Сочава Виктор Борисович, Учение о геосистемах. — Новосибирск: Наука, 1975. — 39 с.

УЧЕНИЕ О ГЕОСИСТЕМАХ

1. К постановке вопроса

        Со времени V съезда Географического общества СССР (1970 г.) внимание к концепции геосистем в разных странах заметно усилилось. При этом некоторые авторы рассматривают ее как основополагающую в современной физической географии [Исаченко, 1971; Дьяконов, 1974; Chorley, 1971; Chorley, Kennedy, 1971; Hidore, 1974; Schmidt, 1974]. Симпозиум, имевший место в 1975 г. в Иркутске на III Всесоюзном совещании по прикладной географии, отчетливо показал, что учение о геосистемах в состоянии играть конструктивную роль в решении ряда прикладных вопросов, где требуется участие географа. Физическая география, опираясь на системные принципы, может занять прочные позиции в современной прикладной географии, лежащей в основе планирования социально-экономического развития страны и проектирования мероприятий по освоению и переустройству ее территорий.
        Не меньшее значение имеет системная парадигма для фундаментальных разделов физической географии и для правильного понимания взаимоотношений ее с отраслевыми природно-географическими дисциплинами. Это нужно принять во внимание, поскольку оно неизбежно должно повлиять на ориентацию научно-исследовательских работ по физической географии. Имея свой собственный весьма мало изученный объект (геосистемы всех размерностей), физическая география освобождается от необходимости вторгаться в сферу частных географических дисциплин. При современных условиях она должна изучать не компоненты природы, а связь между ними, не ограничиваться морфологией ландшафта и его подразделений, а вдаваться в изучение их динамики, функциональной структуры, порядка связей и т.д.
        Учение о геосистемах обязывает нас внести коррективы в популяризацию географических знаний и в программы школьной географии. За рубежом П. Какела и Р. Христоферсон [Kakela, Christopherson, 1972] сделали это только частично. У нас в стране в школьной географии и в области энциклопедических знаний этот вопрос пока обходят молчанием.
        При таких условиях постановка вопроса о логических основах учения о геосистемах, об изменениях, с ним связанных, в содержании физической географии, а также перспективах применения ее данных на практике представляется своевременной.
        Автор стремился хотя бы упомянуть основные (в том числе нерешенные и проблематичные) вопросы, касающиеся учения о геосистемах, с тем чтобы привлечь к ним внимание и провизорно наметить абрис перспективной тематики по физической географии в ее современном понимании.
        Со времен Михаила Ломоносова (1711-1765) и Иммануила Канта (1724-1804) представление о содержании физической географии изменялось неоднократно в соответствии с эволюцией наук о Земле и Космосе и прогрессирующим развитием общей методологии. Гибкость научных концепций — показатель их жизненности.
        Признание учения о геосистемах стержнем современной физической географии (без ее прежних разделов, нашедших самостоятельное место в цикле наук о Земле) не должно вызывать сомнений и колебаний, так как оно вполне закономерно и в состоянии обеспечить дальнейший прогресс нашей науки.

2. Объект физической географии в свете учения о геосистемах

        Концепция геосистем позволяет по-новому сформулировать объекты исследования физикогеографа, ясно обозначить их содержание, отличное от такового частных географических дисциплин. Она порождает новую точку роста нашей науки и расширяет перспективы практического использования ее результатов.
        Сформулируем основную проблематику учения о геосистемах, характеризующую современные узловые задачи физической географии.
        Моделирование геосистем на основе их спонтанной и антропогенной динамики и соответствующего им интегрального природного режима.
        Анализ аксиом и других положений специальной теории геосистем как части общей теории (метатеории) систем.
        Поиски рациональных приемов количественной оценки геосистем и ландшафтообразующих процессов, в частности математического аппарата, пригодного для их описания.
        Системный анализ пространственных связей в географической оболочке на планетарном, региональном и топологическом уровнях.
        Исследование пространственно-временного состояния геосистем и создание их графических моделей, в первую очередь карт среды в связи с проблемами ее охраны и оптимизации.
        Изучение влияния социально-экономических факторов на природную среду и прогнозирование геосистем будущего.
        Географическая экспертиза проектов комплексного использования и охраны географической среды.
        Подбор, переработка и систематизация природно-страноведческой информации для учебных и справочных целей.
        Названные проблемы не исчерпывают всего круга задач физической географии, но они характеризуют основное ее содержание, отличное от такового отраслевых географических проблем. Некоторые из них (метеорология, гидрология) давно обособились и отошли от физической географии; другие (геоморфология, палеогеография) начали обособляться позднее и до последнего времени не до конца размежевали с физической географией сферу деятельности.
        Как учение о геосистемах физическая география не поглощает ни одной отраслевой географической дисциплины, а имеет с ними некоторые общие проблемы, касающиеся порядка связей компонентов геосистемы, основывается на их данных, но ни в коем случае не подменяет их и сама не может быть заменена ими.
        Не представляя суперсинтеза даже части географических наук, изучающих природу, из отраслевых географических дисциплин она черпает только отдельные разделы, в основном решает комплексные географические проблемы. Более специализированные функции физической географии такого рода приобретают особое значение в настоящее время в связи с прогнозированием геосистем будущего, исследованиями, направленными на защиту среды обитания.
        Физическая география непосредственно соприкасается с вопросами географии населения и учения о территориально-производственных системах. Обремененная в прошлом гидрологическими, геоморфологическими и прочими непрерывно усложнявшимися отраслевыми проблемами, она невольно отрывалась от своей основной концепции — связи природы с человеческим обществом. В современном понимании физическая география имеет отношение преимущественно к аспектам природной среды, ориентированным на человека, к прямым и обратным связям, которые при этом возникают. Эти связи входят в сложную системную организацию и проникают в экономическую и социальную сферы.
        С учетом сказанного концепция геосистем приобретает особое значение; она обеспечивает четкость границ физической географии с другими географическими дисциплинами и одновременно определяет сущность физико-географических исследований и место их в географии в целом.
        Все изложенное имеет отношение к "переднему краю" физической географии, ее основному содержанию, питающему науку как таковую и оправдывающему ее суверенитет.
        Содержание курсов физической географии, особенно в специальных вузах, и тематики физико-географических разделов в страноведческих описаниях могут иметь и несколько иной объем, заключая помимо собственно физико-географических данных и вопросы, относящиеся к частным наукам о Земле.

3. Геосистема - природное явление

        Приходится еще раз ставить вопрос о том, что геосистема — природное образование, развивающееся по законам, действующим прежде всего в географической сфере. Так понимают ее многие авторы в СССР и за рубежом. Только такого рода геосистемы изучаются в натуре, и результаты этого изучения публикуются. Другие трактовки геосистемы пока представляют умозрительную конструкцию, понятия о которой к тому же крайне фрагментарно сформулированы.
        Хотя геосистемы — природные явления, но при их изучении в словесном и математическом описаниях принимаются во внимание все экономические и социальные факторы, влияющие на структуру и пространственные особенности. Модели и графы геосистем отражают экономические и социальные параметры, воздействующие на главнейшие связи внутри геосистемы.
        В первую очередь это касается ландшафтов, значительно измененных человеком. Антропогенные влияния сказываются на ряде природных составляющих геосистемы (изменения влажности и солевого режима почв, деформация растительности, загрязнение воздушного бассейна). Все эти показатели определяют переменное состояние геосистемы по отношению к коренной структуре и отражаются в ее модели. Так называемые антропогенные ландшафты есть не что иное, как переменные состояния коренных природных геосистем и относятся к проблеме динамики ландшафтной сферы.
        Особое положение занимают так называемые геотехнические системы. Они соответствуют тому типу управляемых систем, которые Р. Чорли [Chorley, 1971] назвал контролируемыми. Переменное состояние, свойственное таким системам, поддерживается посредством технических устройств, но оно также непостоянно и при одной и той же системе технического воздействия меняется во времени в зависимости от природного потенциала местности.
        Контролируемые геосистемы подразделяются на эпизодически и постоянно контролируемые. В первом случае проводится разовое вмешательство в структуру геосистемы, после чего она развивается по новому пути, но спонтанно. В постоянно регулируемых геосистемах определенная степень воздействия извне происходит систематически. Антропогенные и спонтанно действующие факторы, обусловливающие структуру геосистемы, во всех случаях относятся к разряду природных, даже если они следуют за теми или иными экономическими или социальными процедурами. Однако как бы существенно социально-экономические факторы ни преобразовали геосистему, понятие о последней не может поглотить представление о территориально-производственной системе, расположенной в пределах геохор.
        Сложившееся направление изучения территориально-производственных систем [см. для примера: Экономико-географические проблемы формирования территориально-производственных комплексов Сибири, 1969-1974] подходит к объектам исследования с учетом природных условий, но не как к единой природно-экономической системе. То же относится к разрабатываемому в последние годы методу эколого-экономического анализа применительно к проблемам регионального развития [Isard, 1972]. Он имеет несомненные перспективы, но на пути использования экологических и физико-географических показателей при решении региональных экономических задач, а не в плане рассмотрения тех и других в единой системе. Эколого-экономическая система Н. Изарда, как и территориально-производственные системы сибирских экономикогеографов и экономистов, — категории экономические, контактирующие с представлением о геосистемах, но не сливающиеся с ними.
        Все сказанное не исключает существования тотальных систем (компажей), которые в равной мере являются географическими, экономическими, социальными и техническими. Точнее, они представляют взаимодействующий комплекс различных классов систем со своими пространственными, временными и функциональными параметрами. Тотальная система — это все то, что окружает человеческое общество. К. Бухвальд [Buchwald, 1972] понимает такую среду как сложную динамическую глобальную эколого-социально-экономическую относительно замкнутую систему. По существу, это комплекс сред и взаимодействующих систем. При исследовании названный комплекс прежде всего подлежит расчленению, без чего немыслим его эффективный анализ. Экономические, техногенные, социальные элементы окружения человеческого общества в понятие его географической среды не входят. Они могут рассматриваться только как факторы динамики геосистем. Последние, подчеркнем еще раз в заключение, — природные образования, в той или иной мере испытавшие влияние социальной, экономической и техногенной сред.

