Ecologia. Scienze ambientali: concetti chiave e obiettivi

1. Condizioni di vita naturali degli organismi

Il clima e le risorse naturali determinano la struttura, la composizione quantitativa e qualitativa delle comunità biologiche. Le risorse naturali includono terra, acqua, piante, animali, minerali e altro ancora. I disastri naturali interrompono il corso della vita formato. A volte la vita inizia a svilupparsi in una direzione diversa. Le catastrofi naturali comprendono terremoti, eruzioni vulcaniche, alluvioni, uragani, frane e frane.

2. Il rapporto tra gli organismi viventi e le loro comunità tra loro e con l'ambiente

In natura, viene stabilito un equilibrio tra diverse specie di organismi viventi, ad esempio tra erbivori e piante, predatori ed erbivori.

3.Modifiche nelle condizioni di vita sotto l'influenza di fattori antropogenici

Un uomo abbatte le foreste, solca la terra, erige dighe sui fiumi, costruisce fabbriche ... Tale attività cambia drasticamente le condizioni naturali della vita e inquina l'ambiente. Ciò influisce negativamente su tutti gli organismi viventi, compresi gli umani.

I. Fattori ambientali

1. Condizioni e risorse ambientali

Risorse ambientali - oggetti e fenomeni naturali utilizzati per il consumo diretto e indiretto

La fotosintesi è il processo mediante il quale piante verdi, alghe e alcuni batteri trasformano l'energia radiante del Sole in energia dei legami chimici della materia organica.

La legge dell'ottimale ecologico di W. Schelford: il fattore limitante nella prosperità dell'organismo può essere almeno il massimo del fattore ambientale, l'intervallo tra i quali determina i limiti della tolleranza  4 organismi a questo fattore.

La tolleranza è la capacità del corpo di tollerare deviazioni dei fattori ambientali ambientali da valori ottimali per esso. Gli organismi con un ampio intervallo di tolleranza sono indicati dal prefisso "Eury-"e con un intervallo ristretto: il prefisso "Angina"per esempio:

Stenobiont - un organismo che richiede condizioni ambientali rigorosamente definite. Esempio: la trota non può tollerare forti sbalzi di temperatura.

Eurybiont è un organismo che può vivere in condizioni ambientali diverse, a volte nettamente diverse. Esempio: un lupo vive in tutte le aree geografiche.

Termini e risorse 1   ambiente- concetti interconnessi. Caratterizzano l'habitat degli organismi. Le condizioni ambientali sono generalmente definite come fattori ambientali che influenzano (positivi o negativi) l'esistenza e la distribuzione geografica degli esseri viventi. I fattori ambientali sono molto diversi, sia in natura che nei loro effetti sugli organismi viventi. Convenzionalmente, tutti i fattori ambientali sono divisi in tre gruppi principali.

Decisione dettagliata paragrafo § 74 sulla biologia per gli studenti di grado 10, autori Kamensky AA, Kriksunov EA, Pasechnik VV 2014

• La cartella di lavoro di Gdz Biology per il grado 10 è disponibile

1. Che cos'è l'ecologia?

La risposta. Ecologia (dal greco. Οικος - casa, famiglia, dimora e λόγος - insegnamento) - una scienza che studia il rapporto tra natura animata e inanimata. Il termine fu proposto per la prima volta nel libro "Morfologia generale degli organismi" ("Generalle Morphologie der Organismen") nel 1866 dal biologo tedesco Ernst Haeckel.

L'ecologia è generalmente considerata un sotto-ramo della biologia, la scienza generale degli organismi viventi. Gli organismi viventi possono essere studiati a vari livelli, da singoli atomi e molecole a popolazioni, biocenosi e biosfera nel suo insieme. L'ecologia studia anche l'ambiente in cui vivono e i suoi problemi. L'ecologia è connessa con molte altre scienze proprio perché studia l'organizzazione degli organismi viventi a un livello molto elevato, esplora le connessioni tra gli organismi e il loro ambiente. L'ecologia è strettamente connessa con scienze come la biologia, la chimica, la matematica, la geografia e la fisica.

2. Quali problemi ambientali conosci?

La risposta. Ci sono molti problemi ambientali sul pianeta:

1. L'effetto serra. Il buco dell'ozono sopra l'Artico si sta espandendo, il che porta anche allo scioglimento dei ghiacciai e all'innalzamento del livello del mare, e di conseguenza, inondazioni di alcune isole, terra e la sua inadeguatezza per ulteriori residenze.

2. Inquinamento atmosferico.

3. Inquinamento del suolo da rifiuti umani.

4. Inquinamento idrico, sempre più acqua diventa inadatta per bere e mangiare.

5. L'estinzione di molte specie di animali e piante.

6. Riduzione della quantità di minerali.

7. Desertificazione di grandi territori, deforestazione.

8. Il fondale basso di fiumi e laghi.

9. Sostituzione di prodotti naturali con prodotti geneticamente modificati.

3. Perché la conoscenza ambientale è necessaria per ogni membro della società?

La risposta. L'educazione ambientale non solo fornisce conoscenze scientifiche nel campo dell'ecologia, ma è anche un collegamento importante nell'educazione ambientale dei futuri specialisti. Ciò implica instillare in essi un'alta cultura ecologica, la capacità di rispettare le risorse naturali, ecc. In altre parole, gli specialisti, nel nostro caso di un profilo tecnico e ingegneristico, dovrebbero avere una nuova coscienza e pensiero ambientale, la cui essenza è che le persone fanno parte della natura e la conservazione della natura è la conservazione della vita piena di una persona.

La conoscenza ecologica è necessaria per ogni persona affinché il sogno di molte generazioni di pensatori possa creare un ambiente degno di una persona che si avvera, per il quale è necessario costruire belle città e sviluppare forze produttive così perfette da garantire l'armonia tra uomo e natura. Ma questa armonia è impossibile se le persone sono ostili l'una all'altra e, inoltre, se c'è una guerra che, purtroppo, ha luogo.

Come ha giustamente osservato l'ecologo americano B. Kommoner all'inizio degli anni '70: “La ricerca delle fonti di eventuali problemi ambientali porta alla verità innegabile che la causa principale della crisi non è il modo in cui le persone interagiscono con la natura, ma il modo in cui interagiscono tra loro ... e che, infine, la pace tra le persone e la natura dovrebbe essere preceduta dalla pace tra le persone ".

Allo stato attuale, lo sviluppo spontaneo delle relazioni con la natura è un pericolo per l'esistenza non solo di singoli oggetti, territori di paesi, ecc., Ma anche per tutta l'umanità.

Ciò è dovuto al fatto che una persona è strettamente connessa con la fauna selvatica, l'origine, i bisogni materiali e spirituali, ma, a differenza di altri organismi, queste connessioni hanno assunto proporzioni e forme tali che questo può condurre (e già porta!) Al coinvolgimento quasi completo della copertura vivente pianeta (biosfera) nel supporto vitale della società moderna, mettendo l'umanità sull'orlo del disastro ambientale.

Solo la conoscenza di come gestirli può fermare lo sviluppo spontaneo di eventi e, nel caso dell'ecologia, questa conoscenza dovrebbe "impadronirsi delle masse" di almeno la maggioranza della società, il che è possibile solo attraverso l'educazione ambientale universale delle persone dal banco di scuola all'università .

La conoscenza ambientale ci consente di renderci conto della dannosità della guerra e del conflitto tra le persone, perché questa non è solo la morte di individui e persino di civiltà, perché questo porterà a una catastrofe ambientale generale, alla morte di tutta l'umanità. Ciò significa che la più importante delle condizioni ambientali per la sopravvivenza dell'uomo e di tutti gli esseri viventi è la vita pacifica sulla Terra. Questo è ciò che una persona educata all'ambiente dovrebbe e dovrà lottare.

Ma sarebbe ingiusto costruire l'intera ecologia "attorno" solo agli umani. La distruzione dell'ambiente naturale comporta conseguenze dannose per la vita umana. La conoscenza ecologica gli consente di capire che l'uomo e la natura sono un tutto unico e che le idee sul suo dominio sulla natura sono piuttosto spettrali e primitive.

Una persona istruita ecologicamente non permetterà un atteggiamento spontaneo nei confronti del suo ambiente di vita. Combatterà contro la barbarie ambientale e, se ci sarà una maggioranza di tali persone nel nostro paese, assicureranno una vita normale per i loro discendenti, difendendo risolutamente la fauna selvatica dall'avida offensiva della civiltà "selvaggia", trasformando e perfezionando la stessa civiltà, trovando la migliore "rispettosa dell'ambiente" »Opzioni per il rapporto tra natura e società.

In Russia, nei paesi della CSI, molta attenzione è rivolta all'educazione ambientale. L'Assemblea interparlamentare degli Stati membri della CSI ha adottato la Legge legislativa raccomandata sull'educazione ambientale della popolazione (1996) e altri documenti, incluso il concetto di educazione ambientale.

L'educazione ambientale, come indicato nel preambolo del Concetto, ha lo scopo di sviluppare e consolidare stereotipi più avanzati del comportamento umano volti a:

1) risparmio di risorse naturali;

2) prevenzione di inquinamento ambientale ingiustificato;

3) la diffusa conservazione degli ecosistemi naturali;

4) rispetto delle norme di comportamento e di convivenza accettate dalla comunità internazionale;

5) la formazione di una disponibilità consapevole alla partecipazione personale attiva alle attività ambientali in corso e al loro supporto finanziario fattibile;

6) agevolazione di azioni ambientali congiunte e attuazione di una politica ambientale unificata nella CSI.

Allo stato attuale, la violazione delle leggi ambientali può essere fermata solo elevando la cultura ecologica di ciascun membro della società al livello adeguato, e ciò può essere fatto, innanzitutto, attraverso l'educazione, attraverso lo studio dei fondamenti dell'ecologia, che è particolarmente importante per gli specialisti nel campo delle scienze tecniche, principalmente per ingegneri civili, ingegneri nel campo della chimica, petrolchimica, metallurgia, ingegneria meccanica, industria alimentare e mineraria, ecc. Questo manuale è destinato a una vasta gamma di studenti che studiano in aree tecniche e specialità delle università. Secondo l'intenzione degli autori, dovrebbe fornire idee di base sulle principali direzioni dell'ecologia teorica e applicata e gettare le basi della cultura ecologica del futuro specialista, basata su una profonda comprensione del più alto valore ¾ sviluppo armonioso dell'uomo e della natura.

Domande dopo § 74

1. Che cosa studia l'ecologia?

La risposta. In un senso più generale, l'ecologia è una scienza che studia le relazioni degli organismi e delle loro comunità con il loro ambiente.

Come scienza indipendente, l'ecologia si è formata solo nel 20 ° secolo, anche se i fatti che ne costituiscono il contenuto, come già notato, hanno attirato l'attenzione umana fin dai tempi antichi. Il significato dell'ecologia come scienza ha iniziato a essere compreso solo di recente. C'è una spiegazione per questo, che è dovuta al fatto che la crescente popolazione della Terra e il crescente impatto dell'uomo sull'ambiente naturale lo mettono di fronte alla necessità di risolvere una serie di nuovi compiti vitali. Per soddisfare i suoi bisogni di acqua, cibo, aria pulita, una persona ha bisogno di sapere come funziona la sua natura circostante e come funziona in tutte le sue relazioni. L'ecologia sta solo studiando questi problemi.

Va ricordato che l'ecologia è una disciplina scientifica fondamentale. E si deve imparare a usare correttamente le sue leggi, concetti e termini. Dopotutto, aiutano le persone a determinare il loro posto nel loro ambiente, a utilizzare le risorse naturali in modo corretto e razionale.

Nella seconda metà del XX secolo esiste una sorta di "inverdimento" di tutta la scienza moderna. Ciò è dovuto al riconoscimento dell'enorme ruolo della conoscenza ambientale, con la consapevolezza che le attività umane spesso non sono solo dannose per l'ambiente, ma, agendo su di esso negativamente, cambiando le condizioni di vita delle persone, minaccia l'esistenza stessa dell'umanità.

Mentre l'ecologia è stata parte integrante della biologia durante la sua comparsa, l'ecologia moderna copre una gamma estremamente ampia di questioni ed è strettamente intrecciata con una serie di scienze correlate, principalmente come biologia (botanica e zoologia), geografia, geologia, fisica, chimica, genetica, matematica, medicina, agronomia, architettura, ecc.

Attualmente, una serie di rami e discipline scientifiche si distinguono in ecologia: ecologia della popolazione, ecologia geografica, ecologia chimica, ecologia industriale, ecologia di piante, animali e umani.

2. Qual è attualmente il ruolo dell'ecologia e perché dovrebbe essere studiato?

La risposta. La natura non è solo più complessa di quanto pensiamo, è molto più complessa di quanto possiamo immaginare. La prima legge dell'ecologia afferma: "Qualunque cosa facciamo in natura, tutto provoca determinate conseguenze, spesso imprevedibili".

Di conseguenza, i risultati delle nostre attività possono essere previsti solo analizzando in modo completo l'impatto che avranno sulla natura. Per l'analisi ambientale, che fornisce una comprensione di come una persona influenza l'ambiente e il rilevamento di quei limiti di cambiamenti nelle condizioni che impediscono la crisi ambientale, è necessario attirare la conoscenza di varie scienze. Pertanto, l'ecologia diventa la base teorica per l'uso razionale delle risorse naturali.

L'ecologia moderna è una scienza universale, in rapido sviluppo e complessa, che è di grande importanza pratica per tutti gli abitanti del nostro pianeta. L'ecologia è la scienza del futuro e forse l'esistenza stessa dell'uomo dipenderà dal progresso di questa scienza.

