Проблеми екології та шляхи їх вирішення (169049)

Посмотреть архив целиком

Проблеми екології та шляхи їх вирішення


Про проблеми екології по-справжньому заговорили в 70-ті роки нашого століття, коли не тільки фахівці, але й рядові громадяни відчули, яку зростаючу погрозу несе нинішньому й майбутньому поколінням техногенна цивілізація. Забруднення атмосфери, отруєння рік і озер, кислотні дощі, відходи, що збільшують виробництва, використані радіоактивні речовини і багато чого іншого - все це не могло не вплинути на ріст інтересу широких верств населення до проблем екології. У зв'язку із цим змінився й сам погляд на предмет екології. Сам термін «екологія» був уведений Е. Геккелем понад сто років тому і як самостійна наукова дисципліна вона сформувалася ще в 1900 р., проте довгий час вона залишалася чисто біологічною дисципліною. У цей час екологія вийшла вже із цих вузьких рамок і стала по суті справи міждисциплінарним напрямком досліджень процесів, пов'язаних із взаємодією біосфери й суспільства. Як указує відомий фахівець із цих питань Ю. Одум, зараз екологія оформилася в принципово нову інтегровану дисципліну, що зв'язує фізичні й біологічні явища й утворюючий міст між природними й суспільними науками.

Про зв'язок екології із суспільними й гуманітарними науками свідчить поява таких її розділів, як соціальної, медичної, історичної, етична екології.

Більше повне уявлення про екологію і її завдання ми одержимо, якщо будемо розглядати структуру й динаміку різних екологічних систем, а також різні рівні їхньої організації й ієрархії.

До екологічних систем звичайно відносять всі живі системи разом з навколишнім їхнім середовищем, починаючи від окремої популяції й кінчаючи біосферою. Всі вони є відкритими системами, які обмінюються з навколишнім природним середовищем речовиною, енергією або інформацією. Найменшою одиницею екології є сукупність організмів певного виду, які взаємодіють між собою усередині виду, а вид як цілісна система - з навколишнім середовищем. Отже, ні молекулярний, ні клітинний рівні, не розглядаються в екології, хоча й жива молекула, і клітина, і тим більше організм являють собою відкриті системи, які можуть існувати завдяки взаємодії із середовищем. Навіть окремі популяції в чистому виді виділити важко, оскільки в природній природі вони поєднуються в більше великі співтовариства живих систем і взаємодіють також з неживими факторами середовища.

На популяційному рівні, розрізняють такі співтовариства, або екологічні системи, як біоценози й біогеоценози, у яких співтовариства живих організмів досліджуються в тісному зв'язку з неорганічними умовами їхнього існування, наприклад, ґрунтом, мікрокліматом, гідрологією місцевості й т.п. Ще більш великим системним об'єднанням в екології вважається біом, що включає у свій склад живі системи й неживі фактори на великій території, наприклад, листяні породи дерев. Нарешті, біосфера охоплює, згідно В.І. Вернадському, всю живу, біокосну й кісну речовини на поверхні нашої планети. І хоча вона у відомих межах функціонує автономно, але в остаточному підсумку може існувати й розвиватися тільки за рахунок енергії Сонця й тому є також відкритою системою, що на відміну від інших систем називають екосферою.

В екології найбільше значення для вивчення структури її систем здобуває аналіз тих трофічних, або харчових, зв'язків, які з'єднують різні популяції один з одним.

Тепер ми звернемося до більше докладної класифікації, щоб з'ясувати механізм функціонування трофічних зв'язків. Ми будемо розрізняти автотрофні й гетеротрофні організми відповідно до того, чи харчуються вони самостійно за рахунок перетворення неорганічної енергії, або ж поїдають інші живі організми. Тому в екосистемі можна виділити два рівні:

- на верхньому, автотрофному рівні, що називають також зеленим поясом, ми зустрічаємося з рослинами, що містять хлорофіл і переробляють сонячну енергію й прості неорганічні речовини в складні органічні сполуки;

- на нижньому, гетеротрофному рівні відбувається перетворення й розкладання цих органічних сполук у прості.

Таким чином, у механізмі трофічних зв'язків можна виділити наступні елементи:

- продуценти автотрофних організмів, головним чином зелених рослин, які можуть робити їжу із простих неорганічних речовин;

- фаготрофи, до яких належать гетеротрофні тварини, що харчуються іншими живими організмами, рослинними й тваринами;

- сапротрофи, які одержують енергію шляхом розкладання мертвих тканин або розчиненої органічної речовини.

У зв'язку із цим гетеротрофні організми розділяють на біофагов, що поїдають живі організми, і сапрофагів, що харчуються мертвими тканинами.

