vistfræði

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Haukur étur bráð.jpg Evrópskar hunangsflugaútdrættir nektar.jpg

Blue Linckia Starfish.JPG Karlkyns ljón á savanna.jpg
Zonobiome.png

Þættir vistfræðilegra rannsókna

Vistfræðin ( forngríska οἶκος oikos 'hús', 'heimilishald' og λόγος lógó 'kenning'; þannig "heimiliskenning") er samkvæmt upphaflegri skilgreiningu hennar vísindaleg undirgrein líffræðinnar , sem tengsl lífvera ( lífverur) og rannsakað líflaust umhverfi þeirra . Á síðari hluta 20. aldar var hugtakið í auknum mæli notað til að tákna heildarástand umhverfisins, en það varð einnig dreifðara í heildina. Lýsingarorðið „vistfræðilegt“ er að mestu notað almennt sem tjáning fyrir viðhorf eða athöfn sem er varkár með umhverfisauðlindir . [1]

Uppruni, skilgreining og margvísleg merking vistfræði

Haeckel: Almenn formgerð lífvera. 2. bindi, Berlín 1866, kafli 19, í kafla XI er fyrirsögnin „Vistfræði og tímarit“

Sem upphafsmaður grunnrannsókna á vistfræði, Charles Darwin (vistfræði ánamaðka, samspil vistfræði og þróunar), Karl August Möbius (sjávardýr), Johannes Eugenius Bülow Warming (vistfræði plantna og landafræði plantna), Arthur George Tansley (vistkerfisþættir) og August Thienemann (vistfræði við landhelgi). Frá hinni beittu vistfræðilegu rannsóknarstefnu ætti að nefna Justus von Liebig (vistfræði agro-næringarefna) og Ellen Richards (hreinlæti) sem dæmi. Miðverk hins nafngreinda birtust milli um 1840 (Liebig) og 1940.

Skilgreiningar á vísindaheiti vistfræði voru fyrst gefnar á árunum 1866 til 1869 (með smávægilegum breytingum á orðalagi) af Ernst Haeckel , leiðandi þýskum dýrafræðingi á þeim tíma og talsmaður uppruna kenningar Darwins . Haeckel sjálfur stundaði ekki rannsóknir á sviði vistfræði heldur skilgreindi hugtakið sem rannsókn á samspili milli tegunda lífvera. Í síðustu skilgreiningu sinni skildi hann það í auknum mæli að fela í sér allt fjárhagsáætlun náttúrunnar, skilgreiningu sem er nálægt núverandi víðtækum skilningi okkar á vistfræði:

„Með vistfræði er átt við öll vísindi tengsl lífverunnar við umheiminn þar sem við getum talið öll„ tilvistarskilyrði “í víðari skilningi. Þetta er að hluta til lífrænt, að hluta til ólífrænt í eðli sínu; Bæði þessi og þessi eru, eins og við höfum sýnt áður, mikilvægast fyrir lífverur vegna þess að þeir neyða þær til að laga sig að þeim. “

- Ernst Haeckel 1866 [2]

Hugtakið festist þó ekki í líffræði fyrr en í lok 19. aldar og skilgreiningu þess var breytt, stundum þrengra, stundum mjög vítt.

Í stað vistfræði, á 18. og 19. öld var fólk oft að tala um hagfræði (eins og í Goethe [3] ), hugtak sem áður var notað á (suður) þýskumælandi svæðinu fyrir landbúnaðarrekstur og í dag enn stundum í engils- Saxneskt svæði fyrir vistvæn Ferli er notað. [4] Hugtakið „líffræði“ í skilningi „vistfræði“ var og er notað við ýmis tækifæri, til dæmis í hugtökum eins og „blómalíffræði“. Annað samhliða hugtak sem stundum var notað í rómantískum tungumálum var mesology . Hugtakið lífefnafræði er oft notað af jarðvísindamönnum og vistfræðingum í landslagi til að greina stefnuna sem varð til úr líffræði frá jarðvísindalegri jarðfræði. Hins vegar er hið síðarnefnda einnig skilið öðruvísi, annaðhvort meira í skilningi vistfræðilegrar landfræðilegrar landslags vistfræði eða í skilningi umhverfis (náttúru) vísinda sem beinast að efnafræðilegri gangverki .

Strax í upphafi mætti ​​greina á milli vistfræðilegra rannsókna og kennslu milli grundvallarhneigðar, stundum einnig kölluð fræðileg vistfræði , og hagnýtrar vistfræði . Hið síðarnefnda beindist mjög að vandamálum í skógrækt, landbúnaði, mengun vatns og hreinlæti fyrir menn og dýr. Grunnrannsóknir sáu aðalmarkmið sitt með því að skilja virkni samskipta í náttúrunni, þar sem snemma var bent á að mikil grunnþekking tengist beinu eða óbeinu notkun.

Rannsóknaraðferðir í vistfræði

Í upphafi vistfræðilegrar rannsóknar er oft tölfræðilega lýsandi skrá þar sem lifandi verur eða aðrar vistfræðilegar breytur af áhuga eru skráðar og venjulega samsvarandi umhverfi einkennist á sama tíma. Með því að bera saman niðurstöður frá nokkrum svæðum og svæðum eða tímabilum er hægt að þekkja mynstur, til dæmis endurtekin tegundasamfélög þar sem fulltrúar hafa augljóslega svipaðar kröfur til umhverfisins eða sem oft eiga sér stað saman (tengdar) af öðrum ástæðum. Slíkar aðferðir leiða til flokkunarkerfa umhverfisins, til dæmis undirskipta í gróðursvæði eða félagsfræðilegra plantnaeininga, sem eru oft notaðar til að lýsa lífríki dýra lífríki (búsvæðum) í stuttu máli. Lýsandi lýsingar og flokkun eru oft mikilvægt fyrsta skref í myndun tilgáta.

