Предмет, метод і завдання екології

Під час вивчення цієї теми необхідно виходити з того, що екологія як наука виникла і сформувалася в системі біологічних наук. Німецький вчений Ернст Геккель 1866 р. визначив параметри цієї сфери знань і дав їй назву (вчення про середовище).

«Під екологією ми розуміємо суму знань, — писав Е. Гек­кель, — які належать до економіки природи: вивчення всієї сукупності взаємовідносин тварини з навколишнім середовищем як органічним, так і неорганічним і, насамперед, –– її дружніх і ворожих стосунків з тими тваринами і рослинами, з якими вона прямо чи опосередковано вступає в контакт. Одним словом, взаємовідносин, що їх Дарвін називає умовами, які породжують боротьбу за існування».

Відтоді екологія розвивалась як наука про місце проживання живих організмів, переважно популяції тварин.

Як самостійна наука екологія сформувалася на початку ХХ ст. і впродовж довгого часу була частиною біології. Проте високі темпи зростання населення на земній кулі, бурхливий розвиток промисловості, транспорту, будівництва супроводжувалися дедалі більшими обсягами споживання природних ресурсів. Техногенний характер цивілізації західного типу з її потужним потенціалом засобів знищення всього живого на Землі, розвиток науково-технічного прогресу на підставі виключно матеріалістичної науки обумовив великі зміни в навколишньому середовищі під впливом діяльності людини (антропогенної діяльності).

У багатьох країнах світу — Північної Америки, Західної Європи, Японії — загострилась екологічна ситуація, виникли регіони екологічної кризи, де якість середовища споживання не відповідала нормальним умовам функціонування живих організмів. У другій половині ХХ ст. виникла необхідність дослідження середовища проживання людини. А це, своєю чергою, обумовило «екологізацію» багатьох галузей сучасної науки. Питаннями охорони середовища проживання людини, раціонального природокористування нині активно переймаються такі науки, як географія, економіка, геологія, хімія, фізика, математика та ін. Справдилося передбачення В. І. Вернадського про те, що наші знання розвиватимуться не з наук, а з проблем.

Нині екологія значно розширила предмет свого вивчення. Навіть більше, за малий відтинок часу, переважно з 60 — 70-х років ХХ ст., відбувся процес диверсифікації науки. За М. Ф. Реймерсом (див. рис. 1) екологія — це: 1) частина біології (біоекологія), яка вивчає відносини (стосунки) організмів (особин, популяцій, біоценозів) між собою та навколишнім середовищем, тобто має той предмет вивчення, що його окреслив іще Е. Геккель; 2) дисципліна, яка вивчає загальні закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня. Під ієрархією розуміють розташування елементів, регіонів, систем ступінчастим рядом. На кожному щаблі (або рівні) внаслідок взаємодії з навколишнім середовищем (енергією та речовиною) виникають характерні функціональні системи; 3) комплексна наука, яка досліджує середовище проживання живих істот, у тому числі й людини; 4) сфера знань, яка розглядає деяку сукупність предметів і явищ під кутом зору суб’єкта чи об’єкта (здебільшого живого і за участю живого); 5) дослідження становища людини як виду і суспільства в екосфері планети, її зв’язки з екосистемами і розмір впливу на них.

Н. Ф. Реймерс вирізняє загальну «велику» екологію (інакше — екологія глобальна, мегаекологія, панекологія) — такий науковий напрям, який досліджує сукупність природних і соціальних явищ і предметів, але в площині інтересів людини.

Сюди насамперед входить учення про біосферу землі. Щодо розмірів об’єкта дослідження екологію поділяють на:

• автоекологію, 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.

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.

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.

Екологія людини досліджує загальні взаємовідносини біосфери (її підрозділів) і людини чи групи людей, вона криє в собі вчення про етноси.

Екологія у своїх дослідженнях використовує широкий арсенал методів — як традиційних, так і нових. Серед них — статистичний метод, який дозволяє отримання, обробку та аналіз первинних статистичних матеріалів; 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. 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.

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 семи рівнях:

1. Знімання з висоти 600 — 1000 км у масштабі 1: 2 000 000 — 1: 12 000 000 з метою оглядово-регіонального аналізу (використовуються збільшені знімки);

2. Знімання з висоти 250 –– 300 км з космічного корабля типу «Союз», «Мир», «Салют» у масштабі 1: 200 000 — 1: 2 000 000 з метою регіо­нальних комплексних робіт.

3. Космовізуальні спостереження з космічних кораблів із метою регіональних досліджень.

4. Знімання з висоти 10 –– 20 км у масштабі 1: 50 000 — 1: 200 000 з літака чи повітряної кулі з метою детальних комплексних робіт.

5. Знімання з висоти 2 –– 5 км у масштабі 1: 200 — 1: 25 000 з літака (дирижабля, дельтаплана) чи з гелікоптера з метою детальних комплексних робіт.

6. Аеровізуальні спостереження з літака чи з гелікоптера з метою оперативного детального аналізу.

7. Наземні (підземні) та водні (донні, підльодові) спостереження і вимірювання в контрольних точках, вибраних за матеріалами аерові­зуальних спостережень для детальних досліджень.

Значну роль у дослідженні навколишнього середовища відіграє картографічний метод дослідження, 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 указують 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. Системний підхід дав змогу розв’язати низку завдань, які стоять перед екологією як комплексною наукою, зокрема 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.

Учені, які вивчають закономірності взаємодії людей з навколишнім середовищем, підкреслюють той факт, що з розвитком цивілізації на Землі зростає значення наукових напрямів, пов’язаних із космізацією знання. Біосфера — це ланцюг у складному процесі життя Всесвіту, а тому екологія в майбутньому може набути характеру науки про еволюцію життя на Землі, про можливості поліпшення якостей середовища проживання людини на Землі, про прискорення її еволюції.

Завданнями екології для економістів є ознайомлення зі специфікою впливу окремих галузей народного господарства на навколишнє середовище засвоєння господарського механізму управління процесом природокористування та охорони довкілля; вивчення специфіки економічних методів управління процесом природокористування.