3. Комплекс екологічних наук сьогодні.

Розширення предмету, подальший розвиток екології призвели до перетворення її в комплекс екологічних наук. Структура сучасної екології:

1) Загальна екологія: теоретична екологія, математична екологія, моделювання екологічних систем і процесів. Зв’язки: теоретична біологія, загальна теорія систем, математика, кібернетика.

2) Біоекологія: екологія систематичних груп організмів; екологія природних біосистем – груп, популяцій, екосистем; еволюційна екологія. Зв’язки: усі загально біологічні дисципліни, ботаніка, зоологія та інші. Щодо розмірів об’єкта дослідження біоекологію поділяють на: - аутекологію, яка вивчає взаємодію окремого живого організму та його середовища;  популяційну екологію, чи демекологію, — предметом її вивчення є взаємодія популяції та її середовища;  синекологію, яка досліджує взаємодію біотичних (живих) сукупностей із середовищем.

3) Екосферологія: глобальна екологія, вчення про біосферу та її взаємодію з техносферою. Зв’язки: загальна екологія, біоекологія, геоекологія, глобалістика.

4) Геоекологія: екологія організмів за приналежністю до різних середовищ існування, біогеографічним областям, природно-кліматичним зонам, континентам, країнам. Зв’язки: географія, геологія, геофізика, геохімія, кліматологія, біогеографія. В останні роки як самостійна галузь науки сформувалася географічна, або ландшафтна, екологія. Через вплив людини на природу до географії увійшло й набуло поширення поняття «антропогенний ландшафт» — самостійні природні системи, структура яких відрізняється від природних завдяки діяльності людини. Це, приміром, кар’єри, що залишилися після відкритого добування корисних копалин; окультурений ландшафт — орна земля, культурні пасовища, сади, насаджений ліс, парк тощо; культурний ландшафт, де людська діяльність настільки змінила співвідношення предметів і явищ природи, що ландшафт набув нових, якісно інших особливостей, порівняно з попереднім, природним своїм станом. Прикладом може бути сучасний ландшафт населеного району.

5) Соціальна екологія розглядає взаємовідносини в системі «суспільство — природа», вона вивчає взаємодії та взаємозв’язки людського суспільства з природним середовищем, розробляє наукові основи раціонального природокористування, які передбачають охорону природи та оптимізацію середовища проживання людини.

6) Екологія людини: вивчення екологічних ніш і потреб людини та соціальних

груп; екологія поселень. Зв’язки: історія, антропологія, соціологія, медицина, демографія.

7) Прикладна екологія: екологічні аспекти виробництва, промислу, комунального господарства; інженерна екологія (будівництво, промисловість, енергетика, транспорт, ергономіка); сільськогосподарська екологія; заповідні об’экти. Зв’язки: галузі господарства, ресурси, економіка природокористування.

4. Методи дослідження екології.

Екологія у своїх дослідженнях використовує широкий арсенал методів — як традиційних, так і нових. Методичну основу сучасної екології складають: системний підхід; натурні спостереження; експеримент; моделювання; статистичний метод; балансовий метод; порівняльний метод; картографічний метод; аерокосмічні методи дослідження. Різноманітність дослідницьких та прикладних екологічних завдань спричиняє застосування в екології значної кількості методів, котрі можна об’єднати в декілька груп.

І. Загальнонаукові методи.

Системний підхід лежить в основі більшості екологічних досліджень, тому що будь-який об’єкт екології уявляє собою систему або частину системи. Цей метод дозволяє розкрити цілісність екосистем різного ієрархічного рівня, прослідкувати і передбачити зміни у властивостях основних компонентів екосистем під впливом антропогенної діяльності, а також вирішити проблеми збереження самої людини як виду.

ІІ. Власне екологічні методи.

1) Методи реєстрації і оцінки стану середовища є невід’ємною частиною будь-якого екологічного дослідження. До них належать: метеорологічні спостереження; вимірювання температури, прозорості, солоності і хімічного складу води; визначення фізичних, механічних, фізико-хімічних властивостей грунтів; вимірювання освітленості, радіаційного фону; визначення хімічного і бактеріального забруднення середовища тощо.

До цієї ж групи методів слід віднести моніторинг – періодичне або постійне спостереження за станом екологічних об’єктів і за якістю середовища.

2) Методи кількісного обліку організмів та методи оцінки біомаси і продуктивності рослин і тварин лежать в основі вивчення природних угруповань. Для цього використовуються підрахунки особин на контрольних ділянках, в об’ємах води або ґрунту, вилов тварин, спостереження за пересуваннями тварин і т.д. Все це необхідно для оволодіння управлінням екосистемами, для попередження загибелі видів і зниження біопродуктивності екосистем.

