Тема лекции

знаний. История развития. Учение о биосфере и ноосфере. Современные проблемы

экологии и экологии человека.
Заведующий кафедрой общей гигиены и экологии СПбГМУ
Профессор А.О.Карелин

и обязательность экологического образования как условия формирования экологической культуры общества

закреплены в законе «Об охране окружающей среды» от 2001 г. N 7-ФЗ
Слово экология состоит из двух греческих слов (oikos – дом, logos – наука), т.е дословно наука о доме.
Первое определение науки дал в 1866 немецкий зоолог Эрнст Геккель в работе «Всеобщая морфология организмов».
Экология – это наука о комплексе взаимоотношений живых организмов между собой и с окружающей средой, включая полный энергетический баланс внутри данной системы (Британский медицинский словарь)

Экология представляет собой сложное общественное явление, она вышла за рамки

обычной научной дисциплины и ее следует рассматривать по крайней мере в следующих аспектах:
Как комплексную единую науку
Как комплекс экологических общих и специальных дисциплин, включающий экологические разделы многих других научных направлений
Как экологическое мировоззрение, идеологию
Как совокупность государственных, научных и общественных организаций и движений, миллионов людей, которые изучают и реализуют на практике экологические подходы, знания и идеи, методику, технику и технологии.

по настоящее время)

Эмпирический период
Гиппократ (влияние климата и местности на здоровье), Аристотель (классификация животных), Парацельс (дозирование природных факторов ), К. Линней (систематика животных и растений), Ж.Б. Ламарк (влияние среды на организмы, эволюционный взгляд на развитие природы), А. Гумбольт (география животных и растений), Ч. Дарвин («Происхождение видов путем естественного отбора». Эволюционная теория.)

«Человеку суждено истребить самого себя, после того как он сделает Землю непригодной для обитания» Ж.Б. Ламарк

Научный период

Достаточно условно выделяют 4 этапа:
I этап 1866 – 1905 гг. – это этап становления экологии как науки. Этап признания самого термина. Экология еще мало перекликается с гигиеной, медициной, другими специальностями. Биологи занимаются изучением среды, окружающей организм, методами физики и химии. Оценкой её воздействия на процессы естественного отбора, антагонистические и неантагонистические взаимоотношения в живом мире.

Научный период
II этап 1905 –

1955 гг. – изучение экологии отдельных видов растений и животных. В науку и в экологию в частности начинает внедряться системный подход. Характерными работами являются такие как « Экология пчел»; «Экология клеща». Впервые появляется термин социальная экология и экология человека, как его синоним.

Научный период
III этап 1955 – 1975

гг. – системный анализ становится одним из основных методов экологии. Развивается изучение экологических систем. Работы носят названия « Экологическая система леса», «Экологическая система пресноводных озер» и т.д.
IV этап с середины 70-х годов по настоящее время – возникает экологический бум во всем мире, особенно в развитых странах ( США, Канада, Япония, Западная Европа). Происходит «экологизация» всех аспектов человеческой деятельности.

объекты изучения единичный организм и окружающая его среда - популяционную экологию

(демэкологию), – объекты изучения популяция организмов и среда - синэкологию – объекты изучения биотические сообщества и их среда - географическую или ландшафтную экологию – объекты изучения крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среда - глобальную экологию – учение о биосфере земли

растений, животных, человека, сельскохозяйственную, промышленную ( инженерную) и т.д.
С

точки зрения фактора времени выделяют:
экологию аналитическую – рассматривающую основные современные закономерности взаимоотношения организмов и их популяции со средой;
эволюционно-динамическую – изучающую отношения организмов и их групп ( популяций) со средой в динамико-эволюционном плане;
историческую – исследующую различные природные системы в пределах исторического времени и этапов.

столетия Р.Парком и Е.Бюргессом.
По их мнению Объектом исследования этого предмета,

является общность людей (община, общество, человечество) с такими её социальными атрибутивными признаками как конкуренция, сотрудничество, адаптация, конфликтность, переход из неустойчивого состояния, то есть социальная экология.

науки:
Социальную экологию ( социоэкологию), изучающую взаимодействия в человеческом обществе

и этого сообщества с природными средами.
Популяционную экологию, изучающую экологию биологического вида Homo Sapiens.

и антропосистемы на различных уровнях – индивидуума, популяции, человечества.
Целью этого

учения можно считать оптимизацию данного взаимодействия и создание единой устойчивой, гармоничной социо-естественной системы.
Антропосистема- человечество как развивающееся целое, включающая человека как биологический вид, его материальную и духовную культуру, производительные силы и производственные отношения общества.

Биосфера -это оболочка Земли, на которой и (или) в которой

развивается жизнь.
Биосфера - особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Термин биосфера ввел в науку австрийский геолог Эдуард Зюсс в 1875 году.

которой совокупная деятельность живых организмов (в том числе человека) проявляется

как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, является великий русский естествоиспытатель, которого называют последним учёным -энциклопедистом, академик Владимир Иванович Вернадский (1863-1945).

году - «Химическое строение биосферы и её окружения».
Поверхность Земли Вернадский

рассматривал, как качественно своеобразную оболочку, развитие которой в значительной степени определяется деятельностью живых организмов. Они являются своеобразными «трансформаторами», перерабатывающими неживую энергию и материю в живую (биохимическую, биологическую).

аккумулируется путем фотосинтеза в растениях, растения поедают животные и солнечная

энергия переходит в плоть и кровь всех живых существ Земли.
Энергия исходящая от естественных радиоактивных элементов, рассеянных в земной коре. В коре идет радиоактивный распад и планета постепенно разогревается. (Она аккумулируется путем хемосинтеза бактериями. «Чёрные курильщики» на дне океанов)
Энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

до слонов, но и продукты их жизнедеятельности – почвы, осадочные

породы, кислород, углекислый газ и т.д.
БИОСФЕРУ слагают 4 категории ВЕЩЕСТВ: живое, биогенное, биокосное, косное.
Живое – совокупность тел живых организмов
Косное – образовавшееся без участия живого вещества (горные породы, минералы)
Биогенное –возникшее в результате жизнедеятельности организмов
Биокосное – создается одновременно живыми организмами и косными процессами
Взаимодействие между живыми организмами и косным веществом порождает биогенную миграцию атомов химических элементов, что является самой существенной часть биосферы.

глубины почты 12 км.,
нижний слой атмосферы до 10 и

даже по некоторым данным до 15 км (до озонового слоя).
в литосфере, доходит до глубины 3- 5 км, а по некоторым данным 8 км.

Общая масса живого – биллионы т
Приблизительно 500 тыс. видов растений и около 2 млн. видов животных

совокупность организмов и абиотической среды
Биогеоценоз – это участок биосферы на

или в котором в результате совместного существования растений, животных и микроорганизмов возникает тесная взаимосвязь и взаимозависимость живой и неживой природы. Биогеоценоз имеет строго определенные границы и однороден по топографическим микроклиматическим, гидрологическим и биотическим условиям.

А.Г. Тенсли. Ограниченная часть биосферы, где существует связь объектов живой

и неживой природы ( от микросистемы – гнилой пень, лужа через мезоэкосистемы – озеро, лес, луг к макроэкосистемам – океаны, континенты и глобальной - вся биосфера)
Принцип Ле-Шателье. Если на систему действует фактор, то система самоорганизуется для действий, направленных против действия это фактора и восстановления отклонений.

и энергии от одних организмов другим, которая называется трофическая или

пищевая цепь.
Первым звеном цепи являются автотрофные организмы или продуценты, которые сами строят свой организм из неживой материи, используя энергию солнца. В большинстве случаев - это растения, основным процессом преобразования является фотосинтез. (Могут быть бактерии и процесс –хемосинтез).Без продуцентов не было бы жизни.

их потребляют плотоядные животные -консументы второго порядка. Могут быть консументы

третьего и даже четвёртого порядка
ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИЙ - Закон Линдемана (1942 г. )– с одного трофического уровня на другой переходит не более 10% энергии и массы.

отходы. Значительная часть организмов по тем или иным причинам постоянно

отмирает. Органическое вещество отходов должно быть переработано. Это осуществляется благодаря особому звену трофической цепи – редуцентам. Это организмы – преимущественно бактерии, грибы, простейшие , которые в процессе жизнедеятельности разлагают органические остатки всех трофических уровней до минеральных веществ. Так замыкается круг.
Некоторые следствия
Опасно, что стойкие загрязняющие вещества могут передаваться по трофической цепи с увеличением их концентрации в организмах ( примеры – ДДТ, радиоактивный цезий)
Современный экологический кризис – кризис одновременно продуцентов и редуцентов

и отношения между ними.
Абиотические (неживые) факторы – это климат, рельеф,

почва, свет, тепло, вода, воздух, механические факторы, излучение и т.д.
Сообщество продуцентов, консументов и редуцентов, входящих в состав одного биогеоценоза (экосистемы) называется – биоценозом. Он населяет один – биотоп.
Биотоп – это абиотические факторы пространства, занятого биоценозом.
Экосистема = биоценоз + биотоп

