мини|250п|Екологија се у основи бави проучавањем рада екосистема на Земљи Екологија је наука о животној средини , те како она утиче на жива бића и како она утичу на њу. Име науке потиче од грчких речи -{oikos}- — дом, домаћинство и -{logos}- — наука, изучавање. Термин екологија први пут је употребио немачки биолог Ернест Хекел 1866. године. У лаичкој јавности се овај термин често користи као синоним за појам заштите животне средине, што није исправно јер је заштита животне средине само једна од области којима се бави екологија.
У суштини, екологија је научна дисциплина која проучава распоред и распрострањеност живих организама и биолошке интеракције између организама и њиховог окружења. Окружење (животна средина) организама укључује физичке особине, које сумарно могу да се опишу абиотичким факторима као што су клима и геолошки услови (геологија), али такође укључује и друге организме који деле са њим његов екосистем односно станиште.
Поље рада
Екологија, која се обично сматра граном биологије, општа је наука која проучава жива бића (организме). Организми могу бити проучавани на многим различитим нивоима, од протеина и нуклеинских киселина (у биохемији и молекуларној биологији), до ћелија (у ћелијској биологији), јединки (у ботаници, зоологији и осталим сличним наукама), и коначно на нивоу популације, заједница и екосистема, до биосфере као целине; задњенаведени нивои су главни предмети еколошких истраживања. Екологија је мултидисциплинарна наука. Због усредсређености на више нивое организације живота и на међуоднос организама и њихове околине, екологија има снажан уплив на многе друге научне гране, поготово на геологију и географију, затим метеорологију, педологију, хемију и физику. Зато се за екологију каже да је холистичка наука и да обједињује традиционалне науке (као нпр. биологију) које, на тај начин, постају њене субдисциплине и све заједно омогућавају даљи развој екологије.
Као грана науке, екологија не прописује шта је „исправно“ а шта „погрешно“. Ипак, учење о биолошкој разноврсности и с тим повезаним еколошким темама омогућило је научно постављање циљева енвиронментализма и дало могућност да се с тим повезане теме изражавају научном методологијом, мерењима и терминологијом. Штавише, холистички приступ проучавању природе подједнако је заступљен и у екологији и у енвајорнментализму.
Погледајмо на који начин еколог може проучавати живот пчела: бихевиорални однос међу јединкама неке врсте назива се бихевиорална екологија; на пример, проучавање пчеле матице и њеног односа према пчелама радницима и према трутовима. сврсисходна активност врста назива се друштвеном екологијом; на пример, активност пчела обезбеђује опрашивање биљака. Пчелиња друштва производе мед које у исхрани користе друге врсте, као нпр. медведи. Однос између природне средине и живих врста назива се екологијом природне средине; на пример, начин на који промене у природној средини утичу на активност пчела. Пчеле могу почети угибати због промена у природној средини (види смањење броја опрашивача). Дакле, природна средина је истовремено и узрок и последица ових промена и самим тим је повезана са опстанком врста.
Гране екологије
Екологија, као наука широког поља проучавања, може се поделити на неколико главних и споредних субдисциплина: главне субдисциплине су (поређане по „гнездима“ од мање обимних ка обимнијим): бихевиористичка екологија која проучава еколошке и еволуционистичке основе животињског понашања и улогу понашања у прилагођавању животиња њиховим еколошким стаништима; популацијска екологија (или аутоекологија) која се бави популацијском динамиком унутар врста и њеном повезаношћу са факторима природне средине. екологија животне заједнице (или синекологија) која проучава односе међу врстама у одређеној еколошкој заједници; екологија предела или предеона екологија која проучава међуодносе слабије уочљивих делова предела; екологија екосистема која проучава размену енергије и материје кроз екосистеме; општа екологија која се бави проблематиком на макроеколошком нивоу.
Подела екологије може бити и на основу циљних група проучавања. екологија животиња, екологија биљака, екологија микроорганизама, екологија човека, екологија гљива; Подела може бити на основу проучавања природе животне средине. Екологија копнене средине: арктичка (или поларна екологија), тропска екологија, пустињска екологија (екологија температурних зона такође може постојати као посебна субдисциплина, али, пошто екологија у целини проучава све температурне области, ова додатна субдисциплина је сувишна). Екологија слатководне средине Екологија морске средине Космичка екологија Подела може бити у односу на ниво организације. Екологија заједница и екосистема Екологија врста Популациона екологија Подела екологије може бити према намени истраживања. Основна екологија Примењена екологија
Историја екологије
Основни принципи екологије
Биосфера и биоразноврсност
Савремени еколози сматрају да се еколошка проблематика може проучавати на више нивоа: популацијском нивоу (јединке исте врсте), на нивоу биоценозе (заједнице живих врста), на нивоу екосистема и на нивоу биосфере.
Спољашњи слој Земље састоји се од неколико делова: хидросфере (или воденог слоја), литосфере (слоја земљишта и стена) и атмосфере (или ваздушног слоја). Биосфера (или сфера живота) понекад се дефинише и као „четврти омотач“ и односи се на све животне појаве на планети или на оном делу планете где постоји живот. Она у знатној мери захваћа и остала три слоја упркос чињеници да заправо на постоје стални становници атмосфере. У односу на величину Земље, биосфера покрива само један њен танак слој који се протеже од 11, 000 m испод површине море па до 15, 000 m изнад.
Живот је прво настао у хидросфери, у мањим дубинама, односно у фотичкој зони (дубини до које допире сунчева светлост). Тада су се појавили вишећелијски организми који су настанили бенталну зону (односно, дно мора). Живот на копну се развио касније, након што се формирао озонски омотач који је штитио жива бића од UV (ултраљубичастог) зрачења.
