Сторінка
1

Дефініція гідрохімічної системи за функціонально- геосистемним принципом та її математична формалізація

Один із фундаторів сучасної гідрохімії О.О.Алекін визначив її як науку, що “вивчає хімічний склад природних вод, його зміни в просторі та в причинному взаємозв’язку з хімічними, фізичними та біологічними процесами, які протікають в навколишньому середовищі” [1].

В.В.Глушков, опираючись на роботи В.В. Докучаєва, А.І.Воєйкова та їх послідовників, запропонував географо-гідрологічний метод дослідження природних вод [6]. Під час обґрунтування методу він розробив положення про зв’язок хімічного складу вод географічного ландшафту з кліматичними умовами, геологічною будовою та рельєфом території, грунтами та рослинністю. Розвиваючи цей принцип, П.П.Воронков [3] показав залежність хімічного складу вод місцевого стоку від умов середовища, у якому відбувалося його формування.

Вже з початку формування гідрохімії як науки в її теоретичну основу було покладено принцип системного підходу, тобто предмет дослідження гідрохімії - хімічний склад води вважався одним із елементів великої природної системи, результатом дії різноманітних чинників навколишнього середовища.

Виходячи саме з цих позицій В.І.Пелешенку [20] вдалося оцінити взаємозв’язок хімічного складу різних типів природних вод досить великого регіону – рівнинної частини України; Л.М.Горєв [7] показав залежність фізико-хімічної обстановки в природних водах від факторів наколишнього середовища; Д.В.Закревський [12] детально дослідив фактори та процеси формування хімічного складу води на осушуваних землях, а М.І.Ромась [22] – в атмосферних опадах; В.К.Хільчевський [33] дослідив роль агрохімічних засобів у формуванні якості вод басейну Дніпра та зформулював думку про виключну роль географо-гідрологічного методу у вирішенні гідроекологічних проблем; С.І.Сніжко [24] виконав регіональні дослідження формування стоку біогенних речовин у басейні Дніпра під впливом комплексу природних та антропогенних факторів. Завдяки цим дослідженням системний підхід у гідрохімії набув подальшого розвитку і розвинув власне саму гідрохімію.

У географії системний підхід набув великої популярності з 60-х років ХХ століття, коли географи та екологи почали трактувати предмети своїх досліджень як системи. Система у загальному розумінні – це сукупність елементів, які знаходяться у відносинах та зв’язках між собою і утворюють певну цілісність, єдність [30, 34].

Вперше це поняття було введено в географію в 1963 р. В.Б.Сочавою [29], коли він застосував термін “геосистема” як синонім поняття “природний комплекс”. Під нею він розумів природно територіальний комплекс, який як об’єкт, що має основні властивості систем, повинен досліджуватися як система.

Дефініцію геосистеми В.Б.Сочава сформулював надто загально [8], проте її ключові елементи виділені ним досить чітко: геосистема – матеріальний об’єкт; її складають природні елементи, а антропогенні та людина розглядаються як зовнішнє середовище; геосистемою вважається як елементарна ландшафтна одиниця (фація), так і геосфера в цілому; геосистема виділяється як об’єм простору , в межах якого геокомпоненти мають специфічний характер усіх типів зв’язків; існує тільки один об’єктивний варіант поділу простору на геосистеми; геосистема – категорія динамічна і проявляється за деякий проміжок часу.

Усі наступні міркування щодо поняття “геосистема” мали натуралістський (матеріальний) характер. Спільними рисами натуралістського бачення геосистеми є [14]:

геосистема – це матеріальне утворення ;

1) геосистеми можуть бути різного змістовного наповнення;

2) геосистеми – ієрархічні структури (від географічної оболонки до ландшафтної

3) фації);

4) найбільша за рівнем організації геосистема не тотожна землі як планеті та Всесвіту, а охоплює лише невеличку частину просторово-часового континууму;

5) геосистеми – земні утворення;

6) визначаються геосистеми емпірико-індуктивним методом.

В наш час традиційні об’єкти географічних досліджень все більше розглядаються з точки зору загальної теорії систем. З позицій системного підходу аналізуються питання функціонування, саморегулювання, стійкості природних систем [9, 10, 19, 35].

На думку багатьох дослідників [4, 13], серед безлічі природних систем існують і функціонально-цілісні геосистеми, виділення яких базується на принципі динамічного спряження та функціональної цілісності. Системоутворюючою основою цих геосистем є потоки речовини та енергії, які обумовлюють процеси обміну речовинами між компонентами неживої природи та метаболізму в живих організмах.

С.Д Муравейський [18] запропонував використовувати особливості речовинно-енергетичних полів у ландшафтах для визначення територіальних меж геосистем: “ . встановлення меж географічних комплексів визначається головним чином різкою зміною шляхів міграції солей (елементів), їх якісного складу, порушеннями кругообігу речовин”.

Аналогічні ідеї належать також Б.Б.Полинову про виділення елементарних ландшафтів за геохімічними ознаками [21].

М.А.Глазовська [5] називає елементарні ландшафти Б.Б. Полинова елементарними ландшафтно-геохімічними системами (ЕЛГС).

Розвиваючий цей введений М.А.Глазовською, але не визначений термін, українська вчена-ландшафтознавець Л.Л. Малишева [16] дає йому визначення: “Ландшафтно-геохімічні системи (ЛГС) – це будь-які структурні одиниці географічної оболонки (геосистеми різних рангів), утворення і розвиток яких пов’язані з певним хімічним складом їх компонентів і міграцією хімічних елементів між ними, що й забезпечує цілісність системи”.

Застосовуючи принцип функціональної цілісності геосистем, О.В. Кадацька запропонувала розглядати річковий водозбір як геосистему, а гідрохімічні показники використати в якості індикаторів цієї геосистеми [13]. Головною функцією цієї геосистеми є генерація односторонньо направленого водного потоку, який формується в результаті сукупного впливу фізико-географічних факторів.

Ввівши поняття гідрохімічної підсистеми, вона вважає її центральною в геосистемі річкового водозбору.

Аналізуючи вищеназвані роботи, слід зауважити, що всі вони характеризують більш, або менш вдалі спроби реалізації геосистемних методів для аналізу природних утворень (ландшафтів, річкових водозборів тощо) як геосистем. Проте власне водні об’єкти в них не розглядаються як природні системи.