Hauptrichtungen der Umweltforschung. Moderne Richtungen der Wissenschaft „Ökologie“ und ihre Bedeutung

Ziele und Hauptrichtungen der Ökologie. Grundlegende Konzepte und Begriffe.

Der Begriff „Ökologie“ wurde 1866 vom deutschen Naturforscher E. Haeckel eingeführt und bedeutet wörtlich aus dem Griechischen übersetzt die Wissenschaft vom Haus oder die Hauswirtschaft (oikal – Haus, Wohnung; logos – Lehre).

Folglich geht es in der Ökologie zunächst um die Aufklärung und Untersuchung der Beziehungen von Organismen zu ihrer Umwelt. Zusammenhänge bedeuten hier sowohl den Einfluss der Umwelt auf Organismen als auch den Einfluss von Organismen auf die Umwelt.

Der Begriff „Ökologie“ hat in den letzten Jahrzehnten einen erheblichen Wandel erfahren. Aufgrund seines außergewöhnlichen Einflusses auf die Umwelt und der daraus resultierenden Probleme der menschlichen Gesundheit und des Überlebens ist es stärker auf den Menschen ausgerichtet.

Die Ideen der Ökologie begannen in alle Wissensgebiete einzudringen, die Humanisierung der Natur- und Technikwissenschaften ist damit verbunden und sie wird aktiv in die Geisteswissenschaften eingeführt. Diese. Es entsteht ein ökologisches Weltbild, das alle Wissenschaften, technischen Prozesse und Bereiche menschlichen Handelns durchdringen soll. In Bezug auf Ihr Tätigkeitsfeld sind beispielsweise Konzepte wie Umweltbildung, Kulturökologie, Bewusstseinsökologie, Ökologie menschlicher Beziehungen usw. aufgetaucht und werden verwendet. Die Umweltpsychologie befindet sich im Entstehungsprozess.

In mehr eng Die Ökologie gliedert sich gewissermaßen in drei Hauptbereiche:

1) biologisch- Berücksichtigung der Beziehungen zwischen einzelnen Organisationen und Umweltfaktoren oder Lebensumgebungen sowie der ökologischen Muster der Existenz von Populationen, der Funktionsweise von Ökosystemen verschiedener Ordnungen und der Funktionsweise der Biosphäre.

2) geographisch- Geoökologie - untersucht die Zusammenhänge zwischen unbelebter Natur und Umwelt sowie die Beziehung der Natur zur menschlichen Gesellschaft, die durch ihre wirtschaftlichen Aktivitäten bestimmt wird.

3) Sozialökologie und Humanökologie- Untersuchung der spezifischen Zusammenhänge zwischen Gesellschaft, Natur, Mensch und seinem Lebensumfeld (Umwelt).

ObjektÖkologiestudien befassen sich nicht mit bestimmten Objekten, Phänomenen, Prozessen, sondern mit Zusammenhängen.

Humanökologie und Sozialökologie.

Laut N.F. Reimers (1992) entstand fast gleichzeitig mit der Klassenbioökologie die Humanökologie unter einem anderen Namen. Im Laufe der Jahre hat es sich in zwei Richtungen herausgebildet – die eigentliche Ökologie des Menschen als Organismus und die soziale Ökologie. Die Humanökologie ist älter und inhaltlich umfassender als die Sozialökologie.

Laut N.F. Reimers sollte die Aufteilung der Disziplinen „Humanökologie“ und „Soziale Ökologie“ nach den dualistischen Eigenschaften der Person selbst erfolgen. Wenn sie von einem Individuum, einem Organismus stammt, ist dies „Humanökologie“ (als Autökologie eines Individuums); Wenn man die soziale Reihe betrachtet, spricht man von „Sozialökologie“.

Grundbegriffe und Begriffe der Ökologie. Systematische Ökologie.

Moderne ökologische Ideen basieren auf einer breiten konzeptionellen Basis, die der Biologie, Geographie, Ökonomie, Soziologie und Philosophie entlehnt ist und auch im Zuge der Herausbildung der Ökologie als Wissenschaft entstanden ist.

Das Grundkonzept und die grundlegende taxonomische und funktionelle Einheit in der Ökologie ist Ökosystem(Tansley, 1935) ist jede Gemeinschaft von Lebewesen und deren Lebensraum, vereint zu einem einzigen funktionalen Ganzen. Die Haupteigenschaften eines Ökosystems sind die Fähigkeit, Stoffzirkulationen durchzuführen, äußeren Einflüssen zu widerstehen und biologische Produkte zu produzieren.

Dem Begriff „Ökosystem“ kommt das Konzept nahe „Biozönose“(Sukatschow). Es wird normalerweise nur auf natürliche Landsysteme angewendet und umfasst notwendigerweise die Vegetationsdecke (z. B. einen Waldabschnitt, eine Steppe, eine Wiese – vergleiche – einen verrottenden Baumstamm, eine Pfütze – Ökosysteme).

Jede Biozönose besteht aus vielen Arten, die Arten sind jedoch nicht als Individuen, sondern als Populationen darin enthalten. Bevölkerung- Dies ist ein Teil einer Art (eine Gruppe von Individuen derselben Art), der einen relativ homogenen Raum einnimmt und zur Selbstregulierung und Aufrechterhaltung einer bestimmten Anzahl fähig ist.

Systematische Ökologie.

Ökologie als Wissenschaft untersucht ökologische Systeme, deren Verbindungen und Elemente in enger Beziehung und gegenseitiger Abhängigkeit stehen, d.h. es basiert auf Systemkonzept. Demnach ist die gesamte materielle und immaterielle Welt um uns herum ein System, das aus einer bedeutungslosen Menge von Systemen unterschiedlicher Ordnung und sie verbindenden Verbindungen besteht.

Typischerweise gibt es drei Arten von Systemen:

1. geschlossen, die weder Materie noch Energie mit ihren Nachbarn austauschen.

2. geschlossen, die mit Nachbarn Energie, aber keine Materie austauschen (Raumschiffe).

3. offen, die sowohl Materie als auch Energie mit ihren Nachbarn austauschen. Fast alle natürlichen (ökologischen) Systeme sind vom offenen Typ.

Die Existenz von Systemen ist ohne Verbindungen, die in direkte und inverse unterteilt werden, undenkbar.

Gerade Sie nennen eine solche Verbindung, bei der ein Element (A) ohne Reaktion auf ein anderes (B) einwirkt. Zum Beispiel die Wirkung der Sonne auf irdische Prozesse. Bei umkehren Kommunikation reagiert Element B auf die Aktionen von Element A. Feedback kann positiv und negativ sein.

Bei umkehren Verbindungen reagiert Element B auf die Aktionen von Element A. Sie spielen eine wichtige Rolle in Umweltprozessen. Feedback kann positiv oder negativ sein.

Positives Feedback führt zu einer Intensivierung des Prozesses in eine Richtung.

Menschliches Handeln in der Natur führt zu einer Störung dieser Verbindungen, was zur Zerstörung von Ökosystemen oder deren Übergang in einen anderen Zustand führt.

Hierarchie der Organisationsebenen.

Um den Inhalt und die Organisation der modernen Ökologie zu verstehen, können wir vom Konzept der Organisationsebenen ausgehen. Demnach bilden die Organisationsebenen, in diesem Fall die Organisation der Lebewesen: Gemeinschaft, Population, Organismus, Organ, Zelle und Gen, eine hierarchisch organisierte Struktur des Lebens. Die Ökologie untersucht hauptsächlich Systeme oberhalb der Ebene des Organismus und betrachtet sie in Wechselwirkung mit der unbelebten Natur (abiotische Umwelt). Beispielsweise bilden eine Gemeinschaft und eine unbelebte Natur, wenn sie funktionieren, gemeinsam ein ökologisches System oder Ökosystem. Das größte Ökosystem, das wir kennen, ist die Biosphäre oder Ökosphäre. Es umfasst alle lebenden Organismen der Erde, die als Ganzes mit der physischen (nicht lebenden) Umgebung der Erde interagieren.

Emergenzprinzip .

Eine wichtige Konsequenz der hierarchischen Organisation von Systemen besteht darin, dass beim Zusammenfassen von Komponenten (Elementen) zu größeren Funktionseinheiten diese neuen Einheiten neue Eigenschaften erwerben, die auf der vorherigen Ebene nicht vorhanden waren. Solche universellen Eigenschaften von Systemen, einschließlich Ökosystemen, werden aufgerufen auftauchend . Solche qualitativ neuen Emergenzeigenschaften kann nicht vorhergesagt werden basierend auf den Eigenschaften der Komponenten (Elemente), aus denen diese Ebene oder Einheit (System) besteht. Emergenz kann auch auf der Grundlage des Konzepts von ausgedrückt werden irreduzible Eigenschaften, dessen Kern darin besteht, dass die Eigenschaften des Ganzen nicht auf die Summe der Eigenschaften seines Teils reduziert werden können. Folglich ist es zur Erklärung von Phänomenen, die auf einer bestimmten Ebene auftreten, praktisch unmöglich, Daten zu verwenden, die auf einer früheren Ebene gewonnen wurden; es muss direkt studiert werden.

Eine Unterschätzung der Entstehung kann zu erheblichen Fehleinschätzungen bei menschlichen Eingriffen in Ökosysteme oder bei der Gestaltung und Rekonstruktion von Systemen für bestimmte Zwecke führen. Agrozönose – geringe Fähigkeit zur Selbstregulation und Stabilität – vergleiche Wiese, Wald usw.

Energieprozesse in Ökosystemen.

Energieprozesse in Ökosystemen, die offen sind und sich nicht im Gleichgewicht befinden, gehorchen dem ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Wenn Energie verloren geht, wird der Ordnungsgrad des Systems gestört. Ein Maß für die irreversible Energiedissipation ist Entropie , d.h. ein Maß für die Unordnung eines Systems.

Lebende Organismen und normal funktionierende Ökosysteme zeichnen sich aus durch hochgradig Ordnung schaffen und Entropie widerstehen, ein bestimmtes Energieniveau aufrechterhalten – vergleichen wir einen lebenden und einen toten Organismus. Der der Entropie entgegengesetzte Indikator heißt Negentropie . Die Haupteigenschaft normal funktionierender natürlicher Ökosysteme ist die Fähigkeit Negentropie extrahieren aus Außenumgebung (Solarenergie) und bewahren dadurch seine hohe Ordnung.

In der Umweltwissenschaft gibt es traditionell zwei Richtungen – Autökologie und Synökologie. Die Autökologie konzentriert sich auf die Beziehungen zwischen einem Organismus oder einer Population und seiner Umwelt, während sich die Synökologie mit Gemeinschaften und Umgebungen befasst. Beispielsweise handelt es sich bei der Untersuchung eines einzelnen Exemplars einer Eiche oder der Art Stieleiche oder der Gattung Eiche um eine autökologische Untersuchung und bei der Untersuchung einer Eichenwaldgemeinschaft um eine synökologische Untersuchung.

