Fatores abióticos (natureza inanimada)

Fatores bióticos (vida selvagem)

Fatores antropogênicos (humanos relacionados à natureza)

3. Concentração de sal

4Pressão

6. Movimento de massas de ar

1. A influência de organismos ou populações da mesma espécie entre si

2. Interação de indivíduos ou populações de diferentes espécies

1. impacto humano direto em organismos e populações,

sistemas ecológicos.

2. impacto humano

para o habitat

1.1. O tema de estudo da ecologia

A ecologia é uma ciência que estuda a relação dos organismos (indivíduos, populações, biocenoses, etc.) humanos). O fortalecimento da influência humana sobre a natureza está tornando cada vez mais agudos os problemas ambientais de interação entre o homem e a natureza, a humanidade e a biosfera.

A ecologia como ciência se formou em meados do século XIX, quando havia o entendimento de que não apenas a estrutura e o desenvolvimento dos organismos, mas também sua relação com o meio ambiente está sujeita a determinadas leis.

O conceito de "ecologia" foi usado pela primeira vez em 1866 pelo cientista alemão E. Haeckel. Vem das palavras gregas oikos, que significa casa, habitação, local de residência, e logos, ciência. “Sob ecologia, queremos dizer a soma do conhecimento”, escreveu E. Haeckel, “relacionado à economia da natureza: o estudo da totalidade da relação de um animal com o meio ambiente, orgânico e inorgânico, e acima de tudo, sua relações amigáveis ​​e hostis com os animais e plantas com os quais entra em contato direta ou indiretamente. Em uma palavra, as relações que Darwin chama de condições que dão origem à luta pela existência.

Inicialmente, esse termo foi usado quando se tratava do estudo da relação entre plantas e comunidades vivas que fazem parte de sistemas persistentes e organizados que se desenvolveram no processo de evolução do mundo orgânico e do meio ambiente.

O ecologista americano Eugene Odum deu a definição mais concisa e menos específica de ecologia como a biologia do meio ambiente.

A formação da ecologia como ciência ocorreu no início do século XX, e por muito tempo se desenvolveu entre as ciências biológicas. Um papel importante na diferenciação da ciência ecológica foi desempenhado pelo III Congresso de Botânica, realizado em 1910 em Bruxelas. Decidiu-se dividir a ecologia das plantas em ecologia de indivíduos (autocologia) e ecologia de comunidades (sinecologia). Essa divisão também se estendeu à ecologia animal e à ecologia geral.

A ecologia geral lida com o estudo de todos os tipos de ecossistemas. A ecologia vegetal estuda a relação dos organismos vegetais com o meio ambiente. A ecologia animal estuda a dinâmica e a organização do reino animal.

Além disso, há a ecologia do homem e a ecologia dos microrganismos. Desde os anos 70 do século XX, a ecologia social vem se desenvolvendo, estudando as características da interação entre a sociedade e o meio ambiente e sua proteção.

No entanto, as altas taxas de crescimento populacional no globo, o rápido desenvolvimento da indústria, transporte e construção foram acompanhados por volumes cada vez maiores de consumo de recursos naturais. A natureza tecnogênica da civilização do tipo ocidental com seu poderoso potencial como meio de destruir toda a vida na Terra, o desenvolvimento do progresso científico e tecnológico levou a grandes mudanças no meio ambiente sob a influência da atividade humana (atividade antropogênica).

Em muitos países do mundo - América do Norte, Europa Ocidental, Japão - a situação ecológica piorou, surgiram regiões de crise ecológica, onde a qualidade do habitat não correspondia às condições normais para o funcionamento dos organismos vivos. Na segunda metade do século XX. havia a necessidade de estudar o ambiente humano. E isso, por sua vez, levou ao "esverdeamento" de muitos ramos da ciência moderna. Ciências como economia, geografia, geologia, química, física, matemática etc. estão ativamente engajadas nas questões de proteção do meio ambiente humano, gestão racional da natureza, mas em problemas.

A ecologia ampliou muito o assunto de seu estudo. Além disso, em pouco tempo, principalmente a partir dos anos 60-70 do século XX. ocorreu a diversificação da ciência. Segundo M.F. Reimers, a ecologia é: 1) uma parte da biologia (bioecologia) que estuda as relações (relações) dos organismos (indivíduos, populações, biocenoses) entre si e o meio ambiente, ou seja, tem como objeto de estudo que foi delineado por E. Haeckel; 2) uma disciplina que estuda as leis gerais do funcionamento dos ecossistemas de vários níveis hierárquicos. Hierarquia é entendida como o arranjo de elementos, regiões, sistemas em uma fileira escalonada. Em cada estágio (ou níveis), como resultado da interação com o meio ambiente (energia e matéria), surgem sistemas funcionais característicos; 3) uma ciência complexa que estuda o habitat dos seres vivos, incluindo os humanos; 4) um campo de conhecimento que considera um determinado conjunto de objetos e fenômenos do ponto de vista de um sujeito ou objeto (principalmente vivo e com a participação dos vivos); 5) estudo da posição do homem como espécie e sociedade na ecosfera do planeta, sua relação com os ecossistemas e a magnitude do impacto sobre eles.

O espectro de subdivisões ecológicas é muito amplo. Inclui ciências ambientais especializadas, que diferem no objeto e assunto de estudo.

A bioecologia é uma parte da biologia que estuda a relação dos organismos (indivíduos, populações, biocenoses, etc.) entre si e com o meio ambiente. Inclui a ecologia de indivíduos (autocologia), populações (ecologia populacional, demecologia) e comunidades (sinecologia).

A autocologia estuda a relação dos membros de uma espécie com o meio ambiente. Estuda principalmente os limites da estabilidade de uma espécie e sua interação com diversos fatores ambientais: calor, luz, umidade, fertilidade, etc. padrões gerais da ação dos fatores ambientais sobre os organismos vivos.

A sinecologia analisa a relação entre representantes individuais de um determinado conjunto de organismos vivos pertencentes a diferentes populações, bem como entre eles e o meio ambiente.

Nos anos trinta do século XX, formou-se a ecologia populacional - a demecologia. Estuda a estrutura de uma espécie (biológica, sexual, etária, ecológica) e descreve as flutuações no número de espécies diferentes e estabelece suas causas.

No atual estágio de desenvolvimento da sociedade, a ecologia resolve uma série de problemas e utiliza métodos, materiais, princípios que vão muito além das ciências puramente biológicas. Apesar de alguns cientistas (principalmente biólogos) continuarem a atribuí-la às ciências biológicas, a maioria deles, em particular os geoecologistas, acredita que a ecologia se transformou em uma disciplina integral fundamentalmente nova que combina todas as ciências naturais, exatas, humanitárias e sociais . Esta opinião é compartilhada por N. Reimers, G. Golubev, A. Yablokov, A. Yanshin, G. Yagodin, A. Laptev, D. Meadows, T. Miller, K. Montgomery e muitos outros conhecidos pesquisadores nacionais e estrangeiros . Há 20 anos, o professor-geógrafo V. Alpatov observou que a ecologia pode ser atribuída igualmente a áreas de conhecimento biológicas e geográficas, e deve ser considerada uma ciência completamente independente. Coube à ecologia desenvolver novos métodos de base científica, baseados na ideia de preservar a biosfera do planeta.

Existem várias definições de ecologia moderna e várias classificações de seus principais componentes. Alguns autores dão a atenção principal aos aspectos filosóficos e culturais gerais, o segundo - social, o terceiro - ecológico e econômico, o quarto - detalhamento bioecológico.

Assim, G. Schwwebs coloca a cultura no centro do esquema de classificação do conhecimento ecológico como base para a acumulação de conhecimento pela humanidade, a riqueza da história humana, encarnada em valores espirituais e materiais, e como elemento da atividade criativa (cultura de produção, agricultura, comportamento, gestão da natureza, etc.). Ele acredita que o esverdeamento do pensamento só será uma forma natural de atividade depois de se tornar um elemento integral da cultura. E para isso é necessária uma formação adequada e uma abordagem interdisciplinar, quando a direção filosófica central é a cultura.

G. Schwwebs considera inadequado, classificando o conhecimento ambiental moderno, dar o lugar principal à bioecologia, tecnologia ou geoecologia, pois neste caso a abordagem do assunto estreita o problema. Explicando sua visão do problema, ele afirma: “... o cerne da educação ambiental deve ser a ecologia social - um ramo interdisciplinar do conhecimento sobre as relações no sistema "natureza - sociedade". Ou seja, baseia-se não no conceito generalizador de "cultura", mas em uma das seções da ecologia geral - a socioecologia.

