ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, 2015, том 76, № 2, с. 173-175
РЕЦЕНЗИЯ
РОЗЕНБЕРГ Г.С. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ ЭКОЛОГИЮ. В 2-х т. Изд. 2-е, ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ. -ТОЛЬЯТТИ: КАСАНДРА, 2013. - Т. 1. - 565 с. Т. 2. - 445 с.
© 2015 г. Б. М. Миркин1, Л. Г. Наумова2, P. M. Хазиахметов3
Институт биологии УНЦ РАН 450054 Уфа, просп. Октября, 69 2Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы 450000 Уфа, ул. Октябрьской революции, 3а e-mail: leniza.gumerovna@yandex.ru 3Башкирский государственный университет 450076 Уфа, ул. Заки Валиди, 32
Поступила в редакцию 4.05.2014
Рецензируемая монография (отв.ред. Е.А. Крик-сунов, рецензенты Ю.А. Пых и Д.И. Иудин) -обобщение по широкому кругу вопросов экологии. Первый том посвящен системной экологии и математическому моделированию экологических объектов, второй - теоретическим аспектам современной экологии. Монография включает "Введение", 11 глав, разбитых на разделы и подразделы (рубрикация иногда достигает четырех уровней), и "Заключение".
В начале главы 1 "Системно-методологические проблемы современной экологии" автор признает, что понятие "системный подход" в настоящее время "затаскано", так как под ним стали понимать любые попытки оценки связи между элементами (в этом случае "системный подход" становится синонимом науки). Для Г.С. Розенберга "системный подход" начинается с построения математической модели, которая позволяет количественно оценить эти связи и дать прогноз поведения объекта. Подчеркивается, что «...сложность системы и точность, с которой ее можно анализировать, связаны обратной зависимостью: "исследователь постоянно находится между Сциллой усложненности и Харибдой недостоверности"» (с. 29). Именно по этой причине системы могут вести себя "контринтуитивно", и прогнозы, полученные с использованием моделей сложных систем (с большим числом элементов и связей между ними), часто не подтверждаются. Кроме того, для каждой такой системы можно построить несколько моделей.
В главе 2 "Эмпирико-статистическое моделирование" приведены многочисленные примеры статистической обработки данных о растительности,
большая часть которых представляет результаты исследований, выполненных в 1970-1980-е гг. и в значительной мере обобщенных в монографии "Модели фитоценологии" (Розенберг, 1984). Некоторые из приводимых результатов были получены методами, которые уже устарели, и потому не представляют интереса для современного читателя (например, результаты обработки геоботанических описаний с использованием Висконсин-ской композиционной ординации). В то же время в монографии не нашли отражения наиболее часто используемые сегодня методы непрямой многомерной ординации.
Глава 3 "Имитационное моделирование". Этот вариант математического моделирования на сегодняшний день остается наиболее распространенным. С 1963 г. в США издается журнал "Simulation", с 1975 г. в Нидерландах - журнал "Ecological Modelling", вышло несколько томов сборников "Systems Analysis and Simulation in Ecology" и "Simulation Monographs". В монографии приводится краткое описание 15 моделей экосистем и 10 "индивидуально-ориентированных" моделей поведения популяций. Кроме того, описано 6 моделей, построенных на основе принципа квазиимитационного моделирования (в этих моделях экосистем не выделяются блоки).
В главе 4 "Самоорганизующееся моделирование" автор пишет: «Одним из существенных недостатков имитационного моделирования... является "субъективный момент", вносимый исследователем при построении модели. Этого недостатка в значительной степени лишен подход к моделированию, основанный на принципах самоорганизации, который представляет собой
174
МИРКИН и др.
процесс построения модели, происходящий либо вовсе без участия человека, либо при его весьма малом участии» (с. 313).
При рассмотрении истории этого подхода много внимания уделено работам украинского кибернетика А.Г. Ивахненко (1982 и др.) и его методу группового учета аргументов (МГУА). Рассматриваются эволюционное моделирование, структурный подход, генетический алгоритм и нейро-сетевое моделирование. Впрочем, популярность самоорганизующегося моделирования значительно уступает имитационному моделированию: в монографии приведено всего пять примеров использования этого подхода.
Глава 5 "Аналитическое моделирование". Истоки этого варианта моделирования уходят корнями в работы Леонардо из Пизы (1180-1240), открывшего знаменитый ряд Фибоначчи и Т. Мальтуса (1766-1834), описавшего непрерывную модель динамики роста популяции. Этот класс моделей наиболее широко распространен в экологии, автор привел характеристику 30 моделей. Подчеркивается, что поскольку для аналитических моделей характерны неизбежные и многочисленные упрощения, результаты такого моделирования "крайне неутешительно наблюдать практическим экологам". Вследствие этих упрощений "не работает" вольтерровская математическая теория конкуренции (ВМТК), в которой не учитываются "динамические процессы внешней среды". Этот отрыв отношений особей в популяции и популяций в сообществе от динамики условий среды является самым уязвимым моментом аналитических моделей.