Í vistfræði vakna oft orsakasamrannsóknarspurningar vegna athugana í náttúrulegu eða menningarlegu landslagi eða af mikilli athugun einstakra einstaklinga eða hópa. Fylgni milli tilvistar eða tíðni tegundar eða arfgerðar annars vegar og ófrískra umhverfisþátta hins vegar getur veitt upplýsingar um lífeðlisfræðilega-vistfræðilegar kröfur ( auðlindakröfur ) tegunda. Kröfur um lífríki og fæðu, rándýra og sníkjudýraandstæðinga sem og pláss eða matvælasamkeppnisaðila má þekkja eða gruna. Tegund grunaðra samskipta er hægt að móta í formi tilgátu, sem annaðhvort er staðfest eða fölsuð með frekari athugunum, til dæmis á öðrum svæðum, eða með markvissum tilraunum á rannsóknarstofu eða á vettvangi. Til dæmis er hægt að framkvæma vettvangstilraunir á þann hátt að komið er í veg fyrir að ákveðnar lífverur fái aðgang að athugunarsvæði. Hægt er að halda kanínum og dádýrum í burtu frá engi með girðingum og smáfiski sem annars myndi éta dýrasvifið getur verið haldið í burtu með netagerð í vatnshlotinu. Úr kerfishegðun umhverfisins, þar sem mikilvægur titilliður hefur verið dreginn til baka í hverju tilviki, er hægt að þróa nákvæmari tilgátur um samspil kerfisins, sem kunna að sæta nýju prófi til að betrumbæta.

Skrá yfir aðferðir inniheldur annars vegar raunverulega vistfræðilegar aðferðir (t.d. aðferðir til að greina, safna og safna, tölfræðilegar aðferðir við mat á tilteknu dreifingarmynstri) og hins vegar aðferðir frá nágrannagreinum, þar á meðal jarðvegsfræði , veðurfræði , limnology , erfðafræði og, alltaf, tölfræði . Beitt vistfræðilegar rannsóknir, einkum félagsleg-vistfræðilegra rannsókna, notar einnig aðferð birgðum sem hafa verið þróuð í félagslega vísindi, hagfræði , félagsfræði , mannfræði og sálfræði . Félags-vistfræðilegar greiningar vísa til efnislegra og óefnislegra tengsla milli náttúru og mannlegs samfélags; Í þessu samhengi er oft reynt að finna lausnir fyrir sjálfbærniáætlanir . [5] Aðferðir til að sameina og ræða þætti hinna ýmsu fræðigreina er að finna í einstökum rannsóknarverkefnum .

Hagnýtar vistfræðilegar spurningar eru einnig mjög miðlægar í náttúru og tegundarvernd , við mat á efnahagslegu mikilvægi vistkerfa ( vistkerfisþjónustu ) sem og í landbúnaði , skógrækt og sjávarútvegsvísindum . Vistfræðilegt eftirlit , sem skráir, flokkar og skráir tilteknar lífverur, efni eða breytur umhverfisins sem hugsanlegan grundvöll fyrir aðgerðir, er mjög beitt og mikilvægt í umhverfisvernd. Sérstakar og að hluta til staðlaðar verklagsreglur hafa verið þróaðar fyrir öll þessi svæði, sem gera oft kleift að bera beinan saman við skipulagsráðstafanir og lagakröfur.

Hefðbundin undirdeild vistfræði

Hefð var fyrir því að kennslu- og rannsóknargrein (líffræðileg) vistfræði á þýskumælandi svæðinu á 20. öld var skipt í þrjú svið sjálfslækningar, vistfræði íbúa og samverkun (vistfræði samfélaga ). Vistkerfiskenningin þróaðist einnig frá þriðja undirsvæðinu. Sérstök svæði sem bætt var við síðar voru greining á líffræðilegri og vistfræðilegri fjölbreytni eða rannsóknir á tengslum líffræðilegrar og uppbyggilegrar fjölbreytni og stöðugleika / viðnáms vistkerfisins fyrir truflunum. [6] Frá grasafræðilegu sjónarmiði var vistfræðilega stefnt að plöntusamfélagslegri nálgun (stofnuð af Josias Braun-Blanquet )-að vísu nær eingöngu á meginlandi Evrópu-sem leiddi til flókinnar flokkunar plantna-félagsfræðilegra eininga og lista yfir vísbendingar plöntur í samræmi við þá (enn Little by neophytes og loftslagsbreytingar hafa áhrif) gróður Mið -Evrópu var þróaður.

Aðferðafræðilegir og innihaldstengdir erfiðleikar vistfræðilegra rannsókna felast í mikilli flækjustig flestra vistkerfa sem og gangverki þeirra og samspili við önnur vistkerfi í gegnum efnisflæði og skipti lífvera, sem byggjast á stochastískum meginreglum. Að auki eru alltaf ófyrirsjáanleg áhrif frá nýjum tegundum umhverfismengunar, frá ofauðgun og loftslagsbreytingum til innflytjenda og stofnun ífarandi tegunda frá öðrum svæðum og heimsálfum. Þetta hindraði einnig þróun áreiðanlegra og stöðugra flokkunarkerfa umhverfisins frá upphafi, sem stundað var mikið af 20. öldinni, áhrifamest í samfélagsfræði plantna , en jafnvel með eftirlíkingum af tilraunum í vistfræði dýra. Sértækir og opnir kerfiseiginleikar og ósjálfstæði á ytri ám gera það erfitt eða jafnvel ómögulegt að spá um þróun í framtíðinni, til dæmis stofnstærð dýra í útrýmingarhættu.

