Геосистема

Саморегуляция геосистемы в значительной мере зависит от направленности

взаимоотношений между составляющими ее компонентами. Очень важен при этом

режим связей как геосистемы в целом , так и подчиненных ей систем. .Многое

в этом отношении определяет наличие обратных связей. Геосистема как класс

управляющих систем выявляется и описывается при макроподходе. При

макроподходе она расчленяет на элементарные управляющие системы, число

которых может быть довольно большим. Отдельные элементарные системы

характеризуются наличием или отсутствием обратных связей, что

обнаруживается при изучении их функционирования.

Обратные связи делятся на положительные и отрицательные (Ланге,

1961). Положительные обратные связи чаще усиливают цепные реакции,

сопровождающие преобразовательную динамику; отрицательные обратные связи

больше способствуют восстановлению равновесия, то есть определяют

саморегуляцию, это относится к саморегуляции геосистем в региональном

масштабе, а процесс саморегуляции рассчитан на длительный промежуток

времени. Но обратные связи в качестве стабилизирующего фактора действуют и

в геосистемах топологической размерности, при этом их эффект может

проявится за меньший промежуток времени.

Стабильность системы обеспечивается не только отрицательной обратной

связью. Положительная обратная связь при определенных условиях может

обеспечить необходимый для стабилизации компенсационный эффект. Кроме

того, при некоторых обстоятельствах любая обратная связь сама по себе не

обеспечивает стабильность системы (Сачава, 1978). Последняя обеспечивается

обратными связями отрицательного и положительного значения , но при

определенных условиях.

Саморегуляция возможна, если связи, присущие системе, не абсолютно

устойчивы. Последнее имеет место в природе для всех главнейших связей,

определяющих коренной геомер и любую геохору.

Нередко исследователи необоснованно придают слишком большое значение

высоким показателям связи (коэффициентам корреляции) между отдельными

природными явлениями. Сами по себе эти высокие коэффициенты корреляции не

служат гарантией постоянной значительной взаимообусловленности

соответствующих явлениях и существования между ними жесткой связи. Высокий

коэффициент корреляции в изменчивой обстановке геосистемы может выявляться

при определенных непродолжительно действующих условиях и не оставаться

постоянным не только в многолетнем, но и в годичном цикле.

Системы, в которых отдельные части плотно пригнаны к друг другу, где

немыслимо существование этих частей при уклоняющихся соотношениях, должны

быть крайне неустойчивыми, эфемерными, и, таким образом, по существу не

реальны. Геомер, функции которого жестко лимитированы определенными

показателями тепла или влаги, в особо засушливый период или годы крайнего

похолодания распадается как структурный тип. Саморегуляция геомера

возможна, если связи между его компонентами допускают определенную

амплитуду показателей корреляции. Это обязательное условие устойчивой

организации и необходимая предпосылка для саморегуляции.

1.2.4. Понятие об эпифации

Эпифация – это совокупность переменных состояний элементарных

геомеров, каждое из которых подчинено одному материнскому ядру – одной из

эквифинальных фаций; ее можно рассматривать как совокупность динамически

связанных геомеров, соотношение между которыми целесообразно изучать

количественными методами.

Эквифинальные структуры, их переменные состояния и модификации,

вызванные внешними агентами, в пределах эпифации представляют динамическую

целостность. В совокупности они образуют множество, для упорядочения

представления о котором возможна только классификация всех переменных

состояний (включая и их трансформацию под влиянием человека) в связи с

материнским ядром – эквифинальной фации. То есть, коренная фация,

сопряженные с ней ряды серийных фаций, а также различные ее модификации –

все вместе должно рассматриваться как некое динамическое целое. Изучение

этого целого имеет очень большое значение для правильной постановки проблем

ландшафтоведения. Описание геомеров с переменной структурой без указания на

принадлежность их к той или иной эпифации в основном не обеспечивает нужной

информации, в особенности когда дело касается серийных и модифицированных

антропогенными воздействиями геосистем. В общей классификации геомеров для

каждой коренной фации должны быть указаны ряды ее переменных состояний.

Так же надо поступать при обозначениях в классификации геомеров более

высокого ранга. Если группа (или класс) фаций заключает не только

обобщение коренных фаций, но и всех свойственных им производных состояний,

то группа (или класс) эпифаций должна представлять собою обобщение всех

входящих в соответствующую группу (или класс) эпифаций коренных структур и

переменных состояний. По такому же принципу обобщаются коренные и

производные геосистемы в эпигеомы, а также в другие эпигеомеры более

высокого ранга.

