Геоэкологическое прогнозирование

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ  ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

 

 

Общие сведения. Геоэкологическое прогнозирование рассматривается как выявление направлений, степени, скорости и пространственных масштабов предстоящих изменений геосистем под воздействием антропогенных и естественных факторов. Объектом прогноза выступают геосистемы разных иерархических уровней и степени антропогенной трансформации и те их показатели, которые четко отражают прямое и косвенное влияние антропогенной деятельности.

Геоэкологический прогноз  – это научное предвидение антропогенной трансформации геосистем и ее последствий, протекающих на фоне естественных процессов.

Геоэкологическое прогнозирование  учитывает одновременно три типа изменений: а) целенаправленные изменения  геосистем, которые сознательно  проводятся человеком; б) нецеленаправленные изменения, происходящие благодаря взаимосвязям в природе; в) естественные фоновые изменения без участия человека (Емельянов, 1998).

Важная функция геоэкологического  прогнозирования – установление будущих экологических ситуаций. Прогноз экологических ситуаций можно рассматривать как комплексный, объединяющий три основных направления: социально-экономическое (прогноз антропогенных воздействий и нагрузки); геосистемное (прогноз изменений природной среды и прежде всего ландшафтов); экологическое (прогноз влияния изменений свойств ландшафтов на условия жизни людей и состояние их здоровья, ресурсно-экологический потенциал территории, генофонд и т.д.). При системном подходе все они имеют общую цель – определение экологической ситуации в будущем (ее пространственные и временные масштабы, направление и степень проявления).

При разработке прогнозов  необходимо соблюдать следующие  прогностические принципы:

1) принцип непрерывности  – заключается в постоянной  корректировке прогнозов по мере поступления новых данных об объекте прогнозирования;

2) принцип согласованности  – требует согласования нормативных  и поисковых прогнозов различной  природы и времени упреждения;

3) принцип системности  – подразумевает взаимоувязанность  и соподчинность прогнозов объекта прогнозирования и его элементов, а также прогнозного фона;

4) принцип рентабельности  – требует превышения экономического  эффекта от использования прогноза  над затратами на его разработку.

Важными задачами прогнозирования  являются получение, оценка и обработка информации об объекте прогнозирования. В связи с этим выделяются следующие виды источников информации об объекте прогнозирования:

1) источник фактографической  информации (содержит фактические  данные, необходимые для прогнозирования);

2) источник экспертной информации (экспертные оценки для прогнозирования);

По форме выражения  результатов прогнозы делят на количественные (с исчисленными параметрами) и качественные (без количественных выражений).

По количеству применяемых  методов выделяют симплексные (1 метод), дуплексные (2 методы) и комплексные (более 2 методов) прогнозы.

По структуре объекта  прогноза выделяют однозначно детерминированные  и вероятностные прогнозы.

По масштабности объекта  прогнозирования прогнозы бывают: сублокальные, локальные, суперлокальные, субглобальные, глобальны и суперглобальные.

По числу прогнозируемых объектов различают прогнозы: 1) сингулярные  – прогнозы одного объекта одного масштаба; 2) бинарные – прогнозы двух объектов одного масштаба; 3) мультиплетные  – прогнозы более двух объектов одного масштаба.

По временным масштабам  различают прогнозы:

• сверхдолгосрочные (сотни - тысячи лет);
• долгосрочные (десятки лет);
• среднесрочные (5-20 лет);
• краткосрочные (месяцы – первые годы);
• экстренные (часы – сутки).

По достоверности различают прогнозы:

• ориентировочные (прогнозируются общие закономерности и тенденции);
• уточненные (максимально достоверные);
• экспертные (качественные).

Геоэкологический прогноз  в большинстве случаев представляет прогноз состояния природной  среды, являющейся сферой хозяйственной деятельности человека. В его задачу входит необходимость учета нескольких типов изменения природных геосистем: 1) в результате естественного протекания ландшафтных процессов; 2) в результате планируемых и сознательно производимых человеком процессов; 3) в результате косвенных и побочных процессов.

В итоге, при составлении  прогноза должны исследоваться два  вопроса: как человек воздействует на природную среду; как природная  среда повлияет на человека и на производство в будущем.

