Общая экология


ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ серия основана в 1 996 г.




        В.В. МАВРИЩЕВ



ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
КУРС ЛЕКЦИЙ
Третье издание








Москва «ИНФРА-М»
2022

УДК 574(075.8)
ББК 20.1я73
      М12

        Рецензенты:
          заведующий лабораторией экологии растений Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси, член-корреспондент НАН Беларуси, доктор биологических наук, профессор Б.И. Якушев;
          профессор кафедры зоологии Белорусского государственного педагогического университета им. М. Танка и кафедры зоологии Варминьско-Мазур-ского университета (Польша), доктор биологических наук О.Р. Александрович


       Маврищев В.В.
М12 Общая экология. Курс лекций / В.В. Маврищев. — 3-е изд., стер. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 299 с. — (Высшее образование).

         ISBN 978-5-16-004684-6

          Рассмотрены основные темы одноименного курса. Особое внимание уделено вопросам взаимодействия человеческого общества с природной средой, а также современной экологической ситуации в мире. Простота изложения, множество интересных примеров, иллюстрации значительно облегчают усвоение материала.
          Для студентов небиологических специальностей различных форм обучения высших учебных заведений. Может быть полезно слушателям факультетов повышения квалификации, учащимся старших классов общеобразовательных школ, учителям, а также всем, кто интересуется вопросами экологии и экологического образования.

УДК 574(075.8)
ББК 20.1я73











ISBN 978-5-16-004684-6

                                          © Маврищев В.В., 2005
                    © Маврищев В.В.,
с изменениями, 2007
                                          © ООО «Новое знание», 2007

Предисловие
    Нынешний век с полной уверенностью можно назвать веком экологии, экологических исследований и открытий. Многие возразят: а как же проблемы нанотехнологий, микробиологии, генетики человека, генной инженерии — это ли не главное? Все так, но чтобы заниматься всем этим, людям прежде всего нужно питаться (причем желательно экологически чистой пищей), пить воду (незагрязненную), дышать воздухом (без токсических примесей) и т.д. Вот примерный минимум человеческих потребностей, без удовлетворения которых невозможна полноценная жизнь.
    Еще совсем недавно казалось, что основная цель человечества — сделать людей сытыми и богатыми. Однако теперь этого уже мало. Вспомним мудрую индийскую пословицу: «Когда вы убьете последнего зверя и отравите последний ручей, тогда вы поймете, что деньгами питаться нельзя».
    В современном человеческом обществе для выживания недостаточно богатства и сытости. Нужна также благоприятная для жизни среда. Мы называем ее окружающей, или природной, средой. Если качество этой среды не соответствует определенным параметрам, то и интенсивность проявления жизнедеятельности человека будет снижена до определенной границы, за пределами которой наступает коллапс (угрожающее для жизни состояние) и гибель.
    Это действительно реальная угроза для человечества, если всерьез не заняться решением основных экологических проблем. И источником всех этих проблем в конечном счете является сам человек.
    Человек раз и навсегда противопоставил себя природе. Поэтому задачи человечества на современном этапе развития общества коренным образом отличаются от тех, которые стояли перед ним на заре цивилизации. Человек перестал быть гармоничной частью биосферы. Мощь цивилизации возрастает неизмеримо быстрее, чем способность природы к самовосстановлению. И чрезвычайно важно знать те критические значения параметров биосферы, за которыми может начаться непредсказуемое развитие природных сил и переход их в новое состояние, где для человека (увы!) места может не оказаться.
    Сейчас, пожалуй, уже никого не волнует судьба исчезнувшего с лица Земли мамонта или саблезубого тигра, но мир наверняка

Предисловие

станет беднее, если современный человек допустит исчезновение слона, тигра или носорога. В свое время И. Кант утверждал, что человек имеет обязательства только перед самим собой. Так ли это? Не в ответе ли он перед живыми существами, которые окружают его?
    Нельзя, однако, сказать, что человек только и делал, что бездумно и методично разрушал дом, в котором живет. На разных стадиях развития биосферы люди проявляли особое уважение к живой природе, справедливо полагая, что их жизнь в полной мере зависит от ее даров.
    В ходе сельскохозяйственной революции человечество изобрело массу различных предметов — от плуга и лошадиного хомута до пресса, паруса и помпы. Все эти продукты аграрного образа жизни, точнее, процессы, с ними связанные, имели определенное воздействие на природу, правда, поначалу весьма ограниченное. Иначе обстоит дело на современном этапе эволюции человека и природы, который характеризуется бурным ростом промышленности и сельского хозяйства. Человек оказался подхваченным вихрем демографического взрыва и вовлеченным в стремительный темп современной жизни. Наши разнообразные потребности — действительные и надуманные — в последнее время начали оказывать на природу столь мощное давление, что возникла вполне реальная угроза самому существованию Человека как биологического вида.

