рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Системный анализ - это направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объекта как системы

Системный анализ - это направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объекта как системы - раздел Экология, Экология Важные Положения Системного Подхода Были Сформулирова­Ны Учеными Еще В Xviii ...

Важные положения системного подхода были сформулирова­ны учеными еще в XVIII - XIX веках. Так, Ю. Либих в 40-х годах прошлого столетия писал: «Мы рассматриваем природу как одно целое, и все явления представляются нам взаимосвязанными, как узлы в сети. Исследовать явления - это значит отыскать те нити, посредством которых данный узел в сети связан с двумя или тремя другими».

Системные принципы исследований завоевывали признание только во второй половине XX века, с развитием инструменталь­ных и дистанционных методов наблюдений и вычислительной техники, давших возможность изучать природные и социальные сообщества как целостные системы на количественном уровне, а также с проникновением в биологию идей кибернетики.

Системный подход в экологии состоит в определении составных частей экосистемы; установлении совокупности внутренних связей; а также связей между экосистемой и средой за ее пределами, т. е. на входе и выходе системы; нахождении законов функ­ционирования и их изменений в результате внешних воздействий.

Для решения этих основных задач в арсенале современной экологии выделяют три главные группы методов: 1) натурные наблюдения; 2) эксперименты; 3) моделирование.

■ Натурные наблюденияв природе - исторически первый прием экологического исследования.

Эти исследования прошли длительный путь развития - от красоч­ных описаний картин природы до современных комплексных


Глава 7. Методы изучения экосистем

программ изучения экосистем с помощью новейшей аппаратуры и космических спутников. Вот, например, что писал в начале века Ш. Брэм (1901) о птицах: «Ни одно живое существо не живет такой полной жизнью, как птица, и не умеет так хорошо пользоваться своим временем. Самый длинный день кажется ей слишком коротким, самая короткая ночь - слишком длинною; вечно подвижная, она не проводит половины своей жизни в мечтаниях или во сне; она желает бодро, жизнерадостно, весе­ло проводить время, которое ей суждено прожить».

В практике же современных экологических исследований мо­жет использоваться сложнейшая трехуровневая система наблю­дений. На рис. 7.1, например, приведена схема контроля эко­логического состояния водоема с использованием космических аппаратов, аэрофотосъемок, автоматических самописцев и дру­гих дистанционных и инструментальных методов.

Однако, несмотря на совершенствование технических средств натурных исследований, попытки объединения разных специали­стов под флагом комплексных исследований (до последних лет не связанных общей теоретической и методологической концеп­цией) долгое время приносили скудные результаты из-за отсут­ствия системного анализа данных. В лучшем случае они завер­шались публикацией научного сборника, в котором независи­мо сосуществовали статьи по ботанике, зоологии, микробио­логии, химии, гидрологии, метеорологии и другим дисципли­нам, но отсутствовал междисциплинарный синтез.

Прогресса натурные экологические исследования достигли лишь в конце 70-х годов, с развитием международных программ, которые предусматривают всесторонние глобальные наблюдения за характерными типами экосистем, исследования на специальных полигонах и их междисциплинарный синтез.

Экспериментышироко применяют в экологии, как и в других естественных науках. Отличие эксперимента от наблюде­ния состоит в том, что исследователь сознательно вносит опреде­ленные изменения в экосистему и далее следит за ее ответной


Глава 7. Методы изучения экосистем

Рис. 7.1. Схема трехуровневой системы наблюдений (по Б. П. Усанову, 1992): ЦПОД -центр подготовки и обработки данных


Глава 7. Методы изучения экосистем

реакцией. Например, слежение за перемещением стада оленей в естественных условиях с помощью вживленных в тело животных миниатюрных радиопередатчиков является не экспериментом, а всего лишь наблюдением. В то же время регистрация (даже без всякой аппаратуры) численности того же стада после введения искусственной подкормки будет экологическим экспериментом.

Обычно эксперименты делятся на лабораторные и полевые.

В лабораторных экспериментах можно обеспечить конт­роль большого числа факторов, исключив воздействие неконтроли­руемых.

Классической схемой проведения лабораторных опытов является однофакторный эксперимент, когда изучается влияние избран­ного фактора при фиксированных значениях всех остальных. Однако при изучении биологических объектов (в отличие от физических) однофакторный эксперимент малоэффективен, так как поведение биосистем зависит от комплекса факторов. Поэ­тому лишь многофакторные эксперименты с предварительным планированием могут дать удовлетворительные результаты в эко­логии.

