Предмет вивчення екології

Екологія — це наука, яка вивчає відносини організмів (особин, популяцій, біоценозів і т.п.) між собою та з навколиш­ньою неорганічною природою, загальні закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня, середовище мешкання жи­вих істот (включаючи людину).

Екологія як наука сформувалася в середині XIX століття, коли виникло розуміння, що не тільки будова та розвиток організмів, але і їх взаємовідносини із середовищем існування підпорядкова­ні певним закономірностям.

Поняття «екологія» вперше вжив у 1866 році німецький вчений Е. Геккель. Воно походить від грецьких слів oikos, що означає дім, помешкання, місце перебування та logos — наука. «Під екологією ми розуміємо суму знань, — писав Е. Геккель, — які належать до економіки природи: вивчення всієї сукупності взаємовідносин тварини з навколишнім середовищем як органічним, так і неорга­нічним і насамперед — її дружніх і ворожих стосунків з тими тва­ринами і рослинами, з якими вона прямо чи опосередковано всту­пає в контакт. Одним словом, взаємовідносин, що їх Дарвін називає умовами, які породжують боротьбу за існування»^[I].

Спочатку цей термін застосовувався тоді, коли йшлося про вивчення взаємозв’язків між рослинними та живими спільнота­ми, що входять до складу стійких та організованих систем, котрі склалися в процесі еволюції органічного світу та навколишнього середовища.

Американський еколог Юджин Одум дав найкоротше і най­менш спеціальне визначення екології як біології навколишнього середовища.

Формування екології як науки відбувалося на початку XX сто­ліття, і довгий час вона розвивалася серед біологічних наук. Важ­ливу роль у диференціації екологічної науки відіграв III Ботаніч­ний конгрес, який відбувся 1910 року в Брюсселі.

Загальна екологія займається дослідженням усіх типів екосис­тем. Екологія рослин вивчає зв’язки рослинних організмів із се­редовищем. Екологія тварин досліджує динаміку та організацію тваринного світу.

Крім того, існує екологія людини та екологія мікроорганізмів. З 70-х років XX століття складається соціальна екологія, що ви­вчає особливості взаємодії суспільства і навколишнього середо­вища та його охорони.

Проте високі темпи зростання населення на земній кулі, бурх­ливий розвиток промисловості, транспорту, будівництва супро­воджувалися дедалі більшими обсягами споживання природних ресурсів. Техногенний характер цивілізації західного типу з її по­тужнім потенціалом засобів знищення всього живого на Землі, розвиток науково-технологічного прогресу обумовив під впли­вом діяльності людини (антропогенної діяльності) великі зміни в навколишньому середовищі.

У багатьох країнах світу — Північної Америки, Західної Єв­ропи, Японії — загострилась екологічна ситуація, виникли регіо­ни екологічної кризи, де якість середовища проживання не відпо­відала нормальним умовам функціонування живих організмів. У другій половині XX ст. виникла необхідність досліджувати се­редовище проживання людини. А це, у свою чергу, обумовило «екологізацію» багатьох галузей сучасної науки. Питаннями охо­рони середовища проживання людини, раціонального природоко­ристування нині активно переймаються такі науки, як економіка, географія, геологія, хімія, фізика, математика та ін. Справдилося передбачення В. І. Вернадського про те, що наші знання розвива­тимуться не з наук, а з проблем.

Екологія значно розширила предмет свого вивчення. Більше того, за короткий час, переважно з 60-70-х років XX ст., відбула­ся диверсифікація науки. За М. Ф. Реймерсом, екологія — це: 1) частина біології (біоекологія), яка вивчає відносини (стосунки) організмів (особин, популяцій, біоценозів) між собою та навко­лишнім середовищем, тобто має той предмет вивчення, що його окреслив ще Е.

Дуже широким є спектр підрозділів екології. До нього входять спеціалізовані екологічні науки, які розрізняються за об’єктом та предметом дослідження.

Біоекологія — частина біології, що вивчає відносини організ­мів (особин, популяцій, біоценозів тощо) між собою та з навко­лишнім середовищем. До її складу включається екологія особин (аутекологія), популяцій (популяційна екологія, демекологія) та спільнот (синекологія).