Sjálfsfræði: vistfræði tegunda

Skerið gall með lirfu af beyki gallfluga Mikiola fagi

Autecology var myntað sem hugtak árið 1902 af þýska grasafræðingnum Carl Schroeter , sem kenndi í Sviss, og var upphaflega skilið sem andstæða samverkunar. Sjálfsfræði fjallar um samskipti einstaklinga og umhverfisþátta. Þessir "þættir" í umhverfinu, sem betur geta einkennst af kerfisgreiningu sem áhrifabreytur eða stýribreytur, fela annars vegar í sér færibreytandi áhrifabreytur eins og ljósstyrk, frjósemi jarðvegs og loftþrýsting, meðal annars í vatnskerfinu , dýptarháðri ljósstyrk og gæðum, súrefnisstyrk og jónsamsetningu í vatninu. Á hinn bóginn fela þau einnig í sér líffræðilega áhrifaþætti eins og gæði matvæla og magn eða bein tengsl við sníkjudýr eða sambýlategundir og í dýrum einnig hegðunar-vistfræðilega þætti í umgengni við aðrar tegundir.

Grunnhugtak þessarar nálgunar er að lifandi verur eru yfirleitt aðeins lífvænlegar innan ákveðinna vikmarka einstakra þátta, að svo miklu leyti sem hægt er að mæla þær. Í raun og veru er ástandið flókið að því leyti að hinar ýmsu áhrifabreytur hafa samskipti sín á milli og einstaklingarnir hafa einnig ákveðna, að vísu takmarkaða, lífeðlisfræðilega getu til að aðlagast aðstæðum sem eru ekki hámarks og þar sem mörg þolmörk eru einnig háð líffræðilegu „samkeppnisstöðu “Tegundirnar eru í sjá viðkomandi kerfi afhjúpað. Að lokum, á lengri tíma má búast við ákveðinni breytingu á þolmörkum vegna erfðabreytinga, til dæmis breytingum á samsætutíðni. Sértækar kröfur eða umburðarlyndi tegundar með tilliti til tiltekinna þáttagilda sem og samspils áhrifa breytanna eru afmarkaðar og greindar með hugmyndinni um vistfræðilega sess og einnig beitt í samhengi við þróunarfræðilega líffræðilega túlkun.

Hugtakið autecology er aðeins sjaldan notað í nútíma kennslu og rannsóknarstarfi vegna þessara flóknu samskipta, frekar að skipta um hugtakið lífeðlisfræðileg vistfræði eða sem lýsingarorð líka ökophysiologisch .

Vistfræði fólks: vistfræði íbúa

Mannfjöldasveiflur innan rándýra-bráðasambands ; Það er einkennandi að ferill rándýra stofnsins fer eftir ferli bráðastofnsins.

Í vistfræði íbúa (einnig kölluð „lýðfræði“ í þýskumælandi löndum, byggt á Schwerdtfeger 1968) [7] , er megindlegum þáttum innan íbúa eða æxlunareiningu lýst og greind. Í samræmi við það var áður gerður greinarmunur á lýsandi (truflanir) íbúagreiningu og kraftmikilli nálgun sem kannaði þætti eins og fólksfjölgun og lýðfræðilegar breytingar og var í samræmi við það einnig nefnd „ fólksfjölgun “. Fyrr, og sérstaklega í hagnýtri skordýrafræði, var hugtakið „fjöldabreyting“ einnig útbreitt. Í fólksfjölgun er stofnum sem eru oft flóknir kynja- og aldursamsetningar lýst og greindir með lýðfræðilegum aðferðum til að bera kennsl á þróun, sveiflur og tilhneigingu. Undirliggjandi líkön voru upphaflega að miklu leyti ákvarðandi módel, síðar sífellt staðnæmari líkön. Í seinni tíð hafa tímamótabreytingar á erfðafræðilegum grundvelli stofnanna og árekstrum við aðra íbúa einnig komið í brennidepli.

Ef tekið er tillit til erfðaþátta íbúa eins og samsætu eða arfgerðartíðni , þá talar maður oft um líffræði íbúa . Langtímabreytingar vegna þróunarferla eiga ekki lengur heima á hefðbundnu svæði vistfræði íbúa, heldur í íbúafræði, þróunarvistfræði eða jafnvel þróunarfræði .

Samverkfræði: vistfræði samfélaga

Nær náttúrulegur beykiskógur í Mið-Evrópu (hér Müritz þjóðgarðurinn ) sem dæmi um útbreitt vistkerfi

Samverkfræði rannsakar náttúrusamfélög út frá vistfræðilegu sjónarmiði. Líkt og sjálfslækningar, hugtakið var myntað af Carl Schroeter árið 1902 og innihélt áður einnig þann hluta sem samsvarar vistfræði nútíma fólks. Hins vegar er hugtakið ekki lengur notað oft og hefur vikið fyrir hugtakinu og hugtakinu vistkerfisgreiningu, sem frá upphafi lagði einnig áherslu á orkuflæði og efnishringrás auk samfélagsins.

Verkefni klassískrar samverkunar er greining á milli sértækum víxlverkunum í samfélaginu ( biocenosis ) og háð þeim á „ líftópinu “, þ.e. öllum skipulagssamböndum og áhrifaþáttum utan samfélags lífvera sem eru til skoðunar. Í þessari einföldunarlíku einföldun mynduðu líftækni og lífríki vistkerfið, þó að þessi samanburður sé ekki til í raun og veru, þar sem líftækinu er einnig breytt af lífverusamfélaginu sjálfu, til dæmis í því að ánamaðkar og aðrar gröfur og rótverur hafa áhrif á jarðveginn á staðnum eignir. Miðað við hefðbundin rannsóknarefni eru samspil sem stafa af samkeppni , rándýr -pray sambönd (rándýr í þrengri merkingu), jurtalíf, hýsil -sníkjudýr sambönd og samvinnutengsl, sem hægt er að draga saman sem gagnkvæmni. Í mörgum tilfellum eru stærðfræðilegar og tölfræðilegar aðferðir notaðar til að lýsa og móta samfélög og hagnýtar rannsóknir nota einnig líkön fyrir (meira eða minna áreiðanlegar) spár.

