интересно
Предыдущая | Содержание | Следующая

Особенности системного подхода к анализу окружающей природной среды

Понятие экология впервые было предложено в 1866 г. немецким натуралистом Э. Геккелем для характеристики совокупности процессов саморегуляции, которые возникают в сообществах организмов при их взаимодействии друг с другом и с окружающей абиотической средой.

В этом понятии делается акцент на системный подход к изучению биологических явлений и на способности к целесообразной деятельности не только на уровне отдельных организмов, но и на уровне довольно сложных надорганизменных объединений - биоценозов вплоть до биосферы в целом как глобальной системы.

Задача экологии - постижение законов развития и функционирования биосферы как целостной системы, ее возможных реакций на возмущения природного и, особенно, антропогенного характера, определение обусловленных этими законами пределов допустимых воздействий человеческой цивилизации на окружающую среду и выработки концептуальных представлений (рекомендаций) относительно путей общественного развития, при которых гарантируется соблюдение таких пределов.

Экологическая проблема поставила перед человечеством задачу выбора пути дальнейшего развития: быть ли ему по-прежнему ориентированным на безграничный рост производства и потребления природных ресурсов или этот рост должен быть согласован с реальными возможностями природной среды и человеческого организма, соразмерен не только с ближайшими, но и с отдаленными целями развития общества. Все эти вопросы требуют также философского осмысления, поскольку возникла пограничная ситуация неординарного порядка.

Во-первых, она касается не отдельных людей или человеческих коллективов, но всего человечества в целом.

Во-вторых, темпы развития событий необычны; они явно опережают возможности их познания не только на обыденном уровне, но уже на уровне научно-технического мышления.

В третьих, проблема не может быть решена простым применением силовых средств, как это зачастую было прежде; во многих случаях решение экологических проблем требует не столько наращивания технической мощи, сколько воздержания от таких видов деятельности, которые, не будучи обязательными для существования людей, могут быть прекращены или существенно ограничены экологически допустимыми рамками, если они связаны с большим потреблением природных ресурсов. Виды деятельности, обязательные для существования людей, должны быть тщательно продуманы с учетом экологически щадящего режима в отношении, как природных ресурсов, так и здоровья человека [1].

К основным понятиям экологической науки относятся такие, которые характеризуют системно организованные взаимодействия особей и их совокупностей на основе обмена веществом, энергией и информацией. Таково понятие экосистема, введенное английским ботаником А. Тенсли (1935 г.) для характеристики устойчивой системной целостности любых организмов со средой их обитания. Это понятие не отличается большой определенностью в отношении своих границ, поскольку экосистемой может быть как любой сколь угодно элементарный фрагмент биосферы, где есть формы жизни во взаимодействии с окружающей их средой, так и биосфера в целом как глобальное явление.

Развитие научных направлений, связанных с анализом, исследованием, прогнозированием и управлением экологической ситуацией, в последнее десятилетие было достаточно многогранным. Подтверждением этому утверждению является значительное число научных работ, отчетов и статей, опубликованных как российскими, так и зарубежными авторами. Основная цель - анализ экологической ситуации и выдача рекомендаций по ее стабилизации.

Несмотря на большое число различных подходов, в научных исследованиях зачастую отсутствует или не в полной мере представлен системный подход, что затрудняет воссоздать целостную картину исследуемых процессов и явлений. Это выражается, прежде всего, в рассмотрении окружающей среды как системы и ее компонентов с учетом их места в системе. Свойства системы как целого складываются не из суммы свойств ее компонентов, взятых порознь, а порождаются именно взаимодействием компонентов.

Формулируя проблему в терминах, относящихся к системе, углубляется и расширяется понимание ее субструктуры. Анализ и управление системой реализуется на уровне подсистем, которые идентифицируются как структурные компоненты и воплощают ключевые взаимодействия между собой. В основе системного анализа заключены две фундаментальные идеи:

принцип выделения подсистем;

принцип обратной связи.

Основы теории систем и системного анализа были заложены в 60-х годах, хотя потребность в использовании понятия система возникла достаточно давно и применялось в тех случаях, когда нужно было описать что-то целое, состоящее из частей.

