Урок 1

Тема. Предмет, об’єкт, завдання і методи
науки про довкілля. Структура сучасної
екології та її місце в системі наук
Мета: поширити знання про екологію як комплексну складну багатогранну науку про
взаємовідносини живої і неживої природи, про тактику і стратегію збереження
та збалансованого розвитку життя на землі; сформувати уявлення про предмет,
об’єкт, завдання і методи науки про природу; розвивати логічне мислення, творчі
здібності учнів; обґрунтувати необхідність мінімуму екологічних знань для сучасної
людини.
Очікувані результати: після цього уроку учні зможуть дати визначення екології як комплек-
сної складної багатогранної науки про взаємовідносини живої і неживої природи;
назвати предмет, об’єкт та завдання науки про довкілля; називати та характе-
ризувати методи науки про довкілля; проаналізувати складну структуру екології;
порівнювати основні напрямки екології; визначити місце екології в системі наук.
Обладнання та матеріали: схеми, таблиці, друковані матеріали.
Базові поняття та терміни: екологія, аутекологія, синекологія, демекологія, біосферологія,
біоценологія, моніторинг, моделювання, прогнозування, картографія, теоретична
екологія, прикладна екологія.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
Методи навчання: інтерактивні, пояснювально-ілюстративні — бесіда, розповідь; репродуктивні,
частково пошукові, проблемні, творчі.
Структура уроку
I. Організаційний етап . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 хв
II. Мотивація навчальної діяльності . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 хв
III. Вивчення нового матеріалу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 хв
IV. Узагальнення та систематизація знань . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 хв
V. Підсумки уроку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 хв
VI. Домашнє завдання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 хв
Хід уроку
I. Організаційний етап
Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.
Учитель пояснює вимоги до робочих зошитів, зошитів для прак-
тичних робіт, рекомендує підручники та навчальні посібники.
5
ІІ . Мотивація навчальної діяльності
;; Розповідь учителя
Огорнута тонким блакитним серпанком атмосфери, як кош-
товний діамант, сяє прекрасна планета Земля на фоні чорного ва-
кууму Космосу. Настав час кожному усвідомити, що ми живемо
в примарному озоновому просторі, що наша Земля — унікальна
небесна Квітка. А ми знищуємо цю квітку, руйнуємо її оболон-
ку, вириваємо ніжні паростки лісів. Птахи і звірі, квіти й дерева
звертаються до людини: «Збережи те, де стоїш, де живеш,— на
відстані погляду й голосу, хоча б на відстані простягнутої руки».
Необхідно ввести в наше життя такі поняття, як «екологічне
мислення», «екологічна робота». Слід розробити нову категорію
прав — права Природи!
ІІІ . В ивчення нового матеріалу
1. П редмет, об’єкт, завдання і методи науки про довкілля
;; Розповідь учителя
Термін «екологія» («ойкос» — дім, «логос» — наука) увів
відомий німецький зоолог Е. Геккель у 1866 р. у праці «Загальна
морфологія організмів». Термін «екологія» та його похідні (еколо-
гічна ситуація, забруднена екологія тощо) на сьогодні стали широко
вживаними не тільки в науковій літературі, але й у різноманітних
засобах масової інформації. Немає, мабуть, жодної людини в Україні,
яка б коли-небудь не стикалася з цими поняттями. А проте,
мало хто може дати чітке й ясне визначення, що ж таке «еколо-
гія». Більшість обмежиться доволі розпливчастим визначенням, що
це якесь забруднення, радіація, що раніше екологія була кращою,
а тепер гірша, люди хворіють, молодь слабка здоров’ям…
 Завдання для учнів
Технологія «Асоціативний кущ». Що таке екологія? Складіть
асоціативний кущ до слова «екологія». (Учні називають свої «асоціації
», а вчитель записує їх на дошці до схеми.)
 Методична скринька!
«Асоціативний кущ» — це інтерактивна технологія, під час проведення якої
вчитель визначає одним словом тему, над якою буде вестися робота, а учні називають усе,
що виникає в пам’яті стосовно цього слова. Спочатку висловлюються найстійкіші асоціації,
а потім — другорядні. Учитель фіксує відповіді у вигляді своєрідного «куща», який по-
ступово «розростається». Цей метод універсальний, бо може використовуватися під час
вивчення будь-якої навчальної дисципліни і на всіх етапах уроку.

