### Раздел I. Введение в экологию

### Тема 1. Что изучает экология

1.1. Экология-наука XX века

####

Экология - это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой.

Экология как наука сформировалась лишь в середине прошлого столетия после того, как накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношение их со средой обитания подчинены определeнным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изучения.

Термин “экология” ввел известный немецкий зоолог Э.Геккель, который в своих трудах “Всеобщая морфология организмов”(1866г.) и “Естественная история миротворения”(1868г.) впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово “Экология” происходит от греческого oikos, что означает “жилище”, ”убежище”. По Э.Геккелю, экология представляет науку о “домашнем быте” живых организмов, она призвана исследовать все те запутанные взаимоотношения, которые Ч.Дарвин условно обозначил , как борьбу за существование.

Среди других названий этого нового направления в XIX веке часто употреблялось “экономия природы”. Этот термин подчеркивал проблему естественного баланса, “равновесия видов”, которая и сейчас является одним из важнейших вопросов экологии.

Как и большинство наук, экология имеет длительную предисторию. Ее обособление представляет собой естественный этап роста научных знаний о природе.

Честь создания первой теории эволюции органического мира принадлежит замечательному французскому естествоиспытателю Жану Батисту Ламарку, плодотворно работавшему во многих областях естественной истории (зоология беспозвоночных, ботаника, гидрогеология). Свою эволюционную теорию Ламарк изложил главным образом в наиболее известном труде “Философия зоологии”, опубликованном в 1809г.

Разнообразие видов живых существ, по наблюдениям Ламарка, не является просто хаосом всевозможных форм. В этом разнообразии можно усмотреть определенный порядок, как бы ступени последовательного и неуклонного повышения уровня организации от самых простых до наиболее сложных и совершенных организмов. Это привело Ламарка к принятию двух его первых и важнейших постулатов. Во-первых, виды организмов не остаются вечно неизменными, как это утверждала религия, а изменяются во времени. Во-вторых, это изменение имеет не случайный, а закономерный характер: развитие живых организмов идет в направлении постепенного и неуклонного усовершенствования от простых ко все более сложным формам по пути прогресса. Это постепенное усовершенствование организации живых форм Ламарк назвал градацией. Движущей силой градации он считал “стремление природы к прогрессу”. Такое стремление к прогрессу, по Ламарку, изначально присуще всем живым существам, будучи вложено в них Творцом, т.е. Богом.

“Объяснив” таким образом прогрессивную эволюцию, Ламарк должен был далее дать ответ на остальные вопросы: о приспособлениях, разнообразии, сходствах и различиях разных видов, а также о том, почему же при наличии у всех организмов стремления к прогрессу, к градации в природе существуют одновременно сложные, высокоразвитые и гораздо более простые и примитивные организмы.

Ответ на все эти вопросы Ламарк видел во влиянии на организмы внешних условий, которые нарушают правильность градации.

Изменения животных и растений под воздействием внешних условий, по Ламарку, происходят по-разному. Растения воспринимают изменения условий через свой обмен веществ с внешней средой: c питанием, с потребляемой водой и кислородом, с поглощаемым светом.

С животными дело обстоит сложнее. Ламарк понимал, что восприятие животными изменений внешних условий не может быть столь простым, как он предполагал это для растений. Для животных Ламарк предложил следующую схему: 1) всякая значительная перемена во внешних условиях вызывает изменение в потребностях животных; 2) это влечет за собой новые действия животных и возникновение новых “привычек”; 3) в результате животные начинают чаще употреблять органы, которыми они раньше мало

пользовались (эти органы значительно развиваются и увеличиваются), либо им требуются новые органы, которые под влиянием потребности возникают “усилиями внутреннего чувства”.

С этой концепцией изменения животных под влиянием изменений внешних условий связана формулировка Ламарком еще одного так называемого “закона”. Все, что организмы приобретают под влиянием преобладающего употребления или утрачивают под влиянием постоянного не употребления каких-либо органов, в дальнейшем сохраняется в потомстве, если только приобретенные изменения общи у обеих родительских особей.

