-натуралистов  и инженеров

• экспериментаторов и ученых-теоретиков
• -биологов
• математиков
• медиков
• метеорологов и др.

Ни одна отдельная наука не способна решить все задачи по совершенствованию взаимодействия общества и природы, так как это взаимодействие имеет социальные, экономические, технологические, географические и другие аспекты. Решать эти задачи может лишь интегрированная наука, дисциплиной, которой является изучение основных закономерностей рационального взаимодействия общества и природы.

   Специфика дисциплины "Экологические основы природопользования" определяет и основные ее задачи, решаемые совместными усилиями многих специалистов.

    1. Объективная оценка состояния  природных ресурсов. Оценка состояния природных ресурсов проводится по целому ряду параметров: количество, качество, степень загрязненности, влияние различных сфер человеческой деятельности на их воспроизводство и т.д.

    2. Оптимизация взаимоотношений между  человеком, с одной стороны,  и отдельными видами и популяциями, экосистемами, с другой. Оптимизация взаимоотношений человека с природой рассматривается как необходимое условие существования человека.

3. Детальное  изучение количественными методами  основ структуры и функционирования, природных и созданных человеком систем.

Окружающая  нас живая среда не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые системы поддаются моделированию, т. е. можно предсказать, как та или иная система отреагирует на внешнее воздействие. Системный подход — это основа изучения экологии.

Экологические основы природопользования — научно-практическая дисциплина, призванная быть основой  оптимизации взаимоотношений человека с биосферой.

Структура экологии

   Как уже отмечалось выше, природопользование является самостоятельным направлением, которое объединяет прикладные отрасли экологии. Чтобы понять, какие отрасли "классической" экологии составляют основу природопользования, рассмотрим подробнее структуру экологии. 

Экология  — это комплекс научных дисциплин. Базовой является общая экология, которая изучает основные закономерности взаимоотношений организмов и условий среды. Отдельной отраслью является прикладная экология, изучающая механизмы разрушения биосферы человеком и способы предотвращения этого процесса, а также разрабатывающая принципы рационального использования природных ресурсов. Прикладная экология базируется на системе законов, правил и принципов общей экологии и природопользования.

Из прикладной экологии по научным направлениям вытекают: биосферная экология, сельскохозяйственная, промышленная, медицинская, экономическая, юридическая, математическая.

Биосферная  экология изучает глобальные изменения, которые происходят на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природные явления.

Сельскохозяйственная  экология изучает способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы, при сохранении окружающей среды.

   Промышленная  экология изучает влияние выбросов промышленных предприятий на окружающую природную среду и возможности  уменьшения этого влияния за счет совершенствования технологий и  очистных сооружений.

Медицинская экология изучает болезни человека, связанные с загрязнением окружающей среды.

Некоторые науки экологического комплекса  выделены не по объекту изучения, а по методам, которыми они пользуются.

Математическая  экология моделирует экологические  процессы, т. е. изменения в природе, которые произойдут при изменении экологических условий.

Экономическая экология разрабатывает экономические  механизмы рационального природопользования.

   Юридическая экология разрабатывает систему  законов, направленных на защиту природы.

Основные понятия и определения

Ключевым  объектом изучения экологии и природопользования является биосфера. Создателем современного учения о биосфере является выдающийся русский ученый академик В. И. Вернадский. Центральным в его концепции является понятие о живом веществе, которое он определяет как совокупность живых организмов. Революционность учения Вернадского состояла в том, что он рассматривал живую природу в неразрывной связи с исторической деятельностью человека. Вернадский подчеркивал, что биосфера включает в себя "живую пленку" Земли, "живое вещество" планеты. Биосфера — это единство всего живого и минеральных элементов.

С развитием  цивилизации, согласно концепции В. И. Вернадского, возникает новая оболочка Земли — ноосфера — сфера человеческой деятельности, человеческого разума.

Ноосфера (от греч. — "разум" и "шар") —  новое состоянии биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором ее развития. Разрабатывая учение о ноосфере, В. И. Вернадский рассматривал ее как новое эволюционное состояние биосферы, преобразуемой в интересах мыслящего человечества.

Биосфера  — это оболочка Земли, содержания всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном процессе обмена с этими организмами.

Вокруг  Земли расположены концентрические  слои или оболочки, которые характеризуются  соответствующим составом и свойствами вещества. Атмосфера - внешняя газовая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством, через нее осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев: тропосфера — нижний слой, примыкающий к поверхности Земли; мезосфера; ионосфера (в двух последних — "живое вещество" отсутствует). Гидросфера — водная оболочка Земли, которая включает моря и океаны. Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Биосфера — та часть Земного шара, в пределах которой имеется жизнь. Верхний предел биосферы обусловлен интенсивной концентрацией Уф лучей, т. е. верхней ее границей является озоновый слой, нижний предел — высокой температурой земных недр (свыше100"С) . 

    Биосфера  охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Устойчивость биосферы поддерживается благодаря круговороту веществ и энергии. Энергия солнечного излучения преобразуется в органическую материю благодаря процессу фотосинтеза. Образуемые зелеными растениями органические вещества служат пищей для других живых существ, а выделяемый кислород обеспечивает процессы дыхания. Таким образом, основу биологического круговорота веществ составляют энергия солнца и хлорофилл растений. Все остальные круговороты — воды, углерода, азота — связаны с биологическим и способствуют ему.

