Original paper

Systems theory in Geomorphology A challenge

von Elverfeldt, Kirsten; Glade, Thomas

Abstract

Every scientific observation and explanation is based on theory, and also the respective results are strongly dependent on the theoretical background of the individual researcher. In many cases, if not most, general systems theory builds this theoretical background within geomorphology. However, as a result of the widespread acceptance of geomorphic systems theory and the strong empirical orientation of the discipline, its theoretical foundation as well as the definitions and basic assumptions are rarely (if at all) questioned and analysed. Thus, it is rarely asked 'What is as system?' or 'What are the basic assumptions of geomorphological systems theory and do they still apply to our present knowledge?'. This paper tries to answer these questions by analyzing how geomorphologists conduct their research. Within the geomorphological theoretical framework, geomorphic systems are considered as open, i.e. they have in- and outputs which enable the environment of the system to highly influence the system. At the same time, the openness of geomorphic systems brings with it difficulties in system delineation, and reveals inconsistencies with the concept of equilibrium and cause-and-effect relationships. With the concepts of self-reference, autopoiesis and operative closeness of systems we put first thoughts for a (paradigmatic) re-orientation of the discipline up for discussion.

Kurzfassung

Wissenschaftliche Beobachtungen und Erklärungen basieren stets auf einer Theorie, ebenso wie Art und Güte der Ergebnisse von der zugrunde liegenden Theorie abhängig sind. Innerhalb der Geomorphologie bildet zumeist die allgemeine Systemtheorie diesen theoretischen Hintergrund. Aufgrund der empirischen Ausrichtung der Disziplin und der generellen Akzeptanz der Systemtheorie werden jedoch die Prämissen und Grenzen der Theorie kaum oder gar nicht mehr hinterfragt. Fragen wie ,Was ist ein System?' oder,, Was sind die Grundannahmen der Systemtheorie und decken sich diese noch mit unserem heutigen Wissensstand?' werden kaum gestellt. Wir nähern uns der Beantwortung dieser Fragen über eine Analyse von Inkohärenzen in der geomorphologischen Systemtheorie. Geomorphologische Systeme werden im Allgemeinen als offen angesehen, d.h. sie sind durch Input-Output-Beziehungen mit ihrer Umwelt gekennzeichnet, die darüber das System direkt beeinflussen kann. Zugleich bedingt die Offenheit von geomorphologischen Systemen Probleme bei der Systemabgrenzung und wirft Fragen nach der (Un-)Möglichkeit von Gleichgewichten auf. Mit Autopoiesis, Selbstreferenz und operativer Geschlossenheit stellen wir drei Konzepte zur Diskussion, um die theoretische Basis der Disziplin weiterzuentwickeln.

Keywords

systems theoryobservation theorysystems definitionequilibriumcausalityreductionismautopoeisisself-reference