Виділяючи геосистеми як якісно особливий рівень організації земної природи, слід відразу зазначити, що в рамках загального поняття «геосистема» існує своя внутрішня ієрархія, свої структурні рівні – від відносно простіших до складніших. До геосистем можна віднести і верховий болотний масив, і Прип’ятське Полісся, і Тай-гову зону, і, нарешті, всю географічну оболонку. Зрозу-міло, що це утворення різного порядку, або рангу, хоча усім їм властиві деякі загальні ознаки, що дозволяють вважати їх геосистемами. Встановлення ієрархічних від-носин, природного взаємовпорядкування у величезному різноманітті геосистем становить одну з важливих за-дач ландшафтознавства. Перш ніж розпочати огляд основних понять, що стосуються властивостей геосистем, необхідно розрізня-ти три головні рівні організації геосистем: планетар-ний, регіональний і локальний, або топічний (від грецьк. topos – місце). Планетарний рівень представлений на Землі в єдиному екземплярі – географічною оболонкою. Термін «географічна оболонка» походить від назви науки і не несе ніякого змістовного навантаження (у назвах окре-мих земних сфер таке «навантаження» міститься: атмо-сфера перекладається як повітряна оболонка, гідросфе-ра — як водна оболонка і т. д.). Тому пропонувалися різ-ні найменування цієї оболонки. Найкоротший і точні-ший термін — епігеосфера, що в буквальному перекладі означає «зовнішня земна оболонка», як її вперше і визначив ще в 1910 р. П. І. Броунов. До геосистем регіонального рівня належать великі і досить складні за будовою структурні підрозділи епігео-сфери – фізико-географічні, або ландшафтні, зони, секто-ри, країни, провінції та ін. Фізико-географічні зони, ландшафтні зони суші – крупні підрозділи географічної оболонки Землі, які зміню-ються від екватора до полюсів і від океанів углиб континен-тів; мають близькі умови температур і зволоження, що визна-чають однорідні ґрунти, рослинність, тваринний світ та інші компоненти природного середовища. Виражені на суші і в океані, де виявляються менш виразно. У межах фізико-географічної зони щодо переважання ландшафтів того або іншого типу виділяються фізико-географічні підзони. Бага-тьом фізико-географічним зонам назви традиційно даються за найяскравішим індикатором – типом рослинності, що ві-дображає найважливіші особливості більшості природних компонентів і процесів (лісові зони, степові зони, зони саван та ін.). Фізико-географічний сектор – великі частини мате-риків з різною структурою географічної зональності і з своє-рідною сезонною ритмікою природних процесів, пов’язаних з відмінностями у зволоженні, із впливом океанічних течій, із ступенем континентальності клімату та іншими чинниками. Розрізняють західно-приокеанічні, внутрішньоматерикові, східно-приокеанічні і перехідні між ними сектори. Фізико-географічна країна – велика територія, що ви-діляється за географічним положенням і природними умова-ми; одна з вищих таксономічних одиниць фізико-географічного районування (фізико-географічне районування – див. розд. 4.1) Фізико-географічна країна характеризується єдністю геологічної структури, спільністю макрорельєфу, ат-мосферних процесів, специфічними проявами географічної зональності або висотної поясності. Фізико-географічна провінція – частина географічної зони у складі певної фізико-географічної області; регіональна одиниця фізико-географічного районування. Фізико-географічні провінції виділяються за морфоструктурними особливостями рельєфу і клімату, а в горах – за характером висотної поясності. Під системами локального рівня розуміють від-носно прості ПТК, з яких побудовані регіональні геосисте-ми, які називають урочища, фації (див. розд.3.3) та ін. Регіональні і локальні геосистеми, або природні територіальні (географічні) комплекси, і є безпосеред-німи об’єктами ландшафтного дослідження. Таким чином, можна визначити, що ландшафтознавство