Одна з характерних рис всіх екосистем полягає в тому, що в них відбувається постійна взаємодія автотрофних і гетеротрофних підсистем організмів. Така взаємодія приводить до круговороту речовини в природі, незважаючи на те, що іноді організми розділені в просторі. Як ми бачили, автотрофні процеси найбільше інтенсивно протікають на зеленому ярусі системи, де рослинам доступний сонячне світло, у той час як на нижньому ярусі посилено протікають гетеротрофні процеси. Аналогічний розрив між цими процесами може відбуватися й у часі, причому значний розрив між виробництвом органічної речовини автотрофами й гетеротрофами приводить до його нагромадження. Саме завдяки такому тимчасовому розриву на нашій планеті утворилися величезні запаси викопного палива.

Взаємодії між частинами й цілим в екологічних системах можуть досліджуватися двома шляхами. З одного боку, вивченням властивостей частин і екстраполяцією їх на властивості цілого. Така відомість властивостей цілого до суми властивостей його частин являє собою типовий випадок редукціонизма й тому стикається із чималими труднощами. З іншого боку, визнання специфічності властивостей цілого, незвідності їх до властивостей частин відкриває значні перспективи для дослідження й одержання ефективних нових результатів. Звичайно в конкретних дослідженнях системний метод вивчення стає зовсім необхідним у тих випадках, коли частини цілого настільки тісно зв'язані між собою, що їх важко відокремити друг від друга й за допомогою такого прийому одержати знання про властивості системи в цілому. На противагу цьому сумативний метод використовується тоді, коли окремі частини сукупності можуть вивчатися відносно незалежно друг від друга й тому властивості цілого можна виявити шляхом підсумовування властивостей частин.

Звідси стає ясним, що кожний із цих методів варто застосовувати на своєму місці, залежно від конкретних умов дослідження, а отже, вони не виключають, а припускають і доповнюють один одного. Сумативний підхід часто виявляється доцільним при проведенні експериментів з такими екологічними сукупностями, які досліджують, наприклад, вплив різних зовнішніх факторів на систему. Системний підхід нерідко використовується при побудові теоретичних моделей, коли необхідно з'ясувати взаємодію різних частин екосистеми.

Моделювання являє собою абстрактне вираження реальних процесів, що відбуваються в природі. Воно може здійснюватися в словесній формі за допомогою відповідних понять і величин, що характеризують поводження й розвиток екосистем. Нерідко для більшої ясності й наочності в цих же цілях використовуються графічні моделі. Оскільки важливою метою моделювання є пророкування поводження системи в різних умовах і в різні періоди часу, остільки в останні роки в екології стали частіше прибігати до побудови математичних моделей, починаючи від найпростіших, типу так званого чорного ящика, і закінчуючи надскладними, у яких ураховується дія великого числа змінних. Для їхнього розрахунку використовуються потужні комп'ютери й інша обчислювальна техніка.

У біологічних дослідженнях, особливо в класичній теорії еволюції, звичайно робиться упор на вивчення впливу навколишнього середовища на живі організми і їхні системи. Саме під таким кутом зору розглядається дія різних факторів на їхню еволюцію. Однак живі системи аж ніяк не є пасивними в цій взаємодії. Вони у свою чергу впливають на навколишнє їхнє середовище.

Найбільшою мірою такий вплив можна простежити на прикладі більших екосистем. Саме на такого роду факти опирається відома гіпотеза Геї, висунута в 1970-е рр. фізиком і винахідником Джеймсом Лавлоком і мікробіологом Лінн Маргуліс. Своя назва ця гіпотеза одержала від давньогрецького слова «Гея», що позначає землю. Вона пропонує зовсім інший підхід до причин і факторів становлення життя на нашій планеті. Якщо традиційно допускають, що життя на Землі з'явилася після того, коли виникла спочатку атмосфера зі значним змістом у ній кисню, те, відповідно до гіпотези Геї, утворення кисню й атмосфери в цілому зобов'язано впливу тих найпростіших живих організмів, які в анаеробних, тобто без кисневих умовах стали виділяти в навколишній простір кисень. Своє припущення автори гіпотези підтверджують посиланням на те, що на близькі до Землі планетах Марсі й Венері їхня атмосфера складається відповідно на 95 і 98% з вуглекислого газу, кисню же Марс містить 0,13%, а на Венері замічені лише його сліди. Приблизно така ж картина спостерігалася б на безжиттєвій Землі. Звичайно, гіпотеза Геї має потребу в подальших розробці й обґрунтуванні, але опирається вона на важливу й у загальному виді визнану багатьма ідею, що життя забезпечує умови для свого подальшого існування й розвитку. Ця ідея аж ніяк не є чистим умоглядом, а підтверджується численними фактами з історії розвитку органічного миру.

Факти також свідчать, що екосистема не тільки випробовує вплив з боку навколишнього середовища, але у свою чергу робить зворотна дія на неї й відповідним чином її формує.


Случайные файлы

Файл
16639-1.rtf
109355.doc
80686.rtf
73669.rtf
25296-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.