Прогнозні методи

Екологічне прогнозування здійснюється з метою оцінювання передбачуваної реакції довкілля на пряму або опосередковану дію людини, вирішення завдань майбутнього раціонального використання природних ресурсів у зв’язку з очікуваним етапом довкілля. Прогнози спрямовані на передбачення можливої поведінки природних систем, які змінюються як під впливом природних процесів, так і антропогенних чинників.

Прогнози поділяють за часом, масштабами прогнозованих явищ і змістом (рис 3.15).

За часом розрізняють такі види прогнозів: надкороткочасні (до року), короткострокові (до 3-5 років), середньострокові (до 10-15 років), довгострокові (до кількох десятиліть наперед), наддовгострокові (на тисячоліття і більше). Проте, що на більший час робиться прогноз, тим він менш точний.

Рис 3.15. Види прогнозів

За масштабами прогнозованих явиш прогнози поділяються на чотири групи: глобальні (їх називають також фізико-географічними), регіональні (в межах кількох країн світу), національні (державні), локальні (край, область, адміністративний район або ще менша територія).

За змістом прогнози належать до конкретних галузей наук: геологічні, екологічні, економічні, демографічні, метеорологічні тощо.

Методи прогнозування наслідків антропогенної дії на довкілля. Всі методи прогнозування можна об’єднати в дві групи: логічні і формалізовані (рис 3.16).

Рис 3.16. Методи прогнозування

До логічних належать методи індукції, дедукції, експертних оцінювань, аналогії, зміст яких розкритий при характеристиці теоретичних методів дослідження.

Формалізовані методи поділяють на статистичні, екстраполяції, моделювання та ін.

Статистичний метод спирається на кількісні показники, які дають можливість зробити висновок про темпи розвитку процесу в майбутньому.

Метод екстраполяції – це перенесення встановленого характеру розвитку певної території або процесу на майбутній час. Так, якщо відомо, що у створенні водосховища за неглибокого розташування ґрунтових вод на ділянці почалося підтоплення і заболочування, то можна припустити, що надалі ці процеси триватимуть і призведуть зрештою до утворення тут болота.

Моделювання – метод дослідження складних об'єктів, явищ і процесів через їх спрощене імітування (натурне, математичне, логічне). Ґрунтується на теорії подібності (схожості) з об'єктом-аналогом.

У свою чергу моделі поділяють на матеріальні (наочні) та ідеальні (уявні), які зображені на рис 3.17.

З матеріальних моделей у природокористуванні найпоширеніші фізичні моделі. Наприклад, за створення великих проектів, таких як будівництво ГЕС, пов'язаних зі змінами довкілля, спочатку будують зменшені моделі пристроїв і споруд, на яких досліджують процеси, що відбуваються за наперед запрограмованими діями.

Нині найбільшого значення набувають ідеальні моделі: математичні, кібернетичні, імітаційні, графічні.

Рис. 3.17. Види моделей

Моделі математичні – за допомогою математичних символів дозволяють будувати спрощену абстрактну систему, яка подібна до системи, що вивчається. На наступному етапі досліджень, змінюючи значення окремих параметрів, досліджують, як зміниться штучна система, тобто її кінцевий результат. Математичні моделі, які створюються із застосуванням комп’ютерної техніки, називаються кібернетичними, а у випадках, коли ЕОМ беруть участь у самому процесі побудови моделі і проведенні модельних експериментів, отримали назву імітаційних.

Графічні моделі становлять блокові схеми (рис 3.18) або розкривають залежність між процесами у вигляді таблиці-графіка. Графічна модель дає змогу конструювати складні еко- і геосистеми.

Рис 3.18. Блок-схема, на якій зображено чотири основні компоненти, які враховують у моделюванні екологічних систем (Одум, 1986):

Е – рухома сила; Р – властивості; F – потоки; І – взаємодія

За розміром території всі моделі можуть бути: локальними, регіональними і глобальними.

Зауважимо, що ландшафтно-екологічне прогнозування за головну мету має оцінювання в часі динаміки й особливостей розвитку антропогенних змін ландшафтів, передбачень динаміки параметрів стану довкілля, здатних впливати на стан здоров’я людини та вирішення спеціальних завдань екологічного спрямування.

Прогнози екологічного стану ландшафтів можна поділити на якісні, кількісно-якісні та кількісні.

Якісні прогнози здійснюють найчастіше у формі графічної моделі на підставі якісних та якісно-кількісних оцінювань властивостей ландшафтів. Ці оцінки є непрямими причинами процесу прогнозу.

Якісний прогноз відносно оцінює ділянки території, ранжируючи їх за інтенсивністю та характером прояву явища (або процесу) антропогенного та техногенного походження. Якісно-кількісні включають систему обґрунтованих кількісних параметрів характеристик ландшафту, здатних впливати на виявлення у часі елемента прогнозу.

Кількісно-якісний прогноз виконують у формі карт і таблиць з відповідними поясненнями щодо розвитку елемента прогнозу. Базується на прямих кількісних ознаках територій, що зумовлюють диференціацію у просторі (інколи – у часі) територій ландшафтів.

Кількісне прогнозування виконують у вигляді статистичних моделей за емпіричними або емпірично-теоретичними даними. Це математичні моделі динаміки розвитку антропогенних і техногенних процесів. Розрахунки кількісних ознак прогнозованого елемента виконують на різні інтервали часу. Зазвичай за фактичним матеріалом цих прогнозів вибирають матеріали моніторингових спостережень, що містять однорідні ознаки об'єкта, прив'язаного до часу.