2. Міждисциплінарний підхід
4. Рівні організації живого - об'єкти вивчення біології, екології та фізичної географії
1. Найважливіші глобальні проблеми
У сучасному складному, різноманітному, динамічному, повному суперечливих тенденцій світі проблем навколишнього середовища (екологічні проблеми) набули глобального масштабу. Вони зачіпають самі основи цивілізації та значною мірою визначають можливості виживання людства.
До числа найважливіших глобальних проблем відносяться:
- зростання чисельності населення Землі;
- забезпечення зростаючого населення продовольством;
- захист здоров'я людей від особливо небезпечних захворювань і негативних наслідків науково-технічного прогресу;
- забезпечення зростаючих потреб світового господарства в енергії та природних ресурсах;
- охорона природного середовища від руйнівного антропогенного впливу.
Розглянемо деякі з цих проблем докладніше.
1) Забруднення атмосфери тягне за собою загрозу і небезпеку парникового ефекту. Забруднення атмосфери сприяє зниженню її прозорості і, природно, зменшення випромінювання енергії з поверхні Землі, тобто температура підвищується. Потепління викликає розширення зони посушливого клімату; танення багаторічних льодів і, отже, підвищення рівня води в океанах, а це сприяє більшому затоплення території Землі. Забруднення атмосфери знижує процес фотосинтезу, що веде в кінцевому рахунку до збільшення концентрації СО2 і до тих же ефектів, що перераховані вище.
2) Освіта озонових дір. Широке використання фреонів і багатьох інших хімічних сполук. руйнують озон, веде до утворення дірок в озоновому шарі і до зменшення самого озонового шару. Руйнування озонового шару призводить до порушення теплових процесів у рослин, до збільшення потоку УФЛ на поверхню Землі, а це може викликати загибель багатьох живих істот.
3) Радіоактивне забруднення ОПС. Загроза ядерної війни. В даний час широко використовується ядерна енергія, радіоактивні речовини все більше впроваджуються в наукові дослідження, в медичну практику та ін. Це все веде до збільшення освіти радіоактивних відходів. Аварійні ситуації можуть приводити до забруднення ОПС.
4) Проблеми водних ресурсів. Щорічно зростає рівень забруднення вододжерел нафтопродуктами та відходами промисловості, добривами та отрутохімікатами в зв'язку з усе більш широким їх застосуванням в народному господарстві. Погіршується якість підземних вод. Неправильне використання узбережжя річок, озер, морів, а також необдумані дії людини в плані використання вододжерел іноді призводять до руйнування берегової лінії, порушення обстановки на мілководдях, виснаження водних джерел.
5) Земельні і мінеральні ресурси. Неправильне використання землі в сільськогосподарському виробництві призводить до засолення ґрунтів, опустелювання території, розвитку водної та вітрової ерозії, деградації орних земель і пасовищ. У зв'язку з ростом виробництва все більші площі землі відводяться під відвали, звалища, шламонакопичувачі. В силу нераціонального використання мінеральних ресурсів скорочуються їх запаси.
6) Знищення лісів. Особливо гостро ця проблема стоїть в тропічній зоні, де масово вирубуються тропічні ліси. Щорічно на планеті вирубується близько 1% лісів світового запасу. Це призводить до розширення орних земель, скорочення вироблення кисню рослинами, зміни в газовому складі атмосфери, загибелі та скорочення чисельності тварин, тому що знищуються їх місця проживання.
7) Тваринний світ. Скорочення чисельності тварин, вимирання окремих видів у зв'язку з необдуманими діями людини - полювання, перетворення природи, знищення споконвічних місць проживання тварин, надмірний вилов риби та ін.
Серйозними екологічними проблемами стали забруднення біосфери, зміна фізичних, хімічних, біологічних якостей планети, зміна екосистем і погіршення здоров'я людини. Екологічна ситуація набула такої гостроти, що виникла необхідність в якнайшвидших діях щодо збереження життя на Землі.
