Геосистемы

В слове «геосистема» первая часть («гео») указывает на привязку к земле, к определённой территории. Территориальность — важное свойство системы. Геосистема всегда связана с какой-либо территорией. В качестве геосистем можно рассматривать комплексы разной сложности. Географическая оболочка — это геосистема, ландшафт — геосистема, географическая фация — тоже геосистема и т.д. Следовательно, учёные справедливо говорят об иерархичности, т.е. соподчинённости, геосистем. Как в наборе матрёшек, геосистема более высокого ранга включает геосистемы более низкого ранга и т.д.

Главным свойством любой системы, в том числе и географической, является целостность, или единство. Целостность геосистемы — это её внутреннее единство, автономность, определённая независимость от окружающей среды. Некоторые учёные считают, что целостность и есть система, т.е. не разграничивают эти понятия. Целостность геосистемы определяется наличием многочисленных связей между её компонентами. Например, единство лесной геосистемы обеспечивается наличием взаимосвязей не только между отдельными ярусами растительности (древесным, кустарниковым и др.), но и связи растительности с почвами, грунтами, увлажнением и др.

Саморегулирование — важнейшее и ценнейшее свойство геосистемы. Оно заключается в сохранении её типичного состояния. Это свойство позволяет геосистеме, если в ней произошли какие-либо изменения, через некоторое время вернуться в исходное состояние. Если же эти изменения носят необратимый характер и ведут к ухудшению состояния геосистемы, то говорят о её деградации. При деградации разрушаются взаимосвязи между компонентами, геосистема перестаёт быть целостным объектом.

Саморегуляция обеспечивается наличием в системе взаимосвязей между компонентами. Существуют как прямые, так и обратные связи. Это выражение нуждается в пояснении.

Прямыми связями называют связи, при которых рост значения одного из взаимосвязанных параметров вызывает ответный рост другого параметра. Например, увеличение количества солнечной радиации приводит к росту испаряемости влаги с земной поверхности. Обратные связи характеризуются тем, что с ростом какого-либо параметра происходит снижение другого параметра, связанного с ним. Например: чем толще снежный покров, тем меньше глубина промерзания грунта.

Вот пример того, как сочетание прямых и обратных связей приводит
к саморегуляции системы. Известно, что чем температура воздуха выше, тем интенсивнее фотосинтез. Это приводит к увеличению поглощения растительностью содержащегося в атмосфере углекислого газа, а значит, к уменьшению парникового эффекта и, следовательно, в итоге работает на понижение температуры воздуха.

Геосистемы характеризуются устойчивостью по отношению к внешним воздействиям. Такая устойчивость объясняется наличием свойства неизменности к какому-либо преобразованию. Это понятие, известное под названием «инвариантность», используется в математике и физике. В природных геосистемах инвариантные свойства возникают в результате их эволюционного развития и обусловлены взаимодействием двух относительно неизменных компонентов. Благодаря стабильности (или малой и медленной изменчивости) рельефа и климата сохраняется устойчивость взаимосвязей между всеми компонентами геосистемы (растительностью и почвами, климатом и водами, животными и растительностью и др.).

Мы видим, что связи между компонентами геосистемы играют огромную роль, так как именно они определяют целостность этой системы, её устойчивость и развитие. Рассмотрим процесс развития геосистем и изменения взаимосвязей. Выделяется несколько типов режима развития геосистем:

· равновесный режим — изменения незначительны (нужно иметь в виду, что абсолютно неразвивающихся систем в природе просто не сущест­вует);

· периодический режим — колебательное состояние (маятниковое), система периодически меняет своё состояние;

· тренд — направленное развитие.

Разные режимы обеспечиваются преобладанием определённых связей между компонентами геосистемы. Так, в геосистеме, находящейся в равновесном режиме, преобладают устойчивые связи, не испытывающие большой нагрузки и поддерживающие систему в относительно неизменном состоянии. При периодическом режиме гармонично работают прямые и обратные связи, возвращающие систему в исходное состояние. Наконец, при тренде нарастает роль прямых связей, характерных для однонаправленного движения, что приводит к прогрессирующему накоплению тех или иных свойств, веществ, элементов и др.