БИОСФЕРНЫЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ЛАНДШАФТАМИ

 В РАМКАХ СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ХОЛИСТИЧЕСКИХ КОНЦЕПЦИЙ

И.Ю. Винокуров

Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии,

заведующий лабораторией агроландшафтов

 

Аннотация

Рассматриваются возможности биосферного подхода к управлению ландшафтами на примере локальных геосистем - ландшафтной катены. Для обобщения полученных результатов - профилей содержания водопрочных агрегатов, биогеохимических и продуктивных профилей катены  используется подходы трансдисциплинарной геоэкологии и представления концепции Голографической Вселенной.       

Ключевые слова: локальные геосистемы, катена, биогеохимические параметры, ландшафты, волновой паттерн

I.       Введение

 

     В настоящее время холистическое мировоззрение, исходящее из качественных особенностей целого по отношению к его составляющим, становится определяющим. Холизм начинает доминировать над рационализмом. Дифференциация наук, определившая основное направление научной мысли ХХ века, дополняется  интеграцией. Внутренняя логика когнитивных исследований принизывает естественные и гуманитарные знания, соединяя психологию, нейронауки, искусственный интеллект, лингвистику и философию.   

     Доминирование холистического мировоззрения над рациональным прогнозировалось В.И. Вернадским. По его мнению, синтетическое изучение объектов природы, ее самой, как «целого» - вскрывает черты, которые упускаются при аналитическом подходе.

     Эта тенденция характерна для нашего времени, когда грани между науками стираются, возрастает роль междисциплинарных исследований и значение системно-структурного подхода, связанного с выявлением структуры как совокупности отношений между элементами целого, сохраняющей свою устойчивость при изменениях и преобразованиях.

     Радикальные изменения затрагивают и ландшафтоведение. Дифференциация ландшафтов, обусловленная выделением структурных единиц элементарных ареалов ландшафта и определением их параметров, дополняется интеграцией. Интеграция ландшафтов предполагает выявление закономерностей соединения параметров элементарных ареалов в единое целое. Эта проблема пересекается с современными ноосферными представлениями и концепцией Голографической Вселенной. 

     В современные ноосферные представления  включается  трандисциплинарность, которую рассматривают как дальнейший этап развития междисциплинарности. К этому этапу развития ноосферных представлений относится, например, трансдисциплинарная геоэкология, рассмотренная в демографическом контексте ноосферогенеза  [1].

     Трансдисциплинарный этап  не ограничится междисциплинарными отношениями. Он должен привести к размещению этих отношений внутри глобальной системы без строгих границ между дисциплинами

[2,3]. Для проблемы управления ландшафтов, на наш взгляд,  в трансдисциплинарный контекст можно вместить и  суперпозицию - соединение в единое целое закономерностей микро-, макро- и мегамиров.

     Свойства ландшафтов как фокуса биосферы тогда можно представить в виде трех накладывающихся друг на друга матриц – геохимической, квантовой и космологической.  Этот подход вписывается и в концепцию Голографической Вселенной Д. Бома  [4,5].

     Она исходит из тонкого плана - импликативного порядка  построения Вселенной (вибраций, волновых паттернов и т.п.). На уровне  импликативного  порядка происходит соединение особенностей микро- макро- и мегамира в единое целое.   Этот порядок развертывается на экспликативном уровне - уровне нашей реальности. Тогда, как мы полагаем, внутренние (скрытые) параметры геосистем, приближенные к импликативному порядку, могут обнаружить не только геохимические, но и некие иные свойства, находящиеся за пределами геохимических представлений.

     Использование  представлений Д. Бома к объяснению особенностей функционирования  человеческого мозга в работах К. Прибрама [6] нас интересует только в контексте приближения к такому современному определению ноосферы  как «единство законов мышления и природы».

     Для проблемы управления ландшафтов представляет интерес и определение  ноосферы, данное А.Д. Армандом. Согласно  этому определению  «ноосфера–саморазвивающаяся и самоорганизующаяся определенным образом упорядоченная материально-энергетическая совокупность, существующая и управляемая как относительно устойчивое единое целое за счет взаимодействия, распределения и перераспределения имеющихся, поступающих из вне и продуцируемых этой совокупностью веществ, энергии, информации, и обеспечивающая преобладание внутренних связей над внешними» (цит. по [7] ).

