Две системы внутренних связей в ПТК

- вертикальная (межкомпонентная)

- горизонтальная (межсистемная)

Все элементы геосистемы составляют инвариант (совокупность устойчивых отличительных черт системы, придающих ей качественную определенность и специфичность, позволяющих отличить данную систему от всех остальных)

№4. Понятие о геосистемах - системах взаимосвязанных в своем распространении, историческом развитии, динамическом и информационном взаимодействии природных и антропогенных компонентов.

В 1963 г. В.Б.Сочава предложил именовать объекты, изучаемые физической географией, геосистемами. Понятие "геосистема" охватывает весь иерархический ряд природных географических единств - от географической оболочки до ее элементарных структурных подразделений.

Геосистемы – материальные выражения целостности географической оболочки и отдельных ее участков.

Элементы комплекса взаимообусловлены, характер каждого из них предопределен (детерминирован) совокупностью всех остальных, у него ограничена «свобода выбора».

Планетарный уровень представлен на Земле в единственном экземпляре - географической оболочкой. Наиболее короткий и точный термин - эпигеосфера.

К геосистемам регионального уровня относятся крупные и достаточно сложные по строению структурные подразделенияэпигеосферы - физико-географические, или ландшафтные, зоны, секторы, страны, провинции и др.

Под системами локального уровня подразумеваются относительно простые ПТК, из которых построены региональные геосистемы - так называемые урочища, фации и некоторые другие.

№5.Дополнительность геосистемного и экологического подходов. Соотношения терминов "ландшафт", "природно-территориальный комплекс (ПТК)", "геосистема", "природно-антропогенная геосистема". Соотношение понятий "геосистема" и "экосистема".

Узкую контактную и наиболее активную пленку эпигеосферы иногда называют ландшафтной сферой. Она состоит из трех разных частей, приуроченных к приповерхностному слою литосферы вместе с приземным слоем тропосферы, к поверхностному слою Мирового океана и океаническому дну.

Таким образом, природный территориальный комплекс (ПТК) - это не просто набор или сочетание компонентов. А такая их совокупность, которая представляет собой качественно новое, более сложное материальное образование, обладающее свойством целостности. Природный территориальный комплекс можно определить как пространственно-временную систему географических компонентов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое.

Географический ландшафт - основная единица физико-географического районирования территории

Геосистема – это природно-географические единства всех возможных категорий, от планетарной геосистемы (географической оболочки или географической среды в целом) до элементарной геосистемы (физико-географической фации) (Согава, 1978 г.). Геосистемы – материальные выражения целостности географической оболочки и отдельных ее участков.

Экологическая система - единый природный или природно-антропогенный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные экологические компоненты соединены между собой причинно-следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии.

Особого внимания заслуживает вопрос выделения в таксономическом ряду ПТК узловой единицы, служащей связующим звеном между геосистемами регионального и локального уровней. Такой единицей, по мнению многих географов, является ландшафт.

Основное отличие природно-технических геосистем от природных геосистем состоит в том, что если в последних ведущую роль играют обратные отрицательные связи, то в природно-технических геосистемах в условиях действия закона роста потребностей на первом месте находится

положительная обратная связь: либо Q(t+1) > Q(t) (где Q(t) – объем удовлетворяемых потребностей населения), либо P(t+1) > P(t) (где P(t) – население в момент времени t), либо то и другое.

№6.Структура геосистем: элементы и географические компоненты, радиальный (вертикальный), горизонтальный и временной аспекты структуры геосистем.

Структура геосистемы - сложное, многоплановое понятие. Ее определяют как пространственно-временную организацию (упорядоченность), или как взаимное расположение частей и способы их соединения

Понятие "геосистема" охватывает весь иерархический ряд природных географических единств - от географической оболочки до ее элементарных структурных подразделений.

Различаются две системы внутренних связей в ПТК -вертикальная, т.е. межкомпонентная, и горизонтальная, т.е. межсистемная.