Moderne Forscher identifizieren mehr als 100 Richtungen der Ökologie, die sich in 5 Zweige der Ökologie zusammenfassen lassen:

1. Globale Ökologie – die Untersuchung möglicher globaler Veränderungen in der Biosphäre unter dem Einfluss verschiedener Faktoren (kosmische Einflüsse, Prozesse im Erdinneren).

2. Biologische Ökologie – umfasst: 1) Autökologie (Ökologie natürlicher biologischer Systeme – Individuen, Arten); Demekologie (Populationsökologie); Synökologie (Ökologie von Mehrartengemeinschaften, Biozönosen), Biogeozänologie (ökologische Systeme);

2) Ökologie systematischer Organismengruppen – Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere;

3) Evolutionsökologie.

3. Humanökologie oder Sozialökologie – untersucht die Interaktion des Menschen mit der Umwelt.

4. Geoökologie – untersucht die Beziehungen zwischen Organismen und Lebensräumen sowie deren geografische Lage. Beinhaltet die Ökologie der Umwelt (Luft, Land, Boden, Süßwasser, Meer); Ökologie natürlicher Klimazonen (Tundra, Taiga, Steppe, Wüste, Berge, Landschaften).

5. Angewandte Ökologie – eine Reihe von Disziplinen, die die Beziehung zwischen der menschlichen Gesellschaft und der Natur untersuchen. Folgende angewandte Teilbereiche der Ökologie werden unterschieden:

Ingenieurökologie;

Agrarökologie;

Stadtökologie;

Bioressourcen- und kommerzielle Ökologie;

Medizinische Ökologie.

H.Ansätze und Methoden der Ökologie

In der modernen Ökologie und Umweltwissenschaft kollidieren zwei Ansätze zum Problem der Beziehung zwischen Mensch und Natur: anthropozentrisch und biozentrisch.

1. Anthropozentrischer oder technologischer Ansatz – der Mensch steht im Mittelpunkt von Umweltproblemen. Übernutzung der natürlichen Ressourcen, Wasser- und Luftverschmutzung werden nur unter dem Gesichtspunkt ihrer negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit betrachtet. Die entstandenen Umweltprobleme werden nur als Folge unsachgemäßer Bewirtschaftung dargestellt.

Es wird davon ausgegangen, dass Probleme durch technologische Umstrukturierung und Modernisierung beseitigt werden können und dass die Naturgesetze den wissenschaftlichen und technischen Fortschritt nicht beeinträchtigen können und sollten.

2. Biozentrischer oder ökozentrischer Ansatz – der Mensch ist nur eine der Lebensformen und bleibt als biologische Spezies weitgehend unter der Kontrolle der wichtigsten Umweltgesetze und ist in seinen Beziehungen zur Natur gezwungen und muss deren Bedingungen akzeptieren. Die durch den Menschen gestörten Regulationsfunktionen der Biosphäre können technologisch nicht wiederhergestellt oder verändert werden. Der menschliche Fortschritt wird durch den ökologischen Imperativ begrenzt.

1. Ökosystem – die Untersuchung des Energieflusses und des Stoffkreislaufs zwischen den biotischen und abiotischen Bestandteilen der Ökosphäre, der funktionellen Verbindungen (Nahrungsketten) lebender Organismen untereinander und mit der Umwelt.

2. Studium von Lebensgemeinschaften (Synökologie) – das Studium von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen, die in Ökosystemen leben. Der Schwerpunkt liegt auf der Identifizierung und Beschreibung von Arten sowie der Untersuchung der Faktoren, die ihre Verbreitung begrenzen. Die Synökologie untersucht Sukzessions- und Höhepunktgemeinschaften im Detail, was für die rationelle Nutzung natürlicher Ressourcen wichtig ist.

4. Lebensraumstudie – Untersuchung der ökologischen Nische von Arten unter Einbeziehung von Spezialisten: Hydrologen, Bodenkundler, Meteorologen, Ozeanographen usw.

5. Evolutionär und historisch – die Untersuchung von Veränderungen in der Biosphäre, einzelnen Ökosystemen, Gemeinschaften, Populationen und Lebensräumen im Laufe der Zeit, was für die Vorhersage zukünftiger Veränderungen wichtig ist. Die Evolutionsökologie untersucht Veränderungen im Zusammenhang mit der Entwicklung des Lebens auf der Erde und ermöglicht es uns, die Muster zu verstehen, die in der Ökosphäre vor dem Erscheinen des Menschen wirkten. Rekonstruktion der Vergangenheit anhand paläontologischer Daten. Die historische Ökologie befasst sich mit Veränderungen im Zusammenhang mit der Entwicklung der menschlichen Zivilisation und Technik und deren zunehmenden Auswirkungen auf die Natur.

Mehr zum Thema 2. Richtungen der Ökologie:

1. Was ist Ökologie? Fach Ökologie. Ökologie als wissenschaftliche Disziplin
2. 1.3. Die Beziehung der Ökologie zu anderen biologischen Wissenschaften. Abteilungen für Ökologie
3. 2.1. Hauptvortrag 2.1. für Modul 2 „Grundlagen der traditionellen Ökologie“: Theoretische Ökologie. Gyres
4. AKTUELLER STAND DER ÖKOLOGIE ALS UMFASSENDE SOZIO-NATÜRLICHE WISSENSCHAFT ÜBER DIE BEZIEHUNGEN VON ORGANISMEN. INHALT, THEMA, GEGENSTAND UND AUFGABEN DER ÖKOLOGIE.
5. ÖKOLOGIE UND GESCHICHTE SEINER ENTWICKLUNG. Der Platz der Ökologie im System der Natur- und Sozialwissenschaften. METHODEN DER ÖKOLOGISCHEN FORSCHUNG.
6. N. M. CHERNOVA. Vorlesungen zur allgemeinen Ökologie. Referenzmaterialien für den Kurs „Moskauer Ökologie und nachhaltige Entwicklung“. - M., 2009
7. Far Eastern State Technical University (FEPI benannt nach V.V. Kuibyshev. CHECK WORK / Populationsökologie, Gemeinschaftsökologie (Synäkologie), 2008

Ökologie als wissenschaftliche Grundlage des Naturschutzes und integraler Bestandteil technischer Disziplinen.

Ziele, Methoden der Ökologie als Wissenschaft

Ökologie (von griechisch oikos – Haus, Wohnung, logos – Wissen, Lehre) ist eine Wissenschaft, die die Existenzbedingungen lebender Organismen und die Beziehung zwischen Organismen und der Umwelt, in der sie leben, untersucht. Der Begriff „Ökologie“ wurde 1866 vom deutschen Biologen Ernest Haeckel vorgeschlagen. Unter Ökologie verstand er die Summe des mit der Natur verbundenen Wissens.

Der Hauptteil der Ökologie, ihre Grundlage ist die allgemeine Ökologie, die die allgemeinen Beziehungsmuster zwischen allen lebenden Organismen und der Umwelt untersucht. Gegenstand des Studiums der Allgemeinen Ökologie sind Objekte der Organisationsebenen Organismen, Populationsarten, Biozönose und Biosphäre in ihrer Interaktion mit der Umwelt. Dabei werden folgende Hauptbereiche der Ökologie unterschieden:

♦ Ökologie von Organismen (Autechologie), die die individuellen Verbindungen eines Individuums oder einer Gruppe von Individuen derselben Art mit der Umwelt untersucht;

♦ Ökologie von Populationen (Demekologie), zu deren Aufgaben die Untersuchung der Struktur und Dynamik von Populationen einzelner Arten gehört (Mechanismen zur Regulierung der Anzahl von Organismen, optimale Dichte, zulässige Normen für deren Entfernung usw.);

♦ Ökologie von Gemeinschaften oder Biozönologie (Synäkologie), die die Beziehungen von Populationen, Gemeinschaften und Ökosystemen mit der Umwelt, die Struktur und die Funktionsmechanismen von Biogeozänosen untersucht.

Darüber hinaus wird die Ökologie nach bestimmten Untersuchungsobjekten und -umgebungen klassifiziert. Beispielsweise wird zwischen der Ökologie von Pflanzen, Tieren und der Ökologie von Mikroorganismen unterschieden.

In den letzten Jahren hat sich eine neue Richtung herausgebildet – Umweltsicherheit – das ist der Zustand des Schutzes der natürlichen Umwelt und lebenswichtiger menschlicher Interessen vor möglichen Gefahren negative Auswirkung wirtschaftliche und andere Aktivitäten, Notsituationen natürlicher und vom Menschen verursachter Natur, ihre Folgen (Gesetz „Über den Umweltschutz“).

Die Ökologie als Wissenschaft basiert auf verschiedenen Zweigen der Biologie (Physiologie, Genetik, Biophysik, Zoologie, Botanik usw.) und ist mit anderen Wissenschaften verbunden (z. B. Physik, Chemie, Geographie, Psychologie, Pädagogik, Recht). Aus den obigen Hinweisen folgt, dass die Aufgaben der Ökologie vielfältig sind:

1. Untersuchung des Einflusses der Umwelt auf die Struktur, Lebensaktivität und das Verhalten von Organismen.

2. Studium der Muster der Lebensorganisation, auch im Zusammenhang mit anthropogene Einflüsse auf natürliche Systeme.

3. Untersuchung ökologischer Anpassungsmechanismen an die Umwelt.

4. Untersuchung der in der Biosphäre ablaufenden Prozesse zur Aufrechterhaltung ihrer Stabilität.

5. Schaffung einer wissenschaftlichen Grundlage für die rationelle Nutzung natürlicher Ressourcen, die Vorhersage von Veränderungen in der Natur unter dem Einfluss menschlicher Aktivitäten und die Steuerung von Prozessen in der Biosphäre

Klassische und neue Richtungen der Ökologie.

Die moderne Ökologie umfasst:

– Allgemeine (klassische) Ökologie, die die Wechselwirkungen biologischer Systeme mit der Umwelt untersucht;

– Geoökologie (Landschaftsökologie), Studium von Ökosystemen (Geoökosystemen) hohe Levels, bis einschließlich der Biosphäre; Die Interessen der Geoökologie konzentrieren sich auf die Analyse der Struktur und Funktionsweise von Landschaften (natürliche Komplexe von geografischem Rang), der Beziehungen ihrer konstituierenden biotischen und inerten (abiotischen, unbelebten) Bestandteile sowie des Einflusses der Gesellschaft auf natürliche Bestandteile;

– globale Ökologie, die die allgemeinen Funktionsgesetze der Biosphäre als globales Ökosystem untersucht;

– Soziale Ökologie, die Zusammenhänge im System „Gesellschaft – Natur“ untersucht;

– Angewandte Ökologie, Untersuchung der Mechanismen des menschlichen Einflusses auf die Biosphäre, Möglichkeiten zur Verhinderung negativer Auswirkungen und ihrer Folgen, Entwicklung von Prinzipien für die rationelle Nutzung natürlicher Ressourcen. Es basiert auf Gesetzen, Regeln und Grundsätzen der Ökologie und des Umweltmanagements.