     Эти ноосферные представления сориентировали нас к  поиску скрытых параметров локальных геосистем (агроэкосистем) для выяснения в условиях длительных стационарных исследований характера их отклика на внешние техногенные воздействия. Исследования были направлены к  выявлению феномена: «Каким образом при внешнем воздействии система перераспределяет свои внутренние параметры». Здесь, принимая за основу ноосферное определение А.Д Арманда, мы стремимся приблизиться к импликативному порядку Д. Бома.

     Такой подход направлен к выявлению не только геохимической ландшафтной матрицы, определяемой особенностями рельефа, но и других матриц, связанных с более тонкими ландшафтными эффектами.

 

II.     Методология. Кинетические параметры нитрификации. Методика определения и использование

 

     Проблема управления ландшафтами нами рассматривается через призму налагающихся друг на друга трех матриц - квантовой, геохимической и космологической. На рис. 1 эти матрицы представлены в виде отдельных блоков при использовании трансдисциплинарного геоэкологического подхода к рассматриваемой проблеме. Эти блоки соединены триадой: вещество-энергия-информация.   

     В основу  выявления особенностей геохимической матрицы могут быть положены  классические геохимические представления о перемещении водных потоков по латеральной кривизне ландшафтов и возможном переносе этими потоками почвенных агрегатов и питательных веществ биогеоценозов. В этом случае рассматривается корпускулярная составляющая геосистем, связанная с дискретным выделением отдельных контуров на катене и перемещением почвенных частиц и молекул веществ с водными потоками по этим контурам под действием сил гравитации.      

     Геохимический подход при такой постановке исследований требует выделения элювиальных, транзитных и аккумулятивных контуров на картографических моделях, что реализуется в катенных исследованиях. Отмеченные геохимические особенности могут проявиться на профиле содержания почвенных агрегатов, полученного в результате  просеивания в воде почвенных образцов, относящихся к этим контурам.    

     На профили распределения питательных веществ, рассмотренные   в пространстве ландшафтной катены, будет оказывать влияние живое вещество геосистемы, поэтому  они могут не совпадать с профилями концентрации почвенных агрегатов. Это несовпадение должно быть  обусловлено реализацией внутренних, продуцируемых геосистемой потоков.

вещество - энергия – информация

1

2

3

Микромир

Макромир

Мегамир

Квантовые свойства

Геохимические свойства

Космологические

Свойства

Волновая природа геосистем

Корпускулярная природа геосистем

Волновая природа геосистем

Информационно-энергетический блок

Вещественно-энергетический блок

Информационно-энергетический блок

 

Рис.1. Использование трансдисциплинарного  геоэкологического подхода к проблеме управления ландшафтами  

 

     Известно, что нитраты на 2/3 определяют продуктивность биогеоценозов. Поэтому в качестве скрытых параметров, связанных с внутренними продуцируемыми потоками, нами рассмотрены константы нитрификации, т.е. кинетические константы аэробного процесса генерации нитратов самой системой.   

     Биосферный подход требует рассмотрения управляющего воздействия на ландшафты как аэробных, так и анаэробных процессов [8]. Эти противоположные по значению процессы должны рассматриваться на взаимодополняющей  друг друга основе.

     Большой вклад в исследование анаэробной составляющей минерализации почвенных систем внесен изучением динамики окислительно-восстановительных потенциалов (ОВП) - редокс-потенциалов [9-12].

     Отметим, что на основе ОВП-потенциалов можно изучать только анаэробные процессы. При полной влагоемкости почвенных образцов, обязательной для использования этой методики, нитрификация не проявляется.

     Как показали длительные исследования, выполненные нами в рамках длительных стационаров, на кинетику нитрификации при стандартной 60% влагоемкости оказывает влияние и анаэробная составляющая. Она может проявляться в виде ингибирования нитрификации - мягкого, среднего и жесткого. Таким образом, при изучении нитрификации возможен учет как аэробных, так и анаэробных процессов в рамках единой модели, что соответствует биосферному подходу [13].

