Поняття і структурні підрозділи екології

Слово «екологія» утворено від грецьких «oikos» - дім, житло, місцеперебування і «Logos» - вчення, наука. Німецький біолог-еволюціоніст Ернст Геккель (1834-1919), який ввів цей термін в 1866 р., під екологією розумів суму знань про взаємовідношення тварини з навколишнім середовищем (НС), передусім - живими організмами, з якими вона контактує. Услід за Е. Геккелем, багато біологів розглядали екологію як науку про місце проживання живих організмів. Потрібно зазначити, що вже в працях древньогрецьких філософів містились відомості екологічного характеру. Однак, чисто екологічні дослідження стали проводитися лише в XX столітті, особливо в 1968-1970 рр., коли дуже гостро стали перед людством проблеми забруднення природних середовищ, зростання населення, виробництва продуктів харчування, мінеральних і енергетичних ресурсів та ін. Змінилося і саме поняття терміна «екологія».

Зараз екологію розуміють як науку про взаємовідношення живих організмів з середовищем їх мешкання або науку про закони взаємодії органічних угрупувань один з одним і оточуючим їх абіотичним середовищем. Так, відомий еколог Ю.А. Ізраель в передмові до книги Ф. Рамада [2] зазначає: «Екологія - це наука про взаємовідносини між живими організмами, біологічними системами (надорганізменного рівня) і середовищем мешкання, практична наука про структуру і функції природи»- Істотний антропогенний вплив на біосферу (БС) на усіх рівнях ще більше підвищив роль екології як одного з найважливіших наукових напрямів і не дивно, що екологію нерідко визначають як науку, яка досліджує закономірності функціонування організмів в їх природному середовищі мешкання з урахуванням змін, що вносяться в середовище діяльністю людини.

Екологія йде своїми коріннями в біологію, але вона вже вийшла з цих рамок, оформившись в принципово нову інтегральну дисципліну, яка пов'язує фізичні і біологічні явища і створює міст між природними і суспільними науками [З]. В наш час екологія розпадається на низку наукових галузей і дисциплін, часом далеких від первинного розуміння екології як біологічної науки, хоч в основі всіх сучасних напрямів екології лежать фундаментальні ідеї біоекології (Ю. Одум, Р. Дажо, М.Ф. Реймерс, 1. Дедю, Г.О. Білявський, В.Ю. Некос та ін.).

Екологію за розмірами об'єктів вивчення ділять на аут(о)екологію (організм і його середовище), популяційну екологію або демекологію (популяція і її середовище), синекологію (угруповання і його середовище), географічну або ландшафтну екологію (великі геосистеми, географічні процеси за участю живої речовини і її середовища) та глобальну екологію (мегаекологія, учення про біосферу Землі).

По відношенню до предметів вивчення екологію поділяють на екологію мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини;

сільськогосподарську, промислову (інженерну), загальну екологію (як теоретичну узагальнюючу дисципліну).

За середовищем і компонентами розрізнюють екологію суші, водоймищ, морську, Крайньої Півночі, високогір'їв, хімічну (геохімічну, біогеохімічну) і т.д.

За підходами до предмета виділяють аналітичну і динамічну екологію.

З точки зору на фактор часу розглядають історичну і еволюційну екологію (рис. 1.1).

У системі екології людини виділяють соціальну екологію (взаємовідносини соціальних груп суспільства з їх середовищем життя), яка на відміну від екології індивіда і екології людських популяцій за функціонально-просторовим рівнем рівна синекології, але має ту особливість, що співтовариства людей в зв'язку з їх середовищем мають домінанту соціальної організації [4].

Г.О. Білявським та ін. [5] розроблено класифікацію напрямів сучасних екологічних досліджень, які згруповано на системній основі з урахуванням галузевих особливостей взаємозв'язків та ієрархії. Найвищим за рангом узагальнюючим поняттям, що використовується в класифікації, є «універсальна» або «загальна» екологія - наука про тактику й стратегію збереження та стабільного розвитку житія на Землі.

Деякі фахівці серед розділів сучасної екології виокремлюють загальну екологію (більшість біологів ототожнюють її з біоекологією) як таку, що об'єднує різні екологічні знання на ще й досі єдиному науковому фундаменті. Головною складовою загальної екології вважать теоретичну екологію, яка визначає загальні закони функціонування екосистем (ЕС). Цьому допомагають експериментальна та математична екологія (моделювання екологічних процесів, обробка інформації та кількісний аналіз), що входять до складу загальної екології. Загальну екологію слід виділити від низки прикладних екологічних наук як теоретичну, але з умовою, що основу її становить біоекологія з усім колом сучасних проблем [б].

Біоекологія вивчає найзагальніші закономірності взаємовідносин організмів та їх угруповань із зовнішнім середовищем у природних умовах, формує уявлення про екологію як економіку природи на основі вивчення потоків речовин, енергії та інформації в життєдіяльності організмів, їх груп та біологічних систем. Вона є материнським субстратом і головною складовою сучасної екології.

