Контрольні запитання:

1.Що називають вертикальною структурою ландшафтів? Назвіть основні природні компоненти, які утворюють ландшафт.

2.Дайте визначення закону нерівнозначності взаємодіючих природних компонентів?

3.Що називають горизонтальною або морфологічною структурою ландшафтів? Назвіть основні морфологічні одиниці рівнинного ландшафту.

4.Дайте визначення терміну "фація".

5.Дайте визначення терміну "підурочище".

6.Дайте визначення терміну "урочище".

7.Які урочища називають простими, а які складними?

8.Які урочища називають основними, а які другорядними, які домінантними, а які субдомінантними, які рідкісними, а які одиночними?

9.Дайте визначення терміну "місцевість".

10.Яке значення має дослідження морфологічної структури ландшафту?

Тема 5

ВЕРТИКАЛЬНІ СТРУКТУРИ ГЕОСИСТЕМИ:

СКЛАД ТА ДЕКОМПОЗИЦІЯ (топічна ландшафтна екологія)

Основні питання:

1.Основні положення.

2.Основні способи декомпозиції.

Вертикальні межі геосистем.

5.1. Основні положення

Мета: вивчити основні положення геосистеми, поняття вертикальної (топічної) структури, концепцію множинності вертикальних структур, основні терміни.

План:

1.Поняття вертикальної (топічної) структури.

2.Концепція множинності вертикальних структур.

3.Елементи вертикальних структур.

Поняття вертикальної (топічної) структури. При аналізі вертикальної (синонім — топічної) структури геосистеми вважається, що вона однорідна в територіальному відношенні, але «по вертикалі» розкладається на різнорідні частини (рослинність — грунт — гірські породи тощо або різні яруси рослинності — горизонти ґрунту — верстви гірських порід тощо), які пов'язані між собою певними відношеннями. Структури подібного типу називають вертикальними. Під складовими вертикальних структур мають на увазі не стільки різні за своїм висотним положенням шари геосистеми, скільки деякі її частини, специфічні в ній за функцією, фізико-хімічними та іншими характеристиками. Такі різні частини можуть займати в геосистемі спільний «висотний поверх» (як, наприклад, трав'яні рослини та наземні тварини), а деякі — пронизувати весь її вертикальний розріз (гази, волога). Тому термін «вертикальна структура геосистеми» слід вважати дещо умовним.

При аналізі вертикальної структури геосистеми будь-яка з її складових розглядається як територіально однорідна, тобто припускається, що її характеристики на певній площі лишаються незмінними (з математичної точки зору є просторово зосередженими параметрами). Зміна значень цих параметрів визначається взаємодією між елементами вертикального розрізу геосистеми. Насправді ж припущення щодо несуттєвості внутрішньотериторіальних відмінностей може бути справедливим хіба що для геосистеми елементарного рівня — геотопу (фації). Проте це не виключає можливості аналізу вертикальних структур і геосистем вищих таксономічних рангів, якщо необхідно зосередити увагу не на їх внутрішньотериторіальних відмінностях, а на взаємодії компонентів природи або деяких інших частин їх вертикальної будови. Такий підхід, наприклад, використовується при аналізі водного балансу геосистем річкових басейнів, теплового та інших балансів ландшафтних зон тощо.

Концепція множинності вертикальних структур. Щоб виділити вертикальну структуру геосистеми, необхідно визначити множину її елементів і тип відношень (зв'язків) між ними. Внутрішньогеосистемні зв'язки надзвичайно різноманітні. Багато з них зумовлені потоками різних речовин та форм енергії, деякі — фізико-хімічними, біохімічними взаємодіями, інші — відношеннями між популяціями організмів та їх окремими особинами, важливі також генетико-еволюційні зв'язки між різними геокомпонентами та їх частинами тощо. В основі цих відношень лежать різні закономірності і тому аналіз кожного з них пов'язаний із специфічним аспектом розгляду вертикальної будови геосистеми, тобто приводить до виділення власної структури. Це означає, що в одній геосистемі можна виділити кілька вертикальних структур різних типів. Геосистема є поліструктурною у вертикальному відношенні.

