Системный подход. Географические системы и комплексы

В 60-е гг. XX столетия географов захватило всеобщее увлечение системным подходом, который стал приобретать значение важ­нейшего методологического подхода в различных областях знания. Сущность его основывается на признании системного устройства материального мира, и его можно рассматривать как развитие и конкретизацию философского представления о всеобщей связи предметов и явлений. Необходимо отметить, что для географов принципы так называемой общей теории систем, начало которой относится к концу 40-х гг. XX в. и связывается с именем австрий­ского биолога Л. Берталанфи, не явились чем-то абсолютно но­вым. Согласно Л. Берталанфи, система есть комплекс элементов, находящихся во взаимодействии. В других более развернутых опре­делениях подчеркивается, что система слагается из множества эле­ментов, образующих определенную целостность. Целостность мож­но считать основным свойством всякой системы. Системный под­ход ориентирует исследователя на раскрытие целостности слож­ных объектов, на познание механизмов внутренних связей между их составными частями — отдельными элементами.

Системный подход имеет давние и достаточно глубокие корни в ландшафтоведении. Самые первые определения ландшафта, в том числе определение, сформулированное Л.С.Бергом в 1913 г., содержали указание на системный характер этого объекта (един­ство, или целостность, многокомпонентность, наличие взаимо­связей между компонентами), хотя вместо термина система у гео­графов традиционно был принят термин комплекс. Впрочем, сле­дует заметить, что в ландшафтоведении нередко использовались оба термина в качестве синонимов. Так, еще в 1949 г. Н. А. Солн­цев писал, что «ландшафт есть закономерно построенная система более мелких территориальных комплексов»¹. Согласно другому определению, «сущность географического комплекса вытекает из того, что все природные компоненты на земной поверхности тес­но взаимообусловлены и развиваются как части единой матери­альной системы». Заметим, что в приведенном выше определе­нии Л.Берталанфи система определяется как комплекс, и это об­стоятельство не может не вызвать вопрос о соотношении обоих терминов, к чему мы еще вернемся.

Начало широкого внедрения системного подхода в географию может быть датировано 1963 г., когда В.Б.Сочава ввел в литера­туру понятие геосистема: «Геосистемы — это природные единства всех возможных категорий от планетарной геосистемы (географи­ческой оболочки или географической среды в целом) до элемен­тарной геосистемы (физико-географической фации)»³. Хотя тер­мин геосистема относится к объектам, традиционным для комп­лексной физической географии, он содержит в себе особый ак­цент, указывающий на принадлежность этих объектов к общена­учной категории «система», и ориентирует географов на освоение принципов и методов общей теории систем.

Внедрение системного подхода способствовало усилению вни­мания географов к структурно-динамическим и функциональным свойствам изучаемых объектов, стимулировало работу по упоря­дочению и расширению понятийно-терминологического аппара­та, по совершенствованию научного языка и организации иссле­довательского процесса. Укрепление связи с другими науками обо­гатило географию новыми подходами и методами, содействовало развитию взаимопонимания с другими специалистами, усилению интеграционных тенденций внутри системы географических наук. Однако влияние системного подхода на географию не следует понимать как односторонний процесс. Огромный эмпирический опыт, накопленный географической наукой по изучению особого класса сложнейших систем, мог бы составить существенный вклад в разработку общенаучной теории систем, которая практически основана на изучении лишь биологических и технических систем. К сожалению, этот опыт географии пока еще не стал общенауч­ным достоянием.

В географической литературе можно встретить высказывания, в которых системный подход противопоставляется традиционно­му «физикалистскому», связывающему тела, явления, системы с их генезисом и воздействием внешних факторов. В действительно­сти для такого противопоставления нет оснований, и наметившаяся тенденция к пренебрежению генезисом, историей, воздействием внешних факторов в географическом исследовании вызывает ре­альные опасения. В. Н. Солнцев справедливо обратил внимание на недопустимость поспешного переосмысления сложных географи­ческих понятий, которые, на первый взгляд, кажутся не вписы­вающимися в системную концепцию. «Несомненно, — пишет он, — что традиционная география в своих наиболее продуманных пост­роениях является более фундаментальной системной концепци­ей, нежели любая из до сих пор предложенных и подчас претен­дующих на то, чтобы "усовершенствовать" географию».