Необхідно вживати заходів щодо захисту навколишнього середовища життє від забруднення (фізичного, хімічного, біологічного) і від руйнування, збереженню всього видового різноманіття живих істот, заощадження генофонду всього живого планети. Це вимагає не тільки компетентних кадрів, фінансового забезпечення, а й зміни вкоріненого в свідомості людей прагматичного мислення. Необхідна переорієнтація системи цінностей для всього живого на планеті людей, так як кожен з нас залежить від свого оточення. Особливо гостро в ситуації, що склалася постало завдання екологічної освіти.
2. Міждисциплінарний підхід
Дослідження екологічних проблем в науці і практиці будується на міждисциплінарній основі. Міждисциплінарний підхід необхідний не тільки в школі, але і в вузі, що можна реалізувати двома шляхами.
Перший передбачає інтеграцію - об'єднання, зближення навчальних дисциплін, кожна з яких розкриває відповідний аспект екологічної проблеми.
Другий - створення спеціальних інтегрованих навчальних предметів.
Реалізація обох шляхів зустрічає великі труднощі. У першому випадку складності полягають у тому, що екологічні проблеми не є центральним компонентом змісту традиційних навчальних предметів, та й методика їх вивчення слабо розроблена. Другий шлях передбачає збільшення і без того великого числа навчальних предметів, спеціальну підготовку педагогічних кадрів і навчально-методичних посібників.
Людство як біологічний вид складається з великого числа популяцій, ізольованих в різній і швидко змінюється ступеня. Посилюється тенденція до панмиксии - змішання і таким шляхом перетворення людства в глобальну популяцію. Урбанізація, мобільність і спосіб життя сучасної людини руйнують генетичну ізоляцію, властиву для природного стану популяцій.
Виникло протиріччя між пристосованістю людини до певних властивостей і показників середовища і все прискореним зміною цих властивостей і показників. Це протиріччя отримало назву екологічної проблеми навколишнього середовища.
Ми з самого початку оперуємо різними екологічними термінами, але до сих пір не з'ясували їх змісту. Зупинимося на них.
Навколишнє людини природне середовище (ОПС) - сукупність абіотичних і біотичних факторів, спільно що впливають на людину і його господарство. ОПС, в свою чергу, схильна до впливу людини.
Мета екологічної освіти (освіта в галузі навколишнього середовища) спливає з сучасного поняття її сутності, визначеної колективними зусиллями фахівців багатьох країн світу, рекомендацій міжнародних форумів з даної проблеми, специфіки розвитку і потреб нашої держави.
Основною метою освіти в галузі навколишнього середовища є формування екологічної культури особистості як форми регуляції взаємин людини з природою.
кая культура характеризується:
- наявністю світоглядних ціннісних орієнтацій по відношенню до природи;
- екологічним стилем мислення і відповідальним ставленням до природи і свого здоров'я;
- придбанням вміння і досвіду розв'язання екологічних проблем (насамперед на місцевому та локальному рівнях);
- безпосередньою участю у природоохоронній діяльності;
- передбаченням можливих негативних віддалених наслідків природопреобразующей діяльності людини.
Таким чином, екологічна культура проявляється в свідомості, мисленні, поведінці та діяльності особистості.
Мета екологічної освіти досягається поетапним шляхом вирішення освітніх, виховних і розвиваючих завдань.
Екологічна освіта направлено на подолання споживацького ставлення до природи і її ресурсів, об'єднанню раціонального та емоційного у взаємовідносинах людини з природою, що базується на принципах добра і краси, розуму, свідомості та патріотизму.
Весь органічний світ Землі (жива природа) і навколишнє його природне середовище (нежива природа), що утворюють біосферу, є її основними, неймовірно складними і взаємодіючими структурними складовими. Всі прояви життя: будова і функції живих істот, їх походження, розвиток і поширення, зв'язки один з одним і з неживою природою, а також утворені ними спільноти вивчає біологія. Нежива природа і її компоненти - рельєф, клімат, води, суша, океан і крижаний покрив - досліджуються фізичною географією.
Фундаментом для біосфери служить земна кора - сама верхня з твердих оболонок планети. Склад, будова, історію розвитку і руху земної кори вивчає геологія. На стику біології, фізичної географії та геології виникла наука про біосферу, яка вивчає планетарну систему організації життя на Землі.
