Тема 1. Основні поняття екології та екологічні закони

1. Тема 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ЕКОЛОГІЇ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ЗАКОНИ

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Історія становлення екології як науки
2. Поняття і визначення екології
3. Підрозділи екології
4. Екосистемні закони та екологічні методи дослідження
ЛІТЕРАТУРА
1. Білявський Г.О. Основи екології: Навчальний посібник / К.: Либідь,
2006. - 408 c. [Електронний ресурс] - Режим доступу:
extbooks.net.ua/content/view/4904/43/
2. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. – М.:
Мысль, 1990. – 597 с.
3. Реймерс Н.Ф. Экология. (теории, законы, правила, принципы и
гипотезы). - М: Россия Молодая, 1994. – 367 с.
1

2. 1. ІСТОРІЯ СТАНОВЛЕННЯ ЕКОЛОГІЇ ЯК НАУКИ [1, 2, 3]

Дослідники
німецький біолог
Ернст Геккель
Вклад дослідників у становлення екології як науки
1866 р. у монографії «Загальна морфологія
живих організмів» вперше з'явився термін
«екологія» (від грец. ойкос - житло,
місцеперебування та логос - наука) як наука
про загальну економіку природи, що вивчає
складні взаємозв'язки і взаємовідносини в
природі, розглянуті Ч.Дарвіним як умови
боротьби за існування
Базисом для екології були
грецький вчений
Арістотель
Роки життя: 384-322 рр. до н. е.
У роботі “Історія тварин” поділяв їх на водних
і сухопутних, плаваючих, літаючих, повзаючих
і показав взаємозв'язки із зовнішнім
середовищем
2

3. НАУКОВИЙ БАЗИС ДЛЯ ЕКОЛОГІЇ

Дослідники
англійський хімік
Роберт Бойль
Вклад дослідників у становлення екології
ХХVII ст. першим провів екологічний
експеримент щодо впливу низького
атмосферного тиску на стійкість тварин
Шведський
природознавець
Карл Лінней
(1707-1778 рр.)
про «економію природи» — строгу
Французький учений
Жан Батист Ламарк
1809 р. концепція кругообігу речовин на
упорядкованість різних природних
процесів, спрямованих на підтримку
деякої природної рівноваги.
Землі і перша еволюційна теорія
(пристосувальні зміни організмів, рослин і
тварин пов'язані з впливом зовнішніх умов
середовища
3

4. НАУКОВИЙ БАЗИС ДЛЯ ЕКОЛОГІЇ

Дослідники
німецький натураліст
Олександр Гумбольдт
англійський учений
Чарльз Дарвін
Вклад дослідників у становлення екології
заклав основи «географії рослин»,
перехід від вивчення окремих рослин до
пізнання рослинного покриву, як деякої
цілісності, констатував розходження в
розподілі різних рослин і зв'язав його з
особливостями клімату
1859 р. теорія природного відбору як
рушійної сили еволюції (боротьба за
існування як форма взаємовідносин
живих істот з неорганічними
компонентами природи приводить до
природного відбору).
4

5. Розвиток екології наприкінці ХІХ і в ХХ століттях

У 1877 р. німецьким біологом К. Мебіусом запропонований термін
"біоценоз“ (від біо- та грец. koinós - спільний) - сукупність рослин,
тварин і мікроорганізмів, що населяють певну ділянку суші або
водоймища і характеризуються певними відносинами як між
собою, так і з абіотичними факторами середовища (“біотоп” введено німецьким ученим Гессе у 1924 р.)
До 1895 р. слово «екологія», що майже не використовувалася.
У 1895 р. датський дослідник Йоханнес Вармінг публікує наукову
роботу з «екологічної географії» рослин.
У цей час екологія розглядається як продовження фізіології, яка
перенесла свої дослідження з лабораторії в природу.
1920 – 1940 рр. – період перетворення екології в самостійну науку:
формується теоретична основа нової науки,
пропонуються перші математичні моделі,
виробляється своя методологія,
оформляються два різних підходи в сучасній екології:
1) популяційний - основну увагу приділяє динаміці чисельності
організмів і їхньому розподілу в просторі;
2) екосистемний - концентрується на процесах кругообігу речовини і
трансформації енергії.
5