Термин геосистема, введенный в географию В.Б.Сочавой, бы­стро приобрел широкую популярность у профессионалов-геогра­фов, но некоторые из них стали трактовать его по-своему, игно­рируя принцип приоритета и ясный первоначальный смысл, ко­торый Сочава вложил в этот термин. Высказывалось, в частности, мнение, что под геосистемой следует подразумевать лишь некото­рую абстракцию, или модель реальности, но не саму реальность. Однако такое представление никак не вытекает из принципов общей теории систем, имеющей дело с вполне реальными объек­тами. По Ю.П.Михайлову, обязательным признаком всякой сис­темы является управление, и на этом основании утверждается, будто природные территориальные комплексы не могут рассмат­риваться как системы. Но управление — признак лишь кибернети­ческих систем (систем управления), и названный автор ошибочно переносит его на всякие системы.

Вместе с тем возникло стремление перенести термин геосисте­ма в социально-экономическую географию и даже вложить в него некий тотальный общегеографический смысл. В так называемой теоретической географии предлагалось считать необязательными некоторые основополагающие критерии всякой системы, препят­ствующие построению тотальных общегеографических моделей. Так, утверждалось, будто понятие системы не предполагает кате­гории связи. Вместо этого рекомендовалось использовать чисто хорологические категории взаимного расположения, соседства и т.п. При таком подходе геосистема превращается в абстрактное построение, лишенное реального субстрата. Разумеется, нельзя отрицать пользы абстрактных моделей. Но абстракции, основан­ные на моделировании одних лишь хорологических признаков качественно многообразных материальных систем, вряд ли могут претендовать на универсальное общегеографическое значение.

На первом этапе активного внедрения системного подхода в географию некоторые физикогеографы настаивали на том, что геосистемами следует считать только системы, формируемые од­нонаправленным физическим потоком вещества (например, реч­ные системы). Однако ни одно из известных определений системы не дает оснований для такого суждения.

А. Ю.Ретеюм разработал оригинальную концепцию нуклеарных систем, которые отождествляются им с геосистемами. В ос­нове этой концепции — убеждение в том, что смысл познания систем заключается в определении соотношений между воздей­ствиями на них со стороны внешней среды и ответными реакци­ями. Весь мир — материальный и идеальный, — от Галактики до микрокосмоса — представляется состоящим из сложных образо­ваний, имеющих один и тот же концентрический план строения в виде центрального ядра и периферии (оболочки). Отсюда идея так называемого хориона — нуклеарной системы, состоящей из ядра и периферии. В качестве ядра могут выступать различные матери­альные тела и идеи. «В земных системах, т. е. геосистемах, образо­ванных живым и неживым веществом, функции центра — очага и фокуса, корня и вершины — выполняет, как правило, одно мате­риальное или идеальное начало (тело, россыпь, поле, волна, пла­мя, знак или идея), являющиеся средоточием ее массы, энергии и информации»². В качестве универсального механизма сопряже­ния центра и периферии в системах рассматриваются цепные ре­акции причинно-следственных связей.

Среди приведенных автором конкретных примеров — хорион северного полярного вихря. Из множества порождаемых им эф­фектов приводится такая цепочка: океанические течения — пере­нос влаги на континенты — весеннее половодье на реках — смыв почвы — отложение наносов в поймах — рост трав — сенокоше­ние — поедание сена домашними животными — внесение орга­нических удобрений в почву на водоразделе — высокий урожай зерновых. Другой пример — хорион сосны обыкновенной — рас­сматривается как некоторая суперсистема, обладающая общеиз­вестными средообразующими функциями (перехват атмосферных осадков кронами, накопление снега вдоль опушки и т. п.) и свойствами эдификатора сообщества, с трофическими и другими свя­зями, вплоть до формирования подчиненных микрохорионов, или малых геосистем, с эпифитами в качестве ядер.