Einer der Bereiche der modernen Ökologie ist die Wirtschaftsökologie, die mit der Nutzung natürlicher Ressourcen verbunden ist. Die Ingenieurökologie entwickelt sich erfolgreich und befasst sich mit der Beseitigung der negativen Folgen menschlicher Eingriffe in natürliche Gemeinschaften.

Die klassische Ökologie untersucht biologische Systeme, betreibt also Forschung organische Welt auf der Ebene von Individuen, Populationen, Arten, Gemeinschaften. In diesem Zusammenhang wird Folgendes hervorgehoben:

– Autökologie (Ökologie des Individuums) – (von griech. autos – er selbst) – legt die Grenzen der Existenz eines Individuums (Organismus) in der Umwelt fest, untersucht die Reaktionen von Organismen auf den Einfluss von Umweltfaktoren. Die Autökologie betrachtet einen einzelnen lebenden Organismus – eine Pflanze, ein Tier oder einen Mikroorganismus – als lebendes System.

– Demekologie (Ökologie der Populationen) – (vom griechischen demos – Volk) – untersucht natürliche Gruppen von Individuen derselben Art – Populationen, die Bedingungen ihrer Bildung, Beziehungen innerhalb der Population, Populationsdynamik;

– Eidekologie (Ökologie der Arten) – (von griechisch eidos – Bild, Erscheinung) – untersucht eine Art als eine bestimmte Organisationsebene der lebenden Natur. In dieser Richtung wurde noch nicht genügend Arbeit geleistet. wissenschaftliche Forschung;

– Synökologie (Ökologie von Gemeinschaften) – (von griechisch sin – zusammen) – untersucht die Assoziationen von Populationen verschiedener Arten von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen sowie ihre Interaktion mit der Umwelt. Der Begriff wurde 1902 von K. Schröter eingeführt.

Thema: Gegenstand, Aufgaben und Probleme der Ökologie als Wissenschaft. (2 Stunden)

Wissen: Veränderung der Beziehungen zwischen Mensch und Natur mit der Entwicklung der Wirtschaftstätigkeit; moderne Umweltprobleme; Bury Commoner's Laws; Methoden der Umweltforschung.

In der Lage sein: Den Platz einer Person zu bestimmen und wie biologischer Organismus in der belebten Natur die Folgen unzumutbarer menschlicher Eingriffe in das bestehende Gleichgewicht in der Natur abschätzen.

1 Das Konzept der Ökologie

2 Hauptbestandteile der Ökologie

3 Gegenstand der Umweltstudien

4 Grundlegende Methoden der Ökologie

D\z: 1 Hwang T.A., Hwang P.A. „Grundlagen der Ökologie“, Reihe „berufliche Sekundarschulbildung“ – Rostov n\D: „Phoenix“, 2003-256 S., S. 5-8 gelesen

2 Kriksunov E. A., Pasechnik E. A, „Ökologie“ Klassen 10-11: Lehrbuch für Bildungseinrichtungen – Neuauflage – M. „Bustard“, 2000-256 S. , S. 3-15, lesen

1. Der Begriff „Ökologie“, vom griechischen eikos – Haus, Behälter, Logos-Wissenschaft, bedeutet wörtlich „die Wissenschaft vom Haus“

Ökologie ist eine Wissenschaft, die die Beziehungsmuster zwischen Organismen und ihrem Lebensraum sowie die Entwicklungsgesetze der Existenz von Biogeozänosen als Komplexe interagierender lebender und nichtlebender Komponenten in verschiedenen Teilen der Biosphäre untersucht.

Die Ökologie ist eng mit anderen biologischen Disziplinen verbunden: - Zoologie

Botanik

Zoogeographie

Ethologie

(Tierverhalten)

2. Hauptbestandteile der Ökologie:

1 natürliche Faktoren

2 Bevölkerung

3 Populationsökologie – die Untersuchung des Lebens einzelner Populationen und die Ermittlung der Ursachen ihrer Veränderungen.

4 Biozönose (Gemeinschaft) - eine stabile biologische Formation, weil hat die Fähigkeit, seine natürlichen Eigenschaften und Artenzusammensetzung unter äußeren Einflüssen, die durch normale Klimaveränderungen und andere Faktoren verursacht werden, selbst aufrechtzuerhalten.

5 Gemeinschaftsökologie

6 Biotop – lebenswichtiger Naturraum, der von einer Gemeinschaft bewohnt wird

7 Ökosystem – ein Biotop samt Gemeinschaft, in dem über lange Zeit stabile Wechselwirkungen zwischen Elementen der belebten und unbelebten Natur aufrechterhalten werden. Die Grenzen zwischen Ökosystemen verschwimmen. Es ist ein eigenständiges Objekt – es enthält alles, was für seine Existenz notwendig ist.

8 Die Biosphäre ist die Gesamtheit aller Ökosysteme der Erde. Darin finden sehr komplexe Prozesse statt. Alle lebenden Organismen sind eng miteinander und mit ihrer aus Elementen bestehenden Umwelt verbunden unbelebte Natur.

9 Globale Ökologie – das Studium der Biosphäre.

10 Humanökologie – stellt den Menschen in den Mittelpunkt.

Es ist erwiesen, dass die Nutzung natürlicher Ressourcen durch den Menschen bei völliger Unkenntnis der Naturgesetze oft schwerwiegende, irreparable Folgen hat. Wissenschaftler geben an, dass die meisten Gewässer des Landes von Verschmutzung bedroht sind. Die Atmosphäre ist verschmutzt und die Lebensbedingungen sind in den meisten Großstädten und Umgebung gestört

In manchen Gegenden des Landes geht es den Bewohnern schon jetzt weniger um den Naturschutz als vielmehr um die Wiederherstellung normale Bedingungen Leben.

Daher sollte jeder Mensch auf dem Planeten die Grundlagen der Ökologie als Wissenschaft über unser gemeinsames Zuhause – die Erde – kennen. Die Kenntnis der Grundlagen der Ökologie wird sowohl der Gesellschaft als auch dem Einzelnen helfen, ihr Leben sinnvoll zu gestalten.

3. Themen der Umweltstudien:

1 Physiologie eines einzelnen Organismus unter natürlichen Bedingungen

2 Verhalten einzelner Organismen

3 Fruchtbarkeit

4 Sterblichkeit

5 Migrationen

6 Interne Beziehungen

7 Beziehungen zwischen Arten

8 Energiefluss

9 Stoffkreislauf

4. Grundlegende Methoden der Ökologie

1 Feldbeobachtungen

2 Experimente unter natürlichen Bedingungen

3 Modellierung von Prozessen und Situationen in Populationen und Biozönosen mittels Computertechnologie.

4Mathematische Modellierung

5 Quantitative Bewertung der untersuchten und vorhergesagten Phänomene, die eine wissenschaftliche Vorhersage ermöglicht.

Kontrollfragen:

Zur Kontrolle des Grundwissens zu Thema Nr. 1 und Selbsttest:

1 Was untersucht die Ökologie?

2 Ökologie. Warum ist dieses Wort, das bis vor kurzem nur Biologen kannte, heute allgemein bekannt?

3. Welche Rolle spielt die Ökologie heute?

4. Warum ist es notwendig, Ökologie zu studieren?

5. Wie hängen Mensch und Umwelt zusammen?

6. Wie haben sich die Beziehungen zwischen Mensch und Natur mit der Entwicklung der menschlichen Zivilisation verändert?

7. Wann entstand die Ökologie als Wissenschaft? Womit hängt das zusammen?

8. Warum ist Ökologie gerade so wichtig geworden?

9 Wer hat den Begriff „Noosphäre“ geprägt, was bedeutet er?

10. Welche wissenschaftlichen Trends in der Ökologie kennen Sie?

11. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Ökologie und Naturschutz?

LISTE DER AUFGABEN FÜR DIE SELBSTSTÄNDIGE ARBEITEN DER STUDIERENDEN NACH DEM STUDIUM VON THEMA Nr. 1.

1. Nennen Sie Beispiele für die positiven und negativen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die natürliche Umwelt in unserer Region.

2. Bereiten Sie auf der Grundlage von Materialien aus dem Geschichts- und Biologiekurs eine Geschichte über die Beziehung vor, die sich zwischen dem Urmenschen und der Natur entwickelt hat.

ÖKOLOGISCHE KONZEPTE:

(merken Sie sich und können Sie sie erklären)

Ökologie

Biosphäre

Lebensraum

Gemeinschaftsökologie

Ökosystem

Bevölkerung

Biozönose

Noosphäre

Geografische Ökologie

Populationsökologie

Industrielle Ökologie

Chemische Ökologie

Ökologie von Pflanzen, Tieren, Menschen.

„GRUNDLAGEN DER ÖKOLOGIE“

THEMA „UMWELT ALS ÖKOLOGISCHES KONZEPT. UMWELTFAKTOREN. KONFORMITÄT ZWISCHEN ORGANISMEN UND IHRER UMWELT. (2 Stunden)

Kenntnisse: Begriffe „Umweltfaktoren“, „Lebensbedingungen“. Die Gesetze der optimalen und begrenzten Wirkung von Umweltfaktoren, die Mehrdeutigkeit von Faktoren und ihre gegenseitige Wirkung auf den Körper, die wichtigsten Bestimmungen von Charles Darwins Theorie der parallelen und konvergenten Evolution.

Fähigkeiten: Bestimmen Sie die optimale und begrenzte Wirkung von Freda-Faktoren, geben Sie Beispiele für die Anpassung von Organismen an verschiedene Lebensbedingungen und unterscheiden Sie zwischen den verschiedenen Lebensformen von Pflanzen und Tieren.

1 Mittwoch wie ökologisches Konzept

2 Umweltfaktoren

3 Umweltbedingungen

Hausaufgaben:

1 Kriksunov E.A., Pasechnik V.V., Ökologie Klassen 10-11, Lehrbuch für allgemeinbildende Einrichtungen – 4. Auflage – M.: „Bustard“, 2000-256 S.: Abb. Seite 18-12, lesen.

2. Khvan T.A., Khvan P.A., Fundamentals of Ecology, Reihe „Secondary Vocational Education“, - Rostov N/D: „Phoenix“, 2003.-256 S.: S. 8-12, gelesen.

