Екологія як міждисциплінарна наука

Слово “екологія” утворено від грецьких “oikos” - дім, житло, місцеперебування і “logos” - вчення, наука. Ернст Геккель, який ввів цей термін в 1866 р., під екологією розумів суму знань про взаємовідношення тварини з навколишнім середовищем (НС), передусім - живими організмами, з якими вона контактує. Екологія йде своїми коріннями в біологію, але вона вже вийшла з цих рамок, оформившись в принципово нову інтегральну дисципліну, яка пов'язує фізичні і біологічні явища і створює міст між природними і суспільними науками [1].

Існує велика кількість сучасних визначень поняття “екологія”, які мають як багато загального, так і принципово відрізняються. Одні автори дотримуються первинного визначення Е. Геккеля (1866 р.), інші істотно розширили вміст традиційної екології (біоекології), аж до придання абсолютно іншого значення самій науковій дисципліні. Формується сучасна екологія – „неоекологія” - зі своїм об'єктом дослідження, методами, понятійно-термінологічним апаратом і структурою [2]. Кожний структурний підрозділ сучасної екології є цілком самостійною науковою дисципліною, що складає разом з іншими вельми складну, багатоаспектну, міждисциплінарну дисципліну.

Внаслідок невизначеності поняття „екологія” поки немає єдиного уявлення про структурні підрозділи цієї дисципліни. Сьогодні налічується близько 50 розгалужень сучасної екології. За М.Ф. Реймерсом [3], екологію за розмірами об'єктів вивчення поділяють на аутекологію або факторіальну екологію (організм і його середовище), популяційну екологію або демекологію (популяція і її середовище), синекологію (угруповання і його середовище), ландшафтну екологію (великі геосистеми, географічні процеси за участю живої речовини і її середовища) та глобальну екологію або мегаекологію (учення про БС). По відношенню до предметів вивчення екологію поділяють на екологію мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин, людини; сільськогосподарську, промислову (інженерну), загальну екологію (як теоретичну узагальнюючу дисципліну). За середовищем і компонентами розрізнюють екологію суші, водоймищ, морську, Крайньої Півночі, високогір’їв, хімічну (геохімічну, біогеохімічну) і т.д. За підходами до предмета виділяють аналітичну і динамічну екологію. З точки зору на фактор часу розглядають історичну і еволюційну екологію.

Оскільки навколишнє середовище (НС) являє собою поєднання взаємопов'язаних природних, видозмінених природних, штучно створених і соціально-економічних компонентів [3], то аналіз екологічної ситуації в будь-якому регіоні повинен базуватися на такому багатоаспектному розумінні середовища мешкання живих організмів, включаючи людину. З позицій біоцентризму динаміка і сучасний стан біоценозів є основними показниками рівноважного стану ЕС, однак, в ЕС, що зазнають значних антропогенних навантажень, доводиться акцентувати увагу на зв'язках між станом НС і здоров'ям людини. Тому, якщо вийти з принципів антропоцентризму, то, як головний і інтегральний показник екологічної обстановки в тому або іншому регіоні, можна прийняти стан здоров'я народонаселення з подальшим визначенням патогенної ролі окремих природних і техногенних факторів.

Екологія найтісніше пов'язана з енвайронментологією - наукою про навколишнє середовище, його якість і охорону. Окрім того, екологія тісно пов’язана з природокористуванням - наукою про сукупність впливів людства на географічну оболонку Землі, що розглядається в комплексі (на відміну від галузевих понять водокористування, землекористування, лісокористування та ін.).

Як відмічають Г.О. Білявський та ін. [4], сучасна екологія – це нова комплексна наука про виживання в довкіллі, завдання якої – пізнання законів розвитку й функціонування біосфери як цілісної системи під впливом природних і, головне, антропогенних факторів, а також визначення шляхів ефективного співіснування техносфери й біосфери.

Об’єкти досліджень науки про довкілля або її галузевих підрозділів - це екосистеми планети та їхні елементи (залежно від рівня досліджень).

Головний предмет досліджень нової екології - взаємозв’язки (їхні особливості й розвиток) живих організмів, їхніх груп різних рангів, живих і неживих компонентів ЕС, а також характер впливу природних і антропогенних факторів на функціонування ЕС і БС в цілому.

Основні завдання екології ХХІ століття: 1) вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та причин змін під впливом природних і антропогенних факторів; 2) прогнозування динаміки стану біосфери в часі і просторі; 3) розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства й Природи, збереження здатності БС до самоочищення, саморегулювання й самовідновлення.

Сучасні екологічні дослідження мають стати науковою базою для розробки стратегії й тактики поведінки людства у ХХІ ст.

Екологічні дослідження вимагають систематичного дотримання 4-х послідовних етапів [5]: 1) спостереження; 2) формулювання на основі спостережень теорії про закономірність досліджуваного явища; 3) перевірка теорії наступними спостереженнями й експериментами; 4) спостереження за тим, чи правдиві передбачення, основані на цій теорі.

Методологічною основою екології є системний підхід. Системний підхід - це методологічний напрям в науці, основна мета якого зводиться до розробки методів досліджень і конструювання складно організованих об’єктів – систем різних типів і класів. Система – це сукупність елементів, які находяться в відношеннях і зв’язках між собою і утворюючих цілісну єдність (наприклад, угруповання дерев (гай) – надсистема, дерево – система, лист – підсистема). Ідеальне вивчення тричленної ієрархії: системи, підсистеми і над системи.

Емерджетність - наявність у системного цілого особливих властивостей, не притаманних його підсистемам і блокам, а також сумі елементів, які не об'єднані системоутвворюючими зв'язками. Виходячи з принципу емерджентності для вивчення цілого не обов’язково знати всі його компоненти. Такий метод вивчення системи (система уявляється „чорним ящиком”) називають холістичним. „Чорний ящик” – означає, що невідомі внутрішні закономірності; відомо тільки, що на „вході” і „виході”, або це дозволяє вносити змінення у систему, а значить і управляти системою. „Білий ящик»” - це система, яка складається із певних компонентів, зв’язаних певним чином і перетворюючих сигнали по певним алгоритмам і законам. Крім того, часто застосовують і редукційний метод, тобто аналіз частини цілого.

Як вважає Ю. Одум [1], зміст сучасної екології краще усього визначати з концепції рівнів організації, які складають своєрідний „біологічний спектр”: біотичні компоненти (гени ® клітини ® органи ® організми ® популяції ® угруповання);абіотичні компоненти(речовини, енергія); функціональні системи(відповідно – генетична система ® клітинна система ® система органів ® система організмів ® популяційна система ® система угруповань, або ЕС).

Методи прогнозу в екології. В екології використовують три основні групи методів: 1) польові спостереження; 2) експериментальні дослідження в полі і лабораторних умовах; 3) моделювання. Техніка обробки інформації залежить від методики досліджень; частину інформації можна опрацьовувати безпосередньо на об’єкті досліджень, але основну – в камеральних умовах [5].

Методи прогнозу стану довкілля, які можна об’єднати в 3 основних методи: 1) експертної оцінки; 2) екстраполювання; 3) моделювання [6].