В сущности, мы имеем дело со своего рода расширенным вари­антом геосистемы, формируемой однонаправленным потоком суб­станции (энергии, вещества, информации). Географическая ре­альность предстает перед нами не как упорядоченная совокуп­ность целостных территориальных систем, а как мир бесконечно­го числа переплетающихся цепочек однонаправленных причин­но-следственных связей. Нельзя не заметить, что любое ядро долж­но иметь свое начало, т. е. причину или целую совокупность при­чин, а любое, казалось бы, конечное следствие может оказаться ядром новой системы. Таким образом, верхние и нижние границы причинно-следственных связей уходят в бесконечность, их на­чальные и конечные звенья условны, — они определяются целя­ми исследования. С точки зрения географа, это означает необхо­димость определенных ограничений, т. е. избирательного подхо­да, диктуемого спецификой предмета исследования. Концепция хорионов практически не накладывает на географа никаких огра­ничений.

Нетрудно заметить, что многие звенья хорионов уходят далеко за пределы интересов географии — в область геологии, биологии и других наук. Если географ поставил перед собой задачу объяс­нить уровень урожайности зерновых на таежных водоразделах, то для этого, очевидно, нет необходимости ретроспективно доиски­ваться до полярного вихря. Однако, с другой стороны, прослежи­вание всех возможных цепных реакций в хорионе полярного вих­ря не даст нам ответа на поставленный вопрос, ибо никакая уро­жайность не может быть обусловлена влиянием одной причины.

В концепции хорионов все тела и явления делятся на две груп­пы — определяющие (ядра) и зависимые, причина и следствие резко разграничены, хотя, как известно, они могут меняться ме­стами. В качестве одного из вариантов хориона А. Ю. Ретеюм назы­вает систему, в которой ядрами являются континенты, а перифе­рией — Мировой океан. Обоснованность такого подхода автор видит в хорошо известных фактах изменения характера донных отложе­ний, величины биомассы и других показателей в Океане по мере удаления от материка. Но не менее хорошо известны факты об­ратного влияния Мирового океана на природу континентов. С мощным воздействием океанов на ландшафты суши связана одна из важнейших закономерностей ландшафтной дифференци­ации материков, сопоставимая с широтной зональностью, — так называемая секторность (меридиональная зональность). Этот при­мер наглядно говорит о схоластичности самой постановки вопро­са о ядре и периферии, когда мы в действительности имеем дело с взаимодействием.

В известном смысле можно сказать, что географа интересуют не столько цепочки причин и следствий, расходящиеся от много­численных возможных центров воздействия (ядер), сколько ре­зультативный эффект цепочек, сходящихся в одном месте (райо­не, урочище, промышленном узле и т.д.). В таком случае понятие ядра геосистемы приобретает по существу противоположный смысл: оно становится средоточием разнообразных потоков, пи­тающих это ядро не только в переносном, но и нередко в прямом смысле; это та часть геосистемы, где наблюдается наиболее пол­ное схождение всех связей и взаимодействий и тем самым наибо­лее типичная выраженность свойств и признаков данной террито­риальной ячейки географического пространства. Подобное пред­ставление, основанное на принципе взаимодействия, достаточно широко распространено в географии и, в частности, нашло свое выражение в понятиях об узловых районах, городских агломера­циях, территориальных системах расселения и др.

За пределами концепции нуклеарных систем остаются пробле­мы географического синтеза, территориальной дифференциации и интеграции, целостности территориальных систем. Эту концеп­цию трудно согласовать со сложившимися в географии представ­лениями о природных территориальных комплексах и ландшаф­тах. С точки зрения А. Ю. Ретеюма, географы, занимаясь разработ­кой комплексного природного районирования, пошли по невер­ному пути. Районированию он противопоставляет изучение и на­ложение ареалов всевозможных нуклеарных систем: «Выделение ареалов и их описание — вот задача районирования с системной точки зрения». Вместо многоступенчатой системы комплексного физико-географического районирования, составляющей одну из главных форм последовательного географического синтеза, пред­лагается процедура ничем не ограниченного механического нало­жения различных ареалов в любых соотношениях (примером слу­жит совокупный ареал речных геосистем с весенним половодьем, нерестящейся семгой и таежными лесами).

Системное устройство мира предполагает существование сис­тем разных уровней, классов и типов. Принципы общенаучной клас­сификации и субординации систем еще не разработаны, и место среди них систем, изучаемых географией, не определено. У нас есть все основания считать, что география имеет дело с особым классом достаточно сложных систем и что системы эти многооб­разны, их невозможно свести к какой-либо универсальной моде­ли, например с однонаправленным потоком вещества, подчинен­ным действию силы тяжести, или с центральным ядром.

