Методические указания для студентов специальности «Биоэкология» Печатается в авторской редакции в соответствии с представленным оригинал-макетом (стр. 9 из 10)

1. Логическая структура научного объяснения и предсказания

Процесс объяснения заключается в том, что некоторые явления или свойства сложных систем пытаются подвести под заранее установленные и принятые в данной теории законы и гипотезы (дедуктивное объяснение). Методы индуктивного объяснения, связанны с выдвижением статистических гипотез и получением статистических описаний для объясняемого явления. В этот класс следует отнести методы экстраполяции, адаптивных оценок и аналогий.

Методы предсказания также делятся на дедуктивные (в количественном прогнозировании это - имитационные модели) и индуктивные (классический регрессионный анализ). Различия этих процессов объяснения и предсказания заключаются в том, что предсказание имеет "положительную" направленность во времени (относится к настоящему или будущему), а объяснение - "отрицательную" (к настоящему или прошлому).

Научное прогнозирование - это специальное исследование, имеющее свою методологию и технику, проводимое в рамках управления, с целью повышения уровня его обоснованности и эффективности.

Исследование будущего разделяется на два качественно различных направления:

- Поисковое прогнозирование - это анализ перспектив развития существующих тенденций на определенный период и определение на этой основе вероятных состояний объектов управления в будущем при условии сохранения существующих тенденций в неизменном состоянии или проведения тех или иных мероприятий с помощью управленческих воздействий;

- Нормативное прогнозирование представляет собой попытку рационально организованного анализа возможных путей достижения целей оптимизации управления.

2. Имитационные модели глобальных процессов

ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ в биосфере - модели для описания изменений компонент экосистем (биогеохимически. циклов) под воздействием антропогенных факторов в масштабе биосферы.

Одной из первых глобальных моделей изменения биосферы атмосферы и климата была модель В.А. Костицына (1935). Моделями биогеохимических циклов занимался Крапивин. Создание ЭВМ позволило рассмотреть очень сложные проблемы, важные для всего человечества. Возникала наука «глобалистика», основанная на изучении с помощью моделирования на ЭВМ общепланетарных проблем, глобальных проблем человечества. В конце 70-х - начале 80-х годов в ВЦ АН СССР под руководством Н.Н. Моисеева была создана версия глобальной модели биосферы названная «Системой Геи». С ее помощью был проанализирован сценарий «локального ядерного конфликта», описан эффект «ядерной зимы» и дан прогноз глобальных изменений в биосфере. При моделировании функционирования биосферы выяснилось, что после крупномасштабных воздействий биосфера никогда не возвращается в исходное состояние. Каждый раз это будет новая биосфера, и ее параметры, как правило, исключают возможности дальнейшего развития человека.

Рис. 15. Иллюстрация эффекта "ядерной зимы" (температура указана для поверхности почвы, средних и верхних слоев атмосферы)

3. Модели Римского клуба

Методологической основой построения прогнозов в глобальном масштабе стали методы математического моделирования и, прежде всего, методы системной динамики Дж. Форрестера. Он построил примитивную, но достаточно всеобъемлющую математическую модель, которая могла бы грубо имитировать развитие мировой ситуации с помощью пяти основных взаимозависимых переменных: численности населения, объема капиталовложений, использования невозобновимых ресурсов, производства продовольствия и загрязнения среды.

Модель «Мир-1» состояла из 42 нелинейных уравнений, описывающих взаимосвязь между выбранными переменными. Первая модель: увеличивается население - ускоренный рост всех остальных показателей. Прогноз: экологическая катастрофа между 30 и 50 годами 21 века.

Вскоре профессор Д. Медоуз с группой ученых усовершенствовал модель мира, получив модель «Мир-2», или «модель стабилизации общества»: после 1975 г. прирост населения должен быть равен нулю, капиталовложения в промышленность - равняться амортизации, вводится повторное использование ресурсов и внедрение безотходных технологий. Прогноз: стабилизация, при которой уровень производства на душу населения будет в три раза превышать среднемировой уровень 1970 года.

Третья модель «Мир-3»: те же меры, что и в модели стабилизации, но не с 1975, а с 2000 года. Прогноз: равновесие не достигается. Недостаток продовольствия будет ощущаться ранее 2100 года.

