Процеси екологізації сучасного суспільства і структура макроекології. Основне визначення поняття «екологія».
Процес проникнення ідей і проблем екології в інші області знання має назву екологізації.
Основні розділи сучасної екології:
Загальна екологія. Її ядром є теоретична екологія, що встановлює загальні закономірності функціонування екологічних систем.
Біоекологія. Головна її частина – системна екологія, екологія природних біологічних систем: особин, видів, популяцій.
Геоекологія. Вивчає взаємини організмів і середовища існування з погляду їхньої географічної приналежності.
Екологія людини. Це наука, спрямована на пізнання закономірностей взаємодії людських спільнот природними, соціальними, виробничими, побутовими факторами, що їх оточуюють, включаючи культуру, звичаї, релігію тощо, з метою з'ясувати спрямованість еколого-соціально-демографічних (антропоекологічних) процесів, а також причини тієї чи іншої спрямованості цих процесів.
Соціальна екологія. Вивчає особливості взаємодії суспільства і навколишнього середовища.
Прикладна екологія. Великий комплекс дисциплін, пов'язаних з різними сферами людської діяльності і взаємин між людським суспільством і природою. Вона формує екологічні критерії економіки, досліджує механізми антропогенних впливів на природу і оточуюче людину середовище, здійснює екологічну регламентацію господарської діяльності, розробляє технічні засоби охорони навколишнього середовища і відновлення порушених людиною природних систем.
З огляду на сучасне широке розуміння наукового терміна «екологія», найбільш доцільно використовувати визначення, що дав відомий американський еколог Ю. Одум:
Екологія – міждисциплінарна галузь знання про облаштування і функціонування багаторівневих систем у природі і суспільстві в їхньому взаємозв'язку.
Тема 2. Вчення Вернадського про біосферу
Австрійський геолог Е. Зюсс у 1875 році перший виділив біосферу, як окрему оболонку Землі, охоплену життям (біосфера від грецького bios – життя, sphairo – сфера), тобто сукупність живих організмів.
Основоположником нової науки про природу є В.І. Вернадський, який у 1926 році опублікував свою працю «Біосфера». У цій роботі біосфера – загальнопланетна оболонка, до складу якої входять нижні шари атмосфери, гідросфера, верхні шари літосфери. Склад і будова біосфери обумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів - колишніх і сучасних.
Біосфера - природна система, що складається з компонентів живої і неживої природи, у якій здійснюється безупинний круговорот речовин, рух енергії й інформації за безпосередньої участі живих організмів
До основних властивостей біосфери відносяться – термодинамічна відкритість, самоорганізація, саморегуляція, динамічна рівновага, стійкість, глобальність.
Межі біосфери
На думку Вернадського В.І., існує два взаємодоповнюючих підходи до визначення меж біосфери:
Геометричний підхід (фізичні межі, км).
Екологічний підхід, що враховує екологічні фактори;
Геометричний підхід
Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери.
Верхня межа біосфери, за В.І. Вернадським, є променистою. Проходить на висоті 20 – 25 км. Тут спостерігається найбільша концентрація озонового шару в атмосфері, що є природним екраном, який захищає живі організми від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Активна життєдіяльність живих організмів зафіксована до висоти 20 –25 км, тобто до верхньої границі біосфери. В даний час до висоти близько 85 км виявлені лише спори мікроорганізмів, що було виявлено під час запусків геофізичних ракет.
Нижня межа біосфери є термічною. Існування цієї межі обумовлено підвищенням температури при просуванні всередину Землі кожні 33 метра в середньому на 1оС. На суші термічна границя проходить на глибині 3-3,5 км від земної поверхні (у молодих складчастих областях це 1,5-2 км, на кристалічних щитах - 7-8 км). Зникнення життя на цих глибинах пояснюється збільшенням температури середовища до 1000C. Біосфера охоплює практично всю гідросферу - ріки, океани і моря до глибин приблизно 12 км.
Названих меж досягають тільки нижчі організми – бактерії. Життя зосереджене в основному на суші (ґрунт і рослинний покрив), а також у Світовому океані – у верхньому шарі води глибиною до 200 м.