У складі біоекології виділяють: 1) екологію систематичних груп організмів (аутоекологія, демекологія, синекологія, екологія людини, тварин, рослин, грибів і мікроорганізмів); 2) екологію закритих систем; 3) палеоекологію, 4) основи біоіндикації, 5) екологію клітин і тканин, 5) •еволюційну екологію; 6) рекреаційну екологію та заповідну справу; 7) біосферологію [б].

Прикладна екологія вивчає механізми руйнування БС, розробляє методи запобігання йому й способи раціонального ПК. Вона складається з трьох основних блоків: геоекологія, техноекологія і соціальна екологія [б].

Геоекологія вивчає специфіку взаємовідносин організмів і середовища їх існування в різних географічних зонах, дає екологічну характеристику різних географічних регіонів, областей, районів,

ландшафтів, розглядає наслідки ендо- й екзогенних геологічних процесів, видобування корисних копалин.

Техноекологія пов'язана із такими об'єктами людської діяльності, як енергетика, промисловість, сільське господарство, транспорт, військова справа, космос. Вона визначає обсяги, механізми й наслідки впливів на довкілля та здоров'я людини різних галузей і об'єктів, особливості використання ними природних ресурсів, розробляє регламентацію ПК й технічні засоби охорони природи, опікується проблемами поводження з відходами та відтворення зруйнованих ЕС, екологізацію виробництв.

Соціальна екологія досліджує специфічну роль людини в довкіллі не як біологічного виду, а соціальної істоти, вивчає шляхи оптимізації взаємовідносин людського суспільства з природою, формує екологічну свідомість, екологічну культуру тощо.

Як відмічає В.П. Кучерявий [7], екологію можна умовно поділяти на п'ять великих підрозділів: 1) аутекологія, або факторіальна екологія (вивчає взаємозв'язки представників виду з оточуючим їх середовищем, а також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів); 2) демекологія (описує коливання чисельності різних видів і встановлює їх причини); 3) синекологія (аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповання організмів, а також між ними і оточуючим середовищем); 4) біогеоценологія, або екосистемологія (вивчає біогеоценотичний шар земної кулі і, зокрема, конкретні біогеоценози, в яких взаємодіють біоценози і абіотичне середовище); 5) біосферологія або глобальна екологія (вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з'ясовує закономірності еволюції біосфери).

Існує велика кількість сучасних визначень поняття «екологія», які мають як багато загального, так і принципово відрізняються. Одні автори дотримуються первинного визначення Е. Геккеля ( 1866 р.), інші істотно розширили вміст традиційної екології (біоекології), аж до надання абсолютно іншого значення самій науковій дисципліні. Формується сучасна екологія - «неоєкологія» - зі своїм об'єктом дослідження, методами, понятійно-термінологічним апаратом і структурою [8]. Кожний структурний підрозділ неоекології є цілком самостійною науковою дисципліною, що складає разом з іншими вельми складну, багатоаспектну, міждисциплінарну дисципліну.

Аналогічно з іншими науковими дисциплінами, в структурі сучасної екології можна виділити теоретичні, прикладні, спеціальні і регіональні розділи. У рамках теоретичної екології розглядаються проблеми еволюції і стійкості біосфери, взаємозв'язку між біотичними і абіотичними складовими навколишнього середовища, взаємовідношення людини і природи, можливість трансформації біосфери в ноосферу, екологічні теорії, закони, правила, принципи і гіпотези. Структурною гілкою, що найбільш розвивається, є прикладна екологія, яка виникла в зв'язку з необхідністю вивчення процесів деградації біосферних середовищ, запобігання цим процесам, оптимізації природокористування тощо. Навряд чи можна обмежуватися умовними кордонами промислової, сільськогосподарської, транспортної, медичної і іншими розділами прикладної екології, бо практично всі види господарської діяльності неминуче пов'язані з розв'язанням екологічних проблем. Беручи до уваги величезну різноманітність видів антропогенної діяльності, багатоаспектність екологічної проблематики, можна говорити про необхідність проведення спеціальних екологічних досліджень (наприклад, при конверсії військових об'єктів, дампінгу грунтів, знешкодженні, утилізації і похованні відходів тощо). В міру поглиблення наукових знань виникають все нові розділи сучасної екології (наприклад, екологічна хімія, екологічна фізика та інші). Одним з основних напрямів представляється регіональна екологія, задачі якої зводяться до вивчення екологічних ситуацій в конкретному регіоні, оцінки впливу природних і антропогенних факторів на стан екосистем.

