Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Октября 2012 в 18:18, шпаргалка
Предмет и методы геофизики ландшафта. Редукционизм.
Системный подход - методологическая основа геофизики ландшафта.
Геосистемы с вертикальными и горизонтальными связями. Принцип дополнительности (по В.Н.Солнцеву).
Понятие пространства-времени в физической географии.
“Предистория” геофизики ландшафта. Работы А.Гумбольдта, А.И.Воейкова, В.М.Дэвиса, В.И.Вернадского.
Закон квантитативной компенсации в функциях биосферы А.Л.Чижевского.
Значение работ А.А.Григорьева и М.И.Будыко и Д.Л.Арманда для развития геофизического направления в географии.
Значение идей Г.Ф.Хильми для геофизики ландшафта.
“Энергетический потенциал ландшафта”. Гелиотермическая и геотермическая зоны.
Рассмотрим модель, содержащую энергетические характеристики продукционного процесса трех биогеоценозов центральной лесостепи (Курский стационар ИГ РАН) - дубравы, луговая степь и агроландшафт - и черничных зеленомошных сосняков Мещеры. В основе построения модели лежат конкретные наблюдения.
Для всех четырех сообществ определены следующие показатели:
При близких значениях приходящей суммарной радиации и ФАР, атмосферных осадков (в дубравах их несколько больше) наблюдается характерная перестройка структуры энергетического и водного балансов. Наиболее энергоемкие лесные экосистемы поглощают 56% ФАР против 24% ФАР, поглощаемой агроландшафтами (показатель Qпогл/QФАР).
Весьма показательны характеристики стока (например, коэффициент стока - отношение стока к осадкам). Максимален он в агроценозах (за счет уплотнения почвы). Еще более показателен весенний сток (коэффициент весеннего стока - отношение весеннего стока к осадкам). В дубравах он невелик - 0,02, вся весенняя влага идет на транспирацию, в агроландшафтах же он равен 0,38 (уплотнение почвы, слабая транспирация).
КПД фотосинтеза у агроландшафтов сильно зависит от агротехнических мероприятий. Человек может его даже увеличивать по сравнению с зональными сообществами путем внесения минеральных удобрений. КПД фотосинтеза по ФАР максимален у дубрав, а КПД фотосинтеза по ФАРпогл - у агроландшафтов.
КПД транспирации, показывающий энергетическую эффективность транспирации влаги, максимален в агроценозах.
Составление подобных моделей сопряжено со сложными дорогостоящими наблюдениями. Больше всего наблюдений в СССР проводилоась в 1960-70-е - начале 1980-х гг. Сейчас они резко сократились. Большинство наблюдений сейчас краткосрочны и поэтому малоэффективны.
39. Устойчивость систем. Надежность
Устойчивость - способность системы сохранять свои характеристики в пределах некоторых заданных величин, способность системы возвращаться в исходное состояние. Одним из важнейших механизмов устойчивости природных геосистем является отрицательная обратная связь.
Обратная связь может усиливать исходное явление - положительная обратная связь, или ослаблять его - отрицательная обратная связь. Пример положительной ОС: в Западной Сибири в условиях плоского рельефа при переувлажнении почвы происходит заболачивание, появляются сфагновые мхи. Эти мхи аккумулируют влагу и заболачивание усиливается. Пример отрицательной ОС: над озером по каким-либо причинам уменьшается количество осадков, сокращаются запасы влаги в озере, сокращается испарение, уровень воды стабилизируется.
Таким образом отрицательная ОС - механизм саморегуляции, положительная ОС - механизм саморазвития.
Выделяют два показателя устойчивости: устойчивость в аспекте структуры и устойчивость в аспекте функционирования. Устойчивость в аспекте структуры отражает форму постоянства объекта, а в аспекте функционирования - форму его развития.
Чтобы говорить об устойчивости нужно знать некое эталонное состояние. Тогда можно оценивать отклонение системы от эталона.
Надежность ландшафта - способность ландшафта выполнять свои социально-экономические функции. Устойчивость геосистем в известной мере определяет их надежность, но эти понятия принципиально различны. Надежными могут быть системы, которые очень сильно изменены человеком, например, черноморские пляжи.
40. Классификация систем по устойчивости
Классификация систем по устойчивости (типы функционирования):
41. Изменчивость фунционирования геосистем
Все природные процессы характеризуются определенной естественной изменчивостью. Изменчивость геосистем Западной Сибири подробно изучалась К.Н.Дьяконовым. Использовалась модель “черного ящика” - не важно, что внутри; важно, что входит и что выходит. Для всех пунктов был взят сорокалетний ряд наблюдений.
По результатам наблюдений были рассчитаны среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации всех показателей на входе и на выходе. В итоге были сделаны следующие выводы об изменчивости геосистем:
42. Понятие информации. Информационные связи
Информация - разнообразие явления (процесса), хранящееся в его структуре, мера разнообразия события. Обобщенная схема информации:
Позднее в теории информации был разработан математический аппарат. В географии наиболее широко применяется статистическая теория информации, в основе которой лежат понятия вероятности (р) и неопределенности. Вероятность показывает, насколько то или иное событие (явление, процесс) возможно. Неопределенность связана с ней формулой Шеннона:
Статистическая теория информации позволяет определить информационные меры связи между фактором (внешним сигналом) и индикатором (процессом).
Часто имеет место энергетическая непропорциональность между энергией сигнала и разрядкой свободной энергии внутри системы. Информация как мера разнообразия процессов (явлений) позволяет количественно характеризовать степень связи в системе “фактор-индикатор”. Для выявления роли отдельных состояний факторов-сигналов в характеристиках геосистем рассчитывают коэффициент информативности.
Анализ коэффициентов “эффективности передачи информации” или мер связи, коэффициентов информативности позволяет говорить о существовании географической толерантности, т.е. о широком диапазоне различных физических факторов существования геосистем и их состояний.