Под природными географическими компонентами мы понимаем: 1) массы

твердой земной коры; 2) массы гидросферы (на суше это различные скопления

поверхностных и подземных вод); 3) воздушные массы атмосферы; 4) биоту .

сообщества организмов . растений, животных и микроорганизмов; 5) почву.

Кроме того, в качестве особых географических компонентов обычно

различают рельеф и климат. По существу первый представляет собой лишь

внешнюю форму твердой земной коры, но не самостоятельное природное тело;

второй . совокупность определенных свойств и процессов воздушной

оболочки, точнее . отдельных воздушных масс.

Географические компоненты взаимосвязаны не только в пространстве, но и

во времени, т. е. их развитие также происходит сопряженно. Так, на всякое

изменение климата обязательно отреагируют водоемы, растительные и

животные сообщества, почвы и даже рельеф. Правда, эта реакция не может

быть мгновенной, поскольку каждому компоненту присуща определенная

инерция и нужно время, чтобы они «подтянулись» и перестроились

№7. Вертикальные структуры геосистем. Множественность способов описания вертикальных структур геосистем.

Понятие структуры ландшафта имеет три аспекта. Первоначальное представление сводилось к тому, что под структурой понималось взаимное расположение составных частей(пространственный аспект структуры). При дальнейшем развитии понятия возник его функциональный аспект, который требует обращать внимание на способы соединения частей системы, т. е. на внутренние системообразующие связи. Однако представление о структуре ландшафта оставалось статичным, пока не появился третий, динамический, или временной, аспект, т. е. структура ландшафта стала рассматриваться не только как некоторая организованность его составных частей в пространстве, но и как упорядоченность смены его состояний во времени. Структурная модель ландшафта существенно отличается от модели фации своей многоплановостью, или полисистемностью. Структурными элементами фации служат ее географические компоненты, а пространственная упорядоченность структуры выражается в закономерном расположении компонентов по вертикали и существовании между ними вертикальных же потоков вещества и энергии. Составными частями вертикальной структуры ландшафта обычно принято считать отдельные географические компоненты (твердый фундамент, почву, биоту и т. д. Поскольку своими предельными

(однородными) пространственными подразделениями они представлены в составе фации, ландшафт выступает как некоторая сложная интегральная система элементарных вертикальных структур. Однако если говорить о функциональном подходе к структуре, то анализ межкомпонентных связей не есть единственно возможный путь. Во-первых, далеко не всегда достаточно рассматривать каждый компонент как единое и неделимое целое, и в анализ приходится вовлекать определенные части, или элементы.компонентов, которые по отношению к геосистеме представляют структурно-функциональные подразделения второго порядка. Во-вторых, компоненты в общепринятом значении этого слова не вполне соответствуют составным частям вертикальной структуры ландшафта, которые должны иметь упорядоченное расположение в вертикальном профиле геосистемы в виде ярусов, или горизонтов. Поэтому предпринимались попытки расчленить геосистему по вертикали на особые структурные части . «хорогоризонты», или «геогоризонты».

Согласно Н. Л. Беручашвили, элементарными структурно-функциональными частями ПТК служат так называемые геомассыкачественно разнородные тела, характеризующиеся определенной массой, пецифическим функциональным назначением, а также скоростью изменения во времени и (или) скоростью перемещения в пространстве(аэромассы, фитомассы, зоомассы, мортмассы (массы мертвого органического вещества), литомассы, педомассы, гидромассы ). Компонент геосистемы в обычном понимании, это более сложное образование, чем геомасса: в нем присутствуют элементы всех геомасс, но одна из них преобладает, служит его основным субстратом(аэромассы-сухой воздух-смесь атмосферн.газов). Однородные слои в пределах вертикального профиля ПТК, характеризующиеся специфическими наборами и соотношениями геомасс, Н. Л. Беручашвили называет геогоризонтами. Основные из них: аэрогоризонт, аэрофитогоризонт (приземный слой атмосферы, пронизанный растениями), мортаэрогоризонт (с растительной ветошью), снежный горизонт, педогоризонт, литогоризонт. Каждый из них может быть подразделен в зависимости от количественного соотношения геомасс на геогоризонты второго порядка (например, в аэрофитогоризонте . горизонты с кронами, транспортно-скелетными органами, травяным ярусом, моховым покровом; в педогоризонте . с разным содержанием почвенной влаги и корней). Понятия «геомассы» и «геогоризонты» разработаны применительно к элементарной геосистеме . фации и, следовательно,. К изучению первичных вертикальных связей в ландшафте. Состав и взаимное расположение частей . важные элементы понятия о структуре ландшафта, но сами по себе они еще не объясняют способа