“Законы” Ламарка описывают модификационную изменчивость растений, и утверждают наследование приобретенных таким способом особенностей строения взрослых животных. Так же как и для растений, подобные особенности строения животных в действительности не наследственны и не могут быть использованы для каких бы то ни было эволюционных преобразований.

Важно отметить также, что для теории Ламарка (как и для взглядов других трансформистов) характерно концентрирование внимания на отдельном организме, рассматриваемом вне его связи с другими особями того же вида (организмоцентризм ), т.е., говоря современным языком, отсутствие популяционного подхода, непонимание эволюционной роли биологического вида и его популяций.

Философское объяснение Ламарком сущности и движущих сил эволюционного процесса телеологично, метафизично и, в конечном счете, идеалистично. Не случайно поэтому теория Ламарка не была принята большинством ученых его времени: ее слабые стороны, противоречивость и шаткость аргументов были слишком очевидны, чтобы эта теория смогла преодолеть господствовавшие взгляды о неизвестности видов животных, созданных Творцом.

Имя шведского ученого Карла Линнея, которому за выдающиеся труды ученые присудили титул князя ботаников, общепризнанно. Его труды “Основы ботаники”, “Классы растений”, “Виды растений” и ряд других, заложили фундамент для будущих исследований ученых, последующего развития наук, в том числе одной из самых современных наук XX века-науки экологии.

В XVIII столетии биологическая наука еще не дробилась на множество специальных отраслей, как теперь. В настоящее время даже трудно представить, как тогда натуралист мог с успехом заниматься различными областями естествознания.

Позднее объем знаний возрос до такой степени, что возникла необходимость в дроблении наук, в том числе биологической. Мысли о необходимости реформы зрели у Линнеуса постепенно. Нет ключа для распознавания растений, а следовательно для разделения их на группы. И вот появляется “Система природы”, ее отлично приняли в Голландии. За нею последовали другие работы. В этих и последующих трудах за ключ к распознаванию растений Линнеус принял тычинки и пестики цветка. Пользуясь этим ключом, Линнеус разделил весь растительный мир на 24 четко ограниченных друг от друга класса. Классы делятся на отряды. Он насчитал их 116.

Система Линнеуса была простая, изящная, но она не могла дать верную картину растительного мира. Его система, хотя и искусственная, вызвала огромный интерес к исследованию и описанию растений. Благодаря ему за несколько десятилетий число известных видов увеличилось с семи тысяч до ста тысяч. Он сам открыл и описал около тысячи пятисот ботанических видов.

К.А.Тимирязев считал появление этой системы совершенно необходимым этапом в развитии ботаники: “ Венцом и, вероятно, последним словом подобной классификации была и до сих пор непревзойденная в своей изящной простате система растительного царства, предложенная Линнеем ”.

Современная система растений и животных отражает прежде всего родство организмов, их происхождение. Вся живая природа представляется в виде растущего дерева…

Животных Линней разделил на шесть классов:

1. четвероногие первая ступень

2. птицы

3. гады вторая ступень

4. рыбы

5. насекомыетретья ступень

6. черви

Сравнивая обе системы Линнеуса ( растительного мира и животного мира ), можно заметить, что система животных лучше соответствует современному пониманию родственной связи между животными, чем между растениями. Птиц он ставит ближе к млекопитающим, чем к другим классам позвоночных, объединив их в первую ступень. Земноводные и пресмыкающиеся выделены во вторую ступень.

Немало находилось людей, даже ученых, забавлявшихся стремлением Линнеуса к систематизации растений, животных, камней, -его “ систематизирующей жилкой “. Без этой жилки ему бы и не справиться с грудой беспорядочно сваленных в кучу сведений. И счастье для науки и человечества, что она у него была. Именно благодаря ей он упорно искал сходства между организмами. Больше того, Линнеус сделал шаг революционной важности: он поместил в своей системе человека рядом с обезьяной! Нет, он не утверждал этим, что они связаны происхождением; сила сходства между человеком и обезьяной заставила его так поступить.

