До основних загальних властивостей геосистем належать: територіальність-просторовість, поліструктурність, складність, цілісність, відкритість, динамічність, стійкість, стохастичність. Територіальність-п росторовість — це особливість геосистем, яка відрізняє їх від багатьох сис-тем інших класів, зокрема екосистем. Із зовнішнього сере-довища геосистеми виділяються як певні ділянки терито-рії. Кожну геосистему можна описати метричними показ-никами (площею, лінійними розмірами) і топологічними (характеризують положення даної геосистеми щодо інших геосистем або об’єктів іншої природи). Територіальність геосистем дає можливість ефективно використовувати картографічні методи при їх виділенні, зображенні та ана-лізі. Фактично геосистеми виділяються не стільки як тери-торіальні (двовимірні), скільки як просторові системи. Проте просторовість властива багатьом класам систем і взагалі не потребує залежності характеристик системи від місцеполо-ження та розмірів території. Структурні, динамічні та інші особливості геосистеми дуже залежать від того, яку саме ділянку земної поверхні (території) вона займає. Тому цю її властивість доцільно називати територіальністю-просторовістю. До геосистем належать природні системи лише пев-ного просторового інтервалу. Лінійні розміри геосистем найменших розмірів – декілька метрів, а географічної оболонки, якщо її вважати за геосистему, – 107-108 м по горизонталі та 103 -104 м по вертикалі. Таким чином, аналіз геосистем виконується в просторовому інтервалі від 10° до 108 м. Як довів В. О. Боков, порівняно з величинами, ві-домими в природі (найменші досліджені відстані ста-новлять 10-22 м, розміри найбільших галактик – 1021 м), це дуже малий діапазон – тільки 10-31 % інтервалу відомих у природі лінійних відстаней. Розмір геосистеми визначає особливості факторів її формування та динаміки, багато інших особливостей, а також методи дослідження. На цій підставі розробля-ється концепція просторової розмірності геосистеми. Згідно з нею різні ранги геосистем можна узагальнити до значно меншого числа розмірностей. Щодо числа цих класів єдиної думки у ландшафтних екологів та ланд-шафтознавців немає.Найдоцільніше виділення 6 класів (рівнів) просторового геосистемного аналізу: 1) субтопічний (просторовий масштаб 10°–101 м2); 2) топічний (102-104 м2); 3) хоричний (104–108 м2); 4) регіональний (107–1012) м2); 5) субглобальний (1010–1014 м2); 6) глобальний (1014–1016 м2). Ландшафтна екологія досліджує геосистеми лише перших чотирьох просторових рівнів, залишаючи суб-глобальний та глобальний аналіз вченню про геосисте-ми, землезнавству та глобальній екології. Таким чи-ном, просторовий масштаб ландшафтної екології ву-жчий: 10°-106 м. Поліструктурність.Під структурою системи ро-зуміють характер поєднання її елементів певного типу від-ношеннями. Оскільки в тій самій системі можуть бути відношення різних типів, то й поєднання ними елеме-нтів також буде неоднаковим, тобто в одній системі може бути кілька різних структур. Такі системи називаються поліструктурними. Ними, наприклад, є суспільні сис-теми (у них виділяють статево-вікову, етнічну, про-фесійну та інші структури, які не збігаються). Ці від-ношення визначають спосіб поділу системи на її елементи (декомпозицію системи), їх склад та поєднання у підсис-теми. Визначення типу відношень, які вважаються структуроформуючими, тобто відносно яких виділяєть-ся структура геосистеми, залежить від аспекту аналізу останньої. Найбільш загальними аспектами аналізу геосистем є: 1) вертикальний (синонім – топічний), де елементами є різні фізичні тіла геокомпонентів; а відношеннями – вер-тикальні потоки різних речовин та енергії, генетико-еволюційні та ін.; 2) територіальний (синонім – хоричний ), елемента-ми якого є геосистеми нижчого рангу, ніж досліджува-на, а відношеннями – горизонтальні потоки між ними, по-зиційні залежності, генетико-еволюційні та ін.; 3) часовий (синонім – динамічний), елементи якого виділяються як окремі інтервали часу, а відношення – як по-слідовність їх змін. Відповідно виділяються вертикальний, терито-ріальний та часовий класи структур геосистеми. Кожен із загальних аспектів аналізу геосистеми реалізується у більш конкретних формах. Так, у рамках територіального