     Нами было показано, что кинетика нитрификации почвенных систем может быть описана в рамках модели Ферхюльста [14], отражающей популяционные изменения в биологических системах [13,15-18]. Это создает перспективы использования геоэкологического трансдисциплиарного подхода [1], развиваемого на основе демографических данных, к управлению ландшафтами.

Методика

     Кинетика нитрификации почв изучалась методом отбора проб в течение 7 суток при постоянной температуре 28о C и капиллярной влагоемкости 60%. Для определения концентрации нитратов использовались нитрат - селективные электроды типа "Элит" и рН–метр-иономер "Эксперт - 001". Ошибка опыта не более 5%, ошибка воспроизводства констант скоростей нитрификации составляла 4% - 6%.

     В результате были определены константы скорости нитрификации (r) и экологические емкости (K) для различных  почвенных систем.

                                                                (1)

Здесь r константа скорости процесса нитрификации, К - экологическая емкость (скрытый ресурс почвенных систем), x-текущая концентрация нитратов.  

       Нами было установлено, что время достижения половины величины экологической емкости – скрытого ресурса почвенной системы, которое используется при расчете константы скорости  нитрификации, может варьироваться до десятков часов (уравнение 2):

                                                   (2)

где r - константа скорости нитрификации, x0 - начальная концентрация нитратов, t - время достижения системой текущей концентрации, равной половины экологической емкости K/2.

     Применение модели Ферхюльста позволило перейти к методологически более корректному - внутреннему биологическому времени системы. В ней концентрация генерируемых системой нитратов соизмеряется с ее экологической емкостью, что позволило снять  противоречия между методикой определения нитрифицирующей способности почв  С.П. Кравкова [19] и фундаментальными представлениями  о  пространстве и времени, введенным для биологических систем В.И. Вернадским  (цит. по [20]).  Для изучения таких процессов методологически важно определять внутреннее время системы, когда система достигает определенных этапов развития, а не аморфное астрономическое время.

     Другим методологически важным моментом исследований стало особенность определения кинетических параметров нитрификации. По сути, изучалась кинетика регенерации нитратов. Почвенные образцы высушивались. В результате микрофлора переводилась в состояние полного анабиоза. В таком состоянии почвенные образцы могут храниться месяцы и годы. Затем почвенная система увлажнялась, инкубировалась в соответствии с методикой, что приводило к регенерации нитратов системой. При такой организации эксперимента, как мы полагаем, в кинетических экспериментах может проявляться такое свойство как память почв, что открывает возможности для выявления более тонких ландшафтных эффектов.               

      В основе моделирования устойчивости локальных геосистем нами были положены биогеохимические представления о миграции нитратов между компонентами географической оболочки - педосферой, тропосферой и грунтовыми водами [13,15-18]. Поэтому определение параметров нитрификации для элементарных ареалов ландшафта (ЭАЛ) обозначено термином биогеохимическая параметризация ландшафтов, которая  ориентирована к оценкам устойчивости ландшафтов.  

     Для оценки устойчивость почвенной системы, как нами показано, может быть использовано отношение нитрификационных параметров К/r [13,15-18]. По физическому смыслу устойчивость, выраженная через отношение К/r, соответствует энергоэкономному (стабильному) использованию почвенного потенциала, т.е. она пропорциональна экологической емкости - скрытому ресурсу почвенной системы, реализуемому через нитрификацию и обратно пропорциональна константе скорости, т.е. раскрытию этой емкости.

     В результате длительных стационарных исследований нами было установлено, что оптимальный интервал нитрификационных констант r =(0,0067-0,0082)час-1[13,15-18]. Этому интервалу соответствуют эффективные макропараметры агроэкосистем - высокая продуктивность и плодородие.