сообществ организмов, (биоценозов) другими. Фактически, это динамические изменения экосистем, означающие

гибель одних и становление других. Различают эндогенные и экзогенные сукцессии. Эндогенные делятся на сукцессии развития и восстановления.
Экологическая ниша – это место вида в природе, включающая не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль в сообществе как относительно биотических, так и абиотических факторов (например трофический статус, необходимые температура, влажность и т.д.)
Для человека в определённой степени вся биосфера

есть необходим системный подход и системный анализ)
2)Все должно куда-то деваться

( то есть все отходы или перерабатываются, или накапливаются)
3)Ничто не дается даром ( любое воздействие изменяет равновесие и имеет свою экологическую цену)
4)Природа знает лучше (очень осторожные и продуманные воздействия на природу.)

это оболочка земли, где существует разумная жизнь.
Творец современной ноосферной концепции

В.И. Вернадский.
Ключевые положения ноосферной концепции В.И. Вернадского :
Человечество – великая геологическая сила
Это сила есть разум и воля человека как существа социально организованного
Планета изменена человеком на столько глубоко, что оказался затронутым ее биогеохимическим метаболизмом
Человечество эволюционирует в сторону обособления от остальной биосферы

среды, которые способствуют или приводят к качественным и количественным нарушениям

в экосистемах (от малых до биосферы в целом), к тем изменениям, которые оказывают влияния на жизнеспособность популяции, размножения, рост, поведение и выживание отдельных особей.

Классификация
Экологические опасные факторы, как и просто экологические факторы подразделяются по: происхождению ( космические, антропогенные, абиотические, биотические и т.д.), по среде возникновения ( водные, атмосферные, теллурические), от степени выраженности эффекта ( летальные, экстремальные, лимитирующие), характера действия (мутагенные, тератогенные, канцерогенныеи т.д.)
С практической точки зрения их обычно делят на: физические ( температура, радиация, влажность, шум, вибрация), химические, биологические, информационные, механические (твердые отходы, мусор), комплексные.

Законы действия
Закон минимума Либиха

( Ю.Либих 1840 )
Относительное действие экологического фактора на организм тем сильнее, чем больше он приближается к минимуму, например рост растений зависит от тех питательных веществ, содержание которых минимально (не применим к неустойчивым системам с меняющимися значениями фактора).
Закон действия факторов ( расширяет закон Либиха на всю экосистему), А.Тиниман (1926) : состав и структура экосистемы определяется тем фактором среды, который приближается к минимуму.

Законы действия
Закон толерантности – сформулирован

В. Шелфордом ( 1913); фактором, лимитирующем процветание организма, может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности ( выносливости) организма к данному экологическому фактору.

Основные причины
Рост населения

земли (демографический взрыв)
Рост потребления (сверхпотребление)
Причины «демографического взрыва»:
уменьшение смертности
увеличение рождаемости
Сверхпотребление
Потребляется существенно больше, чем необходимо для существования.
Культ консьюмаризма (чтобы прокормить 1 американца – 9 га земли, одного среднего жителя земли – 2 га)

4 основные формы нарушений:
Изменение структуры земной поверхности ( распашка степей,

вырубка лесов, мелиорация и т.д.)
Изменение состава биосфера, круговорота и баланса слагающих ее веществ (извлечение полезных ископаемых, создание отвалов, выбросы в атмосферу, водные объекты, почву).
Изменение энергетического, в частности теплового баланса отдельных районов земли и всей планеты.
Изменение биоты – совокупности живых организмов путем истребления некоторых, создание новых пород животных и сортов растений, перемещение организмов на новые места обитания, изменение устойчивости (особенно микроорганизмов) и других свойств.

ресурсов (МСОП) 1948- Основная международная неправительственная природоохранная организация
Международная комиссия

ООН по окружающей среде и развитию (МКОРС) 1983 г. –Изучает взаимосвязь экологических и социально-экономических проблем в разных регионах мира
Всемирная конференция по окружающей среде, Стокгольм, 1972 – «экоразвитие»
Конференция ООН на высшем уровне по окружающей среде и развитию (КОСР-92), Рио де Жанейро, 1992 г. «Повестка дня 21 век» (концепция устойчивого развития)
Саммит Земли «Устойчивое развитие и экология», 2002 г. Йоханнесбург.
РИО-20. Конференция ООН по устойчивому развитию .Встреча на высшем уровне «Планета Земля». Рио де Жанейро, 201 2 г. («зелёная экономика»,международное сотрудничество по устойчивому развития.)