Система та її властивості

Система — будь-який об'єкт, цілісні властивості якого є результа­том взаємодії його складових. У цьому визначенні у неявній формі є пла- тонівське положення, що ціле є чимось більшим, аніж сума його частин.

3.1.1. Принцип емерджентності

При дослідженні ієрархічної організації систем у процесі об’єднання компонентів, чи підмножин, у більші одиниці з’ясовується, що у них з’являються нові властивості, які не притаманні попередньому рівню орга­нізації. Такі якісно нові, емерджентні властивості неможливо передбачи­ти, виходячи з властивостей компонентів, що складають цей рівень органі­зації. Так, властивості молекул безпосередньо не випливають з властивос­тей атомів, що входять до їхнього складу. Щодо екологічних систем, то їх­ні властивості також неможливо передбачити, виходячи з нижчих рівнів організації.

Фейблмен вважає, що при кожному об'єднанні підмножин у нову множину виникає принаймні одна нова властивість (Feibleman J.K., 1954).

Солт пропонує розрізняти емерджентні та сукупні властивості, які є сумою властивостей компонентів (Salt G.W., 1979). Обидві - властивості цілого, проте сукупні властивості не мають нових чи унікальних особливо­стей. Так, біомаса популяції дорівнює сумі мас усіх особин, які входять до її складу.

Емерджентні властивості саме й обумовлені взаємодією компонен­тів при формуванні системи певного рівня організації. На рівні популяції емерджентними будуть: її структура (статева, генетична, розмірно-вікова тощо), тип розподілу організмів у просторі, народжуваність, смертність, біотичний потенціал, тип динаміки чисельності (щільності) тощо. На рівні угруповання - типи міжпопуляційних взаємин, трофічні ланцюги і мережі, видове різноманіття тощо.

3.1.2. Склад, структура і зовнішнє середовище системи

Розглянемо деяку систему 5₀. Вона характеризується певним складом X = (X₁, X₂, X₃), структурою ∑ = (δ¹, δ², δ³, δ⁴) і функціонує у зовнішньому середовищі V = (Х₂, Х₅) (рис. 3.1)

Рис. 3.1. Склад, структура і зовнішнє середовище системи

Сукупність усіх систем, що знаходяться в безпосередніх зв’язках з да­ною системою (S₂ і S₅, рис. 3.1), є зовнішнім середовищем системи S:

де k - кількість систем, що безпосередньо пов’язані з даною системою.

Склад, структура і зовнішнє середовище можуть змінюватися з пли­ном часу, що можна записати таким чином:

Функцією системи S називається закон (сукупність правил) F, згід­но якого в залежності від зовнішніх факторів V (t) відбуваються зміни у часі складу X (t) та структури Σ (t) системи 5 [28].

Таким чином, системою 5(t), що функціює у зовнішньому середо­вищі V (t), зветься об’єкт

3.1.3. Закон функціювання системи

Як склад X(t), так і структура Σ(t) системи 5(t) змінюються з часом згідно функції F, яка і називається законом функціювання системи. Таким чином, закон функціювання системи - це сукупність залежностей, згід­но яких, у залежності від змін у зовнішньому середовищі V(t) відбуваються зміни складу X(t) та структури Σ(t) системи.

Саме у такому вигляді має бути представлений об’єкт, який вивчаєть­ся на засадах системного підходу. Це уможливлює вивчення структурно- функційних особливостей складних систем, а також прогнозування їхнього стану в часі і просторі. Власне екологічне прогнозування, по суті, зводить­ся до знаходження функції F у залежності від змін зовнішнього середови­ща, в тому числі, обумовлених діяльністю людини. Слід відразу зазначити, що екологічні системи змінюються не лише під впливом змін у зовніш­ньому середовищі, а й мають свою внутрішню логіку власного розвитку, що також необхідно враховувати як при оцінках стану екосистем, так і при прогнозуванні подальших змін у них. У першу чергу, це стосується розви­тку екосистем (екологічних сукцесій) та їх циклічних змін (флуктуацій) (річних, сезонних, добових тощо).

Щодо методології дослідження процесів та явищ в екології, то, як і в кожній науці, можна виокремити два основні підходи - холістичний і ме-

рологічний. Дискусії, який з підходів є більш адекватним в екології не вщухають, проте відразу слід зауважити, що кожен із них має свої особли­вості, проте лише органічне їх поєднання дозволяє отримати найбільш по­вну і необхідну екологічну інформацію.

1.2.