     Для плоских (плакорных) почвенных систем между концентрацией нитратов и  внутренними (скрытыми) параметрами - константами нитрификации установлены корреляции, которые указывают на связь между уровнем нитратов в системе и их внутренней генерацией. Эти особенности позволили развить представления об управлении ландшафтами на классической основе – рассмотрении   саморегуляции ландшафтов, когда  внутренняя генерация нитратов зависит от их уровня в почвенной системе [13,15-18].   

     Ландшафтные катены обнаруживают иные, дискретные свойства, представляющие интерес, обозначенный рамками концепции Голографической Вселенной.

      Под ландшафтной катеной понимается функционально-динамическое сопряжение природных геосистем, последовательно сменяющих друг друга в направлении от местного водораздела к местному базису денудации (реке, озеру, оврагу и т.п.). Катенарный ряд географических фаций объединяется в целостную геосистему однонаправленным потоком вещества и энергии по склону - сверху вниз    (рис. 2).

 Рис.2 Способ залегания почв в катенных моделях - склоне  и варианты их   исследования: однополосное (а), двухполосное (б), трехполосное (в),  четырехполосное (г)

 

     Длина исследуемых полос на катене составляет 750 м, ширина 3,6 м. Заштрихованное  выделение полосы означает воздействие в ее границах на катену минеральными удобрениями. Такое воздействие должно вызывать возмущение области среды, совпадающей с границами полосы воздействия. Биогеохимические параметры возмущенной полосы в процессе исследований сравниваются с параметрами невозмущенной полосы - контролем.

     Полоса минерального воздействия приобретает элементы симметрии исследуемого  почвенного тела (катены). Соответствующая ей область возмущенной среды в рамках границ полосы минерального воздействия  должна приобретать такие же элементы симметрии. Соседняя с ней область невозмущенной среды, как и контрольная полоса, имеет те же элементы симметрии.

     Исследования однополосных катенных систем предполагают двухлетние наблюдения за изменениями биогеохимических параметров невозмущенной полосы: в текущем году, при отсутствии каких либо возмущений, и на следующий год при возмущающем полосном минеральном воздействии.

    В двухполосных катенных системах проводится одновременное исследование возмущенных и невозмущенных полос с определением биогеохимических параметров  и их сравнением. В трехполосных  катенных системах одновременно изучаются возмущенная полоса, а также левая и правая невозмущенные полосы, в четырехполосных системах - последовательно чередующиеся возмущенные и  невозмущенные полосы (рис. 2).

     Целью настоящих исследований определено выявление особенностей содержания водопрочных почвенных агрегатов в пространстве ландшафтной катены.

     Задачами исследования стало определение профиля содержания водопрочных агрегатов ландшафтной катены и сравнение его с катенными биогеохимическими профилями и профилями продуктивности.

 

III.  Результаты исследований и их обсуждение

      Влияние склонового рельефа катены как проявление геохимической матрицы приведено  на примере  распределения концентраций водопрочных агрегатов (рис.3).

      Особенность почвенной структуры, ее физические и физико-механические свойства оказывают значительное влияние на водно-воздушный режим, плодородие почв и продуктивность агрофитоценозов. Наибольшей ценностью обладают так называемые водопрочные агрегаты - макроструктура почвы, в которой размер почвенных частиц  колеблется в пределах от 10 до 0,25 мм.

 

Рис.3. Профиль содержания водопрочных агрегатов по элементарным ареалам ландшафтной катены

     На рис. 3 приведен профиль содержания водопрочных почвенных агрегатов  в процентах при исследовании фракционного механического состава почвенных образцов, отобранных с ЭАЛ катены. Концентрация водопрочных агрегатов определялась в результате просеивания через сита в воде  почвенных образцов ЭАЛ.

     ЭАЛ №1,2,3- относятся к склону северо–западной (СЗ) экспозиции, а ЭАЛ №5,6,7,8 - к склону (ЮВ) юго-восточной экспозиции. На выпуклой части катены расположены три ЭАЛ-№3, №4, №5. Границы между выпуклыми и вогнутыми формами рельефа на полосе катены проходят через ЭАЛ №3 и ЭАЛ №5; эти ЭАЛ оказываются в ее транзитной части. Через нее происходит смыв питательных веществ и почвенных агрегатов под действием сил гравитации. 

