Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем
Пространство и время являются важными элементами процесса самоорганизации геосистем. Пространство и время дополнительны и взаимосвязаны (через эргодичность, метахронность, позиционную компенсационность). Пространственно-временные отношения геосистем формируются как внешними силами (внешнее абсолютно...
Збережено в:
| Дата: | 2005 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України
2005
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6566 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем / Н.В. Багров, В.А. Боков, И.Г. Черванев // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2005. — Т. 1. – Вып. 1. — С. 12-20. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860096475151728640 |
|---|---|
| author | Багров, Н.В. Боков, В.А. Черванев, И.Г. |
| author_facet | Багров, Н.В. Боков, В.А. Черванев, И.Г. |
| citation_txt | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем / Н.В. Багров, В.А. Боков, И.Г. Черванев // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2005. — Т. 1. – Вып. 1. — С. 12-20. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Пространство и время являются важными элементами процесса самоорганизации геосистем. Пространство и время дополнительны и взаимосвязаны (через эргодичность, метахронность, позиционную компенсационность). Пространственно-временные отношения геосистем формируются как внешними силами (внешнее абсолютное пространство и время, условия существования), так и в самих геосистемах (внутренне относительное пространство и время, форма существования). Пространство и время есть особые формы проявления организации геосистем. Они являются особым образом закодированной информацией. В пространстве геосистем содержится сумма информации прошлых времен. Анализ пространства и времени позволяет более глубоко раскрыть сущность структуры, динамики и эволюции геосистем.
Простір і час є важливими елементами процесу самоорганізації геосистем. Простір і час дополнительны і взаємозалежні (через ергодичність, метахронность, позиційну компенсационность). Просторово-тимчасові відносини геосистем формуються як зовнішніми силами (зовнішній абсолютний простір і час, умови існування), так і в самих геосистемах (внутрішньо відносний простір і час, форма існування). Простір і час є особливі форми прояву організації геосистем. Вони є особливим образом закодованою інформацією. У просторі геосистем міститься сума інформації минулих часів. Аналіз простору і часу дозволяє більш глибоко розкрити сутність структури, динаміки й еволюції геосистем.
The space and the time are the important elements of selforganizing process of geosystems. The space and the time additional and interdependent. The time-space rationes of geosystems shapes as external forces (exterior absolute space and time, condition of existence), and in geosystems (internally relative space and time, form of existence). The space and the time are the special forms of manifestation of geosystems organization. They are the special fashion by the coded information. The space of geosystems contains the sum of the information of past times. The analysis of the space and the time allows more penetrating to uncover an essence of srtucture, dynamics and evolution of geosystems.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:26:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
Н. В. Багров, В. А. Боков, И. Г. Черванев
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
12
���� Корреспонденция принимается по адресу: Географический факультет. Таврический национальный университет
им. В.И. Вернадского. Пр-кт Вернадского, 4, г. Симферополь, 95007.
УДК 910.3:504(477.75)
Пространственно-временные
отношения в самоорганизации
геосистем
Н. В. Багров 1
В. А. Боков 1 ����
И. Г. Черванев 2
1 Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского,
г. Симферополль
2 Харьковский национальный университет им. В. Н.Каразина, г. Харьков
Аннотация. Пространство и время являются важными элементами процесса самоорганизации
геосистем. Пространство и время дополнительны и взаимосвязаны (через эргодичность,
метахронность, позиционную компенсационность). Пространственно-временные отношения
геосистем формируются как внешними силами (внешнее абсолютное пространство и время, условия
существования), так и в самих геосистемах (внутренне относительное пространство и время,
форма существования). Пространство и время есть особые формы проявления организации
геосистем. Они являются особым образом закодированной информацией. В пространстве геосистем
содержится сумма информации прошлых времен. Анализ пространства и времени позволяет более
глубоко раскрыть сущность структуры, динамики и эволюции геосистем.
Ключевые слова: геосистемы, пространственно-временная самоорганизация.
Отношение к пространству и време-
ни в геосистемной парадигме. В на-
стоящее время характер объяснения
взаимодействий в географической обо-
лочке и прогнозирование базируются в
основном на рассмотрении переноса ве-
щества и энергии. Значительно меньше
внимания уделяется анализу пространст-
венно-временных отношений и передачи
информации. Однако, как известно, нель-
зя описать систему, опираясь только на ее
вещественно-энергетические характери-
стики. Жорж Кювье говорил, что в биоло-
гии форма важнее, чем материал. В физи-
ке, начиная с А. Пуанкаре и А. Эйнштейна,
поставлена задача объяснения законо-
мерностей на основе геометрии форм.
Многие исследователи разграничивают
вещественные и надвещественные, физи-
ческие и организационные законы
(И. Круть).
Учет пространственных (в том числе
геометрических) и временных характери-
стик позволяет значительно уточнить
структуру и организацию геосистем, полу-
чить более репрезентативную информа-
цию о них [7, 8]. Пространство и время мо-
гут рассматриваться как особым образом
закодированная информация [4]. В гео-
метрии пространства экосистем отобра-
жена вся совокупность прошлых и совре-
менных процессов. Геометрия простран-
ства геосистем – это своего рода их струк-
турная память. Примеры такого рода из-
вестны из литературы. В частности, в ра-
ботах экономико-географов рассматрива-
ются последовательности образования
экономико-географического каркаса тер-
риторий. В геоморфологии неоднократно
отмечалось, что структурные линии раз-
ных порядков суть этапы формирования
каркаса
Основные закономерности организации
географической оболочки можно объяс-
нить на базе собственного пространства и
времени геосистем. Пространственный, в
частности, геометрический (топологиче-
ский) анализ позволяет более экономно и
полно описать ситуацию, дать более пол-
ное представление об экологическом по-
тенциале, получить более достоверную
информацию.