3. Quali aree di ricerca in ecologia ti sono note?

La risposta. Le principali direzioni dell'ecologia moderna:

Ecologia applicata;

bioecologia;

geo-ecologia;

Ecologia umana (ecologia sociale).

Usando le conoscenze che hai, prepara una storia sulla relazione che si è sviluppata tra uomo e natura nelle varie fasi dello sviluppo della civiltà umana.

La risposta. La complessa relazione tra uomo e società con l'ambiente si è sviluppata storicamente. Se agli albori della civiltà umana, qualsiasi effetto sulla natura fosse compensato dalle azioni delle strutture più potenti della biosfera, nel tempo le influenze antropogeniche hanno iniziato a causare gravi danni. Secondo E.V. Girusov (1976) e E. Ya. Rezhabek (1986), nella storia della relazione tra uomo, natura e società, ci sono tre fasi principali:

produzione manuale utilizzando fonti di energia naturale;

produzione meccanica mediante fonti di energia artificiale;

produzione automatizzata utilizzando metodi artificiali di elaborazione e utilizzo delle informazioni.

Il primo stadio è collegato alla cosiddetta "rivoluzione neolitica", durante la quale l'umanità ha imparato a usare il fuoco e gli strumenti per influenzare la natura, che ha permesso di cambiare l'ambiente. Questo periodo è durato circa 5 mila anni. In questo momento, è stata fatta una transizione graduale dall'economia appropriata (raccolta e caccia) a quella produttiva (agricoltura e allevamento di bestiame). La storia delle civiltà è piena di crisi e rivoluzioni ambientali.

La transizione verso la cucina, la produzione di abiti e la costruzione di luoghi di culto e alloggi con strumenti artificiali è stata molto lunga. Ha permesso all'umanità di cambiare la sua posizione sociale. A quel tempo, furono creati dispositivi meccanici relativamente semplici, guidati dalla forza fisica di persone, animali domestici, motori eolici e idraulici. Tuttavia, nonostante una certa primitività della tecnologia, in questo momento furono create le strutture più grandi, come le piramidi egiziane, i palazzi antichi e i templi. La necessità di una grande quantità di energia è stata realizzata principalmente attraverso l'uso di un esercito di schiavi e, in misura minore, da vari dispositivi meccanici. La necessità di sviluppare nuove aree per l'agricoltura e l'allevamento del bestiame ha comportato la necessità di una deforestazione intensiva e su larga scala e l'uso di metodi di coltivazione "taglia e brucia". La deforestazione in zone a clima tropicale e subtropicale umido alternato - aree più favorevoli all'abitazione umana - ha causato una rapida desertificazione dei territori. L'emergere e l'espansione del lavoro di irrigazione è associato a questo periodo.

Il secondo stadio dell'interazione tra uomo e natura è associato alla rivoluzione industriale dei secoli XVIII-XIX. ed è caratterizzato dal passaggio alla produzione di macchine che utilizza la tecnologia dell'energia artificiale (vapore, quindi elettricità). Grazie a ciò, la metallurgia, la produzione in fabbrica e il trasporto meccanico si sono sviluppati intensamente. L'espansione delle aree per l'agricoltura e l'allevamento del bestiame, causata dalla crescita della popolazione, è stata anche accompagnata dalla desertificazione di alcuni territori e dallo sviluppo di nuovi. Lo sviluppo dell'estrazione mineraria e della metallurgia è associato a un'intensa deforestazione (la foresta è stata spesa per la produzione di carbone, è stata utilizzata come elemento di fissaggio e materiale da costruzione). Successivamente, il carbone fu sostituito dal carbone e ciò rese nuovamente necessario l'espansione del settore minerario. Dopo qualche tempo, il carbone è stato utilizzato per produrre energia termica e quindi combustibili fossili liquidi. Pertanto, durante questo periodo, rispetto alla natura, l'umanità ha fatto una nuova transizione qualitativa dallo "sfruttamento" della sua sola superficie allo "sfruttamento" delle viscere della Terra su una scala significativa (S. V. Klubov, L. L. Prozorov, 1993).

Il terzo stadio, iniziato nel primo quarto del XX secolo, è collegato alla moderna rivoluzione scientifica e tecnologica. È caratterizzato dalla trasformazione delle forze produttive sulla base della trasformazione della scienza in un fattore trainante nello sviluppo della produzione. Questo non è solo lo sviluppo dell'energia nucleare e dell'industria nucleare, ma anche la ricerca di fonti energetiche non convenzionali, lo sviluppo dell'industria chimica, compresa la produzione di polimeri, compositi e altri materiali con proprietà desiderate sconosciute in natura, automazione completa della produzione, uso diffuso di informazioni e informatica e microprocessore tecnologia, l'uso di una vasta gamma di dispositivi elettronici, la creazione di nuovi tipi di trasporto e comunicazione, lo sviluppo di una nuova tecnologia laser, al plasma e a membrana s, lo sviluppo delle biotecnologie, l'uso diffuso di spazio nell'interesse di produzione, comunicazione, ricerca mirata di giacimenti minerari e di sviluppare una serie di misure di protezione ambientale.

Alla fine del XX secolo. molte delle risorse tradizionali del progresso umano hanno perso la loro fondamentale importanza. La principale risorsa del progresso scientifico e tecnologico e dello sviluppo socioeconomico della comunità mondiale è l'informazione. Una rete ben consolidata di sistemi informatici e informatici e di computer svolge oggi lo stesso ruolo dell'elettrificazione, del telefono, della radio e della televisione contemporaneamente. Le informazioni non solo incidono sull'accelerazione dello sviluppo della scienza e della tecnologia, ma svolgono anche un ruolo importante nei processi di garanzia dell'ordine pubblico, comunicazione culturale delle persone e protezione dell'ambiente. L'informazione è una risorsa inesauribile della comunità mondiale. Secondo I.I. Yuzvishin (1996), l'informazione è un processo universale legalmente senza fine di relazioni, connessioni, interazioni e interdipendenze fondamentali di energia, movimento, massa, micro e macrostrutture dell'Universo. La necessità di elaborare flussi di informazioni nettamente aumentati ha rivelato alcune limitazioni sulle capacità della psiche umana. Cominciarono a essere superati a seguito dell'invenzione e dell'uso diffuso di dispositivi cibernetici elettronici (computer).

In ogni fase dell'interazione con la natura, l'umanità l'ha sempre più utilizzata come oggetto di estrazione e acquisizione di valori materiali e soddisfazione dei suoi bisogni materiali. I disaccordi tra natura e uomo o, come questi conflitti vengono comunemente chiamati, crisi ambientali, iniziarono molto prima della rivoluzione neolitica. La ragione del verificarsi di una delle prime crisi ambientali nella storia dell'umanità fu l'attività irragionevole dell'uomo primitivo, che causò l'estinzione e l'estinzione accelerata di molti grandi mammiferi del tardo Paleolitico. Mammiferi, mastodonti, bisonti, bue muschiato e altri grandi animali erano all'epoca il principale oggetto di caccia (I.P.Gerasimov, 1985; M.I. Budyko, 1977). Negli anni successivi, la distruzione degli animali e la deforestazione sono avvenute in dimensioni sempre maggiori. Questa non è solo la caccia ampia e ben arredata dei re assiri per elefanti, orsi, cinghiali e struzzi nel bacino del fiume. L'Eufrate, ma anche numerosi, spesso caccia su larga scala di grandi mammiferi, deforestazione sui pendii montani dei paesi del Mediterraneo (Grecia, Italia). Dal 1600 ad oggi, più di 160 specie e sottospecie di uccelli sono state sterminate dall'uomo e altre 400 specie sono state minacciate di estinzione completa. Più di 100 specie di mammiferi sono state distrutte e altre 225 specie sono state minacciate di estinzione completa (S. V. Klubov, L. L. Prozorov, 1993).

L'uomo primitivo possedeva uno strumento di enorme potere distruttivo: il fuoco. Un classico esempio della distruzione delle foreste e dell'emergere di paesaggi desertici è il deserto del Sahara. Uno dei motivi per la morte dello stato Maya nel Nuovo Mondo è considerato l'esaurimento della terra a causa dell'uso del sistema agricolo di taglio e incendio. L'agricoltura delle civiltà fluviali ha comportato una profonda modifica dei paesaggi. Già all'inizio del V millennio a.C. in Mesopotamia sono iniziati i lavori di irrigazione e bonifica. Nel III millennio a.C. e. lavori simili furono eseguiti in Cina e in India, nel II e I millennio a.C. - nella valle dell'Amu Darya. Ciò ha portato al fatto che lo sviluppo dell'agricoltura ha peggiorato lo stato dei paesaggi naturali. Le antiche civiltà hanno devastato le risorse naturali del Mediterraneo, e le più grandi guerre antiche e il crollo dei grandi imperi hanno contribuito al degrado della copertura del suolo e allo sviluppo dell'erosione. Secondo alcuni ecologi, solo 5 milioni di km2 di terra culturale sono stati persi a causa di difetti umani nel mondo.

Il degrado dell'ambiente naturale si è intensificato nei tempi antichi con l'emergere, l'ulteriore sviluppo e il miglioramento delle miniere. Già nel VII secolo a.C. e. Le miniere di piombo-argento iniziarono a svilupparsi in Grecia, e la profondità di alcune miniere raggiungeva spesso i 100 m. La scala delle miniere prodotte all'alba del Paleolitico è sorprendente. Si trovano nei Paesi Bassi. Negli strati di rocce cretacee vi sono inclusioni di noduli di silicio di varie forme e dimensioni. Sono stati oggetto di prede. Insieme alle miniere primitive, i noduli di silicio estratto furono divisi e fatti da loro strumenti e armi di silicio. In una specie di officine primitive, sono stati scoperti più di 500 mila pezzi grezzi di asce di pietra. Tutto ciò indica che nel primo paleolitico furono condotte ricerche mirate e l'estrazione di un certo tipo di materia prima di pietra. Molto probabilmente, l'estrazione di materie prime di pietra in una miniera primitiva fu effettuata per più di un secolo. Dal 13 ° secolo in Europa, e poi in altri paesi, la polvere da sparo iniziò ad essere utilizzata per le miniere. E questo ha accelerato il degrado dell'ambiente naturale nei luoghi di produzione. Da un lato, i rifiuti delle miniere e delle lavorazioni e la stessa polvere da sparo hanno inquinato corsi d'acqua e fiumi e, dall'altro, le discariche sono cresciute intorno ai siti minerari.

Tuttavia, oltre agli impatti negativi sull'ambiente, ci sono anche aspetti positivi dello sviluppo dell'estrazione mineraria. Un grande impulso per lo sviluppo della metallurgia è stato dato dalla diffusa transizione dall'uso del carbone all'utilizzo del carbone. Sviluppo di depositi di carbone nel XVII secolo. in Inghilterra, molte foreste furono veramente salvate dalla deforestazione completa. Ma le enormi miniere a cielo aperto di giacimenti di carbone a cielo aperto iniziarono a infliggere grandi danni a paesaggi e falde acquifere di dimensioni sempre crescenti.

Storicamente, varie idee sulla relazione tra uomo e società con l'ambiente coesistono e si oppongono. Questi sono i concetti di protezione ambientale, ottimismo tecnocratico, allarmismo ambientale e parità tra natura e società (S.V. Klubov, L. L. Prozorov, 1993).

Concetto ambientale. Il deterioramento osservato dell'ambiente naturale e, di conseguenza, il deterioramento delle condizioni materiali della società umana hanno richiesto alcune contrazioni. Pietro I, che ha emanato un decreto speciale sulla protezione delle foreste, ha attirato l'attenzione sul cattivo stato dell'ambiente naturale, in particolare sulle foreste. Alla fine del XIX secolo. In Russia, l'idea di proteggere i territori della fauna selvatica cominciò a realizzarsi. Iniziarono a essere create le prime riserve e aree protette. Già all'inizio del XX secolo. in Russia, sono stati fatti tentativi per stabilire una "conservazione globale della natura". Sotto la Russian Geographical Society, fu creata una speciale Commissione Ambientale. Il movimento ambientalista sorse anche in relazione all'ansia della comunità scientifica riguardo al destino di animali e piante selvatici. A capo di questo movimento c'era un geografo, antropologo, etnografo e professore di archeologia dell'Università di Mosca D.N. Anuchin (1843-1923). Comprendeva la complessità della relazione tra uomo e natura, scientificamente confermava questa nuova direzione e coniava il termine "antroposfera" nella circolazione scientifica. Un ruolo importante nella conservazione della natura è stato svolto da studi condotti sotto l'egida del KEPS (Commissione delle forze produttive naturali).

Negli ultimi decenni del XX secolo. il confronto e gli scontri tra natura e società sono diventati così forti, e il danno arrecato alla natura è così enorme che nella società moderna si è sviluppato un movimento ambientale diffuso. Come il movimento all'inizio del XX secolo, mira a preservare la natura, a proteggerla dagli effetti dannosi dell'uomo, le cui attrezzature tecniche aumentano ogni anno. Un sorprendente rappresentante di questa tendenza è lo scienziato americano e convinto ottimista R. Dubot. Secondo lui, il percorso per eliminare le contraddizioni tra uomo e natura consiste in una certa "domesticazione" della biosfera. Si tratta di preservare i paesaggi naturali nelle loro condizioni incontaminate e garantire la vita di tutti i sistemi della biosfera con sole risorse rinnovabili.