      ЭАЛ №4 относится  к элювиальному контуру катены, находящемуся в центре выпуклой формы рельефа, а ЭАЛ №2 и ЭАЛ№6 оказываются в ее аккумулятивных контурах, расположенных на  вогнутой форме рельефа.

     Представленный на рис.3 профиль соответствует классическим геохимическим представлениям о перемещении водных потоков по латеральной кривизне катены и возможном переносе этими потоками почвенных агрегатов и питательных веществ. Отметим, что на профиле содержания водопрочных агрегатов обнаруживаются три области - одна на элювиальном контуре, и две других - на аккумулятивных контурах ландшафтной катены.

     Для профилей продуктивности следует ожидать подобия  с профилем содержания водопрочных агрегатов. Как показали полевые опыты, это действительно наблюдается для невозмущенных состояний на катенных полосах (рис. 4, 2003 г) [13,15-18]. 

     Однако профиль продуктивности возмущенной катенной полосы не соответствует профилю содержания водопрочных агрегатов. Аналогичное поведение обнаруживают профили скрытых кинетических параметров (параметров нитрификации), полученных в результате биогеохимической параметризации ландшафтов (рис. 5).

Рис. 4. Профили продуктивности элементарных ареалов ландшафтной катены в пространстве (возмущенному состоянию - N40P40K40  соответствуют затемненные точки)

 

   

Рис. 5. Профили параметров устойчивости по элементарным ареалам ландшафтной катены  (возмущенному состоянию соответствуют затемненные точки - профиль 2004 г)

 

      Для интерпретации биогеохимических и продуктивных профилей (рис. 4,5) [13,15-18] может быть использован термин сопряженность ландшафтных элементов и растительного покрова [21]. Однако  при сравнении обнаруживаются более тонкие - «парагенетические»  эффекты. Профили контрольных (невозмущенных) полос катены оказались подобными профилям возмущенных полос, на которые вносились минеральные удобрения, причем подобие обнаруживается при повороте одного профиля относительного другого на 180 градусов. Возникает эффект «достройки до круга».

     В связи с тем, что феномен парагенезиса наблюдается (рис. 4,5) для профилей, относящихся к различным временам (2003-2004 гг.), следует принять во внимание значение памяти геосистем.

     В данном случае, как мы полагаем, проявился инвариант-фактор. Произошла настройка внутренних параметров ландшафтной катены. В результате геосистема проявила устойчивость, сущность которой состоит в сохранении своего прежнего состояния: пространственные особенности одного профиля компенсируются пространственными особенностями сопряженного профиля. Инвариант-фактор проявился в классической форме, ибо в современной синергетике симметрия определяется как единство сохранения и изменения.

     Эти инвариантные свойства внутренних параметров ландшафтной катены, как показали проведенные полевые исследования, переносятся на ее внешние параметры - профили продуктивности. С одной стороны, мы обнаруживаем экспериментальное подтверждение развитым нами в рамках системно-структурного подхода представлений о связи внутренних нитрификационных и внешних - продуктивных параметров агроэкосистем (геосистем) [13,17], с другой стороны, получают дальнейшее развитие представления В.Б. Сочавы о сопряжении ландшафтных элементов и растительного покрова [21].  

     Заслуживают внимание и профили нитратов для  двухполосной катены в конце вегетации (рис. 6). С одной стороны в них выявляются три области в пределах элювиального и аккумулятивных контуров (проявление геохимической матрицы). С другой стороны профили образуют замкнутый контур – эффект «достройки до круга», т.е. на геохимическую матрицу накладывается  другая матрица. 

     В связи с этим, мы полагаем, что парагенетическое единство обусловлено не только вещественно-энергетической, но и информационной  целостностью катены. Поэтому для интерпретации парагенетических особенностей биогеохимических и продуктивных профилей катенных  полос нами рассматривались возможности использования понятийного аппарата концепции Голографической Вселенной [17]. 

