10-дәріс. Геожүйені зерттеудегі жүйелік тәсіл. Экологиядағы жүйелік анализ кезеңдері
Жүйелік әдістің мүмкіндіктері.
Жүйелік анализді экологиялық қолдану.
Түсініктер жүйесін, әдіс-тәсілдерін, шешімдерін «жүйелік анализ» деп атау және оны экология ғылымында теңқұқықты қолдану қабылданған. «Жүйелік анализ» ұғымы жаушалық-ағзалық деңгейден биосфералық деңгейге дейін жүйелік анализдің әртүрлі тәсілдері, математикалық логика мен дифференциалдық жазықтық, көпөлшемді статистика, сонымен қатар есептеуші математикалық әдістер мен түрлі деңгейдегі биологиялық анализді модельдеу кезіндегі соңғы он жылда формаланды. «Жүйелік экология» ғылыми бағыт ретінде толығымен қалыптасып біткен жоқ, сондықтан мұнда өзгерістер мен параметрлерді сипаттайтын биожүйені зерттеу кезінде туындайтын көптеген биологиялық жүйе зерттеулерінің мүмкін әдістері, оның динамикасы, сонымен қатар көптеген мәселелер мен тапсырмаларды зерттеу қарастырылады. Бұл бағыттың дамуы көлемді және сапалы ақпараттарды сақтауға және өңдеуге мүмкіндік беретін жедел түрде қызмет жасайтын заманауи компьютерлердің дамуына үлкен серпіліс берді.
Жүйелік анализдің бірнеше негізгі кезеңдері:
Мәселені таңдау;
Тапсырманың құрылымы және оның қиындығының шегі;
Мәселе мен алға қойылған мақсаттың иерархиялық орналасуы;
Мәселелерді шешудің жолын таңдау;
Модельдеу;
Мүмкін сртатегияларды бағалау;
Нәтижелерді енгізу.
Жүйелік тәсілдің қарқынды әдістемесі тек ХХғ. 60-жылдарында ғана мүмкін бола бастады. Бұл уақытта экологтардың кәдеге жаратуына күшті ЭВМ септігін тигізді және ең алдымен жүйелік анализ атауын алған аэроғарыштық және техникалық зерттеулердің күрделі динамикалық жүйелерін модельдеу әдістері жобаланды. Осы сала төңірегіндегі алғашқы жұмыстар Ляпунов(1966, 1968), Винбеог, Анисимов (1966), Полетаев (1966), ал шет ел зерттеушілері Уатт (1966), Одум (1967), т.б. ғалымдардың қатысуымен жүзеге асырылды.
ОСы уақыттан бастап жүйелік анализді экологияда қолдану кең етек жая бастады, тек қана модельдеуді қабылдау мен модельді жетілдіру пайдаланылған жоқ, бірақ экологиялық бақылаулар тактикасы мен стратегияны модельдеуге өте қолайлы әсер етті, тіптен экологтардың әдістемесін орнатуға да. Экожүйені зерттеудегі модельдеу жетістігі Халықаралық биологиялық бағдарлама төңірегінде қазіргі экологияның негізі ретінде экожүйе концепциясына сүйенген жүйелік парадигманың шешуші жобасына үлес қосты.
Сонымен, қазіргі экология құрамын, құрылымын, функциялануын және эволюциясын заңды түрде ашатын экожүйе ұғымын түсіндіреді. Алайда экология мазмұнын осылайша түсіндіру жалпыға ортақ бола қойған жоқ. Сол себепті қазіргі уақытта тек жүйелік экологияның ғана мағынасы бар. Одумның (1975) айтқанына қосыла отыра былай айтуға болады: жүйелік анализдің негізгі мәселесі математикалық әдістер құруға кіріспей тұрып шынайы табиғат әлемінің санқырлылығын үйрететін қағидалар сипаттамасынан, жеңілдіктер мен абстракциялардан тұрады. Бұл жағдайда модельдеуді қоғамда және уақыт бойынша экожүйенің дамуы көмегімен және функциялау заңдары көмегімен зерттелетін жүйелік экологияның арнайы әдісі деп айтуға болады.
Мәселені шешудегі жүйелік әдіс, соның ішінде экологиялық әдіс мына кезеңдерден тұрады:
Мәселені шешудің мүмкін нұсқаларын қарастыру;
Қолданылатын әрбір мүмкін болған шешім нұсқаларын таңдаудың салдарын анықтау;
Басқаларға қарағанда ұсынуға жарамды деп танылған шешімді көрсететін обьектілі критерийлерді қабылдау.
Қолданылған әдістердің шешімі тек біреу ғана болып есептелмейді.
Жүйелік анализ кезінде ескеретін ең қажетті жағдайлар:
Шешім қабылданған процесс аталған шешімдер таңдауын бағалау, жақсарту және алмастыру жүзеге асырылатын қолданбалы таңдау жолы арқылы жүзеге асрылуы керк;
Шешімдерді бағалау критерийлері нақты жасалған формула түрінде болуы керек;
Себептер мен нәтижелер арасындағы байланыста анықтауға жұмсалған күш-қуат ең жақсы мәселенің шешімімен анықталуы керек.
Жүйелік анализді өткізу барысында бір параметрге кіріспе болған әр түрлі факторларға байланысты бірнеше қиындықтар туындауы мүмкін. Көптеген өзгерістердің көмегімен жүйенің сипаттамасы векторлы түрде болады. Вектордың әрбір компоненті мүмкін болған нұсқадан келесісіне ауысып отырады. Алайда, шешімдердің мейленше ауқымды таңдауы барысында (аталған жағдайда еріктілік жалғыз фактор) скаляр сипаттама қолданылады. Бұл дегеніміз, вектордың (а1, a2, a3…an) скаляр Z ке өту операциясын жасауымыз керек деген сөз. Жүйелік анализдің бір тапсырмасы бұл операцияның нақты анықтамасы болып табылады.
Экологтар аталған жүйе мен компоненттер арасындағы әр түрлі қарым-қатынасты дамытатын ЭВМ күрделі экожүйесінің үлгісін қалыптастырады. Олар экожүйенің әрбір компонентінің басқаларға байланысты нақты материалдарын қолдана отырып басқа реакцияларға әсер етуін алдын ала болжап айту мүмкін болатын экожүйенің шынайы үлгісін құрастыруға тырысуда. Бұл жағдайда жүйелік әдістің жұмысы дедуктивті және сипаттамалы болып табылады, оның қолданылу аумағы шектелген, яғни, биотоптар арасындағы өзара байланысты ескере отырып шектеу жағдайындағы жүйе жұмысын нақты айтуға болмайды. Бірақ, басқа жағынан қарағанда, бұл алдағы уақыттағы зерттеулерді жоспарлауға, биожүйенің ерекшеліктері мен неғұрлым маңызды факторлардың назарын барынша аударуға мүмкіндік береді.