BəZİ ekoloji prosesləRİn riyazi modelləŞDİRİLMƏSİ MƏSƏLƏLƏRİ

13.1. Ekoloji proseslərin riyazi modelləşməsi.Riyazi model və onun məqsədləri

Riyazi işarələr (simvollar) mürəkkəb ekoloji sistemləri bəsit formada göstərmək imkanına malik olduğu halda riyazi tənliklər ekosistemlərin müxtəlif komponentləri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni əks etdirməyə real şərait yaradır.Riyazi modelləşmənin əsas məqsədi ekosistemlərdə baş verən fiziki və bioloji prosesləri riyazi qanunauyğunqlar əsasında formalaşdırmaq və sistemin ümumi analizi üçün abstrakt əksin təzahür formasını üzə çıxarmasıdır.

Hkoloji sistemlərin qeydə alınması və sistemdə gedəcək prosesləri kəmiyyət və keyfiyyət nöqteyi nəzərindən qabaqcadan riyazi modellər vasitəsi ilə təyin olunmasının əsasını bir prinsip - sistemin səviyyələr (iyerarxiya) üzrə quruluşu təşkil edir. Bu prinsipin əsas mahiyyəti ondan ibarətdir ki, sistemin özünü necə aparacağını qabaqcadan bilmək üçün heç də vacib deyil ki, sistemin ayrı-ayrı tərkib hissələrinin daha kiçik komponentləri məlum olsun Məsələn, antropogen amillərin təsirindən ekosistemlərdə baş verən dəyişkənliyin tədqiqi üçün sistemdə gedən bütün bioloji yaxud fizioloji dəyişikliklərin tam anlaşılması tələb olunmur. Şəkildən görünür ki, modelləşdirilən ekoloji prosesin növündən asılı olaraq axtarılan çıxış parametrinin (və yaxud parametrlərin) əsas göstəriciləri və onlar arası qarşılıqlı əlaqələr formalaşdırılır.Ekoloji sistemlərdə qarşılıqlı əlaqələr üç əsas qrupa bölünür.Bunlara bloklararası və bloklardaxili əlaqələr aid edilir.Şəkildə təsvir olunan ekoloji sistem üç blokdan və blokdaxili elementlərdən ibarətdir.Blokların müəyyən edilməsi üçün ilk növbədə modelin çıxışına əsas təsir göstərən paramatr müəyyənləşdirilir. Məsələn, əgər torpağın nəmliyinin modelləşdirilməsi tələb olunursa, burada blok kimi torpağın fərdi xüsusiyyətləri (blokdaxili elementlər rolonu oynayan tip, növ, struktur, mineral tərkib və s.), digər blokların radiasiya xüsusiyyətləri (blokdaxili elementlər rolonu oynayan havanın temperaturu, rütubəti, küləyin sürəti, Günəşin qalxma hündürlüyü, buludlar və s. kimi çıxış edirlər).
3-cü blok kimi iki blokun qarşılıqlı əlaqəsi nəticəsində meydana gələn yeni parametrlər toplusudur. Bu nəzərdən keçirilən misalda torpağın temperaturu, onun istilik keçirmə və istilik tutumu xüsusiyyətləri, buxarlanma intensivliyi, istilik şüalanması və digər blokdaxili elementlər aid edilir.
Blokdaxili elementlər arası əlaqələr təqdim edilən şəkildə oxlar vasitəsilə göstərilmişdir.

Modeldə təklifolunanayrı-ayrı blokların (fj-кб) ümumiləşdirilmiş funksiyasını nəzərdənkeçirək.

