Предмет и
задачи экологии.
Существование
человека неразрывно связано с определенными условиями среды (температура,
влажность, состав воздуха, качество воды, состав пищи и другие). Эти требования
вырабатывались в течение многих тысячелетий существования человека. Понятно,
что при резком изменении этих факторов или отклонении от нормы, требуемой
организму, возможны нарушение обмена веществ и как крайний случай —
несовместимость с жизнью человека. Невозможно охранять природу, пользоваться
ею, не зная как она устроена, по каким законам существует и развивается, как
реагирует на воздействие человека. Все это и является предметом экологии.
Термин
«экология» предложен в 1869 г. Э. Геккелем (немецкий
естествоиспытатель). От греческого «ойкос» -дом, «логос» —
наука. Как научная дисциплина экология имеет более чем вековую историю.
Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г.
Основы экологии можно найти в научных трудах ученых прошлого века (Гумбольт,
Ламарк, Северцев и др.). В развитие экологии значительный вклад внесли русские
ученые Вавилов, Сукачев, Павловский, Шварц, Колесников и др. Особая заслуга
принадлежит В. И. Вернадскому.
В современном
понимании экология — наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой
их обитания.
Кроме того
экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования.
Выделяют
экологию человека, животных, растений и микроорганизмов. В свою очередь эти
группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве
или атмосфере, в земных условиях или космических. Живые организмы обитают в
условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных,
измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно
учитывать загрязненность или незагрязненность среды.
Экология как
наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика),
связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология),
использует их методы и термины. В связи с этим появились в последние годы
понятия «географическая
экология«, »химическая экология«, »математическая
экология«, »космическая экология«, и »экология
человека». Взаимоотношениями человека и машины в условиях промышленных
предприятий занимается охрана труда.
Задачи экологии
как учебной дисциплины в техническом вузе гораздо уже. В процессе
профессиональной деятельности будущий специалист инженер неизбежно будет влиять
на окружающую среду и живущие в ней живые организмы. Следовательно, от того,
насколько он понимает и владеет законами природы и ее структурой, будет
зависеть устранение негативных последствий производства, в котором он работает.
Таким образом ,
задачи экологии применительно к деятельности инженера промышленного
производства или проектно-конструкторского предприятия могут быть следующие:
Оптимизация
технологических, и конструкторских решений, исходя из минимального ущерба
окружающей среде.
Прогнозирование
и оценка возможных отрицательных последствий действующих и проектируемых
предприятий на окружающую среду.
Своевременное
выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей
среде.
Создание систем
переработки отходов промышленности.
Учение
Вернадского о биосфере.
Перед
современным обществом стоит задача сохранить природные богатства сегодня и
предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить
многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является
учение о биосфере Земли.
Биосфера (био —
жизнь) — часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих
поверхность ‘ суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу.
Таким образом,
биосфера включает в себя:
1) Живые
организмы (растения, животные, микроорганизмы).
2) Тропосфера
(нижний слой атмосферы).
3) Гидросфера
(океаны, моря, реки и т.д.).
4) Литосфера
(верхняя часть земной коры).
Возраст
биосферы приблизительно 4млрд. лет.
Термин
«биосфера» введен в 1875 г. австрийским геологом Зюссом.
Основоположник современного учения — русский ученый Вернадский Владимир
Иванович (1863 — 1945 гг.).
Суть этого
учения: биосфера — это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие
которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.
Биосфера
представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы.
Элементы
неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов.
Нижняя часть
биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница —
озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь.
Толщина — несколько мм. Основой органической жизни является углерод (С).
Решающее
значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений,
которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из 
и 
под действием
солнечного света. В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд. тонн
органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие
различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между
живой и неживой природой.
Основой
динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и
превращение энергии.
Вернадский
выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных
частей:
1) Живое
вещество — живые организмы.
Биогенное
вещество — продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и
т.п.).
3) Косное
вещество — горные породы (минералы, глины…).
4) Биокосное
вещество — продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми
организмами (почвы, ил, природные воды).
5)
Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных
элементов (радий, уран, торий и т.д.).
6) Рассеянные
атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.
7) Вещество
космического происхождения — метеориты, протоны, нейтроны, электроны.
Живое вещество
— это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере.
Таблица
биомассы организмов Земли.
%