4. Логические основы учения о геосистемах

        Последовательность и взаимосвязь понятий в учении о геосистемах рассматривается нами по ходу изложения на протяжении всей работы. Коснемся некоторых главнейших положений.
        Геосистемы — особый класс открытых иерархически организованных динамических систем [Bertalanfry, 1973]. Они подразделяются на геосистемы сферы с наземной жизнью и геосистемы сферы морей и океанов. Для них характерен ввод негэнтропии извне за счет солнечной радиации и внутренних сил Земли.
        Иерархичность строения — важнейшее свойство геосистем. Благодаря ему, как элементарный участок земной поверхности, так и планетарная геосистема (географическая оболочка) и промежуточные подразделения природной среды представляют собой (каждый в отдельности и вместе взятые) динамическую целостность с особой, присущей ей, географической организацией. Последняя выявляется на пространстве, допускающем размещение всех слагаемых геосистемы, обеспечивающих ее функциональную целостность. Геосистема не делится без предела; географической организации присущи ареалы.
        Пространственный критерий в географии, как известно, имеет особое значение. Каждой категории размерности геосистем (топологической, региональной, планетарной и промежуточным) свойственны свои масштабы и качественные особенности географической организации.
        Время оценивается возрастом, который для современных геосистем исчисляется от той временной ступени, когда между компонентами комплекса начали устанавливаться системные связи, подобные действующим в настоящее время.
        Переход геосистем из одной временной ступени в другую знаменует их эволюцию — объект изучения палеогеографии, а также учения о геосистемах. Многочисленные проявления мобильности геосистем в пределах одной возрастной ступени (одного этапа эволюции) составляют сущность ее динамики. Эти движения в большинстве случаев обратимы или почти обратимы; в совокупности они представляют важный фактор эволюции геосистем. В процессе динамики отдельные природные компоненты проявляют различные темпы и степень изменчивости. Из них наиболее изменчивые и быстро трансформирующиеся под влиянием человека и разного рода периодических явлений обычно оказываются критическими в создании структуры геосистемы. В зависимости от физико-географической обстановки критическими могут быть различные компоненты геосистемы, они обусловливают интенсивность физико-географического процесса.
        В природе наблюдается чрезвычайное разнообразие местных ее особенностей и значительная мобильность геосистем. Под влиянием деятельности человеческого общества они усиливаются. Разнообразие элементарных геосистем, если воспринимать его только физиономически, граничит с хаотичностью, отсюда необходимость выявлений инвариантов природной среды. Последние представляют практически неизменную при преобразовании в определенном отрезке времени часть динамической системы.
        Инварианту подчинены многочисленные производные от него структуры с различными долговечностью и динамическими тенденциями (коренные, условно-коренные, квазикоренные, серийные, антропогенно-производные и др.). Изменение инварианта (и его потенции образовывать переменные структуры) происходит медленно в процессе эволюции геосистем. Последняя протекает под влиянием изменения внешних факторов по отношению к геосистеме (в первую очередь энергетических), а также вследствие эндогенных причин, возникающих на разных уровнях дифференциаций природной среды в процессе динамических проявлений в самой геосистеме. Эндогенные процессы внутри географической оболочки протекают непрерывно на топологическом, региональном и планетарном уровнях. В последнее время динамике геосистем уделяется большое внимание [Топология степных геосистем, 1970; Топология геосистем-71, 1971; Геренчук, Топчиев, 1974; Дьяконов, 1974; Исаченко, 1974].
        Вследствие тех же внешних и внутренних причин в процессе развития географической оболочки одновременно действует процесс гомогенизации и дифференциации природной среды. Процесс дифференциации осуществляется на протяжении всей истории природной среды. Он обусловлен формой Земли и планетарным механизмом действия радиации. При этом дифференциация стимулируется различного рода причинами, ускоряющими интенсивность физико-географического процесса и временами приводящими к кризисам.
        Гомогенизация получает преобладающее значение главным образом в период между нарушениями, вызванными внешними для географической оболочки явлениями, а также деятельностью человека, когда создаются условия, благоприятствующие для саморазвития геосистем. Этому, как фактору большого радиуса действия, способствует также ослабление интенсивности физико-географического процесса.

5. Модели и графы

        Предметом физической географии, как упоминалось, являются не компоненты природы сами по себе, а присущие им связи, посредством которых формируются соподчиненные друг другу целостности — геосистемы. Наглядное представление об этих связях мы получаем при помощи моделей и графов. О применении последних в географии пишут многие авторы [Модели в географии, 1971; Арманд, 1971; Снытко, 1974; Beaujeu Garnfer, 1971; Chorley, Kennedy, 1971; Mittelstadt, 1974].
        Граф геосистемы задается определенным количеством вершин соответственно числу ее компонентов или другого рода составляющих систему. Ребра, соединяющие вершины, показывают направление связей. По возможности (но не обязательно) граф насыщается количественными показателями. Он показывает реальную ситуацию, иногда с небольшими обобщениями, и может рассматриваться как первичный документ фиксации связей внутри геосистемы.
        Модель представляет упорядоченное синтетическое отображение системы, выраженное символами, числовыми обозначениями или математическими описаниями, а нередко графически, что внешне сближает ее с графом. Полевые исследования физикогеографа в основном сводятся к сбору информации для построения графов, а затем моделей.
        Уже первые опыты моделирования геосистем в исследовательских целях показали, что даже для решения одной задачи, как правило, следует создавать несколько различных моделей и графов. В зависимости от того, что необходимо воспроизвести, различаются модели: 1) общих закономерностей географической сферы; 2) геомеров разных рангов; 3) геохор различных порядков.
        Применительно к размерности геосистемы и к моделируемому виду общей закономерности географической среды изменяется и структура моделей.
        Целевое назначение и методы моделирования геосистем могут быть различными. Вполне закономерно ставить вопрос о разработке модели моделей геосистем, заключающей эмпирическую группировку разных аспектов их моделирования. Такое исследование еще не проведено, и ниже мы коснемся только трех видов моделей геосистем, которые в настоящее время определились.
        1. Функционально-компонентные модели фиксируют поступления, транспорт, трансформацию и выход из геосистемы всех видов субстанции. В итоге эти модели дают представление о взаимодействии компонентов внутри геосистемы. Они составляются в настоящее время преимущественно для элементарных геосистем (биогеоценозов), но возможны и представляют интерес для геосистем всех рангов.
        Принципы построения функционально-компонентной модели заимствованы у экологов, которые в этой области имеют определенные достижения [Ляпунова, Титлянова, 1974; Odum, 1971]. Геосистема, как и экосистема, может быть описана только посредством многих моделей, некоторые из них тождественны для геосистемы и адекватной ей экосистемы [Дружинина, Крауклис, 1973], но в целом совокупность моделей экосистем не повторяет совокупности моделей геосистем (см. раздел "Экосистемы в географической среде").
        Представляют интерес модели смежных геосистем, которые Р. Чорли назвал каскадными или процессообразовательными [Chorley, 1971; Chorley, Kennedy, 1971].
        2. Функционально-геомерные модели призваны отобразить функциональную роль фаций в макрогеохорах и геомеров других рангов в геохорах, к которым они относятся. Это модели, не имеющие близких аналогов в других науках о Земле; принципы их построения еще недостаточно разработаны, поскольку отсутствует классификация фаций по их функциональному значению в геохорах. Общеизвестно, что различные фации играют неравноценную роль при поступлении субстанции в геохору, а также в ее аккумуляции при трансформации и передаче в смежные геохоры.
        Функциональную систему геохоры составляют входящие в нее геомеры; посредством моделирования можно раскрыть механизм действующих при этом связей. Функционально-геомерная модель не исключает необходимости функционально-компонентного моделирования. Она может рассматриваться как последующая ступень в познании функциональной сущности более значительных по площади пространств, представленных закономерным сочетанием разных гомогенных ареалов.
        Для различных практических целей (агрономических, рекреационных и пр.) существует свой оптимум функционально-геомерных отношений на осваиваемом пространстве. В сельскохозяйственной и агробиологической литературе давно указывалось на значение определенного сочетания и конфигурации пахотных, луговых, пастбищных и лесных угодий, это связано с фациальным составом ландшафта. Функционально-геомерная модель территории содержит информацию, имеющую в этом смысле практическое значение.
        3. Структурно-динамическая модель предназначена для выявлений и анализа различных динамических категорий и переменных состояний геосистем, связанных с одним коренным геомером — обычно фацией или группой фаций. Такая модель отражает структуру эпифации или группы эпифаций (см. раздел "Эпигеомеры и классификация геосистем"). На ней показывают предположительный порядок смены одного переменного состояния другим при разрушении или восстановлении коренной структуры. На модели по-разному отмечаются ложнокоренные, условно-коренные и серийные модификации и, по возможности, время, необходимое для перехода одного динамического состояния в другое.
        В настоящее время центральное положение в такой модели занимает коренной геомер. Его можно рассматривать как материнское ядро модели, но в принципе структурно-динамические модели должны характеризовать все состояния, относящиеся к одному инварианту. Это еще не достижимо ввиду недостаточной изученности законов динамики природной сферы.
        В большинстве случаев модели этого типа приближаются или даже соответствуют кондициям графа. Однако по мере разработки всего, касающегося динамики геосистем, они обогащаются теми или иными количественными показателями. В частности, масса геосистем, их продуктивность и другие параметры при неодинаковом динамическом состоянии (на разных вершинах структурно-динамического графа), как свидетельствуют наблюдения, существенно различаются, что может быть использовано при моделировании.

