Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
Курсова робота
Базові методики прогнозування стану довкілля
Ужгород-2010
Зміст
Вступ
Розділ 1. Специфіка екологічного прогнозування
1.1 Основні поняття екологічного прогнозування
1.2 Класифікація екологічних прогнозів
Розділ 2. Екосистема та основні проблеми її прогнозування
2.1 Екосистема як об`єкт прогнозування
2.2 Основні проблеми екологічного прогнозування
2.3 Проблеми, індуковані збором і обробкою первинної інформації
Розділ 3. Проблеми, породжені складністю екосистем
3.1 Проблеми,породжені традиційною методологією екологічного прогнозування
Висновки
Список використаної літератури
Вступ
"Існує широкий клас явищ, у яких об'єктом спостереження служить яка-небудь числова величина або послідовність числових величин, розподілені в часі. Температура, безупинно записувана самописним термометром; курс акцій на біржі наприкінці кожного дня; зведення метеорологічних даних, щодня публікуюче бюро погоди, - усе це тимчасові ряди, безперервні або дискретні, одномірні або багатомірні. Ці тимчасові ряди міняються порівняно повільно, і їм цілком можна обробляти за допомогою обчислень вручну або за допомогою звичайних обчислювальних приладів, як рахункові лінійки й арифмометри. Їхнє вивчення ставиться до звичайних розділів статистичної науки." (Вінер)
Протягом усієї історії в людства постійно виникають завдання, на які в рамках наявного знання важко одержати однозначну відповідь. Останні роки суспільство цікавили, наприклад, такі проблемні питання: "Що буде з экосистемою Балтійського моря в 2021 році?", "Як зміниться екологічна ситуація при перекиданні вод північних рік в аридні райони?", "У якому напрямку піде розвиток ринкової економіки в Росії?", "До яких наслідків може привести порушення озонного шару атмосфери?" і т.д. Проблеми такого роду повсюдно виникають як у фахівців, що безпосередньо вивчають складні системи, так і в осіб, що ухвалюють розв'язку при тому або іншому характері використання цих систем.
З найдавніших часів (і по сьогоднішній день) люди вірили в те, що їх майбутнє визначається богами й пізнати його можна лише вдавшись до магії або гадання. Усі навколишні явища природи і його власний розвиток пояснювалися впливом фантастичних або міфічних сил. Однак і в ті далекі часи людина смутно усвідомлював, що події майбутнього якимось образом пов'язані із сьогоденням і минулим. Зараз важко сказати, хто був першим прогнозистом, але достеменно відомо, що з дуже давніх часів існував (і існує донині ) "інститут провісників" - пророків, оракулів, авгурів, шаманів, астрологів і ін.
З історії Прадавньої Греції добре відомий своїми оракулами славне місто Дельфи. Прогноз цих оракулів відрізнявся від звичайних пророцтв окремих віщунів тим, що він обговорювався на раді дельфийских мудреців, що ретельно знайомилися з усіма обставинами прогнозованої ситуації.
Авгури - колегія жерців у Прадавньому Римі, призначених, по переказу, першим римським царем Ромулом, - ворожили й будували прогнози по поведінці птахів (польоти птахів були своєрідними "моделями", за допомогою яких треба було вивести сьогодення з минулого). Без пророкувань авгурів не проводився жодний серйозний державний захід Прадавнього Риму.
І ось сьогодні, відповідно до крилатого вираження "усе нове - це добре забуте старе", дослідники знову згадали й авгурів, і дельфийских оракулів.
Щоб проілюструвати це, приведемо кілька цитат відомих екологів і фахівців в області екологічного прогнозування.
Доктор біологічних наук Н.Ф.РеймерсРейтерс (1990, с. 409): "Прогнозування екологічне - пророкування можливої поведінки систем, обумовленого природніми процесами й впливом на них людства".
Академік В.Е.Соколов (1979, с. 5): "...Екологічне прогнозування охоплює складний комплекс об'єктів - від природних экосистем до промислових і сільськогосподарських. Одними із центральних компонентів прогнозування є екосистеми... Одна із цілей прогнозування - збереження природних ресурсів на високопродуктивному рівні, який може бути використаний протягом невиразно тривалого часу".