Víðtæk nálgun við greiningu á flóknum samfélögum felst í því að kanna gangverki í lífríkjum á tiltölulega einföldum kerfum, sem oft samanstanda af aðeins tveimur tegundum, með athugun, tilraunum (einnig í langtímarannsóknum ) og líkanagerð. Undirliggjandi skilningur er að gera má flókin samfélög viðráðanlegri með því að fækka þeim í hlutaþætti og á sama tíma skilja þau sem dæmi. Þetta er hvernig hugmyndin um fæðuþrep ( framleiðendur , neytendur og destructors ) upp úr þessu, jafnvel þótt þetta aftur táknar líkan eins einföldun í heild matvæla vefnum sjálfum.

Nýrri áherslusvið

Auðvitað er hægt að nálgast vistfræðileg vandamál á annan hátt. Óhefðbundin spurning, kannski af völdum nútíma aðferða sem til eru eða vegna nýrra tegunda umhverfismengunar, getur orðið upphafspunktur nýrrar áherslu með eigin nafni, vandamáli, greiningu og túlkun. Eftirfarandi listi yfir nýlegri aðferðir er ekki tæmandi og mun eðlilega breytast. Hins vegar endurspeglar það fjölbreytileika aðferða þar sem skörun kemur einnig fyrir.

  • Frá því um sjötta og sjöunda áratuginn eru tvær mismunandi aðferðir kallaðar efnafræðileg vistfræði , annars vegar rannsóknir á tilkomu og dreifingu efna í vistkerfum. Þetta innihélt einnig umhverfisefnin sem komu fram í miklu magni og magni frá miðri 20. öld, þar af voru fljótlega niðurbrot og umbrotsefni að finna í umhverfinu. Á hinn bóginn lýsir efnafræðileg vistfræði rannsókn á hlutverki efnafræðilegra merkja í innbyrðis tengslum lífvera. Þessi aðferð leiddi til nokkurra hagnýtra nota, svo sem þróunar aðferða til líffræðilegra meindýraeyðinga. Í sumum tilfellum sameinast þessar tvær áttir einnig, til dæmis þegar tilvist nýrra tegunda umhverfisefna truflar efnasamskipti lífvera.
  • Þróunarkennd vistfræði rannsakar málefni á landamærasvæðinu milli vistfræði og þróunar. Það festi sig í sessi á sjöunda áratugnum til sjöunda áratugarins en upplifði eins konar endurreisn tveimur áratugum síðar með tilkomu sameinda erfðagreininga. Hugtakið var og er oft notað á sviði atferlisgreiningar, til dæmis um rannsóknir á flóknum pörunarkerfum og greiningu á erfðaflutningi í röð kynslóða. Í víðari skilningi nær þróunarkennd vistfræði hins vegar til allra þátta sem innihalda þróunarþætti í greiningunni eða túlkuninni, því mörg vistkerfi eru einnig erfðafræðilega þróuð kerfi. [8.]
  • Sameindavistfræði [9] er hugtakið sem notað er til að lýsa aðferðum og aðferðum til að rannsaka vistfræðilegar spurningar á grundvelli sameinda erfðafræðilegra meginreglna. Stefnan og tilnefningin varð til um 1990, eftir að einkar PCR tæknin einfaldaði mjög notkun sameindaaðferða í vistfræði. Þessi nálgun fékk sérstaka merkingu fyrir spurningar úr vistfræði og líffræði íbúa. Í mörgum tilfellum eru erfðaraðir notaðir sem merki til að geta gefið fullyrðingar um manngreiningu á erfðafræðilegum grunni, um blendinga tegunda og erfðafræðilega fjölbreytni í stofni eða vistkerfi. Tiltækir eða áhugaverðir DNA íhlutir eru greindir og úthlutað í kerfishlutanum. Þetta felur einnig í sér notkun DNA strikamerkinga [10] til að bera kennsl á tegundir.
  • Líffræðilegur fjölbreytileiki getur tengst fjölbreytileika gena, tegunda og vistkerfa, allt eftir stefnumörkun. Samspil loftslagsbreytinga og breytinga á líffræðilegum fjölbreytileika hefur einnig orðið í brennidepli rannsókna. [11] Hugtakið líffræðilegur fjölbreytileiki var kynnt á síðustu 10 árum 20. aldarinnar en breiddist aðeins út til okkar á fyrsta áratug 21. aldarinnar. Að því er varðar erfðamengi og genaröð er miðpunktur íhugunar eru hugtökin umhverfisfræðileg erfðafræði, metagenomics eða erfðamengi líffræðilegrar fjölbreytni einnig stundum notuð; Þessar stefnur hafa aðeins orðið mögulegar í stærri mæli með tímasparandi og ódýrum erfðamengagreiningu á öðrum áratug 21. aldarinnar.
  • Þjóðhagfræði er nálgun og stefnumörkun sem kom fram um 1990, en náði ekki meiri útbreiðslu fyrr en á 21. öldinni. Hér er rannsakað mynstur og aðferðir sem hægt er að fylgjast með á stærri svæðum og að hluta til einnig með tímanum fyrir hinar könnuðu flokkunarhagfræðilegu vistfræðilegu einingar (tegundir, einkenni, tegundasamfélög). Það skarast að hluta til við aðrar vistfræðilegar aðferðir og greinar.

