Karl-Heinz Simon

Systemtheorie und Umweltsysteme

Systemtheoretische Konzeptionen gewannen gegen Mitte des 20. Jahrhunderts Einfluss in nahezu allen Wissenschaftsbereichen („systems everywhere” - von Bertalanffy), ausgelost, so die Hypothese, durch eine zunehmende Komplexitat der sozio-technischen und gesellschaftlichen Entwicklungen. Vorlaufer waren bereits in der klassischen Philosophie (Uberlegungen zu Ganzheiten seit der klassischen griechischen Philosophie) sowie mit den Systematlslerungsvorschlagen in der Philosophie Hegels zu finden. Mit der Organisationslehre von Bogdanov und, diesem vorausgehend, den Klassikern der Gesellschaftstheorie, wie etwa Spencer und Comte, kamen Konzepte in die Diskussion, die auch heute noch Themen bestimmen und Losungsvorschlage ansprechen, etwa zum Verhaltnis von Steuerbarkeit und evolutionarer Veranderungen. In geradezu prophetischer Weise hatte bereits Lambert in einem interessanten Entwurf aus dem Jahre 1782 wichtige Grundsatze einer Systemtheorie zusammen gefasst. Bereits in diesen „Fragmenten” war insbesondere auf die Zweckbestimmtheit aller Systemabgrenzung hingewiesen worden und auf die Bedeutung der Unterscheidung verschiedener Systemtypen, etwa solchen, die ihren Gegenstand uber die Existenz „mechanischer Krafte” bestimmen, und solchen, die „durch die Krafte des Verstandes ihre Verbindung erhalten” (Lambert 1782 - hier zitiert nach Handle und Jensen 1974: 95). Die Hauptimpulse kamen dann im 20. Jahrhundert aus Biologie und Technik, insbesondere mit der Herausbildung der Allgemeine Systemlehre (Ludwig von Bertalanffy) und der Kybernetik (Norbert Wiener) ab den 1940er Jahren. Muller (1996) hat die Entwicklung umfassend dargestellt. Die wichtigsten, fur die sozialwissenschaftliche Anwendung relevanten Arbeiten aus den fruhen Jahren der Entwicklung der Systemtheorie sind zudem bei Walter Buckley (1968) zusammen getragen.

Environmental Applications of Expert System Technology

In this contribution experiences are compiled from a survey study on environmental expert systems and from a concrete development project in this sector. They will serve as an illustration of the status of development of the technology with a view to applications in the environmental sector. For this, (i) necessary features of these systems and hopes placed in a user friendly software will be outlined, (ii) requirements listed which should be considered in further development work, and (iii) a short survey presented of the status of development and application of the systems in the environmental sector. In conclusion, (iv) the subject will be put into concrete terms by a practical example.

Participative Scenario Development as a Method to Integrate Science and IWRM—Lessons Learnt from a Case Study in the Jordan River Region

A scenario process was carried out in the Jordan River region aiming at the elaboration of strategic options for the management of its water resources up to the year 2050. The objective of the participative process was to provide scientific support for Israeli, Jordanian and Palestinian stakeholders involved in water management in the region. As a scenario method the “Story and Simulation” (SAS) approach was applied. This approach requires the participation of a variety of stakeholders in order to get a broad perspective on the water management issue and the involvement of scientists from a variety of disciplines to quantify relevant aspects of IWRM. We describe the process of scenario development for trans-boundary water management under different socio-economic futures and discuss it with respect to the interaction between science and practice of managing water resources. Four scenarios and water strategies were developed by combining exploratory and back-casting methods of scenario development. The resulting scenarios cover a wide range of socio-economic futures in the region which allow for and require a large variety of potential options to manage water resources. These options cover diverse aspects ranging from large scale high-tech solutions to societal changes affecting water consumption behaviour. At this point the strength of the SAS approach played out in that quantifiable and non-quantifiable elements of water strategies could be combined. This combination however, requires the opportunity and willingness of interaction between scientists and stakeholders so that both can profit from such a process and its outcome.

Criteria of systems performance from a macro-sociological viewpoint

The approach introduced in this contribution tries to adopt the view of functionalism, in the sense, that tasks and functions of social systems are the starting point of our analysis. In order to evaluate the performance of these systems inputs and outputs have to be considered. Good performance, in this view, is given when a certain ratio of input and output characteristics is ascertained, at a given state of systems behavior or in principle.

The Role of „Process Chains Analysis“ in Investigating Environmental Problems of Cities

The so-called ‘process-chains approach’ used here can be regarded as part of life-cycle assessment in a broader framework. A computer tool called GEMIS/TEMIS (‘total emission model of integrated systems’) is available to support the type of analysis mainly required in complex evaluation tasks. Various databases comprise part of the computer tools; these consist of several hundreds of pre-defined components of technical infrastructure, representing stages or important devices within the system. The whole system is used for satisfying demands for energy carriers or materials and products. Last year’s analysis was mainly a cover analysis of energy systems, whereas more recent efforts deal with material fluxes and complete infrastructure systems.

Scenario Techniques as a Tool for Supporting Endeavours to Analyse Complex Problems in Urban Ecology

The project, to which the scenario activities contributed, is called „WasserKultur“ (Ipsen et al. 1998). As part of research activities on urban ecology the project brings together issues from civil engineering, geography, sociology, town planning, and the arts. Hence, research teams are located within different disciplinary „cultures“, such as natural or social sciences; this creates certain difficulties with respect to communication among project teams and to a common topic of project elaboration.

Expertensysteme im Umweltbereich — Eine Zwischenbilanz

Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurde eine Erhebung uber in der Entwicklung und Anwendung befindliche Expertensysteme durchgefuhrt. Um einen ersten Uberblick zu bekommen wurde ein weites Anwendungsspektrum berucksichtigt, wobei das wesentliche Kriterium die Umweltrelevanz der Systeme darstellte. Die Studie benennt vorfindliche Systeme und stellt einige ausgewahlte Expertensysteme etwas genauer vor. Anhand dieser Systeme werden Entwicklungsstand und -Perspektiven diskutiert.

Künstliche Intelligenz und Umweltanwendungen

Erfahrungen aus Kooperationsprojekten der letzten Zeit haben gezeigt, das der interdisziplinare Dialog zwischen der KI und der Okologie2 fur beide Gebiete fruchtbar sein kann. So hat sich im EXCEPT-Projekt gezeigt, das durch die wissensbasierte Modellierung von okologischen Fragestellungen die Theoriebildung innerhalb der Okologie vorangetrieben werden kann. Der Zwang zur Formalisierung last Lucken und Redundanzen in bisher eher informell beschrieben Verfahren erkennen. Auserdem bieten Informatik und KI Methoden und Konzepte an, durch die okologische Sachverhalte beschrieben und operationalisiert werden konnen. Die Informatik dient in diesem Zusammenhang also als Strukturwissenschaft.