Пространство и время выступают в
разных ипостасях в зависимости от степе-
ни общности рассмотрения явлений. В
общефилософском смысле пространство
и время – неотъемлемые атрибуты мате-
риального мира и единственно возможная
форма существования последнего. Это
проблема диалектики. В философской ли-
тературе отношение к пространству и
времени различно. Пространство трех-
мерное, оно изотропно, декартово, время
- одномерное, однонаправленное, поэто-
му необратимое (время развития) [18].
Разным, в целом же - иным является
отношение к пространству и времени в ес-
тественных науках, где пространство мо-
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
Раздел I
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ
13
жет иметь разную размерность, разную
структуру и организацию, но обычно рас-
сматривается как внешняя форма суще-
ствования объектов. Время чаще всего
определяется в абсолютных шкалах, в ос-
нове которых лежит определенное физи-
ческое явление, благодаря чему время
течет равномерно. Точность определения
времени определяется точностью кванто-
вания (шкала времени). Во многих науках
время обратимо, интервалы времени за-
даются из определенных соображений.
Классическим примером являются меха-
ника, дифференциальное и интегральное
исчисления как средства решения физи-
ческих задач.
Таким образом, пространство в этих
случаях является своего рода вместили-
щем объектов, явлений, событий, время –
шкалой, с которой соотносится длитель-
ность и/или последовательность событий.
Однако, в некоторых разделах физики
(астрофизика, например), а также в исто-
рической геологии, эволюционной биоло-
гии существует более сложное понимание
времени как закономерной последователь-
ности процессов и состояний, лежащей в
основе развития (саморазвития) объектов.
Например, в одной из последних работ по
физическим основам синергетики в объеме
2-х глав исследуются только лишь первые
мгновения существования Вселенной, т.к.
на протяжении этого ничтожного (в абсо-
лютной шкале) времени плотность веще-
ства упала на несколько десятков порядков
(Большой взрыв), произошел нуклеосинтез
и предопределились свойства Вселенной
на полтора десятка миллиардов лет напе-
ред. Вряд ли возможно было бы вообще
сопоставлять явления, по длительности
различающиеся на 10 математических по-
рядков в абсолютной шкале времени. Но
по собственному времени саморазвития
системы Вселенной они оказываются со-
поставимыми.
В геохронологии также принято сопос-
тавлять события, которые в абсолютном
времени несравнимы. Например, фанеро-
зой составляет чуть более 1/10 от текто-
нической истории Земли, но он вмещает в
себя чуть ли не все основные геологиче-
ские события, известные человечеству.
Эти события иногда сопоставляются с не-
коей абсолютной шкалой (геохронологи-
ческая шкала - относительная и абсолют-
ная), но могут существовать сами по себе.
В то же время, пространство в боль-
шинстве естественных наук остается не-
ким «мертвым» вместилищем, абсолютом
и инвариантом (по отношению к качест-
венно разным объектам). Неявно оно ос-
тается декартовым даже в планетарных
геологических моделях развития Земли,
хотя в них постулируется сферичность
планеты (как могло быть иначе!). Очень
интересное наблюдение применительно
геосинклинальному процессу принадле-
жало в этом отношении известному укра-
инскому геофизику Н. Ф. Балуховскому
еще более 50 лет назад. Он показал, что в
концепции геосинклинального процесса
есть существенная ошибка, связанная с
неучетом того, что этот процесс происхо-
дит на сфере. Речь шла о том, что на ста-
дии прогибания эвгеосинклинати якобы,
по этим представлениям, происходит рас-
тягивание земной коры, сопровождаемое
интрузиями. При воздымании же происхо-
дит ее смятие из-за избытка площади. Ба-
луховский изящно показал, что все наобо-
рот. При прогибании сферы возникает из-
быток площади, т.к. прогибание равно-
сильно уменьшению кривизны поверхно-
сти (а не увеличению, как на плоскости),
что обуславливает появление избытка
площади и сминание в складки земной ко-
ры. В обратном же случае образуется де-
фицит площади и разрывы коры.
Планетарный рельеф рассматривается
в сферическом пространстве (относитель-
но квазисферичной поверхности геоида)
[5]. Это пространство анизотропно и имеет
сложную симметрию сферы, вращающей-
ся вокруг оси (одна ось, бесчисленное
число меридиональных плоскостей сим-
метрии и одна экваториальная плоскость
симметрии). Местоположение в этом про-
странстве задается географическими ко-
ординатами.
Только из-за недоучета значения сфе-
ричности пространства и его анизотропии
в поле земного тяготения существуют до
сих пор понятия «глобальной трансгрес-
сии» или регрессии, невозможные, если
рассматривать сферу (это означало бы
перемещение поверхности геоида по ра-
диусу Земли). Здесь же надо отдать
должное тем тектонистам (И. И. Чеба–
ненко, например), которые рассматривают
сетки разломов на вращающейся сфере,
т.к. последние не могли бы образоваться
в ином (не-сферическом) пространстве.
Наряду с этим, в астрофизике простран-
ство Вселенной нестационарно, т.е. оно
направленно изменяется («разбегание»
галактик), хотя очевидно, что таким же ка-
Н. В. Багров, В. А. Боков, И. Г. Черванев
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
14
чеством оно должно обладать в физике
Земли и геотектонике, которые исследуют
необратимые процессы планетогенеза..
Авторы приводят здесь те утверждения,
которые накоплены в багаже общего зем-
леведения, планетарной геоморфологии и
физики Земли применительно к фигуре
Земли, взятой в целом, и могут быть ос-
новой парадигмы ГМС.
1. Трехмерность физического (астро-
номического) пространства является «об-
щим местом» в изучении ГМС.
