Методологічна основа екології

Методологічною засадою сучасної екології є системний підхід як особливий напрям досліджень, орієнтований на вивчення специфічних характеристик складних об’єктів з різноманіттям зв’язків між їхніми елементами.

Поняття про систему є категорією філософською. Сучасна філософія вкладає у це поняття дуже широкий зміст. З точки зору філософії система (від грецького systema - складене з частин, поєднання) - множина елементів, які знаходяться у відношен-нях і зв’язках між собою, завдяки чому утворюється певна ціліс-ність, єдність. Термін „система” використовується людством з давніх часів і охоплює значний перелік об'єктів різного поход-ження: сонячна система, система числення, виробнича система, екологічна система тощо.

Уявлення про систему ґрунтується на трьох положеннях:

- система утворюється сукупністю (множиною) елементів, що мають зв'язки між собою;

- ця сукупність утворює єдине ціле, тобто видалення одного з елементів сукупності порушить властивість цілісності;

- утворене сукупністю елементів єдине ціле має певну мету або призначення, властиве для всієї сукупності елементів, а не для якоїсь комбінації з них.

Будь-яка система функціонує у середовищі, що її оточує.

В реальній дійсності немає абсолютно ізольованих або відокрем­лених систем. Середовище завжди впливає на внутрішній стан системи. Цей вплив відбувається за допомогою деяких факторів.

Вплив факторів зовнішнього середовища на систему характе­ризують вхідними (екзогенними) величинами, а елементи сис-теми, на які відбувається вплив, називають входами системи. У свою чергу система не може бути нейтральною до зовнішнього середовища. її вплив на зовнішнє середовище характеризується значенням вихідних (ендогенних) величин.

Усі існуючі системи підпорядковуються певним загальним принципам, до яких відносяться:

1. Принцип цілісності полягає у тому, що не можна звести вла­стивості системи до суми властивостей її складових елементів, а з властивостей останніх не випливають властивості системи.

2. Принцип структурності означає, що будь-яку систему можна охарактеризувати на основі існуючих зв'язків і відно-шень між її елементами, тобто на основі її структури. Поведінка системи обумовлюється поведінкою її окремих елементів і властивостями її структури.

3. Принцип взаємозалежності системи і середовища полягає

у тому, що система формує і проявляє свої властивості в процесі її взаємодії із середовищем, в якому функціонує дана система і у взаємовідносинах з котрим система відображає свою цілісність.

4. Принцип ієрархічності полягає у тому, що будь-яка система може бути елементом системи більш високого порядку, у той час як її елементи можуть бути системами більш низького порядку.

5. Принцип множинності опису системи означає, що через принципову складність кожної системи її адекватне пізнання вимагає побудови значної кількості різних моделей, кожна з яких описує чи відображає лише певний аспект системи.

ЗВЕРНІТЬ УВАГУ

Системний підхід - спосіб теоретичного і практичного дослідження, при якому кожний об'єкт розглядається як система. Він являє собою сукупність методологічних прин­ципів і положень, які дають можливість розглядати систему як єдине ціле з узгодженням функціонування всіх її елемен­тів. На основі системного підходу передбачається вивчення кожного елемента системи у його зв'язку і взаємодії з іншими елементами, що дає можливість спостерігати зміни в системі внаслідок змін окремих її ланок. Тобто при систем­ному підході дослідник може вивчати у структурі системи не окремі її елементи, що утворюють цілісність цієї системи, а взаємовідносини і зв'язки різних елементів системи в цілому. Системний підхід є конкретизацією вимоги діалек-тики про розгляд кожного предмета у його взаємовідносинах і взаємозв'язках з іншими предметами і тому його можна розглядати як певний етап у розвитку методів пізнання.

Найбільш широке застосування системний підхід знаходить при дослідженні складних об’єктів, які постійно розвива-ються - багаторівневих, ієрархічних систем, що здатні до самоорганізації.

Великим і складним системам притаманні властивості ціліс-ності та емерджентності.

Цілісність системи означає, що всі її частини сприяють досягненню спільної мети і формуванню найкращих резуль-татів відповідно до певного критерію (сукупності критеріїв) ефективності. Отже, система повинна розглядатись тільки як щось єдине ціле.

Емерджентність (від англійського emergence - поява нового) полягає в тому, що великі і складні системи мають властивості, не притаманні ні одному з елементів, що фор­мують цю систему. З розвитком великої і складної системи взаємозв’язок елементів підсилюється, і на певному етапі емерджентність досягає такого рівня, при якому цілісні характеристики системи можна спостерігати за властивос­тями окремих елементів.

Системний аналіз - це сукупність методів і засобів, що використовуються при дослідженні складних і надскладних об’єктів (ними можуть бути соціальні, економічні і еколо-гічні системи). Застосовують системний аналіз головним чином для дослідження штучних (тобто створених за участю людини) систем (наприклад, агроекосистеми), причому в таких системах важлива роль належить діяльності людини. Теоретичну і методологічну основу системного аналізу утво­рюють системний підхід і загальна теорія системне. Тому системний аналіз слід розглядати як реалізацію системного підходу у дослідженнях різноманітних наукових проблем.