Основными принципами прогнозирования  являются:

1. исторический или генетический принцип (объекты рассматриваются в процессе их развития, в контексте циклов и ритмов всей биосферы; используется палеогеографический и палеоэкологический материал);
2. принцип системности (объект прогноза должен рассматриваться как системная категория, а прогнозы объектов разного таксономического уровня должны быть взаимосвязаны и образовывать единую систему);
3. принцип этапности (прогнозирование включает ряд общих и специальных этапов прогнозных исследований; к общим этапам относится определение задачи и объекта прогнозирования, получение и анализ исходной информации, выбор методов, оценка достоверности и точности прогноза);
4. компаративный принцип или принцип сравнительности (включает - сравнение, аналогию, сопоставление; позволяет сопоставлять разные прогнозируемые объекты, имеющие разную степень развития (измененности), но находящиеся в одинаковых условиях);
5. принцип инерционности (при прогнозе необходимо учитывает устойчивость направления, темпы и основные структуры процессов и явлений);
6. принцип ассоциативности (объект прогнозируется в его взаимодействии с другими процессами и явлениями); 
7. принцип неопределенности или многовариантности (прогноз не может быть «жестким», однозначным; он всегда имеет вероятностную природу и должен позволять выбирать наиболее обоснованные проектные решения);
8. принцип непрерывности прогнозирования (прогноз должен постоянно совершенствоваться, проверяться, постоянно уточнятся и пересматриваться; должен включать следующие стадии, отличающиеся назначением и уровнем точности: предварительный прогноз, основной прогноз, уточненный прогноз).

Геоэкологическое прогнозирование  затрудняется рядом объективных  и субъективных причин, которые можно  объединить в следующие группы:

1. Сложность объектов, изучаемых географией и геоэкологией. Это геосистемы, состоящие из  различных компонентов, формирующиеся  и изменяющиеся под воздействием  многих факторов, имеющие сложную  структуру, горизонтальные и вертикальные  связи, изменчивые в пространстве и во времени;

2. Отсутствие четкого  представления о сущности и  структуре самого процесса прогнозирования.  Прогнозирование – сложный, многоплановый  процесс, ряд этапов которого  является обязательным при составлении  любого прогноза. При решении же специальных вопросов эколого-географического прогнозирования многое остается неясным и требует выявить специфические этапы и операции прогнозирования, определить характер их соподчинения и взаимосвязи, последовательность выполнения;

3. Часто низкое качество географической и экологической информации, не отвечающее требованиям прогнозирования. Она должна быть не только достоверной и репрезентативной, но и целенаправленной (специфической по содержанию).  Изучаются не просто результаты изменений объектов, а процессы трансформации в пространстве и во времени, т.е. анализируется механизм функционирования, без познания которого достоверный прогноз не возможен;

Преодоление этих трудностей возможно путем использования системного подхода, т.е. использования отдельных объектов и методов к системам прогнозирования. Прогнозирующей системой называется система взаимосвязанных организационных мероприятий, коллектива людей, теоретических и методологических исследований, а также технических средств, направленных на непрерывное генерирование прогнозной информации, используемой для управления различными объектами и процессами.

Увязка теоретических, методических и практических вопросов возможна в рамках системы прогнозирования, позволяющих соединить в единое целое основные этапы решения задач по схеме: постановка задачи – анализ знаний и опыта – поиск средств решения – реализация найденных средств – перевод проблемной ситуации в нормативную.

В настоящее время  система прогнозирования рассматривается  как совокупность логически увязанных методологических, теоретический и методических положений и рекомендаций, технологических процедур, региональных и локальных моделей ландшафтных и экосистемных процессов, образующих единое целое и направленных на получение конкретных прогнозов изменения геосистем.

Реализация этого подхода  включает: 1) представление процесса прогнозирования как системы; 2) построение модели системы прогнозирования; 3) апробацию модели на материалах составления  прогноза конкретных изменений геосистем.

