Екологія

ЕКОЛО́ГІЯ (від еко... і …логія) — наука, що ви­вчає взаємодію рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів і вірусів між собою та з довкі­л­лям. Предметом ви­вче­н­ня є структура і функціонува­н­ня надорганізмових систем на рівні видів, популяцій, екосистем, біогеоценозів та біосфери. Сучасна Е. досліджує також вплив цивілізаційних процесів на довкі­л­ля з метою запобіга­н­ня негативним наслідкам техноген­ної діяльності людини. Оскільки Е. ви­вчає широке коло біо­логічних систем різних рівнів організації, ви­окремлюють низку її роз­ділів. За складністю систем вирізняють демекологію, або популяційну екологію, що досліджує динаміку видових популяцій та їх взаємодію з чин­никами довкі­л­ля. Під­роз­ділом дем­екології є аутекологія, або фізіологічна Е., яка встановлює процеси взаємодії окремого організму (виду) з довкі­л­лям. Синекологія ви­вчає структуру й динаміку природних угруповань (біоценозів), їхню взаємодію з довкі­л­лям; екосистемна Е. — потоки енергії та речовин, повʼязані з функціонува­н­ням живих організмів в екосистемах. За­значені роз­діли обʼ­єд­нує загальна Е.

За характером організмів, які ви­вчає Е., вирізняють екологію людини, екологію тварин, екологію рослин, екологію мікроорганізмів та ін.; за типами екосистем — Е. лісів, боліт, степів, луків, пустель, бентосу тощо. Континентальні та морські екосистеми досліджують, від­повід­но, континентальна Е. та Е. моря. Окремо роз­глядають водні екосистеми, що є предметом ви­вче­н­ня гідроекології. За роз­мірами досліджуваних систем Е. поділяють на молекулярну і макро­екологію. Найбільшу загальнопланетарну систему — біо­сферу — ви­вчає глобальна екологія; екологічні процеси малих мас­штабів — мікро­екологія. Ви­окремлюють роз­діли Е., що досліджують екологічні процеси в екосистемах різних кліматичних зон: арктичну, тропічну тощо. Необхідність створе­н­ня без­печних умов пере­бува­н­ня людини в космосі зумовила формува­н­ня космічної Е. Виріше­н­ням практичних про­блем довкі­л­ля шляхом за­стосува­н­ня екологічних принципів за­ймається прикладна Е. (зокрема, агроекологія ви­вчає агроекосистеми). Нині формується Е. заповід­ної справи, що роз­робляє принципи створе­н­ня природних та біо­сферних заповід­ників, заказників, екомережі загалом. Серед спеціалізованих роз­ділів — екологія хімічна (ви­вчає екологічний вплив хімічних речовин, зокрема й тих, що потрапляють у довкі­л­ля внаслідок діяльності людини), біо­хімічна (роль метаболітів як специфічних регуляторів або лімітуючих чин­ників в екосистемах), екологічна фізіологія (сутність фізіологічних процесів, повʼязаних з пере­творе­н­ням властивостей абіо­тичного компонента екосистем), еволюційна (еволюційні зміни популяцій видів та угруповань), функціональна (роль окремих видів у функціонуван­ні екосистем), палеоекологія (на основі ви­вче­н­ня викопних решток зʼясовує сутність екологічних процесів в екосистемах) та ін.