Önnur svið vistfræði

Bristle grasvíðir með arnica

Fjölmörg önnur áherslusvið hafa þróast, sum þeirra hafa náð hámarki eða núverandi rannsóknarefni hefur skipt yfir í aðrar vistfræðilegar greinar. Margar greinar rannsókna sem áður voru gerðar innan svokallaðrar dýra vistfræði, vatnslíffræði eða örveru vistfræði eru nú flokkaðar undir fyrirsagnir eins og þróunarfræði vistfræði, vistkerfis greiningu eða sameinda vistfræði. Ástæðurnar fyrir þessu geta legið hjá vísindamönnunum sjálfum sem vilja ekki sjá sig starfa á „gamaldags“ rannsóknarsvæði. Stundum liggja þeir hins vegar líka í rannsóknarstofnunum sem hafa tilhneigingu til að styðja við nálganir og innihald sem virðist vera nýtt þema-, hugmyndafræðilega og aðferðafræðilega og vísindamenn og stofnanir sem gera umsóknina hafa einnig að leiðarljósi hugtök þeirra.

Dæmi:

  • Skiptingin í hópa lífvera gerði venjulega greinarmun á vistfræði dýra, vistun plantna og örveru vistfræði, sem oft var fjallað um í aðskildum kennslubókum.
  • Sundurliðun eftir helstu búsvæðum jarðar gerði kleift að gera greinarmun á lífríki sjávar , vistvatni í ferskvatni (vatnslíffræði eða limnologi ), vistfræði á landi (meginlandsvistfræði, mjög sjaldan sögulega einnig kölluð veirufræði). Í fínlegri undirdeild talar maður líka um vistfræði skóga, vistfræði ána eða einnig hellisvistfræði og grunnvatnsvistfræði . [12] Sértæk tengsl milli blóma og skordýra eða annarra frævunaraðila eru skoðuð í samhengi við vistfræði blóma (jafnan kölluð blómalíffræði). Fræðigrein loftfarfræði er tileinkuð lofthelgi.
  • Hugtakið fræðileg vistfræði er stundum notað samheiti yfir grunnrannsóknir í vistfræði, stundum einnig um útfærslu á stærðfræðilegum formúlu- eða eðlisefnafræðilegum meginreglum vistfræði (samskipti rándýra og bráðar, orkuflæði, efnishringrásir, formlegrar erfðafræðilegrar stofnunar o.s.frv.). Af þessu sviði hafa meðal annars þróast margar vistfræðilíkön sem gegna almennt stóru hlutverki nú á dögum, jafnvel þó að utan vísinda sé þeim oft ruglað saman við horfur .
  • Hagnýt vistfræði lítur á sig (öfugt við fræðilega eða grunn vistfræði) sem sniðin beint að þörfum manna. Það felur jafnan í sér vistfræði skóga, meindýraeyðingu eða vistfræði býflugna og annarra mikilvægra búfjár og plantna. Í grundvallaratriðum tilheyrir vistfræði mengunarvarna gegn vatni einnig hér, en er oft skráð sem sjálfstæð hugtök eða undir vatnslíffræði (einnig tæknileg vatnslíffræði).
  • Vistfræði manna vísar til áhrifa vistfræðilegra tengsla milli mannkyns og umhverfis þeirra, þar sem innihaldið getur annaðhvort verið vísindalegra, tæknilegra, skipulagslegra eða félagsvísinda. Hugtakið vistfræði manna getur annaðhvort vísað meira til þróunar mannkyns fyrir siðmenningu (vistfræði frumbyggja eða fyrri þjóða) eða til nútíma mannkyns. Innihald þessarar greinar hefur verið að hluta til fellt inn í hugtakið félagsleg vistfræði (og skyld hugtök) síðan í lok 20. aldar.
  • Félagsleg vistfræði eða félags-vistfræðilegar rannsóknir eru nöfn aðallega félagsvísindamiðaðra spurninga og rannsóknasviða þar sem fyrst og fremst þættir sjálfbærni eða rannsóknarinnihald sem hafa aðra beina þýðingu fyrir mannlegt samfélag nútímans eru greindir eða mikið tekið tillit til þeirra, til dæmis vistfræðileg hagfræði . Að hve miklu leyti er tekið tillit til vísindalegra rannsóknarþátta og fellt undir það fer eftir viðkomandi stofnun eða félagsvísindum „skóla“.
  • Vistfræði siðmenningarinnar fjallar um áhrif tæknilegrar siðmenningar á lifandi verur og búsvæði og umhverfisvandamál og aðferðir til að leysa þær. Það beinist oft eindregið að félagsvísindum, en hugtakið, eins og hugtakið vistfræði manna, er (ekki lengur) eins útbreitt og samfélagsfræði, til dæmis.
  • Atferlisfræðileg vistfræði rannsakar samspil dýrahegðunar og umhverfisþátta, í dag oft með hjálp sameindaaðferða. Hefð er fyrir því að hegðun manna er ekki í forgrunni heldur er oft tekið tillit til hennar, einnig í samvinnu við umhverfissálfræði og skyld svæði.
  • Jarðfræði (í vistfræðilegum skilningi) rannsakar samspil ófrískra undirkerfa (t.d. jarðvegs, síldar og grunnvatns) við hvert annað og við líffræðilega undirkerfi (t.d. rætur, ánamaðka). Það er, í ýmsum myndum, grein vísinda og kennslu á viðmóti vistfræði, umhverfisefnafræði , landafræði og stundum einnig félagsvísindum, oft samþættir einnig þætti jarðvegsfræði, vatnafræði eða fjarkönnun .
  • Vistfræði jarðvegs rannsakar vistfræðileg tengsl lífvera sem búa í jarðveginum (ánamaðkar, jarðvegsmílar, sveppir), en er oft beitt eindregið í átt til landbúnaðar þar sem jafnan er sérstaklega horft til frjósemi jarðvegs.
  • Vistfræði í þéttbýli eða þéttbýli er tileinkað ört vaxandi heimsbúum þéttbýlra þéttbýlissvæða, sértækum vistfræðilegum aðstæðum þeirra og dýralífi og gróðri sem lifa í almenningsgörðum og sprungum í steini, í húsagörðum og á eyðileggingarsvæðum. Vistfræðilegar aðstæður fólks sem býr eða starfar í þéttbýli getur einnig verið efni í þéttbýli. Gagnfræðingur í umhverfinu sem landbúnaðurinn notar er oft kallaður landbúnaðarfræði .
  • Fjarvistfræði rannsakar vistfræðilegar aðstæður og tengsl liðinna tíma og jarðtímabila, aðallega á grundvelli steina (oft fyrrum setlána ), efnaþátta og jarðefnaleifa . Hægt er að nota nýleg hliðstæð dæmi til að túlka sumar niðurstöður.
  • Die Landschaftsökologie ist auf die räumliche Ausprägung ökologischer Zusammenhänge und Regelkreise gerichtet. Sie erforscht das Zusammenwirken von Biodiversität und Geodiversität auf der Ebene der daraus resultierenden Landschaftsdiversität .

