Экология

Локальные механизмы глобальных изменений природных экосистем — Коломыц Э. Г.

Локальные механизмы глобальных изменений природных экосистем
Научное издание

год издания — 2008, кол-во страниц — 427, ISBN — 978-5-02-035623-8, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ, масса книги — 820 гр., издательство — Наука

цена: 899.00 руб

Р е ц е н з е н т ы:
д-р геогр. наук А. А. Тишков
д-р биол. наук В. Б. Голуб

Утверждено к печати Учёным советом Института экологии Волжского бассейна РАН

Формат 70x100 1/16. Печать офсетная

В монографии впервые описывается развёрнутая прогнозная топо-экологическая концепция как научно-методическая основа локального мониторинга лесных экосистем при глобальных изменениях климата. Излагается разработанная автором методика локального ландшафтно-экологического прогнозирования. На примере лесных экосистем Волжского бассейна проведено прогнозное эмпирико-статистическое моделирование локального отклика на ожидаемое в XXI столетии глобальное потепление. Даются также прогнозы изменений биологического круговорота, в том числе продуктивности лесов. Приводятся прогнозные количественные оценки локальной и региональной биотической регуляции углеродного цикла по заданным сценариям глобального потепления.

Для специалистов в области ландшафтной экологии, экологического моделирования и прогнозирования.

The monograph first reports a comprehensive topo-ecological prediction concept as a scientific and methodological basis of local monitoring of natural ecosystems under global climatic changes. The methods of local landscape-ecological forecast developed by the author on the basis of empirical-statistical modeling are stated. The mechanisms of local response to the global warming anticipated during the 21st century have been assessed by the example of forest ecosystems of the Volga River basin. The prognosis of changes of biological cycle and forest productivity are described. Prognostic numerical valuations of biotic regulation of the carbon cycle according to well-known scenarios of global warming are presented. For specialists in the field of geographical ecology, landscape-ecological modeling, and environmental forecast.

На современном этапе взаимодействия природы и общества всё большую актуальность приобретают прогнозы экологических последствий предстоящих глобальных антропогенных изменений климата. В числе таких последствий ожидается резкое обострение проблемы сохранения и воспроизводства лесных ресурсов для обширной зоны переходов от леса к степи, охватывающей основные экономические районы России.

Истоки глобальных изменений природных экосистем сосредоточены на уровне элементарных единиц биосферы — биогеоценозов, поэтому необходима разработка прогнозной топо-экологической концепции «Глобальные изменения на локальном уровне». Такая развёрнутая концепция впервые излагается в данной книге. На примере лесных экосистем Волжского бассейна проведено эмпирико-статистическое моделирование локального отклика на ожидаемое в XXI столетии глобальное потепление, даны прогнозные оценки изменения продуктивности лесов и соответствующей биотической регуляции углеродного цикла в различных ландшафтно-зональных условиях.

Изменение запасов древесины в лесах Жигулёвских гор к 2050 г. (модель HadCM3)

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА	5

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ВОПРОСА	10

*Глава 1*
ПУТИ СОЗДАНИЯ ПРОГНОЗНОЙ ТОПО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ	17