Нині активно роз­вивається теоретична Е., що має на меті створе­н­ня екологічної теорії, основою якої є викори­ста­н­ня роз­ділів сучасної математики, зокрема диференціальних рівнянь, статистики, теорії інформації, множин, компʼютерного моделюва­н­ня. Оскільки екологічні умови в містах, особливо в мегаполісах, мають свою специфіку, формується екологія міста, що ви­вчає екосистеми та притаман­ні їм процеси за міських умов. Динаміку та пере­розподіл між біо­тичними компонентами радіо­активних речовин, які потрапляють у довкі­л­ля у звʼязку з роз­витком атомної промисловості, досліджує радіаційна екологія (інтенсивного роз­витку набула після аварії на ЧАЕС); вплив умов довкі­л­ля на здоровʼя населе­н­ня — медична екологія, головним зав­да­н­ням якої є гігієнічне нормува­н­ня вмісту шкідливих для здоровʼя речовин у різних обʼєктах. З медичною екологією межують Е. людини та екологічна психологія. Взаємини людської спільноти та гео­графічно-просторового, соціального і культурного середовищ, прямий і опосередкований вплив виробничої діяльності на склад та властивості довкі­л­ля становлять предмет соціальної екології. Нині формується методологія кількісних оцінок екологічного ризику стосовно впливу токсичних речовин не лише на здоровʼя людини, а й на інші компоненти екосистем, а також екосистеми в цілому. Під ризиком для екосистеми ро­зуміють ймовірність її де­градації, що може бути спричинено збідне­н­ням біо­різномані­т­тя, під­вище­н­ням рівня токсичних речовин, ерозією ґрунту, змінами клімату тощо. У звʼязку з роз­витком теорії екологічних ризиків виникла теорія надійності екосистем. Е. ві­ді­грає важливу роль у формуван­ні між­дисциплінарних наук: екологічної економіки (роз­робляє критерії оптимізації діяльності людини щодо її сумісності з екологічним станом довкі­л­ля), етнічної екології (ви­вчає взаємодію етнічних груп населе­н­ня з довкі­л­лям); ви­окремлюють також екодизайн, екологічну інженерію, індустріальну екологію. Про­блеми ставле­н­ня людини до природи й екологічного стану довкі­л­ля досліджує інвайронментальна етика.

Роз­маї­т­тя обʼєктів дослідже­н­ня та рівнів обстежуваних біо­систем зумовлює наявність широкого кола методів Е., а також за­стосува­н­ня нею методології суміжних наук (напр., фізіологічна Е. використовує методи фізіології тварин та рослин, різних роз­ділів гео­графії, флористики, фауністики тощо). Таке залуче­н­ня методології суміжних наук спричиняє певну роз­митість меж між ними, проте чітка від­мін­ність екологічних наук полягає в методах аналізу екс­периментальних даних, завдяки яким формуються по­гляди на механізми, що лежать в основі взаємодії організмів між собою і з середовищем. Основними поня­т­тями сучасної Е. є довкі­л­ля, умови середовища, трофічні звʼязки й трофічні ланцюги та мережі, типи жит­тєвих стратегій організмів, типи взаємодій, екосистема та ін. До довкі­л­ля від­носять ті елементи середовища, з якими організми мають без­посередні або опосередковані звʼязки. Середовище поділяють на шари: інформаційний (система сигналів, яку організми спри­ймають як чин­ник, що ви­значає їхню поведінку), мінеральний (необхідні для життя енергетичні й матеріальні ресурси довкі­л­ля — світлова енергія, елементи живле­н­ня, жит­тєвий про­стір), фізіологічний (чин­ники, які забезпечують оптимальну щільність популяцій і ареалів), власне екологічний (чин­ники, які впливають на фізіологічний і мінеральний шари середовища). Умови середовища охоплюють загальні геофізичні умови в біо­сфері, потоки енергії через екосистеми, біо­геохімічний кругообіг речовин в екосистемах і біо­сфері в цілому, атмо­сферні (екологічно-кліматичні) умови, особливості субстратів (стан води, властивості ґрунтів та материнських порід), температурний, водний режими тощо. Трофічні звʼязки в біо­ценозі — живле­н­ня одних видів за рахунок інших, продуктів їхньої жит­тєдіяльності або мертвих залишків.