Необходимо определить отличительные признаки систем, от­носящихся к сфере географии, выяснить, что их объединяет и чем они отличаются от систем других не географических классов. Специфической особенностью географических систем является их территориальность. Это понятие содержит не просто указание на приуроченность к двухмерному пространству земной поверхности и на фиксированное положение в нем, но главное — на особое системообразующее значение территориальных связей, т. е. гори­зонтальных, или латеральных потоков субстанции между отдель­ными системами и их частями (блоками, субсистемами, или сис­темами низших порядков). Следует подчеркнуть, что указанный признак является необходимым, но не достаточным для опреде­ления систем географического класса. Территориальные связи в географических системах никоим образом не исключают связей межкомпонентных, объединяющих различные формы субстанции в единое целое. Связи этого рода часто называют вертикальными исходя из типичной для природных систем ярусности взаимного расположения компонентов, но термин вертикальный не всегда следует понимать в буквальном смысле, особенно применительно к общественно-географическим системам.

Таким образом, географические системы характеризуются двумя типами внутренних связей. Соответственно различаются две кате­гории структурных подразделений или составных частей системы: 1) качественно разнородные, но взаимосвязанные элементы или компоненты в общепринятом значении (геологический фундамент, почвы и т.д. в ландшафте, отрасли хозяйства в экономическом районе); 2) территориальные блоки низших порядков (урочища и фации в ландшафте, экономические подрайоны, промышленные узлы в экономических районах).

Общественно-географические системы обычно именуют тер­риториальными; этот термин в данном случае не может вызывать возражений, хотя в нем содержится односторонний хорологиче­ский акцент.

Признавая множественность географических систем, мы неиз­бежно оказываемся перед вопросом об их соотношениях и реаль­ности интегральных геосистем. Применение системного подхода к исследованию географической оболочки или географического пространства, со всем многообразием тел и явлений и их взаим­ных связей позволяет вычленять множество частных, или парци­альных, систем разного порядка. Уже наличие лишь парной связи дает основание говорить о системе, например: почва — расти­тельность, суша — океан. Но вычленение таких систем можно рас­сматривать лишь как необходимые аналитические этапы на пути к географическому синтезу. Сущность же последнего сводится к по­иску интегральных систем. Интегральной географической систе­мой наивысшего, глобального, уровня считается географическая оболочка. Что же касается возможности разделить ее на целостные территориальные блоки, т. е. подчиненные геосистемы второго и более низких порядков по совокупности системных связей между всеми природными и общественными компонентами, то такая возможность остается проблематичной.

Очевидно, к системному географическому синтезу следует идти поэтапно и в первую очередь привести в ясность понятия о природно-географических и общественно-географических системах. Несмотря на дискуссионность этих проблем, наличие разных то­чек зрения (о чем дает некоторое представление приведенный выше материал), можно считать, что в физической географии уже раз­работана серьезная методологическая и теоретическая основа в виде учения о природных территориальных комплексах, ландшаф­тах и геосистемах, в котором геосистемы трактуются как интег­ральные пространственно-временные природные образования. В общественной географии существуют фундаментальные поня­тия о территориальной организации общества, территориальных системах хозяйства и расселения. Наконец, известны такие поня­тия, как геотехнические, рекреационные системы, которые сле­дует отнести к категории природно-общественных территориаль­ных систем. Перечисленные понятия более подробно обсуждают­ся в следующей главе, здесь же ограничимся некоторыми допол­нительными замечаниями.

Как уже упоминалось, предпринимались попытки перенести термин геосистема на территориальные системы разных типов, в том числе на социально-экономические. В. С. Преображенский счи­тал правомерным распространить этот термин на все территори­альные системы, находящиеся в пределах географической обо­лочки, а различия между ними выражать путем добавления соот­ветствующего эпитета (природная, рекреационная и т.д.). Однако Э. Б.Алаев признавал, что в социально-экономической географии термин «геосистема» не нашел широкого применения, и не счи­тал целесообразным его использование в этой отрасли. Того же мнения придерживался В.В.Покшишевский. В практике геогра­фических исследований и научной литературе за этим термином наиболее прочно укоренилось то содержание, которое изначаль­но в него вкладывал В.Б.Сочава, и в таком значении мы будем употреблять его в дальнейшем без каких-либо дополнительных при­лагательных.

Особо следует остановиться на соотношении терминов систе­ма и комплекс применительно к географии. Как видим, использо­вание второго термина имеет в географии более давнюю тради­цию, и сейчас оба термина обычно используются как синонимы. И действительно, если обратиться к словарям, то окажется, что уловить различие между древнегреческим термином система и латинским комплекс практически не удается. Однако служебная роль того и другого термина в научном языке имеет свои нюансы. Если в системе содержится акцент на упорядоченность частей, то в комплексе — на их связь, взаимообусловленность («сплетение»). Всякий комплекс есть система, но далеко не о всякой системе можно сказать, что она представляет собой комплекс. Последнее относится, в частности, к парциальным системам типа почва — растительность; атмосфера — гидросфера и т. п. Любой компонент целостного комплекса, например ландшафта, может участвовать в различных системах, которые таким образом перекрываются между собой, чего нельзя сказать о комплексах. Понятие комплекс предполагает не любой, а строго обязательный набор компонен­тов. Компоненты системы могут быть как бы случайными и не находиться между собой в генетической связи, для комплекса же последнее условие, по-видимому, необходимо (во всяком случае в определении природного географического комплекса оно все­гда подчеркивалось).

Компоненты комплекса взаимообусловлены, характер каждого из них предопределен (детерминирован) совокупностью всех ос­тальных. Такому правилу полностью отвечают природные терри­ториальные комплексы. Но этого нельзя сказать о природно-общественных системах. Разумеется, раз возникнув, любое поселе­ние, отрасль хозяйства, инженерное сооружение, как бы привне­сенное извне, вступают во взаимодействие с природным комп­лексом, создавая особую территориальную систему, но само воз­никновение объектов этого рода не вытекает с необходимостью из данного природного комплекса. Распространение дерново-под­золистых почв или сосновых боров строго приурочено к ареалу определенных ландшафтов, но расположение в этом же ареале города Москвы или, скажем, Череповецкого металлургического комбината никто не станет связывать с дерново-подзолистыми почвами, сосновыми борами или другими характерными особен­ностями ландшафтов этого типа.

Таким образом, система — понятие более широкое, родовое по отношению к комплексу; комплекс — это система особого класса, высокого уровня организованности, с отношениями вза­имообусловленности между компонентами. Термин геосистема подчеркивает отношение сложных объектов, изучаемых геогра­фией, к универсальной категории систем, тогда как в понятиях географический комплекс, природный территориальный комплекс, производственный территориальный комплекс точнее выражается их своеобразие и специфическое положение среди систем. (Изло­женное представление о соотношении понятий система и комп­лекс было высказано независимо и одновременно в 1981 г. А. Г. Иса­ченко в отношении физико-географических объектов и Б. С. Хо­ревым в отношении общественно-географических.)

История географической науки свидетельствует о том, что она шла самостоятельным путем к выработке системного подхода. Познание ландшафтов как сложных природных систем, или комплексов, требовало адекватного научного подхода. Его начало ус­матривается в естественно-историческом методе В.В.Докучаева, для которого руководящим методологическим принципом была категория взаимодействия. Позднее в научный обиход стало вхо­дить представление о комплексном географическом или ландшафт­ном подходе. Уже в первой половине XX в. в отраслевых географи­ческих дисциплинах получило признание индикационно-прогно­стическое значение этого подхода, основанного на принципе вза­имной связи геокомпонентов. Так, его применение в гидрологии позволило достаточно точно оценивать объем речного стока и его режим при отсутствии прямых гидрологических данных. Мыслен­ная модель ландшафта способствовала изучению многих природ­ных объектов, например почв и явлений, скрытых от глаз наблю­дателя.

В настоящее время методологическое значение учения о при­родных территориальных комплексах — геосистемах вышло дале­ко за пределы физической географии. Это учение обеспечивает конкретизацию системного подхода применительно к ряду смеж­ных областей естествознания и к решению многих междисципли­нарных проблем, как относительно частных (например, органи­зация особо охраняемых территорий, экономика природопользо­вания), так и общенаучных проблем взаимоотношения общества и природы и оптимизации природной среды.