6. РОЗВИТОК ЕКОСИСТЕМНОГО ПІДХОДУ

1935 р. англійський еколог-ботанік
Артур Тенслі (1871-1955) вводить
термін «екосистема» («екологічна
система») як природний комплекс
живих організмів і фізичного
середовища, у якому вони живуть.
1942 р. Сукачов Володимир
Миколайович вводить термін
«біогеоценоз» - ділянка земної
поверхні з певними фізикогеографічними умовами (рельєф,
геологічна будови, ґрунт, водний
режим та мікроклімат), разом з
біоценозом (угрупованням
рослинних і тваринних організмів).
Гідробіологія - лідер екосистемних
досліджень (вивчалися не тільки
взаємодії організмів і їх залежності
від середовища, але і вплив самих
організмів на фізичне середовище).
ВИВЧЕННЯ БІОСФЕРИ
• наприкінці ХІХ ст. австрійський
геолог Едуард Зюсс (1831-1914)
вводить термін «біосфера» - це
область на поверхні Землі,
охоплена життям.
• 1920 -1930 рр. російський учений
Володимир Іванович Вернадський
(1863-1945) розробив концепцію
ноосфери, тобто представлення
про біосферу як про систему
біогеохімічних циклів, основною
рушійною силою яких є активність
живих організмів.
• У 70-х рр. ХХ ст. складається
соціальна екологія, що вивчає
закономірності взаємодії
суспільства і навколишнього
середовища, а також практичні
проблеми його охорони.
6

7. 2. ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ ЕКОЛОГІЇ [1, 2, 3]

ЕКОЛОГІЯ (за М.Ф. Реймерсом) –
• дисципліна, що вивчає
загальні закони
функціонування екосистем
різного ієрархічного рівня;
• комплексна наука, що вивчає
середовище проживання
живих істот, включаючи
людини;
• область знань, що розглядає
земні системи з позиції
суб'єктів (живих організмів і
їхніх співтовариств, людей, у
т.ч. суспільство в цілому,
ландшафтів і, навіть, технічні
споруди).
земні системи = середовище
проживання
Специфіка сучасної екології
(за М.Ф. Реймерсом) [3]
вона із суто біологічної науки
перетворилася на цілий цикл
знань, увібравши в себе
розділи географії, геології,
хімії, фізики, соціології, теорії
культури, економіки і, навіть,
теології.
Сучасна екологія [1]
(за М. М. Мойсеєвим) — це
системна наука, що має
багатоярусну конструкцію, в
якій кожен із поверхів
спирається на безліч
традиційних дисциплін.
7

8. ЕКОСИСТЕМА ( за Артуром Тенслі – 1935 р., Реймондом Ліндманом – 1942 р.)

Екосисте́ма — головна функціональна одиниця в екології, єдиний
природний комплекс, утворений живими організмами та
середовищем існування, у якому живі та неживі компоненти
пов'язані між собою обміном речовин, енергією та інформацією
(рис.1).
БІОЦЕНОЗ - біотична компонента:
(спільноти рослин, тварин і мікроорганізмів)
ЕКОСИСТЕМА
(біогеоценоз)
Обмін речовинами, енергією та
інформацією
БІОТО́П - абіотична компонента:
(грец. βιος - життя і грец. τοπος - місце) — ділянка
поверхні землі з більш-менш однотипними
умовами існування (ґрунтом, мікрокліматом тощо).
8

9.