Человек поставлен первым в классе млекопитающих, в отряде приматов, вместе с обезьянами и полуобезьянами. Линнеус сделал это за 120 лет до появления теории Чарльза Дарвина о происхождении человека от обезьяны, сделав впервые в истории науки. И это была его огромная заслуга.

По сути дела, Линнеус изобрел, хотя и с учетом прежней терминологии, новый язык для естествознания. И он оказался таким же необходимым и удобным для ботаников, писал французский философ, писатель и ботаник Жан-Жак Руссо, как язык алгебры для геометров. Чтобы лучше понять значение реформы Линнеуса, посмотрим как Ф.Энгельс характеризует состояние наук о природе того времени: “Геология еще не выщла из зародышевой стадии минералогии, и поэтому палеонтология совсем еще не могла существовать. Наконец, в области биологии занимались главным образом еще накоплением и первоначальной систематизацией огромного материала, как ботанического и зоологического, так и анотомического и собственно физеологического”. Термин “биология” появился в 1800-1802 г.г. Знать, что такое данная вещь и как ее назвать, -вот это и сделал лучше всех Линнеус.

Искусственная система дала огромный толчок к созданию естественной системы. Она дала возможность исследователям воспользоваться колоссальным объемом накопленного в науке и двинуться дальше, к новым фактам.

Иногда говорят, что Линней сам ничего нового не открыл, а только собрал и завершил исследования других, что вся его заслуга – в каталогизации и классификации природы. Да, верно то, что Линней имел немало талантливых предшественников. Но это он вывел науку из критического положения, в котором она очутилась, создал науку ботанику на месте бывшего хаоса. Он провел огромную реформу в ботаническом языке, без чего ботаника еще не была наукой по-настоящему, предложил простую схему классификации, применил ясный, удобный принцип двойных названий. Определил роды и виды растений. Он отобрал все правильное, сделанное до него другими учеными и подвел итог добытым ранее научным знаниям. Линней описал около 1200 родов растений, установил более 8000 видов.

Его интересовали вопросы биологии растений. Достаточно вспомнить “Календарь флоры”, “Сон растений”, вопросы кормовых и лекарственных растений. Исследования и систематизация животных сразу подвинулась, как только зоологи познакомились с зоологической схемой, терминологией и классификацией животных в первом же издании “Системы природы”. Сам он описал около 2000 видов одних насекомых.

“Флора Швеции” и “Фауна Швеции” cтали образцом для исследований по инвентаризации природных богатств. Пробирное дело, геология, палеонтология, фенология – во всех этих областях имя Линнея оставило большой след.

Теория Чарльза Дарвина, известная под названием теории естественного отбора, является одной из вершин научной мысли XIX века. Однако ее значение выходит далеко за пределы своего времени и за рамки биологии: теория Дарвина стала естественноисторической основой материалистического мировоззрения.

Сопоставляя все собранные сведения об изменчивости организмов в диком и прирученном состоянии и о роли искусственного отбора для выведения пород домашних животных и растений, Дарвин подошел к открытию той творческой силы, которая ведет и направляет эволюционный процесс в природе, -естественного отбора: “так как рождается гораздо более особей каждого вида, чем сколько их может выжить, и так как, следовательно, постоянно возникает борьба за существование, то из этого вытекает, что всякое существо, которое в сложных условиях и нередко меняющихся условиях жизни, хотя незначительно, изменится в направлении, для него выгодном, будет иметь более шансов выжить и, таким образом, подвергнется естественному отбору. В силу строго принципа наследственности отобранная разновидность будет стремиться размножаться в своей новой и измененной форме”.

Другими словами, естественный отбор, или переживание наиболее приспособленных, представляет собой сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных. Изменения, нейтральные по своей ценности (неполезные и невредные), не будут подвергаться действию отбора, они составляют непостоянный, колеблющийся элемент изменчивости.

Важнейшее место в теории естественного отбора занимает концессия борьбы за существование. В октябре 1838 года, случайно, ради развлечения Дарвин прочитал книгу Мальтуса “О народонаселении”. В этой книге священник Мальтус уверял, будто человечество обречено на голод, нищету и вымирание, на вечную и бесконечную жесточайшую борьбу всех против всех, поскольку якобы число людей на Земле возрастает в геометрической прогрессии, а животный и растительный мир обеспечить их пищей не успевают, отстают, развиваясь гораздо медленнее – в прогрессии арифметической.

