Проверка данных на однородность Параметры геосистем как случайные величины

Геоэкология – наука географическая. Поэтому естественно, что она исследует пространственную динамику геосистем. Напомним ещё раз, что геосистема отличается от экосистемы в первую очередь необходимостью её пространственной локализации, т.е. определения её границ. Геосистемы самого низкого ранга территориально совпадают с фациями и элементарными биогеоценозами. Поэтому во многих случаях границы геосистемы определяются по линиям раздела, объективно присутствующим в природе: берег небольшого водоема, опушка леса и т.д. Однако даже для геосистем суши во многих случаях проведение границ не столь очевидно и однозначно. Например, имеется обширный лесной массив, в пределах которого растительный покров не однороден. Как различить флуктуации в пределах одной геосистемы от наличия разных геосистем? Славная наука биогеография подсказывает нам: «Границу геосистем проводите при смене доминантов и эдификаторов». Получается, что даже в таком относительно простом случае нам может не хватить «выпуклого глаза» наблюдателя, а придется заняться подсчетом встречаемости видов растений, их обилия, проективного покрытия и т.д. Дело осложняется, если исследуемая территория подвержена антропогенным воздействиям. Как отличить геосистему, которую условно можно считать фоновой, от находящейся под антропогенным воздействием? В этом случае нам не обойтись без измерений содержания загрязнителей в различных компонентах геосистем и местоположениях и их последующего сравнения.

С водными геосистемами ещё сложнее. Везде вода, как прикажете проводить границы? Для объективного выделения геосистем, принадлежащих крупному водному объекту (озеру или морю) нам необходимо выяснить совокупность параметров, определяющих биогеохимический цикл, специфику функционирования геосистемы. Т.е. необходимо выявление объективных различий в значениях этих параметров.

Заметим, что обозначенные выше проблемы имеют отнюдь не схоластический, а самый практический характер. Важной целью геоэкологии является определение обоснованных объёмов допустимого антропогенного воздействия. Естественно, что неправильно ко всем геосистемам подходить с едиными подходами, методиками и нормативами, но и невозможно для каждой геосистемы разрабатывать индивидуальные методики и нормы из-за неприемлемых временных и материальных затрат. Поэтому необходимо объединять геосистемы в таксоны, в пределах которых вполне обосновано применение единых методик определения допустимых границ антропогенного воздействия и прогноза их развития. Возможно возражение: «Каждая геосистема уникальна». Однако и каждый человек уникален, тем не менее существует и развивается медицина, которая может лечить конкретных людей, опираясь на общие методы. Так и геоэкология должна предлагать рекомендации по рациональному природопользованию или восстановлению уникальных геосистем на основании общих подходов, которые могут применяться к геосистемам данного класса. Таким образом, насущным является вопрос: «Данные геосистемы представляют собой что-то совершенно различное, или же в рамках поставленной задачи их вполне объективно можно отнести к одному таксону?» Другая насущная проблема – получение ответа на вопрос: «Произошли ли кардинальные изменения в данном объекте, имеет ли место смена геосистем?»

Любая геосистема состоит из колоссального числа компонентов, её состояние и особенности функционирования характеризуются также гигантским количеством параметров. При научном исследовании геосистемы неизбежно агрегирование компонентов (мы рассматриваем не каждый индивидуальный организм биоценоза, а экологически однородные группы организмов: не каждую ракушку, а биомассу двустворчатых моллюсков на дне водоема; не отдельные луговые растения, а биомассу всех злаковых и т.п.) и ограничение списка всех возможных параметров геосистемы лишь теми, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для решения поставленной задачи. Так, просто невозможно определить концентрацию всех веществ в геосистеме (их, возможно, тысячи, если не десятки или даже сотни тысяч), приходится «ограничить свой аппетит» определением содержания лишь тех веществ, без учета которых невозможно решить поставленную задачу (например, определить индекс загрязнения воды). Естественно, сравнивать две геосистемы можно либо по одинаковому для них обоих набору параметров, либо по обобщенному показателю. Встречается и необходимость сравнения двух геосистем, природных или антропогенных объектов по одному единственному параметру. В любом случае существует необходимость сравнения совокупности значений данного параметра для одного объекта с совокупностью значений этого же параметра по другому объекту. Было бы крайне нелепо предполагать, что все значения параметра в обоих объектах совпадут. Это возможно лишь в случае применения крайне несовершенных методов измерений и определений. В большинстве случаев мы столкнемся с тем, что значения параметра в разных объектах различны, хотя и не исключены отдельные совпадения. Здесь мы сталкиваемся с необходимостью определения закона распределения случайной величины, в качестве каковой рассматривается исследуемый параметр. Взгляд на какой-либо параметр как на случайную величину отнюдь не означает, что его значения не зависят ни от каких внешних причин и что данный параметр принимает любые значения единственно по «своей собственной воле». Разумеется, значение любого параметра геосистемы зависит от многих причин. Только этих причин великое множество. Часть из них нам известна хорошо и мы можем определить величину воздействия такой причины достаточно точно. О других причинах нам известно, что они существуют, но степень их влияния на значение исследуемого параметра можно определить лишь приблизительно. Возможно, о каких-то причинах мы даже не догадываемся. Из этого проистекает следующий вывод: на уровне первичной информации, т.е. данных натурных наблюдений и измерений все параметры геосистем следует рассматривать в качестве случайных величин (СВ).