Лекция 1




                Предмет и содержание экологии





            План лекции


      1.1. Предыстория экологии
      1.2. Становление экологии как науки
      1.3. Определение экологии
      1.4. Структура, предмет и объекты экологии
      1.5. Основные экологические проблемы современности
      1.6. Практическая значимость экологических исследований

        1.1. Предыстория экологии


    Экологические проблемы в той или иной мере решались человечеством стихийно на протяжении всей естественной истории. Человек рано понял, что пользоваться природными богатствами необходимо разумно, не нарушая продуктивных физических и биологических природных механизмов и сохраняя тем самым основу своего существования.
    Корни экологического знания уходят в глубокую древность. Наскальные рисунки, сделанные первобытными людьми, свидетельствуют о том, что интерес человека к окружающему миру был далек от простого любопытства.
    Идея охраны природы и, в частности, красоты естественных лесов была близка жителям Древней Греции. Так, древнегреческий поэт Гораций в письме патрицию Фуску Авидию говорит: «В ваших садах великолепные колоннады. Не для того ли они построены, чтобы запереть рощи и леса? Природа, которую вы гоните прочь ударами секир, которую вы гоните в двери из ваших домов, к счастью, возвращается обратно через окно».
    Древнегреческие мыслители передали эстафету римским ученым, а те «перекинули мостик» в эпоху Возрождения.
    Великие географические открытия эпохи Возрождения послужили толчком для развития природопользования. Ученые и путешественники не только описывали внешнее и внутреннее строение растений, но и сообщали сведения об их зависимости от условий произрастания или возделывания. Описание животных сопровождалось сведениями об их повадках, местах обитания.
    Большой вклад в формирование экологических знаний внес шведский естествоиспытатель К. Линней (1707-1778). Не утратили своей актуальности его сочинения «Экономия природы» и «Общественное устройство природы». Под «экономией» ученый понимал взаимоотношения всех естественных тел, сравни

1.1. Предыстория экологии

7

вал природу с человеческой общиной, живущей по определенным законам.
    Французский исследователь природы! Ж. Бюффон (1707-1788) в 1749 г. предпринял дерзкую для того времени попытку представить развитие Земли, животного мира и человека как единый эволюционный ряд. В его более поздних трудах подчеркивалось ведущее значение климатических факторов в экологии организмов.
    Важные наблюдения, оказавшие влияние на развитие экологии, были выполнены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых начиная со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций следует отметить С.П. Крашенинникова (1711-1755), прославившегося своим «Описанием земли Камчатки», И.И. Лепехина (1740-1802) — автора «Дневных записок путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина по разным провинциям Российского государства» в 4 томах, академика П.С. Палласа (1741-1811), подготовившего капитальный труд «Описание животных российско-азиатских».
    Большое воздействие на развитие экологической науки оказал один из родоначальников эволюционного учения Ж.Б. Ламарк (1744-1829), считавший, что важнейшей причиной приспособительных изменений организмов, эволюции растений и животных является влияние внешних условий среды.
    Основоположником отечественной экологии можно назвать профессора Московского университета К.Ф. Рулье (1814-1858). В своих трудах и публичных лекциях он настоятельно подчеркивал необходимость изучения эволюции живых организмов, развития и строения животных в зависимости от изменений среды их обитания. Ученый сформулировал принцип, лежащий в основе всех наук о живом, — принцип исторического единства живого организма и окружающей среды.
    Большое значение для развития экологии имели труды зоолога Н.А. Северцова (1827-1885). Им впервые были предприняты попытки классификации животных по биологическим типам (жизненным формам).
    Крупнейший немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859) заложил основы новой науки — биогеографии (преимущественно географии растений). Основатель учения о жизненных фор

Лекция 1. Предмет и содержание экологии

мах, Гумбольдт подробно изучил основные климаты Северного полушария и составил карту его изотерм. Кроме того, исследователь внес большой вклад в развитие геофизики, вулканологии, гидрографии, изучал природу стран Европы, Центральной и Южной Америки. В труде «Космос» Гумбольдт предпринял попытку обобщить достижения наук о Земле.
    И все же на заре своего развития экология занималась описательным изучением природы. Великие исследователи и естествоиспытатели XIX в. оставили полные лиризма описания и наблюдения природных явлений. Достаточно назвать с интересом читаемый и сегодня многотомный труд А. Брема «Жизнь животных», первый том которого появился в 1863 г. Французский ученый Ж.А. Фарб в 1870 г. издал «Записки энтомолога», которые до сих пор поражают точностью наблюдений за удивительным миром насекомых.



