63. Понятие и виды прогнозов. Сущность и этапы прогнозирования.

Одной из важных предпосылок решения экологических проблем явля­ется наличие достоверной прогнозной информации о последствиях воздейст­вия хозяйственной деятельности на природу (геоэкосистемы, геокомпонен­ты), прогноз экологического состояния и запасов природных ресурсов. Про­гноз является составной частью процесса планирования и управления эконо­микой региона. Прогноз (от греч. prognosis - предвидение, предсказание) -предсказание будущего с помощью научных методов или сам результат пред­сказания.

Научную дисциплину, изучающую общие принципы и методы прогно­зирования развития объектов любой природы, закономерности процесса раз­работки прогнозов называют прогностикой или футурологией. Как пауки прогностика сформировалась в 70 - 80 гг. XX в. Сам процесс разработки про­гноза называют прогнозированием. К основным понятиям прогнозирования относят следующие понятия.

Объект прогнозирования - процесс, система или явление о состоянии которого дается прогноз. Объект прогнозирования может иметь качественные и количественные характеристики.

Переменная объекта прогнозирования - количественная характери­стика объекта прогнозирования, которая является или принимается за изме­няемую в течение периода основания и (или) периода упреждения прогноза.

Объекты прогнозирования могут быть разными по сложности. Слож­ность объекта прогнозирования - характеристика объекта прогнозирования, определяющая разнообразие его элементов, свойств и отношений.

Период основания прогноза - промежуток времени, за который ис­пользуют информацию для разработки прогноза. Этот промежуток времени называют также периодом предыстории.

Период упреждения прогноза - промежуток времени, на который раз­рабатывается прогноз.

Модель прогнозирования - способ исследования объекта прогнозиро­вания, который позволяет получить информацию о возможных состояниях объекта прогнозирования в будущем и (или) путях и сроках их осуществле­ния.

Методика прогнозирования - совокупность специальных правил и приемов (одного или нескольких методов) разработки прогнозов.

Прием прогнозирования - одна или несколько операций, направлен­ных на получение конкретного результата в процессе разработки прогноза. В качестве приема могут выступать вычисление средневзвешенного значения оценок экспертов, сглаживание динамического ряда, построение картографи­ческой модели и т. д.

Прогнозный вариант - один из прогнозов, составляющих группу воз­можных прогнозов.

Точность прогноза - оценка доверительного интервала прогноза для заданной вероятности его осуществления.

Достоверность прогноза - оценка вероятности осуществления прогно­за для заданного доверительного интервала.

Ошибка прогноза - величина отклонения прогноза от действительного состояния объекта.

Верификация прогноза - оценка достоверности и точности или обос­нованности прогноза.

Для прогнозирования привлекают отдельных экспертов или создают экспертные группы. Эксперт (от лат. expertus опытный) - квалифициро­ванный специалист по конкретной проблеме, привлекаемый для вынесения оценки но поставленной задаче прогноза. Экспертная группа - коллектив экспертов, сформированный по определенным правилам для решения поставленной задачи прогноза. Частным случаем экспертной группы является экс­пертная комиссия.

Компетентность эксперта — способность эксперта выносить на базе профессиональных знаний, интуиции и опыта достоверные суждения об объ­екте прогнозирования.

Экспертная оценка - суждение эксперта или экспертной группы отно­сительно поставленной задачи прогноза. В первом случае используется тер­мин «индивидуальная экспертная оценка», во втором - «коллективная экс­пертная оценка».

В географии, геоэкологи и экологии прогнозирование как метод иссле­дования используется давно. Существует достаточно много определений тер­мина «прогнозирование» близких по своему содержанию. Н. Ф. Реймерс (1990) определяет экологическое прогнозирование как предсказание возмож­ного поведения природных систем, определяемого естественными процесса­ми и воздействием на них человечества.

Таким образом, в обще виде эколого-географическое прогнозирования следует рассматривать как научно-обоснованное предвидение будущего со­стояния окружающей природной среды на основе оценок ее прошлого и на­стоящего состояний в целях принятия практических решений по ее рацио­нальному использованию.

Различают покомпонентное (отраслевое) и комплексное прогнозирова­ние. В первом случае для прогноза используются сведения характеризующие один геокомпонент. Комплексное прогнозирование основывается на инфор­мации обо всех геокомпонентах и природных системах в целом.

По мере увеличения техногенного воздействия на природу все более отчетливо

Этапы прогнозирования:

Т. В. Звонкова (1987) считает, что процесс прогнозирования в общих чертах включает четыре этапа.

Предварительный этап необходим для разработки задания на прогноз, составления программы исследований, установки объекта прогноза и поряд­ка разработки прогноза, порядка финансирования.

