Основы экологии - Людмила Ющенко

Признательность за доброжелательное и критическое отношение к рукописи авторы выражают преподавателям Могилевского государственного университета продовольствия А. Ф. Мирончику, К. К. Юращику, В. Н. Цапу (кафедры ОТ и Э), И. А. Будкуте (кафедра химической технологии высокомолекулярных соединений), начальнику отдела охраны окружающей среды ОАО «Могилевхимволокно» Г. Н. Гулиной, начальнику Могилевского комплексного отдела ОАО «ГИАП» Ю. В. Кашлевскому, директору Института повышения квалификации и переподготовки кадров Брестского государственного технического университета Н. П. Яловой, а также рецензентам: профессору Белорусского государственного экономического университета, доктору биологических наук (по специальности «Экология») К. Ф. Саевичу; кандидату технических наук профессору кафедры инженерной экологии и химии Брестского государственного технического университета К. Ф. Строкачу и заведующему этой же кафедры кандидату технических наук, доценту С. В. Басову. Хорошо мотивированные замечания и пожелания, содержащиеся в рецензиях, способствовали улучшению качества пособия.

Особую благодарность авторы выражают академику НАН Беларуси Ф. Н. Капуцкому за его доброжелательное отношение к рукописи.

Авторы надеются, что настоящее учебное пособие поможет специалистам ориентироваться в рассматриваемых проблемах и профессионально принимать экологобезопасные решения в производственной деятельности. Отзывы, замечания и предложения просим направлять по адресу: издательство «Вышэйшая школа», пр. Победителей, 11, 220048, Минск.

Авторы

Введение

Предмет, задачи и методы современной экологии

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

В связи с этим в качестве инструмента для решения проблемы выживания и сохранения оптимальной природной среды появилась наука – экология (от греч. oikos – дом, жилище и logos – учение, мысль), призванная выявлять закономерности взаимосвязи природы и общества, природы и человека, оценивать состояние природной среды, прогнозировать ее изменения, вырабатывать конкретные механизмы регулирования и оптимизации взаимодействия между человеческой цивилизацией и природой, а самое главное, на современном этапе она определяет стратегию дальнейшего движения нашей цивилизации.

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

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

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

Название новой науки «экология», предложенное Геккелем, оказалось очень удачным, получило всеобщее признание и быстро распространилось в научном мире. В первые же годы своего существования как самостоятельной науки экология подтвердила высокую эффективность в области теории и практики.

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

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

• экология видов (аутэкология);

• экология популяций (демэкология);

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

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

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

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

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

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

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

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