Методологічні особливості сучасної екології

Основу методології сучасної екології складають комплексні використання натурних спостережень, вимірювань і досліджень, експериментальних лабораторних досліджень, екологічне картування і моделювання. Більшості екологічних досліджень притаманний системний підхід. У сучасних екологічних дослідженнях широко використовують методи інших наук - хімії, фізики, геології, біології, математики. Ці методи можна об’єднати в кілька груп, серед яких:

1. Методи реєстрацій та оцінки якості довкілля, насамперед різні типи екологічного моніторингу, зокрема біомоніторинг і біоіндикація, дистанційний аерокосмічний моніторинг.

2. Методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біомаси та продуктивності рослин і тварин.

3. Вивчення особливостей впливу різних екологічних чинників на життєдіяльність організмів (як складні й тривалі спостереження в природі, так і, частіше, експерименти в лабораторних умовах - токсикологічні, біологічні, біофізичні, фізіологічні та ін.).

4. Комплексний еколого-економічний аналіз стану різних об’єктів, територій, галузей виробництва.

5. Геоекологічні методи дослідження, геоекологічний моніторинг з метою зменшення негативного впливу забруднювачів на довкілля.

6. Медико-екологічні методи вивчення впливу різних чинників на здоров’я людей.

7. Методи екологічного контролю стану довкілля: екологічна експертиза, екологічний аудит, екологічна паспортизація.

Як приклад, наведемо детальнішу характеристику екологічних досліджень методом біоіндикації. Біоіндикація(лат. indicare - вказувати, виявляти) - метод оцінки абіотичних і біотичних чинників середовища за допомогою біологічних систем. Організми, життєві функції яких тісно корелюють з певними чинниками середовища і можуть використовуватись для їх оцінки, називають біоіндикаторами.Ними можуть бути рослини, тварини, мікроорганізми, гриби. Наприклад, рослини можуть бути використані з метою визначення кислотності грунтів (див. схему).

Стресорами можуть бути температура (холод, спека), вода (посуха і затоплення), тиск, шум, магнетизм, електричний струм, хімічні речовини (солі, озон, оксиди нітрогену тощо). Існує кілька типів чутливості біоіндикаторів до часу розвитку біоіндикаційних процесів (рис.2.1): І - біоіндикатор діє через деякий час, впродовж якого він не реагував на вплив, і одразу втрачає чутливість (одноразова реакція); ІІ - реакція миттєва, але триває певний час, потім зникає; ІІІ - біоіндикатор реагує з моменту появи порушувального впливу з однаковою інтенсивністю тривалий час; ІV - після швидкої й сильної реакції відбувається її поступове згасання; V - при появі стресора починається реакція, яка посилюється, досягаючи максимуму, а потім згасає; VІ - реакція має синусоїдний характер і багаторазово повторюється.

Біоіндикатори використовують при веденні двох типів моніторингу пасивного і активного. Пасивний моніторинг - дослідження видимих і непомітних пошкоджень чи відхилень від норми - ознак стресового впливу в організмах, що вільно живуть у природі. Активний моніторинг - виявлення впливу біотичних і абіотичних чинників на тест-організми, які перебувають у стандартизованих умовах на досліджуваній території.

Ч - чутливість біоіндикатора Ст - стресор довкілля

Ч

Ч

Ч

Ч

Ч

Ч

І

Ст

ІІ

Ст

ІІІ Ст

ІV Ст

V Ст VІ Ст

Рис.2.1. Типи чутливості біоіндикаторів залежно від часу розвитку біоіндикаційних процесів

Залежно від змін, що відбуваються з живими організмами під впливом різних чинників, говорять про рівні біоіндикації. Які це зміни? Це можуть бути макроскопічні зміни - (некрози: відмирання окремих ділянок тканин, наприклад крайові некрози листя лип, що ростуть на тротуарах, зумовлені засоленням грунтів); зміна забарвлення (під впливом SO₂ в листі смородини руйнується хлорофіл і виявляється червоне забарвлення), передчасне старіння (під дією етилену; тому для прискорення дозрівання фруктів їх обробляють цим газом); обпадання листя; зміна форми чи розмірів органів; зниження продуктивності; навіть формування нехарактерної для певного виду крони (у разі забруднення повітря SO₂ і НF дерева набувають кущо- і подушкоподібних форм). Мікроскопічними змінами може бути зміна розмірів клітин і субклітинних структур (руйнування хлоропластів у листках під впливом SO₂ і NaCl тощо.

Для оцінки санітарного стану питної води визначають вміст однієї кишкової палички в певному її об’ємі. За цією характеристикою воду поділяють на 5 класів чистоти від першого (“здорова”) з об’ємом води 100 мл, в якому виявлена одна кишкова паличка, до п’ятого (“цілком нездорова”), якщо одна кишкова паличка виявлена в 0,01 мл такої води.

Здатність поглинати радіонукліди яскраво виражена у липи, в’яза, ясена, берези, тополі, полину, що робить їх не лише індикаторами, а й очисниками природного середовища.

Отже, приглядаючись до рослин і тварин, що нас оточують, помічаючи певні зміни в їх зовнішньому вигляді чи поведінці, можна оцінювати якість навколишнього середовища.

Питання для самоконтролю

1. Для чого необхідно знати основні екологічні закони?

2. Про що говорять “Закони Б. Коммонера”?

3. У чому полягає сутність закону мінімуму?

4. Що означає принцип збалансованого природокористування

5. Які методи використовують при екологічних дослідженнях?

6. Які ви знаєте методи екологічного контролю?

7. Що таке біоіндикація?

8. Що таке активний моніторинг?