В основе экологического взгляда на мир лежит представление, что, каждое живое существо окружено множеством влияющих на него различных факторов, образующих в комплексе его место обитания — биотоп. Организмы, характерные для определенного биотопа, составляют жизненное сообщество, или биоценоз. Жизненное сообщество образует со своим биотопом единое целое, называемое экологической системой (экосистемой).

Основными компонентами экосистем являются:

   • неживая (абиотическая) среда. Это вода, минеральные вещества, газы, а также органические вещества и гумус;

• биотические  компоненты: продуценты, консументы, редуценты.

К продуцентам (производителям) относятся живые  существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Такую работу выполняют  главным образом зеленые растения, производящие с помощью солнечной энергии из двуокиси углерода, воды и минеральных веществ органические соединения в процессе фотосинтеза. При этом высвобождается кислород. Органические вещества, производимые растениями, идут в пищу животным и человеку, кислород используется для дыхания.

Консументы (потребители) — живые существа, использующие растительную продукцию. Организмы, питающиеся только растениями, называются консументами первого порядка. Организмы, питающиеся только (или преимущественно) мясом, называются консументами второго порядка.

Редуценты (деструкторы, разлагатели) — организмы, разлагающие остатки отмерших живых  существ, например, растительные остатки или трупы животных, и превращающие их снова в исходное сырье — воду, минеральные вещества и углекислый газ, которые пригодны для     продуцентов, преобразующих эти составные части снова в органические вещества.

Примерами естественных экосистем могут служить  пруд, луг, лес, классическим примером искусственной экосистемы является космический корабль.

Природа действует в высшей степени экономно. Естественные ненарушенные экосистемы стремятся к равновесию. Созданная организмами биомасса (вещество их тел) и содержащаяся в них энергия передаются другим членам экосистемы: животные поедают растения, этих животных поедают другие животные. Этот процесс называют пищевой (трофической) цепью. Примеры пищевых цепей: растение — растительноядное животное — хищник; злак — полевая мышь — лиса.

Как правило, каждый вид питается не одним единственным видом. Поэтому пищевые цепи переплетаются, образуя пищевую сеть. Чем сильнее организмы связаны между собой пищевыми сетями и другими взаимодействиями, тем устойчивее сообщество против возможных нарушений.

Состояние равновесия основано на взаимодействии биотических и абиотических факторов среды, которое поддерживается благодаря непрерывному обмену материей и энергией между всеми компонентами экосистем.

     В замкнутых круговоротах естественных экосистем наряду с другими обязательно участие двух факторов: наличие редуцентов и постоянное поступление солнечной энергии.

В городских  и искусственных экосистемах  мало или совсем нет редуцентов, поэтому жидкие, твердые и газообразные отходы накапливаются, загрязняя окружающую среду. В отношении потребности в энергии природные и антропогенные (созданные человеком) экосистемы сходны. И природным, и искусственным экосистемам — домам, городам, системам транспорта — требуется поступление энергии извне. Но естественные экосистемы получают энергию от практически вечного источника — Солнца, которое, "Производя" энергию, не загрязняет окружающую среду. Человек питает процессы производства и потребления в основном за счет конечных источников энергии — угля и нефти, которые наряду с энергией дают пыль, газы, тепловые и другие отходы, вредящие окружающей среде и не поддающиеся переработке внутри самой искусственной экосистемы. 

Воздействие человека на природные экосистемы

Человек является частью природы и в то же время оказывает на природу  огромное воздействие, которое может иметь и положительное, и отрицательное значение. Точно так же как растения и животные, человек является составным элементом окружающих его экосистем. Нисколько сильно зависит он от своей естественной среды, показывают следующие цифры: без воздуха человек может прожить около 3 минут, без воды — 3 дня, без пищи — не многим более 30 дней.

В доисторические времена зависимость человека от природной среды была полной. Охотники и собиратели состояли с окружающими их видами в отношениях хищника и жертвы. Но в ходе истории человеку удалось в .значительной степени освободиться от подчиненности факторам природной окружающей среды. Человек использует природные ресурсы с помощью техники. Так, неподходящие для него температуры он выравнивает посредством отопления или охлаждения, а нехватку осадков возмещает поливом.

Однако  по мере развития человечества растут и побочные эффекты этого развития: истощение невозобновимых природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, разрушение природных экосистем и замена их антропогенными экосистемами, нарушение сложившихся природных равновесии. 

   Негативное  воздействие человека на природные  экосистемы может проявляться следующим образом.

1. Уничтожение  отдельных членов экосистемы, что  может лишить других ее членов возможностей существования. Уничтожение насекомых приводит к тому, что некоторые рыбы и птицы лишаются своей пищи. Когда в больших количествах гибнут пчелы от отравления средствами защиты растений, падают урожаи фруктов, зависящие от опыления пчелами. Вмешательством человека с нежелательными последствиями можно назвать и непродуманное введение в экосистему таких видов животных и растений, которые раньше в ней отсутствовали. Например, новые члены экосистемы, не сдерживаемые естественными врагами, которых нет в новом для них месте, иногда чрезвычайно размножаются. Так случилось с ондатрой, енотом-полоскуном, колорадским жуком в Центральной Европе, с кроликами в Австралии.