2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУВПО «Пермский государственный университет»

Географический факультет

Кафедра биогеоценологии и охраны природы

Методы биогеографических исследований

Выполнила:

Студентка 2 курса 1 группы

Проверил:

Слащев Д.Н.

Пермь 2011

Оглавление

Оглавление 3

Введение 4

1. Общенаучные методы исследования 5

1.1 Моделирование 5

1.2 Системный метод 6

1.3 Математические методы 7

2. Частнонаучные методы исследования 9

2.1 Сравнительный метод 9

2.2 Картографический метод 10

2.3 Исторический метод 13

2.4 Геоинформационные системы 15

2.5 Аэрофотометоды 16

2.6 Космические методы 17

2.7 Фенологические наблюдения 18

Заключение 21

Литература 22

Введение

При решении теоретических проблем и практических задач в биогеографии используется широкий арсенал географических методов, среди которых важнейшую роль играют сравнительно-географический и картографический методы; при этом требуется также глубокое знание биологических свойств и экологии растительных и животных организмов, умение широко использовать данные о специфике взаимодействий организмов и сообществ друг с другом и со средой [1].

Существуют общенаучные методы и частнонаучные методы, которые использует каждая наук, в том числе и биогеография.

Общенаучные методы, которые используются в различных областях науки, т.е. имеют широкий, междисциплинарный спектр применения. К ним относятся:

1) Моделирование;

2) системный анализ;

3) математический.

Частнонаучные (специфические) - это методы, используемые только в какой-то конкретной науке. Среди них важное значение имеют сравнительный, картографический, исторический, создание геоинформационных систем.

1. Общенаучные методы исследования

1.1 Моделирование

Моделирование процессов, связей, явлений широко применяется в биогеографии. Стремясь к систематичности, географы во все времена исключали из поля зрения часть явлений. В последние 10-летия это делается сознательно, что и является, по сути, моделированием: ведь когда учёные "отбирают" только главные черты действительности, им становиться более ясной и понятной её структура, механизм развития [6].

Моделирование - упрощённое воспроизведение реальности, описывающее в обобщённой форме её существенные черты и взаимосвязи, широко используется в современной географии [6].

Математическое моделирование в экологии сообществ – достаточно обширная область исследования и по выбору объектов моделирования, и по набору методов, и по спектру решаемых задач. Предлагаемый читателю обзор не претендует на охват всех аспектов моделирования. Внимание авторов обращено на два класса методов: моделирование с помощью дифференциальных уравнений и методы, основывающиеся на экстремальных принципах биологии. Если примеры вариационных моделей относятся к довольно широкому кругу растительных и животных сообществ, то для подходов, основанных на дифференциальных уравнениях, в виду обширности материала внимание сконцентрировано на моделировании сообществ микроорганизмов [6].

Модели каждого из методов, безусловно, обладают своими достоинствами и недостатками. Так, дифференциальные или разностные уравнения позволяют описывать динамику процессов в режиме реального времени, тогда как вариационные методы, как правило, предсказывают лишь конечное стационарное состояние сообщества. Но на пути имитаций с помощью уравнений возникают трудности как принципиального, так и технического характера. Принципиальная трудность состоит в том, что не существует систематических правил вывода самих уравнений. Процедуры их составления основываются на полуэмпирических закономерностях, правдоподобных рассуждениях, аналогиях и искусстве модельера. Технические трудности связаны с высокой размерностью задач по моделированию сообществ. Для существенно многовидовых сообществ, потребляющих многочисленные ресурсы, требуется подбор сотен коэффициентов и анализ систем из десятков уравнений [4].

В зависимости от цели моделирования, можно выделить два типа моделей: дескриптивные модели и модели поведения [4].

Дескриптивная модель позволяет получить информацию о взаимосвязях между наиболее важными переменными экосистемы. Реализуется такой тип модели методами стохастического моделирования, основанного на инструментах теории вероятностей и математической статистики. Разделяют статические методы, не учитывающие время в качестве переменной (простая и множественная линейная и нелинейная корреляция и регрессия; дисперсионный, дискриминантный и факторный виды анализа, методы оценки параметров), и динамические методы, которые учитывают временную переменную (анализ Фурье, корреляционный и спектральный анализ, весовые и передаточные функции) [4].

Модели поведения описывают системы во время переходного периода от одного состояния к другому. Для осуществления этой категории моделей изучают: 1) структуру сигналов на входе и выходе системы; 2) реакцию системы на особые проверочные сигналы; 3) внутреннюю структуру системы. Последний пункт реализуется аналитическим моделированием, в основе которого лежат дифференциальные уравнения, описывающие причинно-следственные связи в экосистеме [4].