6. Экосистемы в географической среде

        Экосистема — понятие достаточно широкое. Оно лежит в основе современной экологии — науки об экосистемах всех уровней. Артур Тенсли (1871-1953) предложил термин "экосистема", имея в виду его глобальное значение, но современная трактовка выходит за эти пределы. От мельчайших по объему скоплений материи, где проявляется жизнь, до экологической среды всего человечества (всей планеты) распространяется интерес экологов последней трети XX в. [Odum, 1971; Ecosystem..., 1972].
        Географ должен прежде всего различать экосистемы биоценозов и экосистемы парциальные, те и другие разных размерностей, выраженные на разных по площади пространствах. Границы экосистем биоценозов в очень многих случаях совпадают с рубежами географических систем того или иного ранга. Экосистемы биоценозов представлены гомогенными комплексами (биоценомерами) и их экологически взаимосвязанными территориальными сочетаниями (биоценохорами). При этом налицо определенная аналогия с геосистемами с наземной жизнью, принципы классификации которых мы обсудим при дальнейшем изложении.
        Требует корректив и представление некоторых биологов, рассматривающих экосистему как определенный биотический уровень (молекулярный, клеточный, организменный, популяционный, экосистемный). Экосистемный уровень назван при этом неправильно, так как молекулярные проявления жизни, клетка, организм и популяция, взятые вместе со средой, представляют собой тоже экосистемы разных уровней. То, что в данном случае называют экосистемным уровнем, есть уровень ценотический, или, точнее, биогеоценотический, так как биогеоценоз — элементарный гомогенный ареал растительной группировки.
        Экосистемы биоценозов — моноцентрические (биоцентрические) комплексы, в которых природная среда и ее абиотический фон рассматриваются под углом зрения связи с организмами. Экосистема — это биологическое понятие. Геосистемы поглощают биоэкологические комплексы, они имеют более сложную системную организацию и обладают по сравнению с экосистемами значительно большей вертикальной мощностью. Геосистемы полицентричны, им свойственно несколько критических компонентов, один из которых, как правило, представлен биотой. Однако и в тех случаях, когда та или иная экосистема пространственно совпадает с адекватной ей геосистемой, подходы географа и эколога различны: географа — универсальный, эколога — специализированный.
        Значительно более разнообразны и многочисленны парциальные экосистемы. Их ареалы перекрывают друг друга и в совокупности заполняют всю поверхность Земли. Речь идет о многочисленных разномасштабных проявлениях связи организмов, их популяций и сочетаний видов со средой. Нередко при этом принимаются во внимание связи не со всем комплексом факторов, а только с некоторыми из них, представляющими то или иное познавательное или практическое значение, особо интересующее исследователя.
        Примером парциальной экосистемы может служить часто упоминаемая (в связи с возможностью применения математических методов в экологии) система "хищник — жертва", аналогичное значение имеют экосистемы популяций леммингов в тундре, промысловых зверей в тайге, сурков и полевок в степях и полустепях и т.п. Правомерна и практически оправдывает себя постановка вопроса о парциальных экосистемах древесных спутников: темнохвойных на севере и в горах, каштана в умеренном климате, экосистемы гевей или гваюлы в тропическом поясе.
        Во всех упомянутых случаях имеется в виду экология не отдельных древесных пород, а их консорций в широком понимании (с сопутствующими растениями, так или иначе связанными с деревьями, животными и микроорганизмами).
        Парциальные экосистемы, безусловно, также связаны с геосистемами. Эта связь более сложная и нередко очень существенная для понимания роли биоты в строении и энергетике географической среды и ее отдельных регионов, поэтому для географа парциальные экосистемы представляют большой интерес. В совокупности они являют собой огромную, очень сложную энергетическую установку в географической оболочке.
        Как биоценотические образования парциальные экосистемы определяются природой тех организмов, популяций и консорций, по отношению к которым устанавливаются экологические связи. Это не требует доказательств и обоснований. Достаточно сравнить экосистемы консорций крупных млекопитающих или, скажем, перелетных птиц с пейзажами почвенных микроорганизмов. Различия будут существенными по всем параметрам, в частности, и по значению для парциальных экосистем разных экологических факторов.
        В конечном счете даже парциальные экосистемы мигрирующих на большое расстояние млекопитающих и птиц оказываются внутри какой-либо геохоры и совпадают с тем или иным географическим рубежом. Выявление и изучение функциональных особенностей такого рода экосистем в пределах соответствующих геохор (вплоть до природной провинции или зоны) представляется очень существенным для ландшафтоведа. Это значимо также в том случае, когда в центре внимания находятся элементарные геосистемы и другие таксоны топологического уровня, так как для них парциальные экосистемы сами нередко являются существенным экологическим фактором.
        Все сказанное свидетельствует о том, что ставить знак равенства между геосистемами и экосистемами (к чему склоняются некоторые географы) нет оснований. Смешение этих понятий не способствует прогрессу ни географии, ни экологии, оно неправомерно.