Wissenschaftstheoretische Erörterungen über ökologische Systeme

Von philosophisch-wissenschaftstheoretischer Seite wurde ab etwa dem Beginn des 20. Jahrhunderts darüber diskutiert, wie ökologische Systeme zu sehen, bewerten und untersuchen sind. Sollen sie primär als ganzheitliche Systeme, gleichsam als hoch-organisierte Superorganismen gesehen und analysiert werden, deren Arten alle bestimmte Funktionen innehaben und wo erst deren harmonisches Gesamtspiel das Funktionieren des Ökosystems gewährleistet? Die beobachteten oder scheinbaren homoeostatischen Stabilisierungen ergäben sich dann gleichsam aus dem Systemverhalten. Oder sind Ökosysteme eher als mehr oder weniger zufällige Aggregationen von Populationen und Arten zu sehen und analysieren, die sich gleichsam in das Gesamtsystem einpassen. Dieser Gegensatz tangierte auch die Frage, ob sich Ökosysteme jeweils einem „Idealzustand“ nähern, einer „Klimaxgemeinschaft“, der man dann auch einen jeweils besonderen Namen geben mag, oder ob sie generell als stochastisch sich einstellende Übergangssysteme zu sehen sind. Über diese unterschiedlichen Konzepte der ökologischen Organisation und der angemessenen Forschungsansätze, philosophisch ausgedrückt auch über den ontologischen Status ökologischer Gemeinschaften, wurde in etlichen Kontroversen debattiert:

  • Schon seit Anfang des 20. Jahrhunderts war darüber spekuliert worden, ob ökologische Systeme ganzheitlich, einem Organismus vergleichbar, betrachtet werden müssen oder ob das System eher von den Einzelkomponenten heraus zu verstehen ist. Insbesondere von Seiten des südafrikanischen Staatsmanns und Generals Jan Smuts war ab 1926 der Terminus Holismus in die Debatte geworfen worden. [13] Dem gegenüber standen die Vertreter eines Individualismus-Konzepts, stark vertreten durch den US-amerikanischen Botaniker und Ökologen HA Gleason , [14]
  • Den stark klassifikatorischen Ansätzen in der Ökologie der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, wie sie speziell von der pflanzensoziologischen Ausrichtung Deutschlands betrieben wurde, wurde ein Kontinuum- oder Gradientenkonzept gegenübergestellt. Die zentrale Frage der Debatte war, ob wir tatsächlich definierbare Lebensgemeinschaften vor uns haben oder aber eher kontinuierliche Übergänge im Sinne von Gradienten (eine Betrachtungsweise, die vor allem im amerikanischen Forschungsbereich dominierte, wo konsequenterweise auch keine pflanzensoziologischen Systeme definiert wurden. [15] Heute hat man sich vom Superorganismus-Konzept für Ökosysteme verabschiedet und untersucht ökologische Systeme primär funktionell. Sie werden als offene Systeme gesehen, die gerade auch in der heutigen Zeit überall auf der Erde mit neu auftretenden invasiven Arten und sich verändernden sonstigen Umweltbedingungen neuartige und vielfach temporäre Gemeinschaften bilden.
  • Eine weitere Debatte entfachte die Gaia-Hypothese von James Lovelock und Lynn Margulis ab Mitte der 1960er Jahre. Die beiden Autoren argumentierten – und versuchten später, ihre Hypothesen mit Modellierungen zu untermauern – dass sich die Erde insgesamt und in der ganzen Erdgeschichte wie ein selbstregulierendes System verhält und somit auch eine hohe Selbstorganisation zeigt, das für die irdischen Organismen gleichsam optimale Bedingungen aufrechtzuerhalten trachtet. Ihr Konzept und ihr Modell schlossen später auch die Veränderungen im Stoffhaushalt der Erde von der erdgeschichtlichen Frühzeit bis in die Zukunft (mit Aufhören allen Lebens) mit ein. Diese Modelle mit der postulieren eindrücklichen Selbstregulation der Erde fanden in vielen nicht-naturwissenschaftlichen Kreisen begeisterte Anhänger. Auf wissenschaftlicher Ebene wurde zwar der stark systemtheoretische Ansatz positiv aufgenommen, die Ableitungen und Erklärungen aber vielfach auch anders als durch einen globalen, sich selbst über lange Zeit erhaltenden Optimalzustand interpretiert.
  • Eine weitere kritische Diskussion betraf das in der Öffentlichkeit vielfach propagierte und als für menschliches Handeln vorbildlich dargestellte „ökologische Gleichgewicht“ und die Frage, ob es überhaupt real oder nur eine fixe Vorstellung ist, vielleicht dadurch bedingt, dass wir einen nur sehr begrenzten Zeitraum selber überblicken können und uns längerfristige Veränderungen als konstant erscheinen. Diese Auseinandersetzung kann als Gleichgewichts-Ungleichgewichts-Debatte bezeichnet werden, die auch kritisch mathematisch anhand des Systemverhaltens komplexer Systeme untersucht und diskutiert wurde. [16] Inzwischen sprechen Ökologen selber nur noch selten von einem „ökologischen Gleichgewicht“, sondern betonen die dynamischen und auch fragilen Aspekte natürlicher Populations- und Ökosysteme.