Аутекологія досліджує взаємозв’язки представників виду з навколишнім середовищем. Вона, головним чином, вивчає межі стійкості виду і його взаємодію з різними екологічними фактора­ми: теплом, світлом, вологою, родючістю та ін., а також дослі­джує вплив середовища на морфологію, фізіологію і поведінку організмів, розкриває загальні закономірності дії факторів сере­довища на живі організми.

Синекологія аналізує стосунки між окремими представниками певної сукупності живих організмів, що належать до різних по­пуляцій, а також між ними і довкіллям.

У тридцяті роки XX століття сформувалася популяційна еко­логія — демекологія. Вона вивчає структуру виду (біологічну, статеву, вікову, екологічну) та описує коливання чисельності різ­них видів і встановлює їхні причини.

На сучасному етапі розвитку суспільства екологія вирішує ко­ло проблем і користується методами, матеріалами, принципами, які далеко виходять за межі суто біологічних наук.

Існує кілька визначень сучасної екології й декілька класифіка­цій її основних складових. Одні автори головну увагу приділяють загальнофілософським і культурним аспектам, другі — соціаль­ним, треті — еколого-економічним, четверті — біоекологічній деталізації.

Так, Г. Швебс у центрі схеми класифікації екологічного знання ставить культуру як основу накопичення людством знань, багатст­ва історії людства, втіленої в духовних і матеріальних цінностях, і як елемент творчої діяльності (культура виробництва, рільництва, поведінки, природокористування тощо). Він вважає, що екологіза- ція мислення буде природною формою діяльності лише після того, як стане невід’ємним елементом культури. А для цього необхідна відповідна підготовка та міждисциплінарний підхід, коли в центрі стоїть загальнофілософський напрям — культура.

Г. Швебс вважає недоцільним, класифікуючи сучасні екологіч­ні знання, основне місце відводити біоекології, технології чи гео- екології, оскільки в цьому випадку предметний підхід звужує проблему. Пояснюючи своє бачення проблеми, він стверджує: «... ядром екологічної освіти має стати соціальна екологія — міждисциплінарна галузь знання про відносини в системі приро­да — суспільство»^[III].

У схемі Г. Швебса заслуговує на увагу слушне виділення се­ред основних чотирьох уже відомих, визначених більшістю до­слідників блоків екологічних знань (біоекологія, геоекологія, техноекологія, екологія людини), розділів «екологія душі» та «екологія культури» (дослідження питань екологічної етики, еко- логізації мистецтва, дипломатії). Але пропозиція розглядати всю екологію тільки в системі суспільних наук викликає сумніви.

У вигляді квітки з шістьма пелюстками — галузевими підроз­ділами — й «теоретичною соціоекологією» всередині запропону­вав свою структурну схему сучасної екологічної науки Г. Бачин- ський. Він теж дотримується думки, що під впливом великих антропогенних змін довкілля протягом останніх десятиріч на ме­жі природничих, суспільних і технічних наук у більшості розви­нутих країн почала формуватися нова комплексна наукова дис­ципліна — соціоекологія. Г. Бачинський є палким прихильником цього терміну й, викладаючи свою думку щодо мети, завдань і методів різних екологічних підрозділів, до багатьох широковідо­мих раніше термінів додає префікс соціо-: соціоекосистема, соціо- екологічні закони взаємодії суспільства й природи, соціоеколо- гічне право, соціоекологічні наукові установи тощо, практично не змінюючи сутності самих понять.

Схема структури екології Г. Бачинського спрощена й досить непереконливо обґрунтовує доцільність відведення центрального місця соціоекології, яка «не просто механічно підсумовує резуль­тати галузевих соціоекологічних досліджень, а й узагальнює їх на якісно новому системному рівні, вивчаючи соціоекосистеми як цілісні системні об’єкти». Автор стверджує, що «соціоекологія, як кожна самостійна наука, має власну теоретичну базу, чітко окреслене коло завдань, характерних лише для неї, об’єкт, пред­мет вивчення і свої методи досліджень». На жаль, теоретичний потенціал соціоекології нині дуже слабкий і «своїх методів до­сліджень» вона не має, а використовує методи, що широко засто­совуються в економіці, геології, географії, біології, математиці тощо.

