2.2. Методологічні особливості сучасної екології

Основу методології сучасної екології складають комплексні використання натурних спостережень, вимірювань і досліджень, експериментальних лабораторних досліджень, екологічне картування і моделювання. Більшості екологічних досліджень притаманний системний підхід. У сучасних екологічних дослідженнях широко використовують методи інших наук - хімії, фізики, геології, біології, математики. Ці методи можна об’єднати в кілька груп, серед яких:

1. Методи реєстрацій та оцінки якості довкілля, насамперед різні типи екологічного моніторингу, зокрема біомоніторинг і біоіндикація, дистанційний аерокосмічний моніторинг.

2. Методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біомаси та продуктивності рослин і тварин.

3. Вивчення особливостей впливу різних екологічних чинників на життєдіяльність організмів (як складні й тривалі спостереження в природі, так і, частіше, експерименти в лабораторних умовах - токсикологічні, біологічні, біофізичні, фізіологічні та ін.).

4. Комплексний еколого-економічний аналіз стану різних об’єктів, територій, галузей виробництва.

5. Геоекологічні методи дослідження, геоекологічний моніторинг з метою зменшення негативного впливу забруднювачів на довкілля.

6. Медико-екологічні методи вивчення впливу різних чинників на здоров’я людей.

7. Методи екологічного контролю стану довкілля: екологічна експертиза, екологічний аудит, екологічна паспортизація.

Як приклад, наведемо детальнішу характеристику екологічних досліджень методом біоіндикації. Біоіндикація (лат. indicare - вказувати, виявляти) - метод оцінки абіотичних і біотичних чинників середовища за допомогою біологічних систем. Організми, життєві функції яких тісно корелюють з певними чинниками середовища і можуть використовуватись для їх оцінки, називають біоіндикаторами. Ними можуть бути рослини, тварини, мікроорганізми, гриби. Наприклад, рослини можуть бути використані з метою визначення кислотності грунтів (див. схему).

Стресорами можуть бути температура (холод, спека), вода (посуха і затоплення), тиск, шум, магнетизм, електричний струм, хімічні речовини (солі, озон, оксиди нітрогену тощо). Існує кілька типів чутливості біоіндикаторів до часу розвитку біоіндикаційних процесів (рис.2.1): І - біоіндикатор діє через деякий час, впродовж якого він не реагував на вплив, і одразу втрачає чутливість (одноразова реакція); ІІ - реакція миттєва, але триває певний час, потім зникає; ІІІ - біоіндикатор реагує з моменту появи порушувального впливу з однаковою інтенсивністю тривалий час; ІV - після швидкої й сильної реакції відбувається її поступове згасання; V - при появі стресора починається реакція, яка посилюється, досягаючи максимуму, а потім згасає; VІ - реакція має синусоїдний характер і багаторазово повторюється.

Крайні ацидофіли рН=3...4,5		Помірні ацидофіли рН=4,5...6,0		Слабкі ацидофіли рН=5...6,7		Ацидофіл-нейтральні рН=4,5...7,0
Сфагнуми Плаун		Калюжниця болотяна Жовтець		Медунка Купина багатоквіткова Анемона		Смородина чорна Малина Ліщина Кропива жалка

Рослини - індикатори кислотності грунтів

Нейтрально-базофільні рН=6,7...7,8		Базофільні рН=6,7...8,5		Евритрофні - рослини, які ростуть і нормально розвиваються в широкому інтервалі рН
Люцерна Мати-й-мачуха Полини		Кермек Гмеліна Айстра солончакова		Жовтець повзучий Спориш Суниця Берізка польова

Біоіндикатори використовують при веденні двох типів моніторингу пасивного і активного. Пасивний моніторинг - дослідження видимих і непомітних пошкоджень чи відхилень від норми - ознак стресового впливу в організмах, що вільно живуть у природі. Активний моніторинг - виявлення впливу біотичних і абіотичних чинників на тест-організми, які перебувають у стандартизованих умовах на досліджуваній території.

Ч - чутливість біоіндикатора Ст - стресор довкілля

Ч

Ч

Ч

Ч

Ч

Ч

І

Ст

ІІ

Ст

ІІІ Ст

ІV Ст

V Ст VІ Ст

Рис.2.1. Типи чутливості біоіндикаторів залежно від часу розвитку біоіндикаційних процесів

Залежно від змін, що відбуваються з живими організмами під впливом різних чинників, говорять про рівні біоіндикації. Які це зміни? Це можуть бути макроскопічні зміни - (некрози: відмирання окремих ділянок тканин, наприклад крайові некрози листя лип, що ростуть на тротуарах, зумовлені засоленням грунтів); зміна забарвлення (під впливом SO₂ в листі смородини руйнується хлорофіл і виявляється червоне забарвлення), передчасне старіння (під дією етилену; тому для прискорення дозрівання фруктів їх обробляють цим газом); обпадання листя; зміна форми чи розмірів органів; зниження продуктивності; навіть формування нехарактерної для певного виду крони (у разі забруднення повітря SO₂ і НF дерева набувають кущо- і подушкоподібних форм). Мікроскопічними змінами може бути зміна розмірів клітин і субклітинних структур (руйнування хлоропластів у листках під впливом SO₂ і NaCl тощо.

Для оцінки санітарного стану питної води визначають вміст однієї кишкової палички в певному її об’ємі. За цією характеристикою воду поділяють на 5 класів чистоти від першого (“здорова”) з об’ємом води 100 мл, в якому виявлена одна кишкова паличка, до п’ятого (“цілком нездорова”), якщо одна кишкова паличка виявлена в 0,01 мл такої води.

Здатність поглинати радіонукліди яскраво виражена у липи, в’яза, ясена, берези, тополі, полину, що робить їх не лише індикаторами, а й очисниками природного середовища.

Отже, приглядаючись до рослин і тварин, що нас оточують, помічаючи певні зміни в їх зовнішньому вигляді чи поведінці, можна оцінювати якість навколишнього середовища.