Первый том монографии завершает глава 6 "Сравнение моделей экосистем". Обсуждаются критерии оценки адекватности моделей и приводятся результаты сравнения четырех имитационных моделей запаса углерода в почве сосновых лесов и 87 (!) моделей эвтрофикации водоемов. Наглядна таблица 6.4, в которой сравниваются качественные параметры имитационных и самоорганизующихся моделей. Достоинством самоорганизующихся моделей автор считает низкую стоимость разработки и небольшой объем эмпирической информации, необходимой для ее построения. Точность прогноза поведения систем на основе самоорганизующихся моделей достаточно высокая, хотя они не объясняют, как работает система (т.е. в этом случае система подобна "черному ящику").
В монографии приводится несколько интересных общих оценок роли математики для биологии и экологии. Процитируем две из них. Первая -
"парадокс" И. Канта: "Я утверждаю, что в любом частном учении о природе можно найти науки в собственном смысле лишь столько, сколько имеется в ней математики" (с. 557). Вторая, в высшей степени осторожная оценка, принадлежит известному философу и математику В.В. Нали-мову (1986): "В биологии математики много, но нет там такой математики, которая создала бы собственно теоретическое знание о Мире живого. Математика не внесла в науки о живом нового конструктивного начала" (с. 558).
Второй том открывает глава 7 "Принципы создания естественнонаучных теорий". Автор обсуждает 20 разных вариантов определения теории вообще и теории экологии в частности (В.И. Ленина, К. Поппера, Ф. Энгельса, Л. фон Берталанфи, Э.С. Бауэра, Б.Л. Астаурова и др.). После этого он предпринимает попытку, обобщив все эти определения, дать свою "синтетическую" формулировку. К сожалению, эта попытка оказалась не вполне удачной: формулировка занимает более 20 строк и представляет собой не определение, а скорее характеристику теоретической биологии.
Далее обсуждается работа Дж. Лотона ^а^оп, 1999), который поставил под сомнение наличие в экологии общих законов. Приводится мнение его оппонента П.В. Турчина (2001), считающего, что общие законы в экологии есть (например, закон экспоненциального роста популяции). Г.С. Розен-берг вновь обращается к принципу "множественности моделей" и обсуждает ставшие популярными в экологии представления С.П. Хаббела о модели нейтральности как основе сосуществования видов в растительном сообществе (НиЬЬе11, 2001, 2005; Гиляров, 2010). Приводится альтернативный взгляд на проблему сосуществования видов по результатам изучения распределения видов деревьев на острове Барро-Колорадо (зона Панамского канала). В этих лесах фактором, определяющим видовой состав деревьев, была деятельность мелких семеноядных животных, численность которых контролировалась крупными хищниками. После того, как эти хищники были уничтожены и семеноеды размножились, видовой состав деревьев изменился. К слову, авторы (Миркин, Наумова, 2012) также писали о неуниверсальности модели нейтральности: в умеренных лесах сосуществование деревьев-до-минантов может подчиняться принципу расхождения по разным экологическим нишам, а состав второстепенных видов - соответствовать модели нейтральности.
В монографии подчеркивается, что аксиомы не есть нечто перманентное, аксиоматический под-
РОЗЕНБЕРГ Г.С. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ ЭКОЛОГИЮ
175
ход (в его чистом виде) служит лишь для оформления уже готовых теорий. В заключение главы автор цитирует ряд весьма осторожных оценок возможности создания теории. Приведем лишь одну из них: "Научные теории постоянно изменяются... Может быть, именно этот факт объясняет, почему, как правило, лишь отдельные ветви науки - и то только временно - приобретают форму развитых и логически разработанных систем теорий" (Поппер, 1983, с. 97).
В главе 8 "Примеры некоторых теоретических построений в экологии" дан критический анализ ряда работ. При этом, если исключить интересную чисто экологическую концепцию А.Ф. Алимова (Г.С. Розенберг повторил свою рецензию на монографию А.Ф. Алимова "Элементы теории функционирования водных экосистем", 2000), остальные обсуждаемые работы чисто геоботанические (П. Юхач-Наги, Г. Ван Лиувен, В.И. Васи-левич, Б.М. Миркин, B.C. Ипатов и Л.А. Кирико-ва, и некоторые теории "а la modern"). Роль этих работ для теории общей экологии невелика.
Глава 9 "Основание экологической теории" имеет в основном методическую направленность. Обсуждаются история становления системы мер, репрезентативная теория измерений, шкалы интервалов и отношений, статистическая теория измерения средних величин и др. Рецензенты полагают, что эту полезную главу следовало бы назвать "Принципы и методы формирования эмпирического базиса для экологических исследований".
Глава 10 «"Ядро" экологической теории» относится к числу наиболее интересных в монографии. Подробно рассматривается вопрос об экологических константах для оценки популяций и экосистем. В период "золотого века экологии", когда эту науку пытались сделать аналого
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.