аспекту досліджуються такі різні типи відношень, як зв’язок геосистем потоками води, повіт-ря, міграцією тварин, їх позиційні, генетико-еволюційні зв’язки тощо. Відповідно до цих типів відношень виділяються й різні типи територіальних структур геосис-теми. Послідовна конкретизація аспекту аналізу геоси-стеми веде до конкретизації поняття її структури. Схему класифікації структур геосистем показано на рис. А.9 (додаток А). Ефективним підходом структурного аналізу ге-осистем є модульний. Модуль системи виділяється як сукупність усіх її елементів, пов’язаних безпосере-дніми відношеннями з якимось одним елементом або їх деякою фіксованою групою. На рис. А.8 (додаток А) добре видно це визначення. Будь-який модуль є мо-ноцентричною структурою. Класична модель екосистеми — типовий приклад модуля, виділеного з геосистеми. Взагалі в геосистемі можна виділити як мінімум стільки модулів, скільки в ній є елементів, тобто в межах однієї геосисте-ми можна аналізувати багато різних екосистем – ґрунту, пе-вного виду рослин чи всього фітоценозу або ґрунтово-рослинного комплексу тощо. С к л а д н і с т ь. Складними вважаються сис-теми, сформовані багатьма елементами різних типів, між якими існують різнорідні зв’язки. Ознакою складно-сті системи вважають також неоднозначність її реакції до зовнішніх впливів. Усі ці ознаки притаманні геосис-темам. Так, елементи їх вертикальних структур різні за фазовим станом (тверді, рідинні, газові), хімічним скла-дом, наявністю та формою органічного життя, функці-єю, положенням у геосистемі тощо. Зв’язки між ними також різноманітні і проявляються в таких процесах, як потоки різних речовин і енергії, конкурентних та ін-ших відношеннях. Аналогічні властивості територіальних та часових структур геосистем. Ц і л і с н і с т ь – властивість системи, яка проявля-ється в тому, що вилучення з неї певного компонента призводить до її кардинальної перебудови або взагалі загибелі, а сам цей компонент окремо від системи існу-вати не може або ж він якісно змінюється. Геосистеми мають риси цілісності. Так, позбавлення геосистем ґрунту призводить до їх трансформації в цілому – вони не можуть мати і рослинності, практично щезає трофічна струк-тура, формуються специфічні водний, радіаційний, гео-хімічний та інші режими. Такої ж радикальної трансфо-рмації зазнає територіальна структура геосистеми. На-приклад, вилучення з неї елементів локальної ерозійної сітки (геосистем лощин, ярів, балок) призводить до інте-нсивного заболочення вододілів, зміни гідрологічного і ландшафтно-геохімічного режимів геосистеми в цілому. Своєрідність прояву цілісності у геосистемах по-лягає в тому, що з вилученням із їх структури певних еле-ментів геосистема стає іншою (іншого типу), але не замі-нюється системою якогось іншого класу (на «негеосисте-му»). У цьому відношенні цілісність геосистеми значно нижча, ніж цілісність біосистем (наприклад, окремого організму), технічне вилучення деяких елементів з яких призводить до їх розпаду (загибелі або поломки). У геосистемах може й не бути деяких геокомпонентів (ґрунтів, рослин), проте системні зв’язки між тими, що є, і тут зберігаються. Більш «сильним» виявом цілісності систем є їх емерджентність (синонім – холістичність), тобто притаман-ність системі таких властивостей, якостей та функцій, яких не має жоден з її елементів і які не можуть виникнути при їх механічній суміші, а тільки за умови їх взаємодії. Як приклад таких холістичних проявів геосистеми можна на-вести продуційний процес (продукування біомаси – результат складної взаємодії усіх геокомпонентів), кругово-роти різних субстанцій, здатність геосистеми до самоочи-щення тощо. В і д к р и т і с т ь. Відкритими є системи, частина елементів яких мають зв’язки з елементами, що не належать до її структури. Елементи останнього ти-пу складають зовнішнє середовище геосистеми, а зв’язки, які йдуть від них до системи, називають вхідними, входами, зовнішніми сигналами. Крім вхідних, є й вихідні зовнішні зв’язки системи (синоніми —виходи, відгу-ки). Системи, які мають лише вхідні зовнішні зв’язки і практично не мають вихідних, називають напівза-критими. Закритими вважаються системи, у яких немає зовнішніх зв’язків, тобто які не залежать від зо-внішнього