1 Die Erdoberfläche, ihr Land, ihr Wasser und alles, was sie umgibt, ist der von lebenden Organismen bewohnte Luftraum, die Biosphäre (oder Lebensbereich)

Die Biosphäre selbst ist ein natürliches Produkt der Evolution der Erde. Lebende Materie spielt eine große Rolle bei der Entwicklung unseres Planeten. VM kam zu diesen Schlussfolgerungen. Wernadskij, der die chemische Zusammensetzung und chemische Entwicklung untersucht hatte Erdkruste. Er bewies, dass sie nicht allein aus geologischen Gründen vereint werden können, ohne die Rolle lebender Materie bei der geochemischen Wanderung von Atomen zu berücksichtigen. Die Biosphäre kann man sich als eine Maschine vorstellen, die aus Millionen besteht Komponenten(Kohlenstoff, Stickstoff, Mineralien, Lösungen, Wasser). Alle Prozesse in der Biosphäre hängen vom entscheidenden Faktor ab – der Energie (Sonnenstrahlung), die für die klimatischen Eigenschaften sowie die Zusammensetzung und Verteilung lebender Organismen sorgt. Lebende Organismen sind nicht nur auf die Strahlungsenergie der Sonne angewiesen, sondern fungieren auch als riesige Batterie (Speichergerät) und einzigartiger Transformator (Konverter) dieser Energie.

Die Biosphäre zeichnet sich durch eine hohe Vielfalt aus natürliche Bedingungen abhängig von Breitengrad und Gelände sowie saisonalen Klimaveränderungen. Die Hauptquelle der Vielfalt in der Biosphäre ist jedoch die Aktivität der lebenden Organismen selbst.

Es findet ein kontinuierlicher Stoffaustausch zwischen Organismen und der sie umgebenden unbelebten Natur statt.

Wissenschaftler glauben, dass die Biosphäre mehr als 2 Millionen lebende Organismen und Milliarden von Individuen enthält, die auf eine bestimmte Weise im Weltraum verteilt sind. Die Aktivität lebender Organismen schafft eine erstaunliche Vielfalt der Natur um uns herum, die als Garantie für die Erhaltung des Lebens auf der Erde dient.

Innerhalb der Biosphäre lassen sich vier Hauptlebensräume unterscheiden: die aquatische Umwelt, die Boden-Luft-Umgebung, der Boden und die von den Lebewesen selbst gebildete Umwelt.

Unter Lebensraum versteht man eine Reihe von Faktoren und Elementen, die einen Organismus in seinem Lebensraum beeinflussen.

2 Umweltfaktoren- alle externen Faktoren, die einen direkten oder indirekten Einfluss auf die Anzahl und geografische Verteilung von Tieren und Pflanzen haben.

Umweltfaktoren sind sehr vielfältig, sowohl in ihrer Natur als auch in ihren Auswirkungen auf lebende Organismen.

1 abiotisch

2 biotisch

3 anthropogen

Abiotisch – Faktoren unbelebter Natur, hauptsächlich klimatisch (Sonnenlicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und lokal (Relief, Bodeneigenschaften, Salzgehalt, Strömung, Wind usw.). Diese Faktoren können den Körper auf zwei Arten beeinflussen

1. direkt (sofort) - Licht, Wärme, Wasser.

2. indirekt (bestimmt die Wirkung direkter Faktoren) - Linderung.

Biotisch – alle Arten der gegenseitigen Beeinflussung lebender Organismen (Bestäubung von Pflanzen durch Insekten, Fressen einiger Organismen durch andere, Konkurrenz zwischen ihnen um Nahrung, Raum)

Arten biotischer Faktoren:

2 indirekt

Anthropogen – die Faktoren menschlichen Handelns Umfeld, die Lebensbedingungen lebender Organismen verändern oder sich direkt auf bestimmte Pflanzen- und Tierarten auswirken (Umweltverschmutzung)

Menschliches Handeln hat zwei Arten von Einfluss auf die Natur:

1 direkt (Verzehr, Fortpflanzung und Besiedlung durch den Menschen, sowohl einzelner Arten als auch Entstehung ganzer Biozönosen).

2 indirekt (Veränderungen im Lebensraum von Organismen: Klima, Flussregime, Landzustand usw.)

Jedes Individuum, jede Bevölkerung oder jede Gemeinschaft wird von vielen Faktoren beeinflusst, aber nur einige davon sind lebenswichtig. Solche Faktoren werden als limitierend oder restriktiv bezeichnet. Das Fehlen dieser Faktoren oder ihre Konzentration über oder unter einem kritischen Wert macht es für Individuen einer bestimmten Art unmöglich, die Umwelt zu meistern.

Dementsprechend für alle biologische Arten existiert:

1-Faktor-Optimum (der für Entwicklung und Existenz günstigste Wert)

2 Ausdauergrenzen

KLASSIFIZIERUNG VON ARTEN IN BEZUG AUF VERÄNDERUNGEN DER ÖKOLOGISCHEN FAKTOREN

1 weitgehend angepasst – Arten, die eine deutliche Abweichung vom optimalen Wert erfahren (eurytopisch)

2 eng angepasste (stenotope) Arten, die nur eine geringe Abweichung von der optimalen Norm aufweisen.

Die Fähigkeit von Arten, unterschiedliche Lebensräume zu entwickeln, wird durch den Wert der ökologischen Wertigkeit charakterisiert.

3 ÖKOLOGISCHE BEDINGUNGEN – zeitlich und räumlich variierende abiotische Umweltfaktoren, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren.

Umweltbedingungen erlegen den Organismen bestimmte Einschränkungen auf.

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen bestimmen, gehören:

1 Temperatur

2 Luftfeuchtigkeit

5atmosphärischer Druck

6Höhe über dem Meeresspiegel

TEMPERATUR:

Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben. Wenn sich die Temperatur den Grenzen des Intervalls nähert, verlangsamt sich die Geschwindigkeit der untersuchten Prozesse und stoppt dann vollständig – der Organismus stirbt.

Die Grenzen der Temperaturtoleranz variieren zwischen verschiedenen Organismen. Es gibt Organismen, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich vertragen (der Tiger verträgt die sibirische Kälte, die Strömung und die Hitze der tropischen Regionen Indiens gleichermaßen gut).

Es gibt jedoch Arten, die in mehr oder weniger engen Temperaturbedingungen leben können (tropische Orchideenpflanzen).

Im Boden-Luft-Umfeld und sogar in vielen Bereichen aquatische Umgebung Die Temperatur bleibt nicht konstant und kann je nach Jahreszeit oder Tageszeit stark variieren. Manche Tiere unternehmen lange Wanderungen zu Orten, an denen es mehr gibt

geeignetes Klima.

FEUCHTIGKEIT:

In der Physik wird die Luftfeuchtigkeit anhand der Menge an Wasserdampf in der Luft gemessen. Die einfachsten Indikatoren, die die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Bereichs charakterisieren, sind jedoch

ist die Niederschlagsmenge, die hier in einem Jahr oder einem anderen Zeitraum fällt.

Mit ihren Wurzeln entziehen Pflanzen dem Boden Wasser. Flechten können Fallen stellen

Wasserdampf aus der Luft.

Viele Tiere trinken Wasser (Säugetiere), manche Insekten nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand über ihre Körperhülle auf.

Es gibt Tiere, die Wasser durch Oxidation von Fetten erhalten (Kamele).

Licht ist für das Leben in der Natur notwendig, denn es dient als einzige Energiequelle:

Pflanzen

lichtliebend wärmeliebend

Tiere (Reaktion auf Licht)

1 positiv negativ

2 Nächte und tagsüber

Licht dient als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse, die

ermöglicht es ihnen, auf den Ursprung von Änderungen der äußeren Bedingungen zu reagieren.

Es hat eine indirekte Wirkung: Durch die erhöhte Verdunstung erhöht es die Trockenheit.

Starker Wind fördert die Kühlung. Diese Aktion ist an kalten Orten, in hohen Bergen oder in Polarregionen wichtig.

LISTE DER UMWELTKONZEPTE (MÜSSEN SIE SICH MERKEN UND ERKLÄREN)

1 Stoffkreislauf

2 Bodenzusammensetzung

4 abiotische Faktoren

5 biotische Faktoren

6 anthropogene Faktoren

7 Umgebungsbedingungen: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht

8 sekundäre Klimafaktoren

9 Stoffverschmutzung

FRAGENLISTE ZUM SELBSTTEST:

1. Welchen Einfluss haben lebende Organismen auf die Umwelt?

2Welche Arten von Wirkungen lebender Organismen kennen Sie?

3. Welche Rolle spielen Pflanzen im Leben unseres Planeten?

4 Was sind Umgebungsbedingungen?

5. Welchen Einfluss hat die Temperatur? Verschiedene Arten Organismen?

6. Wie bekommen Tiere und Pflanzen das Wasser, das sie brauchen?

7. Welche Wirkung hat Licht auf Organismen?

8. Wie wirken sich Schadstoffe auf Organismen aus?

LISTE DER AUFGABEN ZUR SELBSTVORBEREITUNG:

1, basierend auf Erkenntnissen aus einem Biologiekurs, geben Sie Beispiele, die den Einfluss von Organismen auf verschiedene Lebensumgebungen zeigen

Ich bin verblüfft über die saisonalen Veränderungen der Bedingungen, die die Pflanzenwelt in unserer Gegend am deutlichsten beeinflussen

ÖKOLOGIE (von griechisch oikos – Haus, Wohnung, Aufenthalt und logos – Wort, Lehre), die Wissenschaft von den Beziehungen lebender Organismen und der Gemeinschaften, die sie untereinander und mit der Umwelt bilden.

Der Begriff „Ökologie“ wurde 1866 von E. Haeckel vorgeschlagen. Objekte der Ökologie können Populationen von Organismen, Arten, Gemeinschaften, Ökosystemen und die Biosphäre als Ganzes sein. Von ser. 20. Jahrhundert Im Zusammenhang mit dem zunehmenden Einfluss des Menschen auf die Natur hat die Ökologie als wissenschaftliche Grundlage für ein rationelles Umweltmanagement und den Schutz lebender Organismen eine besondere Bedeutung erlangt, und der Begriff „Ökologie“ selbst hat eine umfassendere Bedeutung.

Seit den 70er Jahren 20. Jahrhundert Es entsteht die Humanökologie oder Sozialökologie, die die Muster der Interaktion zwischen Gesellschaft und Umwelt untersucht praktische Probleme ihre Sicherheit; umfasst verschiedene philosophische, soziologische, wirtschaftliche, geografische und andere Aspekte (z. B. Stadtökologie, technische Ökologie, Umweltethik usw.). In diesem Sinne sprechen sie von der „Ökologisierung“ der modernen Wissenschaft. Die ökologischen Probleme, hervorgerufen durch die moderne gesellschaftliche Entwicklung, führte zur Entstehung einer Reihe gesellschaftspolitischer Bewegungen („Grüne“ usw.), die sich gegen Umweltverschmutzung und andere negative Folgen des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts wandten.

ÖKOLOGIE (aus dem Griechischen oikos – Haus, Wohnung, Wohnsitz und...) logie), eine Wissenschaft, die die Beziehungen von Organismen mit der Umwelt, also der Gesamtheit, untersucht externe Faktoren, was sich auf ihr Wachstum, ihre Entwicklung, ihre Fortpflanzung und ihr Überleben auswirkt. Bis zu einem gewissen Grad können diese Faktoren konventionell in „abiotische“ oder physikalisch-chemische Faktoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Tageslänge, Inhalt) unterteilt werden Mineralsalze im Boden usw.) und „biotisch“ aufgrund der Anwesenheit oder Abwesenheit anderer lebender Organismen (einschließlich solcher, die Nahrungsbestandteile, Raubtiere oder Konkurrenten sind).

