Предмет, направления и задачи экологии

1. Предмет, направления и задачи экологии

2. ВОПРОСЫ:

1. Предмет и задачи экологии.
2. Методы экологических исследований.
3. Важнейшие экологические проблемы
современности.

3.

1866 г. Эрнст Геккель: «экология»
(греч. oikos – жилище, дом logos – слово, учение) сумма знаний, относящихся к природе: изучение всей
совокупности взаимоотношений животного с
окружающей его средой и прежде всего его
дружественных и враждебных отношений с другими
животными и растениями.
ЭКОЛОГИЯ
АУТЭКОЛОГИЯ
БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ
СИНЭКОЛОГИЯ
ДЕМЭКОЛОГИЯ

4.

Экология классифицируется по конкретным
объектам и средам исследования:
М
Ссс
экология
человека
вода
экология растений
экология животных
экология
микроорганизмов
почва
атмосфера
Новые направления экологии:
Социальная экология
Урбоэкология
Инженерная экология
Биоресурсная и промысловая экология
Медицинская экология
А
К
Р
О
Э
К
О
Л
О
Г
И
Я

5.

Экология - междисциплинарная область
знания об устройстве и
функционировании многоуровневых
систем (экосистем) в природе и обществе
в их взаимосвязи.
Задачи экологии
Исследование закономерностей организации живой природы, в
том числе в связи с антропогенными воздействиями на
экосистемы и биосферу в целом.
Создание научной основы рационального использования
биологических ресурсов, сохранение среды обитания человека.
Регуляция численности популяций.
Экологическая индикация загрязнения природных сред.
Восстановление нарушенных природных систем
(рекультивация).
Сохранение эталонных участков биосферы.

6.

Методическую основу экологии составляют:
системный подход,
натурные наблюдения,
эксперимент,
моделирование.
Системный подход в экологии состоит в признании экосистемы
объектом исследования, определении составных частей экосистемы
и взаимодействующих с ней объектов окружающей среды
(согласно
принципу
эмерджентности);
установлении
совокупности внутренних связей и компонентов экосистемы, а
также связей между экосистемой и средой за ее пределами, т. е. на
входе и выходе системы.
Принцип эмерджентности (системного эффекта): бо́льшее целое
всегда больше своих частей, т.е. применительно к экосистеме:
экосистема – не простая сумма компонентов, а объект качественно
новый,
обладающий
специфическими
свойствами,
не
проявляющимися у отдельных компонентов

7.

Методы экологии
натурные наблюдения
экспериментальные исследования
моделирование
Натурные наблюдения в природе
Методы регистрации и оценки
состояния среды
Методы количественного учёта
организмов и методы оценки
биомассы и продуктивности
растений и животных
метеонаблюдения, изучение состава
воды, определение характеристик
почвенной среды, определение
химической и бактериальной
загрязнённости среды,
экологический мониторинг,
биомониторинг, биоиндикация
необходимы для овладения
управлением экосистемами, для
предотвращения гибели видов и
сохранения биологического
разнообразия и биопродуктивности
экосистем, разработки механизмов
регуляции численности популяций

8.

Экспериментальные исследования
лабораторные
полевые
Методы исследования
влияния факторов среды на
жизнедеятельность
организмов
Методы изучения
взаимоотношений между
организмами во
многовидовых сообществах
используются для установления
оптимальных или граничных условий
существования, определения
критических и летальных доз (ЛК, ЛД)
химических и других агентов, по
которым рассчитывают предельно
допустимые концентрации (ПДК) и
предельно допустимые уровни
воздействий (ПДУ), лежащие в основе
экологического нормирования
используются для исследования потоков
вещества и энергии в пищевых цепях,
взаимодействий организмов друг с
другом и с окружающей средой ,для
чего создаются искусственные частично
замкнутые и самоподдерживающиеся
многовидовые системы – микрокосмы

9.

Математическое моделирование – компьютерное
исследование модели экологической системы.
Модель - упрощенная реальная система, для которой характерно
бесконечное число связей с окружающей средой.
ТИПЫ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ:
Детерминистские
Стохастические
Оптимизационные
(игровые)
описываются
обыкновенными
дифференциальными
уравнениями и не
содержат случайных
параметров.
Модель процесса
изменения биомассы
популяции:
dx/dt = kx - αх2
в той или иной форме
учитывают случайные
параметры,
имеющиеся в реальных
системах, описываются
сложными системами
уравнений
предназначены для
поиска оптимальных
стратегий поведения
или воздействия на
экологические системы

10.

Важнейшие экологические проблемы
современности
Связанные с
Связанные с
Связанные с
загрязнением
окружающей
среды
уменьшением
биоразнообразия
генетическими
экспериментами
• Неограниченный рост
населения Земли и
увеличение количества
разнообразных бытовых и
промышленных отходов,
загрязняющих атмосферу
(кислотные дожди, смоги,
парниковый эффект),
гидросферу («удобрение
океана»), литосферу
(полигоны, свалки);
• синтез новых
наноматериалов
• Выросший спрос на
биомассу для
изготовления биотоплива
(приводящий к сведению
лесов);
• разрушение морских
экосистем вследствие
оффшорного производства
электроэнергии;
• уничтожение
природных ландшафтов
- мест обитания
биологических видов;
• создание биороботов,
имитирующих поведение
животных
• Создание генетически
модифицированных
вирусов для контроля
инвазивных видов;
• создание
микроорганизмов из
синтетических молекул
(сами могут стать
инвазивными видами);
• ГМО как
продовольственное сырьё