Рассуждения Мальтуса были совершенно ненаучны. Голод и нищета терзают бедняков в силу социальных причин и от недостаточного развития производительных сил. Никакого фатального разрыва прогрессиями развития вовсе не существует. Мальтус их просто выдумал. И опроверг его не кто иной, как Дарвин, - даже не заметив этого.

Его заинтересовала идея Мальтуса о борьбе за существование потому, что он видел такое соперничество именно в мире животных и растений, где не регулируемое никакими традициями и установлениями размножение как раз идет по прогрессии быстрой, геометрической! Если взять минимальную цифру – что каждое растение одуванчика приносит в год сто семян, нетрудно подсчитать: через десять лет свободного распространения одуванчики заняли бы пространство, почти в пятнадцать раз превышающее поверхность всей суши! А такой сорняк, как лебеда, приносит в год гораздо больше семян – до ста тысяч каждое растение.

Велика и плодовитость животных. Дарвин прикинул: даже потомство одной пары слонов, если бы все оно выжило, за семьсот пятьдесят лет составило бы девятнадцать миллионов! А ведь слоны – одни из самых медленно размножающихся животных. У рыб, скажем, миллионы икринок в одном потомстве.

Любое животное и растение за короткий срок могло бы заполнить своим потомством весь земной шар, - если бы не мешала борьба за существование, за пищу и место под солнцем. В такой вечной битве происходит естественный отбор наиболее приспособленных форм. Он-то и служит движущей силой преобразования видов, их эволюции. Об этой борьбе и напомнила Дарвину книга Мальтуса. Поразительный случай, когда ложная идея помогла рождению правильной теории, разоблачив в то же время свою ошибочность и убивая себя.

Дарвин понимал под борьбой за существование совокупность всех сложных взаимоотношений между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу данной особи в ее выживании и оставлении потомства. Подчеркивая роль перенаселения как фактора, обусловливающего борьбу за существование, Дарвин сделал вывод, что наиболее ожесточенной должна быть внутривидовая борьба, как конкуренция между особями одного вида, которые обладают сходными жизненными потребностями. Если, например, рассматривать модель взаимоотношений между видом-хищником и видом-жертвой (скажем, лисы и зайца), то, по Дарвину, важнейшим фактором, определяющим отбор, будет для лис конкуренция между разными лисами, а для зайцев – между самими зайцами.

Действию естественного отбора благоприятствуют: 1) длительность времени; 2) высокая изменчивость; 3) большое число особей данного вида; 4) обширность его ареола (область распространения); 5) изоляция групп особей данного вида, снижающих их скрещивание с обитателями других частей ареала. Дарвин подчеркнул, что естественный отбор должен действовать с гораздо большей эффективностью, чем искусственный, поскольку, во-первых, природа располагает неизмеримо большим временем, чем человек; во-вторых, человек, ведущий искусственный отбор, обращает внимание главным образом на внешние признаки животных и растений, тогда как для естественного отбора важна любая особенность организмов; в-третьих, искусственный отбор ведется для нужд человека, а естественный отбирает признаки, важные для самого организма; наконец, в-четвертых, естественный отбор действует гораздо более жестко, так как человек обычно не истребляет всех менее пригодных домашних животных, сохраняя их для различных нужд. Все это в совокупности подчеркивает огромные творческие возможности естественного отбора, если человек сумел посредством искусственного отбора создать столь многочисленные и разнообразные породы домашних животных и сорта сельскохозяйственных растений.

Естественный отбор является неизбежным результатом борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов. По Дарвину, естественный отбор представляет собой важнейшую творческую силу, которая направляет эволюционный процесс и закономерно обуславливает возникновение приспособлений организмов, прогрессивную эволюцию и увеличение разнообразия видов.

