Освещается основное содержание общей (биологической) экологии как учебной дисциплины и области научных знаний.
Раскрываются ее история, предмет и методы. Рассматриваются экология видов, популяционная экология, экология экосистем и биосферы. Для студентов высших учебных заведений, получающих образование в области экологии, биологии, географии, медицины, сельского хозяйства. Представляет интерес для научных работников и специалистов, занимающихся вопросами экологии и природопользования, охраны окружающей среды и природообустройства.
Электронная версия следующего печатного издания:
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии: Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2005.
Глава 1. Краткий очерк истории экологии
1.1. Предыстория
1.2. История
1.3. Современность
Часть 1. Аутэкология
Глава 2. Факторы среды
2.1. Классификация факторов среды
2.2. Условия и ресурсы
2.2.1. Ресурсы
2.2.2. Условия
2.3. Комплексные градиенты
2.4. Основные среды жизни
Глава 3. Основные принципы аутэкологии
3.1. Принцип экологического оптимума
3.2. Принцип индивидуальности экологии видов
3.3. Принцип лимитирующих факторов
Глава 4. Адаптации к абиотическим факторам
4.1. Определение понятия
4.2. Адаптивные комплексы
4.3. Примеры адаптаций
4.3.1. Эктотермные и эндотермные организмы
4.3.2. Биоритмы
4.3.3. Ксерофиты
4.3.4. Адаптации животных к дефициту кислорода
4.4. Жизненные формы
4.5. Биологическое разнообразие и его охрана
Глава 5. Типы стратегии жизни (типы поведения) организмов
5.1. «r–отбор» и «К–отбор»
5.2. Система типов стратегий Раменского–Грайма
5.2.1. Первичные типы стратегий
5.2.2. Вторичные типы стратегий. Пластичность стратегий
5.2.3. Особенности стратегий культурных растений и животных
Часть 2. Популяционная экология
Глава 6. Общая характеристика популяции
6.1. Определение популяции
6.2. Конкуренция особей в популяции
6.3. Другие формы взаимоотношений особей в популяции
6.4. Размер популяции и ее структура в пространстве
6.5. Гетерогенность популяций
Глава 7. Динамика популяций
7.1. Динамические характеристики популяций
7.2. Кривые выживания
7.3. Модели роста популяций
7.4. Возрастной состав популяций
Глава 8. Взаимоотношения популяций
8.1. Классификация взаимоотношений
8.2. Конкуренция
8.3. Взаимоотношения «фитофаг – растение»
8.4. Взаимоотношения «хищник – жертва»
8.5. Взаимоотношения «паразит – хозяин»
8.6. Мутуализм
8.7. Комменсализм и аменсализм
8.8. Сигнальные взаимоотношения организмов
Глава 9. Экологическая ниша
9.1. Экологическая ниша как многомерное явление
9.2. Различия экологических ниш у животных и растений
9.3. Фундаментальная и реализованная ниши
9.4. Гильдии
Часть 3. Экология экосистем
Глава 10. Концепция экосистемы
10.1. Определение экосистемы
10.2. Функциональные блоки экосистемы
10.3. Классификация экосистем
10.4. Энергия в экосистеме. Пищевые цепи
10.5. Детрит в экосистеме
10.6. Биологическая продукция и запас биомассы
10.7. Состав биоты (биоразнообразие) экосистемы
10.8. Связь биоразнообразия с функциональными параметрами экосистемы
Глава 11. Разнообразие экосистем
11.1. Фототрофные естественные экосистемы: лес и озеро
11.2. Фототрофные экосистемы океана
11.3. Хемоавтотрофные экосистемы рифтовых зон
11.4. Гетеротрофные и автотрофно?гетеротрофные естественные экосистемы
11.5. Сельскохозяйственные экосистемы
11.6. Городские экосистемы
11.7. Биомы
Глава 12. Динамика экосистем
12.1. Классификация изменений экосистем
12.2. Циклические изменения экосистем
12.3. Первичные автогенные сукцессии и климакс
12.4. Модели автогенных сукцессий
12.5. Гетеротрофные сукцессии
12.6. Вторичные автогенные (восстановительные) сукцессии
12.7. Аллогенные сукцессии
12.8. Природная эволюция экосистем
12.9. Антропогенная эволюция экосистем
12.10. Масштабы процесса адвентивизации биосферы
Глава 13. Биосфера
13.1. Биосфера как оболочка Земли
13.2. Основные круговороты веществ в биосфере
13.2.1. Круговорот углерода
13.2.2. Круговорот воды
13.2.3. Круговорот азота
13.2.4. Круговорот кислорода
13.2.5. Круговорот фосфора
13.3. Ноосфера
Список рекомендуемой литературы
От авторов
На рубеже тысячелетий слово «экология» превратилось в одно из самых расхожих клише, которым стали пользоваться не только ученые, но и экономисты, политики и даже домохозяйки. Если с самого начала признать неправомочность использования этого клише для обозначения состояния окружающей среды («плохая экология», «хорошая экология»), то все равно им будут обозначаться многие науки, в той или иной мере связанные с изучением отношений организмов и окружающей среды.
