Динамика и эволюция геосистем. Суточная и сезонная динамика. Многолетняя динамика. Динамика и эволюция ландшафтных территориальных структур, страница 3

Ритмичность заключается в повторении системой состояний, близких, но не идентичных начальному, через некоторые, не обязательно близкие, промежутки времени. Ритмичной является динамика численности популяций, связаних отношением хищник-жертва, некоторые экзогенные рельефообразующие процессы и накопления рыхлых отложений, имеют черты ритмичности.

Тренд процесса заключается во в целом направленном изменении характеристики в сторону роста или уменьшения ее значений со временем. Наличие тренда может свидетельствовать об эволюционном изменении геосистемы.

По доминирующей тенденции динамики геосистемы процессы условно разделяют на три группы — периодического, переходного и деструктивного (эволюционного) типов (рисунок)

Рисунок – Типы динамических процессов в геосистемах

Процессы периодического типа (рис. а) не приводят к существенным изменениям геосистемы, обеспечивают ее устойчивость.

Переходные процессы, для которых характерна фаза затухания, свидетельствуют о переходе геосистемы с одного состояния равновесия к другому, или о восстановлении геосистемы после возмущения (рис. б). Такой характер, в частности, имеет процесс дегумификации геосистем — сразу после распашки целины ежегодные потери гумуса в результате минерализации составляют значительную величину, а спустя некоторое время (З0—40 лет) уменьшаются и содержимое гумуса стабилизируется, но на более низком уровне.

Процессы деструктивного типа (рис. в) не затухают со временем, что приводит к разрушению структуры связей геосистемы, ее замены, другой. Если процесс описывается экспоненциальной функцией, он по большей части катастрофический. Но в природе процессы такого типа длятся недолго и со временем затухают.

При анализе взаимосвязей нескольких процессов часто проявляется эффект инерционности — задержка реакции одного из процессов на действие другого. Да, поверхностный сток возникает не сразу после дождя, а спустя некоторое время. Максимум солнечной радиации наблюдается в июне, а наивысшие температуры воздуха опаздывают относительно него на несколько десятков дней, а глубоких слоев почвы — на несколько месяцев. При этом колебания затухают и амплитуда их уменьшается.

3. Суточная и сезонная динамика.

Определяющим фактором суточной динамики геосистемы является вращение Земли вокруг своей оси. В результате этого квазипериодично изменяются значения метеорологических показателей, с которыми связана суточная динамика таких процессов, как влагооборот, продукционный, фотосинтез, поглощение растениями минеральных веществ, поведение животных, активизация микроорганизмов, некоторые рельефообразующие процессы (например, ветровая эрозия), почвенные процессы и т.д.

Вращение Земли вокруг Солнца обуславливает сезонную ритмику многих процессов и характеристик геосистемы. Различные исследователя выделяют от 2 до 14 фаз годового цикла геосистемы. Для эффективного разделение годового цикла на отдельные состояния (точнее – области состояний, Н.Л. Беручашвили ввёл понятие стекса – отрезка года протяжением не менее суток, специфика которого обусловлена сезонной ритмичностью, погодой и динамической тенденцией изменения вертикальной структуры геосистем.

Основные показатели выделения стексов:

– характер внешних факторов, обуславливающих формирование стекса

– термические условия

– увлаждённость геосистемы

– тенденции изменения вертикальной структуры

Для обозначения каждого показателя была разработана система индексов, поэтому стексам можно дать универсальные названия в индексной форме.

В зависимости от главных факторов динамики, которые действуют на протяжении суток, стексы подразделяются на нивальные – при выпадении снега (индекс N), плювиальные (Р) – при выпадении дождя, пирогенные (П) – при пожарах, эколовые (В) – при пылевых бурях, гравигенные (Г) – про оползнях, селевых потоках. Если стекс формируется без влияние этих факторов, то в его названии эти индексы не указываются.