Многие ученые справедливо поднимают вопрос о том, в какой степени выводы, полученные в лабораторных условиях, можно применить к реальным экосистемам; они считают, что экспериментатор, меняя условия опыта, в лаборатории может достичь заранее запрограммированного результата. Так, можно получить самые разные значения допустимых концентраций ток­сичных веществ в воде, если варьировать условия содержания организмов, на которых проводятся опыты; при этом влияние тех же веществ на те же организмы и в тех же дозах в естественных условиях водоема будет отличаться от их влияния в лаборатор­ных условиях. Поэтому в арсенале экологии лабораторные экс­перименты играют второстепенную роль.

В естественных полевых условияхвозможности эксперимен­татора контролировать экологические факторы ограничены. На­пример, исследовать влияние режима работы гидроэлектростанции


Глава 7. Методы изучения экосистем

на гидрологию реки очень сложно, так как динамика процессов разворачивается на фоне погодных, биологических и антропо­генных влияний.

Но эксперименты в природных условиях имеют огромное значе­ние в экологических исследованиях, несмотря на то, что «в нату­ре» не может быть обеспечен высокий уровень контроля эксперимен­татора за всеми факторами внешней среды.

В качестве примера можно привести крупномасштабный уни­кальный эксперимент в природных условиях, осуществленный в
Санкт-Петербурге в 1992 г. для оценки возможности управления эко­логическим состоянием Невской губы и восточной части Финского залива с помощью затворов водопропускных отверстий комплекса защитных сооружений (КЗС) города от наводнений (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Створ строительства (КЗС) Санкт-Петербурга от наводнений: В-1 - В-6 - водопро­пускные отверстия; Д-1 - Д-11 - дамбы; С-1, С-2 - судопропускные отверстия


Глава 7. Методы изучения экосистем

Сама идея возможности разрушать малопроточные зоны в Невской губе, смещать потоки сточных вод, интенсифицировать процессы самоочищения и управлять экологическим состоянием водоема путем маневрирования затворами возникла еще на ста­дии проектирования. Однако проверка ее с помощью математичес­кого и гидравлического моделирования приводила к противоречи­вым результатам. Дать четкий ответ могли лишь натурные испытания.

В эксперименте приняли участие 16 институтов и организаций. В программу исследований входили: гидрологические наблюдения; анализ качества воды по многим гидрохимическим и бактериоло­гическим показателям; гидробиологические и ихтиологические ис­следования; аэрокосмические наблюдения; наблюдения за распре­делением загрязняющих веществ от городских очистных станций с помощью трассеров; исследования химического состава и бактери­ологического загрязнения донных отложений и др.

Были задействованы все возможные технические средства: аэрофотосъемка, инструментальные методы для замеров гидрофи­зических характеристик, стационарные автоматические самопис­цы расходов воды и скоростей течения, современные методы химического анализа воды и донных отложений и новейшие способы оценки ее качества. Результаты исследований обрабаты­вались и анализировались с помощью компьютерной техники. Были проведены 2234 замера скоростей (самописцы работали более 2000 часов), отобраны более 1500 проб воды на 46 стан­циях и 360 проб донных отложений. Выполнено свыше 12000 раз­личных анализов, 6 аэрофотосъемок. Работы велись на 5 специ­ально оборудованных плавсредствах при различных регламентах перекрытия водопропусков. Проведенные исследования подтвер­дили наличие принципиальной возможности управлять экологи­ческим состоянием акватории путем маневрирования затворами водопропускных отверстий. При этом при необходимости можно подбирать схему и регламент перекрытия водопропусков, улуч­шающих экологическую ситуацию в той или иной части водной системы.


Глава 7. Методы изучения экосистем

Непреднамеренные «эксперименты»,которые явились следствием естественных процессов или деятельности человека, вносят немалый вклад в познание природы. Например, образование или исчезновение островов, заселение лавовых полей, потепле­ние и похолодание, изменение русел рек - «эксперименты», поставленные самой природой. Непреднамеренные антропогенные «эксперименты» - это вся история развития цивилизации.

Значение натурного эксперимента в экологии чрезвычайно велико. Однако экологический эксперимент наиболее эффекти­вен в сочетании с третьим важным методом - моделированием, который заслуживает специального рассмотрения.