Материнским ядром эпифации является коренная фацианальная структура.

Обособленное положение занимают квазикоренные фации, они возникают, когда

структурные пропорции коренной фации нарушены вследствие гипертрофического

воздействия какого – либо из факторов. Квазикоренные фации нередко выражены

на большой площади и устойчивы во времени. Заметим, что их связь с

коренными структурами представляет не только теоретический интерес, она

указывает на пути оптимизации квазикоренного состояния, если в том есть

необходимость. Во многих случаях квазикоренные фации находятся в сложном

взаимоотношении с материнским ядром коренной фации. По характеру

растительности и почв квазиеоренная фация представляет аналог экоклимакса.

Опыт показывает, что в настоящие время преждевременно строить графы , в

которых квазикоренные фации включаются как производные от коренной фации

(Сачава, 1974)

Во круг условнокоренных фаций формируются самостоятельные эпифации

со своими материнскими ядрами. Как уже говорилось, переменные состояния

эпифации представлены серийными фациями и различными антропогенными

модификациями. Те и другие образуют ряды (серийные и ряды трансформации) и

представляют основное подвижное множество, слагающее эпиацию.

Переменные структуры имеют разную долговечность: к ним относятся

кратковременнопроизводные и длительнопроизводные фации, а также различные

спонтанные биогеоценозы серийного типа. Более удобная квалификация по

долговечности необходима, но ее следует основывать на количественных

показателях, выявление которых – одна из задач, стационарного исследования

биогеоценозов и фации.

Разным эпифациям свойственна различная интенсивность динамических

процессов. Они характеризуются разнообразием производных структур и разной

скоростью их трансформации.

При обработке и систематизации полевых материалов может быть

использована, наряду с другими приемами, теория графов, обеспечивающая

наглядность и геометрический подход к пониманию динамического состояния

геосистем. Построение графа осуществляется следующим образом: коренную

фацию изображают в центре ряда сукцессии, как материнское ядро эпифации.

Вершины графов обозначают переменные состояния фации (рис. ). Такой граф

эпифации представляет в настоящее время наилучший способ информации о ее

динамическом состоянии (Сачава, 1978).

Граф, отображающий структурно – динамические связи в пределах

эпифации, должен строиться на основе хорошо обработанного и обобщенного

материала полевых наблюдений.

5. Эпигеомы, их группы и классы.

Группа эпифаций представляет собою еще более сложную динамическую

полисистему, чем эпифация. Это относится и к последующей геперализации

групп фаций в классы фаций и далее - в геомы. Понятие об эпигеомах еще

должно разрабатываться, но оно может использоваться уже сейчас при

современных классификационных построениях.

Переменные состояния геосистем, относящихся к одному геому

(эпигеому), - это переменные состояния фации, при надлежащих к группам и

классам , входящим в состав геома. Таким образом, представление об эпигеоме

получается в результате обобщения данных топологического порядка (полевых

исследований и крупномасштабных карт) в процессе последовательной и

поэтапной геперализации эпифаций (Сачава, 1978).

Эпигеом имеет узловое значение и в классификации геомеров

регионального порядка. Все выше его стоящие подразделения природной среды

представляют объединение эпиогемов. От правильности выделения эпигеомов

зависит стройность всей классификационной системы региональных геомеров.

Эпигеомы позволяют получить общее впечатление о разнообразии

ландшафтной сферы больших территорий. Вся природа укладывается в группы

эпигеомов, заключающих коренные, условнокоренные, многочисленные

квазикоренные группы и классы фаций. Сюда же относятся многочисленные

серийные геосистемы, а также возделываемые и используемые под промышленное

строительство земли, о ландшафтной принадлежности которых мы можем судить

по их инварианту.

Классификация геосистем с учетом их динамического состояния. Возможно

судить классификацию не геомеров, а эпигеомеров, но она будет не достаточно

действенна. Большое значение имеет классификация геомеров, где коренной

фации или коренному геомеру подчинены хотя бы главнейшие динамические ряды.

Однако, этого в ряде случаев бывает недостаточно. Нередко отнасительно

устойчивые производные или преобразованные геосистемы, например междуречные

луга в лесной зоне, имеют специальный итерес, и их систематизация

практически необходима. Тогда встает вопрос о вспомогательных

классификациях динамически неустойчивых систем. Эти классификации должны

быть строго целевыми, но по возможности построенными так, чтобы связь

классифицируемых производных геосистем с их эквифинальными фиксировалась бы

тем или иным способом.

