1. Понятие «метод исследования». Общее представление о биологических методах изучения организмов и их взаимоотношений с окружающей средой. Полевые, лабораторные и экспериментальные методы исследований.

Под методами исследования понимаются способы решения научно-исследовательских задач. Это разнообразные инструменты проникновения ученого в глубину исследуемых объектов. Чем богаче арсенал методов той или иной науки, тем выше успехи деятельности ученых.

Для эколога первостепенное значение имеют полевые исследования, т.е. изучение популяций видов и их сообществ в естественной обстановке, непосредственно в природе. При этом обычно используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических, да и не только биологических наук. Наиболее тесно экологические исследования связаны с физиологическими. Однако между ними имеется принципиальная разница. Физиология изучает функции организма и процессы, протекающие в нём, а также влияние на эти процессы различных факторов. Экология же, используя физиологические методы, рассматривает реакции организма как единого целого на констелляцию внешних факторов, т.е. на совместное воздействие этих факторов при строгом учёте сезонной цикличности жизнедеятельности организма и внутрипопуляционной разнородности.

Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях.

Однако наблюдения не могут дать вполне точного ответа, например, на вопрос, какой же из факторов среды определяет характер жизнедеятельности особи, вида, популяции или сообщества. На этот вопрос можно ответить только с помощью эксперимента, задачей которого является выяснение причин наблюдаемых в природе отношений. В связи с этим экологический эксперимент, как правило, носит аналитический характер. Экспериментальные методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и таким образом изучить всё разнообразие экологических механизмов, обусловливающих его нормальную жизнедеятельность.

На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность глубже понять естественные экологические отношения популяций и сообществ.

2. Исторический подход в экологии. Аутэкологический подход в экологии. Популяционный подход. Биоценотическо-экосистемный подход в экологии. Эволюционный подход в экологии.

Популяционный (аутэкологический) подход в экологии использует в настоящее время главным образом математические методы при изучении закономерностей роста, сохранения или сокращения численности популяций отдельных видов. Он дает научную основу для понимания «вспышек» численности, например сельскохозяйственных вредителей или патогенных микробов, а также помогает определить критическую численность особей, необходимую для выживания редкого вида. Традиционная аутэкология исследует взаимоотношения какого-либо конкретного вида с окружающей средой. Она пытается связать особенности его морфологии, поведения, пищевых предпочтений и т. п. с типами местообитаний, распределением и эволюционной историей.

Экосистемный подход в экологии. При таком подходе в центре внимания эколога оказывается обмен энергией и веществами между биотическим и абиотическим компонентами экосистемы. Делается упор на функциональные связи организмов между собой (например, пищевые цепи) и с их физическим окружением. Видовой состав биоты и судьба составляющих ее отдельных таксонов при этом отодвигаются на второй план.

Историческая экология занимается изменениями, связанными с развитием человеческой цивилизации и технологии, с их возрастающим влиянием на природу, и рассматривает период от неолита до наших дней.

3.Эмпирические методы исследований. Виды экспериментов экологии.

Для выявления причин воздействия фактора на объект используют эмпирические методы исследований.

Задачей эксперимента является выяснения причин наблюдаемых в природе отношений. Эксперименты позволяют изучить влияние на организм отдельных факторов в искусственно созданных условиях.

В экологических исследованиях пользуются общепринятыми приемами научного исследования — наблюдением и экспериментом. Наблюдения — это количественная или качественная регистрация интересующих исследователя сторон развития явления, констатация наличия того или иного его состояния, признака или свойства, Однако чаще всего наблюдение в экологии не является самостоятельным приемом исследования, а составляет важную часть более сложного метода исследования — эксперимента, который иногда называют активным наблюдением.

Эксперимент, опыт — это такое изучение, при котором исследователь искусственно вызывает явления или изменяет условия так, чтобы лучше выяснить сущность явления, происхождение, причинность и взаимосвязь предметов и явлений. Характернейшая черта и главная особенность любого точного научного эксперимента — его воспроизводимость. В практике экологических исследований используют в основном 2 типа сравнительных экспериментов: лабораторный, и полевой.

При изучении растений, кроме лабораторного и полевого эксперимента, встречается также вегетационный, лизиметрический и вегетационно-полевой.

4. Специфика экологических исследований животного и растительного мира. Проведение исследований на уровни особи, популяции, вида и сообщества.

Растительный покров

Растительный покров рассматривается как биотический компонент природной среды, играющий решающую роль в структурно-функциональной организации экосистем и определении их границ, а также индикатор экологических условий и уровня антропогенной нагрузки на природную среду.

В состав выполняемых нашими специалистами исследований растительного покрова входят:

• сбор, обобщение и анализ опубликованных и фондовых материалов профильных организаций;

• анализ данных дистанционного зондирования;

• полевые геоботанические исследования;

• подготовка характеристики современного состояния растительного покрова, включающей основные признаки выявленных типов зональной и интразональной растительности, их распространение и функциональное значение; выявление хозяйственно значимых видов растений; редких и исчезающих видов, определение их местонахождения и мер охраны;

• определение устойчивости растительности к техногенным воздействиям;

• подготовка прогноза возможных изменений растительного покрова вследствие строительства и эксплуатации проектируемых объектов и разработка рекомендаций по минимизации воздействий.

Животный мир

Исследования животного мира осуществляются в целях выявления структуры, состояния и тенденций изменений численности популяций животных, особенностей их распространения и путей сезонных миграций, а также характера использования ими территории района проектирования, строительства или эксплуатации объектов.

Результаты изучения животного мира включают:

• перечень видов в соответствии с их биотопической приуроченностью, в том числе подлежащих особой охране;

• перечень особо ценных видов;

• оценку состояния популяций функционально значимых видов;

• характеристику и оценку состояния миграционных видов, а также путей их миграции;

• запасы промысловых животных в районе размещения объекта;

• характеристику основных биотопов;

• подготовку прогноза возможного воздействия строительства и эксплуатации проектируемых объектов на животный мир, разработку рекомендаций по минимизации воздействий и определение мер охраны.

При всем многообразии в современной экологии можно выделить три ветви: общая экология (классическая экология), геоэкология и прикладная экология.

Классическая экология изучает биологические системы, т. е. занимается исследованием органического мира на уровнях особей, популяций, видов, сообществ. В связи с этим выделяют:

– аутэкологию (экологию особей) – (от греч. аutos – сам) – устанавливает пределы существования особи (организма) в окружающей среде, изучает реакции организмов на воздействия факторов среды. Аутэкология в качестве живой системы рассматривает отдельный живой организм – растение, животное или микроорганизм. Термин «аутэкология» был введен швейцарским ботаником К. Шретером в 1896 г.;

– демэкологию (экологию популяций) – (от греч. demos – народ) – изучает естественные группы особей одного вида – популяции, условия их формирования, внутрипопуляционные взаимоотношения, динамику численности;

– эйдэкологию (экологию видов) – (от греч. eidos – образ, вид) – изучает вид как определенный уровень организации живой природы. В этом направлении проведено еще недостаточно научных исследований;

– синэкологию (экологию сообществ) – (от греч. sin – вместе) – изучает ассациации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой. Термин введен К. Шретером в 1902 г.