Розповідь учителя
Е. Геккель визначив екологію як «загальну науку про вза-
ємовідносини організмів із навколишнім середовищем, куди ми від-
носимо в широкому розумінні всі умови існування. Вони частково
мають органічну, частково неорганічну природу, але як одні, так
і інші мають велике значення для форм організмів, оскільки ви-
магають пристосувань до себе».
Сучасне визначення: екологія — комплексна інтегральна на-
ука, яка досліджує навколишнє середовище, його вплив на суспіль-
ство та зворотну реакцію природи на діяльність людства.
Неможливо охороняти природу, використовувати її, не зна-
ючи, як вона функціонує, за якими законами існує й розвивається,
як реагує на вплив людини, які гранично допустимі навантаження
на природні системи може дозволити собі суспільство, щоб не зруй-
нувати їх. Усе це і є предметом вивчення екології.
Предметом екології є сукупність або структура зв’язків між
організмами й середовищем.
Основний об’єкт вивчення в екології — екосистеми, тобто
єдині природні комплекси, утворені живими організмами і середовищем
життя. Крім того, в область її компетенції входить вивчення
окремих видів організмів (організмовий рівень), їх популяції, тобто
сукупність особин одного виду (популяційно-видовий рівень) і біо-
сфери в цілому (біосферний рівень).
Основна мета екології: формування принципів спільного іс-
нування живих організмів у всіх сферах життя.
 Завдання для учнів
Виходячи із визначення екології, предмета й об’єкта її ви-
вчення, основної мети, сформулюйте, які завдання ставить перед
собою ця наука.

Розповідь учителя
Екологія, як і кожна наука, має свої методи дослідження.
Найдавнішим із них є метод спостереження. Завдяки цьому методу
в екології були встановлені основні закономірності функціонування
біогеоценозів, пристосування організмів до тих чи інших умов се-
редовища, виділені групи організмів відповідно до того чи іншого
фактора тощо. Сьогодні використовують такі методи, як моніто-
ринг, експеримент, прогнозування, моделювання, аерокосмічний,
картографічний.

Методи науки про довкілля
Спостереження Це пасивний метод наукового дослідження, при якому дослідник
не впливає на розвиток подій
Моніторинг Це комплексна система спостережень, оцінювання і прогнозу змін
навколишнього середовища під впливом людської діяльності. Еколо-
гічним є моніторинг, кінцевою метою якого є вирішення питань охо-
рони природи, збереження і відтворення екосистем, здоров’я людей
Експеримент Це система послідовних дій у штучно створених екосистемах із метою
вивчення різноманітних закономірностей, які можуть у них відобра-
зитися
Прогнозування Це опис можливих подій у майбутньому. Сьогодні прогнозування
неможливе без наукового підходу, основу якого становить метод
математичного моделювання
Аерокосмічний Це метод, який дозволяє оцінити в динаміці всі процеси, що відбува-
ються в локальному, регіональному чи глобальному масштабах
Моделювання Це метод, при якому вивчається не сам природний об’єкт, а його
відображення — модель (наприклад акваріум). Науковою базою
моделювання є математика
Картографічний Це метод, який дозволяє застосовувати географічну карту для опису,
аналізу й пізнання екологічних явищ
Метод математичної
статистики
Це метод, який дозволяє отримувати, обробляти та аналізувати
первинні матеріали, а саме: варіаційні ряди із визначенням матема-
тичного очікування, дисперсії, середнього квадратичного відхилення,
отримання інтенсивних та екстенсивних показників для порівняння
тощо

Розповідь учителя
Наука про довкілля об’єднує два основних напрями: теоре-
тичний (класичний) і прикладний.
Класична екологія охоплює всі розділи сучасної біоекології.
Залежно від рівня і предмета досліджень розрізняють аутекологію,
демекологію, синекологію та інші. Крім того, сюди належать такі
напрямки, як палеоекологія, теорія заповідної справи, основи біо-
індикації, радіаційна екологія, екологічна токсикологія та інші.
Ускладнення взаємовідносин людини і природи зумовило по-
яву низки прикладних екологічних напрямків, яких значно біль-
ше, ніж у блоці класичної біоекології.
Прикладна екологія вивчає механізми руйнування біосфери,
методи запобігання цим процесам, способи раціонального природо-
користування.
Головною, традиційною частиною екології як біологічної на-
уки є загальна екологія, яка вивчає загальні закономірності вза-
ємовідносин будь-яких живих організмів і середовища (включаючи
людину як біологічну істоту).

Екологічний словничок
Аутекологія (екологія особин) — наука про взаємовідносини окремого організму
(особини) з навколишнім середовищем (вплив середовища на морфологію, фізіологію та
поведінку організмів, визначення меж стійкості виду і його відношення до різних еколо-
гічних факторів).
Демекологія (екологія популяцій чи видів) — наука про взаємовідносини попу-
ляцій чи видів із довкіллям з урахуванням внутрішньопопуляційних та внутрішньовидових
процесів.

