Systems Analysis as Applied to Modeling Ecological Processes

Environmental systems analysis, or systems ecology, deals with the mathematical modeling of environmental systems as sets of coupled compartments with time dependent changes in amounts of elements, compounds and energy described by mathematical equations. A basic premise is that environmental systems may be simulated with mathematical equations utilizing the same assumptions about underlying properties that permit the use of similar equations in engineering. Systems analysis techniques are used in many fields of science and engineering where the dynamic response of a system is of interest. Ecologists have long recognized that nutrient elements cycle and energy flows in the environment from one trophic level to another, but only recently have they learned to apply the well-developed mathematical techniques of systems engineering to ecological problems. This paper discusses feasibility and techniques, with examples of applications of systems analysis to the modeling of a forested ecosystem, emphasizing the role of earthworms in organic matter decomposition and the contribution of this process to carbon flow in the ecosystem. /// Системный анализ среды обитания или экологической системы проводили с помощью математического моделирования среды обитания в виде серии соединенных попарно разностей с временно́й зависимостью в количестве элементов составе и запасе энергии, выраженным математическими уравне-ниями. Основная посылка заключается в том, что система среды обитания может быть выражена математическими уравнениями с учетом основных особенностей системы, что позволяет использовать те же уравнения, что в технике. Метолы анализа систем используются во многих отраслях науки и техники, где изучаются динамические реакции систем. Экологи давно уста-новили, что круговорот элементов и поток энергии осуществляются от одного трофического уровня к другому, но лишь сейчас начали применяться математические методы, хорошо разработанные на технических схемах, к экологическим проблемам. В статье обсуждаются перспективы и методы с примерами приложения системного анализа к моделированию лесной экоси-стемы с особым вниманием к роли дождевых червей в разложении органи-ческого материала и учетом этого процесса в изучении потока углерода в, экосистеме.