No esquema de G. Schwwebs, a justa alocação entre os quatro principais blocos já conhecidos do conhecimento ecológico (bioecologia, geoecologia, tecnoecologia, ecologia humana), as seções “ecologia da alma” e “ecologia da cultura” (o estudo da questões de ética ambiental, a ecologização da arte) merece atenção. , diplomacia). Mas a proposta de considerar toda a ecologia apenas no sistema das ciências sociais levanta dúvidas.

Na forma de uma flor com seis pétalas - divisões de ramos - e "socioecologia teórica" ​​dentro, G. Bachinsky propôs seu esquema estrutural da ciência ambiental moderna. Ele também acredita que sob a influência de grandes mudanças antropogênicas no meio ambiente nas últimas décadas, à beira das ciências naturais, sociais e técnicas, na maioria dos países desenvolvidos uma nova disciplina científica complexa começou a se formar - a socioecologia. G. Bachinsky é um fervoroso defensor deste termo e, expondo sua opinião sobre as metas, objetivos e métodos de vários departamentos ambientais, ele adiciona o prefixo socio- a muitos termos anteriormente amplamente conhecidos: socioecossistema, leis socioecológicas de interação entre sociedade e natureza, direito socioecológico, instituições científicas socioecológicas e afins, praticamente sem alterar a essência dos próprios conceitos.

O esquema da estrutura da ecologia de G. Bachinsky é simplificado e muito pouco convincente fundamenta a conveniência de atribuir um lugar central à socioecologia, que “não apenas resume mecanicamente os resultados dos estudos socioecológicos setoriais, mas também os generaliza em um sistema qualitativamente novo nível, estudando os socioecossistemas como objetos do sistema integral”. O autor argumenta que "a socioecologia, como toda ciência independente, tem sua própria base teórica, uma gama de tarefas claramente definida que são características apenas dela, um objeto, um objeto de estudo e seus próprios métodos de pesquisa". Infelizmente, o potencial teórico da socioecologia é agora muito fraco e não tem “métodos próprios de pesquisa”, mas usa métodos amplamente utilizados em economia, geologia, geografia, biologia, matemática e afins. O esquema de G. Bachinsky não dá uma ideia da natureza da relação entre as divisões individuais da ecologia, bem como sua hierarquia, não abrange as últimas divisões da ciência ambiental (ecologia global, espaço, tecnoecológica, urbanecologia ) e é demasiado sociológico.

A. Laptev oferece sua própria diversificação da ecologia moderna, onde o lugar principal é dado à ecologia geral, que abrange sete divisões principais da ecologia de sistemas bióticos e biológicos, geográfico (paisagem), planejamento urbano (engenharia), social, econômico, Ecologia Industrial e Agrícola. Este esquema não é detalhado, mas mais claro e lógico do que o esquema de G. Bachinsky. Também não abrange as divisões mais recentes.

Um dos principais bioecologistas da Moldávia, I. Dedu, em seu trabalho fundamental "Dicionário Enciclopédico Ecológico" prestou muita atenção à essência da estrutura e tarefas da ecologia moderna. Ele considera a ecologia moderna como uma ciência biológica sintética da relação entre os organismos vivos e o meio ambiente.

I. Dedu observa que a ecologia fundamental teórica moderna ainda está se desenvolvendo, mas deve se tornar a base biológica para as três ciências ambientais básicas - ecologia global, ecologia humana e conservação da natureza. Sem negar a necessidade de destacar novas divisões ecológicas na estrutura da ecologia moderna, que ele uniu no bloco “ecologia aplicada”, I. Dedyu colocou a biologia na base do esquema, reduzindo a importância dos aspectos geográficos, geológicos e tecnogênicos . Mas é importante que, colocando o foco da ecologia moderna em todos os aspectos da interação de energia e matéria em um ecossistema, o cientista acredite que os ecossistemas naturais formam biótipos e biocenoses em todos os seus níveis, que são o principal objeto de estudo da ecologia .

Ou seja, na resolução do problema é atribuída igualmente grande importância o estudo da génese, dinâmica e relações de todos os factores ambientais: bióticos, abióticos e antropogénicos.

O mais detalhado e fundamentado é o esquema da estrutura da ecologia moderna proposto pelo ecologista russo M. Reimers. Ele dá cinco definições diferentes de ecologia (bioecologia como uma ciência complexa que estuda o habitat dos seres vivos, etc.).

O lugar central no esquema de M. Reimers é ocupado por uma grande ecologia (megaecologia geral, global), que é dividida em blocos, departamentos e subdivisões (um total de 38 divisões).

Os principais blocos do esquema são bioecologia, ecologia geográfica ou paisagística, ecologia humana e ecologia aplicada (tecnoecologia). A ecologia dinâmica, analítica geral e espacial também são destacadas separadamente.

Apesar da perfeição (em comparação com outros esquemas), o esquema de G. Reimers, de acordo com G. A. Belyavsky, N. M. Padun, G. S. Furdui, tem certas desvantagens.

Em primeiro lugar, o esquema e suas explicações não dão uma idéia clara da diferença entre as funções da ecologia grande (global) e geral, que é definida por um departamento separado. Não está claro por que os blocos "ecologia analítica" e "ecologia dinâmica" são arrancados do bloco "bioecologia", e várias subdivisões de "ecologia médica" são separadas do bloco "ecologia humana" e colocadas no bloco "aplicada ecologia" juntamente com "engenharia" e "ecologia agrícola".

Em segundo lugar, o regime não abrange novas subsecções tão importantes como a ecologia da cultura, assuntos militares, transportes, energia, ecologia jurídica.

Em terceiro lugar, no bloco de ecologia geográfica, as subdivisões menores são distinguidas de acordo com critérios completamente diferentes - geoestrutural, zonal-paisagístico, geoquímico e a categoria de águas naturais. O esquema não contém subdivisões “economia do uso racional dos recursos naturais” e “proteção dos recursos”, aspectos geológicos e afins não são levados em consideração.

Esses autores propuseram um novo esquema de classificação para a ecologia, em que para todas as seções da ecologia moderna, o conceito generalizador deveria ser “grande”, ou “ecologia geral”. Suas principais tarefas são as seguintes:

estudo do ponto de vista de uma abordagem sistemática do estado geral da biosfera moderna do planeta, as razões de sua formação e as características das mudanças sob a influência de fatores naturais e antropogênicos (ou seja, o estudo dos padrões de formação, existência e funcionamento de sistemas biológicos de todos os níveis em conjunto com a atmosfera, litosfera, hidrosfera, tecnosfera);

previsão da dinâmica do estado da biosfera no tempo e no espaço;

desenvolvimento de formas de harmonizar a relação entre a sociedade humana e a natureza, preservando a capacidade da biosfera de auto-reparação e auto-regulação, levando em conta as leis ambientais básicas e leis gerais para otimizar a relação entre sociedade e natureza.

O esquema é composto por seis blocos: o central - ecologia geral (grande) e cinco principais (bioecologia, geoecologia, tecnoecologia, socioecologia e ecologia espacial). Cada bloco tem seus próprios departamentos e subdepartamentos ambientais. No total, o esquema tem mais de 80 unidades ambientais, que cobrem quase todas as áreas modernas de pesquisa ambiental (Fig. 1.1). Com o advento de novas áreas de pesquisa e atividade, o esquema pode ser facilmente complementado.

O bloco mais desenvolvido e "mais antigo" é a bioecologia - o substrato mãe da ciência ecológica. A estrutura deste bloco é construída levando em consideração as idéias de bioecologistas modernos proeminentes (Yu. Odum, G. Dazho, N. F. Reimers, I. Dedu, etc.). Mas antes são acrescentadas as já conhecidas subdivisões do bloco bioecológico, como os fundamentos da bioindicação, ecologia experimental, conservação, biomonitoramento, biosfera, ecologia humana.

O bloco geoecológico é composto por sete seções principais e nove subdivisões. Os principais são ecologia da paisagem, economia ambiental e proteção ambiental (para resolver seus problemas, os resultados de estudos de quase todas as outras subdivisões geoecológicas, bem como muitas subdivisões incluídas estruturalmente em bioecologia, tecnoecologia e socioecologia), ecologia atmosférica, hidrosfera e litosfera são usados. Nas duas últimas subseções, os elementos estruturais são a ecologia de reservatórios artificiais, o Oceano Mundial, lagos e pântanos, rios, solos, depósitos minerais (ou mineração), ecologia de geoengenharia, conservação geológica, etc. geoecoinformática e a ecologia de zonas anômalas de geoenergia.

Os principais elementos estruturais do bloco tecnoecológico são a ecologia da energia, indústria, agroecologia, ecologia dos transportes, assuntos militares. Em particular, a ecologia energética tem as seguintes subseções: a ecologia de usinas nucleares, usinas térmicas, usinas hidrelétricas, fontes de energia não tradicionais (solar, geotérmica, eólica, bioenergia, energia marinha). A ecologia da indústria combina áreas como a ecologia das indústrias química, metalúrgica, combustível, energia elétrica, marcenaria, engenharia mecânica e materiais de construção.

A agroecologia é dividida em proteção do solo, recuperação e ecologia agroquímica e ecologia pecuária.

O bloco de socioecologia possui 12 divisões, sendo as principais psicoecologia, ecologia urbana, ecologia populacional, legislação ambiental e cooperação internacional na proteção da biosfera.

E, finalmente, o bloco de ecologia espacial é uma direção jovem de pesquisa ecológica, que possui as seguintes subseções: ecologia de naves espaciais, ecologia do espaço próximo, ecologia planetária do sistema solar, ecologia do espaço sideral e monitoramento ambiental do espaço global.

Cada um desses blocos de ecologia geral deve resolver sua própria gama de problemas, mas todos estão intimamente relacionados, e cada um usa os materiais e resultados do outro durante o desenvolvimento, modelos e previsões sobre o ambiente natural.

Em nosso tempo, há um rápido esverdeamento de várias disciplinas técnicas, o que deve ser entendido como o processo de implementação constante e consistente de soluções tecnológicas, gerenciais e outras que possibilitem aumentar a eficiência do uso dos recursos naturais, juntamente com a melhoria ou pelo menos manter a qualidade do ambiente natural (ou ambiente de vida em geral) nos níveis local, regional, nacional e global. Há também o conceito de tecnologias de produção verdes, cuja essência é a aplicação de medidas para evitar o impacto negativo dos processos de produção no ambiente natural. A ecologização de tecnologias é alcançada desenvolvendo tecnologias modernas com um mínimo de substâncias nocivas na saída - tecnologias sem desperdício ou com baixo desperdício. Recentemente, uma grande variedade de áreas de pesquisa ambiental foram lançadas em todo o mundo, a fim de fornecer aos especialistas as informações ambientais necessárias de todas as esferas da atividade humana. Cerca de uma centena de áreas de pesquisa ambiental já foram formadas, que podem ser combinadas de acordo com o princípio de afiliação da indústria, relacionamentos, ordenação mútua, prioridade, significado teórico e prático (Fig. 1.2).

A esse respeito, a ecologia se dividiu em vários novos ramos e disciplinas, que se afastaram significativamente da definição original de ecologia como a ciência da relação dos organismos vivos com o meio ambiente. Mas no centro de todas as áreas modernas da ecologia estão as ideias fundamentais da bioecologia.

De acordo com o tamanho dos objetos de estudo, a ecologia é dividida em geográfica ou paisagem, cujos objetos de estudo são grandes geossistemas, processos geográficos e ecologia global, cujo assunto é a biosfera e a atividade antropogênica.
dentro dele.

Ecologia mundial. Como disciplina científica, estuda a biosfera, ou seja, o ecossistema que cobre todo o planeta. O tema do estudo da ecologia global é também as conexões ecológicas da biosfera com os processos que ocorrem nas entranhas da Terra e no espaço.

A ecologia global tornou-se a única doutrina da relação ecológica da biosfera com fatores de várias origens, tentando estudar de forma abrangente a influência de fatores antropogênicos, cósmicos, geográficos, geoquímicos e outros sobre ela. As principais tarefas da ecologia global são estudar as mudanças antropogênicas no ambiente natural, fundamentar métodos para sua conservação e melhoria no interesse da humanidade e elucidar os padrões de evolução da biosfera. A principal tarefa é prever mudanças na biosfera no futuro.

A ecologia espacial é um ramo da ecologia que estuda as características da vida de humanos e outros organismos em microssistemas quase completamente fechados de naves espaciais e estações. Desenvolve sistemas de suporte à vida, estuda as possibilidades de criar condições para voos interplanetários de longa duração.

Em relação aos temas de estudo, a ecologia é dividida em ecologia de microrganismos, fungos, plantas, animais, humanos, agrícola, aplicada, engenharia e ecologia geral - uma disciplina teórica e generalizante.

Para o meio ambiente e componentes, a ecologia da terra, água doce, marinha, alta montanha, química e similares são distinguidas.

De acordo com as abordagens do objeto de estudo, distinguem-se a ecologia analítica e a dinâmica.

No aspecto temporal, distinguem-se as ecologias histórica e evolutiva.

No sistema da ecologia humana existe uma ecologia social que estuda a relação dos grupos sociais elementares da sociedade e da humanidade como um todo com o meio ambiente.

A ecologia aplicada é uma disciplina que estuda os mecanismos de impacto antropogênico na biosfera, formas de prevenir processos negativos e desenvolve princípios para o uso racional dos recursos naturais sem degradação ambiental. A ecologia aplicada é baseada em um sistema de leis, princípios e regras da economia ambiental.

A ecologia aplicada como ciência baseia-se principalmente no conhecimento em vários campos da biologia - fisiologia, genética, biofísica, mas também está associada a outras ciências naturais - física, química, geologia, geografia, matemática. Além disso, a ecologia aplicada não pode ser separada da economia, da moral, do direito, pois somente em aliança com eles pode mudar radicalmente a relação do homem com a natureza.

A ecologia aplicada em áreas científicas é dividida em ecologia industrial, ecologia energética, ecologia agrícola, carcinogênese e afins.

Assim, a interpretação moderna do termo "ecologia" como campo do conhecimento é considerar e revelar os padrões de desenvolvimento de organismos, objetos, componentes de comunidades e comunidades como um todo em interações em sistemas de biogeocenoses, noobiogeocenoses, a biosfera de o ponto de vista de um sujeito ou objeto (vivo ou com a participação do vivo), que é central nesse sistema.

Em alguns casos, a ecologia inclui campos de conhecimento aplicados e aplicados relacionados, principalmente relacionados à ciência ambiental - uma disciplina complexa sobre o ambiente humano, principalmente natural, sobre sua qualidade e sua proteção. O termo "ecologia" começa a ser identificado com a disciplina "Proteção da Natureza" ou "Proteção do Meio Ambiente". No entanto, essas disciplinas são tradicionalmente baseadas na introdução de proibições e regulamentações, e não na racionalização geral da gestão da natureza.

A pesquisa ambiental moderna deve ser uma base científica para o desenvolvimento de uma estratégia e tática para o comportamento humano no ambiente natural, gestão racional da natureza, proteção e reprodução do ambiente. A conclusão mais importante dos estudos ambientais deve ser a determinação da capacidade ecológica dos territórios, que depende completamente do estado de seus ecossistemas.

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O tema de estudo da ecologia

A ecologia é uma ciência que estuda a relação entre os organismos e seu ambiente, bem como as condições para a existência desses organismos. Como ciência, a ecologia teve origem na segunda metade do século XIX, após os trabalhos científicos de naturalistas, biólogos, zoólogos: Darwin, Haeckel, Humboldt, Roulier. Ecologia refere-se às ciências naturais, usa as conquistas e métodos de conhecimento da física, química, matemática. Por exemplo, o desenvolvimento de sistemas vivos está sujeito às leis da termodinâmica de sistemas abertos, a circulação de substâncias é descrita pelas leis da química, as leis da hereditariedade, migração animal, dinâmica populacional são descritas usando a teoria da probabilidade. Além disso, a ecologia inclui elementos de geologia e geofísica (a evolução da Terra), biologia (as leis do desenvolvimento dos organismos vivos), genética (as leis da hereditariedade dos organismos vivos), fisiologia humana e sociologia.

Desde o seu nascimento, esta ciência passou por mudanças significativas e continua a se desenvolver rapidamente hoje. Atualmente, o tema da ecologia como ciência consiste nos seguintes componentes:

1. Sistemas vivos e sua interação com o meio ambiente.

2. A natureza como um todo e sua interação com a sociedade.

3. Uma abordagem científica geral especial para o estudo dos problemas de interação entre organismos, biossistemas e meio ambiente (abordagem ecológica).

4. Problemas científicos e práticos da relação homem-natureza (problemas ambientais).

A estrutura da ecologia. Vida sistemática

A Figura 1.1 ilustra a estrutura da ecologia moderna. A ecologia moderna é representada por quatro grandes seções: bioecologia, geoecologia, ecologia aplicada, ecologia social. Em nosso curso, cada uma dessas seções será brevemente estudada. Os cientistas estabeleceram que a vida na Terra tem uma estrutura sistêmica. Ou seja, a vida existe na forma de sistemas auto-sustentáveis ​​e auto-reguladores. Como a vida na Terra tem uma estrutura sistêmica, a ecologia se caracteriza pelo estudo de seus objetos como SISTEMAS. Além disso, os sistemas vivos são abertos (abertos) e obedecem às leis da termodinâmica dos sistemas abertos. Um SISTEMA é um conjunto de elementos idênticos interagindo entre si e formando uma unidade integral. Alocar sistemas materiais e abstratos. Os sistemas materiais são divididos em inorgânicos (física, química, geologia) e orgânicos vivos (biológicos, sociais, ecossistemas, populações, organismos). Sistemas abstratos: lógicos, linguísticos, matemáticos. Os sistemas são caracterizados por uma hierarquia e ordem de elementos. Medidas Quantitativas de Pedidos - Informações EU, entropia S. E EU proporcional a 1/ S. O próprio sistema pode fazer parte de um sistema mais complexo (subsistema). Ou outros sistemas (supersistema) podem entrar nele como componentes. Um exemplo de sistemas em física: um sistema com parâmetros distribuídos, com parâmetros agrupados, um sistema de corpos em interação.

Leis de todo o sistema

Como vamos estudar ecologia? Os sistemas vivos diferem em tamanho, formas de interagir com o meio ambiente, formas de conexões internas. Em geral, os sistemas diferem no grau de organização. A biosfera da Terra tem uma organização superior à da população. Existe uma certa hierarquia de sistemas - subordinação de cima para baixo. Em nossas palestras, passaremos de cima para baixo - da biosfera ao organismo, de um alto nível de organização de sistemas para um baixo. Todos os sistemas da área de distribuição da vida na Terra - BIOSFERAS - são apresentados na fig. 1.2. Eles obedecem às leis da física, química, genética, ecologia. Todos os sistemas vivos não fechados obedecem à teoria dos sistemas e às leis da termodinâmica dos sistemas abertos.

As principais são: a lei da semelhança entre a parte e o todo, a lei da diversidade necessária, a lei da mínima dissipação de energia.

A LEI DA SEMELHANÇA DA PARTE E DO TODO: uma parte é uma cópia em miniatura do todo, portanto todas as partes do mesmo nível da hierarquia dos sistemas são semelhantes. Por exemplo, o modelo do átomo de Rutherford é semelhante ao sistema solar, ou um organismo multicelular complexo é semelhante a um organismo unicelular, uma vez que geneticamente cada célula contém informações sobre o organismo.

A LEI DA VARIEDADE NECESSÁRIA. Nenhum sistema pode consistir em elementos absolutamente idênticos. Por exemplo, os átomos em uma rede cristalina diferem em posições na rede; elétrons na mesma órbita - direções de spin (princípio de Pauli).

REGRA DE EMERGÊNCIA CONSTRUTIVA: Um sistema confiável pode ser composto de elementos ou subsistemas não confiáveis ​​que são incapazes de existência independente. Por exemplo, um formigueiro ou um enxame de abelhas.

TEOREMA DA CONSERVAÇÃO DA ORDEM: em sistemas abertos (que são todos sistemas vivos), a entropia não aumenta, mas cai para um certo valor constante S 0 > 0 ou permanece constante. Portanto, a informação I aumenta para um determinado valor I 0 > 0 ou permanece constante. Ou seja, o sistema busca manter a ordem, utilizando o influxo de energia do ambiente.

LEI DA DISSIPAÇÃO MÍNIMA DE ENERGIA ou ECONOMIA DE ENERGIA: se o processo pode se desenvolver em várias direções permitidas pelas leis da termodinâmica, então o processo irá na direção da dissipação mínima de energia (ou aumento mínimo da entropia).

Essas leis abrangentes são válidas para qualquer sistema, vivo e não vivo.

Ao estudar ecologia, os seguintes principais Termos e definições:

A BIOSFERA é uma espécie de concha da Terra, contendo a totalidade dos organismos vivos e aquela parte da substância que interage com eles. A doutrina da biosfera foi desenvolvida em 1926 pelo acadêmico Vernadsky. Ele entendia a biosfera como a área de existência da matéria viva.

ECOSSISTEMA - um conjunto de diferentes tipos de organismos que vivem juntos e as condições para sua existência, que estão em estreita relação contínua uns com os outros. O ecossistema existe bastante isolado do resto da biosfera. Inclui paisagem, corpos d'água, plantas e animais. Os ecossistemas podem variar em tamanho de uma árvore à Terra. A biosfera da Terra é chamada de ecossistema global.

POPULAÇÃO - conjunto de indivíduos da mesma espécie que interagem entre si, produziram descendentes conjuntamente e habitam o mesmo território. A população funciona em um ecossistema e faz parte da comunidade. Pode haver populações de plantas e animais.

COMUNIDADE - um conjunto de populações interativas que vivem nas mesmas condições climáticas dentro do mesmo ecossistema. Por exemplo, insetos e esquilos terrestres na estepe servem de alimento para pássaros e lobos.

TIPO - um conjunto de indivíduos (organismos vivos) capazes de ter uma articulação, capaz de funções reprodutivas, descendentes.

ORGANISMO VIVO - é constituído por matéria orgânica, diferencia-se no metabolismo com o meio ambiente e na capacidade de reproduzir sua própria espécie.

Métodos de ecologia como uma ciência

Ao estudar ecologia, os seguintes métodos são usados:

1. Descritivo, quando a ciência descreve as relações externas e o comportamento de um objeto. Foi realizado desde os tempos antigos em botânica, geografia, zoologia.

2. Método funcional ou "caixa preta". Permite prever o comportamento de um objeto selecionado com base na observação e análise dos dados de entrada e saída da caixa preta. Ao mesmo tempo, não há análise da estrutura interna da caixa preta.

3. Abordagem analítica. A estrutura interna de um objeto constituído por elementos mais simples é estudada.

4. Uma abordagem sistemática (ecológica) é o principal método de compreensão da ecologia moderna como ciência.

A ABORDAGEM DO SISTEMA é um método de conhecimento científico, que se baseia na ideia dos objetos estudados como sistemas. O pesquisador deve estudar os tipos de conexões dentro do sistema, a interação de sistemas com outros sistemas, construir um quadro teórico geral das conexões. A abordagem de sistemas é usada não apenas em ecologia, mas também em cibernética, tecnologia, gestão e economia. Um exemplo de uma abordagem sistemática em ecologia é mostrado na fig. 1.3. O ecossistema é dividido mentalmente em um objeto e o meio ambiente, enquanto se estudam as interações entre eles - a troca de matéria, energia e informação, seus elementos constituintes, o comportamento e a mudança do sistema ao longo do tempo - a dinâmica.

Experimentos em ecologia até agora tiveram consequências negativas para a biosfera da Terra. Por exemplo, o desmatamento para adquirir terras aráveis ​​levou à desertificação do solo. Milhares de anos atrás, havia uma vegetação exuberante no local do Saara.

Hoje, o meio ambiente, ou seja, os problemas ecológicos da interação entre o homem e o meio ambiente, está se tornando um componente particularmente importante do tema da ecologia como ciência. Os problemas ambientais incluem poluição ambiental, esgotamento dos recursos alimentares e energéticos da biosfera, violação da sustentabilidade e redução da diversidade de espécies (Livro Vermelho). Tanto os indivíduos quanto as grandes organizações devem lidar com os problemas ambientais.

Assim, a ecologia moderna como ciência inclui não apenas métodos para estudar outras ciências naturais, mas também forma nas mentes da geração atual uma responsabilidade para com as gerações futuras pelo estado do meio ambiente e pela saúde das pessoas. Este último conecta ecologia com ética, cultura e psicologia.

Metas e objetivos do curso.

O curso de palestras é projetado para um semestre e é composto por três módulos:

1. Bioecologia - 9 aulas.

2. O impacto da atividade humana na biosfera - 5 aulas.

3. Métodos de engenharia de proteção ambiental - 3 aulas teóricas.

Curso Objetivo: o estudo das leis básicas da ecologia como ciência, a assimilação da terminologia, o estudo dos padrões de comportamento dos ecossistemas de diferentes níveis, a consciência dos problemas ambientais modernos, o conhecimento dos métodos de proteção ambiental.

Objetivos do curso:

1. A necessidade de respeito pela natureza.

2. Conhecer os termos básicos e as leis da ecologia.

3. Conhecer os métodos de engenharia de proteção ambiental.

4. Adquira os princípios de um estilo de vida saudável.

Teste

1. Os sistemas vivos obedecem simultaneamente:

1. A lei da semelhança da parte e do todo, a primeira lei da termodinâmica.

2. A segunda lei da termodinâmica, o teorema da conservação da ordem.

3. A lei da diversidade necessária, o teorema da conservação

ordem.

2. Escolha uma disciplina que faça parte da ecologia:

2. Genética.

3. Geoecologia.

3. Quais fenômenos constituem o tema da ecologia como ciência:

1. Atividade humana.

2. Desenvolvimento vegetal.

3. A relação dos organismos vivos com o meio ambiente.

4. Uma população pode ser chamada de:

1. Fauna do lago.

2. Uma matilha de lobos.

3. Vegetação e fauna da taiga.

5. Um ecossistema pode ser chamado de:

1. O rio, juntamente com os peixes, algas e microrganismos que o habitam.

2. Um rebanho de focas na costa de Kamchatka.

3. Esquilos na estepe e gaviões que se alimentam deles.

6. Uma comunidade pode ser chamada de:

1. A família humana.

2. Biosfera da Terra.

3. Leões e antílopes que vivem nas proximidades.

7. A ecologia moderna como ciência usa como método de conhecimento:

1. Método analítico.

2. Método "caixa preta".

3. Abordagem do sistema.

8. Escolha a tarefa do nosso curso de palestras:

1. Estude a flora e a fauna das reservas russas.

2. Conhecer os métodos de engenharia de proteção ambiental.

3. Salve os oceanos do mundo da poluição por óleo.

4. Reduzir a poluição por gases da atmosfera.

9. Selecione a tarefa do nosso curso de palestras:

1. Salve a baleia azul da extinção.

2. Cuide da natureza.

3. Invente um filtro de águas residuais.

ECOLOGIA

1. Sujeito, tarefas, objeto de estudo
2. Ecossistema. Biosfera.
3. Ecologia Social. O tema do estudo da ecologia social.
4. O ambiente que cerca uma pessoa, sua especificidade e condição.
5. Requisitos ambientais básicos para os componentes do ambiente humano
6. Monitoramento da qualidade do ar, água, alimentos
7. Demografia e problemas ambientais.
8. Recursos naturais utilizados pelo homem e sua proteção. O conceito de "poluição ambiental".
9. Ecologia Aplicada. Problemas ecológicos: regionais e globais.
10. Causas dos problemas ambientais globais. Maneiras possíveis
11. soluções para os problemas ambientais globais.
12. O surgimento do conceito de desenvolvimento sustentável.
13. Atividades ambientais

1. Ecologia (Grego oikos - habitação, residência, logos - ciência) - a ciência biológica da relação entre os organismos vivos e seu ambiente. Este termo foi proposto em 1866 pelo zoólogo alemão Ernst Haeckel. A formação da ecologia tornou-se possível após extensas informações acumuladas sobre a diversidade de organismos vivos na Terra e as características de seu modo de vida em vários habitats, e surgiu o entendimento de que a estrutura, funcionamento e desenvolvimento de todos os seres vivos, sua relação com o ambiente estão sujeitos a certos padrões que precisam ser estudados.

Objetos de ecologia são predominantemente sistemas acima do nível dos organismos, ou seja, o estudo da organização e funcionamento dos sistemas supraorganismos: populações, biocenoses (comunidades), biogeocenoses (ecossistemas) e a biosfera como um todo. Em outras palavras, o principal objeto de estudo em ecologia são ecossistemas , ou seja, complexos naturais unificados formados por organismos vivos e o meio ambiente.

Tarefas de ecologia mudam dependendo do nível estudado de organização da matéria viva.

A ecologia populacional estuda os padrões de dinâmica e estrutura populacional, bem como os processos de interações (competição, predação) entre populações de diferentes espécies. As tarefas da ecologia de comunidades (biocenologia) incluem o estudo dos padrões de organização de várias comunidades, ou biocenoses, sua estrutura e funcionamento (circulação de substâncias e transformação de energia nas cadeias alimentares).

A principal tarefa teórica e prática da ecologia- revelar os padrões gerais de organização da vida e, com base nisso, desenvolver princípios para o uso racional dos recursos naturais em face da crescente influência humana na biosfera.

A interação da sociedade humana com a natureza tornou-se um dos problemas mais importantes do nosso tempo, pois a situação que se desenvolve na relação entre o homem e a natureza muitas vezes se torna crítica: água doce e minerais (petróleo, gás, metais não ferrosos, etc.) .) estão esgotados, a condição dos solos está se deteriorando, as bacias hidrográficas e aéreas, a desertificação de vastos territórios está ocorrendo, a luta contra doenças e pragas das culturas agrícolas está se tornando mais complicada.

As mudanças antropogênicas afetaram quase todos os ecossistemas do planeta, a composição gasosa da atmosfera e o balanço energético da Terra. Isso significa que a atividade humana entrou em conflito com a natureza, como resultado do qual seu equilíbrio dinâmico foi perturbado em muitas partes do mundo.

Para resolver esses problemas globais e, sobretudo, o problema da intensificação e uso racional, conservação e reprodução dos recursos da biosfera, a ecologia une os esforços de botânicos, zoólogos e microbiólogos em uma busca científica, dá doutrina evolutiva, genética, bioquímica e a biofísica sua verdadeira universalidade.

A gama de problemas ambientais inclui também questões de educação e esclarecimento ambiental, questões morais, éticas, filosóficas e até jurídicas. Consequentemente, a ecologia torna-se uma ciência não apenas biológica, mas também social.

Métodos de ecologia são divididos em campo (estudo da vida dos organismos e suas comunidades em condições naturais, ou seja, observação de longo prazo na natureza com diversos equipamentos) e experimental (experimentos em laboratórios estacionários, onde é possível não só variar, mas também estritamente controlar o efeito sobre os organismos vivos quaisquer fatores de acordo com um determinado programa). Ao mesmo tempo, os ecologistas operam não apenas com métodos biológicos, mas também com métodos físicos e químicos modernos, usam a modelagem de fenômenos biológicos, ou seja, a reprodução em ecossistemas artificiais de vários processos que ocorrem na vida selvagem. Através da modelagem, é possível estudar o comportamento de qualquer sistema para avaliar as possíveis consequências da aplicação de várias estratégias e métodos de gestão de recursos, ou seja, para previsão ambiental.

O método de modelagem matemática também é amplamente utilizado para estudar e prever processos naturais.

Esses modelos de ecossistemas são construídos com base em inúmeros dados acumulados em condições de campo e de laboratório. Ao mesmo tempo, modelos matemáticos construídos corretamente ajudam a ver o que é difícil ou impossível de verificar em um experimento.

Assunto, estrutura e tarefas da ecologia

No entanto, o modelo matemático em si não pode servir como prova absoluta da exatidão de uma determinada hipótese, mas serve como uma das formas de analisar a realidade.

A combinação de métodos de pesquisa de campo e experimental permite ao ecologista conhecer todos os aspectos da relação entre os organismos vivos e inúmeros fatores ambientais, o que permitirá não apenas restaurar o equilíbrio dinâmico da natureza, mas também gerenciar os ecossistemas.

2. Ecossistema. Biosfera

Ecossistemaé um sistema constituído por seres vivos e seu habitat unidos em um único todo funcional.

Propriedades básicas:

1) a capacidade de realizar o ciclo de substâncias

2) resistir a influências externas

3) produzir produtos biológicos

Tipos de ecossistemas:

1) microecossistemas (um tronco de árvore em fase de reprodução, um aquário, um pequeno lago, uma gota de água, etc.)

2) mesoecossistema (floresta, lagoa, estepe, rio)

3) macroecossistema (oceano, continente, área natural)

4) ecossistema global (biosfera como um todo)

Y. Odum propôs uma classificação do ecossistema baseada em biomas. São grandes ecossistemas naturais que correspondem a zonas físicas e geográficas. Caracteriza-se por algum tipo básico de vegetação ou outro traço característico da paisagem.

Tipos de bioma

1) terrestre (tundra, taiga, estepes, desertos)

2) água doce (águas correntes: rios, córregos, águas estagnadas: lagos, lagoas, águas pantanosas: pântanos)

3) marinha (oceano aberto, águas de plataforma, zonas de águas profundas)

conceito biogeocenose e ecossistema perto, mas há diferenças. Qualquer biogeocenose é um sistema. Um ecossistema pode incluir várias biogeocenoses, mas nem todo ecossistema possui uma biogeocenose, pois não possui todas as características dela.

Em um ecossistema, pode-se dois componentes - biótico e abiótico . Bióticoé dividido em componentes autotróficos (organismos que recebem energia primária para existência da foto e quimiossíntese ou produtores) e heterotróficos (organismos que recebem energia dos processos de oxidação da matéria orgânica - consumidores e decompositores) que formam a estrutura trófica do ecossistema.

A única fonte de energia para a existência de um ecossistema e a manutenção de vários processos nele são os produtores que absorvem a energia do sol (calor, ligações químicas) com uma eficiência de 0,1-1%, raramente 3-4,5% do quantidade inicial. Autotróficos representam o primeiro nível trófico de um ecossistema. Os níveis tróficos subsequentes do ecossistema são formados por consumidores (2º, 3º, 4º e seguintes níveis) e são fechados por decompositores que convertem a matéria orgânica inanimada em uma forma mineral (componente abiótico), que pode ser assimilada por um elemento autotrófico.

Principais componentes do ecossistema

Do ponto de vista da estrutura do ecossistema, existem:

1. regime climático, que determina a temperatura, umidade, regime de iluminação e demais características físicas do ambiente;

2. substâncias inorgânicas incluídas no ciclo;

3.compostos orgânicos que ligam as partes bióticas e abióticas no ciclo da matéria e da energia:

- produtores - organismos que criam produtos primários;

- macroconsumidores, ou fagotróficos, - heterótrofos que comem outros organismos ou grandes partículas de matéria orgânica;

- microconsumidores (saprotróficos) - heterótrofos, principalmente fungos e bactérias, que destroem a matéria orgânica morta, mineralizando-a, devolvendo-a ao ciclo.

Os três últimos componentes formam biomassa ecossistemas.

Do ponto de vista do funcionamento do ecossistema, distinguem-se os seguintes blocos funcionais de organismos (além dos autótrofos):

biofagos - organismos que comem outros organismos vivos,

saprófagos - organismos que comem matéria orgânica morta.

Essa divisão mostra a relação temporal-funcional no ecossistema, com foco na divisão no tempo da formação da matéria orgânica e sua redistribuição dentro do ecossistema (biófagos) e processamento pelos saprófagos. Entre a morte da matéria orgânica e a reinserção de seus componentes no ciclo da matéria no ecossistema, pode passar um período significativo de tempo, por exemplo, no caso de uma tora de pinheiro, 100 anos ou mais.

Todos esses componentes estão interligados no espaço e no tempo e formam um único sistema estrutural e funcional.

Prazo biosfera foi introduzido por Jean-Baptiste Lamarck no início do século 19, e proposto em geologia pelo geólogo austríaco Eduard Suess em 1875.

No entanto, a criação de uma doutrina holística da biosfera pertence ao cientista russo Vladimir Ivanovich Vernadsky.

Biosfera - um ecossistema de ordem superior, unindo todos os outros ecossistemas e garantindo a existência de vida na Terra. A biosfera inclui as seguintes "esferas":

A atmosfera é a mais leve das conchas da Terra, faz fronteira com o espaço sideral; através da atmosfera há uma troca de matéria e energia com o espaço (espaço exterior).

A hidrosfera é a concha de água da Terra. Quase tão móvel quanto a atmosfera, ela realmente penetra em todos os lugares.A água é um composto com propriedades únicas, um dos fundamentos da vida, um solvente universal.

Litosfera - a casca sólida externa da Terra, consiste em rochas sedimentares e ígneas. No momento, a crosta terrestre é entendida como a camada superior do corpo sólido do planeta, localizada acima do limite de Mohorovich.

A biosfera também não é um sistema fechado, na verdade é totalmente fornecida pela energia do Sol, uma pequena parte é o calor da própria Terra. Todos os anos, a Terra recebe cerca de 1,3 1024 calorias do Sol. 40% dessa energia é irradiada de volta para o espaço, cerca de 15% vai para aquecer a atmosfera, o solo e a água, o restante da energia é a luz visível, que é a fonte da fotossíntese.

V. I. Vernadsky pela primeira vez formulou claramente o entendimento de que toda a vida no planeta está inextricavelmente ligada à biosfera e deve sua existência a ela:

V.I. Vernadsky

A matéria viva (a totalidade de todos os organismos da Terra) é uma parte insignificante da massa da Terra, mas a influência da matéria viva nos processos de transformação da Terra é enorme. Todo aquele aparecimento da Terra, que se observa agora, não seria possível sem bilhões de anos de atividade vital da matéria viva.

No momento, o próprio homem, como parte da matéria viva, é uma força geológica significativa e muda significativamente a direção dos processos que ocorrem na biosfera, colocando em risco sua existência:

De forma vívida, o economista L. Brentano ilustrou o significado planetário desse fenômeno. Ele calculou que, se cada pessoa recebesse um metro quadrado e colocasse todas as pessoas lado a lado, elas nem ocupariam toda a área do pequeno lago Constança, na fronteira da Baviera e da Suíça. O resto da superfície da Terra permaneceria vazio do homem. Assim, toda a humanidade em conjunto representa uma massa insignificante da matéria do planeta. Seu poder não está ligado à matéria, mas ao cérebro, à mente e ao trabalho dirigido por essa mente. No meio, na intensidade e complexidade da vida moderna, uma pessoa praticamente esquece que ela mesma e toda a humanidade, da qual não pode ser separada, estão inextricavelmente ligadas à biosfera - com certa parte do planeta em que vivem . Eles estão geologicamente naturalmente conectados com sua estrutura material e energética. A humanidade, como substância viva, está inextricavelmente ligada aos processos materiais e energéticos de uma determinada concha geológica da Terra - com sua biosfera. Não pode ser fisicamente independente dele nem por um minuto. A face do planeta - a biosfera - muda quimicamente bruscamente pelo homem de forma consciente e principalmente inconscientemente. O homem altera física e quimicamente a concha aérea da terra, todas as suas águas naturais.

Assunto, tarefas e objetivos da ecologia

PALESTRA #1

O nome "ECOLOGIA" vem do grego "OYKOS" - casa, habitação e "LOGOS" - ensino.

Breve história da ecologia. Definição e conteúdo

As origens da ecologia remontam a um passado distante e estão associadas à necessidade de obter plantas e animais para alimentação nas fases iniciais da formação e desenvolvimento das sociedades humanas. Era necessário saber como são os frutos, raízes e caules comestíveis das plantas, onde e quando amadurecem, onde estão as rotas de migração dos animais selvagens, quando e onde se reproduzem. O conhecimento primário desse tipo foi refletido nas obras de Platão, Hipócrates, Aristóteles e outros filósofos eruditos do mundo antigo.

O termo ecologia foi introduzido na ciência pelo biólogo alemão Ernest Haeckel em 1866 em sua obra “Morfologia Geral”.

Ecologiaé uma ciência que estuda as condições para a existência de organismos vivos e a relação entre os organismos e o ambiente em que vivem. Ou seja, a ecologia estuda simultaneamente a natureza inanimada (оikos - casa) e a natureza viva, entre as quais existe uma ligação inextricável. Além disso, a ecologia é classificada de acordo com objetos e ambientes específicos de estudo. Alocar a ecologia do homem, animais, plantas e microorganismos. Por sua vez, esses grupos podem ser estudados ao nível de um indivíduo ou comunidade, ou na água, solo ou atmosfera, em condições terrestres ou espaciais.
A ecologia como ciência é baseada em diferentes ramos da biologia (fisiologia, genética, biofísica), está conectada com outras ciências (física, química, matemática, geografia, geologia), usa seus métodos e termos.
Nesse sentido, os conceitos de "ecologia geográfica", "ecologia química", "ecologia matemática", "ecologia espacial" e "ecologia humana" surgiram nos últimos anos.

Qual é o papel da ECOLOGIA, conhecimento ambiental na formação de especialistas - futuros gerentes de produção?No processo de atividade profissional, o futuro engenheiro especialista influenciará inevitavelmente o meio ambiente e os organismos vivos que nele vivem.

Consequentemente, a medida em que ele entende e possui as leis da natureza e sua estrutura dependerá da eliminação das consequências negativas da produção em que trabalha.

As tarefas da ecologia em relação às atividades de um engenheiro de produção industrial ou de uma empresa de design são as seguintes:

1) Otimização de soluções tecnológicas e de design, baseadas no mínimo dano ao meio ambiente.

2) Previsão e avaliação de possíveis consequências negativas de empreendimentos existentes e planejados sobre o meio ambiente.

3) Detecção e correção oportunas de processos tecnológicos que prejudicam o meio ambiente.

4) Criação de sistemas de tratamento de resíduos industriais.

Ecologia modernaé um ciclo significativo de conhecimento, que incorporou seções de várias ciências.

Incluindo biologia, geografia, geologia, química, física, sociologia, psicologia, estudos culturais, economia, pedagogia e ciências técnicas. Isso implica uma variedade de objetos, métodos e meios de pesquisa ambiental, muitos dos quais são emprestados de áreas de conhecimento afins.

Além disso, a ecologia moderna não só estuda as leis do funcionamento dos sistemas naturais e artificiais, mas busca formas de harmonizar a relação entre natureza e sociedade, cuja natureza determina a saúde das pessoas, sua prosperidade econômica e a preservação do homem como um espécies biológicas. A resolução de problemas ambientais exige muito trabalho em todas as áreas da ciência e tecnologia. Portanto, as idéias e os problemas da ecologia de todas as maneiras possíveis penetram em outras disciplinas científicas e são introduzidos no desenvolvimento social. Esse processo é chamado sociedade esverdeada.

