Экологическое прогнозирование — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человеческой деятельности. Одна из целей прогнозирования — сохранение природных ресурсов на высокопродуктивном уровне, в результате чего они могут быть использованы человечеством в течение неопределенно продолжительного времени. Известны два типа экологических прогнозов:
- поисковый, при котором проводится определение возможных состояний явления в будущем; он должен дать ответ на вопрос: что вероятнее всего произойдет при условии сохранения существующих тенденций?
- нормативный, при котором осуществляется прогнозирование достижения желательных состояний на основе заранее заданных норм, целей; он должен ответить на вопрос: какими путями достичь желаемого?
В основе экологического прогнозирования лежит, прежде всего, поисковое прогнозирование с задачей возможно более точного предсказания будущего состояния явления. Это связано с тем, что в настоящее время мы можем только познать закономерности существования и развития видов, популяций, биогеоценозов и всей биосферы в целом, но практически еще только приступаем к управлению этими системами
В основе экологического прогнозирования лежат три источника информации о будущем:
- оценка будущего состояния прогнозируемого явления или системы на основе ‘опыта, аналогии с известными явлениями и процессами;
- условное продолжение в будущее тенденций, закономерностей, которые выявлены в прошлом и хорошо известны в настоящем;
- модель будущего состояния явления или системы, которая построена на основе вскрытых закономерностей и имеющихся данных.
Указанные три источника информации определяют и три способа прогнозирования:
- экспертные оценки;
- экстраполирование и интерполирование;
- моделирование.
В целях достижения успеха важно выработать общие принципы, необходимые для корректного подхода к экологическому прогнозированию:
- Не все связи в экологической системе существенны, поэтому нет необходимости изучать и измерять их все. Однако выявить наиболее важные связи принципиально необходимо.
- Сама структура экосистемы, ее глубокое знание, важнее для правильного прогноза, чем количественные характеристики ее компонентов (численности, биомассы и т.п.).
- Изменения одной переменной могут повлечь за собой неожиданные изменения других переменных и даже в другом месте. Последствия тех или иных воздействий не обязательно сказываются мгновенно и постепенно ослабевают. Более того, вполне возможно существенное запаздывание в проявлении эффекта действия того или иного фактора.
- Необходимо всегда ставить под сомнение стратегию изменения окружающей среды, которая сокращает ее изменчивость в пространстве или даже во времени.
Любой экологический прогноз как предвидение на будущее основывается на наблюдаемых тенденциях и закономерностях рассматриваемого явления и должен строиться не на субъективных решениях, а на основе объективных, научно-обоснованных положений.
Во временном аспекте в экологическом прогнозировании наиболее типичными являются прогнозы:
- поисковые (без определения конкретного срока),
- краткосрочные (от 1 месяца от 1 года),
- среднесрочные (от 1 года до 5 лет),
- долгосрочные (от 5 до 15 лет).
Существуют несколько способов экологического прогнозирования.
- Экспертный (интуитивный) способ предсказания (метод Дельфи) основан на логическом моделировании, проводимом группой экспертов независимо друг от друга, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов их прогнозов. Методом экспертных оценок обычно составляются прогнозы развития определенных направлений науки, региональных изменений природной среды, общие тенденции влияния проектируемого производства на среду на стадии технико-экономического обоснования проектов.
- Методы экстраполяции дают возможность оценить будущее состояние экосистемы по результатам наблюдений ее прошлых и настоящих состояний, при этом используются вероятностные законы изменения се характеристик. Наряду со знанием предыстории экосистемы (например, лесостепи), необходимо иметь характеристику интересующего процесса (например, наступления леса на степь), показывающую статистическую связь между его значениями в настоящем и последующими промежутками времени. Очевидно, что близкие по времени значения можно предсказать с большей точностью, нежели удаленные, и поэтому с увеличением времени прогноза возможность ошибки будет расти.
- Так называемое прогнозирование по математическому ожиданию состоит в том, что в качестве предсказанного значения применяется математическое ожидание процесса. Хотя информации и предыстории явления не требуется, нужны некоторые сведения о свойствах процесса. Ошибка прогноза представляет собой отклонение процесса от среднего в определенный момент времени.