К середине 1980-х годов имелось более 15 глобальных прогнозов, получивших название "моделей мира". Самые известные и наиболее интересные из них - это "Мировая динамика" Дж. Форрестера, "Пределы роста" Д. Медоуза с соавторами, "Человечество у поворотного пункта" М. Месаровича и Э. Пестеля, "Латиноамериканская модель Баричо-ле" А. О. Эрреры (ЛАММ), "Будущее мировой экономики" В. Леонтьева, "Мир в 2000 году. Доклад президенту" Британская SARUM-модель, японская модель FUGI и мировая модель ООН (UNWM) и другие.

4. Принципы устойчивого развития

Основные проблемы, стоящие на пути достижения цели устойчивого развития, таковы:

1. Рост населения; 2. Проблема производства продуктов питания, защита ресурсов и окружающей среды; 3. Сохранение почвы; 4. Охрана водных ресурсов Земли; 5. Защита лесов; 6. Защита атмосферы Земли; 7. Управление отходами, образуемыми в

процессе человеческой деятельности; 8. Эффективное использование энергии; 9. Развитие промышленности и экологизация технологий; 10. Устойчивость экосистем; 11. Сохранение биологического разнообразия; 12. Ответственность и значение отдельных личностей за экологически обоснованный выбор и достижение поставленных целей.

Концепция устойчивого развития интегрирует в себе экологическую экономическую и социальную сферы и является политическим документом для успешной реализации которого необходимо последовательное проведение демократизации управления и соблюдение следующих принципов:

- Принцип иерархической организации. Каждый уровень (крупные и средние города, области, автономии; регионы; государства, федерации; планета Земля) иерархической организации территории решает задачи в пределах своей компетенции, за счет собственных сил и средств, оказывая методическую и консультативную помощь нижележащим уровням и представляя интересы последних перед более высокими уровнями.

- Принцип единства целей. Деятельность всех уровней иерархии объединяется единством целей: обеспечение мира и безопасности; рациональное экологически сбалансированное природопользование; рациональное использование естественных и антропогенно-измененных ландшафтов, охрана разнообразия растительного и животного мира, эталонных природных систем, реконструкция нарушенных ландшафтов.

- Принцип последовательной экологизации всех сфер жизнедеятельности. Ресурсы каждой территории находятся в собственности и распоряжении ее населения и используются для удовлетворения основных материальных, духовных, эстетических потребностей, обеспечения здоровья населения, полноценного его воспроизводства и достижения целей устойчивого развития.

- Принцип «управление - для населения». Управление территориями строится на принципе передачи местным органам максимально возможных, а центральной власти -минимально необходимых полномочий в принятии решений, а также на основе достижения общественного согласия по наиболее существенным вопросам, затрагивающим интересы всего населения или отдельных групп.

- Принцип единого контроля и доступности информации. Население имеет право получать любую информацию, касающуюся экологической обстановки; органы управления не могут препятствовать получению и распространению информации и участию населения в решении проблем устойчивого развития территории. Любой род деятельности открыт для служб экологического контроля всех уровней.

- Принцип финансирования программ устойчивого развития. Этапность выполнения программ устойчивого развития территорий любого масштаба следует напрямую связать с выделением в защищенных разделах бюджетов территорий (страны, области, города) отдельной строкой расходов на охрану окружающей природной среды в объемах: I этап - не менее 3 % расходной части бюджета; II этап - не менее 5 % расходной части бюджета; III этап - не менее 7 % расходной части бюджета;

- Принцип осуществимости программ устойчивого развития. На каждом иерархическом уровне для достижения устойчивого развития необходима реализация следующих систем обеспечения такой Программы: законодательно-правовой и нормативной; экономической; контрольно-информационной (мониторинговой); научной; просветительно-образовательной; материально-технической и кадровой; организационной.

? Вопросы к семинару ?

1) Научное объяснение и предсказание.

2) Глобалистика и каковы ее задачи. Имитационные модели глобальных процессов в биосфере.

3) Модель «ядерной зимы».

4) Модели Римского клуба.

5) Модели мира разных авторов.

6) Основные проблемы, стоящие на пути достижения устойчивого развития.

7) Принципы устойчивого развития.

Библиографический список

Основная литература

Волкова В. П. Основы теории систем и системного анализа / В. П. Волкова, А. А. Денисов. СПб.: СПб. ГТУ, 1997.

Корогодин В. И. Информация и феномен жизни. - Пущино, 1991.

Маргалеф Р. Облик биосферы. М.: Наука, 1992.

Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М: Наука, 1982.

Математические модели в экологии и генетике. М., 1981.

Михайловский Г. Е. Жизнь и ее организация в пелагиали Мирового океана. М.: Наука, 1992.