Взаємодія між географічними сферами значно конкретизується в сучасних уявленнях про геосистеми. Останні коротко можна визначити як земні простори всіх розмірностей, де окремі компоненти природи знаходяться в системному зв'язку один з одним, і як певна цілісність взаємодіють з космічною сферою і людським суспільством.
Системний підхід дозволяє по-новому сформувати завдання дослідження фізика, географа, чітко визначити їх зміст, відмінне від такого приватних географічних дисциплін. Він породжує нові точки зростання науки і розширює її перспективи практичного використання її результатів.
Назвемо основні проблеми, що входять до вчення про геосистеми і характеризують сучасні напрями фізичної географії:
· аналіз аксіом і інших положень спеціальної теорії геосистем як часток спільної теорії (метатеорії) систем;
· моделювання геосистем з урахуванням їх спонтанної і антропогенної динаміки і відповідного їм інтегрального режиму;
· пошуки раціональних прийомів кількісної оцінки геосистем і ландшафтостворюючих процесів, зокрема математичного апарату, придатного для їх опису;
· системний аналіз просторових зв'язків в географічній оболонці на планетарному, регіональному і топологічному рівні;
· вивчення просторово-часових аспектів геосистем і створення їх географічних моделей, насамперед карт, у зв'язку з проблемами охорони і оптимізації середи;
· проблеми еволюції геосистем і використання принципів системного підходу в палеогеографії;
· вивчення впливу соціально-економічних чинників на природну середу і прогнозування геосистем майбутнього;
· всесторонні дослідження природних передумов з метою формування територіально-виробничих комплексів;
· обґрунтування раціонального використання природних ресурсів з урахуванням їх відновлення і збагачення (для поновлюваних ресурсів);
· розробка физико-географических основ охорони і оптимізації природної середи для життя і праці людини;
· географічна експертиза проектів комплексного використання і охорони географічної середи;
· підбір, переробка і систематизація природно-страноведческой інформації для учбових і довідкових цілей.
Цілком природно, що вище тільки названі напрями досліджень, тоді як кожне з них включає цілу лаву конкретних тим, географічних зв'язків, що відносяться до певних видів. Теоретичним і методичним питанням.
Все сказане не вичерпує круга завдань фізичної географії, але воно характеризує основний її зміст і, як можна було переконатися вище, відмінне від такого галузевих географічних проблем.
Фізична географія як вчення про геосистеми не поглинає жодної галузевої географічної дисципліни. Вона має з ними деякі спільні проблеми. Що стосуються порядку зв'язків компонентів геосистеми, грунтується на їх даних, але ні до якому випадку не підміняє їх і сама не може бути замінена ними. Фізична географія не представляє суперсинтезу навіть частки географічних наук, що вивчають природу. Вона вирішує свої, комплексні географічні проблеми. Такого роду спеціалізовані функції фізичної географії набувають особливого значення у зв'язку з прогнозуванням геосистем майбутнього і дослідженнями, направленими на захист місця існування.
Вирішуючи комплексні фізико-географічні проблеми, фізична географія безпосередньо стикається з питаннями географії населення і вчення про територіально-виробничі комплекси. Обтяжена у минулому гідрологічними, геоморфологічними та іншими галузевими проблемами фізична географія мимоволі відволікалася від своєї основної функції – вивчення зв'язків природи з людським суспільством. У сучасному розумінні фізична географія має відношення переважно до аспектів природної середи, орієнтованих на людину, до тих прямих і зворотних зв'язків, які входять в складну системну організацію, проникаючи в економічну соціальну сфери.
Якщо територія освоєна, то існує просторова соціально-економічна система, організована людиною. Її параметри залежать від кількості населення і рівня розвитку продуктивних сил суспільства.
Будучи освоєною, територія для людини виступає не лише «місцем стояння» – її просторова структура є вираження складних процесів обміну речовиною і енергією між населенням і природним комплексом, представлених перш за все біологічним обміном людини і виробництвом. Освоєна територія є перетворені комплекси географічної оболонки – геосфера людини. По суті, біологічні і виробничі ланки обміну населення з середою приводять до формування цілісного утворення «населення – господарство – природа».