середовища. Щодо геосистем останнього сказати не можна, оскільки такі вхідні потоки, як над-ходження сонячної радіації, атмосферні опади тощо — неодмінна умова їх існування. Проте як напівзакриті можна розглядати деякі типи геосистем, наприклад, акумулятивного геохімічного режиму. Горизонтальни-ми потоками води, вітру, речовини, біотичними міг-раціями одні геосистеми пов’язані з іншими. Геосисте-ми відкриті і до антропогенних навантажень. Ступінь зв’язку геосистем із зовнішнім сере-довищем настільки тісний, що є важливі підстави вважати їх характерною ознакою слабкої виділенос-ті із зовнішнього середовища. З цією особливістю пов’язана, зокрема, складність визначення вертика-льних та горизонтальних меж геосистеми. Д и н а м і ч н і с т ь. Динамічними назива-ються системи, значення характеристик яких зміню-ються в часі. У різні проміжки часу геосистема може перебувати у неоднакових станах, тому її повний опис передбачає вияв цих станів та послідовності їх змін. Таким чином, геосистеми виділяються не тільки в просторі, але і в часі. Якщо з просторово-територіальної точки зору геосистема вичленовується як деякий територіально локалізований об’єм, то з часової— як певний інтервал часу, протягом якого гео-система виявляє свої основні особливості. Важливою особливістю динаміки геосистем є те, що різні її характеристики змінюються в часі з різною частотою. Метеорологічні показники дуже мі-нливі, тоді як властивості геологічної основи геосис-теми змінюються дуже повільно. Виділяють різні класи часових розмірностей геосистеми. Прийнято розрізняти добову, сезонну (річну) та багаторічну динаміку. Ландшафтна екологія досліджує зміни геоси-стем в інтервалі від кількох хвилин до кількох де-сятків тисяч років, тобто у діапазоні 102-1012. При-чому між просторовими та часовим масштабами ландшафтно-екологічного аналізу є певні відповід-ності. С т і й к і с т ь у геосистеми проявляється в багатьох формах і дає їй змогу протистояти зовніш-нім впливам, зокрема антропогенним, зберігати при взаємодії із зовнішнім середовищем свою цілісність та інші ознаки. Нестійкі в даних умовах геосистеми змінюються на більш стійкі типи, тому стійкість гео-системи значною мірою зумовлена генетико-еволюційно. У процесі еволюції шляхом пристосування геокомпонентів та контактуючих геосистем одна до одної формуються їх стійкі ландшафтно-екологічні взаємовідносини і структури. В умовах інтенсивного втручання люд-ської діяльності в природу ця рівновага часто порушується. Розвиток деградаційних процесів у геосистемах (вими-рання видів, ерозія та засолення ґрунтів, забруднення то-що) є не чим іншим, як результатом втрати ними стійкості до антропогенних навантажень. Тому оцінка стійкості гео-системи до зовнішніх факторів є однією з найважливіших прикладних проблем ландшафтної екології. С т о х а с т и ч н і с т ь. Стохастичними на-зиваються системи, залежність між характеристиками яких та їхні зв’язки із зовнішнім середовищем не жорстко детерміновані (функціональні), а статистичні, ймовірніс-ні. Причин цього багато; одна з них полягає у опосере-дкованості взаємодій між елементами геосистем: елемент А діє на В, В – на С і т. д. Такі ланцюги зв’язків у геосистемі можуть бути дуже довгими. А чим довший ланцюг, тим менш тісними, менш однозначними стають зв’язки між кі-нцевими елементами. На геосистему діє багато зовнішніх факторів суто стохастичної, ймовірнісної природи (на-приклад, випадання опадів), що зумовлює ймовірнісний характер її динаміки та еволюції. Стохастичність геосистем проявляється у статисти-чному (корелятивному) характері зв’язків між її окреми-ми ознаками (наприклад, між продуктивністю та гумусні-стю, сумою опадів тощо), відсутності жорсткої прив’язаності одного типу геокомпонента до іншого (пе-вного виду рослинного угрупування до лише одного певного виду ґрунту), незбігові природних меж різних гео-компонентів, неоднозначності змін геосистем за певних антропогенних навантажень, імовірнісний характер ди-наміки, в тому числі прогнозної тощо. Усе це береться до уваги при дослідженні геосистем методами теорії ймовір-ностей та математичної статистики.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Загальні властивості геосистем» з дисципліни «Ландшафтна екологія»