є розділом фізи-чної географії, предметом якого є вивчення геосистем регіо-нального і локального рівнів як структурних частин епігеос-фери (географічної оболонки). Це визначення підкреслює нерозривний зв’язок ландшафтознавства і загальної фізичної географії. Епігеосфера, будучи єдиною, цілісною матеріа-льною системою, зовсім не є чимось однорідним або аморф-ним: у ній виразно виділяються різнорідні структурні ча-стини. Епігеосфера має одночасно властивості безперерв-ності (континуальності) і уривчастості (дискретності). Обидва ці властивості знаходяться в діалектичній єдності і неправомірно ставити питання про те, яке з них «го-ловне», або «переважаюче», а яке «підлегле», «друго-рядне» і т.п. Континуальність епігеосфери обумовлена взаємопроникненням її компонентів, потоками енергії і речовини, їх глобальними круговоротами, тобто проце-сами інтеграції. Дискретність – прояв процесів диференціа-ції речовини і енергії епігеосфери, певної внутрішньої структурованості окремих частин, що виконують свої функції у складі цілого. Диференціація і інтеграція здійснюються в природі спільно і одночасно і також по-винні розглядатися в діалектичній єдності. Нерідко один і той самий чинник виконує як диференціюючу, так і інтегруючу роль в епігеосфері. Рельєф, наприклад, створює великі контрасти між геосистемами, але він же їх об’єднує, спрямовуючи «крізні» потоки води і міне-ральних речовин. Просторова диференціація епігеосфери має дво-який характер – її слід розглядати по вертикалі і по горизон-талі. По вертикалі будова епігеосфери має ярусний характер і виражається в розташуванні основних прива-тних геосфер відповідно до щільності складаючої їх ре-човини. На контактах атмосфери, гідросфери і літосфери відбувається їх найактивніше взаємопроникнення і взає-модія, саме тут спостерігається концентрація життя, фор-мується похідний компонент – ґрунти. Вузьку контактну і найактивнішу плівку епігеосфери іноді називають ланд-шафтною сферою. Вона складається із трьох різних час-тин, що стосуються до приповерхневого шару літосфери разом із приземним шаром тропосфери, до поверхневого шару Світового океану і океанічного дна. Найбільшою складністю і мозаїчністю горизонтальної (латеральної) структури відрізняється контактний шар на поверхні розділу суші і атмосфери, який можна називати сферою наземних ландшафтів. По суті, ця структурна оди-ниця епігеосфери формується на контакті всіх трьох осно-вних геосфер, включаючи гідросферу, яка представлена тут різноманітними скупченнями поверхневих і підземних вод. Тут же зосереджена переважна частина (не менше 99%) живої речовини нашої планети. У сфері наземних ландшафтів знахо-дяться основні механізми трансформації енергії і речовини, це свого роду грандіозна лабораторія, в якій безперервно відбу-ваються процеси розчинення, окиснення, відновлення, гідра-тації, біологічного синтезу і розкладання, механічного руй-нування гірських порід, перенесення і акумуляції пухких відкладень, випадання атмосферних опадів, стоку, фільтра-ції, випаровування, формування ґрунтів, льодовиків, різно-мантних форм рельєфу. Складна диференціація ландшафтної сфери, що ви-ражається в мозаїці геосистем різних рангів і різних типів, поступово згладжується по вертикалі – у напрямку до зовні-шніх рубежів епігеосфери (тобто в атмосфері і літосфері). Тому межі регіональних і локальних геосистем практично не-можливо продовжити до верхніх і нижніх меж епігеосфери. Іншими словами, не можна просто розділити всю товщу цієї оболонки на геосистеми всіх ступенів або ж, навпаки, скласти з останніх, як з кубиків, всю епігеосферу. Задачі ландшафтознавства полягають у всесторон-ньому пізнанні ПТК, тобто регіональних і локальних гео-систем суші, – закономірностей їх диференціації і інтегра-ції, розвитку і розміщення, їх різних властивостей, структу-ри, функціонування, динаміки і еволюції. Найважливішою властивістю всякої геосистеми є її цілісність. Це означає, що систему не можна звести до простої суми її частин. Із взаємодії компонентів вини-кає щось якісно нове, чого не могло б бути у механічній сумі рельєф + клімат + вода і т.