2. Положение в сильном гравитацион-
ном поле приводит к сплюснутости, а тем
самым и анизотропности пространства,
т.е. преобладанию одних направлений
над другими.
3. Пространство Земли замкнуто, сфе-
рично. Пространственная замкнутость
обеспечивает связь всех точек земной по-
верхности, причем воздушные потоки
осуществляют эту связь очень быстро.
4. Вращение Земли и положение ее в
поле солнечных лучей приводит к возник-
новению полюсов, экватора - этих силь-
ных упорядочивающих точек земного ша-
ра, а также неравномерному проявлению
силы Кориолиса.
Пространство и время в современ-
ной геосистемной концепции. Считается
доказанным, что планетарный рельеф
земной поверхности есть результат само-
развития и самоорганизации одной из
субсферичных поверхностей раздела, ко-
торые возникают на контактах тел разной
плотности: воздух-литосфера (суша) и во-
да-литосфера (дно океана). Другими пла-
нетарными границами раздела являются
также поверхность Мохо, граница ядра
Земли и мантии, поверхность океана. Все
эти поверхности обладают анизотропно-
стью, которая обусловлена наличием гра-
витационной силы.
Региональный рельеф «забывает» о
сферичности Земли, т.к. он опирается на
поверхность геоида. Последняя служит
абсолютным базисом, к которому стре-
мится выравнивание рельефа экзогенны-
ми силами. Так, рельеф континента прак-
тически мало отличается от двумерной
поверхности, т.к. соотношение вертикаль-
ной протяженности с горигонтальными
размерами так мало, что первой вообще
можно пренебречь. Следовательно, мож-
но представить региональный (тем более
локальный) рельеф как развертку, нуле-
вой поверхностью которой служит геоид.
Т.к. образом, пространство такого релье-
фа становится декартовым, но в то же
время оно сохраняет до некоторой меры
анизотропность, присущую сфере. Если
бы не последнее обстоятельство, то гео-
морфологический процесс, формирующий
систему стока воды и наносов с суши в
океан, был бы невозможньм.
Средние и малые формы рельефа, на-
оборот, имеют соотношения вертикальной
и горизонтальной протяженностей сопос-
тавимые между собой. Необходимо отме-
тить, что значение анизотропии вновь
растет по мере уменьшения разверно-
сти форм рельефа, почему по мере ло-
кализации последнего роль вертикальной
составляющей геоморфологического про-
цесса становится все более существен-
ной.
Пространство геосистем. По характе-
ру структурной организации земная по-
верхность – это совокупная «мозаичная»
поверхность, которая состоят из геосис-
тем разной природы и уровня организа-
ции. Геосистемами называют относитель-
но обособленные и целостные образова-
ния, которые возникают как результат
пространственно-временного квантования
рельефа, дифференцирующего другие
тела, формы и процессы. Они разного
масштаба, образуют иерархически сопод-
чиненную систему – от элементарных по-
верхностей до обнимающей, наибольшей
геосистемы -географической оболочки. На
геосистемном уровне организации сосу-
ществуют и взаимно сочленяются разно-
образные виды пространства и времени
[12]. Они проявляются через внешние
шкалы, т.е. такие, которые не зависят от
свойств геосистем (мировое физическое
пространство, планетное пространство,
физическая шкала, задаваемая часами,
космическими явлениями, атомное время,
время, задаваемое числом внешних цик-
лов, геологическое время) и внутренние
шкалы, отображающие имманентно про-
текающие процессы в ГМС (пространство,
задаваемое через характер соседства
ГМС; пространство, определяемое фор-
мой и симметрией объекта;
Внутренние пространственные отно-
шения геосистем сложны и не до конца
изучены.
Какие свойства характерны для релье-
фа Земли, рассматриваемого относитель-
но геоида, который служит субстратом и
регулирующим компонентом геосистем?
Регионально рельеф рассматривается
в плоском двумерном пространстве – как
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
Раздел I
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ
15
определенное сочетание форм, комплек-
сов форм, типов рельефа, геоморфологи-
ческих районов, провинций и т.п.(поэтому
карта является наиболее адекватным его
образом). В этом пространстве обычной
является билатеральная симметрия, ко-
торая также наиболее эффективно иссле-
дуется картографическими средствами.
Пространственное положение задается
преимущественно топологически – по вза-
имному размещению элементов на плос-
кости (обычно – на плоскости карты, по-
следнее время – космического снимка).
На локальном и топологическом уров-
нях пространство становится трехмерным
декартовым. Оно все более анизотропное
по мере уменьшения размерности, а в
аналитической геоморфологии может вы-
рождаться до одномерного вектора, отве-
чающего каждой точке. Усиливается роль
топологии локального пространства, ис-
пользуются шкалы относительного поло-
жения (соответственно, локальные систе-
мы координат). Например, удаленности от
гребня водораздела, последовательности
элементов склона и т.п., как, например, в
работах А. Н. Ласточкина [9]. Довольно
часто наблюдается сочетание билате-
рального (плановая конфигурация относи-
тельно, например, речной системы, где
склоны каждой речной долины или водо-
тока билатеральны – в форме листа рас-
тения) и конического пространства замк-
нутых выпуклых и вогнутых форм релье-
фа с соответствующей симметрией (ось и
плоскости симметрии, совпадающие с
осью). Коническая симметрия применима
и для описания форм, лежащих «на боку»
– водоразделы, долины и т.д. и неявно
используется (например, когда говорят об
асимметрии, то используют коническую
модель пространства, хотя явно ее и не
вводят. Здесь есть возможность приложе-
ния и др. форм пространства и соответст-
вующих типов симметрии, что периодиче-
ски обсуждается в геоморфологии [17].
