А.Д. Арманд. Механизмы устойчивости геосистем. Информация о книге

А.Д. Арманд. Механизмы устойчивости геосистем.

— М.: Наука, 1992. — 208 с. ISВN 5-02-003841-5

В монографии рассматриваются свойства природных и социальных объектов, которые позволяют системам, развившимся в географической оболочке Земли, сохраняться в нестабильной среде. Разрабатываются вопросы теории устойчивости географических систем и дается обзор конкретных проявлений свойств самосохранения для объектов климатического, геоморфологического, гляциологического, фитоценологического, социально-географического и др. ряда. Большое разнообразие рассматриваемых проявлений устойчивости не исключает ограниченность лежащих в их основе принципов. К основным механизмам, действующим в направлении сохранения систем, отнесены инертность, проточность, закрытость, три типа обратных связей и др. Особое внимание обращено на способность геосистем противостоять антропогенным нарушениям.

The problems of the resilience theory of the geographical systems are being investigated. The concrete demonstrations of selfpreservation phenomena in objects of various nature were reviewed. It is subjects of climate, geomorphology, glaciology, phytocoenology, social geography etc. A great variety of mechanisms of resilience does not exclude a limited number of principles forming their basis. The main mechanisms of resiliance are inertness, drainage, closedness, positive, negative and competitive feedbacks and other. The special attention is paid on the ability of the geosystems to avoid anthropogenic destruction.

Из введения:

Основное содержание бытия Вселенной — эволюция, непрерывное движение к новому, неповторимость событий. Безусловно, кроме этого есть еще движение циклическое, закон которого — повторение пройденного, есть также периоды, когда не происходит видимых изменений. Но это уже второстепенные детали. Главное, что мы знаем об окружающем мире, — его способность развиваться. Это знание оформлено во втором начале термодинамики, в законе биологической эволюции, наконец, в синергетическом законе возникновения порядка из хаоса.

Эволюция не просто прогресс. Это непрерывное взаимодействие двух тенденций, которое наши философы любят называть борьбой революционного и консервативного начал, изменчивости и "памяти". Ни то, ни другое не должно победить, так как это будет означать конец эволюции, а значит, и конец организованного мира. С победой "памяти" наступит омертвение, застой, прекращение движения, неподвижность. Господство "революционного" начала приведет к потере связи настоящего с прошлым, к хаосу беспорядочных изменений, растрате, разрушению накопленного порядка и в конечном счете к барахтанию на одном и том же низшем уровне организации. Если так, то, очевидно, должно существовать какое-то оптимальное соотношение этих двух тенденций, устойчивости и изменчивости структур материального и идеального миров, при котором развитие встречает меньше всего препятствий. Отсюда вывод: содержание эволюционного процесса надо понимать не только, может быть, даже не столько как движение от старого к новому, а еще и как постоянный поиск равновесия между одной и другой крайностью. Обучение на пробах и ошибках — главный инструмент такого поиска. Структуры, чрезмерно уклонившиеся от неуловимого равновесия, обрекают себя на исчезновение, так диктует закон самоорганизации. Взрываются сверхновые звезды, выбывают из игры "черные дыры" — этим оканчивается путь космических систем, не нашедших своего равновесия.

Близко знакомая нам геосфера — испытательный полигон, на котором законы эволюции разворачиваются во всей полноте. Период относительного "застоя" солнечной активности дал Земле необходимые миллиарды лет для оформления физических оболочек, для выращивания в их недрах живой материи, а внутри живой материи — материи технической, цивилизации. На всех трех уровнях систему "качает": периоды стабильного существования прерываются катаклизмами орогенических и вулканических эпох, взрывами образования видов животных и растений, техническими и социальными революциями. Затем активность угасает, но стабильность наступает уже на новом уровне сложности: период преобразований оставляет в структуре память о себе. По дороге могут исчезать моря, ледники, острова, речные системы, классы и отряды организмов, этносы, страны, культуры. Закономерно или в результате случайности происходит их исчезновение, мы обычно не знаем. Однако ясно, что во всех этих случаях сказывается недостаточность того свойства, которое можно назвать прочностью системы, или ее жизнеспособностью, или в определенном смысле устойчивостью. Имеется в виду устойчивость против каких-то внешних сил, так как система, просуществовавшая длительное время, не может развалиться сама по себе, ей в этом обязательно кто-то помогает. Как диким животным, которые никогда не умирают от старости своей смертью, разве что в зоопарке. Преодолевается некоторый барьер, подобный потенциальному барьеру в физике. За этой способностью сопротивляться внешним, а иногда внутренним воздействиям угадывается, как сказал бы математик, программа, которая вводится в действие в момент нарушения стабильности и помогает системам не потерять или не сразу потерять свое качество, разрушиться. В век технического бума кажется естественным объяснить способность систем тем или иным способом нейтрализовать возмущения с помощью понятия "механизмы устойчивости" Под этим понимаются, по существу, внутренние причины сохранения систем при наличии "шума" в информационном смысле этого слова.