Сматра се да је биоразноврсност добила замах раздвајањем (или сударима) континената. Биосфера и биоразноврсност су нераздвојиве особине Земље. Сфера u себи садржи биоразноврсност. Ова биоразноврсност се истовремено манифестује на еколошком нивоу (екосистем), популацијском нивоу (унутрашња биоразноврсност) и на нивоу врста (биоразноврсност врста).
Биосфера се састоји од великих количина хемијских елемената као што су угљеник, водоник и кисеоник. Остали елементи, као фосфор, калцијум и калијум, такође су важни за живот, иако се налазе у мањим количинама. У екосистему и слојевима биосфере постоји стално кретање ових елемената који се могу пронаћи и у минералним и у органским облицима.
Пошто је количина расположиве геотермалне енергије прилично мала, сва разноврсност функционисања екосистема је заснована на расположивој соларној енергији. Биљке и фотосинтетички микроорганизми претварају светлост у хемијску енергију процесом фотосинтезе, при чему настаје глукоза (прости шећер) и ослобађа се кисеоник. Тако глукоза постаје секундарни извор енергије који омогућује екосистему да функционише. Одређени део ове глукозе користе други организми као извор енергије, док се остали део глукозе може претворити у друге молекуле као што су нпр. аминокиселине. Биљке користе део овог шећера, концентрованог у облику нектара, да привуку опрашиваче који тако поспешују размножавање биљака.
Ћелијска респирација је процес у којем организми (као нпр. сисари) разлажу глукозу на њене саставне делове, воду и угљен-диоксид на тај начин обнављајући ускладиштену енергију коју су биљке првобитно добиле од сунчеве светлости. Сразмера између фотосинтетичке активности биљака и других носиоца фотосинтезе и респирације других организама одређује посебан устрој Земљине атмосфере, нарочито у погледу количине кисеоника.
Атмосферска струјања мешају атмосферу и на тај начин уравнотежују однос елемената и у подручјима интензивне биолошке активности и у подручјима слабије биолошке активности.
Вода се размењује између хидросфере, литосфере, атмосфере и биосфере у правилним циклусима. Океани, као велики резервоари воде, обезбеђују топлотну и климатску стабилност исто као што се хемијски елементи транспортују захваљујући великим океанским струјама.
Да би боље разумели функционисање биосфере те поремећаје повезане са деловањем човека, амерички научници су направили умањену симулацију биосфере, названу Биосфера II.
Концепт екосистема
Први закон екологије каже да сваки живи организам развија непрекидну и сталну везу са свим другим елементима његове животне средине.
Екосистем може бити дефинисан као стање где постоји интеракција између организама и њихове средине.
Екосистем се састоји од две целине, живота (названог биоценоза) и средине у којој живот постоји (биотоп). Унутар екосистема, живе врсте су међусобно повезане и зависе једна од друге преко ланца исхране те размењују енергију и материју како међусобно тако и са својом средином.
Сваки екосистем може се састојати од ентитета различите величине. Мањи ентитет назива се микроекосистем. на пример, камен и сав живот испод њега може бити један екосистем. Шума може бити мезоекосистем а цео екорегион, заједно са речним сливом, може бити макроекосистем.
Главна питања код проучавања екосистема су: колико ефикасна може бити колонизација сушних области? које су то промене и варијетети у екосистему? како се екосистем понаша на локалном, регионалном и општем нивоу? да ли је актуелно стање стабилно? какав је значај екосистема? Какву корист од односа међу екосистемима може имати човек, поготово у настојањима да се обезбеди здрава вода?
Екосистеми се често разврставају с обзиром на биотопе које проучавају. Тако се могу дефинисати следећи екосистеми: континентални екосистеми (или копнени) као што су шумски екосистеми, ливадски екосистеми (ливаде, степе, саване) те агроекосистеми (пољопривредни екосистеми). екосистеми копнених вода као што су лентички екосистеми (језера, баре) или лотички екосистеми (реке, потоци) океански екосистеми (мора, океани).
Постоји и класификација с обзиром на заједницу у одређеном екосистему (нпр. људски екосистем).
Динамика и стабилност
Еколошки фактори који могу узроковати динамичке промене унутар целокупне популације или унутар појединих врста у одређеној еколошкој средини најчешће се деле на две групе: абиотичке и биотичке.
У абиотичке факторе убрајамо геолошке, географске и климатолошке параметре. Биотоп је регион са сродним обележјима животне средине у којем постоји посебан склоп абиотичких еколошких фактора. Ти фактори су: вода, која је истовремено и основни елемент живог света и његов миље ваздух, који обезбеђује кисеоник, азот и угљендиоксид за све живе врсте те производњу и испуштање полена и спора земљиште, које је у исто време и храна и физичка подршка -{pH}-, салинитет, концентрација минералних материја (попут соли азота и фосфора) температура, која не би смела да достиже екстремне вредности чак и у случају када нека од живих врста може поднети високе температуре светлост, која екосистему обезбеђује енергију путем фотосинтезе природне катастрофе такође се могу сматрати абиотичким факторима.
Биоценоза, или заједница, је група животињских или биљних јединки или микроорганизама. Свака популација је последица акта размножавања унутар јединки исте врсте те заједничког живота на одређеном месту у одређено време. Када у одређеној популацији постоји недовољан број јединки тада је та популација суочена са изумирањем; изумирање врста може почети оног тренутка и када почне опадати број биоценоза (заједница) које се састоје од представника одређене врсте. У малим популацијама, размножавање међу блиским сродницима може довести до смањења генетичке разноврсности што може ослабити саму заједницу.
Биотички еколошки фактори такође утичу на отпорност заједнице; ови фактори могу деловати унутар одређене врсте те између више врста.