Предмет, метод та завдання екології як науки

Але наприкінці XX ст. зміст екології став дещо ширшим, її місце в системі наук значно змінилося. Екологія виникла яксуто біологічна наука, але в наш час вона трансформувалася і стала наукою про структуру та функцію природи в цілому, наукою про біосферу, наукою, що вивчає місце людини на нашій планеті, наукою про взаємозв'язки всього живого на нашій планеті між собою та з довкіллям.

Видатний американський вчений Ю. Одумодним із перших почав розглядати екологію не як вузьку біологічну наукову дисципліну, а як міждисциплінарну науку, що досліджує багатокомпонентні та багаторівневі складні системи у природі та суспільстві. Ця якісна зміна в розумінні екології вимагала озброєння її новими методами та зробила високо актуальною для вирішення соціальних та економічних проблем людства.

Екологія – це наука про взаємовідносини живих істот між собою та з неорганічною природою, що їх оточує, а також про зв’язки в системах, яким підпорядковане існування організмів, структуру і функціонування цих систем.

Предмет екології – це сукупність або структура зв'язків між організмами та середовищем, що їх оточує.

Основними завданнями екології як науки є:

ð вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів;

ð прогнозування динаміки стану біосфери в часі та просторі;

ð розробка (з урахуванням основних екологічних законів) шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи;

ð збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання і самовідновлення.

Методологічну основу екології складають поєднання системного підходу, спостереження, експерименту, оцінки та моделювання. Методи екології прийнято поділяти на такі групи (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Методи екології

Методи збору інформації –це спостереження, біоіндикація (оцінка стану довкілля за певними характеристиками біоти – сталої сукупності рослин, тварин, грибів та бактерій, що об'єднані спільною територією), експеримент, вимірювання параметрів стану довкілля. Вони є різноманітними і базуються на комплексній системі спостереження за станом навколишнього середовища, яку називають моніторингом. Принципи моніторингу довкілля систематизовано Клименко М.О., Прищепа А.М., Вознюк Н.М.

Методи збору інформації повинні забезпечувати оперативність, достовірність і повноту первинної інформації про стан об'єктів спостереження, тому слід дотримуватись двох основних принципи: принципу системності і принципу переважності.

Принцип системності полягає в тому, що в природі все взаємопов’язане, і будь-яке явище необхідно розглядати як систему, на яку діють різні фактори. При цьому для забезпечення системного підходу необхідна єдина стандартизована методологія збору первинної інформації.

Принцип переважності полягає в тому, що кількість параметрів довкілля повинна бути обмеженою, але найбільш повно відображати реальний стан об'єктів спостереження і реакцію екосистем на зовнішній вплив.

Проблема обробки інформації, якупроводять методами математичної статистики, полягає в тому, що серед показників, що характеризують стан природного середовища важко виявити їх екстремальні значення. Важко визначити, наскільки ці показники стану об'єктів виходять за межі природного коливання значення цих параметрів довкілля. Тому, особливого значення набуває достовірність даних екологічної інформації про стан об’єктів довкілля.

Проблема методів інтерпретації результатів є виявлення управляючих параметрів та змінних довкілля. Ця проблема є однією із найбільш складних для вирішення, адже потоки інформації в екосистемах надзвичайно потужні. Оцінку екологічного стану об’єктів довкілля проводять шляхом порівняння реальних значень параметрів довкілля з певними нормами, тому правильний вибір норми екологічного стану об'єктів довкілля є вкрай важливим.

Моделювання в екології має надзвичайно важливе значення, тому що, знаючи динаміку змін основних параметрів екосистем і біосфери в цілому, можна визначати їх стійкість до дії зовнішніх факторів. Моделювання є єдиним джерелом інформації про можливий перебіг процесів в екосистемах. При моделюванні важливо не тільки правильно вибрати модель, але і врахувати мінливість параметрів довкілля. Якщо моделювання перебігу процесів в тих чи інших середовищах є достатньо простим, наприклад, розсіювання забруднювальних речовин в повітрі, то не виникають проблеми, що пов’язані з їх складністю.

При моделюванні стану екосистем використовують концептуальну та математичну моделі. Концептуальна модель складається з наукового опису системи, який супроводжується блок-схемою системи та принциповими закономірностями, що покладені в основу її опису. Математична модель базується на сукупності певного кількості математичних рівнянь та нерівностей, розв’язання яких дозволяє передбачити зміни у поведінці моделі при зміні величин тих чи інших параметрів.