Объединение эпигеомеров в градиции более высокого ранга не должно

встретить особых трудностей, если будет осуществляться в рамках двухрядной

классификации геосистем. Эти градиции большего масштаба имеют определенное

значение и в лесохозяйственном отношении, кроме того. Они обозначают в

общих чертах потенциал местности при других видах ее использования.

2. Графическое прогнозирование.

1.3.1. Прогноз и прогнозирование.

Следует различать понятие «прогноз» и «прогнозирование».

Прогнозирование – это процесс получения данных о возможном состоянии

исследуемого объекта. Прогноз – результат прогнозных исследований. Есть

много общих определений термина «прогноз»: прогноз – это определение

будущего, прогноз – это научная гипотеза о развитии объекта, прогноз –

характеристика будущего состояния объекта, прогноз - оценка перспектив

развития.

Несмотря на некоторые отличия определений термина «прогноз»,

связанные, по – видимому, с различиями целей и объектов прогноза, во всех

случаях мысль исследователя устремлена в будущее, то есть прогноз

представляет собой специфический вид познания, где прежде всего исследуется

не то, что есть, а то, что будет. Но суждение о будущем не всегда есть

прогноз. Например, есть закономерные события , которые не вызывают сомнения

и не требуют прогнозирования (смена дня и ночи, сезонов года). Кроме того,

определение будущего состояния объекта – это не самоцель, а средство

научного и практического решения многих общих и частных современных

проблем, параметры которых, исходя из возможного будущего состояния

объекта, задаются в настоящие время.

Общая логическая схема процесса прогнозирования представляется как

последовательная совокупность:

Во – первых, представлений о прошлых и современных закономерностях и

тенденциях развития объекта прогнозирования;

Во –вторых, научного обоснования будущего развития и состояния объекта;

В – третьих, представлений о причинах и факторах, определяющих изменение

объекта, а также условий, стимулирующих или препятствующих его развитию;

В – четвертых, прогнозных выводов и решений по управлению.

Для решения многих познавательных и практических задач все

возрастающее значение приобретают комплексные прогнозы, включающие и

собственно географический прогноз. Его значение особенно велико для

обоснования и апробации различных концепций экономического и социального

развития, при составлении плановых и технических проектов.

Географы определяют прогноз преимущественно как научно обоснованное

предвидение тенденций в изменении природной среды и производственно

территориальных систем. (Сачава, 1978)

В аспекте эволюции геосистем – это особая задача, решение которой

относится к области полеогеографии, а в части текущей динамики, то есть

смены одной переменной структуры другой, - это актуальный предмет учения о

геосистемах. Такого рода динамика, хотя и проявляется при спонтанном

развитии природы, но чаще всего представляет собой следствие влияния

человека на окружающую среду. Она способствует всем его мероприятиям, в

частности, по освоению местности и разработки природных ресурсов. Поэтому

прогноз направлений текущей динамики является необходимым условием всякого

рационального природопользования.

Географический прогноз касается только природной среды человека.

Социально – экономический прогноз строится на других основаниях, хотя

также с учетом динамики природной среды. С другой стороны, экономические и

социальные мотивы учитываются и при географическом прогнозировании, но

только с токи зрения воздействия их на природу. Этого вполне достаточно,

так как помимо разработки собственно географического прогноза географ

участвует в составлении социально – экономического прогноза, в частности

касающегося перспектив развития территориально – производственных систем.

Некоторые понятия прогностики:

В работе используется терминология общей прогностики, разработанная

Комитетом научно-технической терминологии АН СССР (Звонкова, 187).

Цель и объект прогнозирования. Процесс прогнозирования начинается с

определения его цели и объекта, так как именно они определяют тип прогноза,

содержание и набор методов прогнозирования, его временные и

пространственные параметры. Цели и объекты прогнозирования могут быть

очень разными. В настоящее время главной, наиболее актуальной и очень

ответственной целью географического прогнозирования является предвидение

того состояния природной среды, в которой будет обитать человек. При этом

цель заключается не только в прогнозировании состояния воздуха, воды и

почвы, но в целом географической среды, ее природы и хозяйства.