Fach Ökologie

Der Schwerpunkt der Ökologie liegt auf der direkten Verbindung des Organismus mit der Umwelt, die es ihm ermöglicht, unter bestimmten Bedingungen zu leben. Ökologen interessieren sich zum Beispiel dafür, was ein Organismus aufnimmt und was er ausscheidet, wie schnell er wächst, in welchem ​​Alter er mit der Fortpflanzung beginnt, wie viele Nachkommen er zeugt und wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass diese Nachkommen ein bestimmtes Alter überleben. Objekte der Ökologie sind meist nicht einzelne Organismen, sondern Populationen, Biozönosen und Ökosysteme. Beispiele für Ökosysteme können ein See, ein Meer, ein Wald, eine kleine Pfütze oder sogar ein verrottender Baumstamm sein. Die gesamte Biosphäre kann als das größte Ökosystem angesehen werden.

IN moderne Gesellschaft Unter dem Einfluss der Medien wird Ökologie oft als rein angewandtes Wissen über den Zustand der menschlichen Umwelt und sogar als dieser Zustand selbst interpretiert (daher so lächerliche Ausdrücke wie „schlechte Ökologie“ eines bestimmten Gebiets, „umweltfreundliche“ Produkte oder Waren). Obwohl Probleme der Umweltqualität für den Menschen natürlich sehr wichtig sind praktische Bedeutung, und ihre Lösung ist ohne Kenntnisse der Ökologie nicht möglich; das Aufgabenspektrum dieser Wissenschaft ist viel breiter. In ihren Arbeiten versuchen Umweltspezialisten zu verstehen, wie die Biosphäre aufgebaut ist, welche Rolle Organismen im Kreislauf verschiedener chemischer Elemente und Energieumwandlungsprozesse spielen, wie verschiedene Organismen untereinander und mit ihrem Lebensraum vernetzt sind, was die Verteilung bestimmt von Organismen im Weltraum und Veränderungen ihrer Anzahl im Laufe der Zeit. Da es sich bei den Objekten der Ökologie in der Regel um Ansammlungen von Organismen oder sogar um Komplexe handelt, die neben Organismen auch unbelebte Objekte umfassen, wird sie manchmal als Wissenschaft von supraorganismalen Ebenen der Lebensorganisation (Populationen, Gemeinschaften, Ökosysteme und Biosphäre) definiert. , oder als die Wissenschaft vom lebendigen Erscheinungsbild der Biosphäre.

Geschichte der Ökologie

Der Begriff „Ökologie“ wurde 1866 vom deutschen Zoologen und Philosophen E. Haeckel vorgeschlagen, der bei der Entwicklung eines Systems zur Klassifikation der Biowissenschaften entdeckte, dass es keinen speziellen Namen für das Fachgebiet der Biologie gab, das die Beziehungen von Organismen untersucht die Umgebung. Haeckel definierte Ökologie auch als „die Physiologie der Beziehungen“, obwohl „Physiologie“ sehr weit gefasst wurde – als das Studium einer Vielzahl von Prozessen, die in der belebten Natur ablaufen.

Zur wissenschaftlichen Literatur neuer Ausdruck trat eher langsam in Erscheinung und wurde erst ab dem 20. Jahrhundert mehr oder weniger regelmäßig genutzt. Als wissenschaftliche Disziplin entstand die Ökologie im 20. Jahrhundert, ihre Vorgeschichte reicht jedoch bis ins 19. und sogar 18. Jahrhundert zurück. So gab es bereits in den Werken von K. Linnaeus, der den Grundstein für die Taxonomie von Organismen legte, eine Idee der „Ökonomie der Natur“ – der strengen Ordnung verschiedener natürlicher Prozesse mit dem Ziel, ein gewisses natürliches Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Diese Ordnung wurde ausschließlich im Geiste des Kreationismus verstanden – als Verkörperung des „Plans“ des Schöpfers, der speziell geschaffen hat verschiedene Gruppen Lebewesen sollen in der „Ökonomie der Natur“ unterschiedliche Rollen spielen. Daher müssen Pflanzen als Nahrung für Pflanzenfresser dienen und Raubtiere müssen verhindern, dass sich Pflanzenfresser in zu großer Zahl vermehren.

In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts. Ideen der Naturgeschichte, untrennbar mit kirchlichen Dogmen verbunden, wurden durch neue Ideen ersetzt, deren allmähliche Entwicklung zu einem Weltbild führte, das von der modernen Wissenschaft geteilt wird. Der wichtigste Punkt Es gab eine Ablehnung einer rein äußeren Beschreibung der Natur und einen Übergang zur Identifizierung innerer, manchmal verborgener Zusammenhänge, die ihre natürliche Entwicklung bestimmen. So betonte I. Kant in seinen Vorlesungen über Physische Geographie an der Universität Königsberg die Notwendigkeit einer ganzheitlichen Beschreibung der Natur, die das Zusammenspiel physikalischer Prozesse und der Aktivitäten lebender Organismen berücksichtigt. In Frankreich, ganz am Anfang des 19. Jahrhunderts. J.B. Lamarck schlug sein eigenes, weitgehend spekulatives Konzept des Stoffkreislaufs auf der Erde vor. In diesem Fall kam den lebenden Organismen eine sehr wichtige Rolle zu, da davon ausgegangen wurde, dass nur die lebenswichtige Aktivität von Organismen, die zur Bildung komplexer chemischer Verbindungen führt, den natürlichen Prozessen der Zerstörung und des Verfalls widerstehen kann. Obwohl Lamarcks Konzept eher naiv war und nicht immer dem damaligen Wissensstand auf dem Gebiet der Chemie entsprach, sagte es einige Vorstellungen über die Funktionsweise der Biosphäre voraus, die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden.

Als Vorreiter der Ökologie kann natürlich der deutsche Naturforscher A. Humboldt bezeichnet werden, dessen Werke heute zu Recht als ökologisch gelten. Es ist Humboldt, dem der Übergang vom Studium einzelner Pflanzen zur Kenntnis der Pflanzenbedeckung als einer gewissen Integrität zugeschrieben wird. Nachdem Humboldt den Grundstein für die „Geographie der Pflanzen“ gelegt hatte, stellte er nicht nur Unterschiede in der Verbreitung verschiedener Pflanzen fest, sondern versuchte sie auch zu erklären, indem er sie mit Klimaeigenschaften in Verbindung brachte.

Andere Wissenschaftler haben versucht, die Rolle dieser anderen Faktoren bei der Vegetationsverteilung herauszufinden. Dieses Thema wurde insbesondere von O. Decandolle untersucht, der die Bedeutung nicht nur der physischen Bedingungen, sondern auch der Konkurrenz zwischen verschiedenen Arten um gemeinsame Ressourcen betonte. J. B. Boussingault legte den Grundstein für die Agrochemie und zeigte, dass alle Pflanzen Bodenstickstoff benötigen. Er fand auch heraus, dass eine Pflanze, um die Entwicklung erfolgreich abzuschließen, Folgendes benötigt: eine bestimmte Menge von Wärme, die durch Summieren der Temperaturen für jeden Tag während des gesamten Entwicklungszeitraums geschätzt werden kann. Yu. Liebig zeigte, dass verschiedene für eine Pflanze notwendige chemische Elemente unersetzlich sind. Fehlt einer Pflanze also ein Element, zum Beispiel Phosphor, kann dieser Mangel nicht durch Zugabe eines anderen Elements – Stickstoff oder Kalium – ausgeglichen werden. Diese Regel, die später als „Liebigsches Gesetz des Minimums“ bekannt wurde, spielte eine wichtige Rolle bei der Einführung mineralischer Düngemittel in die landwirtschaftliche Praxis. Es behält seine Bedeutung in der modernen Ökologie, insbesondere bei der Untersuchung von Faktoren, die die Verbreitung oder das Wachstum der Anzahl von Organismen begrenzen.

Die Werke von Charles Darwin, vor allem seine Theorie der natürlichen Selektion treibende Kraft Evolution. Darwin ging davon aus, dass jede Art von lebendem Organismus seine Zahl erhöhen kann geometrischer Verlauf(nach dem Exponentialgesetz, wenn wir die moderne Formulierung verwenden) und da bald nicht mehr genügend Ressourcen vorhanden sind, um die wachsende Bevölkerung zu ernähren, entsteht zwangsläufig Konkurrenz (Kampf ums Dasein) zwischen Individuen. Die Gewinner dieses Kampfes sind die Individuen, die sich am besten an bestimmte Bedingungen angepasst haben, das heißt diejenigen, die es geschafft haben zu überleben und lebensfähige Nachkommen zu hinterlassen. Darwins Theorie behält ihre bleibende Bedeutung für die moderne Ökologie, da sie oft die Richtung für die Suche nach bestimmten Beziehungen vorgibt und es uns ermöglicht, das Wesen der verschiedenen „Überlebensstrategien“ zu verstehen, die Organismen unter bestimmten Bedingungen anwenden.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts begannen in vielen Ländern sowohl von Botanikern als auch von Zoologen Forschungen, die im Wesentlichen ökologischer Natur waren. So erschien 1872 in Deutschland ein Hauptwerk von August Grisebach (1814-1879), der erstmals eine Beschreibung der wichtigsten Pflanzengemeinschaften des gesamten Globus gab (diese Werke wurden auch auf Russisch veröffentlicht) und 1898 erschien eine große Zusammenfassung von Franz Schimper (1856-1901) „Geographie der Pflanzen auf physiologischer Grundlage“, die viele detaillierte Informationen über die Abhängigkeit von Pflanzen von verschiedenen Umweltfaktoren liefert. Ein anderer deutscher Forscher, Karl Möbius, schlug bei der Untersuchung der Fortpflanzung von Austern in den Untiefen (sogenannten Austernbänken) der Nordsee den Begriff „Biozönose“ vor, der eine Ansammlung verschiedener Lebewesen bezeichnet, die im selben Gebiet und nahe beieinander leben verbunden.

An der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert wird das Wort „Ökologie“ selbst, das in den ersten 20 bis 30 Jahren nach seinem Vorschlag durch Haeckel fast nicht verwendet wurde, immer häufiger verwendet. Es gibt Menschen, die sich Ökologen nennen und danach streben, die Umweltforschung voranzutreiben. Im Jahr 1895 veröffentlichte der dänische Forscher J. E. Warming Lernprogrammüber die „ökologische Geographie“ der Pflanzen, bald ins Deutsche, Polnische, Russische (1901) und dann ins Englische übersetzt. Heutzutage wird die Ökologie meist als Fortsetzung der Physiologie gesehen, die ihre Forschung lediglich vom Labor direkt auf die Natur übertragen hat. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Untersuchung der Auswirkungen bestimmter Umweltfaktoren auf Organismen. Manchmal werden jedoch auch völlig neue Aufgaben gestellt, beispielsweise die Identifizierung gemeinsamer, regelmäßig wiederkehrender Merkmale in der Entwicklung verschiedener natürlicher Organismenkomplexe (Gemeinschaften, Biozönosen).

