Важнейшие свойства геосистем (понятия о целостности, функционировании, структуре, динамике, эволюции)

Всем геосистемам независимо от их ранга присущи общие свойства.

1. Целостность.

Геосистему нельзя свести к простой сумме компонентов. Из взаимодействия компонентов геосистемы возникает нечто принципиально новое, чего не могло бы быть в их механической сумме (рельеф + горная порода + вода + и т. д.). Своеобразным «продуктом» географического комплекса и ярким свидетельством его реальности может служить почва. Солнечное тепло, вода, материнская порода, организмы и другие факторы почвообразования взаимодействуя между собой как часть единой материальной системы, образуют почвенный покров. Важным «эмерджентным» (качественно новым) свойством геосистемы является ее способность продуцировать биомассу. Биологическая продуктивность это результат работы природного механизма в котором участвуют солнечная энергия, минеральное вещество, газы атмосферы, воды гидросферы. Количество и качество биологической продукции строго соответствует характеру географического комплекса. Оно неодинаково в разных ландшафтных зонах и провинциях с разными формами рельефа, горными породами, почвами, участками с различным увлажнением и дренажем и микроклиматом.

Компоненты геосистемы связаны между собою обменом вещества и энергии. От одного компонента к другому непрерывно поступают вещество и энергия, которые при этом подвергаются преобразованию. Солнце является основным источником энергии. Энергия солнца компонентами геосистемы преобразуется в тепловую, биохимическую, механическую и др. виды энергии.

2. Функционирование геосистемы это совокупность процессов обмена и трансформации энергии и вещества в географическом комплексе. Основные «функции» геосистем это трансформация солнечной энергии, механическое передвижение твердого вещества под действием силы тяжести, циркуляция воздуха, влагооборот, биологический круговорот веществ.

3. Структура геосистемы. В самой общей форме структуру геосистемы можно определить как взаимное расположение частей системы и способы их соединения или как пространственную организацию системы.

4. Динамика геосистемы. Под динамикой понимают изменения географического комплекса которые имеют обратимый (обычно циклический) характер и не приводят к перестройке его структуры. Динамика геосистемы служит выражением ее устойчивости. Она свидетельствует о способности ее возвращаться в исходное состояние. Типичным признаком этой устойчивости является регулярное, из года в год, повторение сезонных аспектов. К динамическим изменениям относятся восстановительные смены, происходящие после тех или иных нарушений, обусловленных воздействием человека (вырубка леса, распашка) или природными явлениями (ураганы, наводнения).

5. Эволюция. Не всякое изменение геосистемы обратимо. Поэтому от динамики следует отличать эволюцию (собственно развитие) геосистем – необратимое, поступательное изменение, выражающееся в перестройке структуры. Всем географическим комплексам от ландшафтной оболочки до самых элементарных ее структурных единиц локального масштаба свойственно поступательное развитие и непрерывное усложнение. Локальные комплексы нередко перестраиваются на глазах у человека. Это проявляется в таких процессах, как зарастание озер, заболачивание лесов, возникновение оврагов и т. п. Перестройка комплексов регионального уровня измеряется иными масштабами времени. Развитие же географической оболочки – еще более длительный процесс [13].

3.3. Соотношение понятий: геосистема – экосистема

Геосистема – особого рода материальная система, состоящая из взаимообусловленных природных компонентов, взаимосвязанных в своем размещении и развивающиеся во времени как части целого. Практически любые физико-географические образования от фации до географической (ландшафтной) оболочки Земли [30].

Экосистема - понятие, введенное английским фитоценологом А.Тенсли в 1935 г. Экосистема это относительно устойчивая систе­ма динамического равновесия, в которой организмы и неоргани­ческие факторы являются пол­ноправными компонентами. Экосистема представляет собой совместно функционирующие на данном участке организмы (биотическое сообщество), которые взаимодействуют с физической средой таким обра­зом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями. Понятие экосистема в своей функциональ­ной части близко понятию био­геоценоза, но лишено географичности последнего, и следователь­но, размеры экосистемы не определяются заранее заданным правилом. Экосистемы могут быть разных порядков: от самых мельчайших до весьма об­ширных вплоть до биосферы. Экосистема - широкое понятие и в этом смыс­ле близко к понятиям комплекс природный, геосистема, но бо­лее биологично по существу, по­скольку центральной концепци­ей экосистемы является представление о цепях питания и трофических уровнях [33].

Ос­новные типы природных экосистем:

I. Наземные экосистемы:

1. Тундра: арктическая и альпий­ская.

2. Бореальные хвойные леса.

3. Листопадный лес умеренной зоны.

4. Степи умеренной зоны.

5. Тропические степи и саванны с дождли­вой зимой и засушливым ле­том.

6. Пустыни: травянистая и кус­тарниковая.

7. Полувечнозеленый тропиче­ский лес с выраженным влаж­ным и сухим сезонами.

8. Вечнозеленый тропический влажный лес.

II. Пресноводные экосистемы.

1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.п.

2. Лотические (текучие воды): реки, ручьи и т.п.

III. Заболоченные угодья (ветланды): болота и болотистые леса.

IV. Морские экосистемы.

1. Открытый океан.

2. Континентальный шельф.

3. Районы апвеллинга (зоны с продуктивным рыболовством).

4. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.п.)

Несомненно, между экосистемой и геосистемой существуют определенные точки касания. При изучении экосистем рассматриваются связи и процессы, которые име­ют отношение к организмам (преимущественно - трофиче­ские). Участки территорий или акваторий, выделенные на основе общности трофической среды (совокупности трофических цепей) организмов, называются экосистема­ми.

В. Б. Сочава обратил внимание на то, что в самых подробных структурно-динамических моделях эко­систем детально отражены только экологические связи и структурные особенности биоценоза, но не схематизирован показ абиотических элементов. Экосистемы - это «моноцентри­ческие (биоцентрические) комплексы, в которых природ­ная среда и ее абиотический фон рассматриваются под углом зрения связи с организмами. Экосистема - это био­логическое понятие». B отличие от экосистемы геосистема полицентрична, поэтому ставить знак равенства между геосистемами и экосистемами нет оснований [36].