Екологічний підхід
Екологічний підхід враховує вплив екологічних факторів. Межі біосфери в екологічному аспекті – простір, у границях якого зовнішні умови (фактори) середовища стимулюють активну життєдіяльність.
Екологічні фактори –елементи або умови навколишнього середовища, що здатні здійснювати прямий чи непрямий вплив на живі організми навіть на одній фазі їхнього розвитку.
Екологічні фактори підрозділяються на три основні групи: абіотичні, біотичні, антропогенні.
Абіотичні фактори враховують вплив неживої природи. Їх розділяють на:
кліматичні (світло, тепло, тиск, волога, рух повітря);
едафогенні (едафос - ґрунт);
топографічні (рельєф, висота над рівнем моря);
хімічні (газовий склад повітря, хімічний склад водяних ресурсів, ґрунту і т.д.).
До абіотичних факторів відносять також фізичні поля (гравітаційне, магнітне, електромагнітне), іонізуючу та проникаючу радіацію, рух середовищ – акустичні коливання, хвилі, вітер, плини, припливи. Більшість абіотичних факторів можуть бути охарактеризовані кількісно і піддаються об'єктивному виміру.
Біотичні фактори містять у собі форми впливу одних живих організмів на інші. Усі біотичні фактори визначені внутрішньовидовими і міжвидовими взаємодіями. Навколишній органічний світ – складова частина середовища існування кожного живого організму. Взаємини між організмами складніше абіотичних впливів. Більшість з них не має скалярних значень, важко піддається прямому виміру, виключення складають кількісні оцінки чисельності популяцій, фактори, що відносяться до харчових зв'язків і деякі інші.
Антропогенні фактори – фактори впливу людського суспільства на процеси, що протікають у біосфері. Антропогенні фактори призводять до зміни природи як середовища існування тих чи інших видів або ж безпосередньо впливають на їхнє життя.
Сутність екологічного підходу визначається двома критеріями В.І. Вернадського:
полем стійкості життя;
полем існування життя.
Поле стійкості життя – умови, які витримують живі організми, знаходячись на межі своїх можливостей.
Поле існування життя – умови, за яких організм може давати потомство, тобто збільшувати свою живу масу і діючу енергію планети.
Для життя організмів необхідно певне поєднання умов. Якщо всі умови середовища існування сприятливі, за винятком одного, то саме ця умова стає вирішальним для життя розглянутого організму. Воно обмежує (лімітує) розвиток організму, тому називається фактором, що лімітує. Спочатку було встановлено, що розвиток живих організмів обмежує недостачу якого-небудь компоненту, наприклад, мінеральних солей, вологи, світла і т.п.
У середині XIX століття німецький хімік-органік Ю.Лібіх першим експериментально довів, що ріст рослини залежить від того елемента харчування, що є присутнім у відносно мінімальній кількості. Він у 1840 році назвав це явище законом мінімуму; на честь автора його ще називають законом Лібіха.
Закон мінімуму (у сучасному формулюванні) звучить так: витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб.
Однак лімітуючим може бути не тільки недостачу, але і надлишок фактора, наприклад, загибель врожаю через дощі, перенасичення ґрунту добривами і т.п. Поняття про те, що нарівні з мінімумом фактора, що лімітує, може бути і максимум, ввів у 1913 році американський зоолог В.Шелфорд, який сформулював закон толерантності.
Відповідно до закону толерантності фактором процвітання, що лімітує, популяції (організму) може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, а діапазон між ними визначає величину витривалості (межу толерантності) чи екологічну валентність організму до даного фактора (мал. 1).
Сприятливий діапазон дії екологічного фактора називається зоною оптимуму (нормальної життєдіяльності). Чим значніше відхилення дії фактора від оптимуму, тим більше ций фактор гнітить життєдіяльність популяції. Цей діапазон називається зоною пригнічення. Максимально і мінімально придатні значення фактора - це критичні крапки, за межами яких існування організму чи популяції вже неможливо.
Мал.1 – Залежність результату дії екологічного фактора від його інтенсивності