Особливості моделювання в екології

Моделювання с одним з головних засобів пізнання в екології. На цей час широко використовуються такі методи, як:

- натурно-експериментальне моделювання;

- математичне (у тому числі числове) моделювання;

- системне моделювання.

Першими математичними моделями були роботи В. Вольтерра й А. Лоткі: математична теорія динаміки популяцій, модель "хижак - жертва" (20-і - 30-і роки XX ст.). У 50-і роки Е. Кернер створює так звану "статистичну механіку біологічних асамблей" (для складних біоценозів з великим числом взаємодіючих видів). Надалі у зв'язку з великими труднощами математизації складних біологічних і екологічних об'єктів були взяті на озброєння методи кібернетики (системне моделювання).

Основні фактори, що враховуються при екологічному моделюванні.

Основні фактори, що враховуються при моделюванні екологічних систем, можна підрозділити на такі дві групи:

а) фактори зовнішнього впливу:

- кліматичні зміни (температура, опади тощо);

- антропогенне втручання і таке ін.;

б) внутрішні фактори:

- конкуренція;

- паразитизм;

- хижацтво;

- захворюваність та її поширення;

- трофічні ланцюги.

При цьому потрібно враховувати, що вплив таких факторів характеризується наявністю:

- ефекту запізнення;

- кумулятивного ефекту;

- граничних ефектів.

Як правило, математичний опис впливу факторів зв'язаний з великою кількістю взаємозалежних змінних, зв'язаних між собою нелінійними співвідношеннями, що сильно ускладнює задачу і вимагає застосування ЕОМ.

Принципи екологічного моделювання

При побудові моделей екологічних процесів застосовують наступні основні принципи.

Принцип системності.

Внаслідок пересиченості екосистем зв'язками екологічні об'єкти являють собою єдину систему. З цієї причини в екології виявилося необхідним злиття методів системного аналізу і математичного моделювання. Це призвело до створення інтегрального методу системного моделювання - вищого етапу в розвитку екологічного моделювання.

Принцип системності полягає в усвідомленні цілісності об'єктів світу, їхньої стійкості, взаємодії із зовнішнім світом тощо; інший аспект цього принципу - динамічна багатогранність, єдність якості й кількості, теорії та практики.

Принцип єдності структурності та ієрархічності.

Фундаментальна риса екосистем - наявність у них складних ієрархічних структур. Звідси випливає вимога єдності структурності й ієрархічності системних екологічних моделей. Відповідно виникає проблема структурування моделі, тобто виділення істотних підсистем і елементів п сукупності всіх зв'язків і компонентів.

Звичайно систему організують найбільш залежні одне від одного елементи (підсистеми), інші впливають па поводження системи слабко, а через їхню велику кількість - неузгоджено; отже, їх можна розглядати як інтегровані зовнішні чи внутрішні фактори впливу.

Принцип багатомодельного опису.

Через динамізм і складність екологічних об'єктів, що виникають у результаті множинності мети антропогенного втручання, на сьогодні немає можливості побудови єдиної теорії соціоекосистеми в класичному розумінні, тобто як дедуктивної моделі, з якої можна вивести всі можливі наслідки. Тому наука йде по шляху створення множинних взаємодоповнюючих моделей.

Цікаві статті з розділу

Викиди АЕС - основне забруднення середовища
Актуальність. Забруднення навколишнього середовища - небажана зміна її властивостей в результаті антропогенного надходження різних речовин і з'єднань. Воно призводить або може призвести в м ...

Система контролю забруднення
З появою людей на Землі почався вплив їхньої діяльності на кругообіг речовин та енергетичний обмін у біосфері, почалася трагедія біосфери. Людство, розростаючись чисельно і розповсюджуючись ...

Ерозійні процеси Красноградського району та заходи боротьби з ними
Ґрунти - органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла й світла. Це природні утворення, які характеризуються родючістю - здатні ...