        1.2. Становление экологии как науки

   Ключевым моментом в развитии экологического знания было возникновение самого термина «экология». Днем рождения, а точнее «крещения», экологии как науки можно считать 14 сентября 1866 г., когда немецкий биолог Э. Геккель (1834-1919) закончил написание фундаментального труда «Всеобщая морфология организмов». Классифицируя разделы биологии в одном из подстрочных примечаний, Геккель впервые употребил слово «экология» (от греч. oikos — дом, жилище, родина, местопребывание, обиталище и logos — слово, учение) в отношении научного знания.
   Э. Геккель дал следующее определение экологии как науки: «...познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия

1.2. Становление экологии как науки

9

борьбы за существование». Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе, которых прежде всего интересуют все стороны существования живых организмов: «Под экологией мы подразумеваем науку об экономии, о домашнем быте животных организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорганической, так и к органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты...»
    К концу XIX в. термином «экология» начали пользоваться многие биологи, причем не только в Германии, но и в других странах. В 1868 г. в России под редакцией И.И. Мечникова вышел в конспективном изложении труд Э. Геккеля «Общая морфология», где впервые было упомянуто слово «экология» на русском языке.
    Экология как наука возникла в середине XIX в. в недрах биологической науки, которая к тому времени стала интересоваться не только классификацией всего живого и строением организмов, но и реакцией животных и растений на условия существования.
    Особую роль в развитии экологических идей сыграли труды великого английского ученого-естествоиспытателя Ч. Дарвина (1809—1882) — основателя учения об эволюции органического мира. Вывод Дарвина о присущей всему живому постоянной борьбе за существование принадлежит к числу центральных проблем экологии.
    Если Геккеля можно считать праотцом новой науки, интуитивно предвосхитившим всю значимость и глобальность экологии, то Дарвин заложил ее биологический фундамент — основание, на котором строилось экологическое знание. Вначале оно имело практической целью регулирование численности экономически важных видов животных и изменение естественных сообществ (биоценозов) в выгодном для человека направлении.
    В 1859 г. Дарвин публикует книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», которая совершила подлинный переворот в биологии.

Лекция 1. Предмет и содержание экологии

    Важным шагом на пути экологии к изучению целостных природных комплексов стало введение в 1877 г. немецким гидробиологом К. Мёбиусом (1825-1908) понятия о биоценозе. Он сформулировал его в книге «Устрицы и устричное хозяйство», где описал комплексы донных животных, образующих так называемые устричные банки. Такие комплексы Мёбиус назвал биоценозами, имея в виду объединения живых организмов, которые соответствуют по составу, числу видов и особей средним условиям среды и в которых организмы связаны взаимной зависимостью и сохраняются благодаря постоянному размножению в определенных местах.
    Заслуга Мёбиуса в том, что он сумел раскрыть многие закономерности формирования и развития естественных природных сообществ (биоценозов). Тем самым были заложены основы важного направления в экологии — биоценологии.
    Таким образом, К. Мёбиус один из первых применил к исследованию объектов живой природы особый подход, который в наши дни получил название системного подхода. Этот подход ориентирует исследователя на раскрытие целостных свойств объектов и механизмов, их обеспечивающих, на выявление многообразных связей в биологической системе и разработку эффективной стратегии ее изучения. В современной науке системная парадигма (господствующая теоретическая концепция, система взглядов) доминирует, а в экологии системный подход к рассмотрению объектов живой природы является основным.
    Как признанная самостоятельная научная дисциплина экология оформилась около 1900 г.
    В процессе детального исследования окружающей среды возник особый раздел экологии — аутоэкология (от греч. autos — сам) — экология отдельных видов, организмов, изучающая их взаимоотношения с окружающей средой. Аутоэкология имеет большое прикладное значение, особенно в области биологических методов борьбы с вредителями растений, исследований переносчиков болезней и их профилактики.
    Однако каждый отдельный вид даже при его изучении во взаимосвязи с другими видами, оказывающими на него непосредственное влияние, является всего-навсего мельчайшей частичкой среди тысяч таких же видов растений, животных и мик