7. Минимум-ареалы геосистем разных размерностей

        Каждый ранг геосистемы выявляется на определенной площади — на участке земного пространства. Пространство — это, подобно времени, всеобщее состояние материи, но в физической географии земное пространство и его участки разной размерности представляют, кроме того, критический компонент геосистем. Все прочие элементы геосистем должны рассматриваться как расположенные на определенном участке земного пространства. Цельность геосистемы реализуется только на участке земного пространства соответствующей размерности со свойственными ему другими показателями.
        А.А. Крауклис [1975] высказывает при этом мысль о "функциональной дифференциации пространства", поскольку на каждом участке земного пространства локализуются определенные природные тела и процессы, необходимые для поддержания целостности геосистемы, но не совместимые на недостаточной площади. Вопрос стоит о целостности систем разных рангов — уровня фации, геома, микрогеохоры, провинции.
        Из сказанного вытекает концепция минимум-ареала для каждого ранга геосистемы. В настоящее время этот вопрос может быть обсужден только для основных категорий, но и это представляет практический интерес, так как позволяет наиболее объективно установить пределы геосистем хотя бы основных категорий.
        Концепция минимум-ареала дает возможность подойти к вопросу о минимальных размерах, при которых сохраняется еще понятие о геосистеме и обеспечивается целостность мельчайшей ячейки природной среды.
        Элементарная геосистема (биогеоценоз) как геомер уже неделима, так как при ее делении на части мы будем иметь дело с отдельными элементами системы, но не с системой в целом. Элементарная геосистема неисчерпаема при расчленении на элементы, но как таковая лимитирована определенным земельным пространством и функциональными нормативами.
        Н.В. Тимофеев-Ресовский [1973] придавал особое значение концепции мельчайшей хорологической единицы, которую рассматривал как элементарный биогеоценоз, "внутри которого не проходит ни одной существенной био-ценотической, геоморфологической, гидрологической, микроклиматической и почвенно-геохимической границы". Поскольку речь идет о рубежах компонентов и элементов биогеоценоза, то он пересекается множеством таких границ, и в этом отношении биогеоценоз (конкретный участок элементарной геосистемы) неисчерпаем. Разграничение такого рода рубежей на существенные и несущественные практически невозможно.
        Мы полагаем, что есть универсальный критерий установления минимум-ареала для геосистем разных рангов. В основе его лежат круговороты субстанции, соответствующие каждому рангу геосистемы. Таким образом, минимум-ареал биогеоценоза как участка фации — это земное пространство, на котором совершается элементарный круговорот субстанции. По горизонтали он захватывает территорию, на которой размещаются элементы, обеспечивающие целостность этой мельчайшей системы (факторы микроклимата, ячейка водосбора, экотоп биоценоза, круговороты главнейших химических элементов, условия гумусообразования и др.), а по вертикали — толщу в 20-50 м, в пределах которой замыкаются вертикальные пределы элементарного круговорота.
        Разумеется, этот элементарный круговорот субстанции, выраженный на минимум-ареале конкретного участка фации, может рассматриваться не иначе как иерархически подчиненная часть круговорота большего радиуса, который в свою очередь подчинен круговороту последующего ранга по возрастающему объему метаболизма.
        Особый интерес вызывает критерий минимум-ареала геосистемы региональной размерности. Здесь также действует функциональный принцип, но по вертикали круговорот захватывает толщу атмосферы до 2 км, а также верхний горизонт земной коры, определяющий строение фундамента данной геохоры.
        В настоящее время пока изучаются отдельные циклические процессы (как правило, полностью необратимые), слагающие региональный круговорот. Круговорот воды имеет при этом наиболее универсальное значение. Существуют предложения использовать различные коэффициенты для учета сопряженности отдельных процессов круговорота. Однако при всех условиях балансовый критерий для установления минимум-ареала региональных геохор надо еще разрабатывать, прежде всего, путем построения функциональных моделей региональной геохоры. При этом могут использоваться следующие показатели региональной размерности.
        Пространство наименьшей региональной геохоры должно заключать минимальное разнообразие геотопов, достаточное для выявления региональных особенностей местности.
        Минимум-ареал региона призван отвечать представлению о физико-географическом фоне для сочетания свойственных ему геотопов и иметь протяжение по вертикали, достаточное для выявления наименьшего ранга макроклима-тического процесса (примерно 1,5-2 км).
        На пространстве низового региона выявляются показатели теллурических факторов (гравитации, земного магнетизма, неотектоники и др.). На меньшей площади (при сравнении топогеохор) они скрадываются в результате воздействия других агентов.
        На природном фоне низового региона создаются специфические условия для функционирования, формирования структуры и интегральных режимов ландшафтных фаций, поэтому основной ареал определенной фации, как правило, заключается в границах минимум-ареала низового региона.
        Ареал планетарных подразделений ландшафтной среды также определяется функциональным началом при значительном влиянии со стороны теллурических факторов. Разделение на тропический и два внетропических (северный и южный) физико-географических пояса — самый крупный результат взаимодействия радиации с формой Земли, на фоне которого происходят большие круговороты между материками и океанами.
        Сфера геохор с наземной жизнью в пределах физико-географического пояса представлена субконтинентами (и островами в океане) — мегагеохорами, в пределах которых проявляются свои черты, обусловленные особенностями земной коры и большого круговорота "континент — океан". Так, во внетропической Азии — четыре субконтинента: Северная Азия, Восточная Азия, Центральная Азия, Западная Азия.
        Субконтиненты на фоне типичного для них круговорота различаются многими признаками, в совокупности образующими мегатерриториальную систему. Однако они не представляют собой наименьшей геохоры, параметры которой относятся к планетарной размерности. Субконтиненты разделяются на мегаположения (группы физико-географических областей), в пределах которых влияние круговорота "континент — океан" продолжает оставаться критическим началом для дальнейшей дифференциации земного пространства, но при этом усиливаются значение внутреннего круговорота и проявления зональных (или вертикально-поясных) природных связей.
        Поясним для примера, что субконтинент Северная Азия заключает следующие мегаположения с подчиненными им физико-географическими областями: 1) окраинное приокеаническое (Арктическая и Северо-Притихоокеанская физико-географические области); 2) равнинное краевой сферы материка (Обь-Иртышская, Центрально-Казахстанская, Среднесибирская, Центрально-Якутская физико-географические области); 3) горные мегаположения краевой сферы материка (Южно-Сибирская, Байкало-Джугджурская, Яно-Колымская, Амуро-Сахалинская горные физико-географические области).
        Физико-географические области, образующие мегаположения, можно рассматривать как "географические поля", где выражены свои закономерности зонального распределения природных явлений. Минимум-ареал физико-географической области — это земное пространство, на котором выражен определенный тип зональности (поясности), что служит критерием для установления рубежей области.
        В полной мере наименьшим подразделением ландшафтной сферы планетарной размерности может считаться мегаположение в пределах субконтинента. Оно может быть установлено путем деления целого на части (континента в пределах физико-географического пояса на субконтиненты по особенностям земной коры, круговорота "континент — океан" и другим признакам). В настоящее время вполне реален и другой путь: установление мегаположений путем объединения смежных физико-географических областей по сходству основных признаков. Оба приема должны контролировать друг друга.
        Физико-географические области характеризуют мегаположение (группу областей), к которому они принадлежат, и в этом смысле также имеют отношение к планетарной размерности. Одновременно они обобщают целую иерархию геохор региональной размерности, в связи с чем могут рассматриваться и как региональная категория. Точнее, области занимают буферное положение между планетарной и региональной размерностями и поэтому имеют прямое отношение к установлению минимум-ареала планетарного масштаба.
        Аналогичное положение в ряду геохор занимает макрогеохора (округ, ландшафт). Она является буферной по отношению к региональной и топологической размерностям, совмещая признаки наименьшего региона и наибольшей топогеохоры.

8. Двухрядный принцип классификации геосистем и проблемы районирования

        Для геосистем классификация особенно необходима ввиду чрезвычайного разнообразия их коренных типов, отличающихся к тому же значительной динамичностью. Назовем основные требования, предъявляемые к классификации геосистем.
        Классификация должна четко отражать существующую в природе иерархию подразделений ландшафтной сферы, давать представление о гомогенных природных целостностях разных рангов и одновременно о соподчиненных друг другу разнокачественных ареалах, также составляющих целостную категорию. Наряду с этим классификация должна отражать динамику, т.е. переменные состояния геосистем и рассматривать их как производные от той или иной коренной структуры. Все классификации — орудия познания, которые призваны совершенствоваться. В будущем классификация геосистем, по нашему представлению, должна основываться на их инвариантах, она, по-видимому, станет менее громоздкой, чем самые совершенные современные классификации.
        Из числа последних мы видим преимущества у двухрядной классификации, систематизирующей во взаимной связи геомеры и геохоры [Сочава, 1972, 1974а].
        Признание двойственного начала геосистем — с гомогенной структурой (геомеров) и разнокачественных цельностей (геохор) — необходимая предпосылка их систематизации. Геомеры, как и геохоры, представляют собой целостности: первые с однородной, вторые — с разнокачественной структурой. В совокупности они характеризуют ландшафтную структуру Земли. Мельчайшее составляющее этой структуры (элементарный ареал комплекса природных явлений) — элементарный геомер. Он размещается на небольшой площади и сочетается в пространстве с элементарными геомерами другого вида, образующими в совокупности элементарную геохору. Элементарный геомер — это не только морфологическое понятие. Он представляет собой первичный аппарат энергетического и материального обмена в геосфере. Этот аппарат действует только как часть элементарной геохоры и на фоне влияющих на нее геосистем более высокого ранга. Этим определяется иерархичность структуры ландшафтной сферы — важный аргумент классификации ее подразделений.
        Таксономия геосистем, которую мы пропагандируем, строится по двум рядам (ряд геомеров и ряд геохор). Исходные положения и примеры построения этих рядов публиковались нами ранее [Сочава, 1972, 1974а]. Оба классификационных ряда самостоятельны, но вместе с тем в узловых звеньях взаимообусловлены. В пределах планетарного порядка геосистем свиты типов природной среды (например, ландшафты северного внетропического пояса) адекватны физико-географическим поясам. Подклассы геомеров нередко замыкаются в пределах физико-географических областей. Что касается геомов, то присущие им закономерности действуют в одних случаях в пределах зоны или подзоны, а в других — провинции или группы провинций в горах. Как правило, структурные особенности, присущие фации, выдерживаются в границах определенной макрогеохоры.
        Таким образом, можно сформулировать общий вывод, что структура геомера всегда обусловлена совокупными свойствами земного пространства определенной геохоры.
        В ландшафтоведении типологическое начало порождено региональным, а региональное в свою очередь определяется типологическим составом геохоры. Здесь действует своего рода обратная связь, проявляющаяся на топологическом, региональном и планетарном уровнях. Двухрядный принцип классификации геосистем обеспечивает возможность установления этой связи, что является его большим преимуществом.
        Посредством двухрядного метода классификации одновременно решается и вопрос районирования, который практически всегда сводится к классификации территории или земного пространства, к выделению целостных природно-территориальных систем, которые сформировались в процессе исторического развития географической оболочки.
        Соизмеряя пространственные соотношения между геохорами и геомерами, мы обеспечиваем системный подход к районированию, гарантирующий учет всех критических и других значимых компонентов природы. Одновременное рассмотрение гомогенных систем с разнокачественными территориально-системными целостностями вводит нас в курс фациальной и вообще геомерной структуры последних. Очень важно, что районирование ориентируется при этом на геомер, т.е. на систему, в которой мы можем по истинному значению оценить роль всех составляющих ее компонентов. Между тем районирование на основе так называемой "типологической карты", а также показателей "геокомплексов" или "природно-территориальных комплексов" (установленных по признакам морфологии ландшафта) не характеризует природный комплекс в такой мере, как при системном к нему подходе и при учете его функциональных особенностей.
        Двухрядная классификация геосистем, включая районирование, снимает сомнения, которые возникают у географов при сопоставлении принципов однородности и целостности. Район, округ (макрогеохора) — целостности, как и гомогенные ареалы (фация, геом). То и другое — геосистемы, но разных категорий. Концепция двухрядной классификации облегчает использование счетно-решающих устройств для целей районирования и типологии земель, она восполняет искусственно созданный разрыв между так называемым типологическим и региональным началами.

