Биоэкология- как одно из направлений в экологии

Биоэкология- как одно из направлений в экологии.

Журавлева Елена, учащаяся 11 класса МБОУ СОШ №25 г.Шахты

   Биоэкология как наука появилась недавно, но проблемы, исследуемые ею, многогранны.

          Экология, скромная Золушка, долго ютившаяся где-то на задворках биологии, сегодня сделалась не просто королевой научного бала, к ней прикованы взоры широкой публики, многих ученых, политических деятелей. Говорят об экологии промышленности, об экологической политике, об экологическом мировоззрении.

          К огорчению некоторых биологов, экология покинула родные селенья чисто биологического дома и, оттеснив биоэкологию, частично географию, потеснив социологию, гигиену, даже экономику.

          Теперь становится интересным, что многие, если не все без исключения, современные глобальные проблемы по своей сути экологические. Это проблемы и голода, и энергетики, и использования ресурсов Мирового океана, и опустынивание, чистой воды, и даже проблема проблем современного мира – проблема ядерной войны.

         Экология служит научным фундаментом не истощающей эксплуатации, сохранения и восстановления природных ресурсов, охраны среды жизни человека, обеспечения самого существования человечества.
        Биоэкология как учение о взаимосвязи организмов с окружающей их средой. Её принято разделить в соответствии с крупнейшими систематическими категориями органического мира на экологию микроорганизмов, экологию грибов, растений, животных. Внутри этих подразделений есть более детальное деление, например экология насекомых, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и т.д. Изучение биоэкологических закономерностей в ходе эволюции жизни на Земле входит в задачу наноэкологию.

         Неотъемлемым атрибутом современного мирового развития является экологический императив — обязательность и неотложность действий по спасению окружающей среды. Резкое повышение его роли связывается как с ухудшающимся состоянием биосферы, так и с заметным ослаблением в конце ХХ в. идеологического, политического и военного противостояния между Западом и Востоком. Радикальное ослабление глобальной военной угрозы со всей остротой обнажило перед человечеством главную проблему — выживание в условиях прогрессирующего экологического кризиса(рис. 1).

В 60—70-е годы стало очевидно, что круг проблем современной экологии необычайно расширился, что он давно уже не вмещается в рамки традиционной биологической науки — экологии, о которой впервые упомянул еще в 1868 г. немецкий биолог Э. Геккель в книге «Естественная история происхождения». Не вмещается хотя бы потому, что экологическая напряженность начинается еще в сфере технологии. Следовательно, и технология, и технические науки имеют прямое отношение к экологической проблеме. Но социально-экономическое начало — еще более широкая позиция, позволяющая масштабно и всесторонне очертить истинный круг интересов и проблем современной экологии.

Как называть такую экологию? Экологией человека? Экологией общества? Экологией человечества? Ни один из этих терминов не стал общепризнанным обозначением общей («большой») экологии. Приоритетным названием стало иное — социальная экология.

Концепция социальной экологии тесно смыкается с сутью учения В. И. Вернадского и Т. де Шардена о ноосфере — сфере разума — высшей стадии развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества. Именно неотделимость последнего от биосферы указывает, по Вернадскому, на главную цель в построении ноосферы. Задача заключается в сохранении того типа биосферы, в которой человек возник и может существовать как вид.

Итак, вопрос о термине «социальная экология» более или менее ясен. Однако о ее содержании и структуре продолжают спорить. Ясно, что социальная экология должна вобрать в себя соответствующие части естественных, общественных и технических наук. По такому принципу и построена схема Г. А. Бачинского — эколога из Львова.

Любая глобальная проблема не может быть решена без ее предварительной «регионализации», без детального рассмотрения страновой и региональной ситуации, нахождения специфический путей решения ее в данном месте и в данных условиях (природных, экономических, социальных). Не случайно первые глобальные модели (д. Медоуз и др.) критиковали именно за «тотальную» глобальность, за отсутствие «регионализации». Однако для максимальной генерализации, выявления всеобщих и актуальнейших проблем экологии возможен и другой подход — глобальный. Неразрывная связь таких подходов подчеркивается известным лозунгом, широко применяемым в современном мире — мыслить глобально, действовать локально.