соединения частей, т. е. того, что составляет главное в представлении о структуре. Между геосистемами и между их блоками существуют крайне многообразные связи, которые можно классифицировать по их физической природе, направленности, значимости, тесноте, устойчивости и другим признакам. Первооснову этих связей составляет обмен энергией, веществом, а также информацией. Геосистемы пронизаны вещественно-энергетическими потоками разного происхождения и разной мощности. Следует различать потоки внешние (входные и выходные) и внутренние. Считается, что собственно системообразующее значение имеют внутренние потоки (т. е. потоки между блоками системы), которые по своей интенсивности намного превосходят внешние. Как уже отмечалось, известны два типа внутренних связей (потоков) . вертикальные и горизонтальные, последние играют организующую роль в интеграции простых геосистем в более сложные (геохоры). Связи между частями системы могут быть односторонними и двусторонними, прямыми и обратными. При этом, по-видимому, помимо обмена веществом и энергией особую роль играют сигнальные формы связи, пока еще недостаточно изученные. Как известно, обратные связи бывают положительными и отрицательными. При положительной обратной связи процесс, вызванный действием того или иного фактора, сам себя усиливает(образование лавин). При отрицательной обратной связи начавшийся процесс сам себя гасит. С отрицательными обратными связями связана способность геосистем к

саморегулированию, о чем подробнее пойдет речь в дальнейшем. Таким образом, существо взаимосвязей в ландшафте не исчерпывается простой передачей вещества или энергии между компонентами или подчиненными геосистемами топологического уровня; вещественно-энергетические потоки подвергаются преобразованию (трансформации), входные воздействия вызывают различные ответные реакции в каждом блоке геосистемы, при этом последняя приобретает новые качества.

№8. Географические компоненты (литогенная основа, воздушные массы, природные воды, почвы, растительность и животный мир), их роль в формировании, дифференциации и интеграции ландшафтной оболочки.

Ландшафт состоит из компонентов, каждый из которых является «представителем» отдельных частных геосфер, входящих в географическую оболочку. Под природными географическими компонентами мы понимаем: 1) массы твердой земной коры; 2) массы гидросферы (на суше это различные скопления поверхностных и подземных вод); 3) воздушные массы атмосферы; 4) биоту . сообщества организмов . растений, животных и микроорганизмов; 5) почву. Кроме того, в качестве особых географических компонентов обычно различают рельеф и климат. Географические компоненты взаимосвязаны не только в пространстве, но и во времени, т. е. их развитие также происходит сопряженно. Каждый компонент представляет собой особый уровень организации вещества в эпигеосфере, и можно сказать, что это первичный географический уровень организации. Всякий компонент геосистемы . это достаточно сложное тело. Когда мы говорим, например, о жидком, или водном, компоненте, то имеем в виду вовсе не химически чистую, дистиллированную воду, а сложные растворы и взвеси, которые вода образует в реальной природной обстановке благодаря ее взаимодействию с другими компонентами. Воздушный компонент, атмосфера . это не стерильно чистая смесь газов, а сложная субстанция, всегда содержащая пары воды и твердые частицы (в том числе биогенного происхождения). Твердое вещество литосферы первичные горные

породы . в пределах ландшафта (в зоне гипергенеза) подвергается механическому и химическому выветриванию, насыщается водой, атмосферными газами и живым веществом. Особенность географических