Ретроспективный этап. На этом этапе исследуется история развития объекта и прогнозного фона, признаки и параметры объекта в целом и его структурных единиц в каждый зафиксированный момент прошлого времени. Здесь же определяется период времени, за который производится анализ раз­вития и тенденции развития прогнозируемого объекта.

Диагностический этап. На этом этапе уточняется цель прогноза, харак­теристики объекта и фона прогноза с целью разработки модели объекта. Вы­бираются методы прогнозирования, устанавливаются способы оценки и про­верки достоверности прогноза.

Заключительный этап собственно прогнозирования. На основе вы­бранных методов исследования составляют варианты прогнозов, из которых затем отбирается один.

64 - Методы прогнозирования. Проблема достоверности прогнозов.

Методы прогнозирования последствий антропогенного воздействия на окружающую среду. Все методы прогнозирования можно объединить в две группы: логические и формализованные

В связи с тем что в экологии, и в частности в природопользовании, приходится большей частью иметь дело со сложными зависимостями природного и социально-экономического характера, то в первую очередь используют логические методы, которые устанавливают связи между объектами. К логическим относят методы индукции, дедукции, экспертных оценок, аналогии.

Методом индукции устанавливают причинные связи предметов и явлений. Индуктивным методом исследование обычно начинают со сбора фактических данных, выявляются черты сходства и различия между объектами и делаются первые попытки обобщения. Так, для составления прогноза погоды необходимо провести соответствующие наблюдения и измерения, после чего можно сделать вывод в целом о погоде на сутки.

При дедуктивном методе идут наоборот, от общего к частному, т. е., зная общие положения и опираясь на них, приходят к умозаключению. Этот метод помогает определить стратегию прогнозных исследований. Индуктивный и дедуктивный методы тесно связаны между собой.

При отсутствии об объекте прогноза достоверных сведений и если объект не поддается математическому анализу, то в этом случае используют метод экспертных оценок, суть которого состоит в определении будущего на основании мнения квалифицированных специалистов-экспертов, привлекаемых для вынесения оценки по проблеме. Существуют индивидуальная и коллективная экспертизы. Для прогнозирования методом экспертных оценок специалисты используют статистические, картографические и другие материалы.

Метод аналогий исходит из того, что закономерности развития одного процесса с определенными поправками можно перенести на другой процесс, для которого необходимо составить прогноз. Метод аналогий чаще всего применяют при разработке локальных прогнозов. Так, при прогнозировании влияния будущего водохранилища на окружающую среду можно использовать данные по уже имеющемуся водохранилищу, которое находится в сходных условиях.

Формализованные методы подразделяют на статистический, экстраполяции, моделирования и др.

Статистический метод опирается на количественные показатели, которые позволяют сделать вывод о темпах развития процесса в будущем (табл. 21.1).

Метод экстраполяции представляет собой перенесение установленного характера развития определенной территории или процесса на будущее время. Так, если известно, что при создании водохранилища при неглубоком расположении грунтовых вод на участке началось подтопление и заболачивание, то можно

Далеко не во всех ситуациях прогноз гарантирует правильность планирования. Не всегда и планирование основывается на правильных прогнозах. Составление любого прогноза всегда сопрово­ждается различными предположениями и допущениями. Допустим, мы используем какой-либо метод (или сочетание методов) для прогнозирования общего объема спроса на товары (услуги). Спрос зависит от факторов, не связанных с ним напрямую, их не­возможно предвидеть в деталях. Например, структуру спроса на многие виды продукции могут изменять события, которые не под­даются прогнозированию (крупные стихийные бедствия, катастро­фы, появление принципиально новых технологий и товаров).

Возможны и субъективные ошибки в процессе прогнозирова­ния работы предприятия.

Таким образом, прогнозы могут оказаться недостоверными. Степень достоверности прогнозов зависит от следующих факторов:

Качество и полнота исходных данных.

Правильность их трактовки.

Соответствие данных реальной экономической ситуации.

Точность предвидения возможных экономических и социаль­но-политических изменений.

Качество статистической обработки данных.

Правильность оценки результатов обработки данных.

Отсутствие ошибок в подборе экспертов, профессионализм специалистов, занимающихся прогнозированием.

65 - Современные прогнозы развития экосистем.

Я хз чё тут !!!

66 - Экологические законы термодинамики экосистем.

Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, ей необходима энергия. Собственных источников энергии она не имеет и может потреблять энергию только от внешних источников. Главным источником для биосферы является Солнце. Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы.

Превращение энергии Солнца в энергию пищи путем фотосинтеза, происходящего в зеленом листе, иллюстрирует действие двух законов термодинамики, которые справедливы и для любых систем.

