посібники вищ. Навч. Закладів, 2-е вид., Перероб. І доп.).