Рис.6. Распределение концентраций нитратов для двухполосной катены в конце вегетации

        

     Сущность голограммы состоит в расщеплении лазерного луча на два и дальнейшей интерференции этих расщепленных лучей. Один расщепленный луч отражается от фотографируемого объекта другой расщепленный луч падает на отраженный, при этом создается интерференционная картина.

      Взаимное подобие профилей в криволинейном почвенном теле (катене), которое достигается поворотом одного из профилей на 180 градусов относительно другого, может рассматриваться как некая аналогия с расщепленными лазерными лучами, отраженным и падающим. Тогда профили двух катенных полос - возмущенной и контрольной, обнаруживающих парагенетические свойства, должны рассматриваться как единая система.

     Нас интересует не сам голографический подход, применение которого может показаться слишком умозрительным, а понятийный аппарат концепции. Использование некоторых терминов этой концепции, как мы полагаем, может оказаться полезным. В связи с этим эффект «достройки» до круга» нами отнесен к проявлению космологической матрицы. В понятийном аппарате концепции Голографической Вселенной  такое интерференционное единство называется волновым паттерном.

     Исследования трехполосной катенной системы показали, что биогеохимический и продуктивный профили центральной возмущенной полосы сопрягаются, cоответственно, с биогеохимическим и продуктивными  профилями левой невозмущенной полосы (рис.7,8)

 [13,17]. Сопрягающиеся профили имеют близкие элементы симметрии  (ось симметрии проходит через водораздел, при этом обнаруживаются три замкнутые парагенетические  области), т.е. эффект наложения друг на друга  двух матриц - геохимической и космологической.

     Полученные результаты с выделением трех замкнутых парагенетических  областей на рис. 7(B) достоверны (наименьшая существенная разность НСРО95 = 2,1ц/га).  

     Биогеохимический и продуктивные профили правой невозмущенной полосы не сопрягаются с соответствующими профилями центральной (возмущенной) полос, потому что имеют другие элементы симметрии (эффект левизны-правизны). Их ось симметрии проходит не через водораздел, а через ЭАЛ  ЮВ экспозиции (рис.8).  

 

                            A                                                                        B

Рис. 7. Сопряжение биогеохимических (A) и продуктивных (B) профилей центральной (Ц) возмущенной и левой (Л) контрольной полос

                                            C                                                      D

Рис. 8. Отсутствие сопряжения биогеохимических (C) и продуктивных (D) профилей центральной (Ц) возмущенной и правой (П) контрольной полос

     Этот эффект нами рассматривается как проявление третьей -  квантовой матрицы. Возникает феномен ограничений по симметрии. Ближайшие аналогии этому феномену можно найти в квантовой химии при заполнении электронных ячеек в атомах.

     Итак, каждой точке волнового паттерна соответствуют биогеохимические и продуктивные параметры выделенных ЭАЛ и эти параметры соединяются в единую волновую структуру. В результате происходит интеграция – различное через скрытые параметры  соединяется вместе. В данном случае одновременно  используются два противоположных по смыслу  понятия, которые  дополняют друг друга, что соответствует принципу дополнительности Бора.

     Под дифференциацией понимается выделение ландшафтных единиц - ЭАЛ и определение их параметров.  Однако выделить эту «мозаику» не означает количественно описать ландшафт. Необходимо еще  учесть и интегральные связи, соединяющие  ЭАЛ воедино.

     Четырехполосная катена формируется за счет разделения криволинейного ландшафтного пространства на четыре чередующихся полосы: контрольная - возмущенная. При выявлении биогеохимических профилей обнаружилось, что они также попарно сопрягаются, образуя подобие четырех волновых паттернов (рис.9). В этих «волновых паттернах» реализуются четыре комбинации: сопряжение биогеохимических профилей контрольных и возмущенных полос (1в-2к, 4к-3в), двух возмущенных (3в-1в) и двух контрольных (2к-4к).  

    Это четырех полосное соединение в катене можно уподобить сборке плота. Для этого необходимо не только парное «соединение  бревен» (1в-2к, 4к-3в), но и соединение этих парных блоков вместе (3в-1в , 2к-4к). «Сборка плота» имеет левостороннее (1в-2к , 2к-4к) и правостороннее (4к-3в; 3в-1в) направления.  