Слід зазначити, що єдине однозначне визначення систем­ного аналізу поки що відсутнє. Згідно з принципами систем­ного аналізу досліджуваний об’єкт повинен розглядатись як дещо ціле, як система у взаємодії всіх її компонентів. Відповідальним етапом системного аналізу є побудова уза­гальненої моделі, яка відображає взаємозв’язки реальної ситуації, що виникли у об’єкті, що підлягає дослідженню.

16 Загальна теорія систем (ЗТС) - це логіко-методологічна концепція дослідження об’єк-тів, що є системами. Згідно з діалектичним методом, ЗТС дозволяє робити узагальнення і про-гнози, давати пояснення, формулювати нові питання, виправляти помилки, з’ясовувати зв’яз-ки між науковими теоріями і принципами, а також здійснювати інтеграцію набутих знань (Гнатів, 2017).

Термін „системний аналіз” іноді застосовують як синонім системного підходу. Але робити це неправомірно. Поняття системного аналізу значно ширше поняття системного під­ходу, тому що системний підхід виступає як засіб системного аналізу. Завжди слід пам'ятати, що будь- яке системне уяв­лення про досліджуваний об'єкт завжди є відносним: зміна мети і способу дослідження можуть зумовити й інший поділ цього об'єкта на конкретні одиниці аналізу, що будуть висту­пати як структурні елементи системи.

Одним з перших, ще в середині 19 століття, ідеї системного підходу в екології сформулював Юстус Лібіха. Він, зокрема, підкреслював, що між всіма явищами в мінеральному, рос­линному і тваринному царствах існує закономірний зв'язок, завдяки чому жодне явище не існує само по собі окремо, а завжди з одним або декількома іншими явищами. Ю. Лібіх стверджував, що всі явища зв'язані одне з одним без початку і кінця, а послідовна зміна одних явищ іншими подібні руху хвиль. „Ми розглядаємо природу як одне ціле, де всі явища зв'язані, як вузли у сітці. Досліджувати явища - це означає знаходити ті нитки, за допомогою яких даний вузол у сітці зв'язаний з двома або трьома іншими” (Федорові, 1980).

Системний підхід до вивчення екосистеми полягає, по-перше, у визначенні її складових частин і взаємодіючих з нею об'єктів довкілля. По-друге, у визначенні структури екосистеми, тобто сукупності внутрішніх зв'язків і відносин, а також зв'язків між еко­системою і зовнішнім середовищем. По-третє, необхідно знайти

17 Лібіх Юстус Йоганн фон (Liebig Justus, 1803-1873) - видатний німецький агрохімік, який започаткував основи агрохімії і теорії мінерального живлення рослин (метод водних культур). Одержав блискучу освіту в Бонському і Ерлангенському університетах, а також під керівниц-твом Ж.Л. Гей- Люссака в Сорбоні. З 1824 р. (у віці 21 рік) почав викладати в Гісенському, а потім

і в Мюнхенському університетах. У 1825 р. у Гісені він організував одну з кращих у Європі ана-літичну лабораторію, з 1830 р.

18 Федоров В.Д,, Гільманов Т.Г.. Екологія. - М.: Изд. МГУ, 1980. - 464 с.

закон функціонування екосистеми, який визначає характер змін її компонентів і зв'язків між ними під дією зовнішніх об'єктів. Для вирішення цих трьох задач у сучасній екології використо­вують три основних групи методів:

J польові спостереження;

J польові і лабораторні експериментальні дослідження;

J моделювання (реальне і математичне)..

Як правило, в екології найбільш ефективним є комплексне використання натурних спостережень, вимірювань і дослід-жень, експериментальних лабораторних і польових дослід-жень, екологічного картування і математичного моделювання.

У сучасних екологічних дослідженнях широко використовують методи інших наук - хімії, фізики, геології, біології, математики. До таких методів належать:

- методи реєстрації та оцінки якості довкілля, насамперед різні типи екологічного моніторингу, зокрема геоекологічний, біомоніторинг і біоіндикація, дистанційний аерокосмічний моніторинг;

- методи кількісного обліку організмів і методи оцінки біо-маси та продуктивності рослин і тварин;

- вивчення особливостей впливу різних екологічних чинни-ків на життєдіяльність організмів (як складні й тривалі спосте-реження в природі, так і, частіше, експерименти в лабораторних умовах - токсикологічні, біохімічні, біофізичні, фізіологічні та ін.);

- методи вивчення взаємозв'язків між організмами в багато­видових угрупованнях;

- методи математичного моделювання екологічних явищ і процесів, а також імітаційне моделювання екосистем; моделю-вання від локальних до регіональних і глобальних екологічних процесів і ситуацій;

- створення геоінформаційних систем і технологій для розв'язання екологічних питань різних масштабів і в різних сфе-рах діяльності;

- комплексний еколого-економічний аналіз стану різних об'єктів, територій, галузей виробництва;

- технологічні методи екологізації різних виробництв з метою зменшення їх негативного впливу на довкілля;

- медико-екологічні методи вивчення впливу різних чинни-ків на здоров'я людей;

- методи екологічного контролю стану довкілля.