Механизмы устойчивости не представляют собой чего-то единого. Иногда они действительно напоминают техническое устройство вроде регулятора нагревателя в электрическом утюге. В других случаях в роли механизма устойчивости выступает механическая инерция или физическая прочность твердого тела. Не проста, но тем и интереснее задача: выяснить, что же позволяет окружающим нас земным системам не разваливаться при первом прикосновении разрушающих сил, а выполнять свою консервативную роль в эволюции.

Проблема устойчивости геосистем поставлена самим ходом развития наук о Земле. Об этом свидетельствует и рост потока публикаций на эту тему (см. обзоры в книгах: Свирежев, Логофет, 1978; Устойчивость геосистем, 1983). Однако в последние годы тема приобрела еще и остро практическое звучание. Лишь недавно мы осознали, что двадцатый век стал примером сильнейшего нарушения равновесия между устойчивостью и изменчивостью как в обществе, так и в природе. Отклонение в сторону чрезмерной "революционности" развития привело ко многим негативным последствиям, в том числе к экологическому кризису геосферы и к духовному кризису общества. Рост индустриального пресса на окружающую среду и на человека заставил заняться поисками допустимых норм нагрузки, способов поддержания ествественной, а иногда искусственно созданной устойчивости природных, социальных и природно-технических систем.

В свете поставленных задач представляется важным ряд аспектов проблемы. Среди них вопросы о конкретных проявлениях и типах устойчивости, о соотношении устойчивых и неустойчивых систем в пространстве, о чередовании периодов стабильности и ускоренного развития во времени, о критериях, параметрах и методах измерения устойчивости и др. Представляется, однако, что теоретическим узлом проблемы является вопрос о механизмах устойчивости. Отсюда родилась идея подготовить коллективную монографию на эту тему, которая и представляется на суд читателей. Факт, что устойчивость невозможно рассматривать в отрыве от развития, обусловил необходимость выделить часть объема монографии для рассмотрения изменчивости геосистем (см. гл. 6, 8, 9, 10, 18, 19, 20, 22).

Инициатива постановки данной темы в 1985 г. в Институте географии принадлежит В.С. Преображенскому, который и далее принимал участие в организации исследований. Подготовительная работа включала рабочие совещания авторов, проводившиеся В.О. Таргульяном, обсуждение отдельных тем на семинаре по механизмам устойчивости, доклады и дискуссии на всесоюзном совещании в Минске (1988 г.), издание сборника "Факторы и механизмы устойчивости геосистем". В написании текста монографии, кроме сотрудников Института географии АН СССР, приняли участие ученые географического и биологического факультетов Московского государственного университета им.М.В. Ломоносова, а также Института океанологии АН СССР.

Коллектив авторов этой монографии выражает благодарность А.Ю. Ретеюму, А.П. Кибзун, С. А. Сычевой и Ю.А. Веденину, сделавшим полезные замечания в ходе ее подготовки к опубликованию.


ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение (А.Д. Арманд) ............................. 5

Часть I. ВОПРОСЫ ТЕОРИИ
Глава 1. Определение понятий (А.Д. Арманд) .................. 8
Глава 2. Механизмы устойчивости геосистем (А.Д. Арманд) ............ 15
Глава 3. Запас устойчивости и критические состояния (Е.В. Козлова) ........ 27
Глава 4. Структуры геосистем локального, регионального и глобального уровней.
Состояние геосистем (А.Д. Арманд) .................. 33
Глава 5. Устойчивость иерархии геосистем (А.Д. Арманд) ............ 40

Часть II МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ АБИОТИЧЕСКИХ ГЕОСИСТЕМ
Глава 6. Факторы и механизмы изменчивостир и устойчивости климатической системы (А.Н. Кренке) ........................... 56
Глава 7. Механизмы геоморфологической устойчивости (Д. А. Тимофеев) ...... 68
Глава 8. Механизмы устойчивости и изменчивости водосборов (А.Ф. Мандыч) ... 76
Глава 9. Взаимодействие оледенений с окружающей средой: устойчивость—неустойчивость (М.Г. Гросвальд, В.Л. Маю) ................... 83
Глава 10. Колебания массы горных ледников. Причины и механизмы устойчивости—изменчивости (М.Б. Дюргеров) ..................... 92
Глава 11. Энергетическая и механическая устойчивость мерзлых пород (Л, А. Жигарев, В. И. Соломатин) ......................... 104