Наиболее общие свойства высотных
отметок относительно поверхности гноида
анализируется через распределение ве-
роятностей их появлений и подчиняется
гипсографической кривой (а подводный
рельеф - батиграфической кривой). В ос-
нове этого распределения роявляется не-
сколько факторов, в том числе процессы,
заставившие разделиться материковые и
океанические глыбы (планетарная текто-
ника - это скорее внешний фактор, чем
самоорганизация); законы формирования
продольного профиля речных систем,
склоновые процессы и др. Они формиру-
ют трехмерную структуру земной поверх-
ности, которая проявляется 1) в опреде-
ленном пространственном сочетании
элементарных поверхностей (например,
совокупность элементарных поверхно-
стей, образующих выпуклый склон); 2) в
определенном наборе первичных суб-
стратов, на которых формируется рельеф,
а вместе с ним - определенные геоэколо-
гические обстановки;
3) в наборе типов процессов (флюви-
альных, эоловых, радиационного обмена,
карстовых и др.), которыми модифициру-
ются эти «базовые» обстановки. В свою
очередь, как показывают стационарные
исследования, каждое из тел (субстратов)
геосистемы и каждый процесс характери-
зуются собственным характерным време-
нем. В связи с этим, формируются:
- многомерность собственного про-
странства, геосистем, хотя их «упаковка»
происходит в трехмерном физическом
пространстве.
- иерахичность, связанная с квантова-
нием, дискретностью, дополненной конти-
нуальностью.
- соотношение дискретности и контину-
альности, являющихся взаимно дополни-
тельными свойствами.
Геосистемы в той мере объективны, в
какой проявляется дискретность рельефа.
По мере возрастания континуальности
геосистемы становятся менее явными
(физические и др. поля рельефа).
Рельефы поверхностей раздела.
Наряду с рельефом поверхности лито-
сферы геосистемам свойственны иные
«рельефы», определенным образом соче-
тающиеся с рассмотренньм. Своеобраз-
ный урбогенный рельеф характерен для
городских территорий (образован крыша-
ми и стенами зданий, улицами, зелеными
насаждениями). Для поверхности леса и
вообще растительности возможно рас-
сматривать фитогенный рельеф. Поверх-
ность ледовых образований образует
криогенный рельеф. Строго говоря, есть
«рельефы, контактов воздушных масс и в
атмосфере, но они достаточно эфемерны
и более слабо выражены.
Рельеф поверхности любого типа
формируется благодаря свойствам тел,
которые контактируют, и процессам, кото-
рые имеют место в зоне контакта. Можно
предположить, что разнообразие форм
рельефа и других явлений, развивающих-
Н. В. Багров, В. А. Боков, И. Г. Черванев
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
16
ся на этом контакте, пропорционально
степени контрастности контактирую-
щих тел (объектов). Формы рельефа за-
висят также от времени, которое прошло с
начала контакта. В этом смысле рельеф,
опирающийся на твердый субстрат, исто-
ричен, в то время как рельефы жидких и
газообразных субстратов, динамичны.
Общие свойства контакта, проявляющие-
ся в современных условиях:
- наличие предельной поверхности
(одна из уроненных поверхностей), к кото-
рым стремится процесс ее формирования:
в идеальном случае и при отсутствии по-
ступления внешней энергии вся поверх-
ность раздела стремилась бы к уровенной
(эквипотенциальной);
- неровная поверхность с положитель-
ными и отрицательными элементами,
благодаря которым возникает гравитаци-
онный градиент, горизонтальная состав-
ляющая которого приводит в движение
массы вещества и диссипацию энергии;
- интенсивно идущие многообразные
процессы (речной сток, подземный сток,
эоловый перенос, абразия и многие дру-
гие), которые используют экзоненную энер-
гию, но управляются в известной мере не-
ровностями рельефа. Благодаря наличию
контактов рельеф приобретает дискрет-
ность, а геосистемы - объективность.
Геосистемная концепция в целом опи-
рается на понимание пространства и вре-
мени в разном смысле [4, 10, 14]. Про-
странство в геосистемной концепции
имеет разную структуру в зависимости от
ранга изучаемой геосистемы. Для геосис-
тем малой размерности оно чаще всего
декартово, но всегда является анизотроп-
ным (из-за универсального действия гра-
витационной силы). Геосистемы средней
размерности становятся все более дву-
мерными, плоскими, т.к. вертикальная ко-
ордината все более вырождается (из-за
несопоставимости линейных размеров и
вертикальной протяженности, как это бы-
ло показано выше). Уходит как бы на зад-
ний план анизотропия.
В геосистемах большой размерности и
географической оболочке как предельной
геосистеме внешнее пространство стано-
вится сферичным, замкнутым, анизотроп-
ным и анизоморфным. Неявно существует
понятие внутреннего пространства (внут-
ренней формы) как последовательности
чередования однотипных и одновремен-
ных событий.
Время геосистемы. Время в геосис-
темах существует онтологически по край-
ней мере в трех формах. Внешнее время
определяется, в основном, естественны-
ми ритмами природы. Наряду с этим, гео-
системы обладают собственным внутрен-
ним временем, которое проявляет себя в
определенной последовательности смен
состояний, которые происходят нерегу-
лярно, аритмично имманентно (своего ро-
да сукцессии).
При изучении геосистем используются
различные времена и соответствующие
шкалы. Гносеологически время отобража-
ется различными шкалами. Для внешнего
времени шкала задается ритмичными
природными процессами (год, сутки). В
силу цикличности таких процессов время
оказывается обратимым. Прежде всего,
благодаря длительному сотрудничеству
географии с геологией при описании
рельефа применяются относительные
геохронологические шкалы. К сожалению,
довольно часто это оказывается неэф-
фективным, т.к. геология живет в более
«грубой» шкале времени, она вынуждена
охватывать большие (в абсолютном вы-
ражении) времена в миллионы, десятки и
сотни млн. лет. По сравнению со шкалой
геологических событий геоморфология
рассматривает, как правило, множество
мгновенных состояний, своего рода «мо-
ментальных фотоснимков» картины зем-
ной поверхности. Поэтому, с нашей точки
зрения, зашли в тупик классические тео-
рии морфоисторического и историко-
генетического описания рельефа, т.к. на
таком уровне достаточно быстро исчерпа-
ли свои возможности, не имея собствен-
ной геоморфохронологической шкалы.
Для внутреннего времени самой обыч-
ной является шкала фаз развития, когда
каждая фаза независимо от физической
длительности (деления) имеет значение
единицы времени (своего рода «топологи-
ческое время»). В этой шкале самому вре-
мени еще не придается значение необра-
тимости. Наряду с этим, существует и ши-
роко используется шкала состояний отно-
сительного возраста геосистем и геосис-
темных объектов (зарождение, юность,
зрелость (климаксное состояние), ста-
рость, смерть – понятия, широко приме-
няемые по отношению к объектам любой
природы). Эта временная шкала – выра-
женная «стрела времени», т.е. время в ней
время необратимо и редко сопоставляется
с какими-либо абсолютными шкалами, т.к.
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
Раздел I
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ
17
протекание каждой фазы саморазвития
длится разное время..
Есть еще одно время, которое на про-
тяжении исследований примерно послед-
них 30 лет – с развертывания комплекс-
ных географических стационаров – стало
специальным объектом геосистемной
концепции. В геосистемной концепции
время существенно изменило свою при-
роду. В наибольшей мере это время
функционирования, которое вышло на пе-
редний план, т.к. при изучении геосистем
важным является не только происхожде-
ние, возраст, но и пространственно-
функциональные отношения [2, 3, 16]. Его,
время функционирования, можно назвать
дискретно-пульсирующим. Время для гео-
системы не течет, пока она находится в
одном квазиустойчивом состоянии. При
переходе к иному состоянию время очень
сжато, насыщенно – происходит множест-
во событий и переходов, пока геосистема
не придет в новое квазиустойчивое со-
стояние. Затем для нее время вновь как
бы останавливается (в сопоставлении, ко-
нечно же, с некоей абсолютной шкалой). И
так повторяется многократно на протяже-
нии всей жизни геосистемы. Здесь же су-
ществуют понятия времени реакции, вре-
мени затухания воздействия и т.п. Это
разнообразие геосистемных шкал пока
еще не описано в какой-то одной работе,
довольно часто даже крупные исследова-
тели задают шкалу времени геосистем в
неявном виде, т.е. не оговаривая и не мо-
тивируя, почему это именно так исследу-
ется и описывается.
Наряду с этим, при описании возраста
рельефа широко используется относи-
тельная шкала состояний (юность и т.д.).
Довольно часто она сопоставляется с гео-
хронологической шкалой.
Различаются собственное необратимое
время (время саморазвития) и обратимое
время (время саморегуляции, релаксации
и т.п.). Это также характерное время, зада-
ваемое числом собственных циклов; время
как порядок следования событий; относи-
тельное или сравнительное время одно-
типных явлений в аспекте «раньше-позже»;
время, задаваемое положением системы
на оси ее эволюции от рождения до ста-
рости и разрушения; время жизни органи-
зации или эквифинальное время.
Относительное время функционирова-
ния и эволюции геосистем специально
рассматривалось в ряде работ [3,4, II], од-
нако специальные исследования относи-
тельного времени геосистем ограничива-
ются возможностями геостационаров, по-
этому вынужденно не выходят далее ло-
кального кровня организации геосистем.
Общие закономерности эволюции
земной поверхности. Эволюция слож-
ным образом соотносится с самооргани-
зацией. По мнению авторов, эволюция со-
стоит в следующем:
- уменьшении контрастности по верти-
кали и увеличение контрастности по гори-
зонтали
- увеличении многообразия процессов
(оно (многообразие процессов) является
одной из причин увеличения многообра-
зия форм.
- увеличении многообразия форм, в
том числе (и преимущественно) за счет
детерминации их пространственных соче-
таний и отношений.
Детерминация пространственных соче-
таний и отношений возникает в условиях
длительной эволюции, многообразия про-
цессов, мозаичного сочетания компонен-
тов ландшафта и сложного строения гео-
графической оболочки, взятого в целом. С
течением времени контрастность взаимо-
действующих тел уменьшается, но воз-
растает разнообразие явлений, в первую
очередь форм рельефа. Очень резко вы-
раженная поверхность раздела «Земля-
Космос» (первичное вещество - космиче-
ское пространство), существовавшая на
допланетной и ранней планетной стадиях,
впоследствии смягчилась образованием
целого ряда слоев: на суше - земная кора
- кора выветривания - почвы; в водоемах -
илы- воды -биовещество - воздух тропо-
сферы - воздух стратосферы и т.д. Пер-
вичный рельеф земной поверхности был
другим, поскольку были другие более кон-
трастные тела контакта (допланетная ста-
дия, с процессами дегазации и выделения
воды и т.д.). Рельеф, как известно, высту-
пает совершенно особым элементом гео-
графической оболочки и геосистем. Его
отнесение к компонентам (наряду с поч-
вами, растительностью, климатом и др.)
допустимо только в первом приближении
и в самом общем смысле (на самом об-
щем уровне рассмотрения). Для того, что-
бы придать рельефу большую «компо-
нентность», его рассматривают в объем-
но-вещественном варианте. В этом аспек-
те О. В. Кашменской выделена геоморфо-
логическая форма движения материи. Это
допустимо, если рельеф рассматривать
Н. В. Багров, В. А. Боков, И. Г. Черванев
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
18
как самостоятельную систему, как бы вне
ландшафта. То есть овеществление
рельефа (и как выражение этого - его рас-
смотрение как объемного тела) позволяет
как бы превратить его в верхний слой ли-
тосферы, ограничиваемый снизу, однако
же, произвольно. При детальном рассмот-
рении рельеф, рассматриваемый как гео-
метрическая поверхность – информацион-
ная матрица, которая служит в природе
для управления геометрического типа
(через направления и скорости потоков) и
определяет потоки вещества и энергии,
т.е. выполняет функцию управляющего
элемента. Эта информационная матрица
задает свойства и распределение рыхлых
горных пород, почвенно-растительного
покрова, т.к. она формирует почвенно-
эдафические и экологические условия на
сложной поверхности, по этой причине
рельеф «просматривается» на различных
тематических картах сквозь любую тема-
тическую нагрузку. И. Г. Черваневьм было
выдвинуто положение о том, что рельеф
является инвариантом ландшафта.
В то же время, почвенно-растительный
покров во многом выступает управляющим
элементом геоморфологического процесса,
что неоднократно на экспериментальном
уровне исследовалось в эрозиоведении и
прикладном ландшафтоведении [б].
Рельеф – особый геокомпонент. Это –
геометрический и информационный ком-
понент. Он воздействует на другие компо-
ненты не посредством воздействия веще-
ственно-энергетического, а посредством
управления (на сигнально-информацион-
ном уровне), меняя направления и мощ-
ность потоков. То есть для рельефа ин-
формационные отношения во взаимодей-
ствии являются доминирующими.
Эргодичность – отображение компен-
сационной дополнительности пространст-
ва и времени, реализуемое через рас-
стояние. Отражает то обстоятельство, что
на разном расстоянии от активного объек-
та время системы будет иное. Преодоле-
ние расстояния требует времени. Каждая
зона позиционного ряда есть определен-
ная комбинация пространства и времени.
В пространстве заключены временные
структуры, во времени – пространственные.
В более широком смысле можно гово-
рить о дополнительности пространства и
времени геосистем, реализуемой через
метахронность, эргодичность и простран-
ственно-временную компенсационность.
Метахронность может рассматриваться
как вариант эргодичности. Пространст-
венно-временная компенсационность со-
стоит в способности системы замещать
недостающие формы или процессы каче-
ственно иными формами и процессами,
подобно тому, как это известно в эколо-
гии, по Н. Ф. Реймерсу [13].
Благодаря дифференцирующей функ-
ции рельефа, геосистемы образуют со-
пряжения:
- эргодические, которые специально
исследовались Ю. Г. Симоновьм приме-
нительно к физической географии и тео-
рии ГМС, например, в [16];
- альтернативные (чередование подня-
тий и понижений);
- дополнительные (парагенезис склонов
или продольный профиль реки, например).
Пространственная некоммутатив-
ность обусловлена нахождением релье-
фа в неизтропном пространстве. Она за-
ключается в том, что перестановка в про-
странстве объектов - элементов ГМС -
невозможна. Она приводит к новым усло-
виям, изменению ситуации, перестройке
ГМС, возникновению иной ГМС. То есть не
соблюдается правило А+Б = Б+А (в соот-
ветствии с которым, от перемены мест
слагаемых сумма не изменяется). В неко-
торых случаях перемещение вообще за-
прещено: нельзя поменять местами верх-
нюю и среднюю части долины реки, ибо
это будет абсурдно. Если бы пространст-
во было изотропным, то скорее всего про-
являлась бы коммутативность.
Временная некоммутативность свя-
зана с неизотропностью времени. Собы-
тия в развитии ГМС не могут быть пе-
реставлены местами. В более глубоком
понимании, неизотропность времени
формирует «стрелу времени», что счита-
ется одним из ключевых моментов теории
диссипативных структур И. Пригожина.
Факторная относительность релье-
фа Н. И. Маккавеева может быть допол-
нена утверждениями:
- чем меньше форма рельефа, нахо-
дящаяся в основе и геосистемы, тем
больше она зависит от последней (геосис-
темы ландшафтного уровня организации).
- малые формы рельефа частично
компенсируют друг друга, что приводит к
уменьшению градиентов на более высо-
ких уровнях.
Обратимость и необратимость раз-
вития. Обратимы процессы и формы на
микроуровнях геосистемной организации.
Но развитие рельефа земной поверхности
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
Раздел I
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОПОЛИТИКИ И ЭКОГЕОДИНАМИКИ
19
и геосистем в целом необратимо. В этом
противопоставлении проявляются иерар-
хичность геосистем и эмерджентность.
Человек как фактор ландшафта и
рельефа. Процессы изменения в окру-
жающей природной среде, обусловленные
человеческой деятельностью и на плане-
тарном, и на низших уровнях иерархии, в
известной мере противоречивы. Но если
попытаться одним словом – «да» или
«нет» ответить на вопрос: является чело-
веческая деятельность разрушительной
или созидательной в отношении рельефа
то авторы склонились бы ко второй, т.е.
позитивной оценке.
Да, человеческая деятельность во мно-
гом подрывает механизмы самоорганиза-
ции геосистем. Это происходит из-за не-
достаточной осведомленности в отноше-
нии их поведения и ограничений в отно-
шении неразрушающего использования, с
одной стороны, а также из-за технологи-
ческой недооснащенности и экономиче-
ских ограничений, с другой. В наибольшей
мере это относится к архаичной склонно-
сти человека к выравниванию, упрощению
рельефа, уничтожению любых особенно-
стей, которые якобы нарушают общую
гармонию в природе или просто раздра-
жают взор. Из-за этого нарушается закон
необходимого разнообразия, на физиче-
ском уровне снижается процесс диссипа-
ции энергии, что в конечном счете возбу-
ждает ускоренные процессы в геосистеме
и обусловливает соответствующие реак-
ции. Однако, поставлена и решена на на-
учно-методическом и отчасти технологи-
ческом уровнях проблема формирования
экологически сбалансированных ланд-
шафтов в связи с проблемой предотвра-
щения ускоренной эрозии.
Необходимо отметить, что потеря раз-
нообразия вредна не только на физиче-
ском уровне, но также на информацион-
ном и эстетико-психологических уровнях
восприятия ландшафта, который, как от-
мечалось, диктуется рельефом в первую
очередь. Очень хорошо и своевременно,
что группа ученых из стран СНГ под эги-
дой РАН опубликовала фундаментальный
двухтомник «Рельеф и среда жизни»
(2001), убедительно показав многогран-
ность отношений, наблюдающихся в
рельефе с окружающей средой и в отно-
шениях к нему человека [13].
Наряду с упрощением, наблюдается
определенная поляризация ландшафтов
вследствие человеческой деятельности, в
понимании Б. Б. Родомана, в том числе
через формирование искусственных
рельефов, которые в той или иной мере
сопрягаются с рельефом естественным.
Этот процесс, наоборот, увеличивает
сложность и подчас сообщает рельефу
черты порядка, отсутствующие в природе
(создание терриконов; террасирование
склонов, например). Здесь же отметим,
что антропогенное ускорение эрозионных
процессов, абсолютно негативное с точки
зрения человека, является способом пе-
реформирования рельефа применительно
к изменившимся внешним условиям и в
геоморфологическом отношении должно
рассматриваться как естественный про-
цесс, обусловленный антропогенньм воз-
действием, а в эволюционном плане мо-
жет характеризоваться как прогрессивное
явление, благодаря которому рельеф бы-
стрее, чем в других условиях, достигает
необходимого разнообразия [20]. Т.е. про-
исходит изменение временной шкалы и
пространственных отношений развития
рельефа. Этот вопрос еще требует про-
работки.
Заключение. Между современными
землеведением, ландшафтоведением и
геоморфологией постепенно устанавли-
ваются отношения партнерства, чему
должны способствовать новое видение
современных задач науки об окружающей
среде -инвайронментологии в свете про-
блемы устойчивого развития человечест-
ва на XXI век.
Авторы считают, что в этом аспекте
целесообразно рассмотрение рельефа в
качестве регулятора пространственно-
временных отношений в геосистемах
ландшафтного уровня организации, кото-
рые представляют собой качественно бо-
лее сложные образования, чем рельеф, и
в то же время регулируются последним. В
таком случае, необходимы более глубокие
и конкретные (инженерного порядка) зна-
ния о внутренних пространстве и времени
геоморфосистем и вмещающих их геосис-
тем. Авторы с тревогой отмечают, что за
период времени более 30 лет с момента
утверждения геосистемной концепции не
произошло сколь-нибудь заметного каче-
ственного скачка в геосистемных иссле-
дованиях в отношении исследования их
пространственно-временной организации.
Намеченные в докладе положения - это
лишь попытка начать «собирать камни»
для Дворца современной географии ис-
пользуя для этого и часть арсенала и на-
Н. В. Багров, В. А. Боков, И. Г. Черванев
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2005. Вып.1. С. 12-20
20
учных достижений землеведения и гео-
системологии.
Литература
1. Арманд А.Д. Информационные модели природ-
ных комплексов. М.: Наука, 1984. – 220 с.
2. Багров М.В., Боков В.О., Черваньов І.Г. Земле-
знавство. Підручник для вищої школи. К.:
Либідь, 2000. – 305 с.
3. Беручашвили Н. Геофизика ландшафта.
– М.: ВШ, 1990. – 350 с.
4. Боков В.А. Пространственно-временная орга-
низация геосистем. Симферополь: СГУ, 1982.
– 120 с.
5. Боков В.А., Селиверстов Ю.П., Черванев И.Г.
Общее землеведение. – СПб: СПб универси-
тет, 1998. – 300 с.
6. Булыгин С.Ю., Неаринг М.А. Формирование
экологически сбалансированных ландшафтов:
проблема эрозии. - Харьков: 1999. – 200 с.
7. Ковальчук И.П., Чалое Р.С. Эколого-
геоморфологические аспекты изучения эрози-
онно-аккумулятивних процессов в бассейнах
разноранговых рек освоенных регионов
8. Ковальчук І.П. Регіональний еколого-
геоморфологічний аналіз.- Львів, 1997. – 197 с.
9. Ласточкин А. Н. Морфодинамический анализ -
Л.: Недра, 1987. – 198 с.
10. Модели в географии.- Перев. С англ.- М.: Про-
гресс, 1970. – 230 с.
11. Пащенко В.М. Методолопя постнекласичного
ландшафтознавства.-Київ, Наукова думка,
1999. – 150 с.
12. Поздняков А. В., Черванев И.Г. Самоорганиза-
ция в развитии форм рельефа. М.: Наука, 1990.
13. Рельеф и среда жизни.- В 2-х томах. М.: РАН,
2001.
14. Ретеюм А.Ю. Земные миры. - М.: Мысль, 1988.
15. Симонов Ю.Г. Системный анализ в геоморфо-
логии: основные проблемы и некоторые ре-
зультаты./ Системный подход в геоморфоло-
гии.- М.: МФГОСССР.-1988. – С. 51-69.
16. Солнцев В.Н. Системная организация ланд-
шафтов. - М.: Мысль, 1982. – 258 с.
17. Токарский О.Г. Принцип симметрии и его зна-
чение в решении теоретических и практиче-
ских вопросов геоморфологии / Основные про-
блемы теоретической геоморфологии.- Ново-
сибирск: Наука, 1985. – 250 с.
18. УемовА.И. Аналогия в практике научного ис-
следования.
19. Философов В.П. Основы морфометрического
метода.- Саратов: СГУ, 1970. – 230 с.
20. Черванев И.Г. Землеведческий потенциал
идейного наследия В.И.Вернадского //Движение
к ноосфере: теоретические и региональные
проблемы. - Симферополь, 1993. – 185 с.
Анотація. М. В. Багров, В.А. Боков, І.Г. Черваньов Просторово-часові відношення у самоорганізації
геосистем Простір і час є важливими елементами процесу самоорганізації геосистем. Простір і час
дополнительны і взаємозалежні (через ергодичність, метахронность, позиційну компенсационность).
Просторово-тимчасові відносини геосистем формуються як зовнішніми силами (зовнішній
абсолютний простір і час, умови існування), так і в самих геосистемах (внутрішньо відносний простір
і час, форма існування). Простір і час є особливі форми прояву організації геосистем. Вони є особливим
образом закодованою інформацією. У просторі геосистем міститься сума інформації минулих часів.
Аналіз простору і часу дозволяє більш глибоко розкрити сутність структури, динаміки й еволюції
геосистем.
Ключові слова: геосистеиі, просторово-часова самоорганізація
Abstract. N. V. Bagrov, V.A. Bokov, I.G. Chervaniov Space-time relation in geosystem self-organization
The space and the time are the important elements of selforganizing process of geosystems. The space and the
time additional and interdependent. The time-space rationes of geosystems shapes as external forces (exterior
absolute space and time, condition of existence), and in geosystems (internally relative space and time, form of
existence). The space and the time are the special forms of manifestation of geosystems organization. They are
the special fashion by the coded information. The space of geosystems contains the sum of the information of
past times. The analysis of the space and the time allows more penetrating to uncover an essence of srtucture,
dynamics and evolution of geosystems.
Key words: geosystems, space-time organization.
Поступила в редакцию 08.10.2004.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-6566 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | ХХХХ-0005 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:26:13Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Багров, Н.В. Боков, В.А. Черванев, И.Г. 2010-03-09T12:14:55Z 2010-03-09T12:14:55Z 2005 Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем / Н.В. Багров, В.А. Боков, И.Г. Черванев // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2005. — Т. 1. – Вып. 1. — С. 12-20. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. ХХХХ-0005 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6566 910.3:504(477.75) Пространство и время являются важными элементами процесса самоорганизации геосистем. Пространство и время дополнительны и взаимосвязаны (через эргодичность, метахронность, позиционную компенсационность). Пространственно-временные отношения геосистем формируются как внешними силами (внешнее абсолютное пространство и время, условия существования), так и в самих геосистемах (внутренне относительное пространство и время, форма существования). Пространство и время есть особые формы проявления организации геосистем. Они являются особым образом закодированной информацией. В пространстве геосистем содержится сумма информации прошлых времен. Анализ пространства и времени позволяет более глубоко раскрыть сущность структуры, динамики и эволюции геосистем. Простір і час є важливими елементами процесу самоорганізації геосистем. Простір і час дополнительны і взаємозалежні (через ергодичність, метахронность, позиційну компенсационность). Просторово-тимчасові відносини геосистем формуються як зовнішніми силами (зовнішній абсолютний простір і час, умови існування), так і в самих геосистемах (внутрішньо відносний простір і час, форма існування). Простір і час є особливі форми прояву організації геосистем. Вони є особливим образом закодованою інформацією. У просторі геосистем міститься сума інформації минулих часів. Аналіз простору і часу дозволяє більш глибоко розкрити сутність структури, динаміки й еволюції геосистем. The space and the time are the important elements of selforganizing process of geosystems. The space and the time additional and interdependent. The time-space rationes of geosystems shapes as external forces (exterior absolute space and time, condition of existence), and in geosystems (internally relative space and time, form of existence). The space and the time are the special forms of manifestation of geosystems organization. They are the special fashion by the coded information. The space of geosystems contains the sum of the information of past times. The analysis of the space and the time allows more penetrating to uncover an essence of srtucture, dynamics and evolution of geosystems. ru Кримський науковий центр НАН України і МОН України Теоретические аспекты геополитики и экогеодинамики Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем Просторово-часові відношення у самоорганізації геосистем Space-time relation in geosystem self-organization Article published earlier |
| spellingShingle | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем Багров, Н.В. Боков, В.А. Черванев, И.Г. Теоретические аспекты геополитики и экогеодинамики |
| title | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| title_alt | Просторово-часові відношення у самоорганізації геосистем Space-time relation in geosystem self-organization |
| title_full | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| title_fullStr | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| title_full_unstemmed | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| title_short | Пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| title_sort | пространственно-временные отношения в самоорганизации геосистем |
| topic | Теоретические аспекты геополитики и экогеодинамики |
| topic_facet | Теоретические аспекты геополитики и экогеодинамики |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6566 |
| work_keys_str_mv | AT bagrovnv prostranstvennovremennyeotnošeniâvsamoorganizaciigeosistem AT bokovva prostranstvennovremennyeotnošeniâvsamoorganizaciigeosistem AT červanevig prostranstvennovremennyeotnošeniâvsamoorganizaciigeosistem AT bagrovnv prostorovočasovívídnošennâusamoorganízacíígeosistem AT bokovva prostorovočasovívídnošennâusamoorganízacíígeosistem AT červanevig prostorovočasovívídnošennâusamoorganízacíígeosistem AT bagrovnv spacetimerelationingeosystemselforganization AT bokovva spacetimerelationingeosystemselforganization AT červanevig spacetimerelationingeosystemselforganization |