Геосистема

Геосисте́ма, географічна система (дав.-гр. γε, трансліт. — Земля та дав.-гр. σύστημα, трансліт. — ціле з частин; англ. geosystem) — географічне утворення, системи різного рівня, що складаються з цілісної множини взаємопов'язаних, взаємодіючих компонентів. Найбільша планетарна геосистема — географічна оболонка, система взаємодіючих компонентів: літосфери, гідросфери, атмосфери та біосфери. Компоненти геосистеми тісно взаємопов'язані між собою через потоки речовини та енергії, процеси гравітаційного переміщення твердого матеріалу, вологообмін та міграцію хімічних елементів.

Історія

Термін вперше запропонований в 1963 році радянським вченим В. Б. Сочавою. За його визначенням, геосистеми —

природно-географічні єдності усіх можливих категорій, від планетарної геосистеми (географічної оболонки) до елементарної геосистеми (фізико-географічної фації).

Склалися 4 групи основних визначень поняття геосистеми. Термін пропонується використовувати:

• для природних географічних утворень;
• для складних утворень, що включають в себе одночасно елементи природи, населення, господарства;
• як для природних, так і для соціально-економічних утворень;
• для позначення всіх об'єктів галузей знань, що охоплюють науки про Землю.

Поняття геосистеми також використовується при виділенні і характеристиці широкого класу географічних утворень: географічна оболонка, географічні ландшафти, територіально-виробничі комплекси, системи розселення, біогеоценози, територіальні рекреаційні системи, природно-технічні системи і так далі.

Моделювання геосистем

Для аналізу геосистем використовують три моделі:

• моносистемна — в ній елементами геосистеми виступають компоненти природи чи господарства;
• полісистемна — її елементи, це геосистеми нижчого рангу;
• динамічна — як елементи розглядає стан геосистеми, часові модифікації системи.

Стійкість геосистем

Сті́йкість геосисте́м, на думку більшості вчених, — це здатність геосистем активно зберігати свою структуру і характер функціонування у просторі та часі за впливу змінних умов зовнішнього середовища.

Перша публікація, присвячена саме проблемам стійкості, вийшла в 1937 р. Це була праця Е. Маркуса «Стан рівноваги в ландшафті» [цит. за:^[1]].

Активно ця властивість ландшафтів почала досліджуватись вченими лише починаючи з 70-х років ХХ століття. Наприклад, В. Сочава (1967) розглядав у своїх працях стійкість як здатність утримувати простір і відновлювати структуру геосистем після порушення (тобто як інертність та відновлюваність). Холдінг К. (1973) трактував стійкість як здатність повертатись після збурення до початкового стану (тобто лише як відновлюваність). Подібний зміст вкладав у це поняття й Печуркін М. С. (1977), на думку якого стійкість — це здатність повертатися до початкового рівня функціонування після короткочасних збурень. Натомість, за визначенням Дьяконова К. Н. (1974), стійкість — тотожна інертності (це постійність характеристик системи в часі)^[2]

Отож, із самого початку досліджень помітні деякі відмінності у розумінні суті даного поняття, що відображаються, зокрема, у його визначеннях. Одними із найґрунтовніших розробок з цієї проблематики на теренах України є праці Гродзинського М. Д. та Шищенка П. Г., які ще у 1977 р. запропонували механізм стійкості на основі теорії резервування складних систем, за якою стійкість забезпечується надлишковістю структурних елементів і функцій (при відмові одного чи декількох елементів їх функції виконуються тими, що залишились), а також перерозподілом функцій (збільшення одних елементів і зменшення інших у виконанні однієї чи декількох функцій)^[1].

Загальновизнаними є тлумачення Гродзинським М. Д. (1993)^[1] форм стійкості природних систем, а саме інертності (здатності геосистем при дії на неї зовнішнього фактора зберігати свій стан в межах окресленої області протягом усього визначеного інтервалу часу), відновлюваності (здатності геосистеми повертатися до початкової області станів після виходу з неї) і пластичності (наявності в геосистемі декількох областей станів, знаходячись у яких вона має здатність до інертності та (або) відновлюваності, її здатність при дії зовнішнього фактора переходити з однієї такої області до іншої, зберігаючи за рахунок цього свої інваріантні ознаки впродовж визначеного інтервалу часу), враховуючи які, більшість сучасних вчених формулюють свої визначення поняття «стійкості».^[3]