Термины система, системный подход, системный анализ исследуются и применяются в различных областях: философии, биологии, физике, экономике, математике, кибернетике и других областях.

Системное представление проявляется не только как удобное описание, но и как средство постановки задач с большой степенью неопределенности, не поддающихся строгой формализации.

Современный системный анализ является прикладной наукой, представляющей собой систему методов исследования или проектирования сложных систем, планирования и реализации изменений, предназначенных для устранения возникающих проблем. Методически системный анализ отличается ме ж- и наддисцип-линарным характером, а также привлечением неформальных, эвристических, экспертных и эмпирических, экспериментальных и, при возможности и необходимости, строгих формальных математических методов [2].

Основным понятием системного анализа является система. Существует большое число более или менее формализированных определений этого понятия (например, в [3] приводятся 35 таких определений, в [4] система определяется как множество элементов, обладающих в совокупности такими свойствами, которых не имеет каждый из них, в [5] - как совокупность элементов, определенным образом связанных друг с другом и образующих некоторую целостность, в [2] - как средство достижения цели, в [6] - как тень цели на среде и т.д.).

Развитием понятия "система" явилось обобщающее направление, названное теорией систем Л. Берталанфи [7, 8], который считается основоположником этого направления. Оно получило свое развитие в работах Э.Г. Юдина [9], К. Боулдинга [10], В.Н.Садовского [11], В.Н.Волковой, А.А.Денисова [12], Э. Квейда [13], М. Мессаровича [14] и др.

Потребности решения практических задач с помощью теории систем в различных областях, в частности, в проектировании и управлении сложными техническими системами привели к такому понятию, как системотехника, введенному Ф.Е. Термниковым. Позднее появились термины "системные исследования" и "системный подход", которые использовались как в методологическом , так и в прикладном аспектах [15, 16].

Наиболее конструктивным из направлений системных исследований, по мнению ученых [17], считается в настоящее время системный анализ, который применяется не только к формированию функций и целей системы, но и к исследованию системы в целом, включая ее структуру, взаимодействие между элементами, свойства элементов и организацию управления этой системой.

В [18] классификация всех систем происходит на два подмножества: жесткие и мягкие.

Р. Андерсон предлагает к жестким системам отнести физические, технические, химические, т.е. такие системы, которые требуют строгих количественных построений, базирующихся на дедуктивном методе.

Мягкие системы - системы, способные адаптироваться к условиям внешней среды, сохраняя при этом свои свойства и характеристики. Мягкие системы, подвергаясь длительным изменениям, сохраняют внутреннюю сущность и способность к развитию. Это биологические, психологические, экономические, социальные системы. Однако систему человек - окружающая среда нельзя отнести к классу ни жестких, ни мягких систем. Поскольку она включает в себя и жесткие системы: автомобиль, завод, коммуникации и т.д., и мягкие: озоновый слой атмосферы, вода, регион и др. Назовем такую систему смешанной.

Поэтому при исследовании такого класса систем необходимо использовать не только свойства жестких систем и формальные методы, но и эвристические модели и процедуры, позволяющие на основании наблюдений выявлять закономерности их функционирования.

Применяя такую методологию, в исследованиях необходимо не только правильно описать поведение системы, но и предвидеть позицию включенного человеческого фактора. Эти соображения касаются конечной цели системного анализа смешанных систем человек - природная среда или экологических систем - выбора (принятия решения) относительно дальнейших действий, которые должен сделать человек, орган или предприятие, принадлежащие к подсистеме управления экологической системой. Безусловно, большую роль играет на этом этапе помощь, которую могут оказать эксперты или лица, принимающие решения (ЛПР). При решении сложной, многокритериальной задачи эксперту приходится прибегать к помощи компьютера, что послужило развитию человеко-машинных систем [20], сочетающих в себе и возможности ЭВМ, и человеческий фактор. В настоящее время эти системы образуют класс интеллектуальных систем и представлены экспертными системами, системами поддержки принятия решений, проблемно-ориентированными системами, системами автоматического управления и др.

Таким образом, в работе рассмотрены некоторые понятия, направления и подходы теории систем, системного анализа и его разделов. Обозначено место систем человек - природная среда и обоснованы основные принципы и подходы к их исследованию.