Ekologia

Tiede
Ekologia
Englanti  Ekologia , saksa.  Ekologia
Aihe Luonnonhistoria , biologia , maatieteet , luonnonsuojelu
Opintojen aihe ekosysteemi
Pääsuunnat autekologia , dedemekologia , synekologia , geoekologia jne.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Ekologia ( toisesta kreikasta οἶκος  - asuminen, asuminen ja λόγος  - opetus) - luonnontiede ( biologian osasto ) elävien organismien vuorovaikutuksista keskenään ja ympäristönsä kanssa, eri tasoisten biosysteemien ( populaatioiden, populaatioiden ) organisoinnista ja toiminnasta. yhteisöt , ekosysteemit ) [1] .

Yleisessä kielenkäytössä ekologia ymmärretään usein ympäristön tilaksi , ja ympäristöongelmat ovat kysymyksiä ympäristön suojelemisesta antropogeenisten tekijöiden vaikutuksilta [2] [3] [4] . Ekologismi  on sosiaalinen liike ympäristönsuojelutoimien vahvistamiseksi ja elinympäristöjen tuhoutumisen estämiseksi .

Historia

British Encyclopedia pitää antiikin kreikkalaisten luonnontieteilijöiden, ensisijaisesti Theophrastuksen , työtä, joka kuvaili organismien suhdetta toisiinsa ja ympäröivään elottomaan luontoon , ekologian ensimmäisinä lähteinä tieteenä . Tätä tieteenalaa kehittivät varhaiset kasvi- ja eläinfysiologian tutkijat [5] .

Yksi ekologian avainkomponenteista tieteenä, ekologisen pyramidin käsite, jonka intuitiivisesti muotoili keskiaikainen arabiajattelija Al-Jahiz , vuonna 1881, heijastui K. Semperin teokseen "Luonnollisten olemassaolon olosuhteiden vaikutus eläinten elämä", jota pidetään yhtenä varhaisimmista tutkimuksista energian uudelleenjakamisesta luonnossa [6] .

Termi

Termi "ekologia" ( saksaksi:  Ökologie ) esitteli vuonna 1866 saksalainen biologi E. G. Haeckel . Kirjassa "General Morphology of Organisms" hän kirjoitti ekologiasta tieteenä, joka tutkii elävän ja elottoman luonnon suhdetta [7] . Vuonna 1896 julkaistiin saksalainen "Kasvien ekologisen maantieteen oppikirja: johdatus kasviyhteisöjen tuntemukseen" [8] .

Amerikkalainen eläintieteilijä S. A. Forbes määritteli vuonna 1895 ekologian tieteenä eläinten ja kasvien suhteesta muihin eläviin olentoihin ja kaikkeen niitä ympäröivään. Osittaisia ​​tai täydellisiä synonyymejä käsitteelle "ekologia" olivat " etologia " ( I. Geoffroy Saint-Hilaire määrittelee tieteenä organismien suhteesta perheessä ja yhteisössä) ja "hexicology" ( eng.  hexicology ), joka St. George Jackson Mivart määriteltiin vuonna 1894 tieteenä organismien ja ympäristön välisestä suhteesta [9] . Vuosisadan toisella puoliskolla otettiin käyttöön myös käsitteet " biosfääri " ( E. Suess , 1875) ja " biokenoosi " ( K. A. Möbius , 1877) [10] .

A. Tensley otti vuonna 1935 käyttöön termin " ekosysteemi " ja V. N. Sukachev 5 vuotta myöhemmin - termin " biogeosenoosi " [1] .

Tiede

Ekologia tieteenä alkoi institutionalisoitua 1900-luvun toisella vuosikymmenellä, kun British Ecological Society perustettiin vuonna 1913 ja Ecological Society of America vuonna 1915 [9] . Vuodesta 1913 lähtien Iso-Britannia alkoi julkaista Journal of Ecology -lehteä,  joka on ensimmäinen kansainvälinen vertaisarvioitu tiedelehti tällä alalla [11] . 1900-luvun alkupuoliskolla Euroopan ja Amerikan kasviyhteisöjä tutkittiin eri suuntiin. Eurooppalaiset olivat ensisijaisesti kiinnostuneita kasviyhteisöjen koostumuksesta, rakenteesta ja levinneisyydestä, kun taas amerikkalaiset kasvitieteilijät olivat huolissaan tällaisten yhteisöjen kehityksestä ( peräkkäisyydestä ). Eläinmaailman ekologian tutkimuksia tehtiin erikseen, kunnes amerikkalaiset biologit siirtyivät keskittymään kasvi- ja eläinyhteisöjen vuorovaikutuksen tutkimukseen yksittäisinä eliöinä [5] . Ch.K. Adams ilmaisi ensimmäisen kerran ajatuksen siitä, että ekologian tieteenä tulisi käsitellä samanaikaisesti kasvi- ja eläinyhteisöjä, vuonna 1913 kirjassa "A Guide to the Study of Animal Ecology" [11] .

