Методы оценки состояния окружающей среды

Метод - это способ (подход, путь, прием) теоретических исследова­ний и практического осуществления какой-либо цели (способ дос­тижения цели). Сам способ исследования объединяет объектив­ные и субъективные методы.

Выделяют следующие методы оценки состояния окружающей природной среды: всеобщий научный, общенаучные методы и конкретные методы.

Всеобщий научный метод - диалектика, согласно которому все объек­ты рассматриваются в развитии, движении, источником которого высту­пает единство и взаимодействие противоположностей, содержащихся в самом объекте.

Общенаучные методы — это методы, которые используются во всех науках.

К их числу относятся:

- анализ - мысленное или практическое расчленение изучаемого пред­мета на элементы и исследование каждого элемента как отдельной системы;

- синтез - мысленное соединение частей в единое целое (рассмотрение объекта как единого целого);

- индукция - получение новых правил и законов из единичных фактов;

- дедукция - форма мышления, когда новое положение выводится ло­гическим путем из предыдущего;

- наблюдение - способ познания, основанный на непосредственном восприятии предметов органами чувств исследователей без воздейст­вия на объект наблюдения;

- сравнение - установление различий между объектами и их общих ка­честв;

- счет — нахождение числа, определяющего количественное соотноше­ние однотипных объектов;

- измерение - физический процесс измерения численного значения не­которой величины по сравнению с эталоном;

- эксперимент - одна из сфер человеческой деятельности, которая под­вергает проверке истинность выдвигаемых гипотез (или выявление закономерностей развития данного объекта);

- обобщение данных (для изучения сложных объектов) - мысленное от­влечение или отделение несущественных связей и затем замена дан­ного объекта его моделью;

- формализация объекта — отображение объекта в виде различных знаков, чаще в математической форме;

- аналогия — метод, посредством которого получают знание об иссле­дуемых предметах или явлениях на основании того, что они имеют сходные признаки, которые уже известны;

- моделирование — метод, сущность которого заключается в замене изучае­мого объекта его моделью.

Конкретные методы подразделяются на общенаучные, междисципли­нарные и биологические:

- общенаучные - анализ, синтез, наблюдение и моделирование. Основ­ной метод — системный. Бывают методы теоретические и практические. Цель теоретических исследований - получение знания о существующих связях между объектами и окружающей средой. Теоретические иссле­дования завершаются формулированием концепций, правил и теорий, которые дают качественное объяснение какого-либо явления — гипотезу. Затем гипотеза подвергается количественному изучению и проверке, создаются математические модели изучаемого явления;

- междисциплинарные - это методы физики, химии, биологии, матема­тики, географии, геохимии и геофизики;

- биологические методы.

Изучение экосистем проводится в основном методом закладки проб­ных площадей — выбирается участок, наиболее типичный для данной экосистемы. Здесь и закладывают 4—10 проб, которые могут быть разной формы, но чаще квадратные, прямоугольные или круглые.

Пробные площади бывают временные и постоянные: на временных структуру экосистем изучают 1 раз; а на постоянных изучение параметров экосистемы проводится ежегодно и в течение многих лет (25—100 и более лет) для изучения динамики экосистем, в том числе и антропогенной динамики.

Размеры пробных площадей зависят от различных факторов, в первую очередь, от растительного покрова, который является основой экосистем. В условиях лесной зоны для изучения всех компонентов обследуют 0,5- 1,0 га, а в условиях тропических лесов 1,0—2 га.

Метод профиля применяют для изучения экосистем в зависимости от градиентов Земли. С помощью этого метода можно выявить:

- изменение в природных системах в зависимости от склонов южной и северной экспозиции (на северных - лесные экосистемы спускаются ниже по высоте);

- изменения глубины грунтовых вод (поймы, террас) и позволяет опре­делить уровень грунтовых вод;

влияние антропогенных воздействий (в том числе выбросов предпри­ятий).

Для изучения изменения среды под влиянием различных показателей экологической среды (температуры, кислотности, минерального питания, загрязнения и т. д.) используется метод фитомеров. Для анализа берут растения непосредственно из изучаемой экосистемы. А полученные ре­зультаты сравнивают с ПДК веществ и загрязнителей для данной экоси­стемы и отдельных растений.

Среди биологических методов исследования влияния антропогенных факторов особенно часто используется метод биологической индикации — метод изучения изменения среды по состоянию как отдельных организ­мов, так и растительных сообществ.

Существует несколько методов биоиндикации. Чаще всего используют лишайники - для измерения загрязнения воздуха, т. к. разные виды лишай­ников по-разному реагируют на концентрацию двуокиси серы (S0₂): при высокой концентрации лишайники отсутствуют, а при уменьшении загряз­нения они увеличивают площадь покрытия, видовое разнообразие и типы.

Кресс-салат - однолетнее садовое растение, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а воздуха - газообразными выбросами. Этот биоиндикатор отличается быстрым про­растанием, почти 100% всхожестью, которая изменяется в зависимости от степени загрязнения. Кроме этого, побеги и корни этого растения под воздействием загрязнителя подвергаются заметным морфологическим изменениям: задержка роста, искривление корней, уменьшение длины и массы, общей длины и массы семян.

В качестве биоиндикаторов могут выступать мхи (в лесах), аквариум­ные "золотые" рыбки (в воде), мед пчел, дождевые черви и др.

Метод фитоиндикации по растениям-индикаторам (метод Л.Г. Роменского). Основан на способности растений произрастать только в опреде­ленных параметрах среды. Были установлены шкалы для определения растений (шкала влажности, кислотности, засоления, типов водного ре­жима, влияния выпаса скота и т. д.) По состоянию видового разнообра­зия можно определить:

- различные факторы абиотической среды;

- антропогенное воздействие на общее состоянии экосистем;

- степень трансформации (загрязнения) окружающей среды.

Для выявления изменений природной среды используют также метод, основанный на изучении животного мира - метод зооиндикации. В этом методе используется в первую очередь энтомофауна (насекомые).

Для изучения загрязнения водных экосистем используются микроор­ганизмы водных систем, водоросли (водорослевый тест), различные на­секомые, живущие в воде (метод изучения дафний).