Геосистеми та їх компоненти. Емерджентні властивості природних систем.

природні геосистеми - це складні, цілісні, просторово-часові відкриті системи. Природною геосистемою найвищого рангу є географічна оболонка, тобто складна матеріальна відкрита динамічна система, яка змінюється в часі і просторі.

Оскільки кожна з природних геосистем є фрагментом географічної оболонки, тому їй притаманний ряд властивостей цієї оболонки.Кожна природна геосистема є цілісним утворенням, будь-який природний чи антропогенний вплив на неї приводить до виникнення ланцюгів змін у компонентах або сусідніх геосистемах.

Особливе місце в природних геосистемах посідають такі компоненти, як біота, вода і повітря. Біота - це складний блок живої природи усередині природної геосистеми, що складається з рослинності, тваринного світу та мікроорганізмів. Біота відіграє важливу роль у формуванні властивостей багатьох компонентів (ґрунтів, води, повітря) і в той же час є найбільш уразливим компонентом. Вода і повітря як найбільш мобільні компоненти формують кругообіг речовини та енергії, тому будь-які зміни їхнього стану (напр., підвищення чи зниження температури, забруднення та ін.) можуть викликати зміни у всій геосистемі.

До геосистемах відносяться і такі складні великі системи, як ландшафтні (природні) зони, наприклад тундра, тайга, лісостеп, і відносно прості освіти, на (болота, дюнние пагорби з сосняком і т. п.). Треба, отже, розрізняти рівні організації геосистем. вважати головними три її рівні: глобальний (інакше - планетарний), регіональний і локальний.

Глобальний рівень представлений на Землі в єдиному екземплярі, а саме - географічної оболонкою, яку коротше можна іменувати епігеосфери. Геосистеми регіонального рівня - це великі структурні частини епігеосфери, в тому числі ландшафтні зони, а також сектори, провінції, ландшафти і деякі інші. Нарешті, до геосистемах локального рівня відносять найбільш прості комплекси, з яких побудовані регіональні геосистеми. Саме до цього рівня належать виділю профілю (урочища), зображеного на малюнку 1.

Чим вище ранг геосистеми, тим складніше її будова, яке розкривається через склад і характер поєднання підлеглих систем нижчих рангів. І чим нижчий ранг, тим простіше влаштована геосистема, тим вона однорідні. Послідовно спускаючись "зверху вниз" по таксономічній сходах геосистем, ми в кінцевому рахунку прийдемо до останнього ступеня - до однорідної, географічно далі неподільної одиниці - так званої фації.

Перше властивість всякої геосистеми - її Целостность. Систему не можна звести до суми її частин - компонентів. З взаємодії компонентів виникає щось якісно нове, наприклад здатність продукувати біомасу. «Продуктом» геосистеми, тобто результатом її функціонування як єдиного складного механізму, служить грунт - новий компонент, який не міг би утворитися від механічного складання води, материнської породи і органічної маси, - саме цілісність геосистеми породжує грунт.

Цілісність геосистеми проявляється в її відносній автономності і стійкості до зовнішніх впливів, у наявності природних меж, впорядкованості структури. Геосистема, звичайно, не ізольована від зовнішнього середовища, її пронизують потоки енергії і речовини, що надходять ззовні. Але внутрішні зв'язки геосистеми тісніші, ніж зовнішні. У ній відбуваються безперервний обмін і перетворення енергії і речовини. Всю сукупність процесів переміщення і трансформації енергії та речовини в геосистемі можна назвати її функціонуванням. Воно складається з поглинання і трансформації сонячної енергії, влагооборота, геохімічного круговороту, біологічного метаболізму і механічного переміщення речовини під дією сили тяжіння.

Структуру геосистеми можна визначити як її просторово-часову організацію або як упорядкованість взаємного розташування і з'єднання окремих частин. У геосистемах розрізняють структуру вертикальну (або радіальну) і горизонтальну (латеральну). Перша виражається в ярусним, тобто упорядкованому відповідно до закону всесвітнього тяжіння, розташуванні компонентів, які пов'язані вертикальної ж системою матеріально-енергетичних потоків. Прикладами вертикальних системоутворюючих потоків можуть служити випадання атмосферних опадів, їх фільтрація в грунт і грунтові води, підняття водних розчинів по капілярах грунту і материнської породи і по судинах рослин, випаровування з грунту, транспірація.

Під горизонтальною структурою геосистеми розуміється впорядковане розташування геосистем нижчих рангів всередині системи вищого рангу, наприклад урочищ в межах ландшафту, як це показано на малюнку 1. В даному випадку впорядковане розташування локальних геосистем (урочищ) визначається рельєфом. Рельєф ж спрямовує і основні латеральні потоки: водний (схиловий) стік, а разом з ним - перенесення твердих частинок і речовини в розчиненому вигляді, стікання холодного повітря по-схилах.

Екологічній системі властиві ознаки систем:

· Емерджентність - виникнення нових властивостей, які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів

Якісно нові, емерджентні властивості екологічного рівня, не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість - ліс.