In philosophischen Erörterungen werden ökologische Systeme und auch der Forschungsgegenstand der Ökologie mittlerweile weniger im wissenschaftstheoretischen Zusammenhang, als eher im Kontext der Ethik diskutiert, beispielsweise dahingehend, welchen (auch immateriellen) „Wert“ intakte ökologische Systeme für die Menschheit haben oder wozu wir ökologische Systeme oder aber die biologische Vielfalt (Biodiversität) schützen müssen, ob „für die Natur“ oder „für uns Menschen“. Solche Fragestellungen und Entwicklungen haben sich stark auch in Zusammenhang mit der Transformierung des Begriffs Ökologie ergeben (vgl. folgenden Abschnitt).

Politisierung und Popularisierung des Ökologie-Begriffs

Das historische Blue Marble Foto der Apollo-17-Mission als Symbolbild für das fragile Ökosystem Erde

Bis Ende der 1960er Jahre war der Begriff Ökologie wenig bekannt und der entsprechende Forschungszweig galt auch innerhalb der biologischen Wissenschaften als eher randständiger, traditioneller und unmoderner oder gar historischer Ansatz, der in seinem Ansehen deutlich hinter den damals modernen physiologischen und biochemischen Labormethoden angesiedelt war. Zu einer gewissen Verbreitung und Popularisierung der ökologischen Betrachtungsweisen und Forschungsansätze trug aber das 1964 von der UNESCO beschlossene sogenannte Internationale Biologische Programm (IBP) bei, das faktisch von 1967 bis 1974 umgesetzt wurde und durch welches erstmals Ansätze der Großforschung auf die Ökologie übertragen wurden. Allerdings wurde dies zunächst fast nur im Bereich der ökologischen Wissenschaften und der beteiligten Institutionen wirklich wahrgenommen. Es wurden in diesem Zusammenhang weltweit mehrere großangelegte ökosystemare Analyseprojekte verfolgt, darunter in Deutschland das Solling-Projekt . Auch durch das 1971 angelaufene Man and the Biosphere-Programm entwickelten sich Forschung und Bewusstsein weit über den engen naturwissenschaftlichen Rahmen der Biologie hinaus und haben zu mittlerweile über 670 Biosphärenreservaten in rund 120 Staaten geführt. Um 1970 etablierten sich de facto auch die Begriffe Umwelt und Umweltschutz in der deutschsprachigen Politik- und Alltagssprache. Unter Ökologie und unter „ökologisch“ wurde aber ab jetzt zunehmend ein die Ressourcen und die intakte Umwelt schonender, nachhaltiger Umgang mit der Natur und auch eine „naturnahe“ Lebensführung verstanden.

Im US-amerikanischen Raum, später auch bei uns, wurde Rachel Carson mit ihrer Warnung vor einem „Stummen Frühling“ (so ihr Buchtitel von 1962) bekannt, der auf die Pestizidproblematik und Gefährdung der Vogelwelt hinwies. Hieraus entwickelte sich letztlich ein weitgehendes Verbot der Verwendung von DDT und anderen persistenten und sich akkumulierenden Umweltgiften . Ebenfalls in den 1960er Jahren wurden in Europa die Stimmen für einen wirksamen Gewässerschutz immer lauter, denn Schwermetall- und Salzfrachten, Eutrophierung und Sauerstoffschwund hatten in vielen Flüssen und Seen zu einer drastischen Veränderung der Organismenwelt mit Algenblüten und Fischsterben geführt und waren gleichzeitig, auch über die Kontamination des Grundwassers, ein gesundheitliches Problem für Mensch und Nutztier. Kläranlagen mit teilweise sogenannter dritter Reinigungsstufe (zur Fällung von Phosphaten und anderen anorganischen Stoffen ), Ringleitungen um Seen und eine drastische Einschränkung der Ausbringung von Düngestoffen in die Umwelt wurden nun gefordert und im Laufe der folgenden Jahrzehnte gesetzlich umgesetzt. Im Gebiet der Neuen Bundesländer und auch in vielen ehemaligen Ostblockstaaten wurden entsprechende Sanierungsmaßnahmen überwiegend erst in den 1990er Jahren wirksam umgesetzt.

Ökologische Erkenntnisse, die neben dem Verschmutzungs- und Gefährdungspotential auch die Endlichkeit irdischer Ressourcen zentral thematisierten, wurden ab den 1970er Jahren zunehmend mit gesellschaftlichen Belangen in Beziehung gesetzt und teilweise auf diese übertragen. Wichtige Impulsgeber waren die vom Club of Rome herausgegebene Studie Grenzen des Wachstums (1972) und der Bericht an den US-Präsidenten Global 2000 von 1980.