Арманд О. Д. (1988) виділив чотири групи механізмів стійкості:

1. механізми стабілізації стану (інерція, обмеження обміну з навколишнім середовищем, проточність; негативні, позитивні і конкурентні зворотні зв'язки)
2. механізми збереження типу функціонування (надійність, еластичність, розбігання по екологічних нішах і розбігання в географічному просторі)
3. механізми збереження структури (механізм включення резервних програм, тимчасового переходу в закритий стан, накопичення резервів, симбіоз, адаптаційна еволюція)
4. механізми збереження траєкторії руху^[4]

Покровський С. Г. (2001), виходячи з механізмів стійкості, що пов'язані з фундаментальними природними законами, виділяє три види стійкості:

• фізична стійкість, що визначається зовнішнім потоком енергії, що підходить до геосистеми. Постійність коливання його характеристик в часі й забезпечує стійкість;
• хімічна стійкість залежить від спрямованості, рівня і швидкості перетворення речовини, що створює матеріальний світ. Рівновага підтримується завдяки постійному коливанню в часі хімічних параметрів повітря, води, живих організмів, а також стабільності та постійності «хімічного обміну» між компонентами ландшафту;
• біологічна стійкість, що стосується популяцій в цілому, а не окремих особин, яким не притаманна стійкість^[5].

М. А. Глазовська (1989), Дж. Фортеск'ю (1985), В. П. Солнцева (1982) виділяють такі головні механізми та фактори, що сприяють самоочищенню геосистеми:

• самоочищення завдяки винесенню забруднень з поверхневим стоком (відбувається за умов значного нахилу поверхні, високого ерозійного розчленування території, частої повторюваності інтенсивних опадів, незадернованості та малої водопроникності ґрунту);
• самоочищення геосистем завдяки фільтраційним водам (можливе за умов високої водопроникності ґрунтів і підґрунтя, відсутності випаровувального та механічного ландшафтно-геохімічних бар'єрів; малого кореневого живлення рослин);
• самоочищення вітропотоком (при частій повторюваності дефляційно небезпечних вітрів, наявності ландшафтно-геохімічних бар'єрів на поверхні ґрунту (механічного, випаровувального), сприятливий рельєф (навітряні схили, вузькі вододільні рівнини), малій протиерозійній стійкості ґрунту;
• винесення забруднюючих речовин з рослинною продукцією, зокрема щорічним збором врожаю;
• внаслідок зв'язування токсичних сполук у важкодоступні форми або їх розпаду^[6].

Див. також

• Природно-технічні геосистеми
• Ландшафт
• Ландшафтна екологія
• Геоекологія
• Техногенез
• Техногенне середовище
• Антропогенний ландшафт

Примітки

1. Гродзинський М. Д. Стійкість геосистем до антропогенних навантажень. — К.: Ліцей, 1995. — 233 с.
2. Дьяконов К. Н. Пространственно-временная изменчивость показателей геосистем и ее учет при прогнозировании // Методология и методы географического прогнозирования. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. — С. 83-91.
3. Гродзинський М. Д. Стійкість геосистем до антропогенних навантажень. — К.: Ліцей, 1995. — 233 с.
4. Арманд А. Д. Саморегуляция и саморегулирование географических систем. — М.: Наука, 1988. — 261 с.
5. Покровский С. Г. Состояние геосистем и устойчивость регионального развития // Вест. Моск. Ун-та. — Сер. 5: География. — 2001. — № 5. — С. 12-25
6. Глазовская М. А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу // Биогеохимические циклы в биосфере. — М.: Наука, 1976. — С. 99-118

Література

1. Топчієв О. Г. Терміни і поняття в економічній географії. — К.: Радянська школа, 1982.
2. (рос.) Геосистема // Географический энциклопедический словарь. — М. : «Советская энциклопедия». 1988. стор. 64.
3. (рос.) Ласточкин А. Н. Общая теория геосистем. — Санкт-Петербург, 2011. — 980 с.
4. (рос.) Преображенский В. С., Александрова Т. Д., Максимова Л. В. География в меняющемся мире. Век ХХ. — М. : Институт географии РАН, 1997.
5. (рос.) Сочава В. Б. Введение в учение о геосистемах. — Новосибирск: Наука, 1978.

Посилання

• Техногеосистема // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 175.