I veri successi del movimento per la conservazione della natura si riducono allo sviluppo e all'applicazione di misure sparse per proteggere le specie di animali e piante in pericolo, la trasformazione di determinati territori in riserve e la riduzione delle emissioni nocive e dell'inquinamento individuale. In questo caso, stiamo parlando della formazione di riserve e aree specialmente protette, che oggi occupano solo un po 'del territorio. Ma non ci sono ancora misure sistemiche e globali, sebbene siano stati sviluppati numerosi programmi per proteggere sia i singoli territori, sia le singole parti delle geosfere. Questi includono misure per prevenire le emissioni di cloro e elementi contenenti fluoro (freon), ridurre le emissioni di anidride carbonica e una serie di altre attività legate all'emissione di gas antropogenici nell'atmosfera e all'inquinamento dei sistemi idrici.

Il concetto di ottimismo tecnocratico. La base di questo concetto è l'idea dell'inesauribilità delle risorse naturali, del loro dominio rinnovabile e completo dell'uomo sulla natura. Nonostante la piena ovvietà delle conseguenze negative del progresso scientifico e tecnologico, quando, agli occhi di una o due generazioni, il degrado antropogenico degli ecosistemi ha raggiunto proporzioni enormi e si sviluppa periodicamente da crisi locali a catastrofi interregionali, questo concetto è molto popolare. Il degrado ambientale è sempre più distruttivo in vasti territori e influisce sulla vita di numerosi ecosistemi. Sulla base di questo, parte della comunità scientifica in diversi paesi, rendendosi conto della necessità e dell'inevitabilità dell'uso progressivo della natura in nome della prosperità umana, ha dimostrato il suo atteggiamento positivo nei suoi confronti.

Per diversi decenni, l'idea dell'uso diretto delle risorse naturali a beneficio della popolazione ha prevalso nella scienza sovietica. Questa idea era focalizzata sulla giustificazione teorica e sull'attuazione del piano a lungo termine sviluppato per la trasformazione della natura. La parziale attuazione di questo piano ha causato crisi ambientali locali e regionali. Esempi di tale trasformazione negativa non sono solo i progetti di "regolazione del flusso dei fiumi settentrionali e siberiani" attraverso la costruzione di una cascata di centrali elettriche e sistemi dei più grandi bacini idrici nelle loro valli, ma anche il progetto di trasferire parte del flusso dei fiumi settentrionali a sud, la costruzione di dighe e grandi bacini idrici nella parte inferiore dei maggiori fiumi siberiani, in particolare, nella parte bassa dell'Ob e dello Yenisei, che in termini di inondazioni ha superato di gran lunga l'area di tutti gli stati europei, e altri progetti simili.

Allo stesso tempo, si dovrebbero notare alcuni aspetti positivi di questo piano. Quindi, i piani per la conquista della natura includono anche la creazione di sistemi di cinture di protezione forestale nel sud della parte europea della Russia, grazie alle quali è stato possibile salvare le colture dall'azione dei venti secchi, prevenire l'erosione del suolo su larga scala, eseguire alcuni lavori di bonifica, ecc.

Le idee di trasformazione della natura furono così ampiamente propagate che persino uno dei fondatori del movimento ambientalista nel nostro paese, A. D. Armand, cedette alla loro tentazione e iniziò a propagare le idee di "trasformazione costruttiva della natura". Considerava possibile e persino necessario un cambiamento globale nei paesaggi naturali per il bene dell'umanità. Sulla Terra, a suo avviso, non dovrebbero esserci territori inutilizzati. La parte predominante, o circa il 90% della superficie terrestre, dovrebbe essere utilizzata per le esigenze della produzione umana. Circa il 9% deve essere destinato alle attività ricreative, creando in esse un'atmosfera quasi naturale. E solo l'1% dovrebbe essere lasciato per le riserve naturali e i parchi nazionali.

Le opinioni tecnocratiche sulla trasformazione della natura e l'interazione tra natura, società e uomo sono caratteristiche principalmente degli scienziati americani. Si inchinano davanti al potere della tecnologia e forniscono una base teorica per questo.

Secondo lo scienziato americano D. Ellul (1974), la tecnologia obbedisce alle sue stesse leggi, ci sono leggi e modelli tecnologici che sono profondamente diversi da quelli naturali.

Per attuare il concetto di ottimismo tecnocratico, invece del precedente approccio con lo slogan "conquistare la natura", sono state ascoltate nuove chiamate per la sua trasformazione e gestione, che potrebbe portare al nobilitazione dell'ambiente. I. R. Prigozhin e I. Stengers (1986) rivelano la genesi e il contenuto di tale tecno-ottimismo come segue: “Il leitmotiv del mondo, che ha smesso di evocare l'adorazione riverente, è mescolato con l'eco di un altro leitmotif - il dominio del mondo circostante. Un mondo davanti al quale non sei riverente è più facile da gestire. Qualsiasi scienza sul mondo circostante agisce secondo un piano teorico unificato e riduce la ricchezza inesauribile e la varietà dei fenomeni naturali alla noiosa uniformità dell'applicazione delle leggi generali, diventando così uno strumento di dominio e una persona estranea al mondo circostante agisce come padrone di questo mondo. "

L'adesione effettiva al concetto di ottimismo tecnocratico ha portato allo sviluppo e alla parziale attuazione di progetti globali come lo sviluppo di giacimenti di gas nella penisola di Yamal, lo sviluppo di giacimenti petroliferi sullo scaffale del mare di Barents e Sakhalin, lo sviluppo dei più grandi giacimenti petroliferi nella Siberia occidentale, depositi di minerale di ferro nel nord del Kazakistan e nel sud della Siberia occidentale, e anche allo sviluppo di depositi giganteschi dell'anomalia magnetica di Kursk, alla costruzione di cartiere e di cartiere a Baikal e Angara, ecc.

Il concetto di parità tra natura e società

Questo concetto è attualmente in fase di sviluppo ed è spesso chiamato il concetto di sviluppo sostenibile. Per la prima volta, nel 1992 è stata formulata una richiesta di sviluppo sostenibile in una conferenza sull'ambiente e lo sviluppo a Rio de Janeiro. L'unità della natura e dell'uomo si è ripetutamente riflessa negli sviluppi scientifici dal 18 ° secolo, e ora questo è ripetutamente confermato dalla pratica. Lo zoologo francese J. Dorst (1968) ha scritto: “È sintomatico che l'umanità spenda sempre più energia e denaro per difendersi dalle conseguenze della propria attività, in sostanza difendendosi. A volte sembra che viviamo in un mondo assurdo, altrimenti non avremmo rivolto alcune leggi della natura contro noi stessi. " J. Dorst ha ripetutamente richiamato l'attenzione sulla necessità di proteggere i paesaggi per garantire uno sfondo armonioso di vita. Per risolvere il problema, è necessario superare il costante antagonismo tra "ambientalisti" ed "economisti". Il primo dovrebbe, secondo la sua opinione, venire a patti con il fatto che per il suo supporto vitale una persona deve condurre un'agricoltura intensiva, per lungo tempo e trasformare profondamente alcuni ambienti naturali.

I sostenitori di una civiltà tecnica dovrebbero riconoscere che l'uomo non può non fare i conti con le leggi biologiche e che lo sfruttamento razionale delle risorse naturali non dovrebbe mirare a saccheggiarle. Secondo J. Dorst, solo dopo aver raggiunto una vera relazione tra economisti e biologi si può giungere a una valida soluzione al problema e garantire lo sviluppo razionale dell'umanità in completa armonia con le leggi della natura.

I fautori dello sviluppo armonioso della natura e della società ritengono che sia del tutto inadeguata e fondamentalmente confondere l'opinione dei sostenitori del concetto di ottimismo tecnocratico secondo cui solo l'uno per cento dell'area protetta incontaminata della Terra è sufficiente per l'esistenza dell'umanità. Il fondatore del Club di Roma A. Peccei propone di dividere il territorio della superficie terrestre nella seguente proporzione: 80% da lasciare alla natura, 10% all'agricoltura e 10% alla quota di complessi industriali urbanizzati. Tra le altre proposte, c'è un grande supporto per l'opinione di dividere l'intera superficie della Terra in tre parti uguali. Uno dovrebbe essere lasciato alla natura, l'altro all'agricoltura e il resto dovrebbe essere dato ai territori urbanizzati - complessi industriali e insediamenti.

Attualmente, il problema dell'inquinamento rimane dominante nell'elenco dei problemi ambientali di base sia a livello globale che regionale. Questo non è solo l'inquinamento dell'ambiente dell'aria e dell'acqua, ma anche i cambiamenti nel clima globale e regionale, l'esaurimento dello strato di ozono.

Nel 1991, il libro “Conservation of the Earth. Sustainable Life Strategy ”, alla cui preparazione hanno partecipato oltre 300 rappresentanti di diversi paesi di tutto il mondo. Questo documento propone una definizione originale del concetto di "sviluppo sostenibile". Si tratta di "migliorare la qualità della vita delle persone che vivono entro la capacità portante di sostenere gli ecosistemi. Un'economia sostenibile è un prodotto dello sviluppo sostenibile, è supportata da una base di risorse ed è sviluppata attraverso l'adattamento e lo sviluppo di conoscenza, organizzazione, efficienza tecnica e saggezza. "

In conclusione, notiamo che nell'ultimo quarto del XX secolo. La comunità scientifica mondiale presta sempre più attenzione a problemi come la distruzione degli ecosistemi, l'individuazione del loro ruolo nella biosfera, arriva alla realizzazione della necessità di preservare la biodiversità degli ecosistemi, considera i problemi dei limiti di crescita e sviluppo sostenibile, studia sinergisticamente la biosfera e la geosfera della Terra nel suo insieme come un sistema e allo stesso tempo la loro reciproca connessione e azione. Indica la necessità di modificare le opinioni sulla razionalità e la cautela delle azioni in relazione alla natura e considera anche le tecnologie esistenti solo come uno degli elementi per risolvere i problemi ambientali e lo sviluppo sostenibile (K. S. Losev, 2001).

Nell'interazione dell'uomo con la natura, si distinguono tre fasi ineguali: la fase di produzione manuale che utilizza fonti di energia naturali, la fase di produzione di macchine che utilizza fonti di energia artificiale e la fase di produzione automatizzata che utilizza metodi artificiali per ottenere e utilizzare le informazioni. Le crisi ambientali sono iniziate dal momento dell'emergere della civiltà umana e si sono intensificate con l'emergere e il rafforzamento del potere degli Stati, lo sviluppo dell'industria e della scienza. Attualmente, ci sono quattro gruppi di concetti per l'interazione tra uomo, natura e società: il concetto ambientale, il concetto di ottimismo tecnocratico, il concetto di allarmismo ambientale e il concetto di parità tra natura e società. Tutti i concetti hanno lati positivi e negativi. Gli studi del Club di Roma, e in particolare una serie di relazioni dei coniugi Meadows, hanno svolto un ruolo importante nella politica ambientale. Hanno fornito tre scenari per lo sviluppo dell'ambiente naturale, ognuno dei quali termina in una situazione di crisi, a cui può seguire uno sviluppo catastrofico di eventi. Attualmente, il concetto di parità tra natura e società, che a volte viene chiamato "sviluppo sostenibile", sta attirando una crescente attenzione, sebbene sarebbe più corretto chiamarlo sviluppo armonioso.

L'ecologia è una scienza che studia la vita di vari organismi nel loro habitat naturale o ambiente. L'ambiente è tutto vivente e non vivente intorno a noi. Il tuo ambiente è tutto ciò che vedi e molto di ciò che non vedi intorno a te (ad esempio, che respiri). È sostanzialmente invariato, ma i suoi dettagli individuali cambiano costantemente. Il tuo corpo è, in un certo senso, anche l'ambiente per molte migliaia di piccole creature - batteri che ti aiutano ad assorbire il cibo. Il tuo corpo è il loro habitat naturale.

Caratteristiche generali dell'ecologia come branca della biologia generale e della scienza integrata

Allo stato attuale dello sviluppo della civiltà, l'ecologia è una complessa disciplina complessa basata su varie aree della conoscenza umana: biologia, chimica, fisica, sociologia, protezione ambientale, vari tipi di tecnologia, ecc.

Per la prima volta nella scienza, il concetto di "ecologia" fu introdotto dal biologo tedesco E. Haeckel (1886). Questo concetto era originariamente puramente biologico. Nella traduzione letterale, "ecologia" significa "la scienza dell'alloggio" e significava lo studio della relazione tra vari organismi in condizioni naturali. Attualmente, questo concetto è molto complicato e diversi scienziati attribuiscono significati diversi a questo concetto. Considera alcuni dei concetti proposti.

1. Secondo V. A. Radkevich: "L'ecologia è una scienza che studia le leggi della vita degli organismi (in tutte le sue manifestazioni, a tutti i livelli di integrazione) nel loro ambiente naturale, tenendo conto dei cambiamenti introdotti nell'ambiente dalle attività umane". Questo concetto corrisponde alla scienza biologica e non può essere riconosciuto come pienamente coerente con il campo della conoscenza che l'ecologia sta studiando.

2. Secondo N. F. Reimers: “L'ecologia (universale,“ grande ”) è un campo scientifico che considera una combinazione di fenomeni e oggetti naturali e parzialmente sociali (per l'uomo) dal punto di vista che è significativa per il membro centrale dell'analisi (soggetto, oggetto vivente) la visione degli interessi (tra virgolette o senza virgolette) di questo soggetto centrale o oggetto vivente. " Questo concetto è universale, ma è difficile per la percezione e la riproduzione. Mostra la diversità e la complessità della scienza ambientale nella fase attuale.

