Настоящее время характеризуется возрастанием нарушений в природ-ном балансе под воздействием антропогенного стресса, что приводит к глобальным экологическим последствиям. В этих условиях ключевое значение приобретает изучение механизмов становления и устойчивого существования экологических систем, слагающих их видов и популяций. Возрастает общественный интерес, в первую очередь, к прикладным аспектам взаимоотношений человека и окружающей среды. Экологические идеи получили широкое распространение в средствах массовой информации, основывающихся на современных знаниях экологических и природоохранных проблем. Эти обстоятельства породили очень различное понимание предмета экологии. Под рубрику экологии нередко подводят всё, что связано с охраной природы, природопользованием, с изучением социоприродных систем. Даже глобальные проблемы экологии стали подменяться местными санитарными задачами. Привычными штампами стали выражения типа «плохая экология», «экологически чистый» и т. п. Многие авторы даже не задумываются над тем, как ошибочно применение термина «экология» в подобных сочетаниях. Не-верное понимание экологии, её проблем недопустимо, особенно для специалистов.
Современная экология приобрела междисциплинарный характер. Усилилось теоретическое значение экологии в системе не только биологических, но и гуманитарных, технических наук. Сегодня экология и рациональное природопользование являются приоритетными научными направлениями наряду с такими как физика высоких энергий, информационно-телекоммуникационные технологии и электроника, космические технологии, перспективные вооружения и др. Острота экологических проблем, стоящих перед человечеством, вызвала необхо-димость разработки экологических ориентиров и критериев в любой сфере деятельности. Однако биологические проблемы остаются стержневыми в этом комплексе: все процессы в биосфере определяются жизнедеятельностью организмов; сам человек – биологический объект, влияние его деятельности на природные системы постоянно и многообразно.
Цель курса «Экология и охрана природы» - способствовать формирова-нию естественнонаучного мировоззрения студентов, составной частью которого является экологическое.
Основная задача курса – раскрытие важных понятий и закономерностей, составляющих основы современной экологии. В первую очередь это познание структуры и функции систем разной сложности, их взаимодействия с окружающей средой.
В ходе становления экологии как науки менялись представления об объек-тах изучения и задачах. Дискуссии продолжаются до сих пор. Длительное вре-мя экология представляла собой раздел естественной истории. Накопление экологических знаний первоначально шло в рамках ботаники, зоологии и микробиологии. В последние десятилетия экологию считают и биологической, и биосоциальной, и биогеографической дисциплиной. Часто под рубрику экологии подводят все, что как-то связано с охраной природы и природопользованием (Р. Риклефа) или с проблемами, касающимися «жизни и среды, включая и те, которые относятся к человеческому обществу и человеческой деятельности» (П. Дювиньо, М. Танг).
Современная экология базируется на основополагающих идеях крупных ученых всех предшествующих периодов. Прежде всего, надо сказать о профессоре Московского университета К.Ф. Рулье (1814-1858), который справедливо считается одним из основоположников отечественной экологии животных. Рулье признавал непрерывность изменений органического мира и неразрывную связь его со всей окружающей природой. Он подчеркивал, что объектом экологии видов могут быть не только особи, но и «общины» (популяции); наряду с экологией видов необходимо изучать и сообщества. Рулье дал определение среды, понимая под этим все то, что действует на животных извне; классификацию факторов среды. Наименования нового направления в биологии, предложенные Рулье («зообиология» или «зооэтика»), не прижились.
В развитии экологических идей большое значение имели работы Ч. Дарвина (1809-1882), главная из которых – «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Борьба за существование – это и борьба живых организмов с окружающей неживой средой, а не только между живыми организмами и представляет собой процесс преобразования популяции вида. Поэтому отбор – явление экологическое. Дарвин фактически осуществил синтез эволюционной идеи с экологическим подходом, хотя экологии как самостоятельной науки еще не было (Ю. И. Чернов). И К. Ф. Рулье, и Ч. Дарвин развивали представления о целостности природных комплексов, образованных из живых и неживых компонентов.
