Анализ устойчивости почв на основе нелинейных моделей круговорота углерода

• Автор: Рыжова, Ирина Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение

Глава 1. Математическое моделирование круговорота

углерода литературный обзор

Глава 2. Анализ устойчивости почв на основе серии нелинейных моделей круговорота углерода
Глава 3. Эмпирическая и теоретическая оценка запасов органического углерода в автономных почвах природных экосистем Европейской территории бывшего СССР

3.1. Описание базы данных

3.2. Эмпирическая оценка запасов гумуса в автономных почвах

природных экосистем Европейской территории бывшего СССР.

3.2.1. Биогеоценозная пространственная вариабельность запасов

гумуса в почве.

3.2.2. Внутрибногеоценозиая пространственная вариабельность
, запасов гумуса в почве.
3.3. Теоретическая оценка запасов гумуса в автономных почвах природных экосистем Европейской территории бывшего СССР.
Глава 4. Анализ чувствительности запаса гумуса почв к изменениям параметров круговорота углерода.
Глава 5. Сравнительный анализ устойчивости почв Европейской
территории России к изменениям параметров круговорота
углерода на основе математической модели.
5.1. Сравнительный анализ устойчивости автономных почв природных экосистем Европейской территории России к изменениям параметров круговорота углерода, зависящих
от климата
5.2. Изменение устойчивости почв к изменениям параметров круговорота углерода в результате сельскохозяйственного освоения.
5.3. Зависимость устойчивости черноземов к изменениям параметров круговорота углерода от литологического фактора.
5.3.1. Характеристика объекта исследования.
5.3.1.1. Климатические условия.
5.3.1.2. Особенности геоморфологии степных участков заповедника.
5.3.1.3. Почвообразующие породы.
5.3.1.4. Характеристика почв степных участков заповедника.
5.3.2. Органическое вещество черноземов рассматриваемого литологического ряда
5.3.2.1. Гумусное состояние и скорости обновления гуминовых кислот целинных черноземов
5.3.2.2. Исследование органического вещества целинных черноземов методами физического фракционирования.
5.3.2.3. Изменение гумусного состояния целинных черноземов рассматриваемого литологического ряда в результате
сельскохозяйственного освоения.
5.3.3. Устойчивость целинных черноземов рассматриваемого литологического ряда к изменениям параметров круговорота углерода.
Глава 6. Анализ устойчивости экосистем на основе изучения их переходов через критические состояния в процессе.
6.1. Объект и методы исследования.
6.2. Оценка сопряженности критических переходов в почвенном и растительном покрове в системе высотной поясности.
Литература
ВВЕДЕНИЕ


Его размер конечно важен, но он не может по определению служить стоком для атмосферного С. Средний возраст инертного органического вещества 0 лет i, . Модель проверялась на большом фактическом материале, характеризующем динамику содержания органического вещества в различных типах естественных и пахотных почв . Она использовалась как в региональном . В модели . Поступающие растительные остатки представлены структурным и метаболическим i веществом. Разделение потока поступающего органического вещества в структурный и метаболический пулы определяется в зависимости от отношения лигниназот в растительных остатках. Структурная фракция состоит из целлюлозы и лигнина. Предполагается, что при разложении органического вещества структурного пула весь лигнин растительных остатков поступает непосредственно в медленный пул органического вещества почвы С, минуя активный пул i i активный пул состоит из живых микробов почвы и микробных продуктов с коротким временем оборота. Медленный пул включает растительные и микробные продукты, которые физически защищены или биологически устойчивы к разложению. Время оборота этого пула десятки лет. Пассивный iv С пул представлен химически стойким или физически защищенным органическим веществом, который разлагается за сотни и тысячи лет. В этой модели предполагается, что скорость оборота активного органического вещества почвы зависит от ее текстуры, а образование пассивной фракции является функцией содержания глины. Все процессы разложения зависят от биологической активности и все потери углерода на микробное дыхание указаны на потоковой диаграмме. Модель , исходно предназначенная для моделирования динамики органического вещества почв травяных экосистем Великих Равнин, в настоящее время используется гораздо шире. Результаты испытаний показали, что она успешно работает в очень широком диапазоне условий среды . Модифицированная версия успешно применялась для описания динамики содержания С и в лесных почвах i, , . В некоторых моделях простая линейная цепь осложняется петлями обратной связи для того, чтобы учесть микробные сукцессии. Микробные сукцессии моделируются путем включения потоков углерода, вытекающих из микробного пула и возвращающихся в него назад. Их рассмотрение очень важно, так как позволяет учесть рециклы С. На рис. Рис. Структура потоков С в модели I. Примеры микробных сукцессий. Упрощенное представление потоковой диаграммы путем группировки каждой микробной сукцессии в пул биомассы с петлей обратной связи А. Финальная форма структуры модели после объединения пулов микробных биомасс в один пул I i, i,
Модели динамики органического вещества почв подразделяют на процессориентированные и организмориентированные в зависимости от детализации описания почвенных организмов. В процессориентированных моделях их характеризует пул общей микробной биомассы или они учтены неявно. В организмориентированных моделях описывются потоки вещества от одной группы почвенных организмов к другой в форме пищевых цепей. В литературе наиболее широко представлены процесс ориентированные модели. Организмориентированные модели получили меньшее распространение , i, i . Их развитие сдерживают неопределенность оценок биомасс и трудности определения физиологических параметров. Среди организмориентированных моделей особый интерес вызывают модели, характеризующие потоки углерода в ризосфере, так как было показано, что ризосферный эффект существенно влияет на круговорот углерода и биофильных элементов , i, . Тол и др. В настоящее время изза неопределенности оценок параметров и системных обратных связей организмориентированные модели в основном используются в качестве инструмента исследований и меньше подходят для прогнозирования на экосистемном или более высоком иерархическом уровне, чем процессориентированные i . На трансформацию органического вещества в почве влияют условия окружающей среды. Чтобы учесть это влияние в моделях используют функции отклика, которые показывают, как изменяются значения кинетических констант, при отклонении условий среды от оптимальных.