V. I. Vernadsky antoi vuonna 1926 modernin määritelmän biosfäärin käsitteelle (kaikkien ekosysteemien kokonaisuutena) ja pani merkille ihmisen vaikutuksen tähän järjestelmään [12] . Samaan aikaan kiinnostus populaatiodynamiikkaa kohtaan lisääntyi ja populaatioprosessien matemaattisia malleja (tekijöiden joukossa - R. Pearl , A. Lotka , V. Volterra ) alettiin käyttää petoeläinten ja saaliin välistä suhdetta, lajien välistä kilpailua koskevissa tutkimuksissa. ja populaatioiden luonnollinen säätely [5] .

Venäjällä

Carl Roulier ja hänen oppilaansa Nikolai Severtsov [1] olivat ensimmäisiä tutkijoita, jotka ryhtyivät tutkimaan organismien ja ympäristön välistä yhteyttä Venäjällä . Ekologian alkulähteillä oli myös venäläinen maantieteilijä prinssi P. A. Kropotkin , joka kiinnitti huomiota jäätiköiden väistymiseen teollisen vallankumouksen alusta lähtien. Hän vaati luonnonvaraisten eläinten ampumisen rajoittamista ja metsien hävittämisen lopettamista [13] .

Venäläiset tutkijat ovat pitkään välttäneet termiä "ekologia". Joten K. A. Timiryazev ei hyväksynyt häntä , joka ekologian sijaan halusi puhua biologiasta suppeassa merkityksessä tai bionomiasta. M. N. Bogdanov käytti teoksessaan "Volgan alueen Tšernozem-vyöhykkeen linnut ja eläimet, Volgan keski- ja alalaaksot" "ekologian" käsitteen sijaan termiä " biokenoosi ", jonka K. A. Möbius esitti aiemmin [14] .

Kaksiosaisessa teoksessa "Venäjän linnut" (1893-1895) M. A. Menzbir ehdotti ensimmäisenä ekologista lähestymistapaa systemaattisten eläintieteellisten raporttien laatimiseen. Vuonna 1895 Tanskassa julkaistiin ensimmäinen kasviekologian perusoppikirja (kirjoittaja - J. E. Warming ), ja vuonna 1901 sveitsiläinen F.-A. Forel julkaisi ensimmäisen limnologian oppikirjan . Vuonna 1905 F. E. Clements julkaisi kirjan Research Methods in Ecology, ensimmäinen teos, jossa muotoiltiin ympäristötutkimuksen systemaattisen lähestymistavan periaatteet [11] .

Ekologia tieteenä jäi Neuvostoliitossa vähän tunnetuksi 1960-luvulle asti, kun se korvattiin biogeosenologialla . Ympäristönsuojelukysymysten relevanssin yhteydessä ympäristötieteilijöitä alkoivat olla useammin yhteydessä niiden ratkaisusta kiinnostuneet valtion rakenteet ja ympäristöjärjestöt [15] .

Yhteys muihin tieteisiin

Toinen tietämysala, josta tuli tutkijoiden kiinnostuksen kohde 1900-luvun alussa, on energiatase. Vuonna 1920 saksalainen hydrobiologi A. Thienemann esitteli käsitteen trofisesta eli ravintoketjusta, jonka "linkkien" - tasojen välillä energia siirtyy ruoan muodossa [5] . Ch. Elton perusteoksessaan "Animal Ecology" (1927) kehitti tätä ajatusta ja lisäsi siihen käsitteen ekologisesta markkinaraosta (termi esiintyi ensimmäisen kerran 10 vuotta aikaisemmin J. Grinnellin [11] töissä ) ja väestöstä. pyramidi [16] . Vuonna 1942 amerikkalainen tiedemies R. Lindeman keksi uuden ekologian käsitteen, joka perustui trofiadynamiikkaa koskeviin ideoihin; myöhemmin veljekset Yu ja G. Odum (USA) ja JD Ovington (Australia) suorittivat kvantitatiivisia tutkimuksia energian uudelleenjakaumasta ekosysteemeissä [5] . Odumovin vuonna 1953 julkaistua oppikirjaa "Fundamental Concepts in Ecology" pidetään ensimmäisenä kokonaisvaltaiseen , makroskooppiseen lähestymistapaan perustuvana julkaisuna [17] .

