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 40
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