В момент своего официального рождения в середине XIX столетия экология была биологической наукой. «Придумавший» экологию Э. Геккель определил ее объем следующим образом: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все «условия существования». Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие … имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к среде… Каждый организм имеет среди остальных своих друзей и врагов, таких, которые способствуют его существованию, и тех, что ему вредят. Организмы, которые служат пищей остальным или паразитируют в них, во всяком случае относятся к данной категории органических условий существования» (Haeckel, 1866; цит. по: Шилов, 1998, с. 6).
К концу XX века экология утеряла первоначальный «биологический» объем и разрослась в широкий междисциплинарный комплекс из многих наук. Большая часть наук этого комплекса изучает последствия влияния на окружающую среду всего одного биологического вида – Homo sapiens (Человек разумный). Разнообразие форм и масштабы его влияния на природу не имеют прецедентов и создали реальные предпосылки для самоуничтожения Человека в результате истощения ресурсов и загрязнения среды обитания. Осознание этой ужасной перспективы отодвинуло на второй, и даже третий, план изучение взаимоотношений всех других видов и условий среды их обитания. Экологи стали лихорадочно искать пути предотвращения надвигающегося экологического кризиса.
Как итог на книжных прилавках появилось море учебной литературы по различным аспектам прикладной (о рациональном природопользовании и охране природы) и социальной (об отношениях общества и природы) экологии, а интерес к центральной науке комплекса – общей (биологической) экологии – резко спал. И это несмотря на то, что общая экология служит теоретическим фундаментом для разработки системы урегулирования отношений человека и окружающей среды и этот предмет входит в состав учебных планов подготовки студентов?биологов и географов университетов и педагогических институтов, преподается студентам многих специальностей сельскохозяйственных и медицинских вузов.
Учебной литературы по общей экологии для высших учебных заведений, опубликованной за последние десять лет, мало. Это учебник Н.М. Черновой и А.М. Быловой «Экология» (1991) для студентов педагогических институтов, учебное пособие А.М. Гилярова «Популяционная экология» (1990) для студентов университетов и учебник И.А. Шилова «Экология» (1998) «для студентов биологических и медицинских факультетов и специальностей высших учебных заведений».
Из числа зарубежных учебников, переведенных на русский язык, нельзя не отметить современный и очень полный (но очевидно избыточный для студента-биолога, если он не специализируется по общей экологии) двухтомник М. Бигона с соавторами «Экология: особи, популяции, сообщества» (1989). В оригинале этот учебник выдержал 5 изданий.
Авторы поставили задачу заполнить возникший вакуум учебной литературы по общей экологии и написать учебник достаточно полный по кругу обсуждаемых вопросов, лаконичный и популярный по стилю изложения. Учебник задуман как составная часть учебно-методического обеспечения общебиологического образования и ориентирован на студентов-биологов, географов, «аграрников» и медиков.
Вопросы социальной и прикладной экологии в учебнике не рассматриваются. Тем не менее, в соответствии с широким пониманием экосистемы (как совокупности организмов и условий среды их обитания, вне зависимости от того, естественна ли она или создана человеком, обладает она способностью к саморегуляции состава и структуры или нет), в учебнике в самом общем плане рассматриваются и экосистемы, созданные человеком (городские, сельскохозяйственные).