Wichtige Rolle Insbesondere der Sukzessionsgedanke spielte eine Rolle bei der Gestaltung des Themenspektrums der Ökologie und bei der Entwicklung ihrer Methodik. So stellte Henry Cowles (1869-1939) in den USA ein detailliertes Bild der Sukzession wieder her, indem er die Vegetation auf Sanddünen in der Nähe des Michigansees untersuchte. Diese Dünen entstanden in andere Zeit, und deshalb war es möglich, auf ihnen Gemeinschaften unterschiedlichen Alters zu finden – von den Jüngsten, vertreten durch einige wenige krautige Pflanzen, die auf Treibsand wachsen können, bis hin zu den reifsten, echten Mischwäldern auf alten festen Dünen. Anschließend wurde das Konzept der Nachfolge von einem anderen amerikanischen Forscher, Frederick Clements (1874-1945), detailliert entwickelt. Er interpretierte die Gemeinschaft als ein höchst ganzheitliches Gebilde, das beispielsweise ein wenig an einen Organismus erinnert, wie ein Organismus, der eine bestimmte Entwicklung durchläuft – von der Jugend über die Reife bis hin zum Alter. Clements glaubte, dass wenn Anfangsstadien Während der Sukzession können verschiedene Gemeinschaften in einem Gebiet stark variieren, in späteren Stadien werden sie sich jedoch immer ähnlicher. Letztendlich stellt sich heraus, dass es für jedes Gebiet mit einem bestimmten Klima und Boden nur eine reife (Höhepunkt-)Gemeinschaft gibt.

Auch Pflanzengemeinschaften haben in Russland große Aufmerksamkeit erhalten. So betonte Sergei Ivanovich Korzhinsky (1861-1900), der die Grenze zwischen Wald- und Steppengebieten untersuchte, neben der Abhängigkeit der Vegetation von den klimatischen Bedingungen auch den Einfluss der Pflanzen selbst auf die physische Umgebung und ihre Fähigkeit, diese zu schaffen besser für das Wachstum anderer Arten geeignet ist, ist nicht weniger wichtig. In Russland (und dann in der UdSSR) waren die wissenschaftlichen Arbeiten und organisatorischen Aktivitäten von V. N. Sukachev wichtig für die Entwicklung der Forschung zu Pflanzengemeinschaften (oder mit anderen Worten der Phytozönologie). Sukachev war einer der ersten, der an den Start ging Experimentelle Studien Wettbewerb und schlug seine Klassifizierung der verschiedenen Arten der Nachfolge vor. Er entwickelte ständig die Lehre von Pflanzengemeinschaften (Phytozönosen) weiter, die er als integrale Formationen interpretierte (in dieser Hinsicht stand er Clements nahe, obwohl er dessen Ideen sehr oft kritisierte). Später, bereits in den 1940er Jahren, formulierte Sukachev die Idee der Biogeozänose – eines natürlichen Komplexes, der nicht nur die Pflanzengemeinschaft, sondern auch Boden, klimatische und hydrologische Bedingungen, Tiere, Mikroorganismen usw. umfasst. Die Untersuchung von Biogeozänosen in der UdSSR war wird oft als eigenständige Wissenschaft angesehen - die Biogeozänologie. Derzeit wird die Biogeozänologie üblicherweise als Teil der Ökologie betrachtet.

Die Jahre 1920-1940 waren für die Umwandlung der Ökologie in eine eigenständige Wissenschaft von großer Bedeutung. Zu dieser Zeit wurden eine Reihe von Büchern zu verschiedenen Aspekten der Ökologie veröffentlicht, es wurden Fachzeitschriften herausgegeben (von denen einige noch existieren) und es entstanden ökologische Gesellschaften. Aber das Wichtigste ist, dass es sich allmählich formiert theoretische Basis In der neuen Wissenschaft werden die ersten mathematischen Modelle vorgeschlagen und eine eigene Methodik entwickelt, die es ermöglicht, bestimmte Probleme zu stellen und zu lösen. Gleichzeitig bildeten sich zwei recht unterschiedliche Ansätze heraus, die es auch in der modernen Ökologie gibt: der Populationsansatz, der sich auf die Dynamik der Anzahl von Organismen und ihrer Verteilung im Raum konzentriert, und der Ökosystemansatz, der sich auf die Prozesse von konzentriert Materiezirkulation und Energieumwandlung.

Entwicklung des Bevölkerungsansatzes

Einer von wichtigsten Aufgaben Populationsökologie war die Identifizierung allgemeiner Muster der Populationsdynamik – sowohl individuell als auch interagierend (z. B. Konkurrenz um eine Ressource oder Verbindung durch „Raubtier-Beute“-Beziehungen). Um dieses Problem zu lösen, wurden einfache mathematische Modelle verwendet – Formeln, die die wahrscheinlichsten Beziehungen zwischen einzelnen Größen zeigen, die den Zustand der Bevölkerung charakterisieren: Geburtenrate, Sterblichkeitsrate, Wachstumsrate, Dichte (Anzahl der Individuen pro Raumeinheit) usw. Mathematisch Modelle ermöglichten es, die Konsequenzen verschiedener Annahmen zu überprüfen und die notwendigen und ausreichenden Bedingungen für die Umsetzung der einen oder anderen Version der Bevölkerungsdynamik zu identifizieren.

Im Jahr 1920 stellte der amerikanische Forscher R. Pearl (1879-1940) das sogenannte logistische Modell des Bevölkerungswachstums vor, das davon ausgeht, dass mit zunehmender Bevölkerungsdichte ihre Wachstumsrate abnimmt und bei Erreichen einer bestimmten maximalen Dichte gleich Null wird . Die Veränderung der Populationsgröße im Laufe der Zeit wurde somit durch eine S-förmige Kurve beschrieben, die ein Plateau erreichte. Perl betrachtete das Logistikmodell als universelles Gesetz Entwicklung einer Bevölkerung. Und obwohl sich bald herausstellte, dass dies nicht immer der Fall war, erwies sich die Idee, dass es einige Grundprinzipien gibt, die sich in der Dynamik vieler verschiedener Bevölkerungsgruppen manifestieren, als sehr produktiv.

Die Einführung mathematischer Modelle in die Ökologiepraxis begann mit der Arbeit von Alfred Lotka (1880-1949). Er selbst nannte seine Methode „Physikalische Biologie“ – einen Versuch, biologisches Wissen mithilfe von in der Physik üblichen Ansätzen (einschließlich mathematischer Modelle) zu organisieren. Als einer von mögliche Beispiele Er schlug vor einfaches Modell, die die gekoppelte Dynamik der Häufigkeit von Raubtieren und Beutetieren beschreibt. Das Modell zeigte, dass, wenn die gesamte Sterblichkeit in der Beutepopulation vom Raubtier bestimmt wird und die Geburtenrate des Raubtiers nur von seinem Nahrungsangebot (d. h. der Anzahl der Beute) abhängt, dann die Anzahl sowohl des Raubtiers als auch der Beute ausmacht regelmäßige Schwankungen. Dann entwickelte Lotka ein Modell der Wettbewerbsbeziehungen und zeigte außerdem, dass sich in einer Bevölkerung, deren Größe exponentiell zunimmt, immer eine konstante Altersstruktur einstellt (d. h. das Verhältnis der Anteile von Individuen unterschiedlichen Alters). Später schlug er auch Methoden zur Berechnung einer Reihe wichtiger demografischer Indikatoren vor. Ungefähr zur gleichen Zeit entwickelte der italienische Mathematiker V. Volterra unabhängig von Lotka ein Modell der Konkurrenz zwischen zwei Arten um eine Ressource und zeigte theoretisch, dass zwei Arten, die in ihrer Entwicklung durch eine Ressource eingeschränkt sind, nicht stabil koexistieren können – eine Art verdrängt unweigerlich das andere.

Die theoretischen Studien von Lotka und Volterra interessierten den jungen Moskauer Biologen G. F. Gause. Er schlug seine eigene, für Biologen viel verständlichere Modifikation der Gleichungen vor, die die Dynamik der Anzahl konkurrierender Arten beschreibt, und führte zum ersten Mal experimentelle Tests dieser Modelle an Laborkulturen von Bakterien, Hefen und Protozoen durch. Besonders erfolgreich waren Experimente zur Konkurrenz zwischen verschiedenen Ciliatenarten. Gause konnte zeigen, dass Arten nur dann koexistieren können, wenn sie durch unterschiedliche Faktoren eingeschränkt sind, also unterschiedliche ökologische Nischen besetzen. Diese als Gausesches Gesetz bezeichnete Regel dient seit langem als Ausgangspunkt für Diskussionen über den interspezifischen Wettbewerb und seine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Struktur ökologischer Gemeinschaften. Die Ergebnisse von Gauses Arbeit wurden in einer Reihe von Artikeln und dem Buch „The Struggle for Existence“ (1934) veröffentlicht, das mit der Unterstützung von Pearl in den USA auf Englisch veröffentlicht wurde. Dieses Buch war von großer Bedeutung für weitere Entwicklung theoretische und experimentelle Ökologie. Es wurde mehrfach nachgedruckt und wird immer noch häufig in der wissenschaftlichen Literatur zitiert.

Die Untersuchung der Populationen erfolgte nicht nur im Labor, sondern auch direkt im Feld. Eine wichtige Rolle bei der Festlegung der allgemeinen Richtung dieser Forschung spielten die Werke des englischen Ökologen Charles Elton (1900-1991), insbesondere sein Buch „Animal Ecology“, das erstmals 1927 veröffentlicht und dann mehrmals nachgedruckt wurde. Das Problem der Populationsdynamik wurde in diesem Buch als eines der zentralen Probleme für die gesamte Ökologie hervorgehoben. Elton machte auf die zyklischen Schwankungen der Zahl kleiner Nagetiere aufmerksam, die über einen Zeitraum von 3-4 Jahren auftraten, und verarbeitete Langzeitdaten zur Pelzbeschaffung Nordamerika fanden heraus, dass Hasen und Luchse ebenfalls zyklische Schwankungen aufweisen, Populationsspitzen jedoch etwa alle 10 Jahre beobachtet werden. Elton widmete der Untersuchung der Struktur von Gemeinschaften (vorausgesetzt, dass diese Struktur rein natürlich ist) sowie der Nahrungsketten und den sogenannten „Zahlenpyramiden“ – einer stetigen Abnahme der Anzahl der Organismen, große Aufmerksamkeit Bewegen Sie sich von niedrigeren zu höheren trophischen Ebenen – von Pflanzen zu Pflanzenfressern und von Pflanzenfressern zu Fleischfressern. Der Populationsansatz zur Ökologie wurde lange Zeit hauptsächlich von Zoologen entwickelt. Botaniker hingegen untersuchten häufiger Gemeinschaften, die meist als integrale und eigenständige Formationen interpretiert wurden, zwischen denen es recht einfach war, Grenzen zu ziehen. Allerdings äußerten einige Ökologen bereits in den 1920er Jahren (für die damalige Zeit) „ketzerische“ Ansichten, wonach verschiedene Pflanzenarten auf bestimmte Umweltfaktoren auf ihre eigene Weise reagieren können und ihre Verbreitung nicht unbedingt mit der Verbreitung von übereinstimmen muss andere Arten derselben Gemeinschaft. Daraus folgt, dass die Grenzen zwischen verschiedenen Gemeinschaften sehr verschwommen sein können und ihre Identifizierung selbst bedingt ist.