Тип внутрішньогеосистемних відношень є основою виділення певної вертикальної структури геосистеми, оскільки визначає: 1) найдоцільніший спосіб її поділу на елементи; 2) характер зв'язків між ними; 3) варіанти групування елементів у більші структурні одиниці — підсистеми, компоненти, модулі (тобто способи декомпозиції вертикальної структури).

Оскільки внутрішньогеосистемних зв'язків дуже багато, то тільки ж має бути виділено й відповідних їм структур. Проте це е виключає можливості визначити деякі загальні типи вертикальних структур геосистеми. Така можливість ґрунтується на близькості багатьох процесів за їх фізичною суттю, характером перебігу, змінами геосистеми, які зумовлені цими процесами. Відповідно й способи структуризації вертикального розрізу геосистеми для таких зв'язків однотипні. Всю множину внутрішньогеосистемних зв'язків умовно можна поділити на такі типи: 1) генетико-еволюційні; 2) зумовлені потоком енергії та її трансформацією; 3) зумовлені речовинними потоками (міграцією речовин); 4) відношення тісного кореляційного або інформаційного зв'язку характеристик геосистеми.

Кожний з цих типів відношень визначає відповідний підхід до виділення вертикальних структур геосистеми (її структуризації). Ці підходи різняться принципом, покладеним в основу виділення структурних частин геосистеми (її елементів, компонентів тощо). Розрізняють три загальних підходи структуризації геосистеми та відповідно три типи її вертикальних структур: 1) геокомпонентний (поділ вертикального розрізу геосистеми за компонентами природи і далі за їх генетично однорідними частинами); 2) речовинно-фазовий (структурні частини виділяються як тіла, однорідні за фазовим станом, фізико-хімічними та іншими властивостями речовини) 3) просторово-об'ємний (вертикальний профіль геосистеми поділяється на деякі однорідні шари, точніше — об'єми).

Аналіз кореляційних та інформаційних зв'язків геосистеми (виконується методами математичної статистики та теорії інформації) також приводить до виділення деяких структур (графічно вони зображаються у вигляді кореляційних плеяд або графів). Проте елементами цих структур є не деякі фізичні тіла (частини) геосистеми, а її окремі характеристики. Відношення фіксують лише наявність між ними певного кореляційного зв'язку (або каналу передачі інформації), фізичний зміст якого може бути невідомим та й взагалі при такому аспекті аналізу геосистеми значення не має. Для побудови такого типу структур необхідна не структуризація геосистеми (її поділ на частини), а обґрунтування певного набору її характеристик (змінних). Врешті для будь-якого з наведених трьох типів вертикальних структур геосистеми. можна оцінити ступінь кореляційного (або інформаційного) зв'язку між характеристиками їх елементів і побудувати статистичний (або інформаційний) варіант цих структур.

Елементи вертикальних структур. Перш ніж виділити елементи вертикальних структур геосистеми, необхідно визначити, який принцип оцінки однорідності прийнято за основу структуризації геосистеми (генетичний, речовинно-фазовий тощо) та який рівень детальності структурного аналізу геосистеми достатній для розв'язання поставленого завдання. Вирішення першого з цих питань визначається тим із загальних типів вертикальної структури геосистеми, який аналізується. Щодо другого питання слід зауважити, що мета будь-якого конкретного дослідження геосистеми завжди безпосередньо або опосередковано визначає деяку граничну межу її структуризації, тобто задає такі об'єкти вертикальної структури геосистеми, аналіз внутрішньої будови яких для даного дослідження вже не має значення. Загальних критеріїв визначення таких об'єктів немає, їх обґрунтування залежить від досвіду фахівців.

Спроби віднайти якісь «об'єктивно існуючі» (незалежні від конкретного дослідження), ніби задані самою геосистемою, її неподільні частини (ландшафтні «атоми», «кристали», «геоелементи» тощо), а також деякі «універсальні» критерії елементарності були як в екології, так і в ландшафтознавстві. Незважаючи на деякі цікаві в плані теорії результати цих спроб, зайвий раз переконуємось, що визначення елементарного об'єкта системи залежить тільки від мети та бажаної детальності аналізу. Ним може бути і рослинність взагалі (при загальнотеоретичному аналізі геосистеми), і певна екологічна група видів рослин, і окремий вид, і, окрема рослина, навіть її окремі морфологічні органи.