д. До особливих нових яко-стей геосистеми слід віднести її здатність продукувати бі-омасу. Біологічна продуктивність – це результат «роботи» свого роду складного природного механізму, в якому бе-руть участь всі компоненти геосистеми, включаючи ене-ргетичний компонент – сонячну енергію. І невипадково кі-лькість (а також якість) щорічно продукованої біомаси змінюється у строгій відповідності до характеру географі-чного комплексу: у степовій зоні воно вище, ніж в тундро-вій або пустинній, на карбонатних породах вище, ніж на безкарбонатних, в долинах вище, ніж на межиріччях, і т.д. Своєрідним «продуктом» наземних геосистем і одним з яскравих свідоцтв їх реальності і цілісності слу-жить ґрунт. Якби сонячне тепло, вода, материнська порода і організми просто співіснували на одному місці, але не взає-модіяли, не функціонували як єдиний складний механізм, ніякого ґрунту не могло б бути. Цілісність геосистеми виявляється в її відносній ав-тономності і стійкості до зовнішніх дій, у наявності об’єктивних природних меж, упорядкованості структури, більшій тісноті внутрішніх зв’язків порівняно із зовніш-німи. Геосистеми належать до категорії відкритих систем; це означає, що вони пронизані потоками енергії і речови-ни, що пов’язують їх із зовнішнім середовищем. Середо-вище геосистеми утворене вмісними системами вищих ран-гів, кінець кінцем – епігеосферою (середовище останньої – космічний простір і підстилаючі глибинні частини земної кулі). У геосистемах відбуваються безперервний обмін і перетворення речовини і енергії. Складніше питання про наявність і роль інформаційного обміну в геосистемах. При широкому тлумаченні поняття «інформація» його можна застосувати і до географічного комплексу. Але і при вуж-чому і строгішому значенні цього слова треба визнати, що інформаційні зв’язки у геосистемі наявні, оскільки одним із її компонентів є біота, якій властивий обмін інформацією. Усю сукупність процесів переміщення, обміну і тра-нсформації енергії, речовини, а також інформації у геосистемі можна назвати її функціонуванням. Функціону-вання геосистеми здійснюється за законами механіки, фізи-ки, хімії і біології. З цієї точки зору геосистема є склад-ною (інтегральною) фізико-хіміко-біологічною систе-мою. Функціонування геосистем складається із трансформації сонячної енергії, вологообороту, геохімічного круговороту, біологічного метаболізму і механічного переміщення матері-алу під дією сили тяжіння. Структура геосистеми – складне, багатопланове по-няття. Її визначають як просторово-часову організацію (упо-рядкованість) або як взаємне розташування частин і способи їх з’єднання. Просторовий аспект структури геосистеми полягає в упорядкованості взаємного розташування її структурних час-тин. Останні, у свою чергу, розглядаються двояко – як ком-поненти і як субсистеми, тобто підлеглі геосистеми ниж-чих рангів. Таким чином, у природному територіальному комплексі, як і у всій епігеосфері, необхідно розрізняти структуру вертикальну (або радіальну) і горизонтальну (або латеральну). Перша виражається в ярусному розташу-ванні компонентів, друга – в упорядкованому розташуванні ПТК нижчих рангів. Але поняття структури припускає не просто взаємне розташування складових частин, а способи їх з’єднання. Відповідно розрізняються дві системи внутрі-шніх зв’язків у ПТК – вертикальна, тобто міжкомпонентна, і горизонтальна, тобто міжсистемна. Ті й інші здійснюються шляхом передачі речовини і енергії (частково також інфо-рмації). Прикладами вертикальних системотвірних пото-ків можуть служити випадання атмосферних опадів, їх фільтрація в ґрунт і ґрунтові води, підняття