           Глобальные круговороты жизненно важных (биогенных) элементов распадаются в биосфере на множество мелких круговоротов, приуроченных к локальным местообитаниям различных биологических сообществ. Функциональные системы, включающие в себя сообщества живых организмов и среду их обитания, осуществляющие более или менее замкнутый круговорот биогенных элементов, называются экологическими системами.

Иногда в качестве синонима экосистемы используют термин биогеоценоз, однако последний правильнее рассматривать как иерархически элементарную комплексную экосистему, состоящую из биотопа и биоценоза и приуроченную к определенной территории. В сущности, любой биогеоценоз является экосистемой, но далеко не каждая экосистема — биогеоценозом.

В соответствии с представлениями, сложившимися в биологической науке, в основе экосистемы лежит пищевая (трофическая) цепь. Основные типы пищевых цепей — пастбищная и детритная. Пастбищной пищевой цепью называется ряд живых организмов, в котором каждый вид питается своими предшественниками по цепи, а потом и сам оказывается съеденным. В детритных пищевых цепях организмы потребляют мертвое органическое вещество, последовательно разлагая его на все более простые соединения, вплоть до неорганических.

Эти представления в высшей степени справедливы по отношению к микроэкосистемам (например, стволу гниющего дерева) или мезоэкосистемам (например, пруду или конкретному лесу). Что же касается макроэкосистем и глобальной экосистемы, то организация их пищевых цепей (особенно с учетом производства синтетических продуктов питания) гораздо сложнее.

Итак, биосфера — область взаимодействия живого и косного вещества на планете — самая крупная (глобальная) экосистема Земли.

            Оценка экологической обстановки сопряжена со множеством трудностей. Во-первых, она всегда характеризует определенную территорию, границы которой размыты. К тому же границы природных территориальных систем и административных образований, как известно, не совпадают. Между тем массивы статистической информации формируются, как правило, в разрезе административно-территориальных образований и государственных территорий.

Во-вторых, возникают проблемы на стадии отбора аналитических показателей. Их перечень необычайно широк и предопределен тесными связями общества и природной среды. Все это приводит к информационным перегрузкам, что затрудняет получение объективной оценки экологической обстановки. К этому следует добавить, что не только велико количество показателей и аспектов, требующих исследования, но и сама их регистрация может происходить различными методами. Наконец, собираемая информация может иметь определенную профессионально-научную направленность: экономическую, социальную, юридическую, географическую и т. д.

Возникают трудности и при определении предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ, с тем, чтобы их концентрация не превысила предельно допустимой (ПДК). Поскольку одинаковые выбросы в зависимости от природных, в частности климатических, условий могут привести к различным концентрациям и наоборот, задача расчета ГЩВ для данного источника загрязнения, вообще говоря, в каждом конкретном случае уникальная.

В специальной литературе часто используют термин «экологический ущерб», ассоциирующийся с негативными последствиями техногенеза. Под ним обычно понимают фактические или возможные потери, возникающие в результате негативных изменений в природной среде вследствие антропогенного воздействия.

Выделение экономического, социального и собственно экологического видов ущерба достаточно условно.

          Анализируя перечень основных изменений глобальной экологической среды в конце ХХ в., можно сделать вывод, что на сегодня основная научная проблема оптимизации природопользования — это изменение самой стратегии природопользования, непрерывное ее

совершенствование с целью преодоления негативных последствий в глобальном масштабе, для решения данной проблемы необходимы исследования по экологическим, технологическим и экономико-правовым направлениям.

1. Поскольку биосфера — гарант сохранения жизни, то главная цель экологических исследований заключается в поиске путей и средств обеспечения нормальных условий жизни нынешнего человечества и будущих поколений. Необходимо интенсифицировать изучение эволюции биосферы, энерго- и массообмена в биосфере, биологических аспектов охраны природы, химии биосферы и т. п.

2. Технологическое направление ассоциируется с разработкой оптимальной стратегии природопользования в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, лесном хозяйстве, градостроительстве и других сферах человеческой деятельности. Важно поощрять внедрение «экологической технологии», связанной с уменьшением энерго-, материало- и водоемкости производства, комплексным использованием естественных сырьевых ресурсов, утилизацией производственных отходов и т. д.

3. Экономико-правовое направление связывается с исследованием методов экономической оценки природных ресурсов, разработкой экономического механизма, стимулирующего выполнение требований охраны природной среды и рационального природопользования, совершенствованием научных основ экологического законодательства и т. д.

