Введение

Исследовательские работы в области экологии пользуются большой популярностью среди молодых исследователей. Исследования по экологии выполняют как школьники, так и студенты различных университетов. Школьники сталкиваются с определенными трудностями по выполнению экологических работ, к сожалению, большинство школьников не изучают дисциплину "экология", знания по основам экологии они в основном получают из предмета биология, и в значительно меньшей степени из географии, а также химии. В тоже время экологические исследовательские работы, одни из самых популярных среди школьников.

В течение многих лет школьники и студенты младших курсов представляют работы в Российской научно-социальной программе для молодежи и школьников «Шаг в будущее» и Национальном соревновании молодых ученых Европейского Союза. В рамках этой уникальной программы были представлены работы по самым различным направлениям экологии, Российская научно-социальная программа «Шаг в будущее» внесла большой вклад в экологическое образование молодежи России.

Данный учебник предназначен для школьников и студентов, представляющих экологические работы на секции "Экология, биотехнология и науки о растениях", а также может быть рекомендован для всех школьников и студентов, представляющих свою научную работу для Российской научно-социальной программы «Шаг в будущее» и соревновании молодых ученых Европейского союза (национальный этап).

ГЛАВА 1.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ

1.1. Определение экологии

Экология наука относительно молодая, временем возникновения экологии, как науки, можно считать середину 19 века, когда в 1866 году молодой немецкий биолог Эрнст Геккель в книге «Всеобщая морфология организмов», классифицируя разделы биологии, впервые использовал термин «экология», которым к концу 19 века стали пользоваться многие биологи.

Таким образом, у термина экологии есть свой год рождения – 1866 год. Каких только названий до этого для экологии не предлагалось: «эпирриология», «биономия» и другие – но все они не прижились!

Общую экологию рассматривают как биологическую науку.

Экология – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и окружающей средой, в которой они обитают.

Экология – это биологическая наука, изучающая формирование, структуру и функционирование биологических систем всех уровней от организма до биосферы и их взаимодействие с окружающей средой.

То есть экология изучает взаимоотношения живых организмов друг с другом и с окружающей средой.

В экологии можно выделить составные части, исходя из объектов изучения: экология растений, экология животных, человека, грибов, микроорганизмов.

Однако если для ряда других биологических наук индивидуум является наикрупнейшей единицей, то для экологии он – мельчайшая единица исследований.

Ряд экологов использует следующее определение: экология – биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях. Здесь из основных положений экологии исключено изучение организменного уровня. Однако экологию нужно рассматривать шире, включая и организменный уровень. Влияние факторов окружающей среды на живые организмы и адаптация к ним, также важный раздел экологии.

Общая экология – это экология в классическом понимании термина. Это биологическая основа и фундамент всех прикладных экологических дисциплин и охраны окружающей среды.

Если рассматривать все направления экологии (общую и прикладную), то современная экология – это биологизированная наука, биологические знания находятся в центре и являются основными, но прикладная экология дополнительно к биологическим знаниям опирается на разделы географии, медицинских наук, химии, а также в определенной степени на некоторые разделы геологии, инженерных и других наук. Для прикладной экологии большое значение имеют прикладные биологические науки (биотехнология, в том числе биотехнология растений и микроорганизмов, фитотехнологии). Биотехнологические методы также находят применение в охране окружающей среды, для решения различных экологических проблем (Фомченко, 2017; Гладков, Гладкова, 2018).

Следовательно, для экологии характерен междисциплинарный и межотраслевой подход.

Как Вы думаете, почему экология стала пользоваться такой большой «популярностью» в последнее время? Термин «экология» вошел в обиходную речь, его упоминают ученые, политики, журналисты и обычные обыватели.

В современном обществе под влиянием телевидения, газет, интернета экология может трактоваться как охрана окружающей среды, как прикладное знание о состоянии среды обитания человека, и даже (в последнее время особенно часто!) – как состояние определенной окружающей среды (как часто в рекламе мы слышим «плохая экология», «нарушена экология»). Но ведь экология это наука! Но разве мы с Вами говорим плохая биология, плохая химия, плохая география? Конечно же, нет! Тогда как же говорить правильно? Вместо выражения «плохая экология», нужно говорить неблагоприятная экологическая обстановка.

Но давайте вернемся к вопросу о «популярности» экологии. Повышенный интерес к экологическим дисциплинам обусловлен тем, что воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы и это воздействие ощущает каждый из нас. Экологические проблемы приносят много бед нашей планете, при этом благодаря человеку даже обычный кролик может принести массу бед.

Томас Остин вошел в историю Австралии абсолютно случайным образом. Он написал в Англию племяннику Уильяму Остину – "охота здесь из рук вон плохая, пришли дорогой племянник мне 12 серых диких кроликов, пять зайцев, 72 куропатки и дюжину-другую воробьев".

Однако Уильяму не удалось найти столько диких кроликов, поэтому он купил домашних. В октябре 1859 года Остин выпустил две дюжины зверьков в штате Виктория. Он думал, что если выпустить их в дикую природу ничего страшного не будет. Как же он ошибался!

Прошло около года и этих животных можно было встретить в природе уже за сотню километров от того места, где их выпустили.

Никто не смог предположить взрывного роста популяции.

Уже к началу 20-го века в Австралии обитали миллионы кроликов, а к середине столетия – по некоторым оценкам, которые очень противоречивы, до 750 млн. особей! Как же такое могло произойти? Животные размножались практически в геометрической прогрессии, у них не было серьезных конкурентов, благоприятные климатические факторы – в Австралии нет холодных зим, хороший климат, обилие пищевых ресурсов и отсутствие естественных хищников. Кролики выедали растения с корнями и обгладывали молодые деревца, уничтожая их полностью, поэтому растений для других травоядных организмов оставалось совсем мало.

Фермеры Австралии активно занимались овцеводством. Кролики так размножились, что выедали все пастбища, и овцы остались без еды! Фермеры терпели колоссальные убытки! Сама борьба с кроликами тоже принесла немало бед. Первоначально решили завезти естественных врагов кроликов – лисиц, хорьков, кошек, горностаев, ласок. Но попытка не увенчалась успехом. Привезенные виды, переключившись на более легкую добычу местных сумчатых животных и птиц, которые были намного медленнее кроликов.

Традиционные методы тоже не помогли, учитывая огромную численность животных. Отчаяние охватило фермеров! В 1900-ее гг. был построен огромный проволочный забор (1833 км) и назвали его «Забор от кроликов № 1». Его строили 400 человек! Он состоял из трех уровней, его общая протяжённость составляла около 3256 километров.

Забор патрулировали на верблюдах, однако когда появился автотранспорт, верблюды оказались не нужны и их выпустили на волю, они стали уничтожать пастбища, и в Австралии появилась новая проблема.