Методи дослідження та історія екології

1.

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА
ІСТОРІЯ ЕКОЛОГІЇ

2.

ПЛАН
1. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ В ЕКОЛОГІЇ
2. ІСТОРІЯ ВИНИКНЕННЯ ТА ФОРМУВАННЯ
ЕКОЛОГІЇ

3.

• Екологічні дослідження
вимагають систематичного
дотримання чотирьох
послідовних етапів:
• 1) спостереження;
• 2) формулювання на основі
спостережень теорії про
закономірність досліджуваного
явища;
• 3) перевірка теорії
наступними спостереженнями
й експериментами;
• 4) спостереження за тим, чи
передбачення, основані на цій
теорії, правдиві.
Екологічні
дослідження

4.

Спостереження
• Факти базуються на прямих
або непрямих
спостереженнях, що
виконані за допомогою
органів відчуття або
приладів. Усі факти, які
належать до конкретної
проблеми, називають
даними. Спостереження
можуть бути якісними (тобто
описувати колір, форму,
смак, зовнішній вигляд тощо)
або кількісними.

5.

Методи дослідження
систем
• Методологічною основою екології як науки про
екосистеми є системний підхід. Система, як
відомо, це впорядковано взаємодіючі і
взаємопов'язані компоненти, що утворюють
єдине ціле. Екологічні системи – складні
ієрархічні структури організованої матерії, в яких
при об'єднанні компонентів в більші
функціональні одиниці виникають нові якості, що
відсутні на попередньому рівні. Такі якісно нові,
або, як їх ще називають, емерджентні
властивості екологічного рівня, не можна
передбачити, виходячи з властивостей
компонентів, що становлять цей рівень.

6.

Для вирішення поставлених завдань
використовують три основні групи
методів:
• 1) польові спостереження;
• 2) експерименти в полі і лабораторії;
• 3) моделювання.

7.

Польовий метод
• – один із основних методів, який проводиться в
природних умовах. Його широко використовують в
агрохімії,
фізіології
рослин,
землеробстві,
рослинництві, лісівництві, селекції. При цьому
здійснюють
фенологічні
спостереження,
агрофізичні,
агрохімічні,
мікробіологічні
дослідження ґрунтів, ботанічні, фізіологічні та
біохімічні дослідження рослин. Усе це дає змогу
виявити біоекологічні можливості виду чи сорту
рослин, з'ясувати природу відмінності в урожаї та
його якості тощо.

8.

• Метод
безпосередніх
спостережень
екосистеми або її окремих компонентів в
природних умовах передбачає невтручання
(або ж мінімально можливе втручання)
спостерігача в природні процеси, стосунки чи
стани. Цей метод ще називають порівняльним
еколого-географічним,
або
ж
методом
порівняльної екології.

9.

Польові дослідження екосистем певних
ландшафтів покликані вирішити такі завдання:
1. Виділення основних типів екосистем і їх взаємозв'язків в даному
ландшафті.
2. Визначення видового складу організмів, які населяють кожну з екосистем,
встановлення відповідних їй клімату, типу ґрунтів, ґрунтоутворюючої породи,
характеру гідрологічного режиму.
3. Ідентифікація структури екосистеми на якісному рівні, тобто одержання
загальної картини стосунків між видами, встановлення характеру зв'язків
організмів з ґрунтом, приземними шарами повітря та іншими неживими
компонентами екосистеми, а також у цих останніх один з одним.
4. Одержання кількісних оцінок основних показників складу екосистеми,
наприклад, встановлення основних змінних стану мікроклімату (температури,
вологості, концентрації вуглекислого газу та ін.), ґрунту (температури, вологості,
концентрації можливих елементів рослин і т. ін.), для наземних екосистем і водної
маси (температури, солоності, концентрації кисню, іонів водню, біогенних
елементів і т. ін.).

10.

Загальна схема вивчення
екосистем
Виходячи із завдань системного підходу до вивчення екосистем,
процес дослідження можна поділити на ряд більш детальних етапів,
які послідовно змінюють один одного в часі або ж здійснюються
паралельно. Ці етапи мають такі назви:
1) постановка завдання,
2) концептуалізація,
3) специфікація,
4) спостереження,
5) ідентифікація,
6) експеримент,
7) реалізація моделі,
8) перевірка моделі,
9) дослідження (аналіз) моделі,
10) оптимізація,
11) заключний синтез.

11.

