1. Основні положення загальної теорії систем та їхнє значення для розвиті екологічної геоморфології.

№17

1. Основні положення загальної теорії систем та їхнє значення для розвиті екологічної геоморфології.

багато регіонів Землі відзначаються високим рівнем господарського освоєння, перебувають під потужним тиском різних антропогенних чинників, які спричинюють значні зміни у геокомплексах. Змін зазнають як окремі компоненти довкілля, так і ландшафти в цілому. У вивченні причин і механізму процесів формування рельєфу застосовуються різні методи і методики, проте, майже всі вони об'єднуються у дві великі групи: методи дослідження механізмів і наслідків перебігу процесів, що застосовують постулат причинності - наслідковості окремих процесів і чинників, що їх обумовлюють (прості морфодинамічні системи); методи дослідження інтегральної (сукупної) дії процесів формування рельєфу на земній поверхні. В останньому випадку також працює алгоритм " причини – наслідки", проте, він стосується складних морфодинамічних систем. Прості і складні морфодинамічні системи постійно прямують до динамічної рівноваги, що обумовлено здатністю природних процесів до саморегулювання. Останнє є наслідком зворотних зв'язків у причинно-наслідкових природних системах. Вивчення сучасних геоморфологічних процесів вимагf’ певної системної спрямованості у методиках дослідження та інтерпретації отриманих результатів. Вплив і взаємодія певних груп геоморфологічних процесів на земну поверхню та чинників, що обумовлюють їхній перебіг, сукупність і види зв'язків між ними є, на перший погляд, явищем із яскраво відображеними рисами комплексності, що може підштовхнути до інтерпретації такого явища як " геокомплекс". Проте, із таким трактуванням змісту цього явища погодитися не можна. Поняття " геокомплекс" відображає існування у довкіллі природних (матеріальних) явищ, незалежних від нашої волі і свідомості. А поняття " геосистема" застосовується і існує у рамках системного підходу, що дозволяє суб'єкту вирізняти із об'єктивної реальності і упорядковувати певним чином саме ті явища, які суттєво необхідні для даного конкретного дослідження, та які суб'єкт здатний пізнавати на певному етапі розвитку науки та суспільства у цілому. Тобто, поняття " геосистема" більшою мірою застосовується як ілюстрація здатності суб'єкта до абстрагування об'єктивної реальності і детальність цієї процедури цілком залежить від наукової компетентності дослідника. Таким чином, поняття " геокомплекс" є значно ширшим за своїм змістом від поняття " геосистема" Наразі, поняттю " геокомплекс" притаманний " об'єктний" (онтологічний) зміст, а поняттю " геосистема" – методологічний (гносеологічний). Щодо еколого-геоморфологічних досліджень, системний аналіз до цього часу використовується не досить широко, що викликано певними причинами: а) неадекватністю одержуваних даних про вплив певних чинників на сучасні геоморфологічні процеси при оцінці їхнього спільного пливу на існуючі природно-антропогенні ландшафти; б) труднощами встановлення причинно-наслідкових зв'язків між факторами та процесами; в) поширеністю думок про неможливість використання аналітичних методів дослідження при розв'язанні питань оцінки сучасного формування рельєфу (головним чином, надається перевага емпіричним методам вивчення конкретних геоморфологічних процесів); г) деякими труднощами у відображенні мети дослідження сучасного морфогенезу та його інтегральної оцінки таким чином, щоб можна було оцінити прогрес у розв'язанні поставлених завдань. Застосування принципів системності допускає розрізнення деякого нетрадиційного об'єкту вивчення, що має властивості системи. Важливою характеристикою структури систем є сукцесії сучасних екзогенних процесів. Ця динамічна складова структури системи вказує на переходи процесів один у інший, що призводить до утворення ланцюжків споріднених процесів та певних геоморфологічних рядів. Характерна риса функціонування систем – неоднозначна роль режиму впливів, що визначають динаміку окремих елементів системи (тобто, процесів), що призводить до конкретних результатів сучасного морфогенезу – формування нових морфоскульптур. Зазначена геоморфологічна система виступає, таким чином, у вигляді " чорного ящика", на виході у якого – нові форми рельєфу, а всередині – аналізована сукупність процесів морфогенезу. Певна роль у процесах, що відбуваються у " чорному ящику", належить поняттю " сукцесії екзогенних процесів" та іншим системним поняттям фундаментальних та прикладних наук. До числа таких понять належить категорія " хаосу". " Прочитати" як відбувається сукупне функціонування численних геоморфологічних процесів у " чорному ящику" під впливом низки чинників формування рельєфу виявляється досить непросто. Детермінізм виявився неспроможним пояснити чому при одних обставинах течія рідин є ламінарною – рівною, стійкою, регулярною – і легко передбачається за допомогою рівнянь, а в іншому разі течія стає турбулентною – нерівною, нестійкою, нерегулярною – і важко передбачуваною. Чому вода у гірському струмку вирує, нуртує і ніби за власною волею кидається у різні боки? Адже каміння у руслі струмка міцно лежить на місці, а витрати води майже однакові. прості детерміновані системи з малим числом компонент можуть породжувати випадкову поведінку, причому ця випадковість має принциповий характер – від неї неможливо позбутися, збираючи більше інформації. Народжену таким способом випадковість стали називати хаосом. Поняття хаосу відноситься до так званої теорії динамічних систем. Динамічна система складається із двох частин: поняття стану та структури Динамічна система може розвиватися або у неперервному часі, або у дискретному часі. Перша називається потоком, друга – відображенням. Всякій системі, яка із плином часу приходить до стану спокою, відповідає нерухома точка у фазовому просторі (атрактор). Атрактори, як відомо, – це геометричні структури, що характеризують поведінку систем у фазовому просторі по тому, як пройшов тривалий час. Грубо кажучи, атрактор відповідає усталеній поведінці системи – такій, до якої система прямувала. Усякій системі, яка із плином часу приходить до стану спокою, відповідає нерухома точка (атрактор) у фазовому просторі. Одна і та ж система може мати декілька атракторів, отже, різні початкові умови можуть привести до різних атракторів. Множина точок, що приводять до певного атрактора, називається його областю притягання. Впливи можуть характеризуватися природним характером перебігу геоморфологічних процесів, а, також, одержати новий, антропогенно-обумовлений розвиток. Характер функціонування системи та можливі його результати визначаються шляхом встановлення особливостей структури системи, її стану та закономірностей у залежності від впливу чинників формування рельєфу. Особливе місце у територіально-морфодинамічних системах належить впливові катастрофічних процесів. Існує низка недостатньо встановлених механізмів діяльності геолого-геоморфологічних процесів, що впливають на кардинальну перебудову земної поверхні: глибоко-фокусні землетруси (осередки глибші за 3300 км); явища дилатації та різно-частотної вібрації гірських порід; пульсаційно-хвильові деформації; тектонічний кріп; абразійна та ерозійна діяльність водних мас при " суперхвилях" та резонансних припливах; ударно-вибухові процеси. Системі властиві також риси саморозвитку та саморегуляції, що відображають, з одного боку, реактивність системи, тобто, певну реакцію процесів на всі головні зміни чинників формування рельєфу, а з другого – активність системи, тобто, залежність не тільки від впливу чинників, але й від власних властивостей, внутрішніх закономірностей, що виявляються у впливі самих процесів на " роботу" чинників. В основі цього лежать принципи зворотного зв'язку. Зазначена група динамічних рис саморозвитку та саморегуляції в детальному розгляді містить такі важливі характеристики, як стан системи, її інваріанта, інертність, стійкість. Остання характеристика – стійкість – є неодмінною прерогативою як інженерно-геоморфологічних, так і еколого-геоморфологічних досліджень.