Термодинамика биогеоценозов на основе дистанционной информации

Р. Б. Сандлерский, Ю. Г. Пузаченко

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
119071 Москва, Ленинский просп., 33
e-mail: srobert_landy@mail.ru, puzak@orc.ru
Поступила в редакцию 01.10.2007 г.

Решены методические задачи применения данных дистанционного зондирования для исследования пространственно-временного варьирования преобразования энергии в биогеоценозах на основе информационно-термодинамического подхода на примере южно-таежного ландшафта Валдайской возвышенности. Продемонстрирована возможность оценки основных составляющих энергетического баланса биогеоценоза (эвапотранспирация, продукционный процесс, тепловое рассеяние, аккумуляция) как открытой термодинамической системы, осуществляющей работу по поддержанию своей структуры за счет преобразования солнечной энергии. Анализ соотношений термодинамических переменных для различных типов биогеоценозов показывает, что поток энергии, поглощенный поверхностью, перераспределяется по составляющим баланса с различными механизмами и это перераспределение зависит от структуры системы, выраженной через неравновесность. Неравновесность преобразования солнечной энергии определяет в первую очередь затраты энергии на синтез биологической продукции и мало влияет на эксергию солнечной радиации - затраты энергии на испарение. Оценена инвариантность преобразования энергии ландшафтом в целом и обобщенными типами биогеоценозов. Способность к поддержанию инвариантов поглощенной энергии, эксергии и температуры в таежном ландшафте образует закономерный ряд, повторяющий сукцессионный: луга - вывалы - лиственные леса - хвойные леса; наименьшей саморегуляцией обладают антропогенные объекты. Верховые болота в отличие от лесов, осуществляющих транспорт влаги из почвы в атмосферу, удерживают высокий прогрев территории и консервируют атмосферные осадки в подземном стоке, сохраняя при этом уровень биологической продукции, сопоставимый с хвойными лесами. Оценена климаторегулирующая роль лесной растительности - показано, что отсутствие леса повышает температуру поверхности на 4°С.

Полный текст статьи доступен на сайте Elibrary.ru (необходимо зарегистрироваться).