9. Эпигеомеры и классификация геосистем

        Отнесение переменных состояний геосистем к их материнскому ядру, к соответствующему коренному геомеру — необходимое условие классификации подразделений природной среды. На уровне элементарных геомеров это осуществимо путем выделения эпифаций. Эпифация — система элементарных геомеров, производных от одной коренной фации. Материнским ядром эпифаций может служить и мнимокоренная геосистема. Отклонение от кореннойoили мнимок ренной структуры может носить спонтанный характер или же быть обусловленным вмешательством внешних агентов.
        В итоге эпифация — структура моноцентрическая, ее эквифинальное состояние — коренная фация [Сочава, Крауклис, Михеев, 1974]. Это представление очень существенно во всей концепции динамики ландшафтной сферы. Задача исследователя в этой области в перспективе сводится к установлению инварианта эквифинального состояния и выделению множества однотипных по этому признаку фаций, относящихся тем самым к одной эпифаций. В дальнейшем встает вопрос об упорядочении выделенного таким образом множества фаций в соответствии с их близостью к эквифинальному состоянию, а также с учетом механизмов, лежащих в основе их отклонения от него.
        Геомеры с переменной структурой внутри эпифаций образуют различные динамические, факторальные и прочие ряды изменяющихся со временем структур. Природа этих рядов во многом зависит от причин, вызвавших отклонения от эквифинального состояния, выявление которых нередко вызывает трудности.
        В целом эпифация — определенное множество рядов изменяющихся структур, при невмешательстве внешних агентов стремящихся с разной скоростью к эквифинальному состоянию. Внутри эпифаций необходимы построения рядов переменных состояний с учетом условий и темпов их трансформации, а также дальнейшая классификация этих рядов. Упомянутые операции имеют прямое отношение к конструктивному изучению динамики геосистем для целей прогнозирования и удовлетворения других нужд.
        В общей классификации геомеров для каждой коренной фации должны быть указаны главнейшие ряды ее переменных состояний, образующих с ней соответствующую эпифацию. Так же надлежит поступать при обозначении в классификации геомеров более высокого ранга. Группа или класс фаций — это обобщение не только коренных или ложнокоренных фаций, но и всех свойственных им производных состояний. В этих случаях мы имеем дело с группой или классом эпифации, представляющих собой обобщение всех входящих в соответствующую группу или класс эпифации их коренных структур и переменных состоянии. По такому же принципу обобщаются коренные и производные геосистемы в эпигеомы, а также в эпигеомеры более высокого ранга.
        Понятие о эпигеомерах имеет значение, когда необходимо генерализировать представление о подразделениях ландшафтной сферы. Важно, чтобы при этом не исключалась возможность в случае надобности произвести добавочное разделение эпигеомеров, пользуясь принципами двухрядной классификации геосистем. Практически это значимо при картировании ландшафтной сферы в мелком масштабе. На контурах эпигеомеров ландшафтной карты, где допускает масштаб, могут быть отмечены различные ряды трансформации. Современная техника штриховки позволяет показать многое, относящееся к динамическому состоянию ландшафта. Цветными обозначениями при этом отмечаются только эпигеомеры.
        Концепция эпигеомеров и отнесение переменных структур геосистем к их эквифинальному состоянию существенны при оценке потенциальных возможностей территорий, где природные условия видоизменены в результате различных непреднамеренных действий, вызывающих отрицательные последствия.
        Динамические тенденции в общих чертах, насколько это возможно, должны быть отражены в двухрядной классификации. Наряду с этим во многих случаях для познавательных, а особенно практических, целей необходимы специальные классификации переменных состояний геосистем, так как именно они в ряде случаев являются объектом хозяйственного использования или предметом, подлежащим преобразованию.
        Классификации динамических и факторальных рядов наиболее действенны, если они осуществлены в пределах определенного эпигеома или эпигеоме-ра другого ранга, что обеспечивает увязку специальной динамической классификации с классификацией общего порядка.
        Изучение динамической структуры эпигеомов имеет большое познавательное значение. Это один из путей выявления пластики природных комплексов, что существенно при прогнозировании, а также при выработке рациональных норм воздействия человека на природу.

10. Предвидение динамики геосистем (географические прогнозы)