компонентов состоит в том, что в каждом из них присутствует вещество всех остальных компонентов, и это придает им новые свойства. В системе организации вещества Земли географические компоненты занимают

промежуточное (связующее) положение между простыми дискретными телами (минералы и горные породы, газы и газовые смеси, отдельные организмы и др.) и геосистемами. Поскольку компоненты геосистем . это результат взаимопроникновения и взаимодействия качественно разных тел, мы имеем основание рассматривать их как первую ступень географической интеграции; вторая ступень . собственно геосистемы. По отношению к геосистемам географические компоненты служат структурными частями первого порядка,

точнее . частями их вертикальной (радиальной, ярусной) структуры, поскольку им присуще упорядоченное ярусное расположение внутри геосистемы. Говоря о компонентах ландшафта, необходимо учитывать, что в каждом из них различаются свои уровни территориальной дифференциации, аналогичные уровням, или рангам, геосистем. Между территориальными категориями, или уровнями, геосистем и отдельных компонентов должна существовать определенная таксономическая соразмерность. В определениях ландшафта обычно подчеркивается, что он имеет однородный геологический фундамент. Однородность . понятие относительное. Однородность фундамента ландшафта должна быть связана со строением складчатого основания, его впадинами, выступами и структурами разных типов. Но связь эта часто имеет косвенный характер. Петрографический (дочетвертичные и четвертичные породы) состав поверхностных горных пород, условия их залегания, а также режим новейших и современных тектонических движений служат основными показателями твердого фундамента ландшафта. Характеристике горных пород ландшафта наиболее отвечает понятие о геологической формации как совокупности горных пород, близких по генезису и вещественному составу. входит и рельеф земной поверхности, который тесно связан с геологическим строением. В рельефе также существуют свои территориальные градации разных порядков. Широко известны такие понятия, как мегарельеф, макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф. Важно различать

морфоструктуры и морфоскульптуры. Ландшафт приурочен к самостоятельной морфоструктуре и в то же время характеризуется своеобразными морфоскульптурами (чаще . сочетанием различных морфоскульптур), т.е. ему соответствует определенный геоморфологический комплекс, который связан с

однородным геологическим фундаментом и однотипным характером экзогенных геоморфологических процессов. Таким образом, твердый фундамент ландшафта в широком смысле слова . это отдельная морфоструктура или ее часть, образованная породами одной формации (в орогенических областях . чаще комплексом пород разных формаций, приуроченных к одной геологической структуре), с закономерным

набором скульптурных форм и корреспондирующих с ними четвертичных отложений. На однородном фундаменте могут образоваться разные ландшафты . в тех случаях, когда в его пределах наблюдаются широтно- зональные или долготно-секторные климатические различия. Компонентом ландшафта считается лишь определенная совокупность свойств и процессов атмосферы, называемая климатом. Выделяют макроклимат, собственно климат, местный климат (или мезоклимат), микроклимат. За основную климатологическую единицу С. П. Хромов принял климат ландшафта, который он предлагает называть

просто климатом (собственно климатом). Климат урочища, представляющий собой особую локальную вариацию климата ландшафта, есть местный климат, а климат фации . микроклимат. Под макроклиматом

подразумевается совокупность климатических черт данной географической области или зоны, т.е. высших региональных комплексов. Полное представление о климате ландшафта складывается, таким образом, из