Рис. 1. Біологічний кругообіг речовин та енергії
9

10. ТРИ ГРУПИ ОРГАНІЗМІВ за участю в біогенному кругообігу речовин в біоценозі

Організми
ПРОДУЦЕНТИ
(виробники)
КОНСУМЕНТИ
(споживачі)
РЕДУЦЕНТИ
(відновники)
Характеристика організмів
автотрофні організми, що створюють органічні речовини з
неорганічних;
основні продуценти у всіх біоценозах - зелені рослини
(фотосинтез). Діяльність продуцентів визначає вихідне
накопичення органічних речовин в біоценозі
гетеротрофні організми, які харчуються за рахунок
автотрофних:
консументи 1-го порядку – травоїдні тварини, а також
паразитичні бактерії, гриби та інші безхлорофільні рослини,
що розвиваються за рахунок живих рослин.
консументи 2-го порядку – хижаки і паразити рослиноїдних
організмів.
консументи 3-го і 4-го порядків (надпаразити, суперпаразити і.
т.і), але всього в ланцюгах харчування не більше 5 ланок.
сприяють перетворенням і переміщенням органічних
речовин, частковій їх мінералізації, а також
розсіюванню енергії, накопиченої продуцентами в біоценозі.
тварини, які харчуються залишками організмів, що
розкладаються (сапрофаги), і непаразитуючі гетеротрофні
мікроорганізми - сприяють мінералізації органічних речовин,
їх переходу в стан, коли можливе їх засвоєння продуцентами.
10

11.

3. ПІДРОЗДІЛИ ЕКОЛОГІЇ [1]
11

12. СУБ'ЄКТ ТА ОБ'ЄКТ ЕКОЛОГІЇ

Суб'єкт екології - організм (індивід), популяція, вид, біоценоз.
Об'єкт екології - сукупність зовнішніх факторів, що впливають на їхній ріст,
розвиток, розмноження і виживаність.
Класифікація зовнішніх факторів
Групи факторів
Характеристика зовнішніх факторів
1. Абіотичні
фізико-хімічні (температура, вологість, довжина
світлового дня, зміст мінеральних солей у ґрунті, рельєф
місцевості й ін.), безпосередньо або побічно впливають
на живі організми;
2. Біотичні
обумовлені наявністю або відсутністю інших живих
організмів (у тому числі, що є об'єктами харчування,
хижаками або конкурентами),
кожен організм вступає в зв'язок із представниками
свого або іншого виду, залежить від них і впливає на них;
3. Антропогенні
обумовлені впливом людського суспільства, що
приводять до змін природи як середовища існування тих
або інших видів або безпосередньо впливають на їхнє
життя.
12

13. СКЛАДОВІ СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ

Складові екології
Характеристика складових
1. Біоекологія
(загальна
екологія) головна складова
вивчає найзагальніші закономірності взаємовідносин
організмів та їх угруповань із зовнішнім середовищем у
природних умовах на основі вивчення потоків речовини,
енергії та інформації в життєдіяльності організмів, їх груп
та біологічних систем.
2. Прикладна
екологія
2.1. Геоекологія
складається з трьох основних блоків:
1) геоекологія,
2) техноекологія
3) соціоекологія
вивчає специфіку взаємовідносин організмів і
середовища їх існування в різних географічних зонах:
на суходолі та в океані,
в тундрі, тайзі та у тропіках,
у горах і пустелях тощо,
дає екологічну характеристику різних географічних
регіонів, областей, районів, ландшафтів,
розглядає екологічні наслідки
ендо- й екзогенних геологічних процесів,
видобування корисних копалин,
здійснює екологічне картографування.
13

14. СКЛАДОВІ СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ

Складові екології
Характеристика складових
2.2. Техноекологія
визначає обсяги, механізми й наслідки впливів на
довкілля та здоров'я людини різних галузей і об'єктів,
особливості використання ними природних ресурсів,
розробляє регламентації природокористування й
технічні засоби охорони природи,
опікується:
утилізацією відходів виробництва та
відтворенням зруйнованих екосистем,
екологізацією виробництв сфери людської діяльності:
енергетика, транспорт, промисловість, сільське
господарство, військова справа, наука, космос.
2.3. Соціальна
екологія
досліджує специфічну роль людини в довкіллі як
соціальної істоти,
вивчає шляхи оптимізації взаємовідносин з природою
людського суспільства,
закладає основи локальної, регіональної та
глобальної екологічної політики.
тісно пов'язана з етнографією і соціологією.
14

