Однієї з основних характеристик екологічного прогнозу потрібно вважати детальність формулювання прогнозу. Детальність прогнозу можна розглядати в різних ракурсах: за структурою, параметрам і т.п. Далі більш детальним будемо вважати прогноз, сформульований у більш сильній шкалі. Прогноз, сформульований у кількісній шкалі, - найдужчий , прогноз у ранговій шкалі уступає йому, а прогноз у шкалі найменувань – найслабкіший із усіх існуючих (в останньому випадку говорять про прогноз макростанів системи).
Будь-який екологічний предиктор стану функціонуючої системи розробляється з безпосереднім використанням емпіричних даних, отриманих з деяким тимчасовим кроком спостережень. Цей крок характеризує детальність наявної апостеріорної інформації з осі часу.
Як правило, екологічні предиктори синтезуються з метою вироблення прогнозів із заданим кроком, що характеризують детальність формулювання прогнозу по осі часу. У загальному випадку крок спостережень не збігається із кроком прогнозу. Із двох прогнозів стану досліджуваної системи, виконаних для того самого майбутнього моменту часу, більш детальним за часом будемо вважати той, у якого крок прогнозу менше.
Для цілей даної роботи більш строге визначення детальності формулювання прогнозу не буде потрібно. Буде досить його інтуїтивного сприйняття: більш детальний, виходить, більш докладний.
Відзначимо, що вперше, правда в іншому контексті, подібні терміни - "рівень деталізації прогнозу", "деталізація мови моделювання" - конструктивно були використані в методі групового обліку аргументів. Екологічний предиктор будується з використанням певної інформації про функціонування системи протягом деякого минулого відрізка часу. Величина цього відрізка називається періодом підстави прогнозу.
Проміжок часу, на який розробляється прогноз, називається періодом (часом) попередження прогнозу. Поряд із часом попередження й детальністю формулювання іншою найважливішою характеристикою будь-якого прогнозу є його надійність (точність, вірогідність). Під надійністю прогнозу будемо розуміти деякий розумний захід відмінності передвіщених станів екосистеми від, що реалізувалися в дійсності. Конкретні заходи відмінності будуть наведені в наступних главах. Тут доречно відзначити, що загальновизнаного визначення надійності екологічного прогнозу немає й, імовірно, не може бути в принципі, у силу великого різноманіття экосистем, цілей і методів прогнозування. Проте можна затверджувати, що з ростом часу попередження за інших рівних умов надійність прогнозів падає.
Оцінювання надійності прогнозів називається верифікацією (Прогностика. Термінологія.., 1978). Методика верифікації багато в чому визначається основними характеристиками прогнозу. Уніфікованої методики верифікації екологічних прогнозів не існує по тим самим причинам. Тому для кожного випадку пророкування, для кожної системи необхідно описувати порядок верифікації прогнозів. 6
Можна назвати ще й принцип економічності моделей екологічного прогнозування - вибір мінімально можливого числа параметрів моделі за умови збереження її достатньої адекватності. Наприклад, використання завищеного показника ступіня полінома- предиктора у моделі, що самоорганизующейся, або порядкі відмінності в модели авторегрессії приводить до росту дисперсії помилок і до помітного росту дипресій.
Час попередження, детальність формулювання й надійність - основні характеристики екологічного прогнозу. Без їхнього обліку будь-які розгляди яких б то не було прогнозів просто безглузді. З іншого боку, цих характеристик досить для обговорення багатьох змістовних завдань. Наприклад, якою може бути максимальна надійність прогнозу стану досліджуваної системи при заданих часом попередження й детальності формулювання? Якою повинна бути найбільша детальність формулювання прогнозу при необхідних надійності й часу попередження?
Нарешті, останній термін, який має сенс тут привести, - це система екологічного прогнозування. Такі системи призначені для формування по всій доступній інформації максимально надійних екологічних прогнозів; вони містять у собі методи прогнозування й засобу їх реалізації. Систему екологічного прогнозування можна розглядати як підсистему екологічного моніторингу.
У системі екологічного прогнозування повинен здійснюватися синтез кращих досягнень екології, прогностики й інформатики. У майбутньому подібні системи, можливо, зможуть перерости в екологічні банки знань і в автоматизовані системи керування раціональним природокористуванням, включаючи в себе відповідні експертні системи.
1.2 Класифікація екологічних прогнозів
Існує велика література по класифікації об'єктів прогнозування, методів прогнозування й самих прогнозів стосовно до різних галузей знань (Тейлтел.,тел, 1971; Робоча книга.., 1982). Однак скільки-небудь докладної класифікації екологічних прогнозів дотепер не розроблене. Тому, ґрунтуючись на класифікації прогнозів функціонування складних систем і власного досвіду, дамо класифікацію екологічних прогнозів, необхідну для подальшого викладу.
