Определите структуру современного экологического знания и новейшие методы экологических исследований
ЗМІСТ
Задание І............................................................................................. 3
Задание II............................................................................................ 8
Задание III......................................................................................... 13
Тестовые задания IV........................................................................ 19
Практические задания V.................................................................. 23
Список использованной литературы.............................................. 25
Задание I
Определите структуру современного экологического знания и новейшие методы экологических исследований
Современная экология – это фундаментальная комплексная наука о природе, объединяющая знание основ нескольких классических естественных наук: биологии, геологии, географии, климатологии, ландшафтоведения и др.
В наше время термином «экология» всё чаще обозначают совокупность взаимоотношений природы и человека.
Рассматривая структуру современной экологической науки, можно выделить три основные её ветви.
1. Общая экология (биоэкология) – изучение взаимноотношений живых систем разных организмов, популяций, экосистем между собой и со средой. Общая экология, в свою очередь, делится на следующие разделы:
- аутэкология – изучение взаимоотношений организмов отдельного вида со средой обитания;
- демэкология – экология популяций;
- синэкология – экология сообществ;
- экосистемная или биосферная экология.
2. Геоэкология – это изучение геосфер, их динамики и взаимодействия, геофизических условий жизни, факторов, неживой окружающей среды, действующей на организмы.
3. Прикладная экология – это аспекты инженерной, социальной, экономической охраны среды обитания человека, проблем взаимоотношения природы и общества, экологических принципов охраны природы[1].
Многообразие и сложность взаимосвязей и взаимозависимостей живых систем разных уровней организации и среды обитания обусловливают огромное разнообразие методов экологических исследований. При этом, нередко, бывают использованы специфические методы других биологических и небиологических наук.
По тому, как меняются показатели исследуемого объекта, можно судить о его состоянии на данный момент и выявить стабильность или тенденции к изменениям, скорость, размеры и направление изменений.
Собственные методы экологии можно разделить на две группы: полевые, лабораторные.
Полевые методы предполагают изучение экологических явлений непосредственно в природе. Они помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности биосистем. Полевые исследования имеют для экологии первостепенное значение, так как позволяют представить общую картину развития природы в конкретных условиях того или иного региона. Полевые методы, в свою очередь, могут быть маршрутными, стационарными, описательными и экспериментальными.
Маршрутные методы используются для:
- выяснения наличия на исследуемой территории экологических объектов (например, тех или иных жизненных форм организмов, экологических групп, фитоценозов, охраняемых видов и др.);
- выявления разнообразия и встречаемости исследуемых экологических объектов.
Приемами этой группы методов являются:
- прямое наблюдение;
- оценка состояния;
- измерение;
- описание (например, описание учетных площадок, отдельных представителей живого мира, фенофаз и т.п.);
- составление схем, карт и инвентаризационных списков исследуемых объектов.
Стационарные методы – это методы длительного (сезонного, круглогодичного или многолетнего) наблюдения за одними и теми же объектами, требующие неоднократных описаний, замеров изменений, происходящих у наблюдаемых объектов. Эти методы обычно совмещают в себе полевые и лабораторные исследования.
Описательные методы применяются при:
- регистрации основных особенностей изучаемых объектов;
- прямом наблюдении;
- картировании экологических явлений;
- инвентаризации ценных природных объектов.
Эти методы являются ключевыми в экологическом мониторинге.
Экспериментальные методы объединяют различные приемы прямого вмешательства в обычные характеристики исследуемых объектов. Производимые в эксперименте наблюдения, описания и измерения выявленных свойств объекта обязательно сопоставляются с такими же объектами, не задействованными в эксперименте. В экологическом эксперименте сравниваются проявления свойств изучаемого объекта в различных условиях окружающей среды. Эксперимент, поставленный в полевых условиях, может продолжиться в лаборатории.
Лабораторные методы дают возможность изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы и получить приблизительные результаты. Выводы, полученные в лабораторном экологическом эксперименте, требуют обязательной проверки в природе, т. к. в условиях лаборатории трудно применить весь комплекс факторов среды (но определить влияние одного-двух экологических факторов возможно).
Кроме того, в последнее время широкое распространение метод моделирования экологических явлений в природе и обществе.
Моделирование – это метод опосредованного практического и теоретического оперирования объектом, когда исследуется не сам интересующий объект непосредственно, а вспомогательная искусственная или естественная система (модель), соответствующая свойствам реального объекта. Модель - мысленно представимая или материально реализованная система, которая, отражая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте. Модель может выполнять свою роль лишь тогда, когда степень ее соответствия объекту определена достаточно строго. Потребность моделирования в экологии возникает тогда, когда конкретное исследование самого объекта невозможно или затруднительно в силу: обилия (или скудости) фактических материалов о нем, дороговизны, требует слишком длительного времени.
Любая модель всегда упрощена и отражает лишь общую суть процесса и имитирует реальность, но при этом моделирование позволяет исследовать процессы и явления, недоступные для непосредственного наблюдения. Так методами имитационного моделирования (особенно с применением компьютеров) были получены достаточно надежные количественные прогнозы изменения численности популяции; устойчивости структуры экосистем и др. Имитационное моделирование широко используется при исследовании биосферы. И при этом для построения удовлетворительной модели достаточно учесть лишь четыре основных компонента - движущие силы, свойства, потоки и взаимодействие.
Модели очень полезны, т. к. позволяют интегрировать все то, что известно о моделируемой ситуации. С их помощью можно выявить неточности в исходных данных об объекте, определить новые аспекты его изучения. Моделирование экологических явлений используется для практических прогнозов их динамики; исследования взаимосвязей видов и сообществ со средой; определения воздействия факторов; выбора путей рационального вмешательства человека в жизнь природы.
Модели интегрируют в едином процессе экологического исследования междисциплинарный подход, математические, эмпирические и социологические методы.
В последнее время, в изучении экологических связей и явлений широкое распространение получил социологический метод. В рамках, которого, осуществляется: опрос населения (массовый, групповой, индивидуальный); анкетирование; беседы с отдельными людьми для сбора экологических данных; анализ многолетних материалов здравоохранения, образования и т.п.
Экологические исследования имеют большое значение в решении многих теоретических и практических задач существования природы, человека и общества. При этом необходимо рациональное сочетание различных методик, которые должны взаимно дополнять и контролировать друг друга[2].
Задание II