2.2. Свойства геосистем

Для эпигеосферы характерны свойства непрерывности (континуальности) и дискретности. Континуальность эпигеосферы определяется взаимопроникновением компонентов, потоков энергии и вещества, их глобальными круговоротами.

Дискретность – проявление процессов дифференциации вещества и энергии эпигеосферы, определённой внутренней структурностью отдельных частей.

Пространственная дифференциация эпигеосферы имеет двоякий характер: вертикальный и горизонтальный. Узкую контактную и наиболее активную плёнку эпигеосферы называют (иногда) ландшафтной сферой. Она состоит из трёх разных частей эпигеосферы: приповерхностного слоя литосферы, приземного слоя тропосферы (нижний слой атмосферы высотой у экватора 18 км, у полюсов – 6 км, в средних широтах – 10–12 км), поверхностного слоя и дна мирового океана. Особенностью этих слоёв эпигеосферы является неоднородность их по горизонтали.

Наибольшей сложностью и мозаичностью горизонтальной структуры отличается контактный слой на поверхности раздела суши и атмосферы, который можно именовать сферой наземных ландшафтов или экосферой. В ней сосредоточенно 99% живого вещества планеты.

Важнейшим свойством всякой геосистемы является её целостность. Так, биологическая продуктивность – результат работы всяких компонентов природы. Формирование почвы есть отражение целостности (если бы отдельные компоненты просто существовали, но не взаимодействовали бы, то не было бы никакой почвы).

Геосистемы – открытые системы. Это означает, что они пронизаны потоками вещества и энергии, связывающими их с внешней средой (космическим пространством и глубинными частями земного шара).

Совокупность процессов перемещения, обмена, трансформации энергии, вещества, а также информации в геосистеме можно назвать её функционированием. Геосистема – сложная интегральная физико-химико-биологическая система, ибо её функционирование осуществляется по законам физики, химии, биологии, механики. Функционирование геосистемы слагается из трансформации солнечной энергии, влагооборота, геохимического кругооборота, биологического круговорота веществ.

Структура геосистемы – взаимное расположение частей и способы их соединения. В ПТК, как и в эпигеосфере, следует различать структуру вертикальную (радиальную) и горизонтальную (латеральную). Вертикальная структура характеризуется ярусным расположением компонентов, горизонтальная – в упорядоченном латеральном расположении ПТК низких рангов, при этом первая имеет вертикальную систему связей (межкомпонентную), а вторая – горизонтальную (межсистемную). Пример вертикальных системообразующих потоков: осадки → фильтрация → поднятие воды по капиллярам → испарение → транспирация; горизонтальных – водный и твёрдый сток, перенос химических элементов из водоёмов на сушу птицами и различными животными.

Структура геосистемы характеризуется не только пространственной дифференциацией, но и состоянием. Для геосистем характерен закономерный набор состояний, ритмически сменяющихся в пределах некоторого характерного интервала времени. Это время называется временем выявления геосистем. Таким отрезком времени является год – минимальный промежуток времени, в течение которого можно наблюдать все типичные структурные элементы и состояние геосистемы.

Пространственные и временные элементы геосистемы составляют её инвариант. Инвариант – совокупность устойчивых отличительных черт системы от других систем.

Динамика – это изменения системы, которые имеют обратимый характер и не приводят к перестройке её структуры (суточные, сезонные изменения системы, восстановление смены состояний). Динамические изменения свидетельствуют об устойчивости системы. Устойчивость и изменчивость – два важных качества геосистемы.

Развитие геосистемы – необратимые изменения, приводящие к необратимым изменениям в структуре – к формированию новой геосистемы.

Перестройка локальных ПТК может проходить на глазах человека (зарастание озера, заболачивание лесов, возникновение оврагов) и отражаются в географии и экологии отдельных территорий.

Вопрос о соотношениях географии и экологии приобретает в последние годы всё большую актуальность, цели и задачи этих наук имеют много общего.

Экология – определяется как наука об условиях существования живых организмов и их связях со средой обитания. В центре внимания эколога – живые организмы и их сообщества, абиотическая среда рассматривается лишь в аспекте её влияния ни жизнь организмов. Одно из фундаментальных понятий современной экологии – экосистема как некоторое единство отдельного организма, популяции, сообщества и среды обитания.

Принципиальные различия экосистемы и геосистемы: Экосистема – биоцентрическая система, «биота» является её хозяином. Рассматриваются связи, которые имеют отношение к организмам. В геосистеме все компоненты равны и все взаимосвязи изучаются. Другое отличие экосистем в том, что она не имеет строгого объёма. Она как бы безразмерна: в качестве экосистемы можно рассматривать каплю воды, дупло дерева, водоём. Некоторые категории экосистем территориально могут совпадать с геосистемами. Например, биоценоз – это экосистема одного фитоценоза и она совпадает с фацией, а биосфера – как экосистема всех организмов, она совпадает с эпигеосферой.