Загальні властивості геосистем

 

 Геосистема (1963 р. Сочава В.В.) – особливий клас керованих систем, земний простір, де окремі компоненти природи знаходяться в системному зв'язку один з одним і як певна цілісність взаємодіють з космічною сферою і людським суспільством. Ієрархія геосистем: фація, урочище – ландшафт – геосфера (географічна оболонка).

 Фація – найменший природний комплекс, на території якого спостерігається один склад гірських порід, однаковий характер рельєфу, вологості, мікроклімату, ґрунтів, біоценозів (западина, рівна міжрічкова поверхня, ділянка одного схилу з однаковим нахилом). Урочища (місцевості) – морфологічна частина простого ландшафту, що представляє собою систему фацій з досить однорідним субстратом, зволоженням і грунтово-рослинним покривом (яр, балка, окремий горб). Ландшафт – географічний комплекс, у якому рельєф, клімат, води, ґрунти і живі організми знаходяться у складній взаємодії і взаємообумовленості, утворюючи єдину нерозривну систему. Географічна оболонка – комплексна оболонка Землі, що утворюється внаслідок взаємопроникнення і взаємодії окремих геосфер (літосфери, гідросфери, атмосфери, біосфери). Верхня межа в атмосфері (на висоті 25-30 км), нижня – в межах літосфери (на глибині кількох сотень метрів, іноді до 4-5 км) чи по океанічному дну. 

 До основних загальних властивостей геосистем відносять:

 Територіальність-структурність – це особливість геосистем, яка відрізняє їх від екосистем. Із зовнішнього середовища геосистеми виділяються як певні ділянки території. Кожну геосистему можна описами метричними (площею, лінійними розмірами) і топологічними (характеризують положення даної геосистеми щодо інших, або об'єктів природи) показниками.. Територіальність дає змогу ефективно використовувати картографічні методи при їх виділенні, зображені та аналізі.

 Просторовість залежить від території, яку саме ділянку земної поверхні вона займає.

 Поліструктурність. Під структурою геосистеми розуміють характер поєднання її елементів, певного типу відношення. Оскільки в тій самій системі можуть мати місце відношення різних типів, то і поєднання ними елементів буде різним. Так, в одній геосистемі виникає кілька структур. Такі системи називають поліструктурними (суспільні системи – статево-вікова, етнічно-професійна). Визначення типу відношень, які вважаються структурно реформуючими залежить від аспекту аналізу геосистем.

 Найбільш загальними аспектами аналізу є:

- вертикальний (тонічний), де елементами виступають різні фізичні тіла геокомпонентів, а відношеннями – вертикальні потоки різних речовин та енергії, генетико-еволюційні;

- територіальний (хоричний), елементами якого є геосистеми нижчого рангу, ніж досліджувана, а відношеннями – горизонтальні потоки між ними, позиційні залежності;

- часовий (динамічний), елементи – окремі інтервали часу, а відношення – послідовність їх змін.

 Відповідно виділяються вертикальний, територіальний, часовий класи структур. Ефективним підходом структурного аналізу геосистем є модульний. Модуль системи виділяється як сукупність усіх її елементів, пов'язаних безпосередніми відношеннями з якимось одним елементом або їх деякою фіксованою групою.

 Складність. Складними вважаються системи, сформовані багатьма елементами різних типів, між якими існують різнорідні зв'язки. Ознакою складності вважають також неоднозначність її реакції до зовнішніх впливів. Складність геосистем зумовлює специфічні підходи до аналізу, які повинні враховувати, що неможливо сумістити значну складність системи з високою точністю її опису – точно можна описати лише її окремі елементи та зв'язки, але не всю систему як ціле.

 Цілісність – властивість системи, яка проявляється в тому, що вилучення з неї певного компоненту призводить до її кардинальної перебудови або взагалі загибелі, а сам цей компонент окремо від системи існувати не може або ж він якісно змінюється. Геосистеми мають риси цілісності (позбавлення ґрунту призведе до трансформації в цілому). Вагомим виявом цілісності системи є їх емерджентність – притаманність системі таких властивостей, якостей та функцій, яких не має жоден з її елементів і які не можуть виникнути при їх механічній суміші, але можуть виникнути при їх взаємодії. (здатність до самоочищення, кругообіг речовин).

 Відкритість. Відкритими є системи, частини елементів яких мають зв'язки з елементами, що не належать до її структури. Елементи останнього типу складають зовнішнє середовище геосистеми. Зв'язки, які йдуть від них до системи – вхідні, входи, зовнішні сигнали. Крім вхідних є й вихідні зв'язки. Системи, які мають лише вхідні зовнішні зв'язки і не мають вихідних, називаються напівзакритими. Закритими вважаються системи, у яких не має зовнішніх зв'язків, тобто які не залежать від зовнішнього середовища. Геосистеми відкриті і до антропогенних навантажень.