1900-luvun jälkipuoliskolla syntyi myös ihmisekologia ja yleensä sosiaalinen ekologia  - ekologian alueet, jotka tutkivat ihmisen ja yhteiskunnan vuorovaikutusta ympäristön kanssa ja sen suojelukysymyksiä [18] . Monet luonnontieteet ekologisoituivat ja yhteys sosiologiaan [1] .

Ympäristötiedoilla oli merkittävä vaikutus epidemiologian kehitykseen , jossa ne auttoivat kehittämään hyönteisten leviäjien torjuntaan perustuvia toimenpidejärjestelmiä malarian , lavantaudin , ruton , keltakuumeen ja unisairauksien leviämistä vastaan . Ekologian ansiosta maatalouden tuholaisten elinkaarien tuntemus lisää myös niiden torjunnan tehokkuutta. Viljelykasvien suojelutoimenpiteisiin voi kuulua kylvö- ja sadonkorjuun lykkääminen tai tiettyjen petoeläinten ja loisten levittäminen. Ekologia mahdollistaa karjanhoidon paremman vakiinnuttamisen erilaisissa ilmasto-oloissa sekä optimaalisen viljelykiertojärjestelmän ja tarvittavan monimuotoisuuden määrittämisen agrokenoosissa [15] .

Aihe

Aiheen ja tutkimusmenetelmien monipuolisuudesta johtuen modernia ekologiaa voidaan pitää tieteiden kokonaisuutena, joka tutkii eliöiden (mukaan lukien ihminen ja koko ihmiskunta) ja niiden ympäristön toiminnallisia suhteita, aineiden ja energian kiertoa. virrat, jotka mahdollistavat elämän [19] . Sen tutkimuksen yleisenä kohteena on kaikentasoisten supraorganismien järjestelmien rakenne ja toiminta ( populaatiot , biokenoosit , ekosysteemit ja biosfääri ) [1] . Tämä laaja ekologian määritelmä kattaa joukon tieteitä, joita voidaan pitää itsenäisinä tietoalueina. Elinympäristön käsite sisältää kaikki ulkoiset tekijät, jotka vaikuttavat yksittäiseen eliöön tai organismien yhteisöön. Nämä tekijät voidaan ehdollisesti jakaa fysikaalisiin ( ilmastollisiin ); kemiallinen (joihin vesiekologit osallistuvat ensisijaisesti  - suolaisuus , ympäristön happamat tai emäksiset reaktiot , liuenneiden kaasujen koostumus ja pitoisuus); ja biologiset [15] .

Vuonna 1910 Brysselissä pidetyssä kolmannessa kansainvälisessä kasvitieteellisessä kongressissa tunnistettiin kolme ekologian alaosastoa:

He erottavat myös geoekologian , bioekologian , vesiekologian , maisemaekologian , etnoekologian , sosiaaliekologian , kemiallisen ekologian , radioekologian , ihmisekologian , antekologian , informaatioekologian jne.

Lisävaikeudet ekologian tutkimuksen kohteen määrittelyssä ovat yksimielisen määritelmän puute supraorganismisista yhteisöistä ja niiden hierarkiasta. Yksi ei-yleisesti hyväksytyistä mahdollisista yhteisön hierarkioista laitteen monimutkaisuuden mukaan sisältää (nousevassa järjestyksessä) konsortiot , yhdistykset ja muodostelmat . Toinen yleinen lähestymistapa - biologisten yhteisöjen luokittelu hallitseviin ja subdominanttisiin lajeihin - soveltuu paremmin lauhkean maan kasviyhteisöihin , joissa yksi laji todella pystyy määrittämään aron tai metsän ulkonäön, mutta toimii huonommin trooppisissa tai vesiyhteisöissä [15] . ] .