Усі прогнозовані системи і явища можна розрізняти по шести основним ознакам. Природа об'єкта моделювання й прогнозування задає специфічність підходів (для екологічних систем про це говорилося вище). Можна додати, що екосистеми - це об'єкти складної природи, і методологічною основою їх вивчення служить теорія складних систем (системологія). По масштабності розрізняють сублокальні (1-3 змінні), локальні (4-14), субглобальні (15-35), глобольні (36-100) і суперглобальні (більш 100 змінних). В екології для прогнозування використовують системи всіх масштабів, однак найбільший інтерес представляють різні варіанти глобальних экосистем (число змінних більш 15). Масштабність не має самостійного значення для вибору методу прогнозування.
Вона враховується в сукупності зі складністю обробки інформації про систему: найпростіші системи (зв'язків змінних практично немає), прості (тільки парні взаємозв'язки), складні (ураховується взаємовплив 3 і більш змінних) і надскладні (ураховуються всі взаємозв'язки між змінними). Екосистеми належать до складних истем і якість прогнозу прямо зв'язана як з урахуванням великого числа змінних, так і всіляких взаємозв'язків цих змінних. Далі, для вибору методу прогнозування важливі ступінь детермінантності систем (детерміновані,стохатичні (ймовірнісні) і змішані системи) і характер розвитку систем у часі (дискретні, аперіодичні й циклічні системи). Екологічні системи мають істотну стохастичну складову й, практично, увесь спектр характеру розвитку. Наприклад, американський еколог Р.Уиттекер (1980) приводить приклади різноманітних типів поведінки популяцій у часі: майже детермінований характер зміни дерев дуба білого в дубовому лісі, періодичний характер поширення їли під впливом штормових вітрів у гірській системі Аппалачі, майже випадковий характер "спалахів" чисельності сарани або іван-чаю на горах. Остання важлива ознака - це ступінь інформаційної забезпеченості. У шкалі системи "чорного ящика" (структура й поведінка яких практично невідомі) і "білого ящика" (про системи відомо все) екологічні об'єкти повинні бути віднесені до типу "сірого ящика", в "колірній шкалі" - скоріше навіть до темно-сірого кольору.
Залежно від величини періоду попередження, розрізняють прогнози короткострокові, середньострокові, довгострокові й найбільш довгострокові. Однак в "кількіснім визначенні" останніх панує плутанина - в економіці, метеорології, сільськім господарстві (тобто тих областях знання, у яких проблема надійного прогнозування стає центральною) прийняті свої стандарти "терміновості". В екології характерні часи багатьох процесів лежать у діапазоні від декількох годин і доби (наприклад, для популяції комарів) до декількох століть (для ряду рідкісних процесів у лісових біогеоценозах). Тому тверда регламентація прогнозів по величині періоду попередження, обмірюваного в абсолютних тимчасових одиницях, в екології безглузда. Поняття "терміновості" екологічних прогнозів відносні й залежать насамперед від властивостей досліджуваної системи (процесу) і від детальності формулювання прогнозів по осі часу.
Критерієм "терміновості" екологічного прогнозу можна вважати детальність його формулювання по осі часу. Прогнози з періодом попередження до 2-3 кроків будемо називати короткостроковими, від 3 до 7 - середньостроковими, від 8 до 15 - довгостроковими. Однак така класифікація не враховує властивостей досліджуваного процесу.
Якщо формулювання екологічного прогнозу містить категоричні твердження про майбутній стан системи, без яких б то не було вказівок на ступінь непевності його здійснення, то такі прогнози, так само як і в метеорології (Ранькова, 1983), будемо називати категоричними. А якщо ні, то, тобто коли разом з формулюванням стану, що передвіщається, системи вказується й деякий захід невизначеності (непевності) його досягнення (наприклад, довірчий інтервал), будемо говорити про розмитих (інтервальних) прогнозах. Так, прогноз типу "наступного року відбудеться спалах чисельності полівки" є категоричним, а прогноз типу "наступного року спалах чисельності полівки можлива із заходом приналежності 0,74" - розмитим.
Слідом за В.В.Налімовим (1983) будемо ділити екологічні прогнози на тривіальні й нетривіальні. Про перших говорять у ситуації, коли пророкування ставляться до ординарних проявів якоїсь інерційної, стійкої системи, а про другі - коли мова йде про зміни самої системи або про якісь неординарні події в ній.
Як ми вже відзначали, залежно від типу шкали, у якій формуються прогнози (тобто за рівнем деталізації), розрізняють прогнози нормальні, рангові, кількісні.
У системології виділяють структуру системи і її поведінка (Флейшман, 1982); відповідно до цього має сенс розрізняти прогнози структури екосистеми й прогнози її поведінки (Розенберг, 1984). Наприклад, дослідження Н.С.Абросова зі співавторами (1982) по екологічних механізмах співіснування й видової регуляції можна трактувати як прогнози видової структури співтовариств, а дослідження з динаміки чисельності популяцій гризунів (МаксимовМаксимом,максимой, 1984) - як прогнози поведінки популяцій дрібних тварин.