водних розчи-нів по капілярах ґрунту і материнської породи, випаровуван-ня, транспірація, опадання органічних залишків, всмоктуван-ня ґрунтових розчинів кореневою системою рослин. До гори-зонтальних потоків, що зв’язують між собою окремі ПТК у межах територіальної єдності вищих рангів, належать вод-ний і твердий стік, стікання холодного повітря по схилах, перенесення хімічних елементів з водоймищ на суходоли з біомасою птахів і комах та ін. Структура геосистеми має, крім просторового, і часо-вий аспект. Складові частини геосистеми впорядковані не тільки в просторі, але і в часі. Достатньо пригадати про сніж-ний покрив – це специфічний тимчасовий (сезонний) компо-нент багатьох геосистем, наявний у них тільки взимку. З ін-шого боку, зелена маса рослин у помірних широтах наявна і «працює» тільки в теплу пору року. Таким чином, у поняття структури геосистеми необхідно включити і визначений, зако-номірний набір її станів, що ритмічно змінюються у межах де-якого характерного інтервалу часу, який можна назвати хара-ктерним часом, або часом виявлення геосистеми. Таким відрі-зком часу є один рік: це той мінімальний часовий проміжок, протягом якого можна спостерігати всі типові структурні елементи і стани геосистеми. Усі просторові і часові елементи структури геосистеми становлять її інваріант. Інваріант – це сукупність стійких, відмінних рис системи, що додають їй якісну визначеність і специфічність і дозволяють відрізнити дану систему від усіх інших. Із сказаного видно близькість понять структура і ди-наміка геосистеми. Під динамікою слід розуміти зміни систе-ми, які мають оборотний характер і не ведуть до перебудови її структури. Сюди відносять головним чином циклічні зміни, що відбуваються у рамках одного інваріанта (добові, се-зонні), а також відновні зміни станів, що виникають після порушення геосистеми зовнішніми чинниками (у тому числі і господарською дією людини). Динамічні зміни свід-чать про певну здатність геосистеми повертатися до початко-вого стану, тобто про її стійкість. Стійкість і мінливість – дві важливі якості геосистеми, що знаходяться в діалектичній єд-ності. Від динаміки слід відрізняти еволюційні зміни геосис-теми, тобто розвиток. Розвиток – спрямована (необоротна) зміна, що приводить до корінної перебудови структури, тобто до появи нової геосистеми. Прогресивний розвиток властивий усім геосистемам. Перебудова локальних ПТК може відбува-тися на очах людини, про це свідчать такі процеси, як зарос-тання озер, заболочування лісів, виникнення ярів. Час тран-сформації систем регіонального рівня вимірюється геоло-гічними масштабами. Розвиток геосистем – складний процес, пізнання якого вимагає специфічних підходів залежно від ра-нгу геосистеми. Складність будови геосистеми знаходиться в прямій відповідності з її рівнем (рангом), тому всі ознаки і власти-вості геосистем потребують конкретизації і роздільного роз-гляду стосовно різних ступенів геосистемної ієрархії. Про три головні рівні геосистемної ієрархії вже згадувалося вище. Вони охоплюють весь ряд послідовних ступенів від фації як нижньої, далі неподільної, або елементарної, географічної одиниці до епігеосфери як верхньої межі фізико-географічного дослідження. У цьому ряді необхідно виділити основну, або вузло-ву, сходинку – ландшафт. Якщо весь ієрархічний ряд геосис-тем уявити у вигляді сходів з багатьма сходинками, нижня з яких – фація, а верхня – епігеосфера, то ландшафт можна по-рівняти зі сходовим майданчиком, що розділяє нижній про-літ сходів (що відповідає системам топологічної розмірності) і верхній (відповідний системам регіональної розмірності). Співвідношення між індивідуальними і типологіч-ними категоріями геосистем схематично відображені на рис. А.2(додаток А).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Основні поняття вчення про геосистеми» з дисципліни «Ландшафтна екологія»
