Предмет і об’єкт дослідження, структура екології

В чому суть екології? Чим вона визначається:

• завданнями практики: екологія народилася у період стрімкого прогресу, між двома науково-технічними рево­люціями після промислового перевороту (що почався в ос­танній третині XVIII століття в Англії і незабаром охопив інші країни Західної цивілізації) та перед науково-технічною революцією середини ХХ століття;

• відповідністю устрою світу: ідеї В.

• історичною долею науки: у екології щаслива доля, вона привертала й привертає увагу видатних фізиків, геологів, хіміків, філософів, математиків, політологів і представників багатьох інших фундаментальних та прикладних наук;

• психологією свідомості: екологія — справжнє торжество історичної, європейської свідомості, за М. Блоком (1986).

Об’єкти дослідження екології — відношення організмів (частково), популяцій, біоценозів між собою та з навколиш­нім середовищем, що формує екосистеми. Існує підпорядко­ваність (ієрархія) між біологічними системами різних рівнів організації життя. Деякі системи входять як основні елементи до систем більш високого рівня. Однак на кожному вищому рівні організації життя у систем з’являються нові властивості та закономірності функціонування, яких не було на попе­редньому рівні (прояв принципу емерджентності: властивості цілої системи відрізняються від суми властивостей складових її елементів і не зводяться до них).

Предметом екології є різноманітність і структура зв’язків між організмами, їхніми угрупованнями та середовищем іс­нування, а також склад і закономірності функціонування угруповань організмів: популяцій, біогеоценозів, біосфери в цілому.

Головне теоретичне та практичне завдання екології полягає в тому, щоб розкрити закономірності цих процесів і навчити­ся управляти ними в умовах переходу до постіндустріального, інформаційного суспільства.

У рамках основного завдання вивчаються:

• закони та закономірності взаємодії організмів і надор- ганізмених біологічних систем між собою та з навколишнім середовищем;

• особливості структури, функціонування, формування, розвитку, стійкості, динаміки популяцій, біоценозів та еко­систем;

• продукційні, енергетичні та регуляторні функції попу­ляцій, екосистем і біосфери;

• сутність механізмів адаптації організмів, популяцій, екосистем до біотичних, абіотичних і антропогенних фак­торів навколишнього середовища.

Також вирішуються конкретні екологічні завдання:

• оцінка та аналіз глобальних, регіональних і локальних екологічних проблем;

• розробка способів і методів управління екосистемними та біосферними процесами.

Результати екологічних досліджень мають велике прак­тичне значення для розробки шляхів переходу на стійкий розвиток міжнародного співтовариства, окремих держав і ре­гіонів.

Проблеми прикладної екології та практика охорони нав­колишнього середовища тісно пов’язані між собою загальною метою — збереженням усієї природи Землі та найближчого оточення людини заради здоров’я та життя людей.

Охорона природи — прикладна галузь знань про збере­ження систем життєзабезпечення Землі — аналізує біосфер- ні процеси, природні ресурси, їх збереження для розвитку людства.

Наука про навколишнє середовище — інвайронментологія (середовищезнавство) — концентрує свою увагу на дослід­женні стану середовища (природного, соціального та техно­генного) та засобах його поліпшення.

Сучасна екологія включає п’ять основних розділів. Розділи екології склалися з неоднаковою повнотою, за об’ємом вони дуже різноманітні. Виникають все нові її галузі. Деякі автори налічують аж до 50 галузей екології (Реймерс, 1994; Акимова, Кузьмін, Хаскін, 2001):

1. Біоекологія, або загальна екологія — «класична» еколо­гія, що сформувалася в рамках біології. Вона вивчає взаємодії організмів і надорганізмених систем усіх рівнів між собою та з навколишнім середовищем. У біоекології виділяють чо­тири розділи: аутекологія (екологія організмів), демекологія (екологія популяцій), синекологія (екологія біоценозів, біо- геоценозів, екосистем), глобальна екологія (біосферологія, вчення про біосферу).

2. Спеціальна екологія, або екологія окремих груп організ­мів (наприклад, екологія рослин, тварин тощо).

3. Геоекологія — географічна екологія.

4. Екологія людини.

5. Прикладна екологія: інженерна та промислова екологія; сільськогосподарська екологія; біоресурсна та промислова екологія; комунальна екологія, або екологія поселень; ме­дична екологія.

Залежно від конкретного предмета вивчення розрізняють також ряд галузей екології:

• за видами діяльності (промислова екологія, сільськогос­подарська екологія, екологія міста, радіоекологія тощо);

• за типами екосистем (екологія суходолу, екологія лісу, екологія прісних вод, екологія океану тощо);

• за об’єктами дослідження (екологія рослин, екологія тва­рин, екологія мікроорганізмів тощо);

• за методами вивчення (хімічна екологія, географічна екологія, фізіологічна екологія, математична екологія тощо).

Тематика екології тісно пов’язана зі змістом інших га­лузей біології (фізіології, біохімії, біофізики, ботаніки, мік­робіології, генетики, цитології, токсикології, теорії еволюції). Це визначає формування багатьох нових екологічних наук: екологічної фізіології, цитоекології, продукційно-енергетичної екології, еволюційної екології, біохімічної екології, космічної екології тощо. Екологія як наука переплітається також із не- біологічними науками (фізикою, хімією, математикою, гео­логією, географією, палеонтологією тощо).

Екологія — фундаментальна наука, а також теоретична основа для низки прикладних дисциплін (землеробства, рос­линництва, рибництва, селекції, агрохімії, захисту рослин тощо), природокористування та охорони навколишнього середовища.

