Основні положення

П о н я т т я в е р т и к а л ь н о ї (т о п і ч н о ї) с т р у к т у р и. При аналізі вертикальної (синонім — топічної) структури геосистеми вважається, що вона однорідна в територіальному відно­шенні, але «по вертикалі» розкладається на різнорідні частини (рослинність – ґрунт – гірські породи тощо або різні яруси рос­линності – горизонти ґрунту – шари гірських порід тощо), які пов’язані між собою певними відношеннями. Структури подібного типу називають вертикальними, хоча ця назва не зовсім точно від­биває їх суть. Під складовими вертикальних структур мають на увазі не стільки різні за своїм висотним положенням шари гео­системи, скільки деякі її частини, специфічні в ній за функцією, фізико-хімічними та іншими характеристиками. Такі різні частини можуть займати в геосистемі спільний «висотний поверх» (як, наприклад, трав’яні рослини та наземні тварини), а деякі – прони­зувати весь її вертикальний розріз (гази, волога). Тому термін «вертикальна структура геосистеми» слід вважати дещо умовним.

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

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

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

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

Кожний з цих типів відношень визначає відповідний підхід до виділення вертикальних структур геосистеми (її структуризації). Ці підходи відрізняються принципом, покладеним в основу виділення структурних частин геосистеми (її елементів, компонентів тощо). Можна розрізняти принаймні три загальних підходи структуриза­ції геосистеми та відповідно три типи її вертикальних структур:

геокомпонентний (поділ вертикального розрізу геосистеми за ком­понентами природи і далі за їх генетично однорідними частинами);

речовинно-фазовий (структурні частини виділяються як тіла, од­норідні за фазовим станом, фізико-хімічними та іншими властиво­стями речовини);

просторово-об’ємний (вертикальний профіль гео­системи поділяється на деякі однорідні шари, точніше – об’єми).

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

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