3 Объекты и методы экологических исследований

Экология - это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деятельностью человека. Конечной целью экологических исследований является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды. Процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяций в биогеоценозе. Основным содержанием современной экологии становится исследование взаимоотно-шений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем) и биосферы, их продуктивности и энергетики. Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популя-ции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве. Основные задачи могут быть сведены к изучению динамики популяций, к учению о биогеоценозах и их системах. Главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной инду-стриализации и урбанизации нашей планеты. Методы экологических исследований делятся на: полевые, лабораторные, экспериментальные, количественные (математическое моделирование) методы. Полевые методы имеют первостепенное значение. Они предполагают изучение популяций и сообществ в естественной среде (в природе) и позволяют установить воздействие на объект комплекса факторов, изучить общую картину развития и жизнедеятельности изучаемого объекта. Экспериментальные методы отличаются от полевых тем, что организмы искусствен-но ставятся в условия, при которых можно дозировать размер изучаемого фактора, следо-вательно, можно точнее, чем при обычном наблюдении, оценить его влияние. При этом выводы, полученные в лаборатории, требуют обязательной проверки в полевых условиях. Большое значение при проведении экологических исследований имеют химические и физиологические методы, т.к. они позволяют выявить роль разных компонентов экоси-стем, и в первую очередь, самого главного - фитоценоза, в аккумуляции и превращении вещества и энергии. Химические методы позволяют установить особенности накопления химических элементов в растениях и в целом в сообществах, особенности круговорота питания. С помощью физиологических методов можно в полевых условиях проследить физиологические процессы (фотосинтез и транспирация). Математические методы (математическая статистика, методы теории информации и кибернетики, теории чисел, дифференциальные и интегральные исчисления и др.) и на основе этих методов - моделирование. Моделирование биологических явлений, т.е. вос-произведение в искусственных системах процессов свойственных живой природе, полу-чило широкое распространение в современной экологии. Модели подразделяются на реальные (аналоговые) и знаковые. Примеры аналоговых моделей - аппараты искусственного кровообращения, искусственная почка. Знаковые мо-дели представляют собой отображение оригинала с помощью математических выражений или подробного описания. Процесс перевода физических или биологических представлений о любой экосистеме в математические формулы и операции над ними называются системным анализом. Экологический мониторинг - один из главных методов изучения динамики экоси-стем (биогеоценозов), происходящей под воздействием естественных и антропогенных факторов. Под мониторингом понимается специальное длительное слежение за состояни-ем одних и тех же экосистем. Подобные исследования сопряжены с большими время- и трудозатратами, так как предусматривают детальное описание и изучение всех компонен-тов, составляющих биогеоценоз, и потому возможны лишь при организации стационар-ных работ с закладкой как временных, так и постоянных пробных площадей. Главная цель экологии: изучить, как работает экосфера.