 

Методы геоэкологического прогнозирования. Методы прогнозирования по признаку информационного основания делятся на следующие группы:

1. Фактографические  (методы, базирующиеся на имеющемся материале  прошлого и современного состояния  объекта);

2. Экспертные (базируются на информации специалистов-экспертов);

3. Комбинированные.

По признаку обработки  материала методы прогнозирования  делятся на следующие группы:

1. Статистические (определение  взаимосвязей и закономерностей  с помощью математическо-статистических  методов);

2. Методы аналогий (построение прогнозных состояний объекта по закономерностям, изученным у известных, если последние имеют аналогию процесса с изучаемым);

3. Опережающие (исследующие  динамику прогноза и выявляющие  его свойства);

4. Прямые и обратные  экспертные оценки (оценки экспертов задаются без учета мнений других экспертов и коллективов, либо коллективные мнения учитываются).

Геоэкологическое прогнозирование осуществляется различными методами. Основными методами эколого-географического прогнозирования являются:

1. Экстраполяция (основана на использовании ряда наблюдений за достаточно длительный период в прошлом, с последующем распространением полученных закономерностей на будущее);
2. Математическое моделирование;
3. Метод аналогий (перенос закономерностей, справедливых для пространственных рядов, на временные ряды и наоборот);
4. Индикационный метод;
5. Метод экспертных оценок.

Метод экспертных оценок. Рассмотрим метод экспертных оценок, который широко применяется в прогнозном экологическом картографировании. Метод экспертных оценок состоит в выявлении будущего состояния прогнозируемого объекта путем сопоставления мнений различных специалистов (экспертов). Эксперты высказывают свое мнение, опираясь на опыт, знания, имеющиеся материалы, интуитивно пользуясь при этом приемами аналогии, сравнения, экстраполяции. В связи с тем, что в качестве экспертов могут привлекаться специалисты разного профиля и уровня подготовки, разработаны следующие требования, которым они должны удовлетворять:

1) оценки эксперта  должны быть стабильны во времени;

2) дополнительная информация  об объекте должна улучшать  оценку эксперта;

3) он должен быть  специалистом в своей области  знаний;

4) он должен обладать  опытом прогнозирования.

Считается, что суждения эксперта позволяют установить более  или менее четко картину будущего. При этом сами суждения проявляются в скрытом, не формализованном виде, как результат накопленного экспертом профессионального опыта.

Эксперт дает прогноз в виде сценария, возможного развития событий и ситуаций. Сценарий разрабатывается в рамках предположения о будущих экологических ситуациях, которые однозначно непредсказуемы. В любом случае эксперту приходится отвечать на следующие вопросы: 1) структура, характер связи между отдельными компонентами объекта; 2) характер взаимодействия объекта с внешней средой (окружением); 3) развитие объекта и определяющие его процессы; 4) основные тенденции развития и условия их определяющие; 5) возможность управления развитием объекта и ожидаемые последствия.

Прогноз во многом зависит от профессионального уровня эксперта и от имеющейся информации.

Методы экспертных оценок разделяются  на индивидуальные и коллективные.

1. Индивидуальные экспертные оценки  базируются на независимых мнениях  экспертов. Прогноз формируется  либо методом интервью (т.е. беседа прогнозиста с экспертом по заранее разработанной программе), либо методом аналитических оценок (на основе длительной и тщательной самостоятельной работы эксперта);

2.  Коллективные экспертные оценки  базируются на коллективном мнении  экспертов о перспективах развития объекта прогнозирования. В этом случае преимущества более ощутимы (широкий обмен мнениями). Однако и такой подход не свободен от недостатков (например, от влияния авторитета, роль большинства, трудность публичного отказа от мнения и т.д.).

Среди методов экспертных оценок наиболее известным является разработанный  в 1964 г. под руководством О. Холмера  и Т. Гордона метод «Дельфи». Сущность его – последовательное анкетирование  мнений специалистов-экспертов различных  областей науки и техники и  формирование массива информации. Массив информации отражает индивидуальные оценки экспертов, основанные как на строгом логическом анализе, так и учитывающие интуитивный опыт. Используется серия анкет, каждая из которых содержит информацию и мнения, следующие из предыдущих. При сборе и обработке индивидуальных мнений экспертов учитываются такие принципы: