Функціонування та динаміка геосистем.

Динамікою ландшафтів називають кількісні зміни, які відбуваються в ПТК під дією природних і антропогенних факторів і не приводять до якісної перебудови його структури. Динамічні (і функціональні) зміни пов’язані з механізмом дії прямих і зворотних зв’язків. (Останні ще поділяються на додатні і від’ємні). Для прямого зв’язку характерний спрямований вплив певного тіла на інше . Зворотні зв’язки виражаються у взаємодії тіл. Зворотні зв’язки також дуже характерні для ландшафту. До них належать взаємодії ґрунт – рослинність, рослини – тварини, промисловість – сільське господарство і т.п. Позитивний зворотний зв’язок – це коли результат процесу по­силює цей процес, і ПТК (ландшафт) віддаляється від початкового стану (розвивається). Наприклад, заростання озер: рослини відми­рають, формується сапропель, озеро мілішає і біля берега створює можливість просуватися рослинності (очерету) до центру, озеро пе­ретворюється на болото. Позитив­ний зворотний зв’язок особливо характерний для культурних ланд­шафтів. Розорювання схилів призводить до утворення ярів. Подаль­ше розорювання ще більше посилює ерозію (розвиток відбувається по експо­ненті). Якщо процес не зупинити, то він приведе до руйнування сис­теми (культурного ландшафту). Негативний зворотний зв’язок – коли результат процесу послаб­лює його дію і сприяє стабілізації системи, відновленню її вихідного стану (проявляється відносна стійкість ПТК). Наприклад, в епоху вулканізму в атмосферу виділяється велика кількість СО₂, який сприяє поліпшенню фотосинтезу і збільшенню біомаси ландшафту. Збільшення рослинного покриву приводить, у свою чергу, до вилучення значної частини зайвого СО₂ із атмосфери і в результаті – до зменшення біомаси та відновлення вихідного стану ландшафтної системи. Таким чином, завдяки негативному зворотному зв’язку в ланд­шафті спостерігається саморегулювання, і всяке відхилення від ста­ндартного стану викликає такі процеси, які повертають систему в початковий стан. (Самоочищення рік, озер – явище саморегуляції, але при сильному забрудненні процес може бути незворотним).

Функціонування ландшафтів. Функціонування ландшаф­тів – це сукупність усіх процесів переміщення, обміну і трансформа­ції речовини й енергії всередині ПТК (вертикальні потоки) або між різними ПТК (горизонтальна міграція). Якщо первинною ланкою для аналізу вертикальної (радіальної) міграції (зв’язків) слугує фація, то для виявлення горизонтальних необхідно досліджувати ландшафти в цілому. Головні складові функціонування ландшафтів такі: 1) вологообмін; 2) мінеральний обмін; 3) газообмін; 4) енергообмін; 5) біоген­ний кругообіг та ін. Процес вологообміну (кругообіг вологи) включає випадання ат­мосферних опадів, поверхневий стік, інфільтрацію, підземний стік, підняття ґрунтових вод по капілярах і випаровування, конденсацію вологи в атмосфері і нове випадання опадів. Таким чином, з одного боку, це підняття водних розчинів по капілярах ґрунту і всмокту­вання їх кореневою системою, висхідні потоки повітря, випарову­вання з поверхні ґрунту і водойм, транспірація і т.д. З іншого – випа­дання атмосферних опадів, їх просочування в ґрунт, випадання ра­зом із вологою пилу і т.д. Завдяки кругообігу вологи здійснюється мінеральний обмін між окремими компонентами ландшафту. Цей процес супроводжується формуванням, транспортуванням і акуму­ляцією хімічних елементів. Мінеральний обмін у ландшафті, на відміну від вологообігу, має вигляд спрямованих в один бік міграційних процесів, відбуваються акумуляція і трансформація речовин, а не безпосередній їх круго­обіг. Мінеральні речовини мігрують у ландшафті у вигляді: 1) водо­розчинних речовин (іонів); 2) механічних домішок у воді (завислі наноси); 3) механічних домішок у повітрі (пил); 4) твердих продуктів денудації гірських порід, що переміщаються по схилу під дією сили тяжіння, та ін. Газообмін – це переміщення розчинів і трансформація газоподібних речовин, а також циркуляція атмосферних мас, що супроводжується обміном речовиною й енергією. Енергообмін – це кругообіг і трансформація сонячної енергії. Вона здатна перетворитись в інші види енергії — теплову, хімічну, механічну. Завдяки сонячній енергії відбуваються вологообмін і біогенний кругообіг. Від забезпечення сонячною енергією залежить інтенсивність функціонування ландшафтів. Біогенний кругообіг – включає утворення і руйнування органічної речовини, їх випадання на поверхню ґрунту та включення у новий кругообіг. Процес утворення органічної речовини – це фотосинтез.