В соответствии с традиционной структурой экологии главы книги объединены в три части: аутэкологию (экологию видов, включая характеристику факторов среды их обитания, главы 2–6), экологию популяций (главы 7–8) и экологию экосистем (включая биосферу как самую большую экосистему, главы 9–12). Основному содержанию предпослана глава 1, в которой дан краткий исторический очерк экологии.
По остроумной классификации в.Н. Тутубалина (Тутубалин и др., 2000) экологи разделяются на «пророков», «апостолов» и «приходских священников». В соответствии с этим «табелем о рангах» авторы относят себя к «приходским священникам»: они «читают проповеди прихожанам», то есть преподают экологию студентам. В основу учебника положены не оригинальные концепции, а целенаправленно выполненные компиляции трудов экологических «апостолов» и «пророков».
Авторы благодарят редактора учебника члена?корреспондента РАН Г.С. Розенберга и рецензента профессора А.Д. Булохова. Особую благодарность они выражают профессору А.М. Гилярову, который неоднократно консультировал авторов при написании учебника и очень помог им своей рецензией со скрупулезным анализом рукописи.
Заключение
Современная экология разрослась в широкий междисциплинарный комплекс, в составе которого десятки разных наук, исследующих взаимоотношения организмов (в первую очередь человека) и окружающей среды. При этом специалист конкретной науки этого комплекса может лишь в самом общем плане ориентироваться в том, чем занимаются его коллеги из смежной области. К примеру, специалист по морской экологии наверняка немного знает о том, чем занимаются лесные экологи, агроэкологи или специалисты по экологической оптимизации городской среды. «Универсальных» экологов больше нет. Тем не менее есть одна наука, которую должны знать все экологи, это – общая (биологическая) экология.
В любой экологической науке специалист сталкивается с необходимостью оценить влияние экологических факторов (природных или порождаемых деятельностью человека) на живые организмы, которые существуют не сами по себе, а организованы в популяции, сообщества и экосистемы. Поэтому он должен знать о том, как реагируют эти разноуровневые биологические системы на влияние различных факторов. Это особенно необходимо специалистам-экологам, работающим в области сельского, лесного и городского хозяйств. Не приходится говорить о том, насколько важны знания общей экологии для географов, в первую очередь – преподавателей средней школы. Через географию школьник получает не менее половины экологических знаний, и они должны быть согласованы с представлениями биологической экологии.
Именно с учетом того, что пользоваться учебником будут студенты с разной направленностью профессиональной подготовки, авторы старались сделать его, с одной стороны, достаточно полным и охватывающим весь круг проблем современной общей экологии, а с другой – доступным. Они сознательно избегали математизации описываемых закономерностей и излагали материал на уровне логического описания. Минимизировано количество цифр, которые характеризуют экологические процессы, и в первую очередь биосферные циклы. Для облегчения усвоения материала студентами (и использования учебника преподавателями) после всех разделов приводятся контрольные вопросы, а после глав – темы докладов на семинарских занятиях.
Для того, чтобы понять содержание даже наиболее сложных глав учебника – о популяциях и экосистемах, вполне достаточно знаний биологии и химии в объеме школьной программы.
Наш учебник представляет первую ступень экологического знания. Это «врата в экологию». Те, кто избрал общую экологию своей специальностью, как и специалисты по охране природы или рациональному использованию естественных популяций и экосистем, смогут пополнить свои знания за счет дополнительной учебной и научной литературы.
Список рекомендуемой литературы
- Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и сообщества. В 2?х т. – М.: Мир, 1989.
- Гиляров А.М. Популяционная экология: Учеб. пособие. – М.: Изд?во МГУ, 1990.
- Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Популярный экологический словарь. Издание 2?е. – М.: Устойчивый мир, 2003.
- Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности: Учебник. – М.: Логос, 2001.
- Одум Ю. Экология: в 2?х т. – М.: Мир, 1986.
- Розенберг Г.С., Мозговой Д.П., Гелашвили Д.Б. Экология. Элементы теоретических конструкций современной экологии (Учебное пособие). – Самара: Самарский научный центр РАН, 1999.
Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1998.