Моделирование агроэкосистемы на основе структуры энергетических потоков

• Автор: Фельдман, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с.

Содержание
Введение. .

Глава 1. Компартменталыше модели и индексы цикличности1В

1. Построение компартментальной модели экосистемы.

2. Определение циркулирующих потоков в экосистемах

3. Сравнение индексов цикличности природных экосистем.

4. Адекватность вычисления циркулирующих потоков.

Глава 2. Анализ потоковых моделей агроэкосистемы

1. Введение в эколоюэнсргетический и змсрхггический анализы. .

2. Сравнение различных информационноэмергетических характеристик агроэкосистем ЦентральноЧерноземного района России.

3. Эмсргия как оценка использования ресурсов агроценоза озимой

пшеницы на территории Россц .
4. Эмергетический индекс устойчИВбети агроэкосистем
5. Компартмснтальная модел агроэкосистемы стационарный случай.
Глава 3. Исследование динамики функционирования агроэкосистемы .
1. Динамическая модель агроэкосистсмы
2. Численные эксперименты с динамической моделью.
3. Качественный анализ режимов динамического поведения. .
Литература


Рециркуляция в естественных экосистемах возрастает при увеличении разнообразия и усложнении биотических компонентов экосистем, или по мере обеднения ресурсов в среде на входе, или по мере накопления в среде на выходе отходов, опасных для жизни в экосистеме, или же в ходе всех этих трех процессов вместе (Одум, ). В сложных системах нахождение циркулирующих и нециркулирующих потоков вызывает немало трудностей, и их определению посвящено большое количество работ (Finn, ; Patten and Higashi, ; Patten, ; Higashi, ; Bossennan, ; Higashi et al. Han, a, b; Woodwell, , и др. Для построения компартментальных моделей агроэкосистем необходимо, чтобы все потоки были переведены в единые единицы, часто в энергетические. Однилі из способов определения энергетических потоков в агроэкосистемах является эколого-энергетический анализ (Deicage et al. Smil et al. Dazhong and Pimentel, ; Свирежев и др. Бровкин, ; Коринец, ; Володин, ; Woodwell, ). Разработаны соответствующие таблицы пересчетных коэффициентов (Булатюш, ; Каштанов и др. Эколого-энергетический анализ позволяет на основе исследования потоков энергии в atpooKocncTeMax сравнивать различные агроэкосистемы по эффективности использования ресурсов (Pimentel et al. Parikh and Kromer, ; Бровкин и др. Энергетическая эффективность агроэкосистем определяется как отношение энергии, содержащейся в произведенной сельскохозяйственной продукции, к энергетическим затратам (Кокс, ; Денисенко, ; Антипова и Решеткина, ; Bastianoni, ). Как правило при таком подходе не рассматривается поток лучистой энергии Солнца как входной поток в систему, поскольку превышает потоки искусственной энергии на два и более порядков. Поэтому к. Иногда в качестве слагаемого солнечной энерши в суммарном входном потоке используют фотосинтстичсски активную радиацию. В этом случае возникает неопределенность в точном измерении к. Тооминг, ; Миркин и Розенберг, J8). Попыгка разрешения этой проблемы предпринята в работах Г. Т. Одума (Odum, , , ; Huang and Odum, ; Odum and Peterson, ), который предложил понятое эмергии (нормированное на солнечную энергию количество различных энергетических потоков, участвующих в производстве единицы продукции) и разработал соответствующую методологию анализа экосистем биосферы. Эмсргстичсский анализ позволяет учитывать вклад всех источников, оказывающих влияние на функционирование экосистем и часто используется для оценки энергетических потоков в экологических и экономических системах. В работах (Odum and Odum, , ) эмергетический анализ был применен дня оценки экономики тринадцати стран мира. В работах (Ulgiati et al. Lagerberg, ) - для определения эффективности производства томатов в теплично хозяйствах. Сравнение энер1^етического и эмсргетического анализов проведено в работе (Brown and Herendeen, ). Использование эмергетического подхода для оценки функционирования а1роэкосисгсм позволяет выявить и изучить структурные и функциональные зависимости между компонентами сельскохозяйственных систем, а также исследовать в динамике влияние различных энергетических источников на поведение агроэкосистсм. В отличие от оценки природноресурсного потенциала (Осипов и др. Использование различных подходов для анализа компартментальных моделей экосистем значительно улучшили понимание структуры и функционирования экосистем. Однако компартментальный анализ предполагает исследование лишь статистического состояния системы, поскольку одной из его предпосылок является постоянство потоков и запасов. Но чтобы прогнозировать поведение экосистемы во времени необходима ее динамическая модель. За последнее время было построено множество имитационных моделей экосистем (см. Семенов и др. Бровкин, ; dc Ruitcr ct al. Svirczhcv and Logofct, ; Rosado-Solorzano and Guzman del Proo, ; Tappcincr et al. Пример построения динамических моделей по заданной потоковой диаграмме можно найти в работах (Завалишин и Логофет, ; Svirezhev, ). При построении динамических моделей агроэкосистем к модели предъявляются следующие требования. С одной стороны, модель должна избегать многочисленных эвристических предположений относительно фущщионирования и связей подсистем, возникающих при детальном описании.