Первый закон термодинамики – закон сохранения энергии – гласит: энергия не создается и не исчезает, она превращается из одной формы в другую. В результате превращений энергии определено, что никогда нельзя получить энергии больше чем затрачено - нельзя из ничего получить нечто. На выходе из системы энергия преобразуется в иные формы.

Второй закон термодинамики утверждает: при любых превращениях энергия переходит в форму, наименее пригодную для использования и наиболее легко рассеивающуюся. Этот закон устанавливает, что любые превращения энергии не позволяют получить ее больше, чем было затрачено изначально, то есть любой материальный объект на Земле при любых физических, химических или иных изменениях может лишь видоизменять энергию из одного вида в другой, но не добиться ее возникновения или исчезновения.

При определении любого энергетического процесса, текущего самопроизвольно, происходит переход энергии из концентрированной формы в рассеянную, то есть всегда существуют потери энергии (в виде недоступного для использования тепла), при этом стопроцентный переход из одного вида энергии в другой невозможен. Характерно действие этого закона при переходе из одной формы в другую в живых системах: солнечная энергия в растениях при помощи фотосинтеза преобразуется в органическое вещество и далее в пище консументов преобразуется в движение мышц, работу мозга и другие проявления жизни.

Закон однонаправленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам, а затем редуцентам с падением потока на каждом трофическом уровне. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (максимум 0,35%) говорить о «круговороте энергии» нельзя: существует лишь круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии.

67 - Разнообразие типов экосистем в пространстве биосферы и ее частей как условие сохранения экологического равновесия.

Наиболее важными критериями состояния природной среды сегодня стали системные показатели. Они подразделяются на ландшафтные и экологические. Ландшафтные критерии вытекают из методологии ландшафтного планирования, в рамках которого разработаны представления о емкости ландшафта, структурной сложности и показателях его нарушенности. Среди экосистемных критериев выделяются показатели нарушенности сукцессионного процесса -- закономерного изменения видового разнообразия, спектра жизненных форм, биомассы, продуктивности, накопления отмершей органики, биогенного круговорота в целом. «Неблагополучное состояние» характеризуется существенным отклонением экосистемных параметров от нормального развития. «Экологическое бедствие» (экологический кризис) характеризуется необратимым ретроградным развитием экосистемы. Понятие «устойчивость экологическая» подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Нередко «устойчивость экологическая» рассматривается как синоним экологической стабильности. Устойчивость экосистем не может быть сохранена и обеспечена, если будет нарушен закон внутреннего динамического равновесия. Под угрозой будет не только качество природной среды, но и существование всего комплекса природных компонентов в необозримом будущем.

Закон внутреннего динамического равновесия действует как регулятор нагрузок на окружающую среду при условии, что не нарушены «баланс компонентный» и «баланс крупных территорий». Именно эти «балансы» являются нормами рационального природопользования, это они должны лежать в основе разработки мероприятий по охране окружающей среды в строительстве и реставрации.

Суть этого закона состоит в том, что природная система обладает внутренней энергией, веществом, информацией и динамическим качеством, связанными между собой настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает в других или в том же, но в другом месте или в другое время, сопутствующие функционально-количественные перемены, сохраняющие сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических показателей всей природной системы. Это и обеспечивает системе такие свойства как сохранение равновесия, замыкание цикла в системе и ее «самовосстановление», «самоочищение». Естественное равновесие -- одно из самых характерных свойств живых систем. Оно может не нарушаться при антропогенном влиянии и переходить в равновесие экологическое. «Равновесие экологическое» -- это баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов, приводящий к длительному (условно-бесконечному) существованию данной экосистемы. Различают компонентное экологическое равновесие, основанное на балансе экологических компонентов внутри одной экосистемы, и ее территориальное экологическое равновесие. Последнее возникает при некотором соотношении интенсивно (агроценозы, урбокомплексы и пр.) или экстенсивно (выпасы, естественные леса и пр.) эксплуатируемых и неэксплуатируемых (заповедники) участков, обеспечивающем отсутствие сдвигов в экологическом балансе крупных территорий в целом. Обычно этот тип равновесия учитывается при расчете «экологической емкости территории».

Экосистемы (биогеоценозы) обычно состоят из двух блоков. Первый блок, «биоценоз», включает в себя взаимосвязанные организмы разных видов, второй блок, «биотоп», или «экотон», – среду обитания.

Различают три типа систем.

1. Изолированные, не обменивающиеся с соседними веществом и энергией.

2. Закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом.