Доктор біологічних наук Ю.З.Кулагин (1980а, с. 15; 1980б, с. 36; 1985, с. 10): "...Для екології прогнозування стало настільки значимим, що сучасний етап її розвитку характеризується інтенсивним формуванням екологічного прогнозування як самостійного наукового напрямку. Це пов'язане з актуальністю прийняття захисних превентивних заходів щодо відношення до окремих видів і біоценозам; очевидна й життєва необхідність екологічних прогнозів для перспективних народногосподарських планів і проектування нових технологій по використанню природних ресурсів... Під екологічним прогнозуванням доцільно розуміти створення таких узагальнень і методів, які забезпечують вироблення прогностичних оцінок стосовно особин і популяціям видів, про долю яких ми турбуємося... Сугубо практичний аспект прогнозування вимагає підкреслити обов'язкову заблаговременность.Від екологічного прогнозування принципово не можна вимагати гранично точних картин майбутнього й однозначного пророкування конкретних деталей організації виду, динаміки його популяції в ще не реалізованих умовах... Виходячи із сучасного рівня розвитку теорії й методів екологічного прогнозування, необхідно зробити більш інтенсивним процес вивчення біологічних компонентів экосистем і аналізувати отримані результати в комплексі з даними інших наук з метою підвищення точності й дальнодействия прогнозу наслідків від сучасного техногенеза".
Доктор біологічних наук В.Д.Федоров (1983, с. 10, 22, 23): "Уточнюючи поняття екологічного прогнозу, ми повинні стосуватися насамперед змін природних экосистем, їхнього складу й структури, а також рівня функціонування й ступені стійкості до несприятливого впливу ззовні... Існують дві протилежні крайні точки зору на екологічний прогноз. Відповідно одній, підтримуваної головним чином приватними екологами - фахівцями з екології різних таксономічних груп, у прогнозі взагалі на загал не потрібно ніякого системного підходу... Прихильники іншої позиції затверджують, що поведінка экосистемы неможливо звести до закономірностей поведінки популяцій, бачать у застосуванні імітаційного моделювання відображення можливості обліку емерджентних властивостей (властивостей цілого, відсутніх у компонентів системи або не виведених зі знання цих властивостей у компонентів. - Г.Р., В.Ш., П.Б.) і вважають конструювання й вивчення на ЕОМ властивостей таких більших, дорогих і громіздких моделей - єдино прийнятної, справді науковою основою екологічного моделювання... Існує, звичайно, ще компромісна думка, коли екологи говорять про розумні початки кожного з підходів і можливостях їх синтезу".
Ці досить великі цитати добре вводять у проблематику екологічного прогнозування.
Розділ 1. Специфіка екологічного прогнозування
1.1 Основні поняття екологічного прогнозування
Екологічне прогнозування, з одного боку, можна розглядати як "функцію" екології, з іншого боку - як складову екологічного моніторингу, а із третьої - як розділ прогностики (науки про закономірності розробки прогнозів). Тому одні поняття екологічного прогнозування є властиво екологічними, інші мають безпосереднє відношення до моніторингу, треті мають загальнонаукову значимість.
Під екологічним прогнозуванням розуміється пророкування стану такої системи, серед істотних елементів якої фігурує хоча б одна биотична компонента экосистемы (популяція, співтовариство та ін.). Інструментом екологічного прогнозування є екологічний предиктор - модель або прогностичний параметр,засіб прогнозування (не обов'язково математична), що служить для формування екологічного прогнозу. Окремий екологічний предиктор, побудований модельєром (під модельєром тут розуміється людина, колектив, організація, що розробляють модель, або програма, що синтезує модель, та ін.), називається предиктором- індивідуумом.
Нехай прогноз зміни показника Y проводиться n окремими предикторами- індивідуумами, побудованими різними методами (або різними модельєрами) і службовцями для досягнення однієї мети. Організація їх у колектив може бути здійснена або шляхом комплексации прогнозів, або шляхом комплексації самих предикторів. Під комплексацією прогнозів Y(1), ..., Y(n), отриманих за допомогою n предикторів- індивідуумів, будемо розуміти процес розробки оптимального в деякому змісті прогнозу Y* показника Y, що служить тієї ж мети, що і є функцією вихідних прогнозів:
Y* = F[Y(1), Y(2), ..., Y(n), X].
Прогноз Y*, отриманий у підсумку комплексации окремих прогнозів Y(1), Y(2), ..., Y(n), будемо далі називати колективним прогнозом (колективом предикторів).
Колектив предикторів повинен бути організований так, щоб, по-перше, спрацьовував ефект системності типу "ціле більше суми своїх частин": надійність прогнозів колективу предикторів повинна бути вище надійності кращого із предикторів-індивідуумів - членів колективу. По-друге, прогнози колективу предикторів повинні бути якісними: помилки пророкувань малої частки предикторів-індивідуумів у колективі, як значними вони б не були, повинні несуттєво позначатися на надійності комплексних прогнозів. По-третє, для елімінації омніпотентності факторів у колектив повинні включатися самі "кращі" і "найнесхожі" між собою предиктори-індивидууми.
Таким чином, резерв підвищення надійності екологічного прогнозування полягає в організації окремих предикторів (включаючи експертів) у колектив.
Тут при побудові прогнозів екстремум показників якості шукається не тільки по параметрах окремого предиктора й не тільки шляхом вибору кращого серед заданого набору окремих предикторів, але й по всіляких їхніх суперпозиціях.