7.2. МоделированиеПод моделированием понимается изу­чение экологических процессов с по­мощью лабораторных, натурных или математических моделей. Модели биосистем столь многочисленны, что классификация их почти невозможна.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Экология

Рецензенты кафедра экологических основ природопользования.. международный центр биоэкологический контроль ген директор д р биол наук проф э и слепян..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Системный анализ - это направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объекта как системы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Б. П. Усанов, Л. И. Жукова Э
ЭКОЛОГИЯ: Учебник для технических вузов / Л. И. Цветкова, М. И. Алек­сеев и др.; Под ред. Л. И. Цветковой. - М.: Изд-во АСВ, СПб.: Химиздат, 2001. - 552 с: ил. - ISBN 5 - 93093 - 096 - 1

Следовательно, предметом экологии являются системы надорганизмемного уровня - популяционные, экологические и биосфера
Популяционные системы- это биосистемы, в которых био­тические компоненты представлены, как сказано выше, популяци­ями. Популяция- это совокупность разново

Экосистема - это надорганизменная система, в которой биотический компонент представлен биоценозом, а абиотический - биотопом
Часто экосистему выделяют внутри естественных границ. Напри­мер, границей озера служит береговая линия, а города - адми­нистративные границы. Как большие, так и малые экосистемы обычно не

Фотосинтез есть накопление части солнечной энергии путем превращения ее в потенциальную энергию химических связей органических веществ
Фотосинтез - необходимое связующее звено между живой и неживой природой. Нобелевский лауреат А. Сент-Дьердьи пи­сал: «Жизнью движет слабый непрекращающийся поток солнеч­ного света». Значен

Весие главным образом за счет отрицательных обратных связей
Следовательно, экосистемы способны поддерживать относитель­ ную стабильность своего состояния. И Стабильность экосистемв экологии означает свойство лю­бой системы возв

Эволюция экосистем, в отличие от сукцессии, представляет собой длительные процессы их исторического развития, которые необратимы и ацикличны
В основе эволюции лежит естественный отбор на видовом или более низком уровне. Эволюция экосистем в какой-то степе­ни повторяется в их сукцессионном развитии. Если сравнить состав и структ

Энергия - одно из основных свойств материи - способность производить работу
Все, что происходит внутри и вокруг нас, основано на рабо­те, в процессе которой одни виды энергии переходят в другие согласно фундаментальным законам физики. Законы термодинамики

Организмы, получающие энергию Солнца через одинаковое число ступеней, принадлежат к одному трофическому уровню
Так, зеленые растения - продуценты- занимают первый тро­фический уровень; травоядные животные - первичные консу-менты- второй; хищники - вторичные консумен

Описание потоков энергии является фундаментом экологического анализа для прогнозирования выхода полезных для человека продуктов
Знание законов продуктивности экосистем, возможность коли­чественного учета потока энергии и ее распределения имеют чрезвычайное практическое значение. Первичная продукция аг-роценозов и природных

Показателем энергоэффективности является отношение количества полезной энергии на выходе системы ко всей полезной энергии на входе
Энергоэффективность зависит также от соответствия каче­ства энергии качеству выполняемой работы. Для выполнения различных видов работы может применяться энергия разного качества. Чтобы гор

Деньги- это мера стоимости товаров, созданных трудом
Они являются непосредственным представителем выполненной работы или затраченной полезной энергии. Приравненные к деньгам стоимости товаров приобретают одинаковое выражение и становятся сравнимы меж

Следовательно, деятельность человека увеличивает приток углерода в атмосферу в виде С02
■ Круговорот азота.Воздух по объему почти на 80 % состоит из молекулярного азота N2 и представляет собой крупней­ший резервуар этого элемента. Все живые организмы

Экологическая ниша - это совокупность территориальных и функциональных характеристик среды обитания, соответствующих требованиям данного вида
В зависимости от источников питания, размеров территории, температуры и других физико-химических факторов экологичес­кие ниши делят на специализированные и общие. Специализированны

Правило Гаузе формулируется так: два вида, обитающие на одной и той же территории, не могут иметь совершенно одинаковую экологическую нишу
Два близких вида избегают конкуренции каким-либо спосо­бом: имеют различия в суточной или сезонной активности, в пище и др. Так, большой и хохлатый бакланы кормятся в одних и тех же водах. Но больш

Свойство организмов адаптироваться к существованию в том или ином диапазоне экологического фактора назы вается экологической пластичностью
Чем шире диапазон экологического фактора, в пределах которого данный организм может жить, тем больше его экологи­ческая пластичность. По степени пластичности выделяют два типа организмов: стенобион

