Наукова дисципліна екологія охоплює галузь знань від вивчення глобальних процесів на планеті Земля (вгорі) до вивчення мешканців океанів і суходолу (знімки посередині) та біологічної взаємодії, як от хижацтво і запилення (внизу).

Екологія (від  — середовище, житло і  — вчення, предмет) — це наука, що вивчає закономірності відносин між організмами та довкіллям, а також утворення і діяльність надорганізмових систем (популяцій, видів, біоценозів, біосфери).Біологічний словник / ред. К. М. Ситник, В. О. Топачевський. — Київ: УРЕ, 1986. — 680 с.

Термін вперше запропонував німецький біолог Ернст Гекель 1866 року, в книзі «Загальна морфологія організмів» («Generelle Morphologie der Organismen») для позначення біологічної науки, яка досліджує взаємодію організмів з їхнім середовищем.

Стосовно рослин, цей термін уперше вжив данський ботанік Е. Вармінг 1895 року.

Головні розділи

Сучасна екологія — наука про навколишнє середовище, основою якої є сукупність знань про живі організми на різних рівнях біологічної організації, їхню еволюцію, просторовий розподіл і розвиток біологічних систем у часі.

У структурі сучасної екології вирізняють такі основні напрямки; загальна, соціальна та прикладна екологія.

Загальна екологія охоплює аутоекологію (факторіальна екологія), демекологію (екологія популяцій), синекологію (екологія угруповань), екосистемологію (екологія екосистем), біогеоценологію (еквівалент екосистемології, основоположником якої є В. М. Сукачов), глобальну екологію та ноосферологію В. І. Вернадського.

Загальна екологія досліджує основоположні питання структурно-функціональної організації екосистем, а також взаємодію біосистем різних рівнів інтеграції між собою та довкіллям.

Соціальна екологія вивчає відносини у системі «суспільство — природа» між людьми та навколишнім середовищем, а також взаємозалежність серед людей, колективів та інституцій.

Розділами соціальної екології є економіка природокористування, екологія людини, антропогеографія, біоекологія, екофілософія, історія цивілізації, екологічне право, екологічні технології, екологічна етика, тощо.

Прикладна екологія з'ясовує різні сторони дії чинників довкілля на біосистеми і спрямована на розв'язання, здебільшого, практичних питань.

сільськогосподарська екологія екологічний моніторинг екологічна токсикологія управління екосистемами заповідна справа наукові основи охорони довкілля геоекологія (вивчає охорону і раціональне використання природних ресурсів, поділяється на атмо-, гідро-, літоекологію). техноекологія — вивчає техногенні фактори впливу на довкілля.

Отож сьогодні є підстави говорити про складно організовану систему — екологічне знання.

Екологія є науковою основою раціонального використання природних ресурсів і стійкого розвитку суспільства, охорони біологічного різноманіття. Екологічне знання дає змогу розробити дієві кроки до подолання екологічної кризи та вирішувати різні екологічні проблеми. Закони екології Список основних екологічних законів, принципів і концепцій Закон мінімуму (закон Лібіха) Закон толерантності (закон Шелфорда) Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського) Закон внутрішньої динаміки рівноваги Закон оптимальності Закон односпрямованості потоку енергії Закон рівно-визначеності умов життя Закон розвитку довкілля Закон сукупної дії природних факторів Закон ґрунтостомлення (зниження родючості) Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (сформульований Вернадським)