О. Лаптев пропонує свою диверсифікацію сучасної екології, де головне місце відводить загальній екології, яка охоплює сім основних підрозділів — екологію біотичних і біокосних систем, географічну (ландшафтну), містобудівну (інженерну), соціальну, економічну, промислову та сільськогосподарську екологію. Ця схема не деталізована, але чіткіша й логічніша, ніж схема Г. Ба­чинського. Новітніх підрозділів вона також не охоплює.

Один з провідних молдавських біоекологів І. Дедю в своїй фун­даментальній праці «Экологический энциклопедический словарь» багато уваги приділив питанням сутності структури й завдань су­часної екології. Сучасну екологію він вважає синтетичною біоло­гічною наукою про взаємозв’язки між живими організмами та нав­колишнім середовищем.

І. Дедю зауважує, що сучасна теоретична фундаментальна еко­логія ще тільки розвивається, але саме вона має стати біологічною базою для інших трьох основних наук про навколишнє середови­ще — глобальної екології, екології людини й охорони природи. Не заперечуючи необхідності виділення нових екологічних підрозділів у структурі сучасної екології, об’єднаних ним у блоці «прикладна екологія», І. Дедю в основу схеми поклав біологію, зменшивши зна­чення географічних, геологічних і техногенних аспектів. Але важ­ливим є те, що, ставлячи в центр уваги сучасної екології досліджен­ня всіх аспектів взаємодії енергії та речовини в екосистемі, вчений вважає, що природні екосистеми утворюють біотипи й біоценози на всіх їх рівнях, які є головним об’єктом вивчення екології.

Тобто у вирішенні проблеми однаково велике значення нада­ється дослідженню генезису, динаміки та взаємозв’язків усіх еко­логічних факторів: біотичних, абіотичних і антропогенних.

Найбільш детальною й обгрунтованою є схема структури сучас­ної екології, запропонована російським екологом М. Реймерсом. Він наводить п’ять різних визначень екології (як біоекології, як комплекс­ної науки, що вивчає середовище життя живих істот тощо).

Центральне місце в схемі М. Реймерса посідає велика екологія (загальна, глобальна мегаекологія), яка поділяється на блоки, від­діли та підвідділи (всього 38 підрозділів).

Основними блоками в схемі є біоекологія, географічна, або ландшафтна екологія, екологія людини та прикладна екологія (техноекологія). Окремо виділено також динамічну, загальну аналітичну та космічну екологію.

Незважаючи на досконалість (порівняно з іншими схемами), схема М. Реймерса, на думку Г. О. Білявського, М. М. Падун, P. С. Фурдуй, має певні недоліки.

По-перше, схема та її пояснення не дають чіткого уявлення про те, яка різниця між функціями екології великої (глобально!) та загальної, яку визначено окремим відділом. Не зрозуміло, чо­му блоки «аналітична екологія» й «динамічна екологія» відірвані від блоку «біоекологія», а кілька підрозділів «медичної екології» відокремлені від блоку «екологія людини» та вміщені в блок «прикладна екологія» разом з «інженерною» й «сільськогоспо­дарською екологією».

По-друге, схема не охоплює такі важливі нові підрозділи, як екологія культури, військової справи, транспорту, енергетики, правова екологія.

По-третє, в блоці географічна екологія менші підрозділи виді­лено за зовсім різними критеріями — геоструктурним, зонально- ландшафтним, геохімічним, категорією природних вод. В схемі немає підрозділів «економіка раціонального природокористуван­ня» й «охорона ресурсів», не враховані геологічні аспекти тощо.

Цими авторами запропонована нова схема класифікації еколо­гії, в якій для всіх розділів сучасної екології узагальнюючим по­няттям має бути «велика», або «загальна екологія». Її головними завданнями є такі:

1) вивчення з позицій системного підходу загального стану сучасної біосфери планети, причин його формування та особли­востей змін під впливом природних та антропогенних факторів (тобто вивчення закономірностей формування, існування та функ­ціонування біологічних систем усіх рівнів у взаємозв’язку з ат­мосферою, літосферою, гідросферою, техносферою);

2) прогноз динаміки стану біосфери в часі та просторі;

3) розробка шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й природи, збереження здатності біосфери до само- відновлення та саморегулювання з урахуванням основних еколо­гічних законів і загальних законів оптимізації взаємозв’язків сус­пільства й природи.