Основою без­перервного існува­н­ня біо­ценозів є наявність продуцентів, консументів та редуцентів. За їхнього сумісного існува­н­ня певній гармонізації повин­на під­лягати вся сукупність організмів, які в своєму загальному функціонуван­ні здійснюють закономірні пере­творе­н­ня речовин і енергії. Сукупність таких організмів на певній ділянці (біо­топі), в якій від­буваються взаємодії як між окремими видами, так і між всіма організмами (біо­ценоз) та абіо­тичним фізико-хімічним середовищем, утворює екосистему, що є одним із основних понять Е. До важливих зав­дань Е. належить встановле­н­ня типів взаємодій між окремими видами, а також типів жит­тєвої стратегії видів, стабілізуючої ролі біо­різномані­т­тя для біо­ценозів і екосистеми в цілому, екологічних ніш. На сучасному етапі актуальною є про­блема де­структивних змін екосистем під впливом природних або антропоген­них чин­ників, які іноді набувають рис екологічної кризи. Е. роз­робляє методи охорони природи та заходи з мінімізації наслідків такої кризи.

Термін «екологія» 1866 за­пропонував Е. Гек­кель. Проте значну цін­ність мали спо­стереже­н­ня екологічного змісту 18 ст. К. Лін­нея, Ж. Бюф­фона, П. Пал­ласа. Першу класифікацію жит­тєвих форм рослин та уявле­н­ня про висотну зональність рослин­ності об­ґрунтував А. фон Гумбольдт. Вагоме значе­н­ня для формува­н­ня понять Е. мали закони, сформульовані Ю. Лібіхом у середині 19 ст. 1877 К. Мебіус за­пропонував термін «біо­ценоз». Важливі дані екологічного змісту в цей період отримали зоологи і ботаніки. З часом методологія суто екологічного змісту набула само­стійності. 1935 А. Тенслі за­пропонував поня­т­тя екосистеми як сукупності біо­топу й біо­ценозу. У 20–30-х рр. 20 ст. В. Вернадський роз­робив вче­н­ня про біо­сферу, яке мало вирішальне значе­н­ня для подальшого роз­витку Е. Вчений звернув увагу на зро­ста­н­ня за­грози глобальних змін у біо­сфері під впливом діяльності людини, що започаткувало новий напрям у глобальній Е. — дослідже­н­ня ноосфери. На від­міну від початкових екологічних досліджень, що мали риси редукціоністського методу, згодом екологи почали формувати холістичні по­гляди на функціонува­н­ня екосистем, беручи до уваги їхні нові властивості. В Україні екологічним дослідже­н­ням приділяли значну увагу ще на­прикінці 19 ст. В. Докучаєв уперше опрацював про­блему зональності рослин­ності й ґрунтів в Україні. Е. лісу роз­винули Г. Висоцький, О. Бельгард, П. Погребняк. У 2-й половині 20 ст. дослідже­н­ня екологічного змісту активізувалися у звʼязку з необхідністю виріше­н­ня питань охорони природи, раціонального природокористува­н­ня (праці К. Ситника, М. Голубця, Ю. Шеляга-Сосонка, О. Маринича, В. Романенка та ін.). Нині вони зосереджені в Ін­ститутах ботаніки, зоології, гідробіо­логії, біо­хімії, геохімії навколишнього середовища, молекулярної біо­логії і генетики, гео­графії (усі — Київ), біо­логії пів­ден­них морів (Севастополь), екології Карпат (Львів) НАНУ, ґрунто­знавства та агрохімії НААН (Харків), гігієни та медичної екології НАМНУ, екогігієни і токсикології (обидва — Київ), Раді з ви­вче­н­ня продуктивних сил України та ін. Соціо­екологічні пита­н­ня роз­робляють в Ін­ститутах філософії, держави і права НАНУ, Національному ін­ституті стратегічних досліджень (усі — Київ) та ін.

Значний внесок у різні напрями Е. зробили науковці Київського, Таврійського (Сімферополь), Харківського, Львівського, Дні­провського, Одеського, Сумського університетів, Одеського екологічного університету, Національного університету біо­ресурсів і природокористува­н­ня України (Київ), Національної юридичної академії України (Харків) та ін. Україна бере активну участь у між­народних екологічних про­грамах, зокрема «Людина і біо­сфера». Виходять ж. «Екологія та ноо­сферологія» (від 1995), «Екологічний вісник» (від 2002), «Экология и промышлен­ность» (від 2004) тощо.

Завантажити статтю