Основна відзнака природно-технічних геосистем від природних геосистем полягає в тому, що якщо в останніх провідну роль грають зворотні негативні зв'язки, то в природно-технічних геосистемах в умовах дії закону зростання потреб на першому місці знаходиться позитивний зворотний зв'язок: або Q (t+1)> Q(t) (де Q(t) – об'єм потреб населення, що задовольняються), або P (t+1)> P(t) (де P(t) – населення у момент часу t), або те і інше. З урахуванням закону збереження речовини слід підкреслити, що приведені нерівності і підкреслюють факт того, як, в яких цілях людина здійснює перегрупування речовини в просторі геосистем. Взаємозв'язок даних нерівностей з балансом речовини і енергії здійснюється через облік відходів виробництва і життєдіяльності людини. Спільна реалізація двох типів зворотного зв'язку визначає суперечність розвитку природно-технічних геосистем, необхідність освоєння території для вирішення відміченого протиріччя.
Цілісність системи взаємозв'язків людини і середи забезпечується єдністю трьох ланок:
власне природним обміном;
біологічно обумовленим обміном людини з середою;
створеними людиною процесами цілеспрямованої переробки речовини природи для отримання споживчих вартостей;
Носієм взаємозв'язку компонент геосистем є потоки речовини. Відмітною особливістю його в природно-технічній геосистемі є в даний час значність масштабів витягненої з природного стану речовини і відносно мала частка його корисно використовуваній частці: по існуючих оцінках лише 10% речовини природи, що здобувається, йде на виготовлення безпосередньо споживчих вартостей. Останнє, будучи з погляду виробничих процесів відходами, разом з тим залишається в геоситемі людини. Останнє є прояв один з найважливіших законів всесвіту – закону збереження енергії. Людська діяльність, направлена на задоволення суспільних потреб, своєю ресурсною базою має до теперішнього часу тільки Землю. Перетворення речовини людиною в ЕПП є перегрупування речовини в тривимірному просторі геосистем – в цьому особливість техногенної складової спільного круговороту речовини в глобальній геосистемі по відношенню до інших складових. Таким чином «вхід» і «вихід» потоку речовини в геосистемі збалансовані (якщо мати на увазі також відходи всіх стадій ЕПП і обмін самої людини з середою).
Зв'язок ланок обміну в природно-технічній геосистемі забезпечується трудовою діяльністю. Для суспільства остання частка є процес створення споживчих вартостей. У природно-технічній геосистемі – це особлива ланка загальноземного процесу, цілеспрямоване витрачання накопиченої людиною енергії, зворотний позитивний зв'язок. Залежно від того, яка кількість праці буде направлена в геосистему, як буде організовано його розподіл між ланками комплексостворюючого процесу (зокрема, між процесами, що є енергопровідниками), знаходяться результати освоєння, ефективність організованої взаємодії людини і середи – ступінь повноти задоволення потреб людини (включаючи сюди і відповідність параметрів середи фізіологічним потребам людини, можливості організації дозвілля в умовах неухильного зростання частки вільного часу в спільному бюджеті часу).
Для кожної території характерний стан граничної ємкості її освоєння при даному способі виробництва освоєння: безмежне задоволення в даних соціально-економічних умовах за рахунок однієї і тієї ж території неможливо. Тільки поєднання територій, що знаходяться на різних стадіях освоєння, забезпечує дію закону неухильного зростання потреб.
Стан граничної ємкості освоєння можливий і для земної кулі в цілому. Проте слід зазначити, що нерівномірність соціально-економічного розвитку, просторова диференціація властивостей географічної оболонки викликають метахронность освоєння території – не одночасність досягнення схожих рівнів освоенности на різних територіях.
Впродовж багатьох років природознавство і техніка тісно стикалися між собою, Але стосунки їх постійно мінялися. І особливо швидко в кінці XIX, початки XX століть. Саме у цей період намітилися три крупні етапи, що відрізняються один від одного цілями, які ставили перед собою природні науки з одного боку, а техніка з іншою. Звичайно, виділення цих трьох етапів – умовна схема, оскільки і сьогодні природознавцям (географам, біологам, екологам) доводиться (і, напевно, довго доведеться) виконувати і завдання попередніх етапів, як завдання гострі.