Возникновение приспособлений (адаптаций) организмов к условиям их существования, придающее строению живых существ черты ”целесообразности”, является непосредственным следствием действий естественного отбора, поскольку самая сущность его – дифференцированное выживание и преимущественное оставления потомства именно теми особями, которые в силу индивидуальных особенностей лучше других приспособлены к окружающим условиям.

Вторым важнейшим следствием борьбы за существование и естественного отбора является, по Дарвину, закономерное повышение разнообразия форм организмов, носящее характер дивергентной эволюции. Идея дивергентной эволюции объясняет не только повышение разнообразия форм организмов в процессе эволюции, но и существование в природе групп сходных видов – родов, группировок сходных родов – семейств и более высоких систематических категорий.

Наконец, третье важнейшее следствие действия естественного отбора – постепенное усложнение и усовершенствование организации в ходе эволюции многих групп организмов, т.е. эволюции по пути прогресса. Это направление эволюции представляет собой результат приспособления организмов к жизни в постоянно усложняющейся внешней среде.

Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который связан не с выживанием данной особи, а лишь с ее воспроизводительной функцией, т.е. с размножением. Важность воспроизводительной функции самоочевидна, поэтому в некоторых случаях даже само сохранение данной особи может отступать на второй план по отношению к получению потомства. Для сохранения вида жизнь данной особи важна лишь постольку, поскольку она участвует в процессе воспроизводства поколений.

Взаимоотношения организма и внешней среды в теории Дарвина имеют характер диалектического единства противоположностей: Дарвин подчеркивал роль изменений среды как стимула изменчивости организмов, но, с другой стороны, специфика этих изменений определяется самим организмом. Учения о естественном отборе и борьбе за существование представляет собой, в сущности, анализ этих сложных взаимоотношений организма и среды, в которых организм не противопоставляется среде как саморазвивающаяся автономная единица, но и не следует пассивно за изменениями среды (как трактуются взаимоотношения организма и среды в теории Ламарка). Согласно теории Дарвина, эволюция представляет собой результат взаимодействия организма и изменяющейся внешней среды.

Таким образом, теория Дарвина дала логически последовательное и строго материалистическое объяснение важнейшим аспектам эволюционного процесса и сложившейся в результате этого процесса общей структуре органического мира. Дарвин первым доказал реальность эволюционных изменений организмов. Его теория нанесла сокрушительный удар метафизическим и идеалистическим представлениям в биологии.

1.2. Основные разделы экологии

Экология тесно связана с другими биологическими дисциплинами – ботаникой, зоологией, а также географией. Для того, чтобы понять, чем отличается экология от других дисциплин, рассмотрим основные объекты экологического изучения, следуя от простого к сложному.

Первое и наиболее простое подразделение экологии занимается изучением действия различных природных факторов на отдельные организмы. Если взять какой – нибудь один вид растений или животных и в нем одну особь , мысленно изолировать ее от остального мира живой природы, то окажется, что главными воздействующими факторами, позволяющими этой особи выжить, будут факторы окружающей среды. Климатические факторы (температура, влажность, освещенность и др.) имеют наибольшее значение в распространении видов. Для наземных животных, растений важную роль играют физические и химические свойства почвы. Для водных организмов особое значение приобретает вода, как единственная среда обитания.

Перейдем к следующему разделу экологии. Этот раздел рассматривает особь не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определенную территорию и относящихся к одному виду. Такие группы называют популяциями (от латинского слова популус – народ, или население). Особь начинает испытывать влияние соседей, а главное – начинает размножаться. И здесь возникают новые проблемы, относящиеся к изучению влияния внешних факторов уже не на отдельную особь, а на их группу, на изменение ее численности и состава.

Жизнь и функционирование популяций - достаточно сложный процесс. Дело в том, что популяция – не просто сумма определенных особей. Взаимодействия организмов в популяции приводят к тому, что у нее появляются собственные свойства, отличные от свойств отдельных особей. Природная популяция всегда представляет собой некое единство.

Под влиянием различных факторов численность популяции, ее возрастной состав и области распространения могут значительно изменяться во времени. Часто эти изменения способны приводить к неблагоприятным последствиям. Например, вспышки численности насекомых – вредителей могут наносить большой урон сельскому хозяйству. И наоборот, ущерб может возникнуть вследствие снижения численности организмов, используемых человеком для своих нужд (промысловых рыб, охотничьих и других видов животных и растений).

