Вступ

Сучасний системний аналіз є прикладною наукою, націленою на з'ясування причин реальних ускладнень, що виникли перед "власником проблеми" (звичайно це конкретна організація, установа, підприємство, колектив, особа), і на вироблення варіантів їх усунення. У найбільш розвиненій формі системний аналіз містить і безпосереднє, практичне поліпшувальне втручання в проблемну ситуацію.

Системність не повинна здаватися якимось нововведенням, останнім досягненням науки. Системність є загальна властивість матерії, форма її існування, а отже, і невід'ємна властивість людської практики, включаючи мислення. Проте будь-яка діяльність може бути менш або більш системною. Поява проблеми – ознака недостатньої системності; вирішення проблеми – результат підвищення системності.

Вражаючі успіхи в розвитку науки і техніки на якийсь час створили ілюзію повної незалежності людини від природи, підвладності того, що оточує людину. Останнім часом на зміну таким уявленням приходить суспільне усвідомлення зацікавленості людства у всьому, що відбувається в довкіллі, пізнання необхідності не "підкорення природи", а розумної її експлуатації. Характерною межею нової системи поглядів на взаємовідносини людини з природою є розуміння можливості необоротних наслідків нашої діяльності, а звідси гостра потреба в прогнозуванні, прогнозі безпосередніх і віддаленіших наслідків нашого втручання в "природний порядок речей".

Існує декілька підходів до прогнозу поведінки складних систем; використання інтуїції і багатого досвіду дослідника, порівняння з даними експериментів, виконаних на тотожних або подібних системах, і, нарешті, математичне моделювання. В екологічних дослідженнях повинні використовуватися (і використовуються) всі можливі підходи. Проте у наш час масштаби та характер втручання людини у природні екосистеми такі безпрецедентні, що інтуїція дослідника часто-густо відмовляє. Можливості ж експериментування з природними екосистемами зі зрозумілих причин більш ніж обмежені.

На сьогодні існують три системні поняття: "теорія систем", "системний аналіз", "системний підхід". "Теорія систем" досліджує загальні властивості, що мають будь-які складні системи незалежно від їх природи (фізичної, біологічної, соціальної тощо). "Системний аналіз" – це здебільшого прикладна наукова дисципліна, яка розробляє методи вирішення проблем, що виникають у складних системах. Це методологічна дисципліна, основними результатами якої є розроблення і класифікація методів аналізу систем та вирішення проблеми. "Системний підхід" – це поняття, яке полягає у тому, що для вирішення будь-якої проблеми потрібно підходити системно, тобто розглядати в цілому систему, в якій виникла дана проблема з урахуванням цілей та функцій системи, її структури, всіх зовнішніх та внутрішніх зв'язків.

Фахівці в галузі охорони навколишнього середовища й збалансованого природокористування мають бути добре обізнаними з методами досліджень, що застосовуються на різних стадіях системного аналізу довкілля, таких як:

• 1) пошук можливих варіантів вирішення проблеми;
• 2) визначення наслідків використання (застосування) кожного з можливих варіантів рішення;
• 3) застосування об'єктивних тверджень або критеріїв, що вказують, чи є одне рішення більш переважним за інше. При цьому не передбачається, що використовувані способи вибору рішення є єдиними або що вони не мають невизначеностей;
• 4) надання інформації особі, яка приймає рішення (ОПР), разом з описом ефектів, що отримуються при зміні параметрів системи, при зміні системи оцінок або при заміні одного варіанта рішення на інший.

Метою курсу є забезпечення загальноінженерної підготовки фахівців у галузі аналізу складних систем навколишнього середовища як основи для вивчення професійно орієнтованих дисциплін і надання теоретичних знань та практичних навичок із системного аналізу в достатньому для професійної спеціалізації обсязі.

Причинами малої ефективності застосування системного аналізу як методу розроблення раціональних програм управління складною системою (навколишнім середовищем) є невміння дослідників подавати інформацію у формі, зрозумілій для особи, що ухвалює рішення; переоцінка можливостей системного аналізу; неадекватність існуючих даних; невизначеність і труднощі встановлення причинно-наслідкових взаємозв'язків між змінними, що описують стан довкілля; досить поширена думка про неможливість використання аналітичних методів дослідження під час вирішення проблем навколишнього середовища; нездатність окремих дослідників відобразити цілі планування так, щоб можна було оцінити прогрес у вирішенні поставленого завдання.

За своїм змістом і призначенням методами системного аналізу є способи конструювання безлічі варіантів вирішення проблеми, яка зачіпає інтереси осіб, що не збігаються або навіть є суперечливими, і вибору єдиного якнайкращого з усіх точок зору компромісного варіанта.

Підручник "Теорія систем в екології" призначений для вивчення курсу "Теорія систем в екології", а також для виконання дипломних проектів.

Мета вивчення цієї дисципліни: надання загальноінженерної підготовки (теоретичні знання й практичні навички) в галузі аналізу складних систем як основи для вивчення професійно орієнтованих дисциплін.

Предмет дисципліни: системні підходи до аналізу складних систем і вирішення складних проблем в умовах неповної і різнорідної інформації.

Унаслідок вивчення дисципліни студент повинен:

• – знати теоретичні засади й методи аналізу складних систем і проблем в умовах неповної інформації;
• – уміти застосовувати теоретичні знання й надбані вміння в практичних проблемах в умовах недостатнього інформаційного забезпечення.

Підручник враховує той факт, що дисципліна належить до дисциплін циклу професійної та практичної підготовки спеціаліста та магістра. Це надає можливості підвищити якість підготовки студентів до практичної діяльності у галузі раціонального природокористування.

Матеріал підручника розрахований на викладання лекційних та практичних занять, а також використання його у ході підготовки студентами індивідуального завдання та самостійної роботи.

Структура навчального підручника дозволяє студентам перевірити та поглибити свої знання, для чого після кожного розділу наводяться запитання та завдання для самостійної роботи.

Подана в підручнику інформація дозволяє студентам знати основні інструменти: особливості структурно-функціональних зв'язків природних систем, основні принципи системного аналізу і теорії прийняття рішень, методи аналізу, синтезу та моделювання екологічних процесів, уміти застосовувати комплексний підхід під час розроблення заходів підвищення екологічної безпеки