Attualmente, l'ecologia è divisa in diverse aree e discipline scientifiche. Consideriamo alcuni di essi.

1. Bioecologia - una branca della scienza biologica che studia le relazioni degli organismi tra loro; l'habitat e l'impatto delle attività umane su questi organismi e il loro habitat.

2. L'ecologia della popolazione (ecologia demografica) è una sezione dell'ecologia che studia gli schemi di funzionamento delle popolazioni di organismi nel loro ambiente.

3. Autecologia (autoecologia) - una sezione dell'ecologia che studia la relazione di un organismo (un individuo, una specie) con l'ambiente.

4. Synecology - una sezione dell'ecologia che studia le relazioni di popolazioni, comunità ed ecosistemi con l'ambiente.

5. L'ecologia umana è una scienza complessa che studia le leggi generali della relazione tra la biosfera e l'antroposistema, l'influenza dell'ambiente naturale (incluso il sociale) su una persona e un gruppo di persone. Questa è la definizione più completa di ecologia umana; può essere attribuita sia all'ecologia di una singola persona che all'ecologia delle popolazioni umane, in particolare all'ecologia di vari gruppi etnici (popoli, nazionalità). Un ruolo importante nell'ecologia umana è svolto dall'ecologia sociale.

6. L'ecologia sociale è un concetto multivalore, uno dei quali è il seguente: una sezione dell'ecologia che studia le interazioni e le interconnessioni della società umana con l'ambiente naturale, sviluppa le basi scientifiche della gestione razionale della natura, che presuppongono la protezione della natura e l'ottimizzazione dell'ambiente umano.

Distinguono anche tra ecologia applicata, industriale, chimica, oncologica (cancerogena), storica, evolutiva, ecologia di microrganismi, funghi, animali, piante, ecc.

Tutto quanto sopra mostra che l'ecologia è un complesso di discipline scientifiche che hanno la Natura come oggetto di studio, tenendo conto dell'interconnessione e dell'interazione dei singoli componenti del mondo vivente sotto forma di singoli individui, popolazioni, singole specie, il rapporto degli ecosistemi, il ruolo degli individui e l'umanità nel suo insieme, nonché modi e metodi di gestione della natura razionale, misure per la protezione della natura.

relazione

L'ecologia studia come le piante e gli animali, compresi gli esseri umani, vivono insieme, influenzano a vicenda e il loro ambiente. Cominciamo con te. Pensa al tuo ambiente. Che cosa mangi Dove butti rifiuti e rifiuti? Quali piante e animali vivono vicino a te. Il modo in cui l'impatto sull'ambiente ha un effetto contrario su di te e su tutti coloro che vivono vicino a te. Le relazioni tra te e loro formano una rete complessa e ramificata.

habitat

L'ambiente naturale di un gruppo di piante e animali è chiamato l'habitat e il gruppo che vive in esso è chiamato comunità. Capovolgi la pietra e guarda, circa il pavimento sopra di essa vive. Le comunità carine fanno sempre parte di grandi comunità. Quindi, una pietra può far parte di un ruscello se giace sulla sua riva e un ruscello può far parte della foresta in cui scorre. In ogni grande habitat vivono varie piante e animali. Cerca di trovare diversi tipi di habitat intorno a te. Guardati intorno: su, giù - in tutte le direzioni. Ma non dimenticare che la vita deve essere lasciata come l'hai trovata.

Lo stato attuale della scienza ambientale

Per la prima volta il termine "ecologia" fu usato nel 1866 nel lavoro del biologo tedesco E. Haeckel, "Morfologia generale degli organismi". Un originale biologo evoluzionista, medico, botanico, morfologo zoologico, sostenitore e propagandista degli insegnamenti di Charles Darwin, non solo introdusse un nuovo termine in uso scientifico, ma mise anche tutte le sue forze e conoscenze per formare una nuova direzione scientifica. Lo scienziato riteneva che "l'ecologia è la scienza del rapporto tra organismi e ambiente". Parlando all'apertura della Facoltà di Filosofia dell'Università di Jena con una conferenza "Il percorso di sviluppo e i problemi di zoologia" nel 1869, E. Haeckel osservò che l'ecologia "esplora l'atteggiamento generale degli animali verso il loro ambiente organico e inorganico, le loro relazioni amichevoli e ostili con gli altri animali e piante con cui entrano in contatti diretti e indiretti, o, in una parola, tutte quelle interazioni intricate che C. Darwin ha condizionatamente definito una lotta per l'esistenza ". Per ambiente, ha capito le condizioni create dalla natura inorganica e organica. A condizioni inorganiche, Haeckel attribuiva le caratteristiche fisiche e chimiche degli habitat degli organismi viventi: clima (calore, umidità, luce), composizione e suolo, caratteristiche, nonché alimenti inorganici (minerali e composti chimici). In condizioni organiche, lo scienziato intendeva la relazione tra organismi esistenti all'interno della stessa comunità o nicchia ecologica. Il nome della scienza ambientale deriva da due parole greche: "eco" - casa, abitazione, habitat e "logo" - parola, dottrina.

Va notato che E. Haeckel e molti dei suoi seguaci hanno usato il termine “ecologia” non per descrivere le mutevoli condizioni ambientali e il rapporto tra organismi e ambiente che cambia nel tempo, ma solo per fissare le condizioni e i fenomeni ambientali invariati esistenti. Secondo S.V.Klubov e L.L. Prozorov (1993), il meccanismo fisiologico della relazione tra organismi viventi è stato effettivamente studiato, la loro relazione con l'ambiente è stata individuata esclusivamente nell'ambito di reazioni fisiologiche.

Nell'ambito della scienza biologica, l'ecologia è durata fino alla metà del 20 ° secolo. L'enfasi è stata posta sullo studio della materia vivente, sulle leggi del suo funzionamento, a seconda dei fattori ambientali.

Nell'era moderna, il paradigma ecologico si basa sul concetto di ecosistemi. Come sapete, questo termine è stato introdotto nella scienza di A. Tensley nel 1935. Per ecosistema intendiamo unità funzionale formata da un biotopo, cioè un insieme di condizioni abiotiche e gli organismi che la abitano. L'ecosistema è il principale oggetto di studio dell'ecologia generale. L'argomento della sua conoscenza non è solo le leggi sulla formazione della struttura, il funzionamento, lo sviluppo e la morte degli ecosistemi, ma anche lo stato dell'integrità dei sistemi, in particolare la loro stabilità, produttività, circolazione delle sostanze e bilancio energetico.

Pertanto, nell'ambito della scienza biologica, l'ecologia generale ha preso forma e alla fine si è distinta come una scienza indipendente, che si basa sullo studio delle proprietà del tutto, non riducibile a una semplice somma delle proprietà delle sue parti. Pertanto, l'ecologia del contenuto biologico di questo termine implica la scienza delle relazioni tra organismi vegetali e animali e le comunità da essi formate tra loro e l'ambiente. Gli oggetti della bioecologia possono essere geni, cellule, individui, organismi, specie, comunità, ecosistemi e biosfera nel suo insieme.

Le leggi formulate dell'ecologia generale sono ampiamente utilizzate nelle cosiddette ecologie private. Proprio come nella biologia, si sviluppano particolari direzioni tassonomiche nell'ecologia generale. Ecologia di animali e piante, l'ecologia dei singoli rappresentanti del mondo vegetale e animale (alghe, diatomee, alcuni generi di alghe), l'ecologia degli abitanti dell'oceano mondiale, l'ecologia delle comunità di singoli mari e bacini idrici, l'ecologia di alcune sezioni di corpi idrici, l'ecologia degli animali e delle piante sulla terra, l'ecologia delle acque dolci comunità di singoli fiumi e bacini (laghi e bacini), ecologia degli abitanti delle montagne e delle alture, ecologia delle comunità delle singole unità paesaggistiche, ecc.

A seconda del livello di organizzazione della materia vivente, gli ecosistemi generalmente distinguono l'ecologia degli individui (autoecologia), l'ecologia delle popolazioni (demecologia), l'ecologia delle associazioni, l'ecologia delle biocenosi e l'ecologia delle comunità (sinecologia).

Quando si considerano i livelli di organizzazione della materia vivente, molti scienziati ritengono che i suoi gradi più bassi - genoma, cellula, tessuto, organo - siano studiati da scienze puramente biologiche - genetica molecolare, citologia, istologia, fisiologia e gradi più alti - il corpo (individuo), la specie, la popolazione , associazione e biocenosi - sia biologia che fisiologia ed ecologia. Solo in un caso la morfologia e la sistematica dei singoli individui e delle comunità che compongono sono considerate, e nell'altro, il loro rapporto reciproco e con l'ambiente.

Ad oggi, la direzione ambientale ha riguardato quasi tutte le aree di conoscenza scientifica esistenti. Non solo le scienze naturali, ma anche le scienze puramente umanitarie, durante lo studio dei loro oggetti, hanno iniziato a utilizzare ampiamente la terminologia ambientale e, soprattutto, i metodi di ricerca. Sono sorte molte "ecologie" (geochimica ecologica, geofisica ecologica, scienze del suolo ecologiche, geoecologia, geologia ecologica, ecologia fisica e delle radiazioni, ecologia medica e molte altre). A questo proposito, è stata effettuata una certa strutturazione. Così, nelle sue opere (1990-1994) N.F. Reimers fece un tentativo di presentare la struttura dell'ecologia moderna.

La struttura della scienza ecologica da diverse posizioni metodologiche sembra più semplice. La strutturazione si basa sulla divisione dell'ecologia in quattro direzioni più grandi e allo stesso tempo fondamentali: bioecologia, ecologia umana, geoecologia ed ecologia applicata. Tutte queste aree usano quasi gli stessi metodi e le basi metodologiche di una singola scienza ambientale. In questo caso, possiamo parlare di ecologia analitica con le sue corrispondenti divisioni in ecologia fisica, chimica, geologica, geografica, geochimica, radiante e matematica o sistemica.

Nel quadro della bioecologia, si distinguono due aree equivalenti e più importanti: endoecologia ed esoecologia. Secondo N.F. Reimers (1990), le ecologie genetiche, molecolari, morfologiche e fisiologiche appartengono all'endoecologia. L'esoecologia comprende le seguenti aree: autoecologia o ecologia dei singoli individui e organismi come rappresentanti di una determinata specie; demecologia o ecologia dei singoli gruppi; ecologia della popolazione, che studia il comportamento e le relazioni all'interno di una particolare popolazione (l'ecologia delle singole specie); sinecologia o ecologia delle comunità organiche; Ecologia delle biocenosi, considerando la relazione di comunità o popolazioni di organismi che compongono la biocenosi tra loro e l'ambiente. Il più alto grado di direzione esoecologica è lo studio degli ecosistemi, lo studio della biosfera e l'ecologia globale. Quest'ultimo copre tutte le aree dell'esistenza di organismi viventi - dalla copertura del suolo alla troposfera, compreso.

Un'area indipendente di ricerca ambientale è l'ecologia umana. In effetti, se si rispettano rigorosamente le regole della gerarchia, questa direzione dovrebbe essere parte integrante della bioecologia, in particolare, come analogo dell'autoecologia nell'ambito dell'ecologia animale. Tuttavia, dato l'enorme ruolo che l'umanità svolge nella vita della moderna biosfera, quest'area è definita indipendente. Nell'ecologia umana, è consigliabile distinguere l'ecologia umana evolutiva, l'archeoecologia, che considera il rapporto dell'uomo con l'ambiente fin dai tempi della società primitiva, l'ecologia dei gruppi etnosociali, l'ecologia sociale, la demografia ecologica, l'ecologia dei paesaggi culturali e l'ecologia medica.

A metà del XX secolo. In connessione con gli studi approfonditi in corso sull'ambiente umano e sul mondo organico, sono sorte direzioni scientifiche di un orientamento ecologico, che sono strettamente correlate alle scienze geografiche e geologiche. Il loro obiettivo non è studiare gli stessi organismi, ma solo la loro reazione al cambiamento delle condizioni ambientali e tracciare l'effetto inverso della società umana e della biosfera sull'ambiente. Questi studi sono stati combinati nel quadro della geoecologia, che ha una direzione puramente geografica. Tuttavia, sembra appropriato identificare almeno quattro aree indipendenti all'interno di entrambe le ecologie geologiche e geografiche: ecologia del paesaggio, geografia ecologica, geologia ecologica ed ecologia spaziale (planetaria). Va sottolineato che non tutti gli scienziati sono d'accordo con questa divisione.

Nel quadro dell'ecologia applicata, come suggerisce il nome, vengono prese in considerazione questioni ambientali multidimensionali legate a compiti puramente pratici. La sua composizione distingue l'ecologia commerciale, vale a dire studi ambientali relativi all'estrazione di determinate risorse biologiche (specie preziose di animali o di legno), ecologia agricola ed ecologia ingegneristica. L'ultima branca dell'ecologia ha molti aspetti. Gli oggetti dello studio dell'ecologia ingegneristica sono lo stato dei sistemi urbanizzati, gli agglomerati di città e paesi, i paesaggi culturali, i sistemi tecnologici, lo stato ecologico delle megalopoli, le città della scienza e le singole città.

Il concetto di ecologia sistemica è nato durante lo sviluppo intensivo di studi sperimentali e teorici nel campo dell'ecologia negli anni '20 e '30 del 20 ° secolo. Questi studi hanno dimostrato la necessità di un approccio integrato allo studio della biocenosi e del biotopo. La necessità di un tale approccio fu formulata per la prima volta dal geobotanico inglese A. Tensley (1935), che introdusse il termine "ecosistema" nell'ecologia. L'importanza principale dell'approccio ecosistemico per la teoria ambientale risiede nella presenza obbligatoria di relazioni, interdipendenza e relazioni causa-effetto, vale a dire l'unificazione dei singoli componenti in un tutto funzionale.