Синекологія — наука про взаємовідносини спільнот живих організмів (ценозів,
екосистем тощо) з довкіллям та їх структурно-функціональну організацію.
Біосферологія (вчення про біосферу) — учення про глобальну екосистему Землі,
область системної взаємодії живої та неживої природи.
Біогеоценологія — наука про структуру, функціонування, саморегуляцію, само-
розвиток багатовидових угруповань організмів (біогеоценозів) і біосфери в цілому.

Завдання для учнів
Що є спільним для всіх цих напрямків екології?

Учні мають дійти висновку:
Для всіх цих напрямків екології головним є вивчення способів
виживання живих істот в оточуючому середовищі. Перед ними
стоять передусім завдання біологічного характеру — вивчити
закономірності адаптації організмів і їх сукупностей до оточуючого
середовища, саморегуляцію, стійкість екосистем і біосфери
та інші.

Розповідь учителя
Екологія — це міждисциплінарна наука, яка базується на
досягненнях як біологічних, так і географічних, технічних, еко-
номічних та суспільних наук.

Біологічні науки. В основі екології лежить фактологічний ма-
теріал таких наук, як зоологія, ботаніка, мікробіологія.
Хімічні науки. В основі життя лежить обмін речовин між
організмами та середовищем, що виявляється в асиміляції, мета-
болізмі та дисиміляції речовини. Усе це — хімічні процеси.
Фізика. Закономірності біологічних процесів перетворення
речовин у харчових ланцюгах, у водному та повітряному середо-
вищах підкорюються фундаментальним законам фізики: закону
збереження маси та другому закону термодинаміки.
Географічні науки. Сприйнятливість природних систем різних
географічних зон до антропогенних впливів неоднакова. Це необ-
хідно враховувати в організації природокористування.
Філософія. Екологія — не стільки галузь науки, скільки метод
мислення, принцип підходу. Актуальним філософським елементом
є екологічна етика, пов’язана з екологічно коректним поводженням
людини з природою, усвідомленням того, що всі живі організми
мають рівне з людиною право на життя на планеті.
Математика. Екологія — точна наука, і тому всі взаємо-
дії та закономірності оцінюються мірою та числом. Усі процеси
та закономірності можуть бути подані у вигляді рівнянь, графіків
тощо, це дозволяє встановлювати зв’язки, прогнозувати відповід-
ні процеси (математичне моделювання, прогнозування процесів
та явищ).
Медицина. Погіршення якості навколишнього середовища
в результаті тих чи інших природних процесів або через антро-
погенні перетворення природи в загальному випадку означає
відхилення конкретних умов від фізіологічних норм організму.

Основні етапи розвитку екології
Перший етап (стародавній) — до 1866 р. Можна стверджу-
вати, що екологія «існувала завжди». Первісна людина померла б
із голоду без необхідних їй знань про поведінку й особливості дичи-
ни, без отриманого від предків і набутого самостійно досвіду «вза-
ємовідносин із довкіллям». У наукових працях учених минулого
(Теофраст, Арістотель та ін.) є чимало цікавих даних про вплив
на рослини і тварини кліматичних змін, про особливості відомих
їм живих істот, ознаки пристосування до умов середовища про-
живання тощо.
Екологія дуже довго розвивалася як частина біології — за-
гального вчення про світ живого, істотно не відрізняючись від неї.
Це період «наївної екології», коли окремі її елементи з’являлися
в працях ботаніків, зоологів, період накопичення екологічних
фактів.
Другий етап (ІІ пол. ХІХ ст.— 30-ті рр. XX ст., аутеколо-
гічний). Період аутекології (екології особини) — період виявлення
закономірностей у відношеннях тварин і рослин до різноманітних
абіотичних факторів, внутрішніх екологічних досліджень та визна-
чення «екосистем».
Екологія спиралася на визначні праці вчених: Ч. Дарвіна,
О. Гумбольдта, К. Ф. Рульє, Е. Геккеля, І. Ж. Сент-Іллера й кон-
центрувалася на дослідженні впливу фізичних (температура, освіт-
лення тощо) і хімічних (склад води та ін.) чинників довкілля на
життєдіяльність окремої особини чи всього виду.
Екологія тимчасово звузилася до аутекології, що тоді було
перевагою, а не вадою. Учені спиралися на всю могутність науко-
вого методу досліджень, додаючи до загального ознайомлення і спо-
стережень обмірковані наперед, порівняно точні досліди з вартими
довіри результатами (наприклад, про вплив мінеральних добрив на
ріст рослин і кінцевий урожай).