Схема складається з шести блоків: центрального — загальна (велика) екологія та п’яти основних (біоекологія, геоекологія, техноекологія, соціоекологія та космічна екологія). Кожен блок має свої екологічні галузеві відділи й підвідділи. Всього в схемі налічується понад 80 екологічних підрозділів, які охоплюють практично всі сучасні напрями екологічних досліджень (рис. 1.1). З появою нових напрямів досліджень і діяльності схему легко можна доповнити.

Найрозвиненішим і «найстарішим за віком» є блок біоеколо­гія — материнський субстрат екологічної науки. Структура цього блоку побудована з врахуванням ідей сучасних видатних біоеко- логів (Ю. Одум, Р. Дажо, М. Ф. Реймерс, І. Дедю та ін.). Але до вже відомих підрозділів блоку біоекології додаються ще такі, як основи біоіндикації, експериментальна екологія, заповідна спра­ва, біоекомоніторинг, біосферна, екологія людини.

Блок геоекологія складається з семи основних розділів і дев’яти підрозділів. Основними є ландшафтна екологія, економі­ка природокористування та охорона довкілля (для розв’язання їх завдань використовуються результати досліджень практично всіх інших геоекологічних підрозділів, а також багатьох підрозділів, що структурно входять до біоекології, техноекології та соціоеко- логії), екологія атмосфери, гідросфери та літосфери. В останніх двох підрозділах структурними елементами є екологія штучних водойм, Світового океану, озер і боліт, річок, ґрунтів, родовищ ко­рисних копалин (або гірничої справи), геоінженерна екологія, гео­логічна заповідна справа та ін. Найновіші розділи блоку — гео- екоінформатика та екологія геоенергоаномальних зон.

Рис. 1.1. Напрями екологічних досліджень

Основними структурними елементами блоку техноекологія є екологія енергетики, промисловості, агроекологія, екологія транс­порту, військової справи. Зокрема, екологія енергетики має такі підрозділи: екологія AEC, ТЕС, ГЕС, нетрадиційних джерел енер­гії (сонячна, геотермальна, вітрова, біоенергетика, енергетика моря). Екологія промисловості об’єднує такі напрями, як екологія хімічної, металургійної, паливної, електроенергетики, деревооб­робної промисловості, машинобудування та промисловості буд­матеріалів.

Агроекологія поділяється на ґрунтозахисну, меліоративну й агрохімічну екологію та екологію тваринництва.

Блок соціоекологія має 12 підрозділів, головні з яких — пси- хоекологія, урбоекологія, екологія народонаселення, природо­охоронне законодавство та міжнародне співробітництво в охоро­ні біосфери.

І, нарешті, блок космічна екологія — наймолодший напрям екологічних досліджень, який має такі підрозділи: екологія кос­мічних апаратів, екологія ближнього Космосу, екологія планет сонячної системи, екологія зовнішнього Космосу та глобальний космічний екомоніторинг.

Кожен із зазначених блоків загальної екології має вирішувати своє коло проблем, але всі вони тісно пов’язані між собою, й ко­жен користується матеріалами й результатами іншого під час ви­конання розробок, моделей і прогнозів щодо природного середо­вища.

У наш час спостерігається бурхлива екологізація різних техніч­них дисциплін, під котрою слід розуміти процес неухильного та послідовного впровадження технологічних, управлінських та ін­ших рішень, які дозволяють підвищувати ефективність викорис­тання природних ресурсів поряд з поліпшенням або хоча б зі збе­реженням якості природного середовища (або життєвого середовища взагалі) на локальному, регіональному, національно­му та глобальному рівнях. Існує і поняття екологізації технологій виробництва, сутність котрого полягає у вжитті заходів щодо за­побігання негативного впливу виробничих процесів на природне середовище. Екологізація технологій досягається шляхом розро­блення сучасних технологій з мінімумом шкідливих речовин на вихід — безвідходні або маловідходні технології. Останнім часом в усьому світі започатковують найрізноманітніші напрямки еко­логічних досліджень, щоб забезпечити фахівців необхідною еко­логічною інформацією з усіх сфер людської діяльності. Нині сформувалося близько ста напрямів екологічних досліджень, які можна об’єднати за принципами галузевої належності, взаємо­зв’язків, взаємопідпорядкованості, пріоритетності, теоретичного та практичного значення (рис. 1.2).