Una certa completezza logica del concetto di ecosistema è espressa dal livello quantitativo del loro studio. Un ruolo eccezionale nello studio degli ecosistemi appartiene al biologo teorico austriaco L. Bertalanffy (1901-1972). Ha sviluppato una teoria generale che consente di utilizzare un apparato matematico per descrivere sistemi di vario tipo. La base del concetto di ecosistema è l'assioma dell'integrità sistemica.

Nonostante tutta la completezza e la profondità della copertura nella rubrica di classificazione degli studi ambientali, che comprende tutti gli aspetti moderni della società umana, non esiste un legame così importante nella cognizione come l'ecologia storica. Infatti, quando studia lo stato attuale della situazione ecologica, il ricercatore, al fine di determinare i modelli di sviluppo e prevedere le condizioni ambientali su scala globale o regionale, deve confrontare le situazioni ambientali esistenti con lo stato dell'ambiente del passato storico e geologico. Questa informazione è concentrata nell'ecologia storica, che, nell'ambito della geologia ecologica, rende possibile l'uso di metodi geologici e paleogeografici per determinare le condizioni fisiche e geografiche del passato geologico e storico e per rintracciare il loro sviluppo e passare all'era moderna.

A partire dagli studi di E. Haeckel, i termini "ecologia" e "scienze ambientali" sono ampiamente inclusi nella vita quotidiana della ricerca scientifica. Nella seconda metà del XX secolo. l'ecologia era divisa in due aree: puramente biologica (ecologia generale e sistemica) e geologica e geografica (geoecologia e geologia ecologica).

Scienza del suolo ecologica

La scienza del suolo ecologico sorse negli anni '20. In alcuni lavori, gli scienziati del suolo hanno iniziato a usare i termini "ecologia del suolo" e "pedoecologia". Tuttavia, l'essenza dei termini, così come il mainstream della ricerca ambientale nella scienza del suolo, sono stati divulgati solo negli ultimi decenni. La letteratura scientifica di G. V. Dobrovolsky e E. D. Nikitin (1990) ha introdotto i concetti di "scienza del suolo ecologica" e "funzioni ecologiche delle grandi geosfere". Gli autori interpretano quest'ultima direzione in relazione ai suoli e li considerano una dottrina delle funzioni ecologiche dei suoli. Ciò implica il ruolo e l'importanza della copertura del suolo e dei processi del suolo nell'emergere, nella conservazione e nell'evoluzione degli ecosistemi e della biosfera. Considerando il ruolo e le funzioni ecologiche dei suoli, gli autori ritengono logico e necessario identificare e caratterizzare le funzioni ecologiche di altri gusci, nonché la biosfera nel suo insieme. Ciò fornirà un'opportunità per considerare l'unità dell'ambiente umano e l'intero biota esistente, per comprendere meglio l'inseparabilità e l'indispensabilità dei singoli componenti della biosfera. Nel corso della storia geologica della Terra, il destino di questi componenti è stato fortemente intrecciato. Sono penetrati l'uno nell'altro e interagiscono attraverso i cicli di materia ed energia, che determina il loro sviluppo.

Sono inoltre in fase di sviluppo aspetti applicati della scienza ecologica del suolo, relativi principalmente alla protezione e al controllo dello stato della copertura del suolo. Gli autori di lavori di questa direzione cercano di mostrare i principi di conservazione e creazione delle proprietà del suolo che ne determinano la fertilità altamente stabile e di alta qualità, che non danneggia i componenti associati della biosfera (G.V. Dobrovolsky, N.N. Grishina, 1985).

Attualmente, in alcuni istituti di istruzione superiore insegnano corsi speciali di "Ecologia del suolo" o "Scienze del suolo ecologico". In questo caso, stiamo parlando di scienza, che esamina le leggi delle relazioni funzionali del suolo con l'ambiente. Da un punto di vista ecologico, vengono studiati i processi di formazione del suolo, i processi di accumulo di materia vegetale e la formazione di humus. Tuttavia, i suoli sono considerati il \u200b\u200b"centro di un geosistema". Il valore applicato della scienza ecologica del suolo si riduce allo sviluppo di misure per l'uso razionale delle risorse del suolo.

Laghetto che scorre

Lo stagno è un esempio di un habitat più ampio ideale per l'osservazione di un ecosistema. Ospita una grande comunità di varie piante e animali. Lo stagno, le sue comunità e la natura inanimata che lo circonda formano il cosiddetto sistema ecologico. Le profondità dello stagno sono un buon ambiente per esplorare le comunità dei suoi abitanti. Spostare con cura la rete in diversi punti dello stagno. Annota tutto ciò che appare nella rete quando lo estrai. Metti i reperti più interessanti in banca per studiarli in modo più dettagliato. Usa qualsiasi manuale che descriva la vita degli abitanti dello stagno per determinare i nomi degli organismi che hai trovato. E quando finisci gli esperimenti, non dimenticare di rilasciare gli esseri viventi nello stagno. Puoi acquistare o creare una rete da solo. Prendi un pezzo di filo spesso e piegalo con un anello e incolla le estremità in uno dei bordi di un lungo bastone di bambù. Quindi, avvolgi l'anello di filo con una calza di nylon e legalo con un nodo dal basso. Oggi gli stagni sono molto meno comuni di quarant'anni fa. Molti di loro sono poco profondi e ricoperti di vegetazione. Ciò ha influito negativamente sulla vita degli abitanti degli stagni: solo pochi di loro sono riusciti a sopravvivere. Quando lo stagno si asciuga, muoiono anche i suoi ultimi abitanti.

Organizza tu stesso lo stagno

Dopo aver scavato uno stagno, puoi organizzare un angolo di fauna selvatica. Ciò attirerà molte specie di animali e non diventerà un peso per te. Tuttavia, lo stagno dovrà essere costantemente mantenuto in buone condizioni. Per crearlo, ci vorrà un sacco di tempo e fatica, ma quando vari animali si insediano in esso, puoi studiarli in qualsiasi momento. Un tubo fatto in casa per osservazioni subacquee ti permetterà di conoscere meglio la vita degli abitanti dello stagno. Tagliare con cura il collo e il fondo della bottiglia di plastica. Metti un sacchetto di plastica trasparente su un'estremità e fissalo sul collo con un elastico. Ora attraverso questo tubo è possibile osservare la vita degli abitanti dello stagno. Per sicurezza, il bordo libero del tubo è meglio incollato con nastro isolante.

Ecologia (dal greco   oikos -  casa e   loghi  - dottrina) - la scienza delle leggi di interazione degli organismi viventi con il loro ambiente.

Il fondatore dell'ecologia è un biologo tedesco   E. Haeckel  (1834-1919), che per la prima volta nel 1866 usò il termine   "Ecologia".  Ha scritto: "Per ecologia intendiamo la scienza generale della relazione tra l'organismo e l'ambiente, a cui attribuiamo tutte le" condizioni di esistenza "nel senso ampio della parola. Sono in parte organici in parte di natura inorganica. "

Inizialmente, questa scienza era la biologia, studiando le popolazioni di animali e piante nel loro habitat.

ecologia  studia sistemi di livello superiore a un singolo organismo. Gli oggetti principali del suo studio sono:

• popolazione -  un gruppo di organismi appartenenti a una o specie simili e che occupano un determinato territorio;
• , compresa la comunità biotica (la totalità delle popolazioni nel territorio in esame) e l'habitat;
• -   area di distribuzione della vita sulla Terra.

Ad oggi, l'ecologia è andata oltre la biologia stessa ed è diventata una scienza interdisciplinare che studia il più complesso   problemi di interazione umana con l'ambiente.L'ecologia ha percorso un percorso lungo e difficile per comprendere il problema "uomo - natura", basandosi sulla ricerca nel sistema "organismo - ambiente".

L'interazione dell'uomo con la natura ha i suoi dettagli. L'uomo è dotato di ragione e questo gli dà l'opportunità di realizzare il suo posto nella natura e il destino sulla Terra. Dall'inizio dello sviluppo della civiltà, l'uomo ha pensato al suo ruolo nella natura. Essere sicuramente parte della natura,   l'uomo ha creato un habitat speciale,che si chiama   civiltà umana.  Man mano che si sviluppava, entrò sempre più in conflitto con la natura. Ora l'umanità ha già capito che l'ulteriore sfruttamento della natura può minacciare la sua stessa esistenza.

La rilevanza di questo problema, causata dall'aggravarsi della situazione ecologica su scala globale, ha portato a "Greening"  - a   la necessità di tenere conto delle leggi e dei requisiti ambientali  - in tutte le scienze e in tutte le attività umane.

Al momento è consuetudine chiamare la scienza dell'ecologia la scienza della "casa" di una persona: la biosfera, le sue caratteristiche, l'interazione e l'interconnessione con l'uomo e l'uomo con l'intera società umana.

L'ecologia non è solo una disciplina integrata in cui i fenomeni fisici e biologici risultano collegati, ma forma una sorta di ponte tra le scienze naturali e sociali. Non appartiene al numero di discipline con una struttura lineare, ad es. non si sviluppa in verticale - da semplice a complesso - si sviluppa in orizzontale, coprendo una gamma sempre più ampia di problematiche di varie discipline.

Nessuna singola scienza è in grado di risolvere tutti i problemi associati al miglioramento dell'interazione tra società e natura, poiché questa interazione ha aspetti sociali, economici, tecnologici, geografici e di altro tipo. Solo la scienza integrata (generalizzante), che è l'ecologia moderna, può risolvere questi problemi.

Pertanto, dalla non autodisciplina nell'ambito della biologia, l'ecologia si è trasformata in una complessa scienza interdisciplinare -   ecologia moderna  - con una componente filosofica pronunciata. L'ecologia moderna è andata oltre la biologia, ma anche in generale. Le idee e i principi dell'ecologia moderna hanno un carattere di visione del mondo, quindi l'ecologia è associata non solo alle scienze dell'uomo e della cultura, ma anche alla filosofia. Tali gravi cambiamenti ci consentono di concludere che, nonostante la storia ecologica lunga oltre un secolo,   l'ecologia moderna è una scienza dinamica.

Obiettivi e obiettivi dell'ecologia moderna

Uno degli obiettivi principali dell'ecologia moderna come scienza è studiare le leggi di base e sviluppare la teoria dell'interazione razionale nel sistema "uomo - società - natura", considerando la società umana come parte integrante della biosfera.

L'obiettivo principale dell'ecologia moderna  in questa fase dello sviluppo della società umana - portare l'Umanità dalla crisi ambientale globale sulla strada dello sviluppo sostenibile, in cui i bisogni vitali della generazione attuale saranno raggiunti senza privare la generazione futura di tale opportunità.

Per raggiungere questi obiettivi, la scienza ambientale dovrà risolvere una serie di compiti diversi e complessi, tra cui:

• sviluppare teorie e metodi per valutare la sostenibilità dei sistemi ecologici a tutti i livelli;
• studiare i meccanismi di regolazione della dimensione della popolazione e della diversità biotica, il ruolo del biota (flora e fauna) come regolatore della stabilità della biosfera;
• studiare e creare previsioni sui cambiamenti nella biosfera sotto l'influenza di fattori naturali e antropogenici;
• valutare lo stato e la dinamica delle risorse naturali e le conseguenze ambientali del loro consumo;
• sviluppare metodi per la gestione della qualità ambientale;
• formare una comprensione dei problemi della biosfera e della cultura ecologica della società.

Ci circonda   ambiente di vita non una combinazione casuale e casuale di esseri viventi. È un sistema stabile e organizzato che si è sviluppato nel processo di evoluzione del mondo organico. È possibile modellare qualsiasi sistema, ad es. è possibile prevedere come un particolare sistema risponderà alle influenze esterne.   Un approccio sistematico è la base per lo studio dei problemi ambientali.

La struttura dell'ecologia moderna

Attualmente ecologia   diviso in una serie di rami e discipline scientifiche, a volte lontano dalla comprensione iniziale dell'ecologia come scienza biologica sulla relazione degli organismi viventi con l'ambiente. Tuttavia, tutte le tendenze ecologiche moderne si basano su idee fondamentali.   bioecologia, che oggi è una combinazione di varie aree scientifiche. Quindi, ad esempio, emetti   autoecologia,  esplorare la relazione individuale di un singolo organismo con l'ambiente;   ecologia della popolazionetrattare i rapporti tra organismi appartenenti alla stessa specie e che vivono nello stesso territorio;   sinecologia, studiando in modo completo gruppi, comunità di organismi e le loro relazioni nei sistemi naturali (ecosistemi).

moderno   L'ecologia è un complesso di discipline scientifiche.  Di base è   ecologia generalestudiare le leggi di base del rapporto tra organismi e condizioni ambientali.   Ecologia teorica  esplora le leggi generali dell'organizzazione della vita, anche in relazione all'impatto antropogenico sui sistemi naturali.

L'ecologia applicata studia i meccanismi di distruzione della biosfera da parte dell'uomo e i modi per prevenire questo processo e sviluppa anche i principi dell'uso razionale delle risorse naturali. L'ecologia applicata si basa su un sistema di leggi di regole e principi di ecologia teorica. Le seguenti indicazioni scientifiche si distinguono dall'ecologia applicata.

Ecologia della biosfera, studiando i cambiamenti globali che si verificano sul nostro pianeta a seguito dell'impatto delle attività umane sui fenomeni naturali.

Ecologia industriale, studiando l'impatto ambientale delle emissioni delle imprese e le possibilità di ridurre tale impatto migliorando le tecnologie e le strutture di trattamento.

Ecologia agricolastudiare i metodi per produrre prodotti agricoli senza impoverire le risorse del suolo mantenendo l'ambiente.

Ecologia medica che studia le malattie umane associate all'inquinamento ambientale.

Geoecology, studiando la struttura e i meccanismi di funzionamento della biosfera, la relazione e l'interconnessione della biosfera e dei processi geologici, il ruolo della materia vivente nell'energia e l'evoluzione della biosfera, la partecipazione di fattori geologici all'emergenza e all'evoluzione della vita sulla Terra.

Ecologia matematica  simula i processi ambientali, ad es. cambiamenti nella natura che possono verificarsi quando cambiano le condizioni ambientali.

Ecologia economica  Sviluppa meccanismi economici per la gestione e la protezione dell'ambiente.

Ecologia legale  sviluppa un sistema di leggi volte a proteggere la natura.

Ingegneria ambientale -  un'area relativamente nuova di scienza ambientale, studia l'interazione tra tecnologia e natura, i modelli di formazione dei sistemi tecnico-naturali regionali e locali e come gestirli al fine di proteggere l'ambiente naturale e garantire la sicurezza ambientale. Assicura la conformità di ingegneria e tecnologia delle strutture industriali ai requisiti ambientali.

Ecologia sociale  è sorto di recente. Solo nel 1986 a Leopoli si è tenuta la prima conferenza dedicata ai problemi di questa scienza. La scienza della "casa", o l'habitat della società (uomo, società), studia il pianeta Terra, così come lo spazio - come l'ambiente di vita della società.

Ecologia umana -  parte dell'ecologia sociale, considerando l'interazione dell'uomo come un essere biosociale con il mondo esterno.

-   uno dei nuovi rami indipendenti dell'ecologia umana -   scienza della qualità della vita e della salute.

Ecologia evolutiva sintetica  - una nuova disciplina scientifica, comprese le aree private di ecologia - generale, bio-, geo- e sociale.

Un breve percorso storico di sviluppo dell'ecologia come scienza

Nella storia dello sviluppo dell'ecologia come scienza, si possono distinguere tre fasi principali.   Il primo stadio è  l'emergere e la formazione dell'ecologia come scienza (fino agli anni '60), quando furono accumulati dati sulla relazione degli organismi viventi con il loro ambiente, furono fatte le prime generalizzazioni scientifiche. Allo stesso tempo, il biologo francese Lamarck e il prete inglese Malthus hanno avvertito per la prima volta l'umanità delle possibili conseguenze negative dell'esposizione umana alla natura.

Secondo stadio -  registrazione dell'ecologia in una branca della conoscenza indipendente (dagli anni '60 agli anni '50). L'inizio del palcoscenico è stato segnato dalla pubblicazione di opere di scienziati russi   KF Ruleier, N.A. Severtsev,VV Dokuchaev, per la prima volta comprovante una serie di principi e concetti di ecologia. Dopo la ricerca di C. Darwin nel campo dell'evoluzione del mondo organico, lo zoologo tedesco E. Haeckel è stato il primo a capire ciò che Darwin chiamava "la lotta per l'esistenza", è un'area indipendente della biologia,   e l'ho chiamato ecologia  (1866).

Come scienza indipendente, l'ecologia ha finalmente preso forma all'inizio del XX secolo. Durante questo periodo, lo scienziato americano C. Adame ha creato il primo riassunto sull'ecologia e vengono pubblicate altre importanti generalizzazioni. Il più grande scienziato russo del XX secolo. VI Vernadsky crea un fondamentale   dottrina della biosfera.

Negli anni '30 e '40, il primo botanico inglese A. Tensley (1935) avanzò   il concetto di "ecosistema"e poco dopo V. Ya. Sukachev(1940) ha corroborato una visione a lui vicina   sulla biogeocenosi.

Terzo stadio  (Anni '50 - fino ad ora) - la trasformazione dell'ecologia in una scienza complessa, che include le scienze della protezione dell'ambiente umano. Contemporaneamente allo sviluppo delle basi teoriche dell'ecologia, sono stati risolti anche i problemi applicati all'ecologia.

Nel nostro paese, negli anni '60 e '80, quasi ogni anno il governo ha adottato decisioni per rafforzare la conservazione della natura; sono stati pubblicati terra, acqua, foreste e altri codici. Tuttavia, come dimostrato dalla pratica della loro applicazione, non hanno dato i risultati richiesti.

Oggi la Russia sta vivendo una crisi ambientale: circa il 15% del territorio è in realtà una zona di disastro ambientale; L'85% della popolazione respira aria inquinata significativamente al di sopra dell'MPC. Il numero di malattie "causate dall'ambiente" è in aumento. C'è un degrado e una riduzione delle risorse naturali.

Una situazione simile si è sviluppata in altri paesi del mondo. La questione di cosa accadrà all'umanità in caso di degrado dei sistemi ecologici naturali e la perdita della capacità della biosfera di mantenere cicli biochimici diventa una delle più urgenti.

ecologia

ECOLOGIA   s; bene.  [dal greco oikos - casa, dimora e loghi - insegnamento]

1.   La scienza del rapporto tra organismi vegetali e animali e le comunità che formano tra loro e l'ambiente. E. piante. E. animali. E. amico.

2.   Sistema ecologico. E. foreste.

3.   Natura e in generale l'habitat di tutti gli esseri viventi (di solito sulla loro cattiva condizione). Preoccupazioni ecologiche. Disturbato e. Lo stato deprimente dell'ecologia. E. Russia nordoccidentale.

◁    Ecologico (vedi).

  ecologia

(dal greco. óikos - casa, abitazione, posizione e ... logica), la scienza della relazione degli organismi e delle comunità che formano tra loro e l'ambiente. Il termine "ecologia" fu proposto nel 1866 da E. Haeckel. Gli oggetti ecologici possono essere popolazioni di organismi, specie, comunità, ecosistemi e biosfera nel suo insieme. Dalla metà del 20 ° secolo In connessione con il crescente impatto umano sulla natura, l'ecologia ha acquisito un significato speciale come base scientifica per l'uso razionale delle risorse naturali e la protezione degli organismi viventi, e il termine "ecologia" ha un significato più ampio. Dagli anni '70. XX secolo ecologia umana o ecologia sociale, studiando i modelli di interazione tra società e ambiente, nonché i problemi pratici della sua protezione; comprende vari aspetti filosofici, sociologici, economici, geografici e di altro tipo (ad esempio ecologia urbana, ecologia tecnica, etica ambientale, ecc.). In questo senso, parlano del "greening" della scienza moderna. I problemi ambientali generati dal moderno sviluppo sociale hanno causato una serie di movimenti socio-politici ("Verdi" e altri) che si oppongono all'inquinamento ambientale e ad altre conseguenze negative del progresso scientifico e tecnologico.

