Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные методы анализа и моделирования экологических процессов




Надорганизменные системы, которые изучает экология - - популяции, биоценозы, биогеоценозы, эко­системы, - - чрезвычайно сложны. В них наблюдает­ся огромное количество взаимосвязей, прочность и по­стоянство которых постоянно меняются. Одни и те же внешние воздействия могут привести к различ­ным, иногда прямо противоположным результатам, в зависимости от того, в каком состоянии находилась система в момент воздействия.

Предвидеть ответные реакции системы на действие конкретных факторов можно лишь через сложный ана­лиз существующих в количественных измерениях взаимоотношений и закономерностей.

1. мо­дель ВольтерраЛотки - одна из первых экологических моделей. В любом биоценозе проис­ходит взаимодействие между всеми его элементами: особи одного вида взаимодействуют с особями и свое­го вида, и других видов. Эти взаимодействия могут быть мирными, а могут иметь связь типа «хищник -жертва». Было замечено, что численность хищнников колеблется в обратной пропорции относительно колебаний численности жертвы. Анализ этих колебаний позволил матема­тику Вито Вольтерра (1860-1940) вывести необходи­мые уравнения. Если бы в биоценозе было только два вида (очень большое упрощение), то даже в этом слу­чае динамика численности каждого из видов сильно отличалась бы от картины их независимого существо­вания.

2. Модель симбиоза Кроме ситуаций «хищник — жертва» и «конкурен­ция - сосуществование» может моделироваться си­туация «симбиоз». Модель симбиоза отражает коопе­рацию отдельных видов в борьбе за существование, когда один вид помогает или покровительствует дру­гому (кооперация пчел, кооперация деревьев). Мате­матические модели, построенные на устойчивость та­кой системы, показывают, что при достаточно боль­ших начальных значениях численности всегда будет происходить экспоненциальный рост популяций, что в определенных случаях соответствует действитель­ности.

3. модель Т. Мальтуса. Биосфера сформировалась по собственному плану, без участия человека. Сейчас происходит интенсив­ная перестройка природы в результате человеческой деятельности. Перед человечеством вырисовывается угроза голода, самоотравления, разрушения биологи­ческой основы наследственности. Для предотвраще­ния угрозы надо знать ее причины. В этих целях стро­ились глобальные экологические модели. Первой моделью прогнозирования расхода ресурсов была модель Т. Мальтуса (1798), который исходил из геометрического роста численности населения и арифметического роста средств существования. Пос­ледующий опыт проиллюстрировал упрощенность и ошибочность этого подхода.

4. динамическая модель Дж. Форрестера (1970) учитывает изменение населения, капи­тальных вложений, природных ресурсов, загрязне­ние среды, производство продуктов питания. Одним из результатов исследования Форрестера были графики расхода природных ресур­сов при стабилизации численности населения, фон­дов и «качества» жизни.

5. Группа Д. Медоуза (1972) построила динамичес­кую модель на базе пяти основных показателей: ус­коряющаяся индустриализация, рост численности на­селения, увеличение числа недоедающих, истощение ресурсов, ухудшение окружающей среды. Прогноз по модели Медоуза по различным вариантам показал, что вслед­ствие исчерпания природных ресурсов и растущего загрязнения в середине XXI века произойдет миро­вая катастрофа. Единственным вариантом для ее ис­ключения может быть стабилизация численности на­селения и объема промышленности, стимулирование капиталом развития сельского хозяйства.

6. Модель М. Месаровича и Э. Пестеля (1974) содержит более 100 тысяч уравнений, описываю­щих мировую систему как совокупность региональ­ных систем. Авторы выделили наиболее крупные страны (Япония, Россия, Китай, Вьетнам и др.) и регионы (Северная Америка, Западная Европа, Се­верная Африка и др.), 10 групп населения, 5 катего­рий машин, 2 разновидности сельскохозяйственного производства, 19 разновидностей промышленного ка­питала, 5 видов капитала в энергетике. На базе этой модели авторы рассмотрели различные сценарии раз­вития мировой системы.

7. математическая модель био­сферы «Гея» была разработана в конце 1970-х гг. под руководством Н.Н. Моисее­ва. Она состояла из двух взаимосвязанных систем. Первая описывала процессы, происходящие в атмосфере и океане. Вторая — круговорот веществ в природе. На базе модели «Гея» был выполнен расчет различ­ных сценариев изменения климата на планете под воздействием ядерного взрыва, извержения вулкана, создания крупного локального топливно-энергетичес­кого комплекса, изменения горного ландшафта.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 576; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.