Изучение жизни отдельных популяций, определение их изменений представляют собой популяционную экологию (демэкологию).

Совершенно ясно, что особи не могут существовать вне популяции; рано или поздно они погибнут и на этом их история прекратится. Но и популяция изолированно существовать не может, т.к. она сама нуждается в энергии, веществе, пространстве и других жизненных ресурсах. Поэтому популяция обязательно вступает во взаимоотношения с другими популяциями: популяция хищного животного черпает энергию от популяции мирного, популяции могут бороться за пространство, пищу и т.д.. Однако они и помогают друг другу: почвенные животные, перерабатывая мертвое растительное вещество, увеличивают плодородие почвы, насекомые участвуют в опылении растений, некоторые растительноядные животные обеспечивают перенос семян растений, способствуя успешному их размножению. Попросту говоря, популяции не могут существовать друг без друга.

В природе совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, называемое сообществом, или биоценозом (от греческих слов биос – жизнь и ценоз – общее). Сообщество – довольно устойчивое биологическое образование, т.к. обладает способностью к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних взаимодействиях, вызываемых обычными изменениями климатических и других факторов. Устойчивость сообщества определяется не только устойчивостью входящих в него популяций, но и особенностями взаимодействия между ними. Изучение сообществ позволяет более точно определять причины изменений численности отдельно стоящих групп организмов, правильно организовывать ведение сельского, охотничьего, лесного хозяйства, разрабатывать способы борьбы с инфекциями, планировать размещения населенных пунктов и т.д. Этим занимается экология сообществ, популяций и экосистем - синэкология.

Но и сообщество не может существовать изолированно от окружающей среды, поскольку взаимоотношения популяций часто осуществляются через элементы неживой природы или очень сильно зависят от нее. Сообщество прибывает в некотором пространстве со свойственным для него набором условий, например, географических, физических, химических, биологических, климатических. Многие из этих условий определяются деятельностью самих живых организмов: микроклимат леса во многом зависит от состава растительности, свойства почвы – от деятельности микроорганизмов, прозрачность воды – от плотности (количества) микроскопических водорослей.

Природное жизненное пространство, занимаемое сообществом, называется биотопом (от греческих слов биос – жизнь, и топос – место). Биотоп вместе с сообществом образуют экологическую систему, проще - экосистему , в которой длительное время поддерживаются устойчивые взаимодействия между элементами живой и неживой природы.

Экосистемы, по сути, являются тем, что мы обычно называем окружающей нас природой. Разные экосистемы могут быть отделены друг от друга четкими границами, например, экосистема леса и экосистема озера. Однако чаще такие границы размыты. В отличие от популяции или сообщества экологическую систему можно считать самостоятельным объектом – в ней имеется все, что необходимо для существования. Поэтому изучение экосистемы – центральный раздел экологии, а сами они – ее главный предмет.

Совокупность всех экосистем Земли, в пределах трех геосфер (литосферы, гидросферы, атмосферы), с которыми взаимодействуют живые организмы, образуют самую крупную экологическую систему Земли, называемую биосферой (от греческих слов биос – жизнь, сфера – шар).

В биосфере протекают очень сложные процессы. Все живые организмы тесно взаимосвязаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы. Это вода, свет, воздух, почва, температура и т.д.

Организмы не только зависят от внешних условий, но и сами оказывают огромное влияние на окружающий их мир. Иными словами, живые организмы и неживая природа тесно связаны и находятся в постоянном взаимодействии. Изучение биосферы – наивысший по сложности раздел экологии.

В экологии имеются и другие подразделения. Одно из них ставит в центр внимания изучение человека. Эту отрасль экологии называют экологией человека. Изучением возможностей улучшения среды обитания человека в городе занимается городская экология.

Промышленная экология изучает влияние выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и возможности уменьшения этого влияния за счет совершенствования технологий и очистных сооружений.

