1.2 Системный метод

"Природу нужно рассматривать как целое, если мы хотим понять детали". (Докучаев, Берг, Баранский, Саушкин). Л.Берталанфи - творец системного подхода - в конце 40-х гг. писал: "Система есть комплекс элементов, находящихся во взаимосвязи" [6].

К числу важнейших понятий теории систем относятся: целостность, структура, саморегулирование, устойчивость. Системный поход позволяет не только по-новому взглянуть на объект как на целое, но и охарактеризовать его количественно, создать его графическую модель. В этом состоит практическое значение системной методологии [6].

В 60-70 гг. XX в. в географические исследования стал проникать системный подход, основанный на общей теории систем. Появились работы А.Д. Арманда, В.С. Преображенского, Ю.Г. Пузаченко, А.Ю. Ретеюма, А.Г. Исаченко, В.Н. Солнцева, Ю.Г. Саушкина и др. (за рубежом ещё раньше в США, Швейцарии - Д. Харвей, Р. Чорли). Такое внимание не случайно. Ведь в реальной действительности любая система (целостный комплекс взаимосвязанных элементов) является бесконечно сложной и мы можем изучать лишь систему, полученную в результате некоторой абстракции от реальной системы. Системный подход применим к широкому географических проблем как в статистике (анализ элементов, образующих систему, их взаимоотношения, структуру), так и в динамике (ретроспекция, прогнозирование изменений и спонтанных и целенаправленных). Позволяет оценить динамику развития сообществ живых организмов во времени и в пространстве, а также взаимодействие их с окружающей природной средой [6].

1.3 Математические методы

Очевидно необходимы и математические методы. В науке они были вызваны к жизни стремлением как-то выразить "в числе и мере" бесконечного сочетания объектов природы, населения, хозяйства на определённых территориях. Но математические методы в географии особенно успешно применимы при определённой однородности пространства, что встречается редко [6].

В 60-е гг. некоторые географы рассмотрели внедрение в географию "количественных" математических методов как столбовую дорогу её развития. Это получило название "количественной революции" в географии, а её сторонники называли себя "количественниками". Но уже в 70-е начинается откат, т.к. очевидна вся сложность предметного отражения всего многообразия пространства и его элементов только методами математики [6].

Кроме методов математической статистики и теории вероятности, широко используемых в настоящее время в физической географии, применяются также математический анализ, теория множеств, теория графов, матричная алгебра и др. Особенно большие надежды возлагаются на использование теоретико-информационных методов и кибернетики [4].

До сих пор еще в географии наиболее широко используются вероятностно-статистические методы, необходимые для анализа протоколов наблюдений и систематизации фактических данных, т.е. на эмпирическом уровне познания. Однако при переходе на теоретический уровень для обобщений и выявления основных закономерностей географы все больше начинают использовать математический и векторный анализ, теорию информации и теорию множеств, теорию графов и теорию распознавания образов, теорию вероятности и теорию конечных автоматов. При этом резко возрастает роль таких познавательных операций, как идеализация, абстракция, гипотеза. Получение результатов исследования в виде карт, графиков, математических формул и т.д. по сути дела уже является моделированием [4].

Фундаментальные знания о закономерностях функционирования естественных надорганизменных систем добывают не только в специально организованных и спланированных экспериментах, но и путем анализа данных экологического мониторинга, полученных с помощью стандартных методик. Эти данные накапливаются десятилетиями, могут охватывать большие территории, но не всегда удовлетворяют требованиям метрологии, статистической воспроизводимости и другим условиям, которые позволили бы обоснованно использовать для их анализа традиционные методы математической статистики [4].

Анализ экологической литературы последних лет показывает, что при анализе многомерных массивов данных, получаемых в ходе исследования природных экосистем, чаще всего применяются либо классические статистические методы, такие как дисперсионный и регрессионный анализ, либо методы, лишь формально относящиеся к статистическим: факторный анализ, кластер-анализ, многомерное шкалирование. Благодаря тому, что для всех этих методов в настоящее время имеются пакеты прикладных вычислительных программ (например SYSTAT, SPSS, STATISTICA и др.), эти методы стали доступны для широкого круга экологов, как правило не имеющих адекватной математико-статистической подготовки. Между тем применимость указанных методов к анализу данных экологических наблюдений (экологического мониторинга), относящихся к категории т.н. "пассивных экспериментов", представляется достаточно проблематичной [4].

Дальнейшие перспективы развития теоретического уровня в географии связаны с использованием математических и логических методов, а также методов моделирования и кибернетики [6].