Tärkeä aihe ekologialle kokonaisuutena on ravintoketjut (trofiset) ketjut , joilla voidaan kuvata aineen ja energian siirtymistä tasolta tasolle biologisessa yhteisössä, kun jotkut organismit syövät toisia. Ravintoketjut perustuvat yleensä vihreisiin kasveihin , jotka aurinkoenergialla luovat monimutkaisia ​​orgaanisia aineita hiilidioksidin ja veden pohjalta . Ekologisessa terminologiassa tätä ravintoketjun alempaa astetta kutsutaan autotrofeiksi (kirjaimellisesti "ruokkivat itsensä") tai tuottajiksi , kun taas kaikki ravintopyramidissa korkeammalla olevat eläimet ja jotkut muut kasvit kuuluvat heterotrofien tai kuluttajien luokkaan . Heterotrofit eivät itse tuota ravinteita ja joutuvat kuluttamaan muita organismeja ravinnoksi. Myöhemmässä hierarkiassa ensisijaiset kuluttajat ( fytofagit ) toimivat ravinnoksi toissijaisille (petoeläimille). Erillinen lenkki ravintoketjussa määritellään ekologiseksi markkinarakoksi [15] .

Ekologian lait

Barry Commoner antoi suuren panoksen ekologian teoreettisiin perusteisiin , joka muotoili ekologian neljä päälakia:

  1. Kaikki liittyy kaikkeen
  2. Mikään ei katoa mihinkään
  3. Luonto tietää parhaiten - lailla on kaksinkertainen merkitys - samaan aikaan kehotus päästä lähemmäs luontoa ja kehotus olla erittäin varovainen luonnonjärjestelmien kanssa.
  4. Mikään ei tule ilmaiseksi (alkuperäinen: " Ei ole ilmaisia ​​aamiaisia ")

Toinen ja neljäs laki ovat pohjimmiltaan parafraasi fysiikan peruslaista - aineen ja energian säilymisestä . Ensimmäinen ja kolmas laki ovat todellakin ekologian peruslakeja. Ekologian ensimmäistä lakia voidaan pitää ekologisen filosofian perustana. Erityisesti tämä filosofia on perusta Fridtjof Capran kirjassa "Web of Life" olevalle "syvän ekologian" käsitteelle .

Ekologian metodologia

Metodologinen lähestymistapa ekologiaan tieteenä mahdollistaa tutkimuksen aiheen , tehtävien ja menetelmien erottamisen.

Ekologisen tutkimuksen kohteina  ovat pääasiassa yksittäisten organismien tason yläpuolella olevat järjestelmät: populaatiot , biokenoosit , ekosysteemit sekä koko biosfääri . Tutkimuksen kohteena on tällaisten järjestelmien organisointi ja toiminta.

Ekologian tutkimusmenetelmät jakautuvat kenttähavaintoihin, kenttä- tai laboratoriokokeisiin sekä mallintamiseen [20] .

Kenttämenetelmät ovat organismien toiminnan havaintoja niiden luonnollisessa elinympäristössä ja ne jakautuvat vuorostaan ​​tutkimus-, reitti-, stationäärisiin, kuvaileviin ja kokeellisiin menetelmiin.

Kokeelliset menetelmät sisältävät erilaisia ​​tekijöitä , jotka vaikuttavat organismeihin kontrolloiduissa laboratorio- tai kenttäolosuhteissa.

Mallinnusmenetelmillä voidaan ennustaa erilaisten vuorovaikutusprosessien kehittymistä elävien järjestelmien välillä ja niiden ympäristön kanssa.

Koska ekologian tutkimuskohteena ovat monimutkaiset elävien organismien järjestelmät, tämä tarkoittaa suurta määrää muuttujia, jotka on otettava huomioon ekologisissa tutkimuksissa ja joita on usein vaikea mitata. Tämä puolestaan ​​tarkoittaa muille tieteenaloille kehitettyjen menetelmien rajallista soveltuvuutta ja saatujen tulosten heikompaa tarkkuutta. Etenkin ekologiassa ei käytännössä käytetä puhtaasti kokeellista tutkimusta, koska lukuisia muuttujia on mahdotonta hallita luonnollisissa olosuhteissa; Näin ollen ekologiset kokeet rajoittuvat laboratorio-olosuhteisiin, tai jos niitä tehdään kentällä, niillä pyritään testaamaan vain hyvin pienen määrän muuttujia. Samalla luonnonympäristön erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia näkökohtia voidaan ilmaista numeerisesti, ja biotilastojen kehittyminen ja näytteenottomenetelmien parantaminen mahdollistavat tilastollisten menetelmien soveltamisen ekologisessa tutkimuksessa. Nykyaikaisia ​​havainnointimenetelmiä ovat biotelemetria ja radioisotooppien käyttö ruoan muodossa olevan energian siirtymisen seuraamiseksi ravintoketjuissa. Tietotekniikan kehityksen myötä matemaattinen mallintaminen on noussut tärkeälle sijalle myös ympäristötutkimuksessa , erityisesti sellaisilla soveltavan ekologian osa-alueilla kuin luonnonvarojen hallinta ja ympäristötekijöiden aiheuttamien maatalouden ongelmien ratkaiseminen [5] .

