Yer yuzida mahsulot yetishtirishning o’sib borishi, chiqindilar miqdorini oshib borishiga sabab bo’lmoqda. Bu jarayonlar ekotizimdagi barqarorlikni buzishga va ekologik tanglikni vujudga keltirmoqda. Bu esa o’z navbatida tirik organizimlarning barqaror rivojlanishiga xavf solmoqda. Ma'lumki tirik organizmlar-biotik muhit, ma'lum shartlarda ya'ni mavjudlik sharti bajarilganda yashay oladilar. Tirik organizmlarni yashash joylarini 4 - ga ajratish mumkin: 1) suv; 2) havo; 3) tuproq; 4) boshqa organizimlarda. Mavjudlik sharti deb hayot uchun zarur bo’lgan atrof muhit omillariga aytiladi, ya'ni ularsiz organizmlar yashay olmaydi. Tabiatda tirik organizmlar bir - birlari bilan bog’liq ravishda ma'lum geologik - geografik muhitda yashaydi. Tirik organizimlarning jonsiz tabiat bilan o’zaro bog’liqligini ekologiyada ekologik tizim (ekotizim) deb yuritiladi (1- rasm). Ekotizim iborasini anglash uchun quydagi tushunchalar bilan tanishamiz: Biosenoz (yunoncha: "bios" - hayot; senoz - umumiy) tirik organizmlarning (o’simliklar, zamburug’lar, hayvonlar va mikroorganizimlar) tabiat bilan o’zaro bog’liqligi, u bilan moddiy va energetik bog’liqligidir. Biosenozlar yigindisi yer sharida global ekotizimni paydo qiladi va u biosfera deb nomlanadi. Ekotizim tushunchasi keng qamrovli bo’lib,biosferadan tortib oddiy akvariumgacha o’z ifodasini topishi mumkin. Odatda ekotizimlarni quyidagi guruhlarga ajratadilar: Mikroekotizim - (masalan bir qatra ko’l suvi; bir daraxt tanasi)
Mezoekotizim - (masalan o’rmon, ko’l va h.k.)
Makroekotizim - (okean, kontinent va h.k.)
Global ekotizim - biosfera.
Fizik va matematik modellashtirish
Ekotizimdagi jarayonlarni modellashtirish fanining maqsadi modellashtirish yordamida ekotizimda vujudga keladigan o’zgarishlarni baholash va oqibatlarini bashoratlashdan iborat. Modellashtirish ekotizimdagi jarayonlarni bilish uslubi sifatida amalda keng kullaniladi. "Model" - so’zining lug’aviy ma'nosi - "nusxa" deganidir. Ekotizimdagi jarayonlarni modellashtirish, umuman modellashtirishni ikki turga ajratish mumkin: fizik modellashtirish;
matematik modellashtirish;
Fizik modellashtirishda o’rganilayotgan jarayonlarning fizik modeli vujudga keltiriladi. Ya'ni jarayonning barcha fizik xossalari saqlanib qolinishiga harakat qilinadi. Masalan atrof - muhitni ifloslantiruvchi moddalarning suv xavzalarida taqsimoti yoki gidrotexnik inshootlarning atrof - muhitga ta'siri va boshqa jarayonlarni ma'lum bir masshtabda modeli yaratiladi. Matematik modellashtirishda jarayonlar matematik ishoralar, belgilar, mantiqiy ketma - ketliklar bilan ifodalanadi. Masalan mexanikada keng qo’llaniladigan uzluksizlik tenglamasi; harakat miqdorining, massaning, energiyanning saqlanish qonunlari va.h.k. Ma'lumki barcha matematik modellar qandaydir sxema va gipotezalarga asoslangan. Shuning uchun tuzilgan matematik modellarda jarayonlarni ifodalash sifati ham xar xil bo’ladi. Matematik modellashtirishda EXM imkoniyatidan keng foydalanish mumkin. Ya'ni matematik tenglamalarni sonli usulda yechish bilan xulosalar olish mumkin. Modellashtirish jarayonida modellashtirishning ikki turidan xam foydalanish mumkin. Bunday modellashtirishga "gibrid" modellashtirish deyiladi. Masalan biron - bir jarayonning fizik modeli yaratiladi va uni boshqarish esa EXM yordamida amalga oshiriladi yoki jarayon fizik modelda kuzatiladi, o’lchov natijalari va hisoblash ishlari EXM yordamida bajariladi. Fizik va matematik modellashtirishning afzallik va murakkab tomonlari mavjud. Fizik modellashtirishda biron - bir jarayon haqida to’liq ma'lumot olish mumkin, xolbuki jarayonni ifodalovchi barcha faktorlarni matematik ifodalash mushkil. Shu bilan bir katorda fizik modellarni yaratish matematik modellarni yaratishdan osonroq. Chunki tuzilgan matematik tenglamalarning yechimini topish ma'lum qiyinchiliklar bilan bog’liq. Fizik modellashtirishdan foydalanishning mushkul tomonlardan, imkoniyatlarning cheklanganligi, masalan tajriba laboratoriyalarining o’lchamlarining to’g’ri kelmasligi; o’xshashlik shartlarining hamma vaqt bajarish imkoniyati yo’qligi va h. k. Modellashtirishning qaysi turidan foydalanish uchun quyilgan masalaning mazmun moxiyatiga e'tibor qilish, kerakli natijaning mazmunidan va modellashtirish imkoniyatidan kelib chiqish lozim. Atrof - muhitga bo’layotgan texnogen ta'sirni kamaytirish, ekologik keskin vaziyatni yumshatish uchun quyidagi ikkita muammoni yechish kerak bo’ladi: Shunday optimal texnologik yechimlar topish kerakki, tabiatga, inson
organizmiga va uning avlodiga (genofond) minimum ta'sir ko’rsatishi kerak. Mumkin bulgan og’ir oqibatlarni aniq baholash va bashorat qilish
imkoniyatini yaratish. Mavjud va kelajakda bo’ladigan texnologik jarayonlar va ishlab chiqarishning inson hayotiga, xayvonot olamiga, o’simlik dunyosiga va umuman biosferaga ko’rsatadigan salbiy ta'sirlarini ob'ektiv baholash va bashorat qila olish imkoniyatiga ega bo’lishi kerak. Tabiat tomonidan berilgan ne'matlardan insoniyat asosan ikki yo’nalishda foydalanishi mumkin. Birinchisi faqat o’z manfaatlarini o’ylab, ikkinchisi tabiatni asrab -avaylab foydalanish (2 -rasm). Birinchisi beshubha insoniyatni halokatga yaqinlashtiradi, ikkinchi yo’l insoniyat va tabiat o’rtasidagi muvozanatni saqlab borishiga imkoniyat beradi. Ilmiy - texnik taraqqiyot, aholi sonining o’sishi atrof - muhitni himoya qilish zaruriyatini muqarrar qilib qo’ymoqqda. Tabiiy manbalardan faqat o’z manfaatlaridan kelib chiqib foydalanuvchilar