Закони екології Коммонера

Закони екології сформулював американський еколог Баррі Коммонер (1974). Основні положення їх такі: «Усе пов'язане з усім»; це означає, що жива динаміка складних і розгалужених екологічних ланцюжків утворює єдину взаємопов'язану систему; в абстрактному варіанті це твердження повторює відоме діалектико-матеріалістичне твердження про всезагальний зв'язок речей і явищ; «Усе повинне кудись подітися»; це неформальне перефразування основоположного фізичного закону збереження матерії; тут Коммонер ставить одне з найважчих питань прикладної екології — проблему асиміляції біосферою відходів людської цивілізації; «Природа знає краще»; це твердження викликає в літературі найбільшу критику; це положення розпадається на дві відносно незалежні тези: перша перегукується з відомим гаслом «Назад до природи», який нині не може бути схваленим через свою нереалістичність; друга, пов'язана з закликом до обережного використання природних екосистем, важлива і конструктивна; «Ніщо не дається даром» (цей закон об'єднує три попередні): на думку Коммонера, «глобальна екосистема є єдиним цілим, в межах якого ніщо не може бути вигране або втрачене і яке не може бути об'єктом загального покращення; усе, що було взяте з екосистеми людською працею, має бути відшкодоване. Пла́ти за цим векселем не можливо уникнути; вона може бути лише відтермінована».

М. Ф. Реймерс (1994), класифікуючи й узагальнюючи закони, принципи, правила, аксіоми, афоризми, метафори, догми, намагається створити певний ієрархічний блок екологічних законів.

Напрямки досліджень Екологія вивчає взаємовідносини організмів із довкіллям, досліджує структурно-функціональну організацію надорганізмових (епіорганізмових) систем — популяцій, угруповань, екосистем, гемомеріди (біосфера), виявляє механізми підтримання їхньої стійкості у просторі й часі, закономірності їхнього розвитку.

Основні напрямки досліджень: Дослідження впливу різних чинників довкілля (зокрема й антропогенного походження) на біосистеми різного рівня інтеграції (організмового, популяційного, біоценотичного тощо). З'ясування особливостей дії екологічних чинників на поширення, чисельність та еволюцію організмів на нашій планеті. Розроблення проблем популяційної екології та екології екосистем — вивчення структурно-функціональної організації популяційних систем, угруповань рослин, тварин і мікроорганізмів, біотичних угруповань, дослідження структури й особливостей функціональної стійкості екосистем. Вивчення закономірностей трансформації енергії та колообігу речовин в екосистемах і біосфері, дослідження динаміки біогеоценотичного покриву, біотичних угруповань, екосистем. Розроблення підходів і методів, що забезпечують системні екологічні дослідження, моделювання сукцесійних та еволюційних процесів в екосистемах. Вивчення дії екологічних чинників на продуктивність популяцій окремих видів рослин і тварин, біотичних угруповань і екосистем, з'ясування механізмів взаємодії складових екосистем, що забезпечують їхню цілісність і стійкість. Розроблення і впровадження методів екологічного моніторингу та систем біоіндикації, моніторингові дослідження стану довкілля й біоти екосистем. Розробка методів нормування антропогенного навантаження на екосистеми, прогнозування стану природних комплексів і екосистем під впливом екологічних чинників. Розв'язання проблем збереження природних комплексів і біорізноманіття в сучасних умовах та опрацювання наукових основ заповідної справи. Математична екологія, моделювання екологічних і соціальних процесів.

Історія

Перший етап Про залежність рослин від зовнішніх умов добре знали ще перші землероби за багато століть до нової ери (10-15 тис. років тому). Сівозміну сільськогосподарських культур застосовували в Єгипті, Китаї та Індії 5 тисячоліть тому. Складна і екологічно вивірена система землеробства була в індіанців мая в стародавній Америці. Питання екології відображені в епічних творах і легендах: в давньоіндійському епосі «Махабхарата» (VI—II ст. до н. е.; відомості про звички і спосіб життя 50 тварин), в рукописних книгах Китаю і Вавилона (терміни посіву та збору диких і культурних рослин, способи обробітку землі, види птахів і звірів).

