«ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА» Часть 4 цикла учебных пособий «Методы системной экологии» Б.С. ТЛЕУМУРАТОВА, С.М. МАМБЕТУЛЛАЕВА Издательство "ИЛИМ" Каракалпакского отделения Академии наук Республики Узбекистан, 2016 г. Актуальность системного анализа в экологии вытекает из остроты стоящих перед обществом экологических проблем и насущной необходимости их комплексного решения. Применение математических методов позволяет на основе точного математического аппарата оценить состояние окружающей среды и характер влияния на нее человеческой деятельности, с помощью моделей проанализировать поведение системы «природа – общество» в различных обстоятельствах и выбрать наилучший вариант развития. В пособии сочетаются биологические и математические составляющие, излагаются основы системного подхода, используемого при моделировании и анализе сложных систем. Учебное пособие ориентировано на изучение студентами, магистрантами и докторантами общих методологических вопросов системного анализа, ознакомление с основными типами экологических моделей и необходимых для научной работы математических методов. Рецензенты: Матчанов А.Т. – доктор биологических наук, профессор Каракалпакского государственного университета им. Бердаха Мустафаева Р. – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики Каракалпакского государственного университета им. Бердаха С о д е р ж а н и е Введение 3 Глава I. Основные понятия системного анализа 11 1.1. История развития системного подхода 11 1.2. Особенности современной науки 17 1.3. Основные понятия системного анализа 19 1.3.1. Система 19 1.3.2. Связи 24 1.3.3. Структура и структурное исследование 27 1.3.4. Элемент 29 1.3.5. Системный подход 30 1.3.6. Системный анализ 31 Глава II. Логика и методология системного анализа 35 2.1. Логические основы системного анализа 35 2.2. Принципы системного анализа 37 2.3. Теория циклов 38 2.4. Методы системного анализа 40 2.5. Моделирование в системном анализе 43 2.6. Классы задач и математический аппарат 44 2.7. Гипотезы Вольтера о типах взаимодействий в экосистемах 47 2.8. Принципы лимитирования в экологии 48 2.9. Закон толерантности и функции отклика 50 2.10. Модели водных экосистем 53 2.11. Модели продукционного процесса растений 55 2.12. Оценка загрязнения атмосферы и поверхности земли 56 2.13. Глобальные модели 58 2.14. Статистические методы в системном анализе 59 2.15. Линейный корреляционный и регрессионный анализы 60 2.16. Нелинейный корреляционный и регрессионный анализы 61 2.17. Дисперсионный анализ 64 2.18. Факторный анализ 65 2.19. Кластерный анализ 66 2.20. Дискриминантный анализ 68 2.21. Канонический анализ 70 Глава III. Реализация системного анализа 71 3.1. Рабочие этапы реализации системного анализа 71 3.1.1. Процесс принятия решений при системных исследованиях 75 3.2. Принцип эффективности и полезности в принятии решения 77 3.3. Принцип минимизации финансовых затрат 82 3.4. Дерево решений 85 3.5. Учет ущерба окружающей среде 90 3.6. Системное моделирование абиотических процессов 98 3.6.1. Концепция системного моделирования сложных экометеорологических процессов (СЭМП) 99 3.6.1.1. СЭМП и его особенности 100 3.6.1.2. Системное моделирование СЭМП 101 3.6.1.3. Особенности конструкционного аспекта системного моделирования СЭМП 103 3.6.1.4. Особенности исследовательского аспекта системного моделирования СЭМП 106 3.6.1.5. Этапы системного моделирования СЭМП 109 3.7. Структура модели и принятые упрощения 111 3.8. Макроалгоритм реализации MIDACS (УБ) 116 3.9. Информационно-статистический блок 120 3.10. Результаты реализации модели MIDACS 125 3.10.1. Экологические трансформации как система факторов 125 3.10.2. Воздействие системы факторов на засоление почв 131 3.10.3. Воздействие системы факторов на климат 135 3.10.4. Аналитическая модель СЭМП и прогнозирование 140 Литература 150