Базовими поняттями в екології є „середовище", „навколишнє середовище", „природне середовище", які характеризуються різноплановістю тлумачення: 1) середовище - сукупність всіх умов, що оточують річ, рослину, тварину чи людину і безпосередньо чи опосередковано впливають на них; 2) навколишнє середовище (НС) — сукупність абіотичного, біотичного і соціального середовища, що разом справляють вплив на людину (біоту) та її життєдіяльність; 3) природне середовище - сукупність абіотичного, біотичного і соціального середовища, що разом справляють вплив на людей та їх господарство (більш вузьке поняття, ніж НС).

Оскільки навколишнє середовище являє собою поєднання взаємопов'язаних природних, видозмінених природних, штучно створених і соціально-економічних компонентів [І], то аналіз екологічної ситуації в будь-якому регіоні повинен базуватися на такому багатоаспектному розумінні середовища мешкання живих організмів, включаючи людину. З позицій біоцентризму динаміка і сучасний стан біоценозів е основними показниками рівноважного стану екосистем, однак, в екосистемах, що зазнають значних антропогенних навантажень, доводиться акцентувати увагу на зв'язках між навколишнім середовищем і здоров'ям людини. Тому, якщо вийти з принципів антропоцентризму, то, як головний і інтегральний показник екологічної обстановки в тому або іншому регіоні, можна прийняти стан здоров'я народонаселення з подальшим визначенням патогенної ролі окремих природних і техногенних факторів.

Внаслідок невизначеності поняття «екологія», тісного зв'язку її з енвайронментологією і природокористуванням поки немає єдиного уявлення про структурні підрозділи цієї дисципліни. Галузі екології формуються неоднорідно, а тому характеризуються різною повнотою й обсягом. Сьогодні налічується близько 50 розгалужень екології [1, 7].

«Екологія як така - лише фундаментальна основа для природоохоронного і середовищеохоронного знання, є основа невід 'ємна і абсолютно необхідна. Все інше - лише її прикладні сфери. Всі бони мають свої постулати і теоретичні узагальнення, які базуються на екологічному фундаменті» [І].

Охорона природи — прикладна екологічна галузь знання про збереження систем життєзабезпечення Землі - одним словом може бути визначена созологія (від „созо" — „рятую").

На думку Г.О. Білявського та ін. [6], "сучасна екологія з традиційної екології виросла в комплексну, складну, багатогранну інтегральну науку-лідера, стала філософією виживання людства - екологічною філософією". "...Сучасна екологія - це нова комплексна наука про виживання в довкіллі, завдання якої - пізнання законів розвитку й функціонування біосфери як цілісної системи під впливом природних і, головне, антропогенних факторів, а також визначення шляхів ефективного співіснування техносфери й біосфери".

Екологічна діяльність нині обов'язкова, а здебільшого - одна із основних складових будь-якої сфери людської діяльності.

Екологія найтісніше пов'язана з енвайронментологією - наукою про навколишнє середовище, його якість і охорону, а також енвайронменталістикою - технічним додатком енвайронментології, включаючи очищення викидів в атмосферу, стічних вод, утилізацію відходів тощо. ©крім того, екологія тісно пов'язана з природокористуванням - наукою про сукупність впливів людства на географічну оболонку Землі, що розглядається в комплексі (на відміну від галузевих понять водокористування, землекористування, лісокористування та ін.).

Задачі сучасної екології різноманітні і складні. Основні напрямки екологічних задач такі [9]:

1) виявлення типів екосистем та ландшафтних одиниць, оцінюючи особливості їх складу та функціонування, щорічну та багаторічну динаміку, що є основою для здійснення раціонального влаштування великих і та малих територій;

2) розробка методів збору інформації та її аналізу й отримання інтегральних параметрів, що характеризують стан біосфери в цілому;

3) оцінка рівня стійкості БС та окремих ЕС щодо зовнішніх впливів, їх здатності повернення до початкового стану після тих чи інших змін та вироблення розробка рекомендації щодо розміру та об'єму антропогенних змін БС(ЕС);

4) розробка позицій щодо створення заповідних та охоронних територій;

5) обгрунтування пропозиції стосовно розробки законодавства з питань експлуатації природних ресурсів та охорони природного середовища;

6) прогнозування на основі екологічних знань епідемій та епізоотій і проведення заходів щодо локалізації захворювань людин, тварин і рослин.

На базі екологічних досліджень вирішуються також ряд інших загально наукових і прикладних проблем.

Як відмічають Г. О. Білявський та ін. [6]:

Об 'єкти досліджень науки про довкілля або її галузевих підрозділів - це екосистеми планети та їхні елементи (залежно від рівня досліджень).

Головний предмет досліджень нової екології - взаємозв'язки (їхні особливості й розвиток) живих організмів, їхніх груп різних рангів, живих і неживих компонентів екосистем, а також характер впливу природних і антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому.

Основні завдання екології XXI століття: 1) вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів; 2) прогнозування динаміки стану біосфери в часі і просторі; 3) розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й Природи, збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання й самовідновлення.

Сучасні екологічні дослідження мають стати науковою базою для розробки стратегії й тактики поведінки людства у XXI ст.