 Динамічність. Динамічними називаються системи, значення характеристик яких змінюються у часі. У різні проміжки часу геосистема може перебувати у неоднакових станах. Важливою особливістю динаміки геосистем є те, що різні її характеристики змінюються в часі з різною частотою (наприклад метеорологічні показники дуже мінливі, а геологічні ні). 

 Прийнято розрізняти добову, сезонну (річну) та багаторічну динаміку. Ландшафтна екологія досліджує зміни геосистем в інтервалі від кількох хвилин до кількох десятків тисяч років.

 Стійкість. Стійкість у геосистемі проявляється у багатьох формах і дає її змогу протистояти зовнішнім впливам, зокрема антропогенним, зберігати при взаємодії з зовнішнім середовищем свою цілісність та інші риси. Нестійкі в даних умовах геосистеми змінюються на більш стійкі типи, тому стійкість геосистеми значною мірою зумовлена генетико-еволюційно.

 В умовах інтенсивного втручання людської діяльності в природу стійка рівновага часто порушується. Розвиток деградаційних процесів у геосистемах є не чим іншим, як результатом втрати ними стійкості до антропогенних навантажень.

 Стохастичність. Стохастичними називаються системи, залежність між характеристиками яких та їхні зв'язки із зовнішнім середовищем не жорстко детерміновані (функціональні), а статистичні, імовірнісні. На геосистему діє багато зовнішніх факторів суто стохастичної імовірнісної природи (наприклад, випадання опадів). 

 В ландшафтній екології виділяють 6 рівнів територіальної розмірності геосистем:

1)Глобальний (планетарний) рівень представлений географічною оболонкою;

2)Субглобальний рівень (географічні пояси, континенти);

3)Регіональний рівень (зони, провінції, області);

4)Хоричний рівень – в основі виділення геосистем цього рівня лежать суто внутрішні ландшафтно-екологічні фактори;

5)Топічний рівень – рівень територіальної розмірності, до якого відносяться геосистеми лише одного рангу – геотопи (фації);

6)Субтопічний рівень виділяється при аналізі територіальної структури геотопів..

 Основні критерії виділення геотопів зводяться до того, що в його межах усі геосистеми мають бути представлені своїми найменшими класифікаційними категоріями (ґрунт, рослинність тощо). Тобто вичленування геотопів пов'язане з розчленуванням території на однорідні ділянки за кожним з геокомпонентів. У нім.літер. такі ділянки називаються топами. Виділяють морфотопи (однорідні елементарні поверхні рельєфу), літотопи (однорідні за геологічною будовою), гідротопи (за умовами зволоження), кліматопи (за мікрокліматом), фітотопи (за рослинністю), зоотопи (за тваринами), ґрунтотопи (за ґрунтом). Їх просторовий збіг та взаємодія утворюють комплексну територіальну одиницю – геотоп.

Критерії виділення топів:

1)Градієнтний (топи повинні бути абсолютно гомогенними або клінальними; межі топів проводяться вздовж ліній стрибкоподібно зміни значень характеристик);

2)Статистичний критерій зводиться до того, що варіація значень змінних у його межах має бути меншою, ніж ця варіація між різними геотопами;

3)Географічний критерій – топ не має внутрішніх властивостей, які б зумовили необмежене зростання його площі;

4)Критерій відносної статичності – топи виділяються внаслідок дії не тимчасових (внутрішньорічних) факторів, постійних;

5)Картографічний критерій – виділяються таких розмірів, які можна показати на крупно масштабній карті. 

 

Тема: Рівні територіальної розмірності геосистем

Завдання: 1.Схематично зобразити рівні територіальної розмірності геосистем

Рівні територіальної розмірності геосистем:

1)Глобальний (планетарний) рівень представлений географічною оболонкою;

2)Субглобальний рівень (географічні пояси, континенти);

3)Регіональний рівень (зони, провінції, області);

4)Хоричний рівень – в основі виділення геосистем цього рівня лежать суто внутрішні ландшафтно-екологічні фактори;

5)Топічний рівень – рівень територіальної розмірності, до якого відносяться геосистеми лише одного рангу – геотопи (фації);

6)Субтопічний рівень виділяється при аналізі територіальної структури геотопів..

2.Скласти схему основних загальних властивостей геосистем 

Основні загальні властивостей геосистеми

1.Територіальність-структурність 

2.Поліструктурність. 

3.Складність. 

4.Відкритість. 

5.Динамічність. 

6.Стійкість. 

7.Стохастичність. 

3.Замалювати схему критеріїв виділення топів

Критерії виділення топів:

1)Градієнтний 

2)Статистичний 

3)Географічний 

4)Критерій відносної статичності 

5)Картографічний критерій