Медицинская экология изучает болезни человека, связанные с загрязнением среды, и способы их предупреждения и лечения. Здоровье населения любой территории – лучший показатель состояния среды его обитания.

Некоторые науки экологического комплекса выделены не по объекту изучения, а по методам, которыми они пользуются.

Математическая экология моделирует экологические процессы, т.е. изменения в природе, которые произойдут при изменении экологических условий.

Химическая экология разрабатывает методы определения веществ – загрязнителей, попадающих в атмосферу, воду почву, продукты питания; способы химической очистки газообразных, жидких и твердых отходов и новые технологии производства, при которых количество отходов уменьшается.

Экономическая экология разрабатывает экономические методы рационального природопользования – оценка стоимости ресурсов (вода, древесина, нефть и т.д.) и размеры штрафов за загрязнение.

Юридическая экология разрабатывает систему законов, направленных на защиту природы.

Социальная экология исследует общие закономерности взаимоотношений общества и природы, в результате которых формируются социоприродные экосистемы. Она ищет пути их гармонизации и предотвращения возможного экологического кризиса.

1.3. Экологические “законы” Барри Коммонера

В начале 70-х годов американский эколог Барри Коммонер сформулировал четыре предложения, раскрывающие суть рационального природопользования. Эти положения стали называть “законами”, хотя правильнее было бы называть их “экологическими поговорками”: ведь любая поговорка отражает опыт и чему-то учит неопытного.

Вот эти “законы”:

1. Все связано со всем.

Этот закон об экосистемах и биосфере.

2. Все надо куда-то девать.

Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и последующем захоронении этих отходов.

3. За все надо платить.

Это всеобщий закон рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением – за повышение урожая, санаториями и лекарствами – за ухудшение здоровья человека.

4. Природа знает лучше.

Этот закон означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы и для очистки стоков, и для повышения урожая культурных растений. И не забывать о том, что сам человек – тоже биологический вид, что он часть природы, а не ее властелин.

В таблице 1.1. показано, как нужно учитывать “законы” Барри Коммонера при использовании человеком различных экосистем.

Таблица 1.1. “Законы” Б. Коммонера и использование человеком различных экосистем

“Закон” | Биосфера | Естественные экосистемы | Агросистемы | Городские экосистемы
Все связано со всем. | Биосфера-глобальная экосистема. В рамках нее ничего не может быть выиграно или потеряно. Все, что извлечено человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа нельзя избежать, он может быть только отсрочен. | Экосистема находится в состоянии экологического равновесия. Его может разрушить уничтожение вида или вселение нового вида. Осушение болот вызывает обмеление рек. Выпас в горных лесах разрушает почвы, уменьшает впитывание дождевых и снеговых вод. В результате высыхают родники. | Численность поголовья скота зависит от площади пашни, пастбищ и лесов. При их правильном соотношении не разрушаются травостои, а его навоз поддерживает плодородие почв пашни. Лес защищает пашню от засухи, а обитающие в нем птицы – культурные растения от вредителей. | Город – социоприродная система, воспроизводство жизни которой регулируется человеком. Города потребляют 2/3 природных ресурсов и образуют 2/3 отходов, загрязняющих атмосферу. Еще предстоит научиться проектировать город как среду обитания человека.
За все надо платить. | Международное сообщество финансирует научные проекты, позволяющие сохранять биологическое разнообразие и климат. Богатые страны помогают бедным улучшить экологическую ситуацию. | Необходимо нести расходы на содержание специальных служб, контролирующих рациональное использование природных ресурсов, на восстановление естественных экосистем, нарушенных неправильным использованием, и на создание особо охраняемых территорий. | Необходимо нести расходы на создание условий для выращивания культурных растений и содержания скота, а также охрану ресурсов агроэкосистем – почв, естественных кормовых угодий, лесов, водоемов. | За “удобства” городской жизни человек расплачивается здоровьем, травматизмом от агрессивной техногенной среды, повышенной смертностью. Необходимы большие затраты на восстановление природных качеств городской среды.
Все надо куда – то девать. | Международное сообщество приняло специальные законы о запрете на вывоз ядовитых и радиоактивных отходов и их захоронение в бедных странах. Мировой океан также не место для отходов. Каждая страна должна производить захоронение отходов на собственной территории. | Естественные экосистемы – не место для создания свалок отходов, хотя некоторое количество загрязнителей эти экосистемы способны обеззаражить без нарушения экологического равновесия, например, высокой самоочищающей способностью обладают водные экосистемы. | При экологически организованном сельскозозяйственном производстве в агроэкосистеме нет отходов: навоз животноводческих ферм поступает на поля, а отходы растениеводства служат кормом животным. Удобрения и пестициды используют так, что их остатки не накапливаются в почве и не загрязняют грунтовые воды или водоемы. | Необходимо создавать малоотходные и безотходные технологии, эффективные очистные сооружения, разрабатывать надежные технологии захоронения ядовитых и радиоактивных отходов.
Природа знает лучше. | Не стоит стремится “улучшить природу”. Все могущество человека – в познании законов природы и умении их применять. | Нужно изымать из экосистемы столько биологических ресурсов, сколько она сама может восстановить за счет поддержания экологического равновесия (это относится к заготовке древесины, охоте, рыбной ловле, сбору лекарственного сырья, использованию пастбищ. | Нужно учиться у природы выращивать те растения, для которых наиболее благоприятны почва и климат, выращивать совместно несколько сортов или видов культурных растений, поддерживать высокое разнообразие видов “врагов наших врагов). | Для улучшения экологической ситуации в городе нужно действовать природосообразно, создавая зеленые зоны вокруг, а парки, скверы, газоны – внутри городов.