15. ОСНОВНІ РОЗДІЛИ БІОЕКОЛОГІЇ (ЗАГАЛЬНОЇ ЕКОЛОГІЇ)

Розділи
біоекології
Характеристика розділів
Аутекологія
визначає межі стійкості та переваги виду
стосовно різних факторів,
досліджує дію середовища на морфологію,
фізіологію і поводження організму.
Синекологія
аналізує відносини:
між особинами, що відносяться до різних
видів даного угруповання організмів,
між особинами і навколишнім
середовищем.
Демекологія
(динаміка
популяцій)
описує коливання чисельності різних видів
встановлює їх причини.
15

16.

СУЧАСНА КЛАСИФІКАЦІЯ ЕКОЛОГІЧНИХ НАПРЯМІВ
ТЕОРЕТИЧНА ЕКОЛОГІЯ
екологія мікросвіту;
Біоекологічні науки
екологія рослин;
(екологія живих організмів)
екологія тварин;
екологія людини
ПРАКТИЧНА ЕКОЛОГІЯ
атмосфера;
Геоекологічні науки
гідросфера;
(екологія географічна)
літосфера;
ландшафтна екологія
військова діяльність і екологія; енергетика
й екологія;
промисловість і екологія;
Техноекологічні науки
транспорт і екологія;
сільське господарство й екологія;
наукова діяльність
екологічна освіта;
екологічне право;
Соціоекологічні науки
екологічна етика;
екологічний менеджмент;
екодемократія; урбоекологія
ЕКОНОМІКА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
МІЖНАРОДНА ЕКОПОЛІТИКА
16

17.

4. Екосистемні закони та екологічні методи дослідження
американського еколога -1974 р.,
ПОСТУЛАТИ Б. КОММОНЕРА -
1. Все пов’язане з усім
Закон внутрішньої динамічної
«Речовина, енергія, інформація та
рівноваги
динамічні якості окремих природних
систем взаємопов’язані настільки, що
будь-яка зміна одного з цих показників
Закон односпрямованості потоку може викликати сильні відхилення в
енергії
інших (або в усій системі в цілому)»
2. Все має кудись подітися
Закон розвитку природної
«Будь-яка природна система може
системи за рахунок оточуючого її розвиватися
тільки
за
рахунок
середовища
використання
матеріальноенергетичних
та
інформаційних
ресурсів навколишнього середовища»
3. Природа знає краще
4. Ніщо не дається даром
Закон «Бумеранга» +
«Глобальна
екосистема
являє
Закон внутрішньої динамічної собою єдине ціле, в рамках якого нічого
рівноваги +
не може бути загублено або виграно»
Закон розвитку природного
«Кількість живої речовини біосфери
середовища + Закон константності (для певного геологічного періоду) є
(В. Вернадського)
константа»
Правило обов’язкового заповнення екологічних ніш
Екологічна ніша організму – це
сукупність усіх його вимог до умов
Звільнена екологічна ніша завжди
середовища і
має бути природно заповнена
місце, де ці вимоги задовольняються
17

18.

ОСНОВНІ ЕКОЛОГІЧНІ
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Системний –
Нормативний –
вивчення взаємодії
екологічних процесів
окремих екологічних
систем, їх внутрішніх та
зовнішніх зв’язків
визначення екологічних
нормативів для
гранично допустимих
навантажень на
природне середовище
Допоміжні методи:
аналітичний;
статистичний;
історико-діалектичний;
метод експертних оцінок;
експерименту;
моделювання
18