Основні методи прогнозування. Ландшафтно-екологічне прогнозне картографування.
Основні методи прогнозування такі: логічних розумових висновків, експертних оцінок, ландшафтно-екологічних аналогів, балансовий, статистичні (аналіз часових рядів, регресійний аналіз тощо), імітаційного моделювання, прогнозування за сукцесійними рядами геосистем, прогнозування за допомогою матриць Маркова.
Вибір методу прогнозування залежить від наявної інформації про геосистеми та зовнішні впливи на них, а також від просторово-часового масштабу прогнозу. Розглянемо найбільш відповідні для ландшафтної екології методи прогнозування.
Метод логічних розумових висновків (його також називають методом наукової спекуляції) ґрунтується на знанні загальних закономірностей змін геосистем при дії на них певних природних або антропогенних факторів. Інформаційне забезпечення прогнозування складають загальні відомості про природу регіону і теоретичні положення ландшафтної екології та інших наук. Оскільки фактологічна забезпеченість прогнозування слабка, роль інтуїції, наукової грамотності дослідника мають вирішальне значення для обґрунтованості прогнозу. Прогноз, складений за цим методом, – попередній, його слід деталізувати більш досконалими методами.
Методи експертного оцінювання досить різноманітні. Суть їх полягає в підборі групи експертів, їх опитуванні за спеціально складеними анкетами, в яких чітко сформульовані питання щодо майбутніх станів геосистем, та статистичній обробці отриманих даних (експертних оцінок). В результаті цієї обробки обґрунтовується деякий єдиний прогнозний висновок. Виділяються дві групи експертних методів – індивідуальні (висновки експертів незалежні, до того ж виключаються їх взаємні консультації при складанні прогнозу) та колективні експертні методи (прогноз складається при колективній роботі експертів, яка організована за певними правилами «ділових ігор»).
Експертні методи доцільно застосовувати у випадках, коли: немає достатнього фактологічного матеріалу для прогнозування іншими методами; прогноз необхідно скласти в стислий строк, за який не вдається провести польових ландшафтно-екологічних досліджень; прогнозуються зміни геосистем до принципово нових видів антропогенних впливів, яких раніше геосистеми не зазнавали.
Метод ландшафтно-екологічних аналогів полягає в пошуку для геосистеми, для якої складається прогноз, її аналогів – геосистем аналогічного виду, але таких, які деякий час знаходилися під впливом фактора, зміни в результаті дії якого необхідно прогнозувати. Оскільки абсолютно ідентичних геосистем відшукати практично неможливо, результати прогнозу орієнтовні, хоч їх і можна представити в кількісній формі.
Статистичні методи прогнозування (регресійного та факторного аналізів, екстраполяції, часових рядів) дають вірогідні результати при наявності вибірки великого об’єму, їх можна використовувати і при обробці малих вибірок, але в цьому випадку результати прогнозу будуть орієнтовними, оскільки довірчі інтервали оцінок досить широкі.
Прогнозування за схемами ландшафтної сукцесії – специфічний метод ландшафтної екології. Знаючи позиції геосистеми на сукцесійному ряду та напрям сукцесії вздовж нього, для будь-якої геосистеми можна визначити можливу послідовність її змін на інші. Якщо для досліджуваного регіону сукцесійні схеми побудовані, то для отримання прогнозу необхідно лише визначити для кожного ландшафтно-сукцесійного ряду, в якому напрямі при певному впливі на геосистеми відбуватимуться їх зміни – в бік клімаксової геосистеми чи ініціальної.
Визначення цього напряму ґрунтується на знанні загальних закономірностей змін геосистем при їх функціональному використанні, що проектується, або при прогнозованих змінах зовнішнього середовища (потепління чи похолодання клімату тощо). Так, при зрошенні степових геосистем слід чекати на їх зміни в таких напрямах. Вздовж гідроморфного ряду зміни йдуть у бік ініціальних геосистем, вздовж ксероморфного – до клімаксової. Це зумовлено додатковим зволоженням ґрунтової товщі геосистем, підняттям рівня ґрунтових вод, незначною зміною мікро- та мезоклімату в бік його більшої вологості. Якщо зрошувальні норми екологічно обґрунтовані і забезпечується промивний тип водного режиму геосистеми, то внаслідок розсолення ґрунтів геосистеми вздовж галоморфного ряду прямують до клімаксу, а за умови достатнього дренажу така сама тенденція характерна і для галогідроморфного сукцесійного ряду.
Прогнозування за матрицями Маркова полягає у визначенні для кожної геосистеми ймовірностей її перебування в різних станах (або заміни геосистеми одного виду іншими) на кожний з моментів часу послідовно заданих через визначену кількість часових інтервалів.,
При вирішенні багатьох завдань ландшафтно-екологічної оптимізації території дуже зручно результати прогнозування подати в картографічній формі. Тому прогнозну карту слід розглядати як основний документ ландшафтно-екологічного прогнозування. Вона складається на контурній основі ландшафтної карти, але, на відміну від неї, моделює не сучасну ландшафтну структуру, а прогнозовану. У зв’язку з цим зміст контурів прогнозної карти інший, а їх сітка може бути трансформована (якщо прогнозується зміщення ландшафтних меж, поява нових та зникнення деяких існуючих на даний час геосистем тощо).
Зміст прогнозної карти визначається її призначенням та методом, за яким був отриманий ландшафтно-екологічний прогноз. Так, якщо прогнозування здійснене за ландшафтно-сукцесійною схемою, його результати можна показати на карті, для кожного контуру якої вказується ряд послідовності можливих змін геосистем. Якісним фоном виділяються контури, для яких прогнозуються небажані (катастрофічні в екологічному відношенні) зміни.
За оцінками середнього часу функціонування геосистеми до виникнення відмови даного виду можна скласти карти прогнозованого часу, на який очікується певна зміна геосистем (їх осолонцювання, гідроморфізація, засолення, інтоксикація тощо). Прогнозної карти можуть бути ефективно використані при визначенні строків та ареалів проведення природоохоронних заходів.