Анализ устойчивости почв методами математического моделирования

• Автор: Давлетшина, Миляуша Рафаэлевна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 149 с. : ил

Содержание

Введение
Глава 1. Анализ устойчивости почв
1.1 Обзор исследований по теории устойчивости почв
1.2 Деградация почв. Понятие, факторы, типы
1.3 Теория устой чивости динамических систем к деградации
1.4 Концепция критических нагрузок
1.5 Критерии устойчивости почв к деградации
Глава 2. Термодинамика почвенных процессов
2.1 Устойчивость почвы как термодинамической системы
2.2 Почва как самоорганизуемая система
2.3 Применение классической термодинамики в почвоведении
2.3 Неравновесная термодинамика почвенных систем
Глава 3. Характеристика объектов исследований
3.1 Состояние почвенных ресурсов РБ
3.2 Почвенно-климатические условия Южной лесостепи Республики
Башкортостан
3.3 Характеристика черноземов выщелоченных Южной лесостепи
3.4 Гумусное состояние черноземов выщелоченных
Глава 4. Почва как самоорганизуемая система и методы ее моделирования
4.1 Терминология и концепция почвенной системы
4.2 Гумус почв как система
4.2 Терминология и концепция моделей
4.3 Статистические модели агроэкосистем
4.4 Динамические модели (модели математической физики, балансовые
и иные)

4.5 Основные методы математического моделирования в
почвоведении
4.6 Теория катастроф как метод исследования устойчивости
4.8 Методы лабораторных исследований
Глава 5. Анализ устойчивости почв методами математического
моделирования
5.1. Анализ устойчивости системы почва-растительность в рамках линейных моделей круговорота углерода
5.4 Исследование устойчивости нелинейных систем
5.5 Анализ устойчивости системы биоценоз-почва на основе нелинейной модели круговорота углерода с использованием аппарата
теории катастроф
Выводы
Литература

Введение
I. Актуачьность темы.
Повышение антропогенной нагрузки на окружающую среду на рубеже веков привело к обострению многих экологических проблем, решение которых невозможно в рамках только одной науки. Лишь на стыке наук, изучая проблему с разных сторон научного знания, можно понять процессы, происходящие в природе, прогнозировать их дальнейшее развитие, задавать нужное направление, поддерживать устойчивость и стабильность развития системы.
Теория устойчивости почв находит сегодня все большее применение (Перес,1979; Глазовская,1997; Добровольский, 1998). Это обусловлено тем, что от устойчивости почв зависит функционирование экосистемы в целом, так как почвенный покров является одним из основных компонентов биосферы. (Ковда,1973).
В Башкортостане представлено богатое многообразие экосистем, почвенно-климатических зон, растительного и животного мира. Вместе с тем, нигде как в нашей республике, специализирующейся на добыче и переработке нефти и газа, имеющей мощную химическую промышленность, проблема устойчивости почв, нормирования нагрузок требует пристального внимания. Поэтому, для Башкортостана особенно важным является вопрос количественной оценки устойчивости почв, районирования техногенных нагрузок с целью сохранения почвенного плодородия.
Изучение вопросов устойчивости почвы необходимо для картирования антропогенных нагрузок, что позволяет решать задачи охраны и рационального использования ресурсов Земли.
Проблема устойчивости, стабильности экосистем является одной из центральных проблем экологии. Поэтому современная экология остро нуждается в развитии подходов, позволяющих количественно исследовать экосистемы и формализовать закономерности их функционирования.

Глава 2. Термодинамика почвенных процессов
2.1 Устойчивость почвы как термодинамической системы.
Рассмотрим понятие системы в приложении к термодинамике. По мнению В.А.Ковды, системой в термодинамическом смысле называют тело или совокупность тел конечных размеров с определенными границами. Почва, как самостоятельное природное тело, является определенной термодинамической системой. Границы этой системы можно рассматривать как в физическом смысле, так и в качестве математических поверхностей; основным свойством границ почвенной системы является их способность пропускать через себя в обоих направлениях потоки вещества и энергии.
Реальная почва - это сложная открытая система, находящаяся в постоянном массо- и энергообмене с окружающей средой, т.к. она является структурной единицей биосферы - экосистемы. В аналитических же целях почва может рассматриваться и как замкнутая система, с соблюдением определенных ограничений.
Почва является гетерогенной системой, состоящей из нескольких гомогенных термодинамических систем, имеющих разные свойства. Свойства почвы изменяются не только при переходе от твердой фазы к жидкой, но и при переходе от одного горизонта к другому по почвенному профилю. Сложность почвы как термодинамической системы состоит еще и в том, что почва -многофазная система. Этот фактор оказывает большое влияние на равновесное состояние почвы, т.к. термодинамическая характеристика, а значит и состояние системы определяется количеством входящих в нее фаз, согласно правилу Г иббса.
Термодинамическое состояние системы - это состояние ее в данный момент времени. Любое изменение системы, связанное с изменением хотя бы одного ее свойства, определяется как термодинамический процесс.
Если система, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, испытывает ряд бесконечно малых возмущений, то в термодинамическом