Nas últimas décadas, a ecologia realmente foi além do escopo da biologia e está experimentando um tremendo desenvolvimento em várias direções.

Os ecossistemas são o principal objeto de estudo da ecologia.

Pela primeira vez, o conceito de ECOSSISTEMA foi introduzido por Haeckel: ECOSSISTEMAS- esta é uma combinação de organismos vivos e não vivos e sua interação com o meio ambiente (por exemplo: um campo semeado com trigo é um ecossistema artificial, um sistema antropogênico, uma floresta é um ecossistema natural).

No entanto, a ecologia biológica não leva em consideração uma pessoa e seu impacto no meio ambiente, portanto, o conceito moderno de ecossistema: ECOSSISTEMA- trata-se de um conjunto de seres vivos e habitat, unidos em um único todo, no qual há troca de matéria, energia, informação através da circulação de substâncias. O ciclo das substâncias é a base para a estabilidade de um ecossistema.

Além disso, o objeto da ecologia é o estudo de espécies, organismos, populações, comunidades e a biosfera geralmente.

VISUALIZAR- é um conjunto de indivíduos capazes de cruzar e ter descendentes férteis em condições naturais, possuindo características morfológicas semelhantes e habitando uma área de distribuição comum, contínua ou parcialmente expandida (habitat da espécie). (Por exemplo, lobo, baleia, golfinho, elefante).

POPULAÇÃO- um conjunto de indivíduos da mesma espécie ocupando uma determinada área, capaz de autorregulação e manutenção do número de indivíduos (POR EXEMPLO: elefantes indianos, veados da montanha). Pode haver várias populações em uma espécie)

Comunidade. Cada organismo ou população tem seu próprio habitat. Quando várias populações de diferentes espécies de organismos vivos vivem no mesmo lugar e interagem entre si, elas criam a chamada comunidade ecológica.

Biosfera(bio - vida) - uma parte da Terra na qual se desenvolve a vida dos organismos que habitam a superfície da terra, as camadas inferiores da atmosfera e a hidrosfera.

BIOSFERA (bio - vida, esfera - bola)- aquela parte da Terra em que a vida existe ou existiu. Esta definição foi introduzida por Vladimir Ivanovich Vernadsky.

Biosfera ou a ecosfera é a soma dos ecossistemas, incluindo todos os organismos vivos interligados com o ambiente físico da Terra.

Assim, a biosfera inclui:

1) Organismos vivos (plantas, animais, microorganismos).

2) Troposfera (camada inferior da atmosfera).

3) Hidrosfera - os oceanos do mundo (oceanos, mares, rios, etc.) (esta é a parte mais habitada da biosfera).

4) Litosfera (parte superior da crosta terrestre).

(Limites da biosfera: Atmosfera - cobertura aérea da Terra. Por sua vez, a atmosfera é dividida em troposfera, estratosfera, nanosfera.

1. Ecologia como ciência

A troposfera - a parte inferior da atmosfera, depois a estratosfera - é habitada condicionalmente, microorganismos, pólen vivem nela, é coroada com a camada de ozônio. Para a camada de ozônio 20-25 km. Em seguida vem o espaço.

Vernadsky expandiu o conceito de biosfera, considerando as rochas também um objeto.

Dependendo do objeto de estudo A ecologia é dividida em:

a) autoecologia (auto - único), seção que estuda espécies individuais;

b) população ou de-ecologia - estuda a estrutura e a dinâmica das populações; (demecologia da palavra "demografia").

c) sinecologia - estuda a relação das populações, comunidades e ecossistemas com o meio ambiente.

Além disso, a ECOLOGIA é classificada de acordo com objetos e ambientes específicos de estudo, ou seja, distinguir entre a ecologia dos animais, a ecologia das plantas e a ecologia dos microrganismos.

Classificação dos ecossistemas por tamanho:

1. Microecossistema: um formigueiro, uma poça, uma gota d'água, uma grande pedra na estepe, uma árvore caída na floresta, a saída de várias nascentes, uma touceira de pântano, um remanso ou uma fenda rochosa em um riacho de montanha, etc.

2. Mesoecossistema: uma ravina na estepe, um pequeno bosque, um pequeno lago ou lagoa, as encostas norte ou sul de uma montanha separada.

3. Macroecossistema : maciço florestal, desfiladeiro de montanha, grande lago, deltas de grandes rios, oceanos, deserto.

BIOMA- um termo amplamente utilizado para grandes ecossistemas regionais ou subcontinentais: biomas de florestas decíduas ou estepes, biomas de tundra ou taiga.

4. Ecossistema global - biosfera

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Aula #1 Introdução

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1. O objeto de estudo da ecologia é a interação dos sistemas vivos.

2. Métodos utilizados na pesquisa ecológica.

3. O papel da ecologia na formação de uma imagem moderna do mundo e nas atividades práticas das pessoas.

4. A importância da ecologia no desenvolvimento das profissões e especialidades do ensino secundário profissional.

1. O objeto de estudo da ecologia é a interação dos sistemas vivos

O fundador da ecologia é considerado o biólogo alemão E. Haeckel (1834-1919), que pela primeira vez em 1866 usou o termo "ecologia". Ele escreveu: “Por ecologia, entendemos a ciência geral da relação entre o organismo e o meio ambiente, onde incluímos todas as “condições de existência” no sentido amplo da palavra. Eles são parcialmente orgânicos e parcialmente inorgânicos.”

Inicialmente, essa ciência era a biologia, que estuda as populações de animais e plantas em seu habitat.

Ecologia é o estudo de sistemas em um nível acima do organismo individual. Os principais objetos de seu estudo são:

- população - um grupo de organismos pertencentes à mesma espécie ou similar e ocupando um determinado território;

— um ecossistema que inclui uma comunidade biótica (um conjunto de populações no território considerado) e um habitat;

A biosfera é a área de distribuição da vida na Terra.

2. Métodos usados ​​em estudos ambientais

A ecologia, como qualquer ciência, usa uma variedade de métodos de pesquisa. Existem muitos desses métodos na ecologia, pois a ecologia é uma ciência interdisciplinar, que se baseia, além dos fundamentos biológicos, nos fundamentos das ciências geográficas, técnicas, econômicas e sociais, matemáticas, médicas, meteorológicas, etc. Em relação à ecologia, são usados ​​tanto métodos gerais, que encontraram sua aplicação em muitas ciências, quanto métodos específicos, que geralmente são usados ​​apenas em ecologia.

Todos os métodos ambientais podem ser divididos em três grupos principais:

– Métodos pelos quais são coletadas informações sobre o estado dos objetos ambientais: plantas, animais, microrganismos, ecossistemas, biosfera,

– Processamento da informação recebida, dobragem, compressão e generalização,

— Métodos de interpretação dos materiais factuais recebidos.

Os seguintes métodos de pesquisa são utilizados em ecologia: métodos químicos, físicos, biológicos, de indicação ambiental, meteorológicos, métodos de monitoramento ambiental, o monitoramento pode ser local, regional ou global.

Os estudos ambientais de campo são geralmente divididos em rota, estacionário, descritivo e experimental.

- Métodos de rota são usados ​​para determinar a presença de certas formas de vida de organismos, grupos ecológicos, fitocenoses, etc., sua diversidade e ocorrência na área de estudo. As principais técnicas são: observação direta, avaliação do estado, medição, descrição, elaboração de diagramas e mapas.

- Os métodos estacionários incluem métodos de observação de longo prazo (sazonal, durante todo o ano ou longo prazo) dos mesmos objetos, exigindo descrições, medições e medições repetidas dos objetos observados. Os métodos estacionários incluem métodos de campo e de laboratório. Um exemplo característico de um método estacionário é o monitoramento (observação, avaliação, previsão) do estado do meio ambiente.

— Os métodos descritivos são um dos principais no monitoramento ambiental. A observação direta e direta dos objetos em estudo, a fixação da dinâmica de seu estado ao longo do tempo e a avaliação das mudanças registradas permitem prever possíveis processos no ambiente natural.

- Os métodos experimentais combinam vários métodos de intervenção direta no estado normal e natural dos objetos em estudo. Observações, descrições e medições das propriedades de um objeto feitas no experimento são necessariamente comparadas com suas próprias propriedades em condições não envolvidas no experimento (experimento de fundo).

- Recentemente, difundiu-se o método de modelagem de fenômenos ambientais, ou seja, a imitação em condições artificiais de vários processos inerentes à natureza viva. Assim, sob "condições modelo" foram realizadas muitas reações químicas que ocorrem na planta durante a fotossíntese.