#### Тесты для проверки знаний

1. Наука, изучающая взаимодействие организмов между собой и окружающей средой, называется…

- экологией
- биологией
- ботаникой
- зоологией

2. Раздел экологии, изучающий взаимоотношение особей (организмов) с окружающей средой, называется…

- аутэкологией
- демэкологией
- глобальной экологией
- геоэкологией

3. Раздел экологии, исследующий общие закономерности взаимоотношений общества и природы, называется…

- социальной экологией
- популяционной экологией
- геоэкологией
- глобальной экологией

4. К объектам изучения экологии относится__уровень организации биологических систем.

- популяционно-биоценотический
- молекулярный
- клеточный
- тканевый

5. Экология, как научная дисциплина относится к _____________ наукам

- биологическим
- социальным
- техническим
- экономическим

6. Процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знаний и практики получил название…

- экологизации
- гуманизации
- социализации
- биологизации

7. Научный подход, ставящий человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем, называется…

- антропоцентрическим (технологическим)
- социоцентрическим
- биоцентрическим
- космоцентрическим

8. Безусловная зависимость человека и общества от состояния живой природы, необходимость подчинения законам природы – это суть …

- экологического императива
- экологической экспертизы
- экологического оптимизма
- экологического образования

9. Научный подход, ставящий в центр экологических проблем выносливость живой природы и зависимость от нее человека и общества, называется…

- экоцентрическим
- техноцентричеким
- технократическим
- экономическим

10. Общие закономерности взаимоотношений организмов (включая человека) и среды и функционирования экологических систем изучает …

- общая экология
- прикладная экология
- популяционная экология
- социальная экология

11. Раздел научных знаний, рассматривающий воздействие промышленности на природу и, наоборот, влияние условий природной среды на функционирование предприятий, называется _______ экологией

- инженерной
- промысловой
- медицинской
- социальной

12. Объектами изучения сельскохозяйственной экологии являются…

- культурные растения и домашние животные
- животные и растения заповедников
- виды, занесенные в Красную книгу
- животные и растения, обитающие на урбанизированных территориях

13. Раздел экологии, изучающий отношения организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой, называется …

- биоэкологией
- эйдэкологией
- общей экологией
- прикладной экологией

14. Раздел экологии, включающий экологию биогеоценозов и других экосистем, называется…

- биогеоценологией
- комплексной экологией
- прикладной экологией
- экологией животных

15. Объектом изучения демэкологии, как науки, является…

- популяция и ее среда
- биосфера
- сообщество популяций
- экосистема