Проблематика екологічних
досліджень
• Аутекологічні дослідження. Здійснюють з
метою встановлення закономірностей існування
організмів у певному середовищі шляхом аналізу
обмежуючих факторів (наприклад, температури
повітря чи грунту, наявності хімічних елементів).
Особливе місце відводять дослідженням тих з них,
які призводять до летального наслідку – смерті
організму. Предметом цих досліджень можуть бути
тривалість життя або ж народжуваність, яка
визначається за кількістю насіння або відкладених
яєць.

12.

Продукційні дослідження.
• Здійснюють як з особинами, популяціями,
так і з біоценозами. Мета цих досліджень –
це розкриття, окрім аналізу енергетичних
бюджетів, закономірностей, пов'язаних з
енергетичним господарством екологічних
систем. Це завдання реалізується шляхом
порівняння
продуктивності
різних
екосистемних біоценозів.

13.

Популяційні дослідження.
• Ці дослідження здійснюються як у
польових умовах, так і в лабораторіях. У
лабораторних
дослідженнях
експериментальним матеріалом служать
синантропні види (наприклад, кролі або
шкідники – миші, щурі), для яких легко
створити в експерименті умови, близькі до
природних. Деколи використовують водні
організми, мохи, лишайники, мікроорганізми.

14.

Біотичні дослідження.
• Обіймають
екологічні
зв'язки,
які
спостерігаються в простих дво- або
декількавидових системах. Як правило, ці
дослідження
спираються
на
аналіз
чисельності видів, які взаємодіють в одному
середовищі.

15.

Біоценотичні дослідження.
• Проводяться найчастіше в натуральних
умовах, інколи – в лабораторних. Предметом
їх є вивчення закономірності структури
систем, таких, як ярусність, мозаїчність і т.п.
Функціонування біоценозу досліджується
шляхом вивчення енергетичного балансу,
обігу речовини і енергії, а також сукцесій.

16.

Дослідження екології
місцезростань.
• Спираються на знання вимог окремих
видів, з'ясованих у процесі аутекологічних
досліджень.
На
підставі
аналізу
розповсюдження
видів
можна
дати
характеристику
умов
місцезростання
(біоіндикація).
Іншими
дослідженнями
встановлюють, як впливають рослинні
угруповання на якість середовища.

17.

Біосферні дослідження.
• Біосферними дослідженнями займається
наука, яку називають біосферологією, або
глобальною екологією. Головне її завдання –
розробка прогнозу можливих змін біосфери під
впливом діяльності людини при різних варіантах
розвитку. Ця наука досліджує енергетичні
процеси в біосфері, великі кругообіги речовин
тощо. До методів дослідження належать
найсучасніші методи аерокосмічного зондування
Землі.

18.

По виділенню зон
екологічного лиха
розрізняють:
Зона екологічного лиха - ділянки
території, де в результаті
господарської або
іншої діяльності відбулися глибокі
незворотні зміни навколишнього
природного
середовища, що призвели до
істотного погіршення здоров'я
населення, порушення
природної рівноваги, руйнування
природних екологічних систем,
деградацію флори
і фауни.

19.

Зона екологічної
небезпеки
- територія, у межах якої
систематично порушуються екологічні
норми і регламенти, виявляються
ознаки деградації компонентів
природного середовища, в окремих
групах населення рівень екологічно
залежних захворювань вище
середньостатистичного по краї,
області, місту.

20.

Зона екологічної кризи
територія, у межах якої відбувається
деградація
основних екосистем, природні
ресурси знаходяться на грані
виснаження,
демографічні і медико-екологічні
показники систематично гірше
середньо статистичних по країні,
округу, області, регіону.

21.

Визначення виду екологічної ситуації
• Для визначення виду екологічної ситуації використовують
сукупність стану водойм, ґрунтів, рослинності, ландшафтів,
соціально-економічного положення й ін. Однак не існує
загальноприйнятої системи оцінки екологічних ситуацій.
• У сучасних методиках оцінка екологічних ситуацій дається без
обліку просторових і тимчасових масштабів прояву процесів,
що сильно знецінює результати. Інші просторові і тимчасові
масштаби спричиняють зміну методики оцінки екологічних
ситуацій і зміну термінології. Стосовно територій різного
розміру і до періодів різної тривалості не слід застосовувати ті
самі терміни. Таке, наприклад, поняття, як катастрофічна
екологічна ситуація, навряд чи можна використовувати для
позначення ситуації, що склалася на невеликій території. Такий
же висновок випливає стосовно поняття "екологічного лиха".