V] blokufotosintezprosesiningedişində buprosesdə iştirakedənparametrlərarası əlaqəninriyazitəminolunmasını müəyyənləşdirir. Bu blokda fotosintezin getməsi üçün atmosferdə karbon qazı və Günəş şüalanması ilə bitkinin yarpaqlarında suyun miqdarı arasında optimal əlaqənin formalaşdırılması təmin olunur. Blokun çıxışı bilavasitə (V2 bloku) əhatə etmədiyindən onların qarşılıqlı əlaqəsinin düzgün qurulması digər blokların funksional durumunu müəyyənləşdirir. V2 bloku V2 və V4 blokları ilə əlaqədardır. Belə ki, V2 bloku ilə əlaqə düz və əks əlaqə prinsipində olur. Belə ki, bitkinin canlı kökləri ilə yarpaqların qidalanması (su və üzvi maddələrlə) bilavasitə V\ blokunda gedən proseslərlə bağlı olur. V2 digər tərəfdən V4 bloku (kökdən ölü bitkilər) bloku ilə əlaqəlidir. Bu əlaqənin mahiyyəti köklərin tədricən sıradan çıxmasının bitkinin hansı göstəricilərinə təsirini səciyyələndirir. V4 blokunun V5 ilə əlaqəsi (yarpaqların tökülməsi) bu prosesə əsaslanır. V4 və V5 blokları arasında riyazi əlaqə elə yaradılmalıdır ki, köklərlə tədricən baş verən dəyişikliklər yarpaqların tökülmə intensivliyini təmin edə bilsin.
V2 bloku (canlı bitkilərinkökləri) eynizamandaVe(tənəffüsbloku) ilə əlaqədardır. Bitki köklərin tənəffüs prosesi nisbətən mürəkkəb olub torpaqda oksigenin konsentrasiyasın- dan və torpağın fiziki kimyəvi və bioloji xüsusiyyətlərindən asılı olur. Buna görə də tənəffüs rejimini əks etdirən diferensial tənliklər iki dəyişənli tənliklərdən ibarət olmalıdır.
Ayrı-ayrı bloklarolan əlaqə müəyyənləşdirilərkən çalışmaqlazımdırki, modelinnisbətənsadə olması üçün əlaqə parametrlərininsayı olmamalıdır.Belə ki, bloklararası və eləcə də ümumimodelinkeyfiyyətgöstəricilərinə (əsasəndəqiqliyinə) aztəsirgöstərənparametrlərmümkünqədərazaldılmalıdır.
Ümumiyyətlə, riyazimodellərrealekosistemlərivə onlardagedənproseslərimükəmməl əksetdirməsə də, onlartətbiqiekolojiməsələlərinhəlli üçünböyük əhəmiyyətdaşıyırlar. Modelin köməyi ilə tədqiqatçı sistemdə baş verən proseslərin istiqamətini qiymətləndirmək imkanı əldə etməklə yanaşı, ilk baxışda nəzərə alınmayan bəzi məqamları da nəzərə almağa və qiymətləndirməyə imkan verir.
Model müxtəlif məqsədlər üçün qurula bilər. Onlar tədqiqatların ümumi istiqamətini təyin etməkdən başlayaraq ətrafı öyrənilməyə lüzumlu bilinən problemlərin təyin olunmasına kimi böyük bir diapazonu əhatə edir. Modellər əsasən sistemin zamana görə dəyişməsinin qabaqcadan müəyyən edilməsi üçün qurulur. Modellər üç parametrə əsasən qiymətləndirilir. Bunlar reallıq dərəcəsi, dəqiqlik və ümumilik. Reallıq dərəcəsi modelin məsələn, bioloji quruluşunun riyazi təsəvvür verilə bilmə xüsusiyyətidir. Dəqiqlik sistemdə baş verən dəyişilmələrin qabaqcadan kəmiyyətcə qiymətləndirilməsi imkanma deyilir. Ümumilik modelin tətbiq olunma diapazonudur (daha doğrusu müxtəlif vəziyyətlərdə modelin işləyə bilmə qabiliyyətidir).
Sonzamanlarakimiriyazimodellər əsasənfizikaya, kimyaya, fiziologiyayavə birsıradigərelmsahələrində tətbiqolunurdu. Göstərilən sahələrdə modellər konkret bir sistem üçün qurulur və hansı prosesin izlənilməsindən asılı olaraq onun gedişi və nəticəsi haqqında qabaqcadan məlumat verilirdi, daha doğrusu qarşıya qoyulan suala konkret cavab verilirdi. Ekoloji sistemlərdə baş verən proseslər özlərinin çoxcəhətliyi (enerji, biogen, biosenoz, növlər, antropogen amillərin çoxşaxəliyi və s.) zamana və fəzaya görə təyin olunması çətin olduğundan burada qoyulan modellər daha mürəkkəb olur və ora əlavə “araşdırıcı” elementlər daxil edilir. Bir sıra ekosistemlərin dəyişikliyi təsadüfi analiz nəticəsində baş verdiyindən, prosesin bütün komponentlərinin nəzərə alınmasımümkün olmur. Məsələn, atmosferdə baş verə bilən proseslər buna misal ola bilər.
Müəyyən olunmuşdur ki, ekoloji proseslərdə
modelləşdirməni qiymətləndirən hər üç parametr eyni zamanda demək olar ki, yerinə yetirilmir.
Məsələnin qoyuluşundan asılı olaraq bu və ya digər parametrə daha çox üstünlük verilir. Məsələn, ekologiyanın tətbiqi məsələlərində dəqiqliyə daha