Vetenskapen | |
Ekologi | |
---|---|
engelsk Ekologi , tyska. Ekologi | |
Ämne | Naturhistoria , biologi , geovetenskap , naturvård |
Studieämne | ekosystem |
Huvudriktningar | autekologi , dedemekologi , synekologi , geoekologi m.m. |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Ekologi (från annan grekisk οἶκος - bostad, bostad och λόγος - undervisning) - naturvetenskap (sektion av biologi ) om interaktioner mellan levande organismer med varandra och med deras miljö , om organisering och funktion av biosystem på olika nivåer ( populationer, samhällen , ekosystem ) [1] .
I vanligt språkbruk förstås ekologi ofta som miljöns tillstånd , och miljöproblem är frågor om att skydda miljön från påverkan av antropogena faktorer [2] [3] [4] . Ekologism är en social rörelse för att stärka miljöskyddsåtgärder och för att förhindra förstörelse av livsmiljöer .
British Encyclopedia betraktar arbetet av antika grekiska naturforskare, främst Theophrastus , som beskrev organismernas förhållande till varandra och med den omgivande livlösa naturen , som de första källorna till ekologi som vetenskap . Ytterligare utveckling av detta vetenskapsområde gavs av de tidiga forskarna inom växt- och djurfysiologi [5] .
En av nyckelkomponenterna i ekologi som vetenskap, konceptet med den ekologiska pyramiden , intuitivt formulerat av den medeltida arabiska tänkaren Al-Jahiz , 1881 återspeglades i K. Sempers arbete "The impact of the natural conditions of existence on djurens liv", som anses vara en av de tidigaste studierna av omfördelningsenergi i naturen [6] .
Termen "ekologi" ( tyska: Ökologie ) introducerades 1866 av den tyske biologen E. G. Haeckel . I boken "General Morphology of Organisms" skrev han om ekologi som en vetenskap som studerar förhållandet mellan livlig och livlös natur [7] . 1896 publicerades den tyska "Läroboken i växternas ekologiska geografi: en introduktion till kunskapen om växtsamhällen" [8] .
Den amerikanske zoologen S. A. Forbes definierade 1895 ekologi som vetenskapen om förhållandet mellan djur och växter till andra levande varelser och till allt omkring dem. Partiella eller fullständiga synonymer för begreppet "ekologi" var " etologi " (definierad av I. Geoffroy Saint-Hilaire som vetenskapen om förhållandet mellan organismer i familjen och samhället), och "hexikologi" ( eng. hexicology ), som St George Jackson Mivart 1894 definieras som vetenskapen om förhållandet mellan organismer och miljön [9] . Under seklets andra hälft togs också begreppen " biosfär " ( E. Suess , 1875) och " biocenos " ( K. A. Möbius , 1877) i bruk [10] .
A. Tensley introducerade 1935 termen " ekosystem ", och V. N. Sukachev 5 år senare - termen " biogeocenosis " [1] .
Ekologi som vetenskap började institutionaliseras under det andra decenniet av 1900-talet med bildandet av British Ecological Society 1913 och Ecological Society of America 1915 [9] . Sedan 1913 började Storbritannien att publicera Journal of Ecology - den första internationella peer-reviewed vetenskapliga tidskriften på detta område [11] . Under första hälften av 1900-talet genomfördes studier av växtsamhällen i Europa och Amerika i olika riktningar. Européer var främst intresserade av sammansättningen, strukturen och fördelningen av växtsamhällen, medan amerikanska botaniker var oroliga över utvecklingen ( följden ) av sådana samhällen. Studier av djurvärldens ekologi genomfördes separat, tills amerikanska biologer flyttade sitt fokus och övergick till studiet av samspelet mellan växt- och djursamhällen som enskilda biotas [5] . För första gången uttrycktes idén om att ekologi som vetenskap samtidigt skulle behandla växt- och djursamhällen 1913 av Ch.K. Adams i boken "A Guide to the Study of Animal Ecology" [11] .
År 1926 gav V. I. Vernadsky en modern definition av begreppet biosfären (som helheten av alla ekosystem) och noterade människans inflytande på detta system [12] . Under samma period ökade intresset för populationsdynamik , och matematiska modeller av populationsprocesser (bland författarna - R. Pearl , A. Lotka , V. Volterra ) började användas i studier av förhållandet mellan rovdjur och byte, interspecifik konkurrens och naturlig reglering av populationer [5] .
Bland de första forskarna som vände sig till sambandet mellan organismer och miljön i Ryssland var Carl Roulier och hans elev Nikolai Severtsov [1] . I ekologins ursprung fanns också den ryske geografen prins P. A. Kropotkin , som uppmärksammade hur glaciärer drar sig tillbaka från början av den industriella revolutionen . Han uppmanade till att begränsa skjutningen av vilda djur och stoppa avskogningen [13] .