Эврибионты обычно широко распространены. Стеноби-онты имеют ограниченный ареал распространения
Исторически, приспосабливаясь к экологическим факторам, животные, растения, микроорганизмы распределяются по раз­личным средам, формируя все многообразие экосистем, обра­зующих биосферу Земли.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она позволяет разобраться в сложных взаимосвязях в экосистемах
Глава 5. Экологические факторы К счастью, не все возможные экологические факторы регули­руют взаимоотношения между средой, организмами и челове­ком. Приоритетными в тот или иной отрез

Живое вещество может рассматриваться как одна из независимых переменных энергетического поля планеты
Очень вероятно, что в живом веществе основную роль играют не только состав и форма, но и симметрия атомов и молекул. Поэто­му симметрия расположения атомов имеет для формирования обо-

Жизнь, создавая биохимическим путем свободный кислород, тем самым создает защитный экран озона, предохраняющий ее от губительных излучений
Глава 6. В. И. Вернадский о биосфере   Как бы ни разрушался озон, он постоянно восстанавливается из кислорода, который поступает в нижние слои атмосферы в достаточном ко

Биосфера - это область не только вещества Земли, но и энергии, полученной из космоса, т. е. создание и Земли, и космоса
В этом смысле представления о людях как о детях Солнца гораздо ближе к истине, чем гипотезы, объясняющие возникнове­ние жизни лишь случайными изменениями земного вещества. Появ­ление живой оболочки

Живые организмы - это трансформаторы лучистой энергии, особый механизм, строящий материю живой оболочки земной коры - биосферы
Энергия, выделяемая организмами, есть в основном, а может быть, и целиком, энергия Солнца. Итак, биосфера сочетает как сугубо земные, так и космичес­кие процессы, отражает их изменения в и

Превращение солнечной энергии в химическую в зеленых, хлорофиллоносных организмах - главное свойство живого вещества, его основная функция
С зеленой частью биосферы неразрывно связан и весь осталь­ной живой мир. Дальнейшую переработку созданных растения­ми химических соединений осуществляет живое вещество второго порядка - животные. И

Размножение организмов - важнейшее проявление «механизма земной коры», и в нем главное отличие живого от мертвого
Область жизни - вся поверхность планеты. По выражению В. И. Вернадского, жизнь «всюдна» и стремится охватить все доступное пространство, расширяясь в геологическом времени. Растекание жизни есть пр

Модель - это имитация того или иного явления реального мира, позволяющая делать прогнозы
В простейшей форме модель может быть вербальной (словес­ной) или графической, т. е. неформализованной. Если необхо­димы достаточно надежные количественные прогнозы, то модель должна быть формализов

Ответственность за экологические правонарушения
несут лица, не соблюдающие экологические законы и нанося­щие ущерб окружающей природной среде и человеку. Экологи­ческие нарушения отражают объективное противоречие в систе­ме «общество - природа»:

Мониторинг - это система контроля, оценки и прогноза качества окружающей природной среды, включающая наблюдения за воздействием на нее человека
Первое Межправительственное совещание по мониторингу было созвано в Найроби (Кения) в 1974 г. На нем обсуждались цели программы глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Большой вкла

Главным результатом экологического мониторинга должна быть оценка откликов экосистем на антропогенные возмущения
Отклик, или реакция экосистемы - это изменение ее экологичес­кого состояния в ответ на внешние воздействия. Оценивать реак­цию системы лучше всего по интегральным функциональным показателям ее

Расходование средств экологических фондов на цели, не связанные с природоохранной деятельностью, запрещается
  Глава 11. Экологические принципы охраны природы Глава 11. Экологические принципы охраны природы  

Стратегические мероприятия - это разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий, которые должны стать инженерным идеалом
Однако трудно представить, например, оборотное водоснабже­ние в коммунальном хозяйстве, особенно при сбросе огромных объемов бытовых сточных вод. Поэтому совершенствование техноло­гий очистки вредн

Повестка дня на XXI век, или Повестка 21
Параллельно были подготовлены Рамочная конвенция об из­менении климата и Конвенция о биологическом разнообразии. Декларация и Заявление о принципах глобального кон­сенсуса

Мыслить - глобально, действовать - локально
Проблемы окружающей среды обусловлены миллионами мелких необдуманных поступков миллиардов людей. Исправить ситуа­цию могут тоже миллионы незначительных поступков, направ­ленных на защиту Земли. Отд

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги