1. Проблема системной парадигмы в природных геосистемах

Среди природных систем в окружающей человека среде особую роль играют природные геосистемы. Будучи целостны и вместе с тем делимы на подчинённые системы и подсистемы, они охватывают всю поверхность планеты и наряду с этим в качестве автономного фрагмента самостоятельно функционируют на небольшом, вполне обозримом пространстве.

"История физического миросозерцания, - писал А.Гумбольт (1, с.10) – есть история познания целостности природы", представление о которой человечество постигало поэтапно. Первоначально все сводилось к познанию существования компонентов природы, в дальнейшем в разных аспектах разрабатывалась концепция об их взаимодействии и взаимообусловленности. Наибольшего понимания природной среды человечество достигло, используя принципы общей теории систем, развитие которой связано с именем Людвига Берталандри (1901-1971). Новая концепция обеспечила представление о географической среде как об иерархической системе, целостной самой по себе и деленной на подчиненные целостности.

Системная парадигма открыла перед географией новые перспективы. По-новому стал трактоваться круговорот субстанции в географической оболочке. Новое трактование получил процесс изменения количества энтропии и негэнтропии в ландшафтной среде. На базе системного подхода по-новому стали восприниматься представления о преобразовательной и стабилизирующей динамике географической среды. С начала 1960-х гг. утвердилось понятие о геоситемах и начало создаваться учение о них, поглотившее многое из накопленного ранее ландшафтоведением, однако немало прежних представлений о ландшафтах потеряло при этом свое значение.

При поверхностном подходе геосистемы считают иногда синонимом географического комплекса, что совершенно не соответствует содержанию этих понятий и международным терминологическим нормам: ни на одном языке, оперирующем научными понятиями, комплекс не рассматривается как синоним системы и смысловой нюанс между этими терминами обычно не оспаривается. Подход с позиций общей теории систем – вот что характерно для учения о геосистемах; это не было свойственно ландшафтоведению первой половины нынешнего века. По сравнению с ландшафтоведением прошлого учение о геосистемах в значительно большей степени имеет экологическую направленность в смысле ориентации на экологические условия среды обитания. Между тем до недавнего времени ланшафтоведение развивалось преимущественно на лито генной основе и не было столь явственно устремлено к выявлению, связей природной среды с человеческим обществом и изучению ее экологических свойств.

Центральным разделом учения о геосистемах является изучение динамики природной среды, которое открывает прямые пути научного познания влияния человека на структуру и функционирование геосистем, помогает вскрыть механизм антропогенных воздействий на природу.

Системная парадигма открыла возможность пересмотреть логические основы учения ландшафтной сфере и четко ограничить задачи физической географии от отраслевых географических дисциплин. Сближение с экологией идет непрерывно.

Со времен М. Ломоносова и И. Канта (1724-1804) физическая география отпочковала от себя целый ряд научных дисциплин: как оставшихся в кругу географических наук (гидрология), так и отошедших к физическим (метеорология) или геологическим (геоморфология). Утрата части содержания на некоторое время поколебала положение физической географии в академических сферах и ее авторитет в университетах. Однако, базируясь на учении о геосистемах, а также в связи с необходимостью решения задач охраны и оптимизации окружающей человека среды, физическая география снова приобретает основания претендовать на суверенитет и первостепенную роль в изучении круга проблем, волнующих человечество. Учение о геосистемах относится к одной из основополагающих дисциплин прикладной науки будущего о принципах и методах изменения земной поверхности в нужном для человека направлении.

Для познания ландшафтной сферы особенно существенна классификация ее подразделений. В настоящее время она основывается на морфологических и функциональных показателях, а также подразделении геосистем на коренные, производные и разного рода их переменные состояния. Наиболее крупное, что привнесено за последнее время в проблему ландшафтной классификации, - это представление об инварианте геосистем.

Концепции инварианта, пришедшей из математики, суждено сыграть в физической географии не меньшую роль, чем она уже сыграла в кристаллографии и особенно в учении об асимметрии, которое основывается на двух противоположных началах: преобразовании (изменении) и сохранении (инварианте). Подобно тому, как и в мире кристаллов, в географической оболочке происходят постоянные преобразования и вместе с тем сохраняются некоторые свойства, которые в совокупности являются инвариантом по отношению к определенным сдвигам во времени и пространстве.

Только путем выявления этих сохраняющихся элементов и их связей мы в состоянии построить классификацию геосистем, отображающую законы, действующие в природной среде и порождающие ее преобразования.

Наше внимание часто привлекают превращения в природной в среде в пределах одного инварианта, вызванные многими, нередко случайными воздействиями человека. Конечно, их необходимо знать. Однако изучение этих случайных проявлений не должно лишать нас возможности постичь фундаментальные закономерности природы. Человек давно стремится абстрагировать законы природы от случайного с тем, чтобы наиболее полно выяснить и познать их.

Пространственный диапазон современной географии по сравнению с прошлым значительно расширился и углубился. Скоростные средства связи и орбитальные наблюдения предоставили невиданные возможности для исследований в планетарном масштабе, значение которых усилилось благодаря использованию геофизической аппаратуры. Сопоставление различных тематических карт мира открыло новые перспективы географического анализа. Заметим, однако, что сама по себе задача выявления планетарных закономерностей является иконной для географии, а научно-технический прогресс лишь обеспечил ее осуществление на качественно новом и несравненно более высоком уровне.

Всего этого нельзя сказать о комплексных географических исследованиях на небольших пространствах, о так называемых геотопологических изысканиях, которые по существу были чужды физической географии прошлого и проводились лишь отраслевыми географическими дисциплинами. В настоящее время географические исследования на топологическом уровне получили мировое распространение в различных странах. В связи с этим уже возникло много методических, теоретических и прикладных вопросов, подлежащих обсуждению.

Топологические аспекты в географии имеют большое значение для решения многих вопросов, касающихся спонтанной и антропогенной динамики геосистем, познания экологических режимов земель и других важнейших особенностей природной среды. От исследований на топологическом уровне надо ожидать, прежде всего, выявления инварианта геосистем. Эти исследования открывают пути и для количественных методов оценки моделирования географических процессов и структур. Наконец, с ними связаны многие новые научно-организационные вопросы, в частности организационная структура географических стационаров, на которых ведется разработка путей защиты биосферы, а также принципов и методов оптимизации окружающей человека среды. Если первые результаты работ на топологическом уровне казались далекими от региональных географических проблем, то по мере дальнейшего развития таких работ определились возможности их региональной интерпретации. В настоящее время это представляет собой актуальную проблему, поскольку способствует расширению применения точных методов в географии и возможности экспериментальной проверки исходных теоретических положений.