Ryska forskare har länge undvikit termen "ekologi". Så, K. A. Timiryazev godkände inte honom , som istället för ekologi föredrog att prata om biologi i snäv mening, eller bionomi. M. N. Bogdanov använde i sitt arbete "Fåglar och djur i Chernozem-zonen i Volga-regionen, dalar i mellersta och nedre Volga" istället för begreppet "ekologi" termen " biocenos ", som introducerades tidigare av K. A. Möbius [14] .
I tvådelade verket "Birds of Russia" (1893-1895) var M. A. Menzbir den första som föreslog ett ekologiskt tillvägagångssätt för att sammanställa systematiska zoologiska rapporter. År 1895 publicerades den första grundläggande läroboken någonsin om växtekologi i Danmark (författare - J. E. Warming ), och 1901 den schweiziska F.-A. Forel gav ut den första läroboken i limnologi . 1905 publicerade F. E. Clements boken Research Methods in Ecology, det första verket där principerna för ett systematiskt förhållningssätt till miljöforskning formulerades [11] .
Ekologi som vetenskap förblev lite känd i Sovjetunionen fram till 1960-talet, eftersom den ersattes av biogeocenologi . I samband med miljöskyddsfrågornas relevans började miljövetare bli kontaktade oftare av statliga strukturer och miljöorganisationer som var intresserade av deras lösning [15] .
Ett annat kunskapsområde som blev föremål för forskarnas intresse i början av 1900-talet är energibalansen. År 1920 introducerade den tyske hydrobiologen A. Thienemann begreppet en trofisk, eller livsmedelskedja, mellan "länkarna" - nivåer av vilka energi överförs i form av mat [5] . Ch. Elton utvecklade i sitt grundläggande verk "Animal Ecology" (1927) denna idé och lade till den begreppet en ekologisk nisch (termen i sig dök upp först 10 år tidigare i J. Grinnells arbete [11] ) och befolkningen pyramid [16] . 1942 kom den amerikanske vetenskapsmannen R. Lindeman på ett nytt ekologibegrepp, som byggde på idéer om trofisk dynamik; senare genomfördes kvantitativa studier av energiomfördelning i ekosystem av bröderna Yu och G. Odum (USA) och JD Ovington (Australien) [5] . Odumovs lärobok "Fundamental Concepts in Ecology", publicerad 1953, anses vara den första publikationen baserad på ett holistiskt , makroskopiskt tillvägagångssätt [17] .
Under andra hälften av 1900-talet sågs också framväxten av mänsklig ekologi och i allmänhet social ekologi - områden inom ekologi som studerar människans och samhällets interaktion med miljön och frågor om dess skydd [18] . Det fanns en ekologisering av många naturvetenskaper och ett samband med sociologi [1] .
Miljödata hade en betydande inverkan på utvecklingen av epidemiologi , där de hjälpte till att utveckla system för åtgärder mot spridning av malaria , tyfus , pest , gula febern och sömnsjuka , baserade på kontroll av insektsvektorer . Kunskap om livscyklerna för skadedjur i jordbruket, möjlig tack vare ekologi, ökar också effektiviteten i bekämpningen av dem. Åtgärder för att skydda grödor kan innefatta att skjuta upp sådd och skörd, eller att införa vissa rovdjur och parasiter. Ekologi gör det möjligt att bättre etablera djurhållning under olika klimatförhållanden och bestämma den optimala växtföljdsregimen och den erforderliga mångfaldsnivån i agrocenoser [15] .
På grund av ämnets mångsidighet och forskningsmetoder är det tillåtet att betrakta modern ekologi som ett komplex av vetenskaper som studerar de funktionella förhållandena mellan organismer (inklusive människor och det mänskliga samhället som helhet) och deras miljö, cirkulationen av ämnen och energi flöden som gör livet möjligt [19] . Det allmänna föremålet för studien är strukturen och funktionen av supraorganismsystem på alla nivåer ( populationer , biocenoser , ekosystem och biosfären ) [1] . Denna breda definition av ekologi omfattar ett antal vetenskaper som kan betraktas som självständiga kunskapsområden. Begreppet livsmiljö omfattar alla yttre faktorer som påverkar en enskild organism eller en gemenskap av organismer. Dessa faktorer kan villkorligt delas in i fysiska ( klimatiska ); kemikalie (vilket hydroekologer främst är involverade i - salthalt , sur eller basisk reaktion av miljön , sammansättning och innehåll av lösta gaser); och biologiska [15] .
1910, vid den tredje internationella botaniska kongressen i Bryssel, identifierades tre undersektioner av ekologi:
De särskiljer också geoekologi , bioekologi , hydroekologi, landskapsekologi , etnoekologi , socialekologi , kemisk ekologi , radioekologi , humanekologi , antekologi , informationsekologi , etc.