Экология как самостоятельная наука началась с трудов немецкого биолога Эрнста Геккеля (1834-1919). Термин «экология» он впервые применил в 1866 г. Геккель определил экологию как «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, 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 себе (Г. А. Новиков). Под «организмами» Э. Геккель имел в виду не отдельных особей, а представителей конкретных видов. Определение экологии, данное Геккелем, соответствует современному разделу – аутэкологии (экологии отдельных организмов) (Н. А. Шилов).
Период от 1866г. до 1936г. Г. С. Розенберг (1992) определяет как период формирования факториальной экологии, выявления основных закономерностей отношений животных и растений к разнообразным абиотическим факторам. В 30-е гг. XX столетия экология достигла значительных успехов. Однако основной задачей экологии все еще считалось изучение приспособительных черт организмов (физиологических, морфологических, поведенческих) к факторам среды. Об этом свидетельствуют работы крупнейших ученых нашей страны Д.Н. Кашкарова, С.А. Северцова, В.Н. Сукачева. Так, С.А. Северцов определял экологию как науку, специфической проблемой которой является изучение борьбы за существование, в результате чего возникают приспособления организма к среде. При этом он подчеркивал, что объектом экологии следует считать популяцию, а не особь, и что в борьбу за существование вовлекаются не отдельные особи, а вид в целом. Этот период назван «аутэкологическим редукционизмом» (А. М. Гиляров).
По мере накопления разнообразного фактического материала расширялось представление о предмете экологии. Внимание биологов переключилось с изучения отдельных организмов на анализ популяций. В этом плане заметным событием был выход книги Ч. Элтона «Экология животных» (1827). Поскольку популяции, как исторически сложившиеся, самовоспроизводящиеся внутривидовые группировки особей, локализованы на конкретных территориях, возникла новая задача – определение ареалов природных популяций и проведения границ между ними. В центре внимания исследователей оказалась также расшифровка параметров популяций, как плотность населения, характер распределения особей в пространстве, темпы рождаемости и смертности, количественное соотношение половых и возрастных групп, многообразие внутривидовых взаимоотношений, динамика численности. В составе экологии сформировалось популяционное направление, или демэкология по определению ряда авторов. Этапными работами, направленными на выявление общих популяционных механизмов сохранения вида в изменяющихся условиях, стали публикации отечественных зоологов В.Н. Беклемишева, Н.П. Наумова, С.С. Шварца, И.А. Шилова. В настоящее время большинство экологов – профессионалов понимают под экологией науку о популяциях (Большаков, Добринский, 1999).
С началом изучения взаимоотношений между популяциями разных видов экология перешла на новый уровень – исследования структуры и динамики природного сообщества (биоценоза) как единого целого. В экологии утверждается синэкологический подход. Огромное влияние на становление синэкологического подхода в экологии, формирование экологии как фундаментально-теоретической дисциплины оказали разработки концепций экосистемы английского эколога – ботаника А. Тенсли (1935) и биогеоценоза – академика В.Н. Сукачева (1942).
Изучение процессов взаимосвязи и взаимозависимости природных сооб-ществ растений и животных с условиями неорганической среды способствовало утверждению в 70-х годах ХХ века экосистемной концепции как основы современной экологии. Основой методологии в экологии становится системный подход (Розенберг, 1992). Этот подход стал более информативен и позволил найти новые пути к решению разных проблем, в том числе разработку методов моделирования динамических систем с внедрением ЭВМ (60-е годы XX века) в научные исследования. Стало возможным строгое количественное изучение, в первую очередь в гидробиологии, превращения вещества и энергии живыми организмами. Интегральным показателем роли живых организмов в этих процессах, стали использовать энергию, рассматривая продукцию и биомассу в энергетических величинах. Методы расчета энергетического баланса экосистемы были описаны американским ученым Р. Линдеманом в 1942 г., предложившим схему трансформации энергии в экосистеме. Энергетические концепции в современной экологии занимают значительные позиции (Ю. Одум, В.А. Межжерин). Экосистемный подход используется и в изучении биосферы как глобальной экологической системы Земли.