Системный анализ пространственно-временной динамики показателей первичной продуктивности древесных растений в Сибири

• Автор: Шашкин, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 123 с. : ил

1.1. Сеп точечных измерений. Проблема масштаба и экстраполяции.

1.2. Прост ранственно временной анализ первичной продукции лесных экосистем имеющийся подход в рамках ГИСтехнологий

1.3. Дистанционное зондирование.

.1. Цели дистанционного зондирования.

1.3.2. Технические особенности дистанционного зондирования

1.4. Примеры пространственно распределенных данных и их представления.

1.4.1. Климатические данные.

1.4.2. Ширина годичного кольца как показатель первичной продуктивности

1.5. Математическое моделирование как метод, изучающий повеление лесных экосистем в различных пространственных п временных шкалах .

1.5 Некоторые разновидности моделей лесных экосистем

1.5.2. Физиологические модели роста дерева

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Се ть климатических данных
2.2. Участки и древеснокольцевые хронологии.
2.3. Древеснокольцевые хронолоим для оценки изменения первичной продуктивности с высоким
временным разрешением.
2.4. Имитационная модель годичного прироста в зависимости от климатических условий как
объект исследования.
2.4.1. Базовая структура модели.
2.4.2. Использование климатических переменных.
2.4.3. Оценка солнечной радиации
2.3.4. Водный баланс в почве
2.4.5. Оценка фотосинтеза, дыхания и чистой первичной продукции.
2.4.6 Параметры модели.
2.4.7. Влияние топографии и вида древесных растений на параметры модели.
2.5. Использование метода Крнгинга для пространственною представления данных.
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ДИНАМИКИ ГОДИЧНОГО ПРИРОСТА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПО ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ И ДАННЫМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
3.1. Сравнительный анализ дендрохроноло нчсских данных
3.2. Определение параметров модели.
3.2. Определение параметров модели
3.2.1. Температурные и временные параметры сезона роста.
3.3. Сравнительный анализ данных имитационного моделирования и дендрохронологических данных
3.4. Тренд изменчивости годичного прироста за последние два десятилетия.
ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНОК ИЗМЕНЧИВОСТИ ПРОДУКТИВНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ НАЗЕМНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ, ДИСТАНЦИОННЫХ МЕТОДОВ И ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
4.1. Сравнительный анализ оценок первичной продуктивности но трем независимым источникам
4.2. Причины расхождений и способы более адекватного представлении данных.
4.3. Динамика 1ОУ1, индексов прироста и годового фотосинтеза.
4.4. Перспективы использования данных имитационного моделировании и дистанционных данных в оценке ежегодной продукции лесных территорий
ГЛАВА 5. МНОГОЛЕТНЯЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИРОСТА ДРЕВЕСИНЫ ПО ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ СТВОЛОВ КАК ИНДИКАТОР ДЛИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ.
5.1. Обработка данных по сети дендрохронологических станций.
5.2. Длительные изменения ежегодной продукции стволовой древесины в субарктической области
5.3. Длительные изменения ежегодной продукции ст воловой древесины в зоне северной и средней тайги
5.4. Предложения по более адекватным методам анализа региональных изменений ежегодной продукции лесных экосистем .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Проведен сравнительный анализ различных подходов для оценки первичной продуктивности древесных растений имитационного моделирования, прямых измерений радиального прироста деревьев и дистанционного зондирования. Построена карта трендов изменения первичной продуктивности древесных растений, показано широтное изменение трендов прироста. Осуществлено моделирование динамики фотосинтеза древесных растений для экосистем вдоль Енисейского меридиана. Установлена связь прироста по площади сечения стволов с длительными изменениями температуры в широтном и двух меридиональных трснсектах. Осуществлена единая интерпретация опубликованных в научной литературе и полученных автором данных по фотосинтезу, приросту по площади сечения и температурновременных характеристик вегетационного периода. Получены практически важные при моделировании формулы для расчета температур начала и конца сезона роста. Разработан способ пересчета среднемесячных значений климатических переменных в суточные. Разработка элементов ГИС, совмещающей данные климатической сети, сети станций дендроклиматичсского мониторинга, модели расчета погодичной изменчивости прироста древесных растений по климатическим данным и пространственновременные данные изменчивости ЫГУ1. Практическая ценность работы. Сочетание грех независимых методов оценки характеристик продуктивности даст более детальную оценку пространственновременной изменчивое и первичной продуктивности. Разработанная в диссертации методика построения гридов может быть рекомендована для использования в ГИС. Методика подбора параметров для имитационного моделирования рекомендуются для расчета фотосинтеза. Использование имитационной модели позволяет производить расчеты динамики роста древесных растений на практически любой исследуемой территории. Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научных семинарах лаборатории дендрохронологии Института леса им. В. II. Сукачева СО РАИ г. Красноярск, на конференции молодых ученых ИЛ СО РАМ Красноярск . Исследование компонентов лесных экосистем Сибири, посвященной 5летию Российской Академии аук Красноярск , на Международном совещании I Пространственновременные характеристики изменений экосистем высоких широт Красноярск. Россия, , Международном совещании I Лондон. Международной конференции ix Красноярск . Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 3 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Она включает в себя рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 9 наименований. Глава 1. Пространственно временная неоднородность внешней среды и лесных экосистем. Биосферные механизмы Земли обычно представлены в виде системы сопряженных биогеохимических циклов. Эти циклы связаны между собой количественными отношениями. Ведущим является цикл органического углерода, который приводит в движение все остальные циклы. Цикл этот обусловлен единственной реакцией фотоавтотрофной ассимиляции углекислоты, которая определяет поступление углерода в цикл и срого зависит от освещенности поверхности с хлорофиллом. Основной механизм связывания СС2 фотосинтез. Реакция фотосинтеза устанавливает молярное соотношение 1 между органическим углеродом, потребляемой углекислотой и образованным кислородом. Первичная продукция соответствует всему углероду, ассимилированному растениями. Неттопервичная продукция ЫРР соответствует разности между первичной продукцией и дыханием растений. С еть точечных измерений. Расчеты содержания углерода в наземных экосистемах проводятся с использованием усредненных данных для больших регионов экорегионов или для групп типов леса, организованных в биомы Алексеев, Бердсли. Как правило, эти расчеты основаны не на усреднении большого количества локальных измерений, а на примерных величинах, либо распространяемых на значительную территорию, либо оцененных по имеющимся в литературе данным. Для территории России они адаптированы к данным лесною фонда Исаев и др. Ясно, что в конкретных лесных экосистемах величины, характеризующие динамику углерода поглощение С, трансформация углерода внутри системы, эмиссия в атмосферу из подстилки и почвы и др.