У зв’язку з цим екологія розпалася на ряд нових галузей та дисциплін, котрі значно відійшли від початкового визначення екології як науки про відносини живих організмів з навколишнім середовищем. Але в основі всіх сучасних напрямів екології ле­жать фундаментальні ідеї біоекологїї.

Екологію за розмірами об’єктів вивчення поділяють на гео­графічну, або ландшафтну, об’єктами вивчення котрої є великі геосистеми, географічні процеси, та на глобальну екологію, пред­метом дослідження якої є біосфера та антропогенна діяльність в її межах.

Глобальна екологія. Як наукова дисципліна вивчає біосферу, тобто екосистему, що охоплює всю планету. Предметом дослі­дження глобальної екології є також екологічні зв’язки біосфери з процесами, що відбуваються в надрах Землі та в космосі.

Рис. 1.2. Схема сучасних екологічних наук

Глобальна екологія стала єдиним вченням про екологічні вза­ємовідносини біосфери з чинниками різного походження, нама­гаючись комплексно досліджувати вплив на неї антропогенних, космічних, географічних, геохімічних та інших факторів. Основні завдання глобальної екології полягають у вивченні антропоген­них змін природного довкілля, обґрунтування методів його збе­реження та поліпшення в інтересах людства, з’ясування законо­мірностей еволюції біосфери. Першочерговим завданням є прогнозування змін біосфери в майбутньому.

Космічна екологія — галузь екології, що вивчає особливості життєдіяльності людини та інших організмів у практично повніс­тю замкнутих мікросистемах космічних кораблів і станцій. Вона розробляє системи життєзабезпечення, вивчає можливості ство­рення умов для тривалих міжпланетних польотів.

Стосовно предметів вивчення екологія поділяється на еколо­гію мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини, сільськогос­подарську, прикладну, інженерну та загальну екологію — теоре­тичну й узагальнюючу дисципліну.

За середовищем та компонентами розрізняють екологію суші, прісних водоймищ, морську, високогірну, хімічну тощо.

За підходами до предмета вивчення виділяють аналітичну та динамічну екологію.

У часовому аспекті розрізняють історичну та еволюційну екологію.

У системі екології людини існує соціальна екологія, що вивчає взаємовідносини елементарних соціальних груп суспільства та людства загалом із життєвим середовищем.

Прикладна екологія — дисципліна, що вивчає механізми ан­тропогенного впливу на біосферу, способи запобігання негатив­ним процесам та розробляє принципи раціонального використан­ня природних ресурсів без деградації життєвого середовища. Прикладна екологія базується на системі законів, принципів та правил економіки природокористування.

Прикладна екологія як наука базується, перш за все, на знан­нях у різних галузях біології — фізіології, генетиці, біофізиці, але вона також пов’язана з іншими природничими науками — фізи­кою, хімією, геологією, географією, математикою. Прикладна екологія, крім того, не може бути відділена від економіки, мора­лі, права, оскільки лише в союзі з ними може докорінно змінити ставлення людини до природи.

Прикладну екологію за науковими напрямами поділяють на промислову екологію, екологію енергетики, сільськогосподарсь­ку, канцерогенезу тощо.

Отже, сучасне тлумачення терміну «екологія» як галузі знань полягає в розгляді та розкритті закономірностей розвитку організ­мів, предметів, компонентів спільнот та спільнот загалом у вза­ємодіях в системах біогеоценозів, нообіогеоценозів, біосфері з точки зору суб’єкта або об’єкта (живого або за участю живого), котрий є центральним в цій системі.

У деяких випадках до екології відносять суміжні прикладні та напівприкладні галузі знань, головним чином пов’язані з енварон- ментологією — комплексною дисципліною про довкілля людини, головним чином природне, про його якість та його охорону. Тер­мін «екологія» починають ототожнювати з дисципліною «Охоро­на природи» або «Охорона навколишнього природного середо­вища». Однак ці дисципліни традиційно базуються на введенні заборон та регламентацій, а не на загальній раціоналізації приро­докористування.

Сучасні екологічні дослідження мають бути науковою базою для розробки стратегії й тактики поведінки людства в природно­му середовищі, раціонального природокористування, охорони та відтворення довкілля. Найважливішим висновком екологічних досліджень повинне бути визначення екологічної місткості тери­торій, що повністю залежить від стану їх екосистем.

1.2.