Виды и методы экологических исследований

Моделирование. Под моделированием понимается изучение экологических процессов с помощью лабораторных, натурных или математических моделей. Модели биосистем многочисленны и классификация их почти невозможна. Модель - это имитация того или иного явления реального мира, позволяющая делать прогнозы. Модель может быть вербальной (словесной или графической), т. е. неформализованной. Если необходимы достаточно надежные количественные прогнозы, то модель должна быть формализованной, строго математической. Модели, созданные на ЭВМ, позволяют получать на выходе искомые характеристики при изменении, добавлении или исключении каких-либо параметров модели. Применение математики для отслеживания природных явлений используется для обработки экспериментов и описания работы биосистем становится. При этом необходимо доказать адекватность математического вида биосистемы реальному объекту. Этапы в развития моделирования экосистем следующие:

1) переход от эксперимента к адекватной математической модели;

2) построение математических моделей с различной глубиной содержания;

3) переход от одних моделей к другим;

4) систематизация математических моделей биосистем различного уровня иерархии.

Но, несмотря на необходимость критического взгляда на атематическое моделирование явлений природы обойтись только описательными методами уже невозможно. Стратегия моделирования заключается в попытке путем упрощения получить модель, свойства и поведение которой можно легко изучать. В то же время модель должна иметь достаточное сходство с оригиналом, чтобы результаты ее изучения были применимы к оригиналу. Переход от модели к оригиналу называется интерпретацией модели. Обычно оригинал представляет собой многокомпонентную систему, где взаимодействия между популяциями столь сложны, что не поддаются достаточно удовлетворительному анализу. В то же время законы функционирования некоторой модели могут быть найдены тем или иным путем. Учитывая это, исследования системы можно заменить исследованиями модели, о затем интерпретировать результаты применительно к оригиналу. При работе с реальными лабораторными моделями установление адекватности модели оригиналу, а следовательно, обоснование возможности применения результатов моделирования к изучаемой природной системе. В отличие от аэро или гидродинамики, где разработаны количественные критерии подобия модели оригиналу, в экологии таких критериев нет. Идеальные знаковые модели богаче возможностями, чем реальные, так как почти не связаны техническими ограничениями их создания. Знаковые модели - концептуальные и математические - имеют в экологии наибольшее значение.