        Предусмотреть то, в каком направлении пойдет изменение структуры геосистем, представляет большой познавательный и не меньший практический интерес. Этот чрезвычайно сложный вопрос имеет несколько аспектов. Один из них касается изменения во времени инварианта геосистем, что определяет их эволюцию. Последняя за небольшой период времени проявляется в структуре фаций, за более длительный — в облике геомов и особенно геомеров высшего ранга. Параллельно эволюционируют и геохоры — более явственно топологического порядка, медленнее — региональные и особенно планетарные. Весь крут относящихся сюда вопросов принадлежит палеогеографии, которая в отдельных случаях опирается на учение о геосистемах, а также на концепцию общей теории систем. В нашем докладе мы не касаемся этого аспекта.
        Нас интересует текущая динамика геосистем, выявление и упорядочение всех их переменных состояний, подчиненных одному инварианту, т.е. того, познание чего имеет непосредственное отношение к географическому прогнозу и преимущественно возбуждается прямым и косвенным воздействием человека.
        Для решения многих познавательных и практических задач все возрастающее значение приобретают комплексные прогнозы, включающие и собственно географические. Важность последних велика для обоснования и апробации различных концепций экономического и социального развития. В большинстве случаев без дополнительной технико-экономической и социологической интерпретации применительно к конкретным практическим задачам географические прогнозы недостаточно действенны, но всегда необходимы, особенно при составлении плановых и технических проектов.
        Мы понимаем географические прогнозы как разработку представлений о природных географических системах будущего. В аспекте эволюции геосистем это, как упоминалось, — задача палеогеографии, в части текущей динамики (смены одной переменной структуры другой) — объект учения о геосистемах. Такого рода динамика проявляется и при спонтанном развитии, но чаще всего как следствие влияния человека и сопровождает различные мероприятия по освоению местности, разработку природных ресурсов и другие воздействия человека на окружающую среду, поэтому прогноз текущей динамики — необходимое условие рационального природопользования, обязательное для проектирования охраны и оптимизации окружающей человека среды.
        Геосистема изменяется как целое, но при этом отдельные компоненты ее трансформируются с разной скоростью и нередко своими путями. Прогнозы динамики отдельных компонентов нужны для интегрального географического прогноза и часто имеют самостоятельное значение. Проектанты нередко довольствуются покомпонентными прогнозами, что на деле далеко не всегда оправдывается.
        Географический прогноз касается только природной среды человека. Социально-экономические прогнозы строятся на других основаниях, но с учетом динамики природной среды. Экономические и социальные мотивы при географическом прогнозировании принимаются во внимание только в аспектах их воздействия на природу. Этого вполне достаточно, так как помимо разработки собственно географического прогноза географ участвует в составлении социально-экономических прогнозов, в частности касающихся перспектив развития территориально-производственных систем.
        Прогнозы отраслевого географического значения (развития рельефа, изменения водно-теплового режима, динамики растительности и животного населения), как упоминалось, существенны для построения интегрального географического прогноза. Наряду с этим они вряд ли получат законченный характер, если не будут согласованы с представлением о структуре геосистемы будущего в целом.
        Опыт показывает, что отраслевые (покомпонентные) и интегральные географические прогнозы должны разрабатываться во взаимной связи, причем в большинстве случаев не последовательно, а параллельно. Нельзя полагаться на отраслевые прогнозы (что нередко имеет место), если они не согласованы с интегральным природным прогнозом, иными словами, если о динамике компонента геосистемы строят предположения, не учитывая общую структуру ландшафта будущего.
        Значение интегрального географического прогноза нам представляется в настоящее время достаточно отчетливо. Прогнозирование — это весьма актуальный раздел учения о геосистемах. Однако по разным причинам физикогеографы еще не полностью подготовлены к практическому прогнозированию в масштабах, которые необходимы уже сейчас в связи с ирригацией в Средней Азии, освоением земель в Западной Сибири, строительством БАМа и многими другими мероприятиями, предусмотренными в ближайшие пятилетия. Чтобы ликвидировать это отставание, нужно усилить внимание к теоретическим вопросам учения о геосистемах, в первую очередь относящимся к связям между компонентами природы, принципам моделирования (построению пространственно-временных графов, выявлению инвариантного начала геосистем, а также рядов их переменных состояний). Названные исследования должны вестись параллельно со специальными: экспериментальными исследованиями на стационарах или на особых полигонах, если речь идет о создании прогноза в связи с крупным проектом освоения местности.
        В настоящее время приступить к прогнозированию текущей динамики мы можем путем построения для прогнозируемого пространства трех видов основных (опорных) моделей.
        Для примера нас интересует возможная динамика в мезогеохорах, где в результате создания водохранилища изменится природный режим. Территория, где мы можем ждать изменения природных условий, картируется в масштабе, позволяющем показать ареалы групп фаций. Для этого же пространства нужно построить каскадную функционально-компонентную модель, а также графики, отражающие современный интегральный природный режим типичных фаций или их групп. Все это характеризует исходное состояние изучаемой в целях прогноза местности, которое выявляется в поле в процессе специального исследования.
        Далее составляются другая каскадная модель и графики природных режимов, где уже приняты во внимание показатели абсолютных величин компонентов и их ритма в том виде, в котором они подлежат изменению в связи с проектируемым мероприятием. Все показатели нам известны (частично они те же самые, что и на современных моделях и графиках, частично задаются проектантами). Это — прогноз вероятного состояния, ситуация, которая будет иметь место в результате реализация проекта. Она подвергается тщательной географической экспертизе с целью установления рациональности запроектированного изменения гидротермического режима и всех последствий, которые оно вызовет в среде обитания человека и в ресурсном отношении. При этом будут возможны и некоторые экономические расчеты.
        Как правило, результаты экспертизы выявляют те или иные нежелательные последствия. Однако при этом открывается возможность создания оптимальной модели путем внесения соответствующих поправок в параметры, заданные при первоначальном проектировании. Это третий (оптимальный) вариант модели, которую и можно считать прогнозной в конструктивном смысле. Она также сопровождается графиком природных режимов и различными приложениями, удостоверяющими достаточную производительность соответствующего ресурса, обеспеченность его воспроизводства, сохранения оптимальных условий среды обитания и прочие сведения.
        В настоящее время многие показатели, необходимые для построения прогнозной модели, пока нельзя выразить в цифрах, основанных на эксперименте, поскольку исследование требует времени, которым прогнозист не располагает. Выходом из положения послужит создание гипотетической модели методом логической аппроксимации, основанной на информационном анализе и в особенности на системном подходе к моделированию прогнозируемых геосистем.
        Геосистемы (а также территориально-производственные системы) представляют иерархию уровней организации. Прогноз будущего этих систем должен последовательно обосновываться по отношению к каждому уровню. В большинстве случаев прогноз дается с определенной целью, которая неразрывно связана с соответствующим пространством (географический прогноз по поводу эксплуатации газово-нефтяных месторождений Обь-Иртышья, на зону сооружения Байкало-Амурской магистрали, на производство, где планируется перераспределение стока и др.). Наиболее обычный и массовый вид географического прогноза — прогноз на пространство определенных территориально-производных систем, как сложившихся, так и формирующихся.
        Современную физико-географическую обстановку и ее изменение во времени мы должны иметь в виду, проектируя формирование и развитие территориально-производственных систем. Наряду с этим влияние социально-экономических факторов ни в коем случае нельзя упускать из виду, прогнозируя геосистему.
        При правильной постановке дела прогнозы формирования территориально-производственной системы и географический должны разрабатываться одновременно во взаимной связи, но представлять собой самостоятельные документы, взаимно дополняющие и обосновывающие друг друга. Они должны сопоставляться с комплексным прогнозом, предусматривающим все социальные, экономические и природные изменения, которые могут произойти за определенный отрезок времени.
        Представляют интерес для познавательных целей, а также для стратегии освоения и охраны окружающей среды географические прогнозы на "узловые" временные рубежи различной отдаленности — на 1990 г., 2020 г. и т.д. Однако конкретный прогноз дается на срок, за который уже успеет проявиться воздействие проектируемого мероприятия на природу местности.
        В большинстве случаев, прогнозируя геосистемы будущего, мы должны иметь в виду их природные режимы с сезонными аспектами. Мало того, необходимо учитывать изменение природных особенностей по годам (например, при общем благоприятном ходе гидротермических и фенологических явлений: раз в 3-4 года возможны кризисы), поэтому целевой прогноз должен составляться на определенный (примерно 10 лет) интервал времени (1990-2000 гг., 2010-2020 гг. и т.д.). Желательно, чтобы прогноз содержал сведения не только о структуре геосистем будущего, но и о их динамических тенденциях. Это особенно касается географических прогнозов для различных мелиоративных целей, включая и перераспределение стока. Динамическое содержание географического прогноза в основном связано с результатами исследования геосистем стационарными методами, а также с представлением об интегральном природном режиме и его модификациях в отдельные годы. Большое значение имеет дальнейшая разработка принципов построения динамических моделей геосистем как по современным показателям, так и по перспективным данным.
        Одна из особенностей (и вместе с тем одно из ценных качеств) географического прогноза в том, что он предусматривает будущие пространственные соотношения между геосистемами. Картографический метод, существенный в учении о геосистемах, при разработке географического прогноза играет большую роль и сочетается в первую очередь с моделированием. Модель геосистемы будущего надо положить на карту, что приблизит нас к выявлению ее пространственных показателей.
        Территорию, на которую составляется прогноз, необходимо обеспечить серией природных карт, в совокупности характеризующих геохоры покомпонентно и одновременно как целое. Речь идет о серии сопряженных карт (геоморфологических, гидрологических, климатических, растительности, животного населения и др.), т.е. вполне пригодных для сравнения друг с другом, которые должны обеспечить содержание легенд этих карт и их графическое выполнение.
        Для целей географического прогноза важны ландшафтные карты с аналитическими данными, характеризующими различные показатели геосистем (потенциальное плодородие почв, глубину залегания и качество грунтовых вод, продуктивность определенных видов биомассы, рекреационные, медико-географические, архитектурно-планировочные и др.).
        Большое значение имеют также корреляционные карты. Они отображают пространственное размещение зависимостей между различными географическими явлениями, выраженными количественно. Корреляционные карты — своего рода модели, позволяющие судить о том, как выражены ландшафтно-экологические связи в пространстве и как скажется на местности изменение определенного фактора на различных компонентах, составляющих геосистему. Ценным видом корреляционных карт могут стать почвенные, с указанием на них оптимальных норм удобрения, необходимых мелиоративных мероприятий и потенциального плодородия по отношению к определенным культурам. Корреляционным картам следует придавать также индикационное значение, что очень важно при географическом прогнозировании.
        При создании прогноза мы дважды обращаемся к тематической карте. Первый раз, когда создается модель предвидимой геосистемы. Она составляется на основе анализа связей, типичных для предполагаемых природных ситуаций, с учетом воздействия на них человека. При этом наряду с другими исходными данными большое значение имеют картографические материалы.
        При завершении прогноза картографический метод, к которому обращаются вторично, имеет еще большее значение. Он существен при установлении ареала прогнозируемой геосистемы и вероятных пространственных модификаций ее структуры. Это осуществляется на основе карт, где наряду с гипсометрией нанесены границы современных геосистем, а также других тематических карт среды обитания.
        Образцы корреляционных карт, как экономико-географического, так и природного, содержания, уже создаются. В частности, у нас есть карты, содержащие показ пространственных изменений связи между отдельными составляющими геосистемы [Сочава, Шоцкий, Букс, 1975; Buks, 1975]. Эти образцы имеют прикладное назначение.
        Несмотря на очевидную в этом потребность, аппарат географического прогноза, на что мы уже указывали, все еще остается недостаточно подготовленным. Больше внимания уделяется отраслевым природным прогнозам, чем интегральным. Для интегрального географического прогноза, для предвидения геосистемы будущего слабо разработана теоретическая база, в частности системный подход к анализу географических явлений. Не созданы условия и не реализованы возможности для организации экспериментальных исследований геосистем. Все это тормозит работы по прогнозированию, и практически опыт прогнозирования остается ничтожным, хотя надежды возлагаются очень большие. Одновременно нельзя не признать, что в последние 3 года обсуждение проблем прогнозирования в порядке постановки вопроса и проведенные по этому поводу симпозиумы и совещания сыграли положительную роль.
        Однако конструктивно это можно решить при значительном усилении внимания к теоретическим вопросам учения о геосистемах, в частности всех его разделов, касающихся динамики природной среды. Надо добиваться коренного изменения темпов и объема экспериментальных ландшафтных исследований. Они должны быть отнесены к числу первоочередных и проводиться не только в географических учреждениях Академии наук СССР и Академий наук союзных республик, но также по линии кафедр высших учебных заведений, которым по их профилю надлежит вести научную работу по физической географии.

11. Геосистемы и сотворчество человека с природой

        Влияние человека на природу, вопросы охраны и оптимизации природной среды, рациональное использование природных, ресурсов, уход за культурным ландшафтом и забота о нем, наконец, всестороннее изучение антропогенного фактора в ландшафтоведении — все эти вопросы, вместе взятые, составляют целый круг проблем, находящихся в центре внимания современного общества, озабоченного ухудшением жизненной среды человека и местами возникающими кризисами. Они выходят далеко за пределы географии, однако учение о геосистемах имеет отношение к разным их аспектам.
        Если считать, что так называемое антропогенное ландшафтоведение подразумевает не только учет (путем классификации) всех проявлений антропогенных черт природных комплексов, но и конструктивное к ним отношение (защиту, охрану, а главное — оптимизацию), то системный подход (учение о геосистемах) имеет для него решающее значение.
        Ниже мы сосредоточим внимание только на одном аспекте проблемы "человек и среда" — на значении представления о геосистемах для сотворчества человека с природой. В настоящее время ландшафты и ландшафтная сфера видоизменяются преимущественно в отрицательном для человека отношении: наблюдается ухудшение среды и истощение тех ресурсов, которые при правильном их использовании должны приумножаться. Необходимо сотворчество человека с природой.
        Что надлежит понимать под сотворчеством человека с природой? Антропогенный ландшафт, как правило, не является продуктом сотворчества, он возникает в результате воздействия на природу без намерения обратить ее силы в направлении, нужном для человека, к которому он стремится своими действиями; природа при такого рода воздействии не призывается на помощь. Большинство антропогенных ландшафтов, на которые обращается внимание географов, — результат конфликта между человеком и природой.
        Международное внимание к проблеме защиты биосферы, несомненно, значительно сгладит этот конфликт. Некоторую роль сыграют в этом отношении различные ограничения, но решающее значение будет иметь усовершенствование технологических процессов, исключающих вредное воздействие промышленности на среду обитания. При ослаблении кризисов в окружающей человека сфере возрастет роль сотворчества человека с природой, возможности которого по мере дальнейшего технического прогресса будут непрерывно увеличиваться.
        Под сотворчеством мы понимаем усилия человека (систему мероприятий), направленные на повышение потенциальных сил природы, на активизацию природных процессов (повышение их интенсивности), повышение продуктивности (количественного и качественного) геосистем и коэффициента полезного использования энергетических возможностей земного пространства. Сотворчество с природой основано на использовании и оптимизации тенденций, свойственных природе, ее интегральных (а не частных) режимов. Оно исключает возникновение прямых и обратных положительных и отрицательных связей, порождающих кризисы. Сотворчество с природой неравнозначно ее преобразованию, хотя их цели и задачи нередко совпадают. Грань между сотворчеством с природой и разного рода полезными вмешательствами человека в природный процесс иногда провести трудно.
        Сотворчество с природой должно компенсироваться во времени, т.е. оправдывать себя в процессе ритмических изменений природы; оно должно распространяться на земное пространство, во всяком случае, региональной размерности, а не ограничиваться урочищами и угодьями.
        Хороший пример сотворчества с природой — созданные по инициативе великого русского географа А.Н. Краснова (1862-1914) "советские субтропики" в Закавказье, где субтропические черты "вписаны" в природную основу Колхиды и соседних территорий и спонтанно развиваются при постоянной заботе со стороны населения. Другим примером могут служить прибрежные районы на северо-западе Среднеевропейской равнины (Нидерланды), где плотины, дамбы, каналы, марши (польдеры) образуют с прочими компонентами ландшафтной сферы геосистемы, обязанные сотворчеству человека с природой, в их числе луга, сады, огороды, цветочное хозяйство на месте бывшего дна морских заливов.
        Перспективы такого рода сотворчества с природой возможны на огромной площади поймы Оби и Иртыша, где регулирование стока и паводков, создание польдеров и некоторые другие мероприятия способны улучшить условия для развития здесь массивов кормовых угодий и на их базе — животноводческих хозяйств и другого вида производств.
        Нет необходимости приводить много примеров. Перспективы сотворчества с природой в нашей стране чрезвычайно широки. Системный подход во всех этих случаях весьма действенный, ставим ли мы перед собою задачу создать культурные ландшафты по всему каскаду ангарских водохранилищ, хотим ли трансформировать спонтанные таежные массивы на огромных просторах физико-географических провинций в высокопроизводительные лесные культуры или конструировать новые типы рекреационных систем [Преображенский, Зорин, Веденин, 1972].
        Развитию сотворчества с природой должны содействовать моделирование "геосистем сотворчества", расчеты и графы соотношения природных процессов и вносимых в них корректив. Такая модель близка к рекомендуемой Р. Чорли [Chorley, 1971] под названием "модели системы управления" (control system). Она должна способствовать поддержанию компонентов системы на необходимом уровне. Смысл моделей сотворчества в том, что они призваны отображать природный (физико-географический) процесс, который человек стимулирует и адресует в нужном ему направлении с условием сохранения (или даже улучшения) качества окружающей его среды.
        Многие разделы учения о геосистемах имеют прямое отношение к сотворчеству человека с природой. Прежде всего это касается представления о динамике геосистем, их функциональных особенностей, ресурсного потенциала и других проблем. Все, связанное с геотехническими системами, частично входит в проблему сотворчества.
        В целом это направление имеет большое будущее: в дальнейшем оно окажется важнейшим видом приложения физической географии к проблемам социального и экономического развития.
        Сотворчество человека с природой будет принимать все новые и более совершенные формы. Возможности физической географии при этом никогда не будут исчерпаны.

12. Страноведение и география в высшей школе

        Выше мы определили современную физическую географию как учение о геосистемах. При этом встает вопрос о соотношении ее с другими географическими отраслями знаний, в первую очередь с теми, которые традиционно включались в состав физической географии в прежнем понимании как ее разделы. Большинство их обособилось как самостоятельные науки, входящие в цикл наук о Земле. В компетенции географии остаются дисциплины, касающиеся географических знаний о конкретных территориях, главным образом отдельных странах или крупных регионах, включающих ряд стран (например, физическая география СССР, физическая география Ближнего Востока и др.). Они являются продуктом самостоятельного географического синтеза и составляют особую ветвь географии — страноведение, в компетенцию которого входят и региональные социально-экономические вопросы.
        Нам страноведение представляется единым комплексным направлением, в разработке которого должны принимать участие географы: природоведы, социологи и экономисты. Материалом для страноведения служат данные отраслевых географических дисциплин (природоведческого, социального и экономического циклов). Если учение о геосистемах заимствует у этих дисциплин только отдельные положения, необходимые для анализа взаимоотношений между компонентами ландшафта, то страноведение использует и многое, касающееся различных аспектов природы, географии населения и хозяйства, изучением которых занимаются соответствующие отраслевые дисциплины. В некоторых отношениях страноведение представляет суперсинтез дисциплин, изучающих регион в разных планах, в том числе и по программе региональной экономики. Связь страноведения с учением о геосистемах определяется тем, что в зависимости от подробности страноведческого описания в нем дается информация о главнейших геосистемах региона, а также о территориально-производственных системах. В статье "Системная парадигма в географии" мы даем схему взаимосвязи страноведения с учением о геосистемах и другими географическими дисциплинами [Сочава, 1973, с. 399], в том числе учением о территориально-производственных системах (экономической географии) и территориальных системах населения.
        В системе географических наук страноведение занимает обособленное положение. Оно в принципе едино (природа, хозяйство, население), хотя, при нынешнем состоянии науки должно разрабатываться коллективом географов с различной дополнительной специализацией. В настоящее время это неизбежно и для других географических проблем, даже тех, которые по содержанию относятся только к физической или только к экономической географии. Все зависит от уровня страноведческого описания. На высоком уровне — это обязательно коллективный труд. Если работа имеет общепознавательное или справочное назначение, она может быть поручена одному географу. Во времена П. Видаль де ла Блаша (1845-1919) французские географы с успехом (для той эпохи) справлялись с этой задачей. В настоящее время назрела необходимость разработки принципов и методов страноведения с учетом требований преподавания в высших учебных заведениях, систематизации статистических данных и других культурных и экономических целей. Проблемные и методические вопросы страноведения должны найти место и в программе географических факультетов университетов.
        Как мы упоминали, сведения о геосистемах и территориально-производственных системах должны заключаться в страноведческих описаниях. Вопрос может быть поставлен шире — системный принцип анализа и изложения должен быть доминирующим приемом страноведов. На этом принципе должен быть основан подбор информации, заимствованной из отраслевых географических и других дисциплин.
        Концепция геосистем позволит в страноведческом труде дать лаконичное и вместе с тем точное определение взаимоотношения человека с природой, предупредить о возможных кризисах и наметить пути сотворчества. Двухрядная классификация подразделений природной среды — также действенное орудие их познания в страноведческом аспекте.
В учебных планах географических факультетов из числа основных специальных дисциплин прежде всего должно быть названо учение о геосистемах. Курс этот в настоящее время целесообразно называть "Общей физической географией". Прежнее содержание этого курса (общего землеведения) изжило себя. Большим шагом вперед являются курсы лекций СВ. Калесника [1970] и А.М. Рябчикова [1972]. Разумеется, они еще не отвечают требованиям, которые мы вправе предъявлять к учению о геосистемах. Программу этого курса надлежит разрабатывать специально; некоторую помощь при ее составлении может оказать настоящая публикация. Объем курса и его программа должны варьировать в зависимости от того, какие отраслевые географические дисциплины преподаются на факультетах. Не следует допускать вторжения в область частных дисциплин — океанологии, геоморфологии, климатологии и др. Материал должен подаваться так, чтобы студенту было ясно его самодовлеющее и конструктивное значение.
        Учение о геосистемах практически можно разделить на два курса: 1) общие вопросы, планетарные и региональные закономерности; 2) геотопология, изучение внутриландшафтных структур. Со вторым курсом тесно связана постановка преподавания методики полевых географических исследований (лекции, зимние и летние практические занятия). Преподавания географии в высшей школе мы касаемся только в рамках этой публикации, посвященной учению о геосистемах. По существу, данный вопрос может быть поставлен шире, в первую очередь в отношении страноведческих курсов, специальных курсов, касающихся географических основ охраны среды обитания и других проблем. У нас нередко приходится сталкиваться с недостаточной озабоченностью о соответствии преподавания географии в высшей школе современным нуждам.

13. Учение о геосистемах и прикладная география

        Развитие прикладной географии как особого направления — необходимое условие эффективного использования географических концепций на практике. Четкое размежевание прикладных и фундаментальных задач — залог успешного решения тех и других.
        Проблемы прикладной географии, которые обсуждаются в настоящее время на конференциях и в комиссиях Международного географического союза, касаются урбанизации и других вопросов географии населения, организации территории, планирования развития и прочих аспектов социально-экономической географии. В решении прикладных задач участвуют только отраслевые разделы природной географии — климатология, геоморфология, география почв и др. К физической географии эти прикладные работы обычно не относят, поскольку соответствующие отраслевые дисциплины имеют свои традиционные каналы, связи с практикой.
        Только на основе учения о геосистемах физическая география получает свою плоскость соприкосновения с прикладными проблемами независимо от отраслевых природоведческих дисциплин. Выше, при определении проблематики учения о геосистемах, назывались объекты исследования, непосредственно относящиеся к прикладной географии. Этот перечень без труда может быть расширен. Прикладное значение имеет все, касающиеся изучения связей между компонентами геосистемы, которые подвергаются тем или иным воздействиям со стороны человека. Знание этих связей необходимо при проектировании и планировании рационального использования ресурсов [Булатов, 1974], при вторжении в спонтанное развитие природы в порядке сотворчества с ней, при разного рода строительстве [Ретеюм, Дьяконов, Куницын, 1972] и в особенности для целей прогнозирования [Сочава, 1974б].
        Системный подход надо осуществлять в процессе проектирования и планирования, поэтому физикогеограф должен входить в состав рабочего коллектива не только как консультант, но и как основной соисполнитель проекта. Центр тяжести работы физикогеографа по прикладной географии — в проектных и производственных организациях, где ответственными разделами его работы является моделирование геосистем для расчета оптимальных приемов вмешательства в их структуру и функции в связи с теми или иными инженерными или агрономическими мероприятиями.
        Наряду с глобальными и межрегиональными географическими прогнозами, разработка которых регламентируется Научным советом по проблемам биосферы АН СССР, каждая операция природопользования, проект организации территории, районная планировка, строительство крупного промышленного предприятия с его неизбежными выбросами вредных отходов в среду обитания человека требуют рабочего прогноза, который надо составлять повседневно в проектной организации с участием географов прикладного направления.
        Материалы к районным планировкам, как правило, должны включать текст физико-географического содержания. До сих пор он нередко ограничивается характеристикой региона и создается группой отраслевых специалистов. Такая характеристика, если она умело составлена, безусловно, полезна. Между тем для практики не меньшее значение имеет характеристика связей, действующих в природной среде и выявляющих путем моделирования и разработки графов, вершины которых обозначают определенные физико-географические перспективы, а граф в целом — всю природную ситуацию. При этом не надо рассчитывать, что достаточными могут быть одна модель или один — два графа. Районная планировка нуждается в разного типа моделях природной среды и во многих графах.
        Учение о геосистемах диктует необходимость участия в разработке проекта физикогеографа даже там, где в прошлом достаточно было только консультации отраслевого специалиста. Примером может служить проектирование преобразования стока и агромелиоративных мероприятий. Наряду с собственно гидрологическими и технико-мелиоративными существен учет всех изменений в природе (прямых и побочных), которые при этом могут произойти. Эмпирически этот вопрос решался, как правило, недостаточно надежно. Основываясь на концепции геосистем, физикогеограф может разработать несколько вариантов моделей общих ситуаций, которые последуют после проектируемых преобразований. В итоге можно выбрать оптимальный вариант, имея в виду проблему природопользования в целом. Названный вид работы физикогеографа в проектных организациях должен сочетаться с систематически осуществляемой географической экспертизой всех проектов, особенно касающихся освоения новых территорий. Такую экспертизу с позиций природопользования и охраны окружающей среды надо проводить, основываясь на положениях учения о геосистемах.
        Участие географов в исследованиях, инспекциях, экспертизах по охране окружающей среды нам представляется как главнейшая и возрастающая по своему значению задача прикладной географии. Оно послужит дальнейшему усовершенствованию методов географических исследований, в том числе системного анализа природных явлений, а тем самым и учения о геосистемах.

Библиографический список

        Арманд А.Д. Роль моделей в изучении природных комплексов // Методика ландшафтных исследований. — Л., 1971. — С. 115-129.
        Булатов B.I. Теорiя систем та прикладна географiя // Фiз геогр. та геоморф.: Межвiд. наук. зб. - 1974. - Вип. 11. - С. 29-35.
        Геренчук К.И., Топчиев А.Г. О структурно-динамическом аспекте исследования ландшафта // VII совещание по вопросам ландшафтоведения (современное состояние и теория ланд-шафтоведения). — Пермь, 1974. — С. 10-12.
        Дружинина Н.П., Крауклис А.А. К моделированию продукционного процесса геосистем // Изучение таежной биоты (проблемы, перспективы). — Иркутск, 1973. — С. 37-44.
        Дьяконов К.Н. Подходы к изучению устойчивости и изменчивости процессов в геосистемах //VII совещание по вопросам ландшафтоведения (современное состояние теории ландшафтоведения). — Пермь, 1974. — С. 14-16.
        Исаченко А.Г. Развитие географических идей. — М., 1971. — 416 с.
        Исаченко А.Г. Динамические аспекты современного ландшафтоведения // VII совещание по вопросам ландшафтоведения (современное состояния теории ландшафтоведения). — Пермь, 1974. - С. 4-7.
        Калесник С.В. Общие географические закономерности Земли. — М., 1970. — 284 с.
        Крауклис А.А. Некоторые итоги // Природные режимы и топогеосистемы приангарской тайги. — Новосибирск, 1975. — С. 270-278.
        Ляпунов А.А., Титлянова А.А. Системный подход к изучению обменных процессов в биогеоценозе // Ботан. журн. — 1974. — Т. 59, вып. 8. — С. 1081-1092.
        Модели в географии. — М., 1971. — 380 с.
        Преображенский B.C., Зорин И.В., Веденин Ю.А. Географические аспекты конструирования новых типов рекреационных систем // Изв. АН СССР. Сер. геогр. — 1972. — Вып. 1. — С. 36-51.
        Ретеюм А.Ю., Дьяконов К.Н., Куницын Л.Ф. Взаимодействие техники с природой и геотехнические системы // Изв. АН СССР. Сер. геогр. — 1972. — Вып. 4. — С. 46-56.
        Рябчиков A.M. Структура и динамика геосферы, ее естественное развитие и изменение человеком. — М., 1972. — 224 с.
        Снытко В.А. О пространственно-временных моделях природных режимов геосистем // Докл. Ин-та географии Сиб. и Дальн. Вост. — 1974. — Вып. 45. — С. 12-19.
        Сочава В.Б. К теории классификации геосистем с наземной жизнью // Докл. Ин-та географии Сиб. и Дальн. Вост. — 1972. — Вып. 34. — С. 3-14.
        Сочава В.Б. Системная парадигма в географии // Изв. ВГО. — 1973. — Т. 105, вып. 5. — С. 393-401.
        Сочава В.Б. Геотопология как раздел учения о геосистемах // Топологические аспекты учения о геосистемах. — Новосибирск, 1974а. — С. 3-86.
        Сочава В.Б. Прогнозирование — важнейшее направление современной географии // Докл. Ин-та географии Сиб. и Дальн. Вост. — 19746. — Вып. 43. — С. 3-15.
        Сочава В.Б., Крауклис А.А., Михеев B.C. Динамика ландшафта и представление об эпифаций // VII совещание по вопросам ландшафтоведения (современное состояние теории ландшафтоведения). — Пермь, 1974. — С. 7-10.
        Сочава В.Б., Шоцкий В.П., Букс И.И. Трасса Байкало-Амурской магистрали и некоторые вопросы ее дальнейшего изучения // Докл. Ин-та географии Сиб. и Дальн. Вост. — 1975. — Вып. 46. - С. 3-12.
        Тимофеев-Ресовский Н.В. Элементарная биохорологическая единица — биогеоценоз // Н.В. Тимофеев-Ресовский, А.Я. Яблоков, Н.В. Глотов. Очерк учения о популяции. — М., 1973. - С. 17-22.
        Топология геосистем-71: Материалы к симпозиуму. — Иркутск, 1971. — 136 с.
        Топология степных геосистем. — Л., 1970. — 174 с.
        Экономико-географические проблемы формирования территориально-производственных комплексов Сибири. — Новосибирск, 1969. — Вып. 1. — 325 с; 1970. — Вып. 2. — 202 с; 1971. — Вып. 3, ч. 1. - 236 с, ч. 2. - 151 с; 1972. - Вып. 4. - 297 с; 1973. - Вып. 5. - 323 с; 1974. -Вып. 6. — 217 с.
        Beaujeu Garnfer J. La geographic. — Paris, 1971. — 144 p.
        Bertalanffy L. von. General systems theory. — N.Y., 1973. — 311 p.
        Buchwald K. Umwelt und Geselschaft zwischen Wachstum und Gleichgewicht // Raum-forschung und Raumordnung. — 1972. — Bd 30, N 4-5. — S. 147-167.
        Chorley R.J. The role and relations of physical geography // Progress in Geography. International reviews of current research. — L., 1971. — Vol. 3. — P. 87-111.
        Chorley R.J., Kennedy B.A. Physical geography. A systems approach. — L., 1971. — 370 p.
        Ecosystem: structure and function. — Oregon, 1972. — 176 p.
        Hidore J.J. Physical geography: earth systems. — Glenview, 1974. — 418 p.
        Isard N. Ecologic-economic analysis for regional development. Some initial explorations with particular reference to recreational resource use and environmental planning. — N.Y.; L., 1972. — 270 p.
        Kakela P., Christopherson R.W. Life geosystems or new life to physical geography // J. Geography. - 1972. - Vol. LXXI, N 3. - P. 140-146.
        Mittelstadt F.G. Modellvorstellungen in der Geographic // Z. Wirtschaft geogr. — 1974. — Bd 18, N 2.
        Odum E.P. Fundamentals of ecology. Philadelphia. — London; Toronto, 1971. — 574 p.
        Schmidt G. Ein Graphenmodele des Geokomplexs zur Veranscbaulichung der Moglichkeiten fur die Anwendung mathematischer Methoden // Peterm. geogr. Mitt. — 1974. — Bd 118. — S. 87-94.