Ці праці стали поштовхом до синтезу даних геології, геобо-
таніки, гідрології, ґрунтознавства, кліматології у працях багатьох
учених. Упродовж XIX — початку XX ст. розвиток спеціальних
аналітичних наук сприяв накопиченню фактичних даних, без яких
було б неможливим формування екології як сучасної синтетичної
науки. Було встановлено, що живі організми у своєму існуванні
та розвитку в значній мірі залежать від природного середовища.
Аутекологія тварин та рослин у першій половині XX ст. стала по-
вноправною науковою дисципліною.
Екологи тих часів були малопомітними представниками
«чистої» науки. Громадськість мало цікавилася їхніми дослідами.
Екологи привернули загальну увагу під час своїх перших спроб
«захистити природу», створити заповідники й національні парки
для порятунку тих рослин і тварин, яким загрожувало зникнен-
ня, їм дещо вдалося, адже з’явилися не лише перші заповідники,
а й закони та правила щодо рибальства та полювання.
Третій етап (1930–1970 рр., синекологічний). Цей етап був
порівняно короткочасним і стосувався досліджень великих груп
організмів (популяцій та їх об’єднань) під кутом аналізу взаємодії
окремих особин і популяцій різних видів істот між собою. Попу-
ляційна екологія (синекологія) — учення про взаємодію популяцій
між собою і найближчим довкіллям. Панують уявлення про пере-
важання рівноваги у природі, пріоритет конкурентних відносин.
Прикладом є проблема взаємовпливу хижаків та їхньої здоби-
чі, видів-продуцентів (трави, водоростей тощо) і видів-споживачів
(комах, тварин, риб тощо). Великим надбанням цього етапу екології
є залучення такого могутнього інструменту, як вища математика
(насамперед диференціальних рівнянь). Вперше екологи отримали
можливість виконувати теоретичне моделювання розвитку подій
у живому довкіллі, робити прогнози (на жаль, надто спрощені
й не досить точні).
Саме в цей період уводяться поняття «екосистема», «біогео-
ценоз», формулюються основні екологічні закони.
До найвизначніших екологів цього періоду належать такі іно-
земні вчені, як Г. Бердон-Сандерсон, У. Елтон, А. Тенслі (Англія);
С. Форбс, В. Шелфорд (США); Д. Кашкаров, А. Парамонов, В. Вер-
надський, С. Сєверцев, В. Сукачов (вітчизняні).
Четвертий етап (1970 рр.— дотепер, мегаекологічний). До-
мінуючим стало уявлення (сучасна парадигма) про «пов’язаність
усього з усім», необхідність одночасного і найточнішого врахування
взаємодії між собою та з речовинним довкіллям усіх видів і варі-
антів живого довкілля, як і змін природного середовища.
Стає зрозумілою постійність порушення природної рівно-
ваги, екосистеми вивчаються в їх розвитку; відбувається відмова
від конкуренції як основного фактора формування угруповань; ста-
новлення істинного системного підходу до вивчення екологічних
об’єктів.
Синекологія поступилася першістю глобальній екології (мега-
екології) — ученню про всіх і про все. Одночасно виникли й стали
стрімко розвиватися десятки (!) галузей, розділів, підрозділів су-
часної екології. Не лише становлення, а й поділ та найменування
цих більш вузьких частин екології тривають безперервно. Фахівці
стверджують, що їх нараховується близько 50, інші обґрунтовано
доводять, що набагато більше.
Українська екологічна школа
Перші спроби екологічного підходу до природоохоронної спра-
ви в Україні відомі ще за часів Ярослава Мудрого. У його «Руській
правді» — правничому кодексі Київської Русі (початок XI ст.) —
уже існувала чітка система правової оцінки використання ресурсів
і передбачувалася кара за збитки, заподіяні довкіллю. За шкоду,
заподіяну диким звірам і птахам, карали так само суворо, як і за
негідні вчинки щодо людини. Тому в княжих лісах і степах було
багато дикого звіра, птахів та бджіл.
За часів Гетьманщини (ХVІ–ХVІІІ ст.) ці природоохоронні
традиції зберігалися й розширювалися. Як і за княжих часів, ре-
гламентуються охорона лісів і байраків, полювання, рибальство,
бджільництво та садівництво.
У зібранні Малоросійських прав (1807 р.) дослівно сказано:
«Хто соколине гніздо пошкодить, підрубає чи навмисно його скине,
чи з собою молодих соколів забере <…> і за лебедине гніздо, якщо
б його хтось розкидав, чи яйця забрав, повинен заплатити…» А ось
як оберігалася екологічна ніша бобра: «Якби князівські, панські