двух составляющих: 1) фонового климата, отражающего общие региональные черты климата, определяемые географическим положением ландшафта в системе региональной дифференциации. 2) совокупности локальных (мезо- и микро-) климатов, присущих различным фациям и урочищам. Фоновый климат есть некоторое интегральное понятие, которое не сводится к сумме локальных климатов и не может быть выведено из них. Представление о фоновом климате основывается на данных метеонаблюдений. Наблюдения каждой метеостанции характеризуют прежде всего местный климат. Пока еще остается неясным тот порог территориального диапазона основных климатических характеристик, за которым следует говорить о новом ландшафте. По этой причине климатические показатели очень редко используются для определения границ ландшафтов. Гидросфера представлена в ландшафте крайне многообразными формами и находится в непрерывном круговороте, переходя из одного состояния в другое. Разнообразие природных вод тесно связано с ландшафтом. В каждом ландшафте наблюдается закономерный набор водных скоплений (текучих вод, озер, болот, грунтовых вод и др.), и все их свойства . режим, интенсивность круговорота, минерализация, химический состав и т.д. . зависят от соотношения зональных и азональных условий и от внутреннего строения самого ландшафта, от состава его компонентов и морфологических частей. Органический мир представлен в ландшафте более или менее сложным комплексом биоценозов. В одном и том же ландшафте встречаются сообщества, относящиеся к разным типам растительности. С другой стороны, одна и та же растительная формация или ассоциация может встречаться в разных ландшафтах и не специфична для какого-либо одного из них. Ландшафту территориально соответствует самостоятельный геоботанический район. Вопрос о животном населении как компоненте ландшафта разработан еще недостаточно. Бесспорно, однако, то, что зооценозы тесно связаны с ландшафтом и его морфологическими подразделениями. Некоторые виды животных более жестко приурочены к определенным местообитаниям и соответствующим фациям, другие более подвижны и периодически мигрируют, но миграции совершаются в пределах, определяемых теми или иными ландшафтными рубежами. Зоогеографы пришли к заключению, что «границы сообществ животных всегда совпадают с теми или иными природными ландшафтными границами. Между почвами и ландшафтом существуют такие же отношения, как между ландшафтом и биоценозами. Почвы различных видов, а нередко и различных типов обычно образуют более или менее сложные территориальные комбинации, подчиненные морфологическому строению ландшафта. Всякий ландшафт охватывает закономерное территориальное сочетание различных почвенных типов, видов и разновидностей, которое соответствует одному почвенному району. По Н. А. Солнцеву, литогенные компоненты (т.е. все то, что связано с твердым фундаментом) являются ведущими факторами ландшафта, на втором месте стоят климат иводы, и самыми слабыми оказываются биогенные компоненты, которые полностью зависят от всех предшествующих им в ряду. В. Б. Сочава считал, что тепло, влага и биота являются «критическими компонентами» геосистемы, поскольку они определяют ее энергетику и динамику. А. А. Крауклис различает три группы компонентов по их. специфическим функциям в геосистеме: 1) инертные (минеральный субстрат и рельеф), представляющие

«фиксированную основу геосистемы», 2) мобильные (воздушные и водные массы, сложенные веществом, у которого силы молекулярного сцепления относительно слабы), выполняющие в геосистеме обменные и транзитные функции, 3) активные, к которым относится биота, выступающая как важнейший фактор саморегуляции, восстановления, стабилизации геосистемы. Абиогенные компоненты в звестном смысле выступают в геосистеме как первичные по отношению к биоте . не только потому, что они возникли

раньше в ходе эволюции Земли, но и вследствие того, что они составляют первичный материальный субстрат геосистемы, за счет которого организмы создают живое вещество. Однако после возникновения жизни как высшей формы организации вещества эпигеосферы состав и строение всех абиотических сфер претерпели существенную трансформацию. Живое вещество стало важным ландшафтообразующим фактором. Биологический круговорот привел к коренному преобразованию атмосферы, гидросферы и литосферы. современная воздушная оболочка создана организмами. Вся толща осадочных пород образовалась при прямом или косвенном участии организмов, им же принадлежит важнейшая роль в формировании газового и ионного составов природных вод. При определяющем участии биоты формируются почвы. В современных ландшафтах биота служит наиболее активным компонентом. Она вовлекает в круговорот неорганическое вещество и создает биомассу, трансформирует солнечную энергию и накапливает ее в органическом веществе. Вещество литосферы, напротив, отличается наибольшей косностью, и только благодаря постоянной циркуляции воды в ее толще, проникновению кислорода, углекислоты и особенно воздействию организмов это вещество вовлекается в круговорот, преобразуется и обогащается. Поэтому не вполне логично считать наиболее пассивный, или консервативный, твердый компонент ведущим фактором ландшафта.