Ytterligare svårigheter med definitionen av ämnet ekologistudier ligger i avsaknaden av en konsensusdefinition av supraorganismala samhällen och deras hierarki. En av de icke-allmänt accepterade möjliga gemenskapshierarkierna efter enhetskomplexitet inkluderar (i stigande ordning) konsortier , associationer och formationer . Ett annat vanligt tillvägagångssätt - klassificeringen av biologiska samhällen i dominerande och subdominerande arter - är bättre tillämpbar på tempererade landlevande växtsamhällen , där en art verkligen kan bestämma utseendet på en stäpp eller skog, men fungerar sämre för tropiska eller vattenlevande samhällen [15 ] .
Ett viktigt ämne för ekologin som helhet är livsmedelskedjor (trofiska) , i termer av vilka man kan beskriva överföringen av materia och energi från nivå till nivå inom ett biologiskt samhälle när vissa organismer äts av andra. Näringskedjor är vanligtvis baserade på gröna växter , som med hjälp av solenergi skapar komplexa organiska ämnen baserade på koldioxid och vatten. I ekologisk terminologi kallas detta lägre steg i näringskedjan autotrofer (bokstavligen "matar sig själva") eller producenter , medan alla djur och några andra växter högre upp i matpyramiden faller in i kategorin heterotrofer eller konsumenter . Heterotrofer själva producerar inte näringsämnen och tvingas konsumera andra organismer som föda. I den vidare hierarkin tjänar primärkonsumenter ( fytofager ) som föda för sekundära (rovdjur). En separat länk i näringskedjan definieras som en ekologisk nisch [15] .
Ett stort bidrag till ekologins teoretiska grunder gjordes av Barry Commoner , som formulerade ekologins fyra huvudsakliga lagar:
Den andra och fjärde lagen är i huvudsak en omskrivning av fysikens grundläggande lag - bevarandet av materia och energi . De första och tredje lagen är verkligen grundläggande ekologilagar. Ekologins första lag kan betraktas som grunden för ekologisk filosofi. I synnerhet är denna filosofi grunden för begreppet "djup ekologi" i boken "Web of Life" av Fridtjof Capra .
Det metodologiska förhållningssättet till ekologi som vetenskap tillåter oss att peka ut ämnet , uppgifterna och metoderna för forskning.
Objekten för ekologisk forskning är huvudsakligen system över nivån för enskilda organismer: populationer , biocenoser , ekosystem , såväl som hela biosfären . Ämnet för studien är hur sådana system organiseras och fungerar.
Forskningsmetoder inom ekologi är indelade i fältobservationer, experiment i fält eller i laboratoriet och modellering [20] .
Fältmetoder är observationer av organismers funktion i deras naturliga livsmiljö och delas i sin tur in i expeditions-, väg-, stationära, beskrivande och experimentella metoder.
Experimentella metoder involverar att variera olika faktorer som påverkar organismer under kontrollerade laboratorie- eller fältförhållanden.
Modelleringsmetoder gör det möjligt att förutsäga utvecklingen av olika processer av interaktion mellan levande system och med deras miljö.
Eftersom studieobjektet för ekologi är komplexa system av levande organismer, innebär detta ett stort antal variabler som måste beaktas i ekologiska studier, och som ofta är svåra att kvantifiera. Detta innebär i sin tur den begränsade tillämpbarheten av metoder som utvecklats för andra vetenskapsgrenar, och den lägre noggrannheten hos de erhållna resultaten. I synnerhet inom ekologi finns det praktiskt taget ingen användning av rent experimentell forskning på grund av omöjligheten att kontrollera många variabler under naturliga förhållanden; Följaktligen är experiment inom ekologi begränsade till laboratorieförhållanden, eller, om de utförs på fältet, syftar de till att testa effekterna av endast ett mycket litet antal variabler. Samtidigt kan olika fysiska och kemiska aspekter av naturmiljön uttryckas numeriskt, och utvecklingen av biostatistik och förbättringen av provtagningsmetoder underlättar tillämpningen av statistiska metoder i ekologisk forskning. Moderna observationsmetoder inkluderar biotelemetri och användning av radioisotoper för att spåra överföringen av energi i form av mat längs näringskedjorna. Med utvecklingen av datorteknik har matematisk modellering också tagit en viktig plats inom miljöforskningen , särskilt inom sådana områden av tillämpad ekologi som kontroll av naturresurser och lösning av problem inom jordbruket orsakade av miljöfaktorer [5] .
Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
---|---|---|---|---|
|
biogeografi | |
---|---|
Delar och vägbeskrivningar |
|
Begrepp och termer |
|
Relaterade vetenskaper | |
Organisationer | |
Läroanstalter | |
Samhälle |
Jorden | ||
---|---|---|
Jordens historia | ||
Jordens fysiska egenskaper | ||
Jordens skal | ||
Geografi och geologi | ||
Miljö | ||
se även | ||
|