Исследование и прогнозирование динамики углерода органического вещества и радионуклидов в наземных экосистемах с применением математического моделирования и информационных технологий

• Автор: Мамихин, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 278 с.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2. ДИНАМИКА УГЛЕРОДА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В 24 РАСТИТЕЛЬНОМ И ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ
2.1. Базы данных
2.1.1. ЭКОПРОД - база данных по запасам фитомассы в компонентах лесных 24 экосистем
2.1.2. ЭКОМОД - база данных по экологическим математическим моделям
2.1.3. ЭКОЛИТ - база данных по литературным источникам экологической 30 тематики
2.2. Математические модели
2.2.1. Модели многолетней динамики углерода органического вещества в 45 компонентах лиственного леса, целинной степи и агроценоза
2.2.2. Модели сезонной динамики углерода органического вещества в расти- 66 тельном и почвенном покрове экосистем
2.2.2.1. Пустынная экосистема (илаковый белосаксаульник на пустынной пес- 70 чаной почве)
2.2.2.2. Лесная экосистема умеренных широт (снытевая дубрава на темно- 89 серой лесной почве)
ГЛАВА 3. ПОВЕДЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ И
ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ
3.1. Базы данных
3.1.1. ЭКОРАД_Д - база данных по загрязнению растительного и почвенного
покрова радионуклидами Чернобыльского выброса
3.2. Математические модели

3.2.1. Модели многолетней динамики содержания радиоуглерода в компонен- 145 тах лиственного леса, целинной степи и агроценоза
3.2.2. Модели вертикальной миграции 137С$ в автоморфных и гидроморфных 153 почвах лесного фитоценоза.
3.2.3. Модели многолетней динамики содержания 137Сз в компонентах лесных 164 экосистем (лиственный и хвойный лес) полного спектра гидроморфности
3.3. Информационно-прогностические системы
3.3.1. Информационно-прогностическая система ЭКОРАД
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Данная работа посвящена изучению биологического круговорота углерода и связанных с ним проблем, возникших в результате антропогенного воздействия на биогеоценозы, а также решению сопряженной проблемы - радиоактивного загрязнения биосферы с использованием метода математического моделирования и информационных технологий.
Биогеохимическая значимость углерода, одного из основных элементов, входящих в состав живых организмов и биокосных систем, аномалии его биогеохимиче-ского цикла, вызванные хозяйственной деятельностью человека, обуславливают необходимость изучения его биологического круговорота, что даст возможность избежать последствий непродуманного отношения к природным ресурсам.
Поскольку круг проблем, связанных с изучением биологического круговорота углерода исключительно широк, наши исследования были связаны с отдельными аспектами этого глобального процесса. Интерес к конкретным объектам исследований диктовался наличием существующих или потенциальных серьезных проблем природоохранного характера.
Увеличение численности населения земного шара приводит к освоению территорий, которые ранее не использовались для ведения сельского хозяйства. В связи с растущими потребностями человечества в пастбищных и пахотных землях, все большее значение приобретают экологические исследования аридных территорий, как возможного резерва, пригодного для более полного освоения, чем в настоящее время. Помимо изучения состава и структуры пустынных экосистем, одно из основных направлений - изучение их функционирования в условиях варьирования климатических условий и антропогенного влияния. Аналогичные проблемы, связанные с хозяйственной деятельностью человека и возможным изменением климата, су-

Начальные значения равны (в г С/м2):
Xj - 204, Х2 - 20340, Х3 - 4280, X4!(t) - 140, X42(t) - 23, X43(t) - 133 Х5 - 1050, Хб - 4900, Х7 - 3500, Х8 - 1200 (Фокин, 1975, 1976).
С помощью модели была получена информация о скорости круговорота углерода в компонентах экосистемы (Табл. 2.9). Модель использовалась также для прогнозирования динамики радиоуглерода в компонентах лесных экосистем (см. главу 3).