і шляхетські гони боброві давні спадкові були в іншого сусіда
в маєтку, то цей власник, у чиїй землі вони будуть, не повинен
сам і люди його старовинного поля доорювати до лігва так далеко,
наскільки палицею можна кинути, так само сіножаті підкошувати
і лози прочищати… Чи хтось силою бобра поб’є, чи злодійськи за-
бере, той за наругу, і скільки б їх забив, має платити. За чорного
бобра чотири копи, а за карого дві копи просить».
Цікаво, що опис природи України, в якому викладено багато
міркувань екологічного характеру, залишили після себе французь-
кий учений Де Боплан (1600–1673 рр.) у праці «Опис України»
і російський поет О. Пушкін («Нарис історії України»).
Велика заслуга в дослідженні українських чорноземів нале-
жить В. В. Докучаєву (1846–1903 рр.), результати цих досліджень
викладені в головній книзі вченого — «Руський чорнозем». Ство-
рений і очолюваний ним Ново-Александріївський інститут сіль-
ського господарства та лісівництва (нині Кіровоградська обл.) став
осередком інтенсивного розвитку ґрунтознавства. Ґрунт із того часу
стає не просто пилом чи набором мінеральних елементів, а само-
стійним тілом природи.
Перший науковий центр екологічних досліджень в Україні
був створений у 1930 р. Це був сектор екології при Інституті зо-
ології та ботаніки Харківського державного університету. Дослі-
дження в галузі екології, виконані в цьому центрі В. В. Станчин-
ським (1930–1940 рр.), були з багатьох поглядів новаторськими
й оригінальними. Його праця «До розуміння біоценозу» (1933 р.)
є класичною в області вивчення зв’язків між організмами в цено-
тичних системах; іще за 10 років до В. Н. Сукачова вчений підійшов
до ідеї біогеоценозу як функціональної єдності біоценозу та
абіотичних факторів.
Відкриття нашого земляка В. І. Вернадського, який був пер-
шим президентом Академії наук України і засновником кількох су-
часних наук, посідають особливе місце в історії екології. Він довів
наявність широкомасштабного впливу живих організмів на абіотич-
не середовище. У той період, коли наукова громадськість уже була
підготовлена до цілісного бачення природи, він своєчасно запропо-
нував вчення про біосферу як про одну з оболонок Землі, що визна-
чається наявністю живої речовини. В. І. Вернадський вперше ввів
у вивчення біосфери кількісний підхід, що дозволило об’єктивно
оцінити масштаби біогеохімічного кругообігу речовин. Учення
В. І. Вернадського про ноосферу додатково узагальнило численні
дані про нерозривність зв’язку людини з природним середовищем.
Виходячи із вчення Г. Ф. Морозова про ліс як «географічне
середовище» та В. В. Докучаєва про землю як «історичне тіло»,
в Україні успішно розвивалися на екологічній основі:
— лісова типологія (Алексєєв, Погребняк, Воробйов, Оста-
пенко, М’якушко, Герушинський, Молотков, Пастернак,
Парпан, Гаврусевич);
— лісова фітоценологія (Травлєєв, Шеляг-Сосонко, Гончар);
— фітоценологія альпійських лук (Малиновський);
— міська фітоценологія (Соломаха);
— криптоіндикація (Кондратюк);
— біогеоценологія (Голубець);
— созологія (Стойко);
— степове лісорозведення (Висоцький, Бельгардт, Травлєєв);
— фітомеліорація (Б’ялович, Лаптєв, Кучерявий);
— раціональне лісокористування (Генсірук);
— дослідження штучних лісів України (Бельгардт);
— екологія залізобактерій, алелопатія (Холодний);
— дендрохронологія (Коліщук) та ін.
У повоєнний період увага українських екологів була спрямо-
вана на вивчення техногенних і урбогенних впливів на природні
екосистеми (Ількун, Тарабрін, Кондратюк, Кучерявий).
Екологи України зробили вагомий внесок у розробку методів
оцінки рівня радіоактивного забруднення великих територій та об-
ґрунтування заходів зниження екологічних збитків від наслідків
аварії на Чорнобильській АЕС.
Українським екологам завжди був притаманний інтерес до
філософських проблем, що виникають при аналізуванні системи
«людина — природне середовище».
Враховуючи розмаїття в Україні ландшафтних зон і екосис-
тем — морських, гірських, степових, лісових, болотних — і одно-
часний вплив на них сучасного антропогенного середовища — тех-
ногенного й урбогенного, виникає потреба розробки науково обґрун-
тованих засад соціально-екологічної політики, залучення широкого
кола науковців, практиків і громадськості до її реалізації.