Diese ihrer Zeit vorausgehende Sicht auf die Pflanzengemeinschaft wurde am deutlichsten vom russischen Ökologen L. G. Ramensky entwickelt. 1924 formulierte er in einem kurzen Artikel (der später zum Klassiker wurde) die wichtigsten Bestimmungen des neuen Ansatzes und betonte dabei einerseits die ökologische Individualität der Pflanzen und andererseits die „Mehrdimensionalität“ (d. h. Abhängigkeit). von vielen Faktoren) und die Kontinuität der gesamten Vegetationsdecke. Ramensky hielt nur die Gesetze der Kompatibilität verschiedener Pflanzen für unverändert, die hätten untersucht werden sollen. In den Vereinigten Staaten entwickelte Henry Allan Gleason (1882-1975) völlig unabhängig ähnliche Ansichten etwa zur gleichen Zeit. Sein „individualistisches Konzept“, das als Antithese zu Clements‘ Idee der Gemeinschaft als Analogon des Organismus aufgestellt wurde, betonte auch die Unabhängigkeit der Verbreitung verschiedener Pflanzenarten voneinander und die Kontinuität der Vegetationsbedeckung. Die eigentliche Untersuchung von Pflanzenpopulationen begann erst in den 1950er und sogar 1960er Jahren. In Russland war Tikhon Aleksandrovich Rabotnov (1904-2000) der unbestrittene Anführer dieses Trends und in Großbritannien John Harper.

Entwicklung der Ökosystemforschung

Der Begriff „Ökosystem“ wurde 1935 von dem bekannten englischen Botaniker und Ökologen Arthur Tansley (1871-1955) vorgeschlagen, um den natürlichen Komplex lebender Organismen und die physische Umgebung, in der sie leben, zu bezeichnen. Die Forschung, die man zu Recht als Ökosystemforschung bezeichnen kann, begann jedoch schon viel früher, und Hydrobiologen waren die unangefochtene Spitzenreiterin. Die Hydrobiologie und insbesondere die Limnologie waren von Anfang an komplexe Wissenschaften, die sich mit vielen lebenden Organismen und ihrer Umwelt befassten. Gleichzeitig wurden nicht nur die Interaktionen von Organismen untersucht, nicht nur ihre Abhängigkeit von der Umwelt, sondern auch, nicht weniger wichtig, der Einfluss der Organismen selbst auf die physische Umwelt. Forschungsobjekt der Limnologen war oft ein ganzes Gewässer, in dem physikalische, chemische und biologische Prozesse eng miteinander verknüpft sind. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts untersuchte der amerikanische Limnologe Edward Burge (1851-1950) mit streng quantitativen Methoden die „Seeatmung“ – die saisonale Dynamik des Gehalts an gelöstem Sauerstoff im Wasser, die von beiden Prozessen abhängt der Vermischung der Wassermasse und der Diffusion von Sauerstoff aus der Luft sowie der Lebensaktivität von Organismen. Bezeichnenderweise gibt es unter letzteren sowohl Sauerstoffproduzenten (planktonische Algen) als auch Sauerstoffverbraucher (die meisten Bakterien und alle Tiere). In den 1930er Jahren wurden große Fortschritte bei der Erforschung der Stoffzirkulation und der Energieumwandlung gemacht Soviet Russland an der limnologischen Station Kosinskaya in der Nähe von Moskau. Die Station wurde zu dieser Zeit von Leonid Leonidovich Rossolimo (1894-1977) geleitet, der den sogenannten „Balance-Ansatz“ vorschlug, der sich auf den Stoffkreislauf und die Energieumwandlung konzentrierte. Im Rahmen dieses Ansatzes begann G. G. Vinberg mit seinen Studien zur Primärproduktion (d. h. der Entstehung organischer Materie durch Autotrophe) unter Verwendung der genialen Methode der „dunklen und hellen Flaschen“. Sein Wesen besteht darin, dass die Menge an organischer Substanz, die während der Photosynthese gebildet wird, anhand der Menge an freigesetztem Sauerstoff beurteilt wird.

Drei Jahre später wurden ähnliche Messungen in den USA von G. A. Riley durchgeführt. Der Initiator dieser Arbeit war George Evelyn Hutchinson (1903-1991), der durch seine eigenen Forschungen sowie herzliche Unterstützung Die Unternehmungen vieler talentierter junger Wissenschaftler hatten erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung der Ökologie nicht nur in den Vereinigten Staaten, sondern auf der ganzen Welt. Hutchinson ist der Autor der Abhandlung über Limnologie, einer Reihe von vier Bänden, die die weltweit umfassendste Zusammenfassung des Lebens in Seen darstellt.

Im Jahr 1942 veröffentlichte die Zeitschrift „Ecology“ einen Artikel von Hutchinsons Schüler, einem jungen und leider sehr früh verstorbenen Ökologen, Raymond Lindemann (1915-1942), in dem er einen Vorschlag machte allgemeines Schema Energieumwandlung im Ökosystem. Insbesondere wurde theoretisch nachgewiesen, dass, wenn Energie von einer trophischen Ebene zur anderen wandert (von Pflanzen zu Pflanzenfressern, von Pflanzenfressern zu Raubtieren), ihre Menge abnimmt und nur ein kleiner Teil (nicht mehr als 10 %) der Energie verfügbar ist Organismen auf jeder nachfolgenden Ebene. Die Energie, die den Organismen der vorherigen Ebene zur Verfügung stand.

Für die Möglichkeit der Ökosystemforschung war es sehr wichtig, dass trotz der kolossalen Vielfalt der in der Natur vorkommenden Organismenformen die Anzahl der grundlegenden biochemischen Prozesse, die ihre Lebensaktivität bestimmen (und folglich die Anzahl der wichtigsten biogeochemischen Rollen! ) ist sehr begrenzt. Beispielsweise führen eine Vielzahl von Pflanzen (und Cyanobakterien) eine Photosynthese durch, die produziert organische Substanz und freier Sauerstoff wird freigesetzt. Und da die Endprodukte dieselben sind, können die Ergebnisse der Aktivität sofort zusammengefasst werden große Zahl Organismen, zum Beispiel alle Planktonalgen in einem Teich oder alle Pflanzen in einem Wald, und schätzen so die Primärproduktion des Teichs oder Waldes ab. Wissenschaftler, die an den Ursprüngen der Ökologie standen systematischer Ansatz, verstand dies gut und die von ihnen entwickelten Ideen bildeten die Grundlage für die groß angelegten Studien zur Produktivität verschiedener Ökosysteme, die bereits in den 1960er und 1970er Jahren in verschiedenen Naturzonen entwickelt wurden.

Die Untersuchung der Biosphäre ähnelt in ihrer Methodik dem Ökosystemansatz. Der Begriff „Biosphäre“ bezeichnet den Bereich auf der Oberfläche unseres Planeten, der von Leben umgeben ist, und wurde Ende des 19. Jahrhunderts vom österreichischen Geologen Eduard Suess (1831-1914) geprägt. Im Detail wurde die Idee der Biosphäre als System biogeochemischer Kreisläufe, deren Hauptantriebskraft die Aktivität lebender Organismen („lebende Materie“) ist, jedoch bereits in den 1920er und 1930er Jahren von dem russischen Wissenschaftler entwickelt Wladimir Iwanowitsch Wernadski (1863–1945). Was die direkte Bewertung dieser Prozesse betrifft, so begann deren Erhalt und ständige Weiterentwicklung erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts und dauert bis heute an.

Entwicklung der Ökologie in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Die Herausbildung der Ökologie als eigenständige Wissenschaft mit eigener Theorie und Methodik, eigenem Problemspektrum und eigenen Lösungsansätzen ist abgeschlossen. Mathematische Modelle werden immer realistischer: Ihre Vorhersagen können experimentell oder durch Beobachtungen in der Natur überprüft werden. Die Experimente und Beobachtungen selbst werden zunehmend so geplant und durchgeführt, dass die erzielten Ergebnisse es ermöglichen, eine zuvor aufgestellte Hypothese zu akzeptieren oder zu widerlegen. Einen bemerkenswerten Beitrag zur Entwicklung der Methodik der modernen Ökologie leistete die Arbeit des amerikanischen Forschers Robert MacArthur (1930-1972), der die Talente eines Mathematikers und eines Naturbiologen erfolgreich vereinte. MacArthur untersuchte die Muster des Verhältnisses der Anzahl verschiedener Arten in einer Gemeinschaft, die Wahl der optimalsten Beute durch ein Raubtier, die Abhängigkeit der Anzahl der auf einer Insel lebenden Arten von ihrer Größe und Entfernung vom Festland sowie den Grad der zulässige Überlappung ökologischer Nischen koexistierender Arten und eine Reihe anderer Probleme. MacArthur bemerkte das Vorhandensein einer bestimmten sich wiederholenden Regelmäßigkeit („Muster“) in der Natur und schlug eine oder mehrere alternative Hypothesen vor, die den Mechanismus des Auftretens dieser Regelmäßigkeit erklären, erstellte entsprechende mathematische Modelle und verglich sie dann mit empirischen Daten. MacArthur brachte seinen Standpunkt in Geographical Ecology (1972) sehr deutlich zum Ausdruck, das er einige Monate vor seinem frühen Tod schrieb, als er unheilbar krank war.

Der Ansatz, den MacArthur und seine Anhänger entwickelten, konzentrierte sich hauptsächlich auf die Aufklärung allgemeine Grundsätze Geräte (Strukturen) beliebiger Communities. Im Rahmen des Ansatzes, der sich etwas später, in den 1980er Jahren, verbreitete, wurde jedoch das Hauptaugenmerk auf die Prozesse und Mechanismen gerichtet, die zur Bildung dieser Struktur führten. Bei der Untersuchung der konkurrierenden Verdrängung einer Art durch eine andere interessierten sich Ökologen beispielsweise vor allem für die Mechanismen dieser Verdrängung und jene Merkmale von Arten, die das Ergebnis ihrer Interaktion vorgeben. Es stellte sich beispielsweise heraus, dass im Wettbewerb verschiedener Pflanzenarten um mineralische Nährstoffe (Stickstoff oder Phosphor) oft nicht die Art gewinnt, die prinzipiell (ohne Ressourcenknappheit) schneller wachsen kann, sondern diejenige das in der Lage ist, bei geringerer Konzentration dieses Elements in der Umgebung zumindest ein minimales Wachstum aufrechtzuerhalten.