Erikoislehdet

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Ekologia  // Sherwood - Yaya. - M .  : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2017. - S. 267-268. - ( Great Russian Encyclopedia  : [35 nidettä]  / päätoimittaja Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 35). - ISBN 978-5-85270-373-6 . Ecology] BDT :ssä .
  2. ↑ Timofei Tšernov. "Ekologian" käsitteen hämärtäminen . Postscience (10.1.2019). "Tämän seurauksena ekologia ymmärretään perustieteenä ja luonnonsuojeluna ja ympäristönsuojeluna." Haettu: 25.3.2022.
  3. ↑ Svjatoslav Gorbunov. Ekologia on tiede  // Kolminaisuusvaihtoehto - Tiede. - Nro 213 . - S. 7 .
  4. ↑ Sukhacheva A. Puhumme väärin! "Ekojournalistien" filologiset virheet . Suihku. Elävä Aasia (10. lokakuuta 2016). "Yleisön mielessä ekologian käsite muuttui jossain vaiheessa identtisiksi ympäristön käsitteen kanssa." Haettu: 25.3.2022.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 Robert Leo Smith. Ekologia  (englanniksi) . — artikkeli Encyclopædia Britannica Onlinesta . Käyttöönottopäivä: 15.2.2022.
  6. ↑ Morris, 2009 , s. 762, 766.
  7. ↑ Gekkel E. G. Organismien yleinen morfologia. Saksan kieli  Generalle Morphologie der Organismmen . 1866.
  8. ↑ Warming E., Knoblauch E.F. Lehrbuch der ökologischen Pflanzengeographie: eine Einführung in die Kenntnis der Pflanzenvereine. Berlin: Gebrüder Borntraeger, 1896. 432 S. [Kasviekologisen maantieteen oppikirja: johdatus kasviyhteisöjen tuntemukseen].
  9. ↑ 1 2 Kormondy EJ Lyhyt johdatus ekologian historiaan  //  American Biology Teacher. - 2012. - Vol. 74 , nro. 7 . - s. 441-443 . - doi : 10.1525/abt.2012.74.7.3 .
  10. ↑ Morris, 2009 , s. 766.
  11. ↑ 1 2 3 4 Morris, 2009 , s. 767.
  12. ↑ Morris, 2009 , s. 768.
  13. ↑ Green Flame: Kropotkin & the Birth of Ecology, kirjoittanut Graham Purchase  // Anarcho-Syndicalist Review. - 2010. - Nro 54 .
  14. ↑ KA Mobius. Die Auster und die Austernwirthschaft . – 1877.
  15. ↑ 1 2 3 4 5 Ekologia  // Tietosanakirja " Krugosvet ".
  16. ↑ C. Elton. Eläinten ekologia. - M. Pietari. : Biomedgiz, 1934. - 82 s.
  17. ↑ Morris, 2009 , s. 770.
  18. ↑ Karpenkov S. Kh. Ecology: oppikirja yliopistoille. 2 kirjassa. Kirja. 2 . - M. , Berliini: Direct-Media, 2017. - P. 6. - ISBN 978-5-4475-8714-7 .
  19. ↑ Akhatov A. G. / Akhatov AG Ecology. Ensyklopedinen sanakirja / Ekologia. Ensyklopedinen sanakirja. - Kazan = Kazan, TKI, Ecopoli, 1995. - S. 286-287. -5000 kappaletta.  - ISBN 5-298-00600-0 .
  20. ↑ Fedorov V. D., Gilmanov T. G. Ecology. - M .: MGU, 1980. - 464 s.

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
 Biologian osat
 Maapallo
Maan historia Maapallo
Maan fyysiset ominaisuudet
Maan kuoret
Maantiede
ja geologia
Ympäristö
Katso myös
  • Luokka " Luonto "
  • Portaali "Tiede"