1.4. Основні методи екологічних досліджень

Методи досліджень сучасної екології є дуже різноманітними:

• статистичний, який дозволяє отримання, обробку та аналіз первинних статистичних матеріалів;

• балансовий, що дає можливість спів ставляти наявність природних ресурсів з їх використанням;

• порівняльний, що передбачає вивчення об’єктів через порівняння з іншими об’єктами;

• аерокосмічні (космічні знімання), що дозволяють оцінити в динаміці всі процеси, що відбуваються в локальному, регіональному та глобальному масштабах на Землі;

• картографічний, що дозволяє застосовувати географічну карту для опису, аналізу та пізнання явищ.

Крім того, застосовують наступні методи, такі як: робочих гіпотез, моделювання процесів, системний підхід, постановка експериментів тощо.

Для проведення екологічних досліджень широко використовують порівняно прості методи математичної статистики: обробку варіаційних рядів з визначенням математичного очікування, дисперсії, середнього квадратичного відхилення, отримання інтенсивних та екстенсивних показників для порівняння тощо.

Також виділяють такі методи як: фізичні; хімічні; біофізичні; біохімічні; радіобіологічні; метеорологічні; кібернетичні; наземний, повітряний та космічний екомоніторинги; аналізу, систематики, прогнозу.

Методична основа сучасної екології включає: системний підхід; натурні спостереження; експеримент; моделювання.

Для дослідних та прикладних робіт використовують наступні методи:

• методи реєстрації та оцінки стану середовища: вимірювання температури, хімічного складу, радіаційного фону, хімічного забруднення і т.п.;

• екологічний моніторинг: періодичне або безперервне спостереження, наприклад: вивчення антропогенного забруднення середовища. Для цього використовують методи фізичного і хімічного експрес-аналізів, дистанційне зондування, телеметрію і комп’ютерну обробку даних;

• методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біомаси та продуктивності рослин і тварин (наприклад: аерокосмічна реєстрація чисельності стад);

• методи вивчення взаємовідносин між організмами в багатовидових угрупованнях (наприклад: експеримент “Біосфера-2”, США);

• методи математичного моделювання, зокрема методи імітаційного моделювання з використанням сучасної обчислювальної техніки. Ці методи дозволяють розглядати варіанти і здійснювати обґрунтовані прогнози глобального розвитку.

1.5. Основа сучасної екології – вивчення модельної системи: “Людина – економіка – Біота – середовище”

У 1992 році Д.Медоуз написав: “Та система, що заставляє здійснювати шкоду навколишньому середовищу, дуже схожа на інші системи, такі, наприклад, що заставляють людей палити, ставати наркоманами, використовувати все більше пестицидів у сільському господарстві, створювати все більше зброї, щоб забезпечити безпеку”.

Автор назвав такі порочні системи “манія-структурами”.

Дійсно, не має нікого, хто свідомо хотів би губити природу і порушувати навколишнє середовище, але збитки, що їм наносяться, весь час зростають. Чому це виникає і що потрібно зробити, щоб змінити це становище? Відповідь не лежить в якійсь одній галузі – економіці, техніці, біології або психології. Вона знаходиться в системі взаємодії цих областей, які утворюють глобальну суперсистему “людське суспільство – виробництво та економіка – жива природа – навколишнє середовище”. Структурна схема системи “Людина – Економіка – Біота – Середовище” приведена на рис. 1.5.1.

Б

– –

+

Е + – С

+ Л +

Рис. 1.5.1. Модельна система “Людина – Економіка – Біота – Середовище”

Поведінка та характер зв’язків у даній системі можна охарактеризувати наступним чином:

– двосторонній зв’язок “Людина ₊ ⁺ Економіка” має позитивний зворотній характер. Так як росте чисельність людей, то зростають і їх потреби і, відповідно, зростає продукція економіки;

– чим більше зростання економіки, тим більша негативна дія її на природу та на навколишнє середовище. Використання відходів є незначним у порівнянні з об’ємом використання людством природних ресурсів. Тому зв’язок “Економіка

– Біота” є одностороннім і має від’ємний характер;

– такий самий характер має зв’язок “Економіка – Середовище”, тому що темпи антропогенного забруднення набагато більші, ніж здатність природних систем до відновлення середовища;

– зв’язок “Біота + Середовище” характеризує здатність живої природи формувати і регулювати середовище, а лімітуюча дія середовища характеризується від’ємним зв’язком “Середовище – Біота”;

– зв’язок “Середовище + Людина” – односторонній і позитивний, тому що благополуччя людини у значній мірі залежить від стану середовища.

В цілому благополуччя людства залежить від двох позитивних зв’язків: “Економіка + Людина” і “Середовище + Людина”. Так як чисельність людей на планеті зростає, то відповідно збільшується і продукція економіки, причому, в більшій мірі, ніж зростає її коефіцієнт корисної дії. Тому, зростання економіки супроводжується зростанням її шкідливої дії – негативного техногенного тиску на природу, а через неї і на людину. Людина звикла “покоряти природу”, брате від неї все більше і більше. 2 млн. років предки людини жили у гармонії із природою, і тільки в останні 2 століття, особливо останні 50 років, люди здійснюють глобальний екоцид. Люди запустили бумеранг техногенезу і зараз знаходяться під його ударом. Цей момент, можливо, самий драматичний в історії Землі. Розвиток людської цивілізації знаходиться у точці біофоркації. Вибір напрямку розвитку людства залежить від нього самого.