Besondere Aufmerksamkeit Die Forscher begannen, sich auf die Entwicklung des Lebenszyklus und verschiedene Überlebensstrategien zu konzentrieren. Da die Fähigkeiten von Organismen immer begrenzt sind und Organismen für jede evolutionäre Errungenschaft etwas bezahlen müssen, entstehen zwangsläufig klar definierte negative Korrelationen (sog. „Tradeoffs“) zwischen einzelnen Merkmalen. Beispielsweise kann eine Pflanze nicht sehr schnell wachsen und gleichzeitig eine zuverlässige Abwehr gegen Pflanzenfresser bilden. Die Untersuchung solcher Zusammenhänge ermöglicht es herauszufinden, wie grundsätzlich die Möglichkeit der Existenz von Organismen unter bestimmten Bedingungen zustande kommt.

In der modernen Ökologie bleiben einige Probleme, die eine lange Forschungsgeschichte haben, immer noch relevant: zum Beispiel die Festlegung allgemeiner Muster in der Dynamik der Häufigkeit von Organismen, die Bewertung der Rolle verschiedener Faktoren, die das Bevölkerungswachstum begrenzen, und die Aufklärung der Ursachen zyklischer (regelmäßiger) Störungen ) Schwankungen der Zahlen. In diesem Bereich wurden erhebliche Fortschritte erzielt – für viele spezifische Bevölkerungsgruppen wurden Mechanismen zur Regulierung ihrer Zahl identifiziert, darunter auch solche, die zu zyklischen Veränderungen der Zahl führen. Die Erforschung der Räuber-Beute-Beziehungen, des Wettbewerbs und der für beide Seiten vorteilhaften Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Arten – Gegenseitigkeit – wird fortgesetzt.

Neue Richtung den letzten Jahren ist die sogenannte Makroökologie – eine vergleichende Untersuchung verschiedener Arten in großem Maßstab (vergleichbar mit der Größe von Kontinenten).

In der Erforschung des Stoffkreislaufs und des Energieflusses wurden Ende des 20. Jahrhunderts enorme Fortschritte erzielt. Dies ist vor allem auf die Verbesserung quantitativer Methoden zur Beurteilung der Intensität bestimmter Prozesse sowie auf die wachsenden Möglichkeiten zur großflächigen Anwendung dieser Methoden zurückzuführen. Ein Beispiel wäre die Fernbestimmung (von Satelliten aus) des Chlorophyllgehalts in Oberflächengewässer Meer, das es ermöglicht, Karten der Phytoplanktonverteilung für den gesamten Weltozean zu erstellen und saisonale Veränderungen in seiner Produktion zu bewerten.

Aktueller Stand der Wissenschaft

Die moderne Ökologie ist eine sich schnell entwickelnde Wissenschaft, die sich durch ein eigenes Problemspektrum, eine eigene Theorie und eine eigene Methodik auszeichnet. Komplexe Struktur Die Ökologie wird dadurch bestimmt, dass ihre Objekte sehr unterschiedlichen Organisationsebenen angehören: von der gesamten Biosphäre über große Ökosysteme bis hin zu Populationen, wobei eine Population oft als eine Ansammlung einzelner Individuen betrachtet wird. Auch die räumlichen und zeitlichen Größenordnungen, in denen Veränderungen an diesen Objekten stattfinden und die von der Forschung abgedeckt werden müssen, variieren äußerst stark: von Tausenden von Kilometern bis hin zu Metern und Zentimetern, von Jahrtausenden bis hin zu Wochen und Tagen. In den 1970ern Humanökologie entsteht. Mit zunehmendem Druck auf die Umwelt nimmt die praktische Bedeutung der Ökologie zu; Philosophen und Soziologen interessieren sich stark für ihre Probleme.

Die Ökologie ist Gegenstand zweier Forschungsbereiche: theoretische (Bioökologie) und praktische Ökologie.

¾ TheoretischÖkologie umfasst einen Abschnitt „Ökologie lebender Organismen“ (Bioökologie).

Dies ist das Muttersubstrat der ökologischen Wissenschaft. Hauptunterabschnitte: Mikroweltökologie, Pflanzenökologie, Tierökologie, Humanökologie.

Aber zu den bekannten klassischen Abschnitten (nach den Ideen von Y. Odum, R. Dazho, M. Reimers, I. Dediu etc.) sind neue bioökologische Richtungen hinzugekommen: Bioökomonitoring, Theorie des Reservemanagements, Theorie Künstliche Ökosysteme, Grundlagen der Bioindikation, Ökotoxikologie usw.

¾ PraktischÖkologie vereint mehrere Bereiche:

1. Naturschutzwissenschaften und rationelle Nutzung natürliche Ressourcen (Geoökologie). Seine Hauptelemente: Landschaftsökologie, biogeochemische Ökologie, Ökonomie des Umweltmanagements und Umweltschutzes, Ökologie der Atmosphäre, Hydrosphäre(umfasst die Ökologie des Weltozeans, natürlicher und künstlicher Stauseen, Wasserläufe (Flüsse, Bäche usw.)) und der Lithosphäre (umfasst die Ökologie von Böden, Mineralvorkommen (Bergbau), Geoengineering-Ökologie, geologischer Schutz usw.). Neue Abschnitte des Blocks - Geoinformatik und Ökologie geoenergieanomaler Zonen. Viele Probleme der Geoökologie (insbesondere der Landschaftsökologie) sind von praktischer Bedeutung, da klimatische oder andere physikalische und geografische Bedingungen die Artenvielfalt, ihre Produktivität, die Möglichkeit der Akklimatisierung nützlicher Formen, Bedingungen für die Bildung und Stabilität natürlicher Krankheitsherde bestimmen , usw.

2. eine andere Richtung der Ökologie erforscht spezifische Mechanismen, durch die die Anpassung biologischer Systeme erfolgt verschiedene Level an veränderte Umweltbedingungen, die zur Sicherung ihrer Existenz notwendig sind. Diese Richtung heißt funktional oder Physiologische Ökologie , da die meisten adaptiven Mechanismen physiologischer Natur sind.

Die Untersuchung von Anpassungsmechanismen und -mustern ist wichtig für die Lösung einer Reihe von Problemen in der Medizin, Wildwirtschaft, Tierhaltung, Pflanzenproduktion usw. Die am häufigsten untersuchten Organismen sind Autökologie).

3. Eine wichtige Richtung ist Evolutionsökologie , dessen Hauptaufgabe ist Identifizierung ökologischer Muster des Evolutionsprozesses, Wege und Formen der Bildung von Artenanpassungen sowie Rekonstruktion von Ökosystemen der Vergangenheit der Erde ( Paläoökologie) und die Rolle des Menschen bei ihrer Transformation identifizieren ( Archäoökologie).

4. Wissenschaft über sozioökonomische Faktoren, die die Umwelt beeinflussen (Sozioökologie) vereint so wichtige neue Teilgebiete der Umweltwissenschaften wie Umwelterziehung, Umweltrecht, Stadtökologie, Populationsökologie, Umweltmanagement, Umweltmarketing, nationale und internationale Umweltpolitik.

5. Wissenschaft über technogene Faktoren, die die Umwelt beeinflussen (Technoökologie). Die wichtigsten Strukturelemente des Abschnitts sind die Ökologie der Energie (Hauptunterabschnitte: Ökologie von Kernkraftwerken, Wärmekraftwerken, Wasserkraftwerken, nicht-traditionellen Energiequellen (Sonne, Geothermie, Wind, Bioenergie, Meeresenergie)) und der Industrie (Chemie, Metallurgie, Treibstoff, Forstwirtschaft, Maschinenbau und Baustoffproduktion), Agrarökologie (Rekultivierung, Agrarchemie und Viehwirtschaft), Verkehrsökologie, Militärangelegenheiten, Umweltgutachten.

Die damit verbundenen Probleme gehen über den Rahmen der Ökologie als biologische Wissenschaft hinaus und nehmen gesellschaftlichen und politischen Charakter an. Diese Richtung wird oft als bezeichnet soziale Ökologie.

Höchster Rang verallgemeinerndes Konzept ist universell (allgemeine) Ökologie- die Wissenschaft von Taktiken und Strategien zur Erhaltung und stabilen Entwicklung des Lebens auf der Erde.

Es fasst alle Umweltinformationen zusammen, die aus anderen Abschnitten stammen und auf der Analyse dieser Daten und Entwicklungsmodellierung basieren ökologische Situation auf dem Planeten trägt zur Annahme wissenschaftlich und logisch fundierter Entscheidungen hinsichtlich der Umsetzung strategischer Pläne für die Entwicklung der Zivilisation bei.

Ökologische Objekte oder seine Teilbereiche sind je nach Forschungsstand Ökosysteme oder deren Elemente.

Forschungsgegenstand:

· Untersuchung der Eigenschaften und Entwicklung der Beziehungen zwischen Organismen, ihren Gruppen unterschiedlicher Ränge, Ökosystemen und dem unbelebten Bestandteil von Ökosystemen;

· Untersuchung des Einflusses natürlicher und anthropogener Faktoren auf das Funktionieren von Ökosystemen und der Biosphäre insgesamt.

Hauptaufgaben der Ökologie:

· Untersuchung des allgemeinen Zustands der modernen Biosphäre des Planeten, der Gründe für ihre Entstehung und der Merkmale der Entwicklung unter dem Einfluss natürlicher und anthropogener Faktoren aus der Sicht eines systemischen Ansatzes (d. h. Untersuchung der Entstehungs- und Existenzmuster). und Funktionsweise biologischer Systeme aller Ebenen im Zusammenhang mit Atmosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre);

· Vorhersage der Dynamik des Zustands der Biosphäre in Zeit und Raum;

· Entwicklung von Möglichkeiten zur Harmonisierung von Beziehungen menschliche Gesellschaft und Natur, Erhaltung der Fähigkeit der Biosphäre zur Selbstheilung und Selbstregulierung unter Berücksichtigung der grundlegenden Umweltgesetze und allgemeinen Gesetze zur Optimierung der Beziehung zwischen Gesellschaft und Natur.

SCHLUSSFOLGERUNGEN

1. Moderne Umweltforschung ist wissenschaftliche Basis Strategien und Taktiken für menschliches Verhalten in der natürlichen Umwelt, rationales Umweltmanagement, Umweltschutz und Wiederherstellung zu entwickeln.

2. Die wichtigste Schlussfolgerung der Umweltforschung sollte die Bestimmung der ökologischen Leistungsfähigkeit von Territorien sein, die vollständig vom Zustand ihrer Ökosysteme abhängt.