007. Математическая экология
Моделирование - эффективный инструмент, позволяющий объединить знания из разных учебных дисциплин. Моделирование вообще и компьютерное моделирование в частности способно выполнять важную гуманистическую функцию, ведь возможность спрогнозировать последствия определенных антропогенных факторов позволяет избежать опасных и нежелательных явлений даже в глобальных масштабах (изменение климата планеты, ядерная зима и т.п.). Следовательно, оно в состоянии формировать содержание и стиль политического мышления в современном обществе. Для любого объекта в зависимости от цели исследования может быть построено много разных моделей. Например, если взять такую сложную систему, как популяция животных, то для описания процессов жизнедеятельности будет использована модель отдельного животного как биологического объекта, для моделирования поведения животных в стае исследователь воспользуется другой, этологической (поведенческой) моделью, а для прогнозирования динамики изменения количества особей будет создана совсем другая, экологическая модель. Тогда и оказывается, что свойства объекта, существенные при построении одной модели, могут оказаться совершенно незначительными для другой. Цель исследователя - найти золотую середину: составить модель процесса, не лишая его основных черт. Первые попытки описания динамики численности отдельных популяций и их сообществ относятся еще к 18-му столетию. Современная же математическая экология зарождалась в 20-х годах нашего столетия - именно в это время в биологию начали проникать методы математики и идеи моделирования.
Математическая экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов и создаваемых ими сообществ между собою и с окружающей средой на основе изучения соответствующих математических моделей.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ»
Введение. Общесистемный подход к моделированию экологических систем.
Классы задач и математический аппарат.
Гипотезы Вольтерра о типах взаимодействий в экосистемах.
Модели экологических сообществ.
Принципы лимитирования в экологии.
Закон толерантности и функции отклика.
Модели водных экосистем.
Модели продукционного процесса растений.
Модели лесных сообществ.
Оценка загрязнения атмосферы и поверхности земли.
Глобальные модели.
008. СИСТЕМНАЯ ЭКОЛОГИЯ
СИСТЕМНАЯ ЭКОЛОГИЯ - это совокупность принципов и концепций системного анализа применительно к экологии. Системная экология как формализованный целостный подход стала самостоятельным разделом общей экологии в результате развития современных формальных математических методов, кибернетики, обработки данных на ЭВМ, информатики и т. д., а также формального упрощения сложных экосистем. Системная экология открывает реальный путь к решению проблем, связанных со средой обитания человека.
Задачи системной экологии – проводить исследования структуры и функционирования экологической системы и роли в ней различных популяций (видов) с целью оценки возможности прогнозирования развития экосистемы и динамики составляющих ее элементов, а также решать задачи управления ими.
Системная экология как наука рассматривает экологические системы, элементы и компоненты которой находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.
В самой природе науки лежит стремление к единству и синтезу знания. Изучение этого стремления, выявление особенностей этого процесса — одна из задач современных исследований в области теории научного знания. В современной науке и технике из-за их необычайной дифференцированности и насыщения информацией проблема концептуального синтеза приобретает особенно важное значение.
Весь окружающий нас мир имеет системную (нелинейную) природу. Поэтому составляющие его объекты, явления и процессы должны объективно отражать его реалии, т. е. быть также системными, нелинейными.
Системность мира представляется в виде объективно существующей иерархии различно организованных взаимодействующих систем. Системный подход — направление методологии исследования, в основе которого лежит рассмотрение объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы.
Составляющим понятий «системный анализ», «системная проблема», «системное исследование» является слово «система», которое появилось в Древней Элладе 2000—2500 лет назад и первоначально означало: сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз. Оно также выражало определенные акты деятельности и их результаты (нечто, поставленное вместе; нечто, приведенное в порядок).
Попытки разработать общие принципы системного подхода были предприняты врачом, философом и экономистом А.А. Богдановым (1873— 1928) в работе «Всеобщая организационная наука (тектология)» (3-е изд. М.; Л., 1925—1929. Ч. 1—3). Исследования, проведенные уже в наши дни, показали, что важные идеи и принципы кибернетики, сформулированные Н. Винером и особенно У. Росс Эшби, значительно раньше, хотя и в несколько иной форме, были выражены Богдановым. В еще большей мере это относится к общей теории систем (ОТС) Л. фон Берталанфи, идейная часть которой во многом предвосхищена автором тектологии.