3. Открытые, обменивающиеся с соседними веществом и энергией. Большинство природных (экологических) систем относится к открытым.

68 - Меры по сохранению экосистем и методы увеличения экосистемного разнообразия.

Приоритетные меры по сохранению степных экосистем

• Внедрение экологически безопасных технологий в сельское хозяйство, переход от химико-технологического к экологически сбалансированному направлению развития сельского хозяйства:

• Развитие сети особо охраняемых природных и историко-культурных территорий.

• Поддержание и восстановление существующих лесополос (Ставрополье, Краснодарский край, Ростовская область); создание новых полезащитных лесополос (Западно-Сибирский сектор, Центрально-Селенгинская впадина в Бурятии), противоэрозионных лесо-кустарниковых полос (центрально-черноземные районы).

• Закрепление развеваемых песков в сухих степях и полупустынях (Бурятия, юго-восток Ставропольского края, Калмыкия).

• Сохранение участков степных экосистем и их видового разнообразия на территориях военных полигонов.

• Введение правовых механизмов защиты степных экосистем на землях сельскохозяйственного назначения.

• Экологическая реставрация степных ландшафтов, в том числе восстановление типичных степных и кустарниковых экосистем, байрачных, колочных и пойменных лесов, водно-болотных угодий.

• Создание условий для извлечения дополнительных экономических выгод от альтернативного (не сельскохозяйственного) использования степей.

• Охрана водных экосистем и естественных источников воды, восстановления традиционных источников водоснабжения.

• Формирование положительного образа степи и представлений о необходимости ее сохранения в общественном сознании.

69 - Группа экологических законов иерархии экосистем.

Группа законов о сложении систем дает представление об образовании таких совокупностей.

Один из таких законов это закон подобия части и целого. «Часть является миниатюрной копией целого, по этому все части одного уровня иерархии похожи друг на друга»

Закон подобия части и целого не говорит об их абсолютной идентичности. Наоборот существует аксиома эмерджентности: «Целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у него частей (подсистем), и не равно сумме элементов, объединенных системообразующимися связями».

Ни какая система не может быть сформирована из абсолютно идентичных элементов. Отсюда вытекает закон необходимого разнообразия: для каждого типа систем необходимое разнообразие количественно различно. Нижний предел не менее двух элементов, верхний предел – бесконечность.

В общем виде ответ несколько неожиданный: столько, сколько необходимо для его формирования, много но не строго фиксировано и различно в зависимости от географического места, среды жизни и других факторов.

Эта неопределенность отражается в законе (правиле) полноты составляющих: число функциональных составляющих системы и связей между ними должно быть оптимальным – без недостатка или избытка в зависимости от условий среды или типа системы.

Колебания числа составляющих подчиняются действию закона избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов в организации: избыточность числа системных элементов нередко служит непременным условием существования системы, условием ее качественно – количественной саморегуляции, надежности и обеспечивают ее равновесное состояние.

При сложении систем природа часто прибегает к принципу конструктивной эмерджентности: надежная система может быть сложена из надежных элементов или из подсистем, не способных к индивидуальному существованию.

Следствием принципа конструктивной эмерджентности является закон (правило) перехода в подсистему или принцип кооперативности: саморазвитие любой взаимосвязанной совокупности, ее формирование в систему приводит к включению ее как подсистемы в образующуюся или существующую надсистему. «Кооперативный эффект» дает значительный вещественно – энергетический информационный выигрыш. Однако, при избыточности системных элементов системы проявляются на всех уровнях организации материи и его часто называют системным или системообразующим эффектом.

Преимущество постоянно растет согласно закону (принципу), увеличение степени идеальности, или «эффекту чеширского кота»: гармоничность отношений между частями системы историко –эволюционно возрастает (кот уже исчез, а улыбка его осталась). Этот принцип практически не имеет исключений, будь то отношение типа «хищник – жертва», морфологическо – физиологическая корреляция органов в организме, взаимоотношение государств и т.д.

Принципу кооперативности противостоит закон системного сепаратизма: разнокачественные составляющие системы всегда структурно независимы, т.е. между элементами системы существует функциональная связь, может быть взаимопроникновение, но это не мешает элементы структурной самостоятельности и целостности каждого элемента. Например, организм состоит из органов, каждый из которых выполняет свою функцию; или, например, государства в истории неоднократно укрупнялись, распадались в силу действия законов оптимальности размеров и сепаратизма наций и народов.

Обобщающим законом сложения систем является закон оптимальности: с наибольшей эффективностью система функционирует в некоторых характерных для нее пространственно – временных пределах. Размер системы должен соответствовать выполняемым его функциям. Этот размер называют характерным размером системы.