Экология тепловой и атомной энергетики

Выявлены два основных направления исследований: экосистемное и популяционное. Показано, что при изучении растительных сообществ чаще используется экосистемный подход, а сообществ наземных животных и птиц – популяционный. Сообщества водных организмов служат объектом для обоих подходов. К математическим ключевым словам были отнесены названия статистических характеристик, методов преобразования и обработки данных, пакетов прикладных программ. Удалось выделить шесть смысловых групп математических терминов:

стандартные статистические методы;

многомерные методы (множественная регрессия и многофакторный дисперсионный анализ);

отклонение от нормальности, непараметрические методы;

таблицы сопряженности и множественные сравнения;

марковские случайные процессы;

дифференциальные уравнения.

Группы II и III характеризуют более продвинутые (сложные) методы по сравнению c группой I. Группу III характеризуют методы, в которых, в отличие от базовых, не выполняется предположение о нормальности данных, а в группе II представлены многофакторные методы. Группы IV характеризуется акцентом на дискретную природу факторов. Наконец, группы V и VI связаны с построением динамических моделей – вероятностных и детерминистских. Численность их оказалась неожиданно малой. Это тем более удивительно, что наиболее частыми ключевыми словами экологического направления были «конкуренция» и «динамика», казалось бы, требующие этих методов (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1

Частота применения групп математических методов I-VI в статьях,

относящихся к экологическим тематическим направлениям

( в % от числа статей каждого направления)

Журнал, экологическая тематика

Число статей

Математические методы, %

I

II

III

IV

V

VI

Жур-нал "ЕСО-LOGY"

Наземные животные

116

90

73

43

19

3

3

Птицы

10

100

80

40

10

0

0

Водные сообщества

19

95

74

42

21

0

0

Растения

101

94

72

38

17

1

2

Журнал "ЭКОЛОГИЯ"

104

69

13

0

0

0

0

По сравнению с журналом "ECOLOGY", математические методы в статьях из журнала "ЭКОЛОГИЯ" используются менее интенсивно как в количественном отношении, так и по разнообразию методов. Например, в 139 статьях из журнала "ЭКОЛОГИЯ" за 1991 г. термин «регрессия» встретился 16 раз, «дисперсионный анализ» – 8 раз (в то время как термин «среднее» встретился 62 раза). Для отечественных публикаций велика доля описательных и обзорных сообщений, не содержащих вообще упоминания статистических терминов ("ЭКОЛОГИЯ" – 24%, "ECOLOGY" – 4%).

Общие понятия и принципы

Последнее десятилетие много говорится о кризисе в представлениях об экологическом мире, причём весьма радикальной ревизии подвергаются почти все фундаментальные эвристики [Розенберг и соавт. 1999]. Г.С. Розенберг и И.Э. Смелянский [1997] так формулируют основные тенденции в изменении миропонимания:

пришло понимание субъективности образа экологического мира;

экологический мир перестал быть понятным и объяснимым;

пространство перестало быть простым;

время также перестало быть простым;

экологический мир стал динамическим.

Это делает вполне корректным употребление в отношении биологических наук таких понятий Т.Куна [1977], как "научная революция", "смена парадигми т.д. По-видимому, можно заключить, что этот процесс сейчас находится на стадии "экстраординации" и еще далек от завершения.

Моделирование – это один из важнейших методов научного познания, с помощью которого создается модель (условный образ) объекта исследования. Сущность его заключается в том, что взаимосвязь исследуемых явлений и факторов передается в форме конкретных математических уравнений.

Процесс построения математической модели включает в себя следующие типовые этапы:

формулирование целей моделирования;

качественный анализ экосистемы, исходя из этих целей;

формулировку законов и правдоподобных гипотез относительно структуры экосистемы, механизмов ее поведения в целом или отдельных частей (при самоорганизации эти законы "находит" компьютер);

идентификацию модели (определение ее параметров);

верификацию модели (проверку ее работоспособности и оценку степени адекватности реальной экосистеме);

исследование модели (анализ устойчивости ее решений, чувствительности к изменениям параметров и пр.) и эксперимент с ней.

В условиях смены парадигм экологического мира здесь ярко проявляется:

принцип несоответствия точности и сложности, который предложил Л. Заде [1974] и который формулируется следующим образом: понятия "точности" и "сложности" при прогнозировании структуры и поведения экосистем связаны обратной зависимостью – чем глубже анализируется реальная экосистема, тем менее определенны наши суждения о ее поведении.


На главную