Специфіка предмета екології — аналіз сукупності зв’язків складних живих систем різного рівня (організм, популяція, біоценоз, екосистема, біосфера).

Аутекологія — екологія особин. Вона вивчає дію еколо­гічних факторів на структуру, функції і розвиток організмів тварин, рослин і мікроорганізмів.

Демекологія — екологія популяцій як природних угрупо­вань особин одного виду. Вивчає чисельність і щільність, на­роджуваність і смертність в популяціях, динаміку їх розвитку у просторі та часі, взаємодію із середовищем існування.

Синекологія — екологія біогеоценозів або екосистем. Вивчає взаємодію біоценозів (сукупність взаємопов’язаних популяцій рослин, тварин і мікроорганізмів) один з одним і з неорганічним середовищем проживання — біотопом (умо­ви проживання біоценозу).

Компоненти біоценозу та їх абіотичне оточення так тісно пов’язані між собою, що утворюють єдність, для якої англій­ський еколог А. Г. Тенслі у 1935 р. запропонував термін «еко­система». У сучасній екології відповідний розділ називається вченням про екосистеми. У вітчизняній і німецькій літературі поширене уявлення про біогеоценоз, уведене в науку видат­ним вченим, академіком В. М. Сукачовим, і розглядається створене ним вчення про біогеоценоз. Біогеоценоз — єдність біоценозу та біотопу, приуроченого до певної ділянки земної поверхні, тоді як екосистема — ширше поняття. Вивчення біоценозів (біогеоценозів) включає шість аспектів досліджень (Бродський, 2001):

• структурний: домінування, різноманіття, видова наси­ченість, співвідношення пристосувальних екотипів тощо;

• хорологічний: просторове поширення біоценозів, їх структура залежно від загальних кліматичних, зонально-по­ясних, ландшафтних і регіональних особливостей середо­вища;

• сукцесійно-динамічний: циклічні та незворотні проце­си, зумовлені змінами середовища як у результаті взаємин всередині біоценозу, так і під впливом зовнішніх, зокрема антропогенних, чинників;

• функціонально-ценотичний: трофічні, симбіотичні, кон­курентні та інші відносини, середовищетвірна активність;

• енергетичний: трофічні рівні, потік енергії, формування біологічної продуктивності;

• біогеохімічний: механізми кругообігу речовин у біогео- ценозах.

Ці аспекти досліджень повинні бути підпорядковані роз­криттю механізмів функціонування природних комплексів для прогнозування їх змін і розробки принципів управління ними.

Специфічне завдання екології полягає у вивченні живої природи на рівні екологічних систем.

Глобальна екологія — вчення про біосферу (глобальну екологічну систему) — вивчає закономірності формування та розвитку біосфери як області існування живої речовини на планеті; глобальні процеси, що відбуваються в літосфері, атмосфері та гідросфері, а також вплив антропогенного чин­ника на ці процеси.

Загальна екологія об’єднує різноманітні екологічні знан­ня на єдиному науковому фундаменті. Її ядро — теоретична екологія, що вивчає загальні закономірності функціонування екологічних систем.

Геоекологія (географічна екологія) вивчає екологію при­родно-кліматичних зон (екологія тундри, тайги, степів, пус­тель, гірських масивів, тропічних лісів) і типів ландшафтів (екологія річкових долин, морських берегів, боліт, островів, коралових рифів тощо).

Екологія людини — комплекс дисциплін, які вивчають взаємодію людини як індивіда (біологічної особини) та осо­бистості (соціального суб’єкта) з навколишнім середовищем. Важлива особливість екології людини — соціобіологічний під­хід — оптимальне поєднання біологічних і соціальних аспек­тів. Соціальна екологія (або, за М. А. Голубцем, геосоціосисте- мологія) є частиною екології людини — об’єднання наукових галузей, що вивчають зв’язок суспільних структур із природ­ним і соціальним середовищем їх оточення. До соціальної екології відносять також екологію народонаселення — еколо­гічну демографію та екологію людських популяцій. При цьо­му вивчаються питання впливу навколишнього середовища на суспільство та вплив суспільства на середовище.

Прикладна екологія — комплекс дисциплін, пов’язаних із різними галузями людської діяльності та взаємовідносинами між суспільством і природою. Вона формує екологічні кри­терії економіки; досліджує механізми антропогенних впливів на природу та навколишнє середовище людини, стежить за її якістю; обґрунтовує нормативи раціонального використання природних ресурсів та допустимого техногенного наванта­ження на території; регламентує екологічно безпечне вироб­ниче освоєння територій, розміщення та будівництво госпо­дарських об’єктів; оптимізує галузеву структуру виробництва; здійснює екологічну регламентацію господарської діяльності; контролює екологічну відповідність різних планів і проектів; розробляє технічні засоби охорони навколишнього середо­вища та відновлення порушених людиною природних еко­систем; вивчає екологічні умови виникнення, поширення та розвитку хвороб людини й шляхи запобігання їм (Акимова, Кузьмін, Хаскін, 2001).

Процес проникнення ідей і проблем екології в інші галузі знання отримав назву екологізації. Екологізація відображає потребу суспільства в об’єднанні науки та практики для за­побігання екологічної катастрофи. Запобігання виникнен­ню глобальної екологічній катастрофі передбачає вивчення взаємозв’язків між зростанням населення, економіки, спо­живання, забруднення та загостренням екологічних проблем на рівні планети Земля в цілому.

1.3.