9. Понятие о функционировании геосистем. Основные функциональные блоки и их взаимосвязи.

Совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации вещества и энергии в геосистеме-функционирование ландшафта . интегральный природный процесс. Функционирование ландшафта слагается из множества элементарных процессов, имеющих физико-механическую, химическую или биологическую природу (например, падение капель дождя, растворение газов в воде, поднятие почвенных растворов по капиллярам, испарение, фотосинтез, разложение органической массы микроорганизмами и т. п.). Все географические процессы могут быть в конечном счете сведены к подобным элементарным составляющим, но это означало бы редукцию, не отвечающую задачам познания геосистемы как целого и привело бы к потере этого целого. Возможны разные подходы к географическому синтезу природных процессов и разные уровни этого синтеза. Один из них состоит в интеграции процессов раздельно по формам движения материи, т. е. в рассмотрении их на уровне физических, химических и биологических закономерностей и методами соответствующих наук. Такой подход вполне закономерен, на нем основано формирование особых направлений в науке - геофизики ландшафта, геохимии ландшафта и биотоки ландшафта (биогеоценологии) . Все они изучают функционирование ландшафта с позиций соответствующих фундаментальных наук. Однако в географической реальности элементарные природные процессы, связанные с отдельными формами движения, переплетаются и переходят друг в друга, их расчленение искусственно и условно. Уже в отраслевых географических дисциплинах делается шаг к их синтезу. Сток . это одновременно процесс гидрологический, геоморфологический, геохимический и географический в широком смысле слова. Сток, в свою очередь, служит лишь звеном еще более сложного и комплексного процесса . влагооборота. Влагооборот . важная составная часть механизма взаимодействия между компонентами геосистем и между самими геосистемами, его можно определить как одно из главных функциональных звеньев ландшафта. Другим звеном является минеральный обмен, или геохимический круговорот. В совокупности влагооборот и минеральный обмен (вместе с газообменом) охватывают все вещественные потоки в геосистеме. Но перемещение, обмен и преобразование вещества сопровождаются поглощением, трансформацией и высвобождением энергии . массообмен тесно связан с энергообменом, который также следует рассматривать как особое функциональное звено ландшафта. В каждом из названных звеньев необходимо различать биотическую и абиотическую составляющие. Биотический обмен веществ («малый биологический круговорот») . наиболее активная часть минерального обмена. Биологический метаболизм осуществляется, как известно, за счет использования солнечной энергии. Продукционный процесс и связанное с ним вещественно-энергетическое взаимодействие биоты со всеми остальными компонентами геосистемы . настолько важная составляющая в механизме функционирования ландшафта, что вполне закономерно выделять ее в особое функциональное звено, как бы перекрывающее три исходных звена, намеченных ранее. Подобное перекрытие служит доказательством единства функционирования геосистемы как целого. В сущности, перекрытия имеются между всеми звеньями. Любое расчленение единого процесса функционирования на звенья условно и служит лишь методическим приемом в целях познания. Далее, в каждом звене важно различать внешние (входные и выходные) потоки и внутренний оборот. Функционирование геосистем имеет квазизамкнутый характер, т. е. форму круговоротов с годичным циклом. Степень замкнутости цикла может сильно варьировать, представляя важную характеристику ландшафта. От интенсивности внутреннего энергомассообмена зависят многие качества ландшафта, в частности его устойчивость к возмущающим внешним воздействиям. Для количественной оценки функционирования и соотношения между. внешним и внутренним вещественно-энергетическим обменом необходимы данные по балансам различных видов вещества и энергии, т. е. нужно знать величины их поступления в систему, внутреннего обмена, трансформации и аккумуляции в системе и потерь за счет выноса во внешнюю среду (по выходным каналам).

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