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  ECOLOGIA

ECOLOGIA (dal greco. Oikos - casa, dimora, posizione e logo - parola, dottrina), la scienza del rapporto tra gli organismi viventi e le comunità che formano tra loro e l'ambiente.
Il termine "ecologia" fu proposto nel 1866 da E. Haeckel (cm.  Haeckel Ernst). Gli oggetti ecologici possono essere popolazioni di organismi, specie, comunità, ecosistemi e biosfera nel suo insieme. Con ser. 20 secolo in relazione al maggiore impatto umano sulla natura, l'ecologia ha acquisito un significato speciale come base scientifica per l'uso razionale delle risorse naturali e la protezione degli organismi viventi, e il termine "ecologia" ha un significato più ampio.
Dagli anni '70. 20 secolo ecologia umana o ecologia sociale, studiando i modelli di interazione tra società e ambiente, nonché i problemi pratici della sua protezione; comprende vari aspetti filosofici, sociologici, economici, geografici e di altro tipo (ad es. ecologia della città, ecologia tecnica, etica ambientale, ecc.). In questo senso, parlano del "greening" della scienza moderna. I problemi ambientali generati dal moderno sviluppo sociale hanno causato una serie di movimenti socio-politici ("Verdi" (cm.  VERDE (movimento))  e altri) che si oppongono all'inquinamento ambientale e ad altre conseguenze negative del progresso scientifico e tecnologico.
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ECOLOGIA (dal greco oikos - casa, abitazione, residenza e ... la logica), una scienza che studia la relazione degli organismi con l'ambiente, ovvero una serie di fattori esterni che influenzano la loro crescita, sviluppo, riproduzione e sopravvivenza. In una certa misura, questi fattori possono essere suddivisi condizionatamente in "abiotici" o fisico-chimici (temperatura, umidità, ore di luce del giorno, contenuto di sali minerali nel suolo, ecc.) E "biotici" a causa della presenza o dell'assenza di altri organismi viventi (in compresi quelli che sono oggetti alimentari, predatori o concorrenti).
Soggetto di ecologia
  Il focus dell'ecologia è quello che collega direttamente il corpo con l'ambiente, permettendoti di vivere in determinate condizioni. Gli ecologi sono interessati, ad esempio, a cosa consuma il corpo e a quali segreti cresce velocemente, a quale età inizia a riprodursi, quanti discendenti produce e qual è la probabilità che questi discendenti vivano fino a una certa età. Gli oggetti dell'ecologia spesso non sono singoli organismi, ma popolazioni (cm.  POPOLAZIONE), biocenosi (cm.  biocenosi)così come gli ecosistemi (cm.  ecosistemi). Esempi di ecosistemi includono un lago, il mare, una foresta, una piccola pozzanghera o persino un tronco d'albero in decomposizione. L'intera biosfera può essere considerata il più grande ecosistema. (cm.  Biosphere).
Nella società moderna, sotto l'influenza dei media, l'ecologia viene spesso interpretata come conoscenza puramente applicata sullo stato dell'ambiente umano e persino come lo stato stesso (quindi espressioni ridicole come "cattiva ecologia" di una particolare regione, prodotti "ecologici" o prodotti). Sebbene i problemi di qualità ambientale per l'uomo, ovviamente, abbiano un'importanza pratica molto importante e la loro soluzione sia impossibile senza conoscenza ambientale, la portata di questa scienza è molto più ampia. Nel loro lavoro, gli specialisti ambientali cercano di capire come è strutturata la biosfera, qual è il ruolo degli organismi nel ciclo di vari elementi chimici e processi di trasformazione energetica, come diversi organismi sono interconnessi tra loro e con il loro ambiente, che determina la distribuzione degli organismi nello spazio e il cambiamento nel loro numero nel tempo . Poiché gli oggetti ambientali sono, di regola, insiemi di organismi o persino complessi che includono oggetti non viventi insieme ad organismi, a volte viene definito come la scienza dei livelli sovrorganici dell'organizzazione della vita (popolazioni, comunità, ecosistemi e biosfera) o come la scienza del volto vivente della biosfera.
Storia dell'ecologia
  Il termine "ecologia" fu proposto nel 1866 dallo zoologo e filosofo tedesco E. Haeckel (cm.  Haeckel Ernst)che, durante lo sviluppo di un sistema di classificazione per le scienze biologiche, ha scoperto che non esiste un nome speciale per il campo della biologia che studia il rapporto degli organismi con l'ambiente. Haeckel ha anche definito l'ecologia come la "fisiologia delle relazioni", sebbene la "fisiologia" sia stata intesa in senso molto ampio, come uno studio di una varietà di processi che si verificano nella natura vivente.
Il nuovo termine entrò nella letteratura scientifica piuttosto lentamente e iniziò ad essere usato più o meno regolarmente solo dal 1900. Come disciplina scientifica, l'ecologia si è formata nel 20 ° secolo, ma il suo background risale al 19 ° e persino al 18 ° secolo. Quindi, già nelle opere di C. Linneo (cm.  LINEARE Carl), che ha gettato le basi della sistematica degli organismi, è stata l'idea di "salvare la natura" - un ordinamento rigoroso di vari processi naturali volti a mantenere un certo equilibrio naturale. Questo ordinamento è stato compreso esclusivamente nello spirito del creazionismo. (cm.  creazionismo)  - come l'incarnazione del "piano" del Creatore, che ha creato appositamente diversi gruppi di esseri viventi per svolgere diversi ruoli nel "salvataggio della natura". Quindi, le piante dovrebbero servire come cibo per gli erbivori e i predatori non dovrebbero permettere agli erbivori di riprodursi troppo.
Nella seconda metà del XVIII secolo. le idee di storia naturale, inseparabili dai dogmi della chiesa, sono state sostituite da nuove idee, il cui sviluppo graduale ha portato a quel quadro del mondo condiviso dalla scienza moderna. Il punto più importante è stato il rifiuto di una descrizione puramente esterna della natura e il passaggio all'identificazione di relazioni interne, a volte nascoste, che ne determinano lo sviluppo naturale. Quindi, I. Kant (cm.  CANT Immanuel)  nelle sue lezioni di geografia fisica tenute all'Università di Koenigsberg, ha sottolineato la necessità di una descrizione olistica della natura, che tenga conto dell'interazione dei processi fisici e di quelli associati alle attività degli organismi viventi. In Francia, all'inizio del XIX secolo. J. B. Lamarck (cm.  LAMARC Jean Baptiste)  Ha proposto il suo concetto in gran parte speculativo della circolazione di sostanze sulla Terra. In questo caso, agli organismi viventi è stato assegnato un ruolo molto importante, poiché si presumeva che solo l'attività vitale degli organismi, che porta alla creazione di composti chimici complessi, è in grado di resistere ai processi naturali di distruzione e decadimento. Sebbene il concetto di Lamarck fosse piuttosto ingenuo e non corrispondesse sempre neppure all'allora livello di conoscenza nel campo della chimica, prevedeva alcune idee sul funzionamento della biosfera, che si era già sviluppato all'inizio del XX secolo.
Naturalmente, il precursore dell'ecologia può essere chiamato il naturalista tedesco A. Humboldt (cm.  HUMBOLDT Alexander), molte delle cui opere sono ora giustamente considerate ambientali. È Humboldt che appartiene al merito nel passaggio dallo studio delle singole piante alla conoscenza della copertura vegetale come una certa integrità. Posa delle basi della geografia delle piante (cm.  GEOGRAFIA DELLE PIANTE)", Humboldt non solo ha notato le differenze nella distribuzione di diverse piante, ma ha anche cercato di spiegarle, collegandosi al clima.
Tentativi di scoprire il ruolo di quegli altri fattori nella distribuzione della vegetazione sono stati fatti da altri scienziati. In particolare, questa domanda è stata indagata da O. Decandol (cm.  Candolle), sottolineando l'importanza non solo delle condizioni fisiche, ma anche della competizione tra specie diverse per le risorse condivise. J. B. Bussengo (cm.  BUSSENGO Jean Baptiste)  gettò le basi della chimica agricola (cm.  Agrochimica)dimostrando che tutte le piante hanno bisogno di azoto nel suolo. Ha anche scoperto che per completare con successo lo sviluppo, l'impianto necessita di una certa quantità di calore, che può essere stimato sommando la temperatura per ogni giorno per l'intero periodo di sviluppo. Yu. Liebig (cm.  LIBI Justus) ha dimostrato che i vari elementi chimici necessari all'impianto sono indispensabili. Pertanto, se una pianta manca di un elemento, ad esempio il fosforo, la sua carenza non può essere compensata dall'aggiunta di un altro elemento: azoto o potassio. Questa regola, che in seguito divenne nota come la "legge di Liebig del minimo", ebbe un ruolo importante nell'introduzione della pratica agricola dei fertilizzanti minerali. Mantiene il suo significato nell'ecologia moderna, specialmente quando si studiano i fattori che limitano la distribuzione o la crescita del numero di organismi.
Un ruolo eccezionale nella preparazione della comunità scientifica per la futura percezione delle idee ambientali è stato svolto dalle opere di C. Darwin (cm.  DARWIN Charles Robert), prima di tutto, la sua teoria della selezione naturale come forza trainante dell'evoluzione. Darwin è derivato dal fatto che qualsiasi specie di organismi viventi può aumentare il suo numero in modo esponenziale (secondo la legge esponenziale, se si utilizza una formulazione moderna), e poiché le risorse per sostenere una popolazione in crescita iniziano presto a essere scarse, sorge necessariamente una competizione tra individui (lotta per l'esistenza ). I vincitori di questa lotta sono le persone che si adattano maggiormente a queste condizioni specifiche, vale a dire quelle che sono riuscite a sopravvivere e a lasciare la prole vitale. La teoria di Darwin mantiene la sua importanza duratura per l'ecologia moderna, spesso stabilendo la direzione per la ricerca di determinate relazioni e permettendoci di comprendere l'essenza delle diverse "strategie di sopravvivenza" utilizzate dagli organismi in determinate condizioni.
Nella seconda metà del XIX secolo, la ricerca, che era essenzialmente ambientale, iniziò a essere condotta in molti paesi, sia da botanici che da zoologi. Così, in Germania, nel 1872, fu pubblicata l'opera capitale di August Grisebach (1814-1879), che per prima descrisse le principali comunità vegetali di tutto il mondo (queste opere furono pubblicate in russo), e nel 1898 un ampio riassunto di Franz Schimper (1856-1901) "Geografia delle piante su base fisiologica", che fornisce molte informazioni dettagliate sulla dipendenza delle piante da vari fattori ambientali. Un altro ricercatore tedesco - Karl Moebius (cm.  MEBIUS Carl August)Studiando la riproduzione delle ostriche sui fondali bassi (le cosiddette banche di ostriche) del Mare del Nord, ha proposto il termine "biocenosi (cm.  biocenosi)", Che indica la totalità di varie creature viventi che vivono sullo stesso territorio e sono strettamente interconnesse.
A cavallo tra il XIX e il XX secolo, la stessa parola "ecologia", che è stata poco utilizzata nei primi 20-30 anni dopo che è stata proposta da Haeckel, inizia ad essere usata sempre più spesso. Appaiono persone che si definiscono ecologisti e cercano di sviluppare la ricerca ambientale. Nel 1895, il ricercatore danese J.E. Warming (cm.  WARMING Johannes Eugenius)  pubblica un libro di testo sulla "geografia ecologica" delle piante, presto tradotto in tedesco, polacco, russo (1901) e poi in inglese. In questo momento, l'ecologia è spesso considerata come una continuazione della fisiologia, che ha trasferito le sue ricerche dal laboratorio solo direttamente alla natura. L'attenzione principale è rivolta allo studio dell'impatto sugli organismi di determinati fattori ambientali. A volte, tuttavia, vengono posti compiti completamente nuovi, ad esempio, per identificare caratteristiche comuni, che si ripetono regolarmente nello sviluppo di vari complessi naturali di organismi (comunità, biocenosi).
Un ruolo importante nella formazione del cerchio di problemi studiati dall'ecologia e nella formazione della sua metodologia è stato svolto, in particolare, dall'idea di successione (cm.  successioni). Quindi, negli Stati Uniti, Henry Kauls (1869-1939) ricostruì un quadro dettagliato della successione studiando la vegetazione sulle dune di sabbia vicino al lago Michigan. Queste dune si sono formate in tempi diversi, e quindi è stato possibile trovare comunità di età diverse su di esse - dalle più giovani, rappresentate da alcune piante erbacee che possono crescere su sabbie mobili alle più mature, che sono vere e proprie foreste miste su vecchie dune fisse. In futuro, il concetto di successione fu sviluppato in dettaglio da un altro ricercatore americano, Frederick Clements (1874-1945). Ha interpretato la comunità come un'entità altamente integrata, che ricorda un po 'un organismo, per esempio, come un organismo che subisce un certo sviluppo - dalla giovinezza all'età adulta e poi alla vecchiaia. Clements credeva che se nelle fasi iniziali della successione diverse comunità in una località possono variare notevolmente, quindi nelle fasi successive diventano sempre più simili. Alla fine, si scopre che per ogni regione con un certo clima e suolo, solo una comunità matura (climax) è caratteristica.
Le comunità vegetali hanno prestato molta attenzione in Russia. Pertanto, Sergey Ivanovich Korzhinsky (1861-1900), studiando il confine tra la foresta e le zone della steppa, ha sottolineato che oltre alla dipendenza della vegetazione dalle condizioni climatiche, l'effetto delle piante stesse sull'ambiente fisico e la loro capacità di renderlo più adatto alla crescita di altre specie non sono meno importanti. In Russia (e poi in URSS) per lo sviluppo della ricerca sulle comunità vegetali (o in altre parole - fitocenologia), i lavori scientifici e le attività organizzative di V. N. Sukachev erano importanti (cm.  SUKACHEV Vladimir Nikolaevich). Sukachev è stato uno dei primi a iniziare studi sperimentali sulla concorrenza e ha proposto la propria classificazione di diversi tipi di successione. Sviluppò costantemente la dottrina delle comunità vegetali (fitocenosi), che interpretò come formazioni integrali (in questo era vicino a Clements, sebbene spesso criticasse le idee di quest'ultima). Più tardi, già negli anni '40, Sukachev formulò l'idea della biogeocenosi (cm.  biogeocoenosis)  - un complesso naturale che include non solo la comunità vegetale, ma anche le condizioni del suolo, climatiche e idrologiche, animali, microrganismi, ecc. Lo studio delle biogeocenosi in URSS è stato spesso considerato una scienza indipendente - la biogeocenologia. Attualmente, la biogeocenologia è di solito considerata parte dell'ecologia.
Gli anni 1920-1940 furono molto importanti per trasformare l'ecologia in una scienza indipendente. A quel tempo, furono pubblicati numerosi libri su vari aspetti dell'ecologia, iniziarono ad apparire riviste specializzate (alcune di esse esistono ancora) e apparvero società ambientaliste. Ma la cosa più importante è che si stanno gradualmente formando le basi teoriche di una nuova scienza, vengono proposti i primi modelli matematici e viene sviluppata una metodologia che consente di stabilire e risolvere determinati problemi. Allo stesso tempo, si formano due approcci piuttosto diversi che esistono nell'ecologia moderna: quello della popolazione, che si concentra sulla dinamica del numero di organismi e della loro distribuzione nello spazio, e quello dell'ecosistema, che si concentra sui processi di circolazione della materia e trasformazione energetica.
Sviluppo dell'approccio della popolazione
Uno dei compiti più importanti dell'ecologia della popolazione era quello di identificare i modelli generali delle dinamiche della popolazione, sia individualmente che interagendo (ad esempio, in competizione per una risorsa o relative relazioni predatore-preda). Per risolvere questo problema, sono stati utilizzati semplici modelli matematici: formule che mostrano le relazioni più probabili tra le singole variabili che caratterizzano lo stato della popolazione: tasso di natalità, mortalità, tasso di crescita, densità (numero di individui per unità di spazio), ecc. I modelli matematici hanno permesso di verificare le conseguenze di varie ipotesi, rivelando le condizioni necessarie e sufficienti per l'implementazione di una versione particolare delle dinamiche della popolazione.
Nel 1920, il ricercatore americano R. Perl (1879-1940) avanzò il cosiddetto modello logistico di crescita della popolazione, suggerendo che all'aumentare della densità della popolazione, il suo tasso di crescita diminuisce, diventando uguale a zero quando viene raggiunta una certa densità limite. Il cambiamento della popolazione nel tempo è stato descritto in questo modo da una curva a forma di S rivolta verso un altopiano. Pearl considerava il modello logistico come la legge universale di sviluppo di qualsiasi popolazione. E sebbene ben presto sia diventato chiaro che questo era lungi dall'essere sempre il caso, l'idea stessa di avere alcuni principi fondamentali manifestarsi nella dinamica di molte popolazioni diverse si è dimostrata molto produttiva.
