38. Форми стійкості геосистем.

Стійкість геосистем, на думку більшості вчених, – це здатність геосистем активно зберігати свою структуру і характер функціонування у просторі та часі за впливу змінних умов зовнішнього середовища.

Своєрідність статусу проблеми стійкості в ландшафтній екології полягає в її центральному значенні одночасно в концептуально-теоретичному, прикладному та міждисциплінарно-комунікативному аспектах.

Більшість сучасних трактувань поняття стійкості зводиться до розміщення цієї властивості як такої, що реалізується у різних формах. У більшості концепцій форми стійкості визначені нечітко, дублюючи одна одну.

Категорія “стійкість” набуває конкретності, якщо задані:

- зміни, що описують геосистему і простір її станів;

- області цього простору, зміни станів у межах якого є несуттєвими;

- інтервал часу, для якого оцінюється стійкість і зовнішні фактори, до дії яких аналізується стійкість.

Якщо ці умови витримано, то появляється можливість виділити три загальні форми стійкості геосистем:

- інертність – здатність геосистеми при дії факторів не виходити із заданої області станів на протязі певного інтервалу часу;

- відновлюваність – здатність геосистеми повертатись за час до області станів після виходу з неї під впливом певного фактора;

- пластичність – наявність в геосистемі кількох областей станів в рамках інваріанта та її здатність переходити при дії факторів з однієї такої області до інших, не залишаючи при цьому інваріантної області на протязі певного часу.

Таким чином, стійкість геосистем полягає у її здатності при дії зовнішнього фактора перебувати в одній із областей етапів та повертатись до неї за рахунок інертності та відновлюваності, а також переходити завдяки пластичності з однієї області станів до інших, не виходячи при цьому за рамки інваріантних змін на протязі заданого інтервалу часу.

Детальніше зупинимось на аналізі трьох загальних форм стійкості – інертності, відновлюваності, пластичності.

Інертність – виступає найбільш “жорстка” і бажана її форма при господарському використанні геосистем.

Відновлюваність – важлива форма, що забезпечує стійкість насамперед особливості біоти та ґрунтів. Добре відновлюваною є геосистема, якщо вона здатна швидко повертатись до початкової області станів та здатна повертатись до цієї області після значного за амплітудою відхилення від неї. Ці дві форми відновлюваності, що можуть проявлятись сумісно Г. Оріанс (1975) називає еластичністю та амплітудністю.

Пластичність – досить складна форма стійкості. Вперше положення про те, що стійкість може забезпечуватись за рахунок наявності в просторі її станів кількох локально стійких областей (тобто таких, де вона високо інертна та відновлювана) подав Р. Левітан (1969).

Пластичність геосистеми багато в чому визначається ступенем зв’язку між її станами (ступенем детермінованості їх змін).

39. Кiлькiснi показники стійкості геосистем та методи їх оцінювання.

На сьогодні не існує єдиного “універсального” методу оцінки стійкості геосистем. І такий підхід є необґрунтованим і безперспективним. Як ми вже знаємо, стійкість реалізується у різних формах, а тому й показники стійкості повинні характеризувати окремі її форми та їх особливості. Розробка такого комплексу показників стійкості ґрунтується на понятті відмови геосистем. Під нею розуміють подію, що спричинила вихід геосистеми з заданої області станів Z0. Відповідно до змінної, що вийшла за межі діапазону своїх нормальних або допустимих значень, виділяються різні види відмов, наприклад

- голоморфізація геосистеми (вміст солей перевищить токсичні межі);

- гідроморфізація геосистеми (якщо рівень ґрунтових вод піднявся вище критичної глибини їх залягання);

- дегумініфікація грунту (якщо вміст гумусу стане меншим деякого встановленого значення).

Показники пластичності. Серед них показник ймовірності безвідмовного функціонування, або ймовірність інертності геосистеми. Вона може визначатись для різних видів відмов:

- ймовірність площинно-ерозійної інертності;

- ймовірність інертності сольового режиму.

Значення цих показників означають імовірність не виникнення на протязі часового інтервалу відповідно дефляційної, площинно-ерозійної, голоморфічної відмов.

Важливим при вирішенні багатьох задач аналізу стійкості геосистем є показник середнього часу функціонування геосистеми до появи відмови. За значенням цього показника виконується прогнозування часу виникнення певних змін геосистем (наприклад, очікуваний час вторинного осолонцювання ґрунтів після початку зрошення; очікуваний час забруднення ґрунтових вод після Чорнобильської аварії, тощо).

Показники пасивності геосистем, можуть вважатися такі статистичні параметри як дисперсія, коефіцієнт варіації, екоцес. Чим менше їх значення, тим більш пасивними є змінні геосистеми. Вадою цих показників є те, що вони не враховують інтенсивності дії зовнішнього фактора на геосистему. Більш повна пасивність характеризує показник чутливості геосистеми який чисельно характеризує наскільки суттєво змінюється геосистема при дії на неї певного чинника. Чутливість може бути розрахована не тільки до системи в цілому, але й до її окремих компонентів (змінних), що дозволяє виділити найбільш чутливі характеристики геосистеми, та такі що лишаються пасивним до дії досліджуваного антропогенного фактору.

Бар’єрність геосистеми можна оцінити по варіаційному ряду змінної (х) – чим більше її значень знаходиться в крайніх (або в одному із крайніх) інтервалах – тим більшою слід вважати бар’єрність геосистем. За орієнтований показник бар’єрності можна приймати коефіцієнт асиметрії.

Показники буферності мають характеризувати величину області станів геосистеми, знаходячись в якій вона є стійкою до зовнішніх впливів. Змістовно такі показники досить близькі до параметрів ширини (об’єму) екологічної ніші і тому на основі запропонованого показника об’єму ландшафтно-екологічної ніші можна будувати ряд показників буферності геосистеми. За цими підходами можна оцінити буферність окремих компонентів геосистеми ( гідро кліматичну, геолого-геоморфологічну, сольову).

Показники відновлюваності геосистеми. Головні особливості відновлюваності геосистем можна охарактеризувати за допомогою 4-х базових показників:

- імовірності відновлення геосистеми за певний проміжок часу;

- показник середнього часу відновлення після відмови;

- інтенсивності відновлення в момент часу;

- цілісності відновлення.

Ці показники близькі до відповідних базових показників інертності, що дає можливість будувати прогнозні моделі ландшафту, динаміки та еволюції.

Середню швидкість відновлення геосистеми характеризує її еластичність.

Показники еластичності. Пластичність геосистеми – дуже складна форма стійкості. Її точна кількісна характеристика передбачає знання усіх областей станів у рамках інваріанту геосистеми. Кількісно пластичність можна оцінити ймовірністю того, що геосистема на протязі часу буде здійснювати переходи лише між областями нормальних (допустимих) етапів у рамках одного інваріанту. Цю ймовірність називають ймовірністю пластичності геосистем.