Часть III.УСТОЙЧИВОСТЬ ГЕОСИСТЕМ С УЧАСТИЕМ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
Глава 12. Биотические механизмы устойчивости геосистем (А.А. Тишков) ...... 110
Глава 13. Механизмы популяционного гомеостаза у животных (И.А. Шилов) .... 120
Глава 14. Природные механизмы устойчивости почв как компонента геосистем
(Ф.И. Козловский) ........................... 128
Глава 15. Устойчивость почвенно-растительных комплексов к химическим загрязнениям (О.В. Кайданова) ......................... 134
Глава 16. Устойчивость надпопуляционных систем океана (М.Е. Виноградов, Г.Е. Михайловский) ............................... 139
Глава 17. Факторы и механизмы устойчивости водоемов суши к антропогенным
воздействиям (Г.С. Щилъкрош) ..................... 147

Часть IV УСТОЙЧИВОСТЬ ОБЩЕСТВЕННЫХ ГЕОСИСТЕМ
Глава 18. Город как социально-пространственный организм: устойчивость и изменчивость (Г.А. Гольц) ...... .................... 155
Глава 19. Закономерности саморазвития конфигураций транспортных сетей (С.А. Тархов) ................................. 163
Глава 20. Устойчивость пространственной структуры систем городского расселения (В.А. Шупер) .............................. 169
Глава 21. Устойчивость и изменчивость в общественно-географическом контексте (Ю.Г. Липец) ............................. 174

Часть V. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕОСИСТЕМ
Глава 22. Изменчивость геосистем: масштабы времени и пространства (А.А. Величко) ................................ 181
Заключение................................. 189
Abstract..................................... 191
Литература ................................... 193

CONTENTS

Introduction (A.D. Armand) ............................ 5
Part I. THE PROBLEMS OF THEORY.
Chapter 1. Definition of notions (AD. Armand) ................... 8
Chapter 2. Resistance mechanisms of geosystems (A.D. Armand) ............ 15
Chapter 3. Resistance capacity and critical states (E. V. Kozlova) ............ 27
Chapter 4. Structures of geosystems at local, regional and global levels. The states of geosystems (A.D. Armand) ........................... 33
Chapter 5. Hierarchy of resistance mechanisms (A.D. Armand) ............. 40
Part II. RESISTANCE MECHANISMS OF ABIOTIC GEOSYSTEMS Chapter 6. Factors and mechanisms of changeability and resistance in a climatic system (A.N. Krenke) ...................... 56
Chapter 7. Mechanisms of geomorphological resistance (D.A. Timofeev) ........ 68
Chapter 8. Resistance and changeability mechanisms of watersheds (A.F. Mandych) .... 76
Chapter 9. Glaciation and interaction with its environment: stability—instability (M.G. Grossvald, V.L. Mazo) ....................... 83
Chapter 10. Variations in the mass of mountain glaciers. Resistance-changeability, causes
and mechanisms (M.B. Diurgerov) ..................... 92
Chapter 11. Energetical and mechenical resistance of the permafrost sediments (L.A. Jygarev, VI. Solomatin) ......................... 104
Part III. RESISTANCE OF GEOSYSTEMS WITH INVOLVEMENT OF LIVING ORGANISMS
Chapter 12. Biotic mechanisms of resistance of geosystems (A. A. Tishkov) ......... 110
Chapter 13. Mechanisms of population homeostasis of animals (I.A. Shilov) ....... 120
Chapter 14. Natural mechanisms of soil resistance as a component of geosystems (F.l. Kozlovsky) ............................. 128
Chapter 15. Resistance of the soil-plant system to chemical pollution (O.V. Kaidanova) .................................. 134
Chapter 16. Resistance of super-population systems of the ocean (M.E. Vinogradov, G.E. Mikhailovsky) .......................... 139
Chapter 17. Factors and mechanisms of resistance of fresh-water basins to anthropogenic effects (G.S. Shilkrot) ...................... 147
Pan IV. RESISTANCE OF SOCIAL GEOSYSTEMS
Chapter IS. A city as a collective social-spatial organism: resistance and changeability (G.A. Golts) ............................ 155
Chapter 19. Regularities in the self-development of a transport network pattern
(S.A. Tarkhov.) ............................ 163
Chapter 20. Resistance of space structure of the urban population distribution system (V.A. Shuper) ........................... 169
Chapter 21. Resistance and changeability in the social-geographical context (Yu.G. Lipets) ................................ 174
Part V. CHANGEABILITY OF GEOSYSTEMS
Chapter22. Changeability of geosystems: time and space scales (A.A Velichko) ...... 181
Conclusion .................................. 189
Abstract..................................... 191
References................................... 193

На главную / Страница, посвящённая творчеству семьи Армандов