Definição de ecologia

Em algumas áreas da biologia e ecologia, os chamados "modelos vivos" são amplamente utilizados. Apesar do fato de que diferentes organismos diferem uns dos outros, muitos processos fisiológicos neles ocorrem quase da mesma maneira. Portanto, é conveniente estudá-los em criaturas mais simples. Tornam-se modelos vivos. Por exemplo, zoochlorella, algas microscópicas unicelulares que se multiplicam rapidamente em condições artificiais, podem servir de modelo para estudar o metabolismo, enquanto células gigantes de plantas e animais são usadas para estudar processos intracelulares, etc.

— Atualmente, a modelagem computacional de situações ambientais é cada vez mais utilizada.

3. O papel da ecologia na formação de uma imagem moderna do mundo e nas atividades práticas das pessoas

Hoje, o papel da ecologia na vida e nas atividades práticas do homem está crescendo. Isso se deve ao agravamento da situação ecológica na Terra, causada pelo crescimento populacional, alto consumo de energia, exacerbação das contradições sociais.

Um maior desenvolvimento e até mesmo a existência da civilização moderna só é possível em harmonia com o meio ambiente, o que requer profundo conhecimento e observância das leis biológicas, o uso generalizado da biotecnologia.

4. A importância da ecologia no desenvolvimento das profissões e especialidades do ensino secundário profissional

A finalidade da disciplina “Ecologia” justifica-se pela necessidade de preservar o bem-estar ecológico na Terra, que depende inteiramente, em primeiro lugar, do nível de conhecimento ambiental. O homem, em uma luta competitiva pela sobrevivência no ambiente natural, começou a construir seus próprios ecossistemas antropogênicos artificiais.

No estágio atual, para atender às suas necessidades cada vez maiores, é forçado a mudar os ecossistemas naturais e até destruí-los, talvez sem querer. A disciplina é projetada para formar uma posição ecológica entre os alunos, intensificar a atividade criativa dos alunos no processo educacional, levando em consideração as tendências modernas, e auxiliar no domínio das habilidades de conduzir pesquisas científicas independentes. O principal objetivo na formação de um Médico Veterinário na disciplina “Ecologia” é dar aos alunos o conceito de “gado e produtos agrícolas amigos do ambiente”.

SEÇÃO 1. ECOLOGIA COMO DISCIPLINA CIENTÍFICA

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Ecologia e monitoramento ambiental

Pergunta número 1: O conceito de ecologia, as principais seções de ecologia. A relação da ecologia com outras ciências

A ecologia é uma ciência que estuda os padrões de interação entre os organismos e seu ambiente, as leis de desenvolvimento e existência de biogeocenoses como complexos em várias partes da biosfera ...

A ecologia surgiu originalmente como a ciência do habitat dos organismos vivos: plantas, animais (incluindo humanos), fungos, bactérias e vírus, sobre a relação entre os organismos e seu ambiente e sobre a relação dos organismos entre si. A própria palavra "ecologia" apareceu muito mais tarde em comparação com a época em que o próprio conhecimento ecológico apareceu. Foi introduzido pelo biólogo alemão Ernst Haeckel (1869) e foi formado a partir da palavra grega "oikos" - casa, habitação. Até a década de 1930, a ecologia geral como uma ciência geralmente reconhecida ainda não existia. Por muito tempo, a ecologia foi representada por todos os tipos de disciplinas ecológicas privadas: ecologia vegetal, ecologia animal, ecologia fúngica, etc. Essas disciplinas foram formadas no âmbito das seções taxonômicas correspondentes da biologia - botânica, zoologia, micologia, etc., como subdivisões dessas ciências.

Com o acúmulo de conhecimento sobre a interação dos organismos vivos com o meio ambiente, os pesquisadores perceberam que na Terra existem sistemas peculiares constituídos por organismos vivos e matéria inanimada. Eles são caracterizados por um alto nível de organização, a presença de links diretos e de feedback entre os componentes (partes desses sistemas), a capacidade de manter seu estado sob todos os tipos de distúrbios, ou seja, esses sistemas consistem em componentes interdependentes e de interação ordenada que formam um todo único. Eles foram chamados de ecológicos, ou ecossistemas.

Os ecossistemas estão ao nosso redor. Onde há vida, há ecossistemas. E a vida na Terra está em toda parte: nas profundezas do oceano no fundo das fossas mais profundas do mar, e na atmosfera a uma altitude de várias dezenas de quilômetros, e em cavernas profundas onde um raio de luz nunca penetra, e nas superfície de geleiras na Antártida e no alto Ártico. O maior ecossistema é a biosfera, ou ecosfera, da Terra. Inclui todo o conjunto de organismos vivos do planeta interagindo com a natureza inanimada, e a energia do Sol passa por ele, garantindo um equilíbrio estável da biosfera.

Mas longe de todas as propriedades dos ecossistemas podem ser caracterizadas estudando apenas seus componentes individuais (plantas superiores, animais, fungos, bactérias) ou níveis individuais de organização (nível gênico, celular ou sistemas superiores de organismos).

Somente estudando todos os componentes da biota em conjunto e levando em consideração fatores ambientais, pode-se obter informações completas e objetivas sobre ecossistemas de diferentes níveis e prever o curso de seu desenvolvimento, o grau de resistência a fatores destrutivos e a capacidade de auto-reparação quando exposto a este último.

Os ecossistemas são um objeto específico de estudo da ecologia geral. Assim, a ecologia geral é a ciência dos ecossistemas, que inclui organismos vivos e matéria não viva com a qual esses organismos interagem constantemente. De acordo com a definição de Vsevolod Anatolyevich Radkevich (1998: 7) "... Ecologia é uma ciência que estuda os padrões de vida dos organismos em seu ambiente natural, e levando em consideração as mudanças que a atividade humana faz nesse ambiente ... ". Uma definição semelhante, mas mais precisa, de ecologia é dada por Igor Aleksandrovich Shilov (2001:9), interpretando-a "... como a ciência dos padrões de formação, desenvolvimento e estabilidade de sistemas biológicos de diferentes níveis em sua relação com o meio ambiente ...".

Assim, o tema de sua pesquisa é macrossistemas: populações, biocenoses, ecossistemas e suas dinâmicas no tempo e no espaço.

Prazo ecologia(ekos - casa, logos - ensino, gr.) foi introduzido na ciência pelo biólogo alemão Ernest Haeckel em 1886.

Palavra "ecologia"É formado a partir de duas palavras gregas: "oicos", que significa casa, habitação, e "logos" - ciência e se traduz literalmente como a ciência da casa, habitat.

Ecologia -É a ciência que estuda a relação dos organismos vivos com seu ambiente.

Como a interação dos organismos entre si e seu ambiente é sempre sistêmica, ou seja, sempre implementada na forma de alguns sistemas de interconexões sustentados pela troca de matéria, energia e informação, os principais objetos de estudo da ecologia são ecossistemas. O maior na hierarquia dos ecossistemas é biosfera. A doutrina da biosfera é uma vasta área de conhecimento sobre o funcionamento e desenvolvimento da biosfera, que inclui uma série de áreas científicas das ciências naturais e de perfil público.

O tema da ecologiaé a totalidade ou estrutura das relações entre os organismos e o meio ambiente.

Com base nos conceitos e orientações acima, segue que tarefas de ecologia são muito diversos.

Em termos gerais, estes incluem:

– desenvolvimento de uma teoria geral da sustentabilidade dos sistemas ecológicos;

– estudo dos mecanismos ecológicos de adaptação ao meio ambiente;

– estudo da regulação do número de populações;

Estudo da diversidade biológica e mecanismos de sua manutenção;

Pesquisa de processos de produção;

Estudo dos processos que ocorrem na biosfera para manter sua estabilidade;

Modelagem do estado dos ecossistemas e processos biosféricos globais.

As principais tarefas aplicadas que a ecologia deve resolver atualmente são as seguintes:

– previsão e avaliação de possíveis consequências negativas no ambiente natural sob a influência das atividades humanas;

– melhoria da qualidade do ambiente natural;

– conservação, reprodução e uso racional dos recursos naturais;

– otimização de soluções de engenharia, econômicas, organizacionais, legais, sociais e outras para garantir um desenvolvimento sustentável ambientalmente seguro, principalmente nas áreas mais desfavorecidas do ponto de vista ambiental.

Objetivo estratégico A ecologia é considerada o desenvolvimento da teoria da interação entre natureza e sociedade a partir de uma nova visão que considera a sociedade humana como parte integrante da biosfera.

Assim, a ecologia torna-se uma das ciências mais importantes do futuro e, “talvez, a própria existência do homem em nosso planeta dependa de seu progresso” (F. Dre, 1976).

A ecologia muitas vezes inclui um grande número de ramos de conhecimento relacionados, principalmente no campo da proteção ambiental.

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Data de publicação: 2014-12-10; Leia: 527 | Violação de direitos autorais da página

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