     Заметим, что волновые паттерны, соответствующие этим соединениям, подобны по направлениям сборки. Они различаются по элементам симметрии, т.е.  в них проявляется феномен левизны-правизны (рис.9).  В паттернах  левого направления ось симметрии проходит через водораздел катены, а в правом - смещена к склону ЮВ экспозиции, т.е. наблюдается аналогия  с квантовыми ограничениями по симметрии.

     Паттерн в концепции Голографической Вселенной имеет тот же смысл, что и интерференция. «Pattern» обычно переводят как «конфигурация», «констелляция», «структура». На рис.9 выявляются по характеру два антисимметричных «волновых паттерна»  - 1в-2к и 4к-3в и два симметричных «волновых паттерна» - 2к-4к и 3в-1в.

     Феномен левизны-правизны принято рассматривать как собственную симметрию биологических объектов, неискаженную гравитацией [22]. Полученные нами результаты позволяют предположить, что эти представления переносятся и на живое вещество, что в свою очередь, открывает возможности использования такого понятия как хиральность для  геосистем.  

            Левосторонние волновые                 правосторонние волновые

                     паттерны                                           паттерны

Рис. 9. Сопряжение биогеохимических профилей в четырехполосных катенных системах (левосторонние и правосторонние волновые паттерны)   

     Во всех приведенных случаях, особенно для трехполосных катенных исследований, на профилях обнаруживаются три области, которые мы связываем с проявлением геохимической матрицы.  Эффект «достройки до круга», т.е. образование волновых паттернов, отнесены к проявлениям космологической матрицы, ограничение по симметрии – к квантовой матрице. Эффект наложения трех матриц друг на друга соответствует распространению корпускулярно-волнового дуализма  на  геосистемы, Особенность этого дуализма  состоит в том, что волновая составляющая проявляется через функции живого вещества.

     С одной стороны внутренние параметры  локальной геосистемы (K/r) связаны с внутренними корпускулярными потоками вещества, с другой стороны, они образуют в пространстве волновой паттерн. Выявленные волновые паттерны, по сути, это то, что запоминает геосистема. В них проявляется ландшафтная память геосистем. Такова особенность распределения самой системой своих внутренних (скрытых) потоков вещества.

      Если пространство волновых паттернов рассмотреть через призму ноосферных представлений, то следует признать, что в таком ноосферном пространстве одновременно проявляются квантовые, космологические закономерности и отображается земной рельеф, т.е. микро-, макро- и мегамиры накладываются друг на друга. Здесь ноосферные представления пересекаются с концепцией Голографической Вселенной.

      Д. Бомом введен термин «космическая ткань». Он связан с «голодвижением», т.е. свертыванием в импликативный и развертыванием в экспликативный порядок. Согласно этим представлениям, Вселенная целиком свернута в каждую свою часть, как и свернуты все ее части. Эти части могут развертывать другие в разной степени и различными способами.

     В рамках этих представлений подобие биогеохимических и продуктивных профилей (рис.4,5,7,8) могут интерпретироваться не только как сопряжение элементов ландшафта и растительности [21], но и  как развертывание от импликативного к экспликативному порядку, т.е. как трансляция параметров скрытого биогеохимического профиля, приближенного к импликативному порядку, - к параметрам продуктивного экспликативного профиля.

     Тогда, опираясь на современные ноосферные представления и концепцию  Гологафической Вселенной,  геохимический блок следует отнести к «земной», а квантовый и космологический –  к «космической ткани» ландшафтов.    

