Взаимосвязь экологии с другими науками
Прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы : абиотические, биотические и антропогенные. Охрана природы рассматривает только третий фактор - воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с общеэкологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже – потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире – потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу .
Обычно охрану природы рассматривают как отрасль практики, имея в виду комплекс мероприятий, направленных на рациональное природопользование, восстановление, умножение и охрану природных ресурсов для блага человеческого общества. Нередко, однако, охрана природы трактуется как наука, изучающая социальный обмен веществ между природой и обществом. Интенсивность стихийного обмена веществом и энергией между обществом и природой к настоящему времени настолько возросла, что общество по степени своего воздействия на природу становится геологической силой.
Деятельность человека уже приводит к изменению геохимии отдельных районов за счет рассеивания некоторых элементов, сконцентрированных ранее в месторождениях. Это таит в себе большие опасности, ибо все организмы, включая и самого человека, приспособились в ходе эволюции к существующему сочетанию химических элементов в окружающей среде.
Для того чтобы внести ясность в предмет и задачи экологии как науки, охарактеризуем взаимоотношения ее с другими областями биологии. Удобно это сделать с помощью приема, использованного Ю. Одумом в его фундаментальном труде « Основы экологии»(1975). Если образно представить структуру биологии в виде «слоеного пирога» (рис.1.1), то его можно «разрезать на куски» двумя способами: во-первых, делить по горизонтали – тогда получим фундаментальные науки, такие как морфология, физиология, генетика, теория эволюции, молекулярная биология, биология развития и др., изучающие основные свойства жизни и не ограничивающиеся исследованием отдельных групп организмов.
Но можно разрезать пирог по вертикали. Тогда получим «таксономические» науки, занимающиеся изучением естественных групп живых организмов. Среди этих наук - ботаника, зоология и микробиология.
В свою очередь, каждая из них объединяет более частные науки, имеющие дело с собственной сравнительно узкой группой живых организмов. В соответствии с этим мы вправе разделить зоологию на энтомологию, ихтиологию, орнитологию и т.д. Экология относится к фундаментальным разделам биологии и представляет собой составную часть каждого таксономического подразделения. Мы можем говорить об экологии растений, экологии животных, экологии микроорганизмов, а рассматривая более частные элементы этих разделов, и об экологии птиц, рыб, насекомых и т. д.
Экология, как и следует из ее определения,- дисциплина биологическая. В сознании людей экология ассоциируется с проблемами, которые возникли в результате деятельности человека в природе, в результате ее преобразования его деятельностью – деятельностью антропогенной. Поэтому экология связана не только с биологическими и социальными науками.
Связь с философией. Экология не столько отрасль науки, сколько метод мышления, принцип подхода к изучению природы. Еще в период античности философские школы пытались осмыслить взаимоотношения природы и общества, проблемы возникновения жизни, ее развития, влияния окружающей среды на человека и влияние человека на природу. Философия исследует познавательное, социально-политическое, ценностное, этическое и эстетическое отношение человека к миру. Она занимается поиском путей гармонизации природы и общества.
Биологические науки. В основе экологии лежит фактологический материал и другие отрасли биологии, так как эффект воздействия среды на организмы оценивается по конкретным биологическим признакам, например, учение о состоянии организмов, которое включает анатомию(внутреннее строение), эмбриологию(зародышевое развитие), гистологию ( строение тканей), цитологию(учение о клетке). Изучением взаимодействия организмов с химическими компонентами окружающей среды занимаются физиология и биохимия, а внешними реакциями - этология (наука о поведении). Все эти отрасли знаний касаются человека, животных и микроорганизмов. Поэтому они могут входить как составные части в антропологию, зоологию, ботанику, микробиологию и другие науки.
Математика. Экология - точная наука, и поэтому все взаимодействия между организмами и средой человек оценивает как меру их связей, уровни воздействия и реакции, изменение во времени и пространстве, корреляции между режимами условий, окружающих среду, и биологическими характеристиками индивидуумов, групп, сообществ, и все эти взаимодействия оцениваются мерой и числом с дальнейшим прогнозированием последовательных состояний, изменений и их последствий. Все они и закономерности их могут быть представлены и формализованы в виде уравнений, графиков, дисперсионного анализа и т. д. Они позволяют установить связи между динамикой численности живых организмов и условий окружающей среды от беспозвоночных животных - вредителей сельского хозяйства - до человека, расчет нормативов сбросов и выбросов предприятий и управления качеством окружающей среды. Все расчеты могут осуществляться с использованием вычислительной техники.
Химические науки. В основе жизни лежат процессы обмена веществ между организмами и средой обитания. Все эти процессы химические, а процессы на уровне экологических систем и биосферы протекают биогеохимическими циклами.
В настоящее время в области науки о Земле сформировались такие науки, как химия атмосферы, химия воды, химия почв и т.д. В результате воздействия человека на природную среду химические характеристики ее меняются (увеличение количества диоксида углерода, уменьшение озона и т. д). Появилась наука - химия окружающей среды.
Химией живых организмов занимаются биохимия – биологическая химия и наука о биосфере - геохимия.
Физика. Закономерности процессов преобразования веществ в пищевых целях в водной, воздушной средах подчиняются фундаментальным законам физики - закону сохранения массы и второму началу термодинамики (сохранение энергии).
Географические науки. Экология тесно связана с географией. Разные участки земли и по площади и по высоте по-разному заселены. Разные экосистемы сосуществуют в воздухе, воде, почве. Экосистемы полярной зоны, умеренной и тропических зон по-разному заселены. Отсюда появилась географическая экология , ландшафтная экология, ботаническая и зоологическая география.
Медицина. Снижение качества окружающей среды в результате антропогенной деятельности человека приводит к отклонению конкретных условий среды от норм, что ведет к заболеванию людей, животных и растений и часто к их гибели. Безотходных промышленных производств не существует, а отходы влияют на состояние природной среды и её качество, что ведёт к заболеванию людей от токсичных химических веществ, присутствующих в воздухе, воде, пищевых продуктах. Медики разрабатывают санитарно-гигиенические нормативы предельного содержания вредных веществ в объектах окружающей среды.
Экономика. Эрнест Геккель называл экологию наукой об экономике. Экономика (от греческого «ойкос»- дом, жилище, «номос» - закон)-наука о законах управления хозяйством. Обеспечение сохранения качества среды возможно путём применения очистных сооружений перед выбросом и сбросом вредных веществ или изменения технологий, оборудования, проведения политики ресурсосбережения, отказа от особо опасных производств. Считается, что качество окружающей среды в любом государстве адекватно состоянию его экономики. Таким образом, появилась наука – экономика природопользования.
Правоведение. Человек имеет право на благоприятную окружающую среду, что записано в Конституции Украины. Особенности правовых вопросов, связанных с экологией и окружающей природной средой, рассматривается дисциплиной «Экологическое право».