При выборе объекта прогноза можно использовать классификацию, которая

основана на следующих шести признаках (Звонкова, 1987):

1. Природа объекта прогноза. Географический прогноз, привязанный к

определенному региону, чаще всего соприкасается с другими объектами

прогноза разных природных свойств.

2. Масштабность объекта прогноза: сублокальные, с числом значащих

переменных от 1 до 3, локальные (от 4 до 14), субглобальные (от 15 до

35), глобальные (от 36 до 100), суперглобальные (более 100 значащих

переменных). В географии имеют место объекты всех масштабов.

3. Сложность объекта прогнозирования, определяемая разнообразием его

элементов, числом значащих переменных и характером связей между ними. По

этим признакам можно выделить объекты: сверхпростые, в которых

переменные существенно не связаны друг с другом; простые – парные

взаимосвязи между переменными; сложные – взаимосвязи между тремя

переменными и более; сверхсложные, при изучении которых учитываются

взаимосвязи между всеми переменными. В географическом прогнозировании

исследователь чаще всего имеет дело со сверх сложными объектами.

4. Степень детерминированности: детерминированные объекты, в которых

случайная составляющая несущественна и ею можно пренебречь;

стохастические объекты, при описании которых необходим учет их случайной

составляющей; смешанные объекты с детерминированными и стохастическими

характеристиками. Для географического прогнозирования прежде всего

свойственны стохастические и смешанные характеристики объектов.

5. Характер развития во времени : дискретные объекты, регулярная

составляющая (тренд) которых изменяется скачками в фиксированные моменты

времени, тренд – аналитическое или географическое представление об

изменении переменной во времени. Апериодические объекты, регулярная

составляющая которых описывается апериодической непрерывной функцией

времен; циклические объекты , имеющие регулярную составляющую в виде

периодической функции времени. В географическом прогнозирование

используются все виды развития объекта во времени.

6. Степень информационной обеспеченности, определяемая полнотой имеющихся

качественной или количественной ретроспективой информации об объектах

прогноза. В географическом прогнозировании исследователь имеет дело с

объектами, обеспеченными преимущественно качественной информацией об их

прошлом развитии. Это особенно относится к природной составляющей

прогноза.

Основные операционные единицы прогнозирования. Все объекты

прогнозирования изменяются во времени и пространстве. Поэтому время и

пространство – главные операционные единицы прогнозирования. Какая из

операционных единиц важнее ? Некоторые географы считают главными принципами

прогнозирования историко-генетический (Саушкин, 1976) и структурно-

динамический (Сачава, 1974). Тем самым они отдают предпочтение временным

аспектам прогнозирования. Действительно, проблема времени в общей

прогностики является центральной проблемой, однако в географическом

прогнозировании, имеющем дело с регионами, пространствами разных рангов,

необходимо сочетание пространственных и временных аспектов.

Главная проблема географического прогнозирования. Географическое

прогнозирование – это, как правило, решения комплекса проблем, составляющих

часть предплановых разработок будущего плана. Но из многих проблем прежде

всего надо выбрать главную и общую для географов проблему. Выбор такой

проблемы должен основываться на следующих кретериях (Звонков, 1987):

1. Соответствие проблемы современным общественным и научно – техническим

потребностям.

2. Актуальности значения проблемы на большой период времени (25-30 лет и

более).

3. Наличие научных предпосылок, в частности соответствующих методов

решения проблемы.

Из перечисленных общих критериев следует, что главная задача состоит в

географическом обосновании долгосрочного развития народного хозяйства в его

региональном аспекте, а главная общая для географов научная проблема –

предвидение изменений природной среды в естественных и техногенных

условиях.

1.3.2. Методы физико-географического прогнозирования.

В географических исследованиях широко используется общенаучные методы

прогнозирования или непосредственно, или в специализированной

интерпретации. Так. Наиболее популярный в прогнозировании процесс

экстраполяции составляет основу палеографического, ландшафтно-

индикационного и метода ландшафтно-генетических рядов.

Метод ландшафтной индикации. Этот метод относительно хорошо разработан

в геоботанической части и еще предостаточно используется в ландшафтно-

географическом плане. Он основан на пространственно-временных

корреляционных связей природных компонентов и комплексов и позволяет

определять тенденции их развития и изменения в структуре. Индикаторами

могут быть все природные компоненты и ландшафты, но значение компонентных

индикаторов не универсально. Они могут хорошо работать в пределах одного и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5