Под словом «метод» понимают способ познания явлений природы и жизни. Метод — это систематический ряд этапов, шагов, действий, которые нужны для того что бы путем решения определенных задач достигнуть поставленной цели.
В экологии выделяются четыре основных метода:
- системный подход
- полевые наблюдения
- эксперимент
- математическое моделирование
Системный подход
Системный подход настолько распространен в экологии что, благодаря ему сформировалось целое экологическое направление - системная экология. Системный подход основан на изучении объектов как целых систем. Базой для системного подхода является системный анализ.
Системный анализ – это группа методологических средств, которые направлены на решение сложных задач. Системный анализ включает в себя несколько основных этапов:
- формулировка проблемы
- формулирование задач
- расположение целей и задач в порядке важности
- поиск путей решения поставленных задач
- моделирование
- формулирование возможных действий
- внедрение результатов
При производстве системного анализа, в зависимости от проблем и целей некоторые его этапы могут быть переставлены местами или вовсе исключены. При системном анализе важно принимать во внимание следующие критерии:
- выбранный способ решения можно изменить и улучшить
- критерии оценки положительного решения должны быть четко определены
- должны быть учтены причинно-следственные связи.
Принципы системного подхода должны быть:
- целостными
- структурными
- взаимосвязанными с системой и средой
- иерархичными
- множественными
Целостность предполагает состояние системы при котором свойства сохраняются внутри системы.
Структурность предполагает взаимосвязь элементов системы, поведение элементов зависит от их расположения в структуре.
Иерархичность предполагает, что каждый компонент системы является самостоятельной единицей, он является частью более крупной организации. Под множественностью понимается множественность описания каждой системы.
Найти эксперта
Системный подход имеет следующие этапы:
- поиск решений
- прогноз каждого варианта решения
- выбор критерий по которым можно выявить наиболее подходящее решение.
Метод наблюдения
Это первый из приемов, который используется в экологическом исследовании. Этот метод предполагает невмешательство или очень малое вмешательство в наблюдаемую среду. С течением времени описания наблюдений менялись. Изначально экологи давали красочные яркие описания окружающей их природы, сегодня это комплексные характеристики, составленные с использование современного оборудования: электроники, акустических аппаратов, фотоаппаратов).
Метод полевого наблюдения решает следующие задачи:
- выявление основных экосистем и их взаимосвязей
- определение видов, которые населяют экосистему
- определение какой климат, почва, вода характерны для окружающей сред этого вида
- определение количественного состава экосистемы
- описание экосистемы в динамике
Таким образом полевые наблюдения позволяют установить каким образом комплекс факторов влияет на организм или популяцию. Конечно же на все поставленные вопросы метод наблюдения ответить не в состоянии, поэтому экологи прибегают к использованию других популярных в экологии методов.
Метод экологического эксперимента
Под термином эксперимент понимают активное и целенаправленное вмешательство в протекание изучаемого процесса, соответствующее изменение объекта или его воспроизведение в специально созданных и контролируемых условиях
В экологическом эксперименте объект исследования может быть воспроизведен искусственным путем или может быть поставлен в искусственно созданные условия.
Целью эксперимента в экологии является выявить причину наблюдаемых в природе взаимосвязей. Экологический эксперимент носит аналитический характер. С помощью эксперимента ученые могут проанализировать какое воздействие на организм оказывают отпрядённые факторы в искусственно созданных условиях. Полученные результаты лабораторного эксперимента нуждаются в своем подтверждении в условиях живой природы. Полевые эксперименты отличаются от полевых наблюдений тем что ученые могут регулировать силу воздействующего фактора.
Минусом эксперимента можно назвать то что в нем невозможно смоделировать все природные факторы, влияющие на организм. Но в экологическом эксперименте можно вполне можно хорошо изучить какой-то один определенный фактор.
Метод эксперимента имеет свои специфические черты:
- более активный метод по сравнению с наблюдением
- в ходе эксперимента объект может быть изменен
- эксперимент может повторятся несколько раз для точности результатов
- некоторые свойства появляются у объекта только в экспериментальных условиях, но отсутствуют в живо природе
- возможность изменения условий эксперимента
Существует пять стадий экологического эксперимента:
- гипотеза
- планирование
- реализация
- анализ
- интерпретация результатов
Гипотеза должна быть качественной и осознанной, в ходе эксперимента правильная гипотеза очень важны иначе весь ход эксперимента будет терять смысл.
В эксперименте важную роль играет и план, по которому будет реализовываться эксперимент. План эксперимента – это логическая структура исследования.
Реализация представляет собой все процедуры и действия, которые будут совершаться над объектом эксперимента. Далее ученые проводят анализ полученных данных и интерпретируют их согласно выдвинутой первоначально гипотезе.
Математическое моделирование
Математическая экология была основана на теории динамики популяций. Согласно этой теории динамика численности видов животных, растений и микроорганизмов, и их отношения представлены в виде дифференциальных, интегро-дифференциальных и разностных уравнений. Сложные экологические системы невозможно описать с помощью простых усечённых моделей. В таких случаях используют или сложные имитационные компьютерные модели или простые интегрированные модели.
Имитационные компьютерные модели представляют информацию в различных видах: формулы, уравнения, графики и так далее.
Простые интеграционные модели также требуют развитой вычислительной техники.
Математическое моделирование помогает систематизировать биологические химические и физические сведения для дальнейшего изучения природы.
Найти эксперта