Другий етап Теофраст (372—287 до н. е.) описав 500 видів рослин. Найголовнішими роботами різнобічного науковця (його праці: «Про каміння», «Про вогонь», «Про смаки», «Про втому», «Про прикмети погоди», «Характери», «Підручник риторики» та ін.) і філософа стали «Дослідження про ботаніку» в 9 книгах: 1 — про частини і морфологію рослин, 2 — догляд за садовими деревами, 3 — опис лісових дерев, 4 — опис заморських рослин та їхніх хвороб, 5 — про ліс та його користь, 6 — про чагарники і квіти, 7 — про городні рослини і догляд за ними, 8 — про злаки, бобові і про рільництво, 9 — про лікарські трави. Теофраст зробив ботаніку самостійною наукою, відокремивши її від зоології. Отож його і називають батьком ботаніки. Давньогрецькі філософи багато в чому ототожнювали рослини і тварин, вважали, що рослини можуть радіти і засмучуватися, органи тварин ототожнювали з органами рослин: коріння — рот і голова, стебла — ноги й живіт, і т. д. Мріяли виростити в колбі живу істоту (гомункулус).

Але Теофраст був не тільки батьком ботаніки. Велику увагу у власних працях, він приділяв впливу зовнішнього середовища на живі організми, і саме він вперше розділив покритонасінні рослини на життєві форми: дерева, чагарники, напівчагарники і трави — з урахуванням залежності від ґрунту і клімату.

Пліній Старший (23-79 років н. е.) у власній багатотомній «Філософії природи», багато явищ природи розглядав зі справді екологічного боку. Стародавні вчені замислювалися про те, про що розмірковуємо і ми з вами.

В середні віки в Європі стався відкат людської думки далеко назад, церква на кілька століть стала гальмом розвитку всіх природничих наук. Зв'язок будови організмів з середовищем, цілком приписувалася волі Бога. Наукові відомості містяться в одиничних роботах (багатотомний твір Венсені де Бове (XIII століття) «Дзеркало речей», «Повчання Володимира Мономаха» (XI), «Про повчання і подібність речей» домініканського монаха Іоанна Сієнського (XIV)) і мають прикладний зміст; полягають в описі цілющих трав, культивованих рослин і тварин. Але вже в пізнє середньовіччя стали з'явилися нові віяння в науці — зачатки екології. Альберт Великий (Альберт фон Больштедт, ~ 1193—1280 рр.) в працях про рослини надає великого значення умовам зростання, зокрема світловому фактору — «сонячному теплу», розглядає причини «зимового сну».

Третій етап У першій половині XVIII століття Карл Лінней створив таксономічну систему тварин і рослин, якою біологи користуються й досі. Крім бінарної номенклатури, він розробив термінологію, ввівши в систематику понад 1000 термінів для різних органів рослин та їх частин.

Вже перші систематики: Андреа Цезальпіно (1509—1603), Джон Рей (1623—1705), Жозеф Піттон де Турнефор (1656—1708), відзначали залежність рослин від умов середовища і місць зростання. Жорж Леклерк Бюффон (1707—1788) в «Природній історії» (не проводячи дослідів!) писав про вплив клімату на тваринні організми, Жан Батист Ламарк (1744—1829) відкрив еволюцію життя. Ламарк був послідовником Карла Ліннея і склав класифікацію тварин («Філософія зоології»), що відображає походження — еволюцію, тварин, вибравши як ознаки внутрішню будову (відокремив безхребетних від хребетних) і будову нервової системи (бездушні — інфузорії і поліпи, які відчувають — всі інші безхребетні, і розумні — хребетні).

Відомий англійський хімік Роберт Бойль (1627—1691) поставив перший екологічний дослід з впливу низького атмосферного тиску на розвиток тварин, а Франческо Реді експериментально довів, що самозародження складних тварин неможливе. Антоні ван Левенгук, який винайшов мікроскоп, був першим у вивченні трофічних ланцюгів і регуляції чисельності організмів.

Таким чином екологічні концепції, такі як харчові ланцюги, регуляція та продуктивність популяції, були вперше розроблені у 1700-х роках через опубліковані роботи Антоні ван Левенгука та ботаніка Річарда Бредлі (1688?–1732).

Четвертий етап

Період: кінець XVIII — початок XIX століття.