3) Дослідження впливу факторів середовища на життєдіяльність організмів складають найбільш різноманітну групу методів екології. До їх числа входять досить складні і тривалі спостереження в природі. Але частіше використовуються експериментальні підходи, коли в умовах лабораторії вивчається вплив того чи іншого фактору на організм. Таким чином встановлюються оптимальні або граничні умови існування організмів, норми їх реакції на фактори середовища.

4) Методи вивчення взаємостосунків між організмами у багатовидових угрупованнях. Тут також важливі натурні спостереження та лабораторні дослідження харчових стосунків; досліди з переносом «міток», наприклад радіоактивних ізотопів, за допомогою котрих можна визначити, скільки органічної речовини і енергії переходить від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої: від рослин до травоїдних тварин, від травоїдних тварин до хижаків.

5) Методи математичного моделювання набувають останнім часом все більшого значення в екології. Вони використовуються для управління і прогнозування процесів, явищ тощо.

6) Методи прикладної екології швидко розвиваються. Її засобами є: створення геоінформаційних систем (ГІС –технологій) і банків екологічної інформації, які відносяться до різних регіонів, територій, ландшафтів, агросистем, міст; комплексний еколого-економічний аналіз стану територій для діагностики і оздоровлення екологічного стану; методи інженерно-екологічних пошукувань, необхідних для оптимального розміщення, проектування, будівництва і реконструкції цивільних і господарських об’єктів; методи контролю екологічної регламентації господарської діяльності; паспортизація господарських об’єктів, підприємств, територій; екологічна експертиза.

ІІІ. Методи інших наук.

Серед них — статистичний метод, який передбачає отримання, обробку та аналіз первинних статистичних матеріалів. Широко використовують порівняно прості методи математичної статистики, а саме: обробку варіаційних рядів з визначенням математичного очікування, дисперсії, середнього квадратичного відхилення, отримання інтенсивних та екстенсивних показників для порівняння тощо. Балансовий метод, який дає можливість зіставляти наявність природних ресурсів з їхнім використанням. Порівняльний метод — він передбачає вивчення об’єктів через порівняння з іншими. В екології найчастіше порівнюють забруднені та екологічно чисті ділянки.

В останні десятиріччя у вивченні екологічних проблем біосфери великого значення надають аерокосмічним методам дослідження. Нині в багатьох країнах створені й функціонують глобальні експериментальні системи вивчення природних ресурсів, до складу яких входять водний, наземний і ракетно-космічний комплекс збору інформації та наземний комплекс її приймання, обробки, збереження, поширення й використання. Специфіка використання космічних знімань і отримання з них нової інформації обумовлені їх оглядовістю, можливістю вивчення поверхні Землі на різних рівнях генералізації (узагальнення).

Аерокосмічні методи дозволяють оцінити в динаміці всі процеси, що відбуваються в локальному, регіональному чи глобальному масштабах. Так, скажімо, саме космічне знімання 1975 р. зареєструвало пилосольові бурі, які несли отруйні для рослин хлориди з території, що зовсім недавно була морським дном. У 1986 р. космічне знімання, проведене японським супутником, зафіксувало поширення теренами Європи чорнобильських радіонуклідів починаючи від другого дня аварії. Нині в процесі дослідження виконуються синхронні вимірювання на різних рівнях (з висоти 600 - 1000 км, 250 - 300 км - спостереження з космічних кораблів; 10 - 20 км, 2 - 5 км - аеровізуальні спостереження з літака чи з гелікоптера; наземні (підземні) та водні (донні, підльодові) спостереження).

Значну роль у дослідженні навколишнього середовища відіграє картографічний метод, який дозволяє застосувати географічну карту для опису, аналізу і пізнання явищ. Учені-картографи створили цілісні картографічні моделі, що характеризують окремі елементи навколишнього середовища та їх використання в процесі господарської діяльності, а також вказують на заходи зі збереження та покращання продуктивності природних і антропогенних ландшафтів. Це, насамперед, дані про природні процеси і явища, які створюють передумови для можливого погіршення якості середовища (райони активної сейсмічності, сильно еродовані, засолені чи заболочені ґрунти тощо); про розміщення та основні властивості об’єктів господарської діяльності, які забруднюють ґрунти, воду чи повітря; дані про контроль за станом окремих компонентів середовища тощо.

Географічні карти не обмежуються фіксацією розміщення явищ і виявленням закономірностей цього розміщення. Отримання нових знань і характеристик, висвітлення процесів розвитку, встановлення взаємозв’язків і прогнозів явищ — ось ті можливості, що відкривають картографічному методові найширші перспективи.

Гострота екологічних проблем у розвитку біосфери в цілому і в окремих регіонах досягла меж, що вимагають системного підходу до них, усебічного та комплексного вивчення навколишнього середовища з використанням усього комплексу як традиційних, так і нових методів.