L'introduzione di modelli matematici nella pratica dell'ecologia iniziò con il lavoro di Alfred Lotka (1880-1949). Chiamò il suo metodo "biologia fisica", un tentativo di semplificare la conoscenza biologica usando approcci comunemente usati in fisica (compresi i modelli matematici). Come uno dei possibili esempi, ha proposto un modello semplice che descrive la dinamica accoppiata del numero di predatori e prede. Il modello ha mostrato che se tutta la mortalità nella popolazione di prede è determinata dal predatore e il tasso di natalità del predatore dipende solo dalla disponibilità del suo cibo (cioè il numero delle vittime), allora il numero sia del predatore che della vittima fa le giuste oscillazioni. Quindi Lotka ha sviluppato un modello di relazioni competitive e ha anche dimostrato che in una popolazione che aumenta esponenzialmente il suo numero, viene sempre stabilita una struttura di età costante (cioè il rapporto tra le quote di individui di età diverse). Successivamente, ha anche proposto metodi per il calcolo di alcuni dei più importanti indicatori demografici. Intorno agli stessi anni, il matematico italiano V. Volterra (cm.  VOLTERRA Vito), indipendentemente da Lotka, sviluppò un modello di competizione di due specie per una risorsa e dimostrò teoricamente che due specie limitate nel loro sviluppo a una risorsa non possono coesistere stabilmente - una specie inevitabilmente affolla l'altra.
Gli studi teorici di Lotka e Volterra hanno interessato il giovane biologo moscovita G.F. Gauze (cm.  GAUSE George Frantsevich). Ha proposto la sua, molto più comprensibile ai biologi, la modifica delle equazioni che descrivono la dinamica del numero di specie in competizione e per la prima volta ha effettuato una verifica sperimentale di questi modelli nelle colture di laboratorio di batteri, lieviti e protozoi. Gli esperimenti sulla concorrenza tra diversi tipi di ciliati hanno avuto un successo particolare. La garza è stata in grado di dimostrare che le specie possono coesistere solo se sono limitate da diversi fattori o, in altre parole, se occupano nicchie ecologiche diverse. Questa regola, soprannominata la "Legge di Gause", è stata a lungo un punto di partenza per discutere della competizione interspecifica e del suo ruolo nel mantenimento della struttura delle comunità ambientali. I risultati del lavoro di Gauze furono pubblicati in diversi articoli e nel libro "Struggle for Existence" (1934), che, con l'assistenza di Pearl, fu pubblicato in inglese negli Stati Uniti. Questo libro è stato di grande importanza per l'ulteriore sviluppo dell'ecologia teorica e sperimentale. È stato ristampato più volte ed è ancora spesso citato nella letteratura scientifica.
Lo studio delle popolazioni ha avuto luogo non solo in laboratorio, ma anche direttamente sul campo. Un ruolo importante nel determinare la direzione generale di tali studi è stato svolto dal lavoro dell'ecologo inglese Charles Elton (1900-1991), in particolare il suo libro Ecology of Animals, pubblicato per la prima volta nel 1927 e poi ristampato più di una volta. Il problema delle dinamiche della popolazione è stato presentato in questo libro come uno dei temi centrali dell'intera ecologia. Elton ha attirato l'attenzione sulle fluttuazioni cicliche del numero di piccoli roditori che si sono verificati in un periodo di 3-4 anni e, dopo aver elaborato i dati a lungo termine sulla raccolta di pellicce in Nord America, ha scoperto che anche lepri e le lince mostrano fluttuazioni cicliche, ma si osservano picchi ogni 10 circa anni. Elton prestò molta attenzione allo studio della struttura delle comunità (supponendo che questa struttura fosse strettamente logica), così come alle catene alimentari e alle cosiddette "piramidi di numeri" - una consistente diminuzione del numero di organismi mentre passiamo da livelli trofici inferiori a livelli più alti - dalle piante agli erbivori, e dagli erbivori ai predatori. L'approccio della popolazione in ecologia è stato a lungo sviluppato principalmente dagli zoologi. I botanici, d'altra parte, hanno esplorato più comunità, che molto spesso interpretate come formazioni integrali e discrete, tra le quali è piuttosto facile tracciare dei confini. Tuttavia, già negli anni 1920, i singoli ecologi esprimevano opinioni "eretiche" (per quel tempo) secondo le quali diversi tipi di piante possono reagire a modo loro a determinati fattori ambientali e la loro distribuzione non deve coincidere con la distribuzione di altri specie della stessa comunità. Ne consegue che i confini tra le diverse comunità possono essere molto sfumati e la loro selezione è condizionata.
Più chiaramente, questa visione straordinaria della comunità vegetale è stata sviluppata dall'ecologo russo L. G. Ramensky (cm.  RAMENSKY Leonty Grigoryevich). Nel 1924, in un breve articolo (che in seguito divenne un classico), formulò le principali disposizioni del nuovo approccio, enfatizzando, da un lato, l'individualità ecologica delle piante e, dall'altro, la "multidimensionalità" (cioè la dipendenza da molti fattori) e la continuità dell'intera copertura vegetale. Ramensky considerava invariabili solo le leggi di compatibilità di piante diverse, che avrebbero dovuto essere studiate. Negli Stati Uniti, in modo del tutto indipendente, idee simili furono sviluppate negli stessi anni da Henry Allan Gleeson (1882-1975). Nel suo "concetto individualistico", presentato come antitesi alle idee di Clements sulla comunità come analogo dell'organismo, sono state anche sottolineate l'indipendenza della distribuzione delle diverse specie di piante l'una dall'altra e la continuità della copertura vegetale. In verità, gli studi sulle popolazioni di piante si sono sviluppati solo negli anni '50 e '60. In Russia, il leader indiscusso in questa direzione fu Tikhon Aleksandrovich Rabotnov (1904-2000), e nel Regno Unito, John Harper.
Sviluppo della ricerca ecosistemica
  Il termine "ecosistema" fu proposto nel 1935 dal famoso ecologo-botanico inglese Arthur Tensley (1871-1955) per riferirsi al complesso naturale degli organismi viventi e all'ambiente fisico in cui vivono. Tuttavia, studi, che possono essere giustamente definiti ecosistemi, hanno iniziato a essere condotti molto prima, e i leader indiscussi qui erano gli idrobiologi. Idrobiologia, e in particolare la limnologia (cm.  limnologia) sin dall'inizio erano scienze complesse che si occupavano immediatamente di molti organismi viventi e del loro ambiente. Allo stesso tempo, hanno studiato non solo le interazioni degli organismi, non solo la loro dipendenza dall'ambiente, ma, e non meno importante, l'influenza degli stessi organismi sull'ambiente fisico. Spesso l'oggetto della ricerca per i limnologi era un intero serbatoio in cui i processi fisici, chimici e biologici sono strettamente interconnessi. Già all'inizio del XX secolo, il limnologo americano Edward Burge (1851-1950), usando rigorosi metodi quantitativi, ha studiato il "respiro dei laghi" - la dinamica stagionale dell'ossigeno disciolto nell'acqua, che dipende sia dai processi di miscelazione della massa d'acqua che dalla diffusione dell'ossigeno dall'aria, e dalla vita degli organismi. È significativo che tra questi ultimi vi siano sia i produttori di ossigeno (alghe planctoniche) sia i suoi consumatori (la maggior parte dei batteri e tutti gli animali). Negli anni '30, grandi successi nello studio del ciclo della materia e della trasformazione energetica furono raggiunti nella Russia sovietica presso la Stazione Limnologica di Kosinskaya vicino a Mosca. A quel tempo, la stazione era diretta da Leonid Leonidovich Rossolimo (1894-1977), che propose il cosiddetto "approccio di equilibrio", concentrandosi sulla circolazione delle sostanze e sulla trasformazione dell'energia. Come parte di questo approccio, ha iniziato le sue ricerche sulla produzione primaria (ovvero la creazione di materia organica da parte degli autotrofi) e G. G. Vinberg (cm.  VINBERG Georgy Georgievich)usando il metodo spiritoso di "bottiglie scure e chiare". La sua essenza è che la quantità di materia organica formata durante la fotosintesi è giudicata dalla quantità di ossigeno rilasciata.
Tre anni dopo, misurazioni simili furono eseguite negli Stati Uniti da G. A. Riley. L'iniziatore di questi lavori fu George Evelyn Hutchinson (1903-1991), che, con le sue ricerche, nonché l'ardente supporto degli sforzi di molti giovani scienziati di talento, ebbe un impatto significativo sullo sviluppo dell'ecologia non solo negli Stati Uniti, ma in tutto il mondo. Il Perù di Hutchinson possiede The Treatise on Limnology, una serie di quattro volumi, che è il riassunto più completo della vita dei laghi nel mondo.
Nel 1942, un articolo di Hutchinson, un giovane e sfortunatamente ecologista deceduto molto presto, Raymond Lindemann (1915-1942), fu pubblicato sulla rivista Ecology, in cui veniva proposto uno schema generale di trasformazione energetica nell'ecosistema. In particolare, è stato teoricamente dimostrato che quando l'energia viene trasferita da un livello trofico a un altro (dalle piante agli erbivori, dagli erbivori ai predatori), la sua quantità diminuisce e solo una piccola frazione (non più del 10%) di quell'energia che era a disposizione degli organismi del livello precedente.
Per la stessa possibilità di effettuare studi sugli ecosistemi, era molto importante che, con l'enorme varietà di forme di organismi esistenti in natura, il numero di processi biochimici di base che determinano la loro attività vitale (e, di conseguenza, il numero di ruoli biogeochimici di base!) È molto limitato. Quindi, ad esempio, una varietà di piante (e cianobatteri (cm.  cianobatteri)) eseguire la fotosintesi (cm.  La fotosintesi)in cui si forma la materia organica e viene rilasciato ossigeno libero. E poiché i prodotti finali sono gli stessi, è possibile riassumere i risultati dell'attività di un gran numero di organismi contemporaneamente, ad esempio tutte le alghe planctoniche nello stagno o tutte le piante nella foresta, e quindi valutare la produzione primaria dello stagno o della foresta. Gli scienziati che erano in prima linea nell'approccio ecosistemico lo capirono bene e le idee che svilupparono costituirono la base per quegli studi su larga scala della produttività di vari ecosistemi che furono sviluppati in diverse zone naturali già negli anni 1960-1970.
Secondo la sua metodologia, lo studio della biosfera è adiacente all'approccio ecosistemico. Il termine "biosfera" per indicare l'area sulla superficie del nostro pianeta coperta dalla vita fu proposto alla fine del 19 ° secolo dal geologo austriaco Eduard Suess (1831-1914). Tuttavia, in dettaglio, l'idea della biosfera come sistema di cicli biogeochimici, la cui principale forza motrice è l'attività degli organismi viventi ("materia vivente"), è stata sviluppata già negli anni '20 e '30 dallo scienziato russo Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945). Per quanto riguarda le valutazioni dirette di questi processi, la loro ricezione e il costante perfezionamento si sono svolti solo nella seconda metà del 20 ° secolo e continuano ancora oggi.
Lo sviluppo dell'ecologia negli ultimi decenni del 20 ° secolo
Nella seconda metà del 20 ° secolo. la formazione dell'ecologia come scienza indipendente è completata, con una sua teoria e metodologia, una sua gamma di problemi e i suoi approcci per risolverli. I modelli matematici stanno gradualmente diventando più realistici: le loro previsioni possono essere verificate sperimentalmente o mediante osservazione in natura. Esperimenti e osservazioni stessi sono sempre più pianificati e realizzati in modo tale che i risultati ottenuti consentano di accettare o confutare un'ipotesi precedentemente proposta. Il lavoro del ricercatore americano Robert MacArthur (1930-1972), che combinò con successo i talenti di un matematico e di un biologo naturale, diede un notevole contributo alla formazione della metodologia dell'ecologia moderna. MacArthur ha studiato le regolarità del rapporto tra il numero di specie diverse appartenenti a una comunità, la scelta del predatore della preda più ottimale, la dipendenza del numero di specie che abitano l'isola dalle sue dimensioni e distanza dalla terraferma, il grado di sovrapposizione ammissibile di nicchie ecologiche di specie coesistenti e una serie di altri compiti. Avendo accertato l'esistenza di una certa regolarità ripetitiva ("modello") in natura, MacArthur ha proposto una o più ipotesi alternative che spiegano il meccanismo di questa regolarità, ha costruito appropriati modelli matematici e poi li ha confrontati con i dati empirici. MacArthur ha formulato chiaramente il suo punto di vista nel libro "Geographical Ecology" (1972), scritto da lui quando era malato terminale, diversi mesi prima della sua prematura morte.
L'approccio sviluppato da MacArthur e dai suoi seguaci era principalmente finalizzato a chiarire i principi generali della struttura (struttura) di qualsiasi comunità. Tuttavia, nel quadro dell'approccio, che si è diffuso un po 'più tardi, negli anni '80, l'attenzione principale è stata spostata sui processi e sui meccanismi che hanno portato alla formazione di questa struttura. Ad esempio, quando studiavano il raggruppamento competitivo di una specie da parte di un'altra, gli ecologi si interessavano principalmente ai meccanismi di questo raggruppamento e alle caratteristiche delle specie che determinano il risultato della loro interazione. Si è scoperto, ad esempio, che quando diversi tipi di piante competono per elementi di nutrizione minerale (azoto o fosforo), spesso il vincitore non è la specie che, in linea di principio (in assenza di una carenza di risorse) può crescere più velocemente, ma che è in grado di mantenere una crescita minima al minore concentrazione nell'ambiente di questo elemento.
I ricercatori hanno iniziato a prestare particolare attenzione all'evoluzione del ciclo di vita e alle varie strategie di sopravvivenza. Poiché le capacità degli organismi sono sempre limitate e per ogni acquisizione evolutiva, gli organismi devono pagare per qualcosa, correlazioni negative chiaramente distinte (i cosiddetti "compromessi") sorgono inevitabilmente tra i singoli tratti. Ad esempio, è impossibile per una pianta crescere molto rapidamente e allo stesso tempo formare mezzi affidabili di protezione contro gli erbivori. Lo studio di tali correlazioni consente di scoprire come, in linea di principio, si ottenga la possibilità stessa dell'esistenza di organismi in determinate condizioni.
Nell'ecologia moderna, alcuni problemi che hanno una lunga storia di ricerca rimangono ancora rilevanti: ad esempio, stabilire modelli generali di dinamica dell'abbondanza di organismi, valutare il ruolo di vari fattori che limitano la crescita delle popolazioni e chiarire le cause delle fluttuazioni cicliche (regolari) dei numeri. Sono stati compiuti progressi significativi in \u200b\u200bquesto settore: per molte popolazioni specifiche, sono stati identificati meccanismi per regolarne il numero, compresi quelli che generano cambiamenti ciclici nei numeri. La ricerca continua sulle relazioni di tipo "predatore-preda", sulla concorrenza e anche sulla cooperazione reciprocamente vantaggiosa di diversi tipi: il mutualismo.
Una nuova area degli ultimi anni è la cosiddetta macroecologia - uno studio comparativo di diverse specie sulla scala di grandi spazi (paragonabile alle dimensioni dei continenti).
Alla fine del XX secolo furono compiuti enormi progressi nello studio della circolazione delle sostanze e del flusso di energia. Innanzitutto, ciò è dovuto al miglioramento dei metodi quantitativi per la valutazione dell'intensità di vari processi, nonché alle crescenti opportunità di un uso diffuso di questi metodi. Un esempio è la determinazione remota (dai satelliti) del contenuto di clorofilla nelle acque superficiali del mare, che consente di compilare mappe di distribuzione del fitoplancton per l'intero Oceano mondiale e di stimare i cambiamenti stagionali nella sua produzione.
Lo stato attuale della scienza
L'ecologia moderna è una scienza in rapido sviluppo, caratterizzata dalla sua gamma di problemi, dalla sua teoria e dalla sua metodologia. La complessa struttura dell'ecologia è determinata dal fatto che i suoi oggetti appartengono a livelli molto diversi di organizzazione: dall'intera biosfera e dai grandi ecosistemi alle popolazioni, e la popolazione è spesso considerata come una raccolta di singoli individui. Anche la scala dello spazio e del tempo in cui si verificano i cambiamenti in questi oggetti, e che dovrebbe essere coperta dalla ricerca, varia molto ampiamente: da migliaia di chilometri a metri e centimetri, da millenni a settimane e giorni. Negli anni '70 si sta formando l'ecologia umana. Con la pressione sull'ambiente, l'importanza pratica dell'ecologia aumenta, filosofi e sociologi sono ampiamente interessati ai suoi problemi.