                                            ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Дифференциация наук, определившая основное направление научной мысли ХХ века, дополняется интеграцией. Это радикальное изменение затрагивает и ландшафтоведение. В дополнении к дифференциации ландшафтов - выделению структурных единиц элементарных ареалов ландшафта и почвенных элементарных ареалов, определению их параметров развивается ландшафтная  интеграция. Интеграция ландшафтов предполагает выявление закономерностей соединения параметров ландшафтных ареалов в единое целое. Она представляет собой дальнейшее развитие биосферного подхода к управлению ландшафтами, дополняет их корпускулярные свойства волновым характером, т.е. способствует выявлению  корпускулярно-волнового дуализма геосистем. Проблема интеграции ландшафтов пересекается с современными ноосферными представлениями и концепцией Голографической Вселенной. Результаты исследований в ее рамках могут быть обобщены при использовании трансдисциплинарного геоэкологического подхода.                    

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА:

1.    П.И. Мунин, Б.И. Кочуров  Трансдисциплинарная геоэкология в демографическом контексте ноосферогенеза. Проблемы региональной экологии. 2013. №5. С. 48-52.

2.    http: // ru.wikipedia.org/wiki/

3.    Князева Е.Н. Трансдисциплинарная стратегия исследований // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2011. 10(112). С. 191-201.

4.    Бом Д. Причинность и случайность в современной  физике. М., ИЛ, 1959 – 248 с.

5.    Basil J. Hiley, F. David Peat “The Development of David Bohm’s ideas from the Plasma to the Implicate Order”, in Quantum Implications, ed. Basil (London: Rontledge & Kegan Paul, 1987, P.1).

6.    K. Pribram The Neurophysiology of Remembering, Scientific American 220 (January 1969), p.75.

7.    Турков С.Л., Кочуров Б.И. Методологические аспекты концепции устойчивого развития. Проблемы региональной экологии. №6.2011.  С.145-152.

8.    Szarlip P.,  Wlodarczyk T., Brzezinska M.,  Glinski J.  Production and uptake of nitrous oxide (N2O) as affected by soil conditions. Acta Agrophysica. Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie 2010. 187.№8. p.66.   

9.     Савич В.И., Кауричев И.С.,  Шишов Л.Л. Агрохимическая оценка окислительно-восстановительного состояния почв. Почвоведение. 2004. №6.С. 702 - 712.

10.          Bailey L.D., Beanchamp E.G.  Can. J. Soil Sci. 1971.51. P.51-58.   

11.          Bailey L.D., Beanchamp E.G. Can. J. Soil Sci. 1973. 53(2). P. 213-218.

 

12.          Stepniewska Zofia, Stepniewski Witold, Glinski Jan, Ostrowski Janusz Atlas of the Redox properties of arable in Poland. 1997.      Lublin-Falenty.  

13.          Винокуров И.Ю. Стабильность и устойчивость агроэкосистем: Системный и системно-структурный подходы. – LAP LAMBERT Academic Publishing Gmbh & Co, KG, Saabrucken, Germany. – 2014. - 144 p.

14.          Verhulst P.F., Corr. Math. Et Phys. 1838. V.10. P. 113-121.

15.          Винокуров И.Ю. Эволюция почвенных экосистем: химическое загрязнение, саморегуляция, самоорганизация, устойчивость. Эволюция почвенных экосистем: М., Юркнига. 2007. 320 с.

16.          Винокуров И.Ю., Степанов И.Н. Почвенные физические поля и возможности нанобиотехнологического  управления ими в земледелии. Нанотехника. М., 2009, №3. С.81-92.

17.          Винокуров И.Ю. Биогеохимический и географический аспекты концепции Голографической Вселенной. Проблемы региональной экологии. 2014. №2. С.15-21. 

18.          Winokurov I.Ju., Iljin L.I. Trwalosc agroekosystemov wyznaczona na  podstawie parametrow biogeochemicznych. Woda-Srodowisko-obszary 2013.T. 13. z. 3(43). S.161-180. 

19.          Практикум по почвоведению. [Под ред. И.П. Гречина]. М., Изд. Колос. 1964. 423 с.

20.          Аксенов Г.П. В.И. Вернадский о природе времени и пространства. Иcторическо-научное исследование. ИИЕТ им. М., 2006. 392 с.      

21.          Сочава В.Б. География и экология. Л., Географическое общество СССР. 1970. 22с.

22.          Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Л., Недра, 1985. 168 с.