Разумеется, это генерализованные направления исследований, конкретных же приоритетных областей экологических разработок можно назвать десятки. Остановимся на некоторых из них.

1. Изучение глобальной динамики растительного покрова планеты, прежде всего лесов. Необходимы надежные сведения о влиянии продолжающегося обезлесения на глобальный климат, биогеохимические круговороты, динамику экосистем и биоразнообразие.

2. Научные изыскания по проблеме парникового эффекта. дискуссии по этому поводу не утихают, поскольку анализ данных наблюдений за приземной температурой воздуха последнего столетия не дал однозначного доказательства проявления парникового эффекта в повышении среднеглобальной температуры. Однако доказан факт роста концентрации таких парниковых газов, как СО2, метан и хлорфторуглеродные соединения, а для науки важно знать сценарий их  «будущего поведения».

3. Получение новых результатов в исследовании озоновых дыр. Существующие теоретические модели динамики озонового слоя далеки от совершенства. Между тем, над Антарктидой, где озоновая дыра ограничивается устойчивыми вихреобразными ветрами, она охватывала площадь в 22 млн. км2 (середина 90-х годов). В средних и высоких широтах Северного полушария циркуляция атмосферы неустойчива, поэтому здесь наблюдаются своеобразные озоновые мини-дыры. Обедненные озоном воздушные массы обычно возникают в районе Гренландии и часто проходят над Россией, содержание озона в них по сравнению со средней величиной уменьшается до 1,5 раза. Между тем изменение привычных для биосферы  природных условий на 25% может означать катастрофу.

4. Исследование процессов аридизации и опустынивания, усиливающихся в последние десятилетия. В научной литературе опустынивание в засушливой зоне характеризуется как последняя стадия процесса медленной деградации окружающей среды, как результат сложного взаимодействия природных, природно-антропогенных и сугубо техногенных факторов. Расширение площадей под земледелие, увеличение поголовья скота и более интенсивное освоение естественных кормов, внедрение агроиндустриальных методов в освоение аридных площадей без должного изучения механизма восстановления плодородия — вот основные «провоцирующие» факторы процессов опустынивания.

5. Научное осмысление продолжающегося процесса токсикации сельскохозяйственных угодий пестицидами, гербидами, нитратами и другими видами минеральных удобрений. Правомерно ли с экологической точки зрения стремиться к бесконечному повышению урожайности сельскохозяйственных растений? По мнению некоторых агроэкологов мира, гарантированная, стабильная урожайность без «переэксплуатации» почвенных ресурсов — путь к экологической устойчивости сельскохозяйственных ландшафтов.

б. Исследование биопродуктивности Мирового океана и взаимосвязей в системе «океан — климат». Речь идет прежде всего о получении и анализе данных о содержании хлорофилла (фитопланктона) в верхнем слое Мирового океана и динамике его биомассы в целом, а также об использовании спутниковой информации.

7. Разработки, связанные с опасностью радиационного загрязнения планеты, с последствиями работы АЭС. Дело в том, что радиационное загрязнение сопровождает все звенья сложного хозяйства атомной энергетики: добычу и переработку урана, производство тепловыделяющих элементов, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. добавим к этому загрязнение грунтовых вод тритием практически вокруг всех АЭС. Но, пожалуй, главная экологическая опасность от нормально работающей АЭС — загрязнение плутонием до начала его производства на Земле было не более 50 кг этого сверхъядовитого элемента. Сейчас же атомные станции произвели уже несколько сотен тонн плутония — количества, вполне достаточного для отравления всего живого на планете. Некоторые экологи утверждают, что современная атомная энергетика должна быть немедленно свернута, хотя бы только из-за неизбежной наработки плутония. Напомним, что период полураспада радиоактивных стронция и цезия составляет десятки лет, а для плутония — десятки тысяч лет, т. е. практически вечно.

8. Изучение динамики ледяного покрова Арктики и Антарктики в связи с изменением уровня Мирового океана, влажности у поверхности и в свободной атмосфере, состояния растительного покрова планеты и т. д.

9. Исследование современной эпидемии СПИДа (наравне с другими, особенно онкологическими заболеваниями), поиски надежных методов профилактики и лечения.

10. Стабилизация численности населения мира с учетом опыта развитых государств. Например, в Индии (штат Керала) достигнут почти нулевой прирост населения.