4. Рівні організації живого - об'єкти вивчення біології, екології та фізичної географії
Біосфера як система планетарного рівня організації складається з окремих взаємопов'язаних структурних утворень - екосистем, або біогеоценозів, що представляють собою природні комплекси, утворені живими організмами і середовищем їхнього життя. Ці комплекси різного ступеня складності і організованості, пов'язані спільним потоком речовини і енергії, є об'єктом вивчення екології (рис. 1.1).
Мал. 1.1. Рівні організації живого - об'єкти вивчення біології, екології та фізичної географії
Екологія розглядає перш за все організми як живі істоти, які володіють сукупністю властивостей, що відрізняють їх від неживої матерії. У більшості випадків це клітинна організація, обмін речовин, рух подразливість, ріст і розвиток, розмноження, мінливість і спадковість, а також пристосованість до умов існування.
Життя на Землі представлена індивідуумами (особинами) певного будови, що належать до систематичних груп, а також спільнот різної складності. На основі різних способів структурно-функціонального об'єднання елементів, що становлять живу матерію, виділяють кілька рівнів її організації, які утворюють своєрідний біологічний спектр від генів до спільнот (див. Рис. 1.1). На кожному з рівнів в результаті взаємодії з навколишнім фізичним середовищем (речовиною і енергією) виникає певна функціональна система.
Екологія виникла порівняно недавно як нешкідлива гілка біології. У 1866 р німецький зоолог Ернст Геккель вперше вжив цей термін для позначення науки, що вивчає відношення організмів до навколишнього середовища. Але пройшло 100 років і екологія перетворилася на велику і у багатьох відношеннях грізну область знань, яку люди стали сприймати в сенсі науки про подальшу долю людства в його земному домі.
Слово "екологія" походить від двох слів: oicos - будинок, обитель, житло і logos - наука. Екологія - синтетична біологічна наука, що вивчає умови існування організмів і взаємозв'язку між ними і середовищем, в якій вони живуть. Інакше кажучи, сьогодні екологія набула статусу науки про організацію та функціонування надорганізменних біологічних систем усіх рівнів.
Основними поняттями в екології є біотоп і біоценоз.
Для виявлення неорганічної компоненти середовища ввели поняття біотоп, а термін біоценоз означає спільноту спільно живих організмів, що населяють даний біотоп.
Під біотопом слід розуміти ділянку землі з більш-менш однотипними умовами існування, що включають не тільки неорганічні речовини (воду, грунт, мінерали, солі і т.д.), але і фізико-хімічні чинники (температуру, освітлення, хімічний склад, реакцію середовища і т.д.).
Біоценоз - історично сформована сукупність рослин і тварин, що населяють біотоп. Наприклад, в разі природної водойми (озера) біотопом є вода, донні відкладення і фізико-хімічні характеристики води (температура, сольовий склад, освітленість і т.д.). Біоценоз включає в себе фітопланктон, риб і т.д. тобто всю сукупність живих істот в озері. Біотоп і пов'язаний з ним біоценоз в сукупності утворюють екосистему.
Отже, екосистема являє собою функціонально єдину сукупність організмів (рослин, тварин і мікроорганізмів), що населяють загальну територію і здатних до тривалого існування при повністю замкнутому круговороті речовин. Кожен вид живих організмів мешкає в середовищі і займає в ній певне місце, яке обумовлено його потребою в їжі, території, пов'язане з функцією відтворення. Таке місце отримало назву екологічної ніші даного організму.
Всі живуть на Землі живі організми представлені популяціями. Популяція представляє собою групу особин, які належать до одного виду і володіють певною статево-віковою структурою. Кожній популяції притаманні свої особливості співіснування в просторі і часі. Залежно від зовнішнього середовища кожна популяція має власну динамікою розвитку, обумовленої народжуваністю і смертністю.
Для біосистеми характерні певні і взаємозалежні принципи функціонування, саморегуляції і будь-яке втручання в процеси, що протікають в ній, загрожує дуже небезпечними наслідками як для природи, так і для людини.
Таким чином, для повної характеристики екологічної системи необхідно враховувати весь комплекс взаємодій між навколишнім середовищем і живими організмами, їх пристосованість до умов існування, процеси обміну і кругообігу речовин.
4. Вернадський В.І. Хімічна будова біосфери Землі і її окруженія.-М .;