Методи сучасної екології

Основними напрямками проведення сучасних екологічних досліджень є здійснення аутекологічних, продукційних, популяційних, біотичних, біоценотичних та біосферних досліджень. Аутекологічні дослідження проводять для встановлення закономірностей існування організмів (тривалість життя, поширення хвороб, народжуваність тощо) у певному середовищі на підставі аналізу обмежувальних факторів (температура, вологість, швидкість руху повітря, температура ґрунту, особливості впливу хімічних елементів тощо). Продукційні дослідження здійснюють з особинами, популяціями, біоценозами й мають на меті проведення аналізу, порівняння та розкриття енергетичних бюджетів і закономірностей, що пов’язані з діяльністю екологічних систем. Популяційні дослідження здійснюютьу польових і в лабораторних умовах. Дослідження в польових умовах проводять для пізнання закономірностей заселення середовища популяціями, вивчення їхньої структури, а також особливостей перебігу змін чисельності окремих особин. Натомість у лабораторних дослідженнях експериментальним матеріалом, звичайно, служать біологічні види (миші, щурі, мохи, мікроорганізми тощо). Біотичні дослідження спрямовані на визначення екологічних зв’язків в екосистемах, чисельності видів, що взаємодіють у таких екосистемах, як “хижак-жертва”, “паразит-господар” тощо, та визначають найбільш ефективні шляхи розв’язання проблеми збереження видового різноманіття. Біоценотичні дослідження, що можуть проводитися у природних і в лабораторних умовах, передбачають вивчення закономірностей структури екосистем, зокрема ярусність і мозаїчність, визначення енергетичного балансу, кругообігу речовини і енергії тощо. Біосферні дослідження спрямовані на прогнозування імовірних змін біосфери унаслідок діяльності людини при різних варіантах розвитку суспільства та визначення особливостей енергетичних процесів у біосфері та кругообігу речовин тощо.

Екологія як комплексна наука використовує широкий арсенал методів, що є властивими і для інших фундаментальних наук. За напрямком досліджень, методи сучасної екології поділяються на три основні групи: методи збирання інформації, методи опрацювання отриманої інформації та методи інтерпретації одержаних даних.

Методи збирання інформації передбачають здійснення оцінки стану екологічних об’єктів та спрямовані на накопичення фактичного матеріалу про складові компоненти досліджуваних ділянок екосистем й біосфери загалом. Найголовнішими різновидами таких методів є проведення екологічної індикації, що надає можливість визначити стан і властивості екосистем за видовим складом та оцінити відносини певних (еталонних) груп видів між собою, а також здійснення локального, регіонального або глобального екологічного моніторингу, що дозволяє спостерігати за функціональними (продуктивність, кругообіг речовин і потоку енергії) та структурними (видове різноманіття, чисельність видів) змінами у певних екосистемах.

Методи опрацювання отриманої інформації спрямовані на узагальнення одержаних даних шляхом систематизації певних параметрів основних складових компонентів досліджуваних ділянок екосистем та біосфери загалом на підставі використання сучасних методів багатовимірного статистичного аналізу і прогнозування.

Методи інтерпретації одержаних даних передбачають здійснення аналізу отриманих результатів шляхом проведення моделювання стану екосистем. Такий підхід дозволяє прогнозувати зміни, які можуть відбуватися або внаслідок дії певних екологічних факторів або за умов впливу діяльності людини. На основі абстрагування отриманих результатів розробляються словесні описи екосистем (вербальні моделі), моделюються схеми взаємозв’язків між їхніми окремими компонентами (графічні моделі), описуються екосистеми за допомогою математичних формул та статистичних перетворень.

Відповідно до змісту досліджень, виділяють природні (польові) і експериментальні методи екологічних досліджень, а також методи моделювання. Природні (польові) методи передбачають вивчення популяцій видів та їхніх спільнот у природних умовах, надають можливість визначити закономірності впливу на організм або популяцію комплексу екологічних факторів, вияснити загальну картину розвитку та життєдіяльності виду в конкретних умовах перебування.

Експериментальні методи дають можливість виявити у натурних та лабораторних умовах, тобто спеціально створених, відмінних від звичайних умов, причини та встановити характер взаємо- і співвідносин окремих видів та окремих екосистем.

Методи моделювання передбачають відтворення або у штучних лабораторних системах і на біологічних моделях, або на підставі застосування методів статистичного аналізу і прогнозування різноманітних процесів, що властиві для навколишнього середовища.