Das Konzept einer nunmehr eher normativen Auslegung der „Ökologie“ machte sie bald zur Leitwissenschaft einer Ökologiebewegung , die in Deutschland ebenfalls in den 1970er und 1980er Jahren aktiv in Erscheinung trat, aber erst später so genannt wurde. Indem das Wort Ökologie Eingang in die tägliche Umgangssprache fand, hatte sich sein Bedeutungsinhalt und die ursprünglich wertneutrale Naturwissenschaftsdisziplin in eine als positiv empfundene Norm und als ein zu erreichendes Ziel entwickelt, so dass ökologisch nahezu synonym zu umweltverträglich, sauber, rücksichtsvoll oder auch zu gut und richtig empfunden wurde. Fast parallel setzte sich die Kurzform „Öko/öko“, in ähnlicher Bedeutung auch „Bio“, in Kombination mit Bezeichnungen durch, die mit schadstofffreien und ressourcenschonenden Wirtschaftsformen in Verbindung zu bringen waren, z. B. Ökobauer , Ökosiedlung , Ökoenergie oder Ökostrom , Ökomode, „ökofair“ (ökologisch angebaut und fair gehandelt). Die Kurzform öko wurde ab jetzt auch gezielt marketingmäßig eingesetzt. Ab ungefähr der Jahrtausendwende wurde zusätzlich auch der (im Prinzip schon seit langem existierende) Begriff der Nachhaltigkeit zu einem weitgehend synonymen, wenngleich zeitgemäßer wirkenden Begriff für „ökologisch“, gerecht und gut verwendet und wird seit dem beginnenden 21. Jahrhundert fast inflationär auf Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft angewendet.

Literatur (Auswahl)

Einzelnachweise

  1. Vgl. auch Ludwig Trepl: Allgemeine Ökologie, Band 1: Organismus und Umwelt. Lang, 2005, S. 13–23; Thomas Kirchhoff: Einführung: von der Ökologie als Wissenschaft zur ökologischen Weltanschauung/Introduction: From ecology as science to an ecological worldview. In: Natur und Landschaft. Band 95, Nr. 9/10 (Schwerpunktausgabe Ökologie zwischen Wissenschaft und Weltanschauung), 2020, S. 390–396.
  2. Ernst Haeckel : Generelle Morphologie der Organismen. Allgemeine Grundzüge der organischen Formen-Wissenschaft, mechanisch begründet durch die von Charles Darwin reformirte Descendenz-Theorie. Band 2, Berlin 1866, S. 286. (Download in der Biodiversity Heritage Library)
  3. Johann Wolfgang von Goethe: Die Metamorphose der Insekten, besonders der Schmetterlinge, wie auch ihre übrigen Eigenschaften und Ökonomie betreffend. Weimar 1798.
  4. z. B. Robert E. Ricklefs: Ecology: The Economy of Nature. 7. Auflage. MacMillan Learning, 2014, ISBN 978-1-4292-4995-9 .
  5. Website des Schwerpunkts Sozial-ökologische Forschung bei Bundesministerium für Bildung und Forschung
  6. Sahotra Sarkar: Ecology . In: Stanford Enzyclopedia of Philosophy. 23. Dezember 2005.
  7. Fritz Schwerdtfeger : Ökologie der Tiere. Ein Lehr- und Handbuch in 3 Teilen . Band 2: Demökologie. Struktur und Dynamik tierischer Populationen . 1968 sowie Folgeauflagen
  8. B. Streit, T. Städler, CM Lively (Hrsg.): Evolutionary Ecology of Freshwater Animals. Concepts and Case Studies. (= Experientia Supplementum Series. (EXS). Vol. 82). Birkhäuser, Basel/ Boston 1997, ISBN 3-7643-5694-4 .
  9. B. Schierwater, B. Streit, GP Wagner, R. deSalle (Hrsg.): Molecular Ecology and Evolution: Approaches and applications. Birkhäuser, Basel/ Boston/ Berlin 1994, ISBN 3-7643-2942-4 .
  10. D. Steinke, N. Brede: Taxonomie des 21. Jahrhunderts - DNA-Barcoding. In: Biologie in unserer Zeit. 36, 2006, S. 40–46.
  11. Bruno Streit, Katrin Böhning-Gaese, Volker Mosbrugger: Biodiversität und Klima: Wandel in vollem Gange! In: Biologie in unserer Zeit. 4/2011, S. 248–255.
  12. Christiane Griebler, Friederike Mösslacher: Grundwasser-Ökologie. UTB, Stuttgart 2003, ISBN 3-8252-2111-3 .
  13. Holism and Evolution. Macmillan, London 1926. (Deutsch: Die holistische Welt. Mit einem Vorwort des Verfassers zur deutschen Ausgabe und einem Geleitwort von Adolf Meyer, herausgegeben und übersetzt von Helmut Minkowski. Metzner, Berlin 1938)
  14. RP Mcintosh: HA Gleason's 'individualistic concept' and theory of animal communities: a continuing controversy. In: Biological Reviews. 60 (2), 1995, S. 317–357; Thomas Kirchhoff: Systemauffassungen und biologische Theorien . Technische Universität München, Freising 2007, S. 77–116.
  15. RH Whittaker: Gradient analysis of vegetation. In: Biological Reviews. 42 (2), 1967, S. 207–264, hier: 209.
  16. Daniel B. Botkin: Discordant harmonies: a new ecology for the twenty-first century . Oxford University Press, Oxford 1990; Klaus Rohde: Nonequilibrium ecology . Cambridge University Press, Cambridge 2005; Josef H. Reichholf: Stabile Ungleichgewichte. Die Ökologie der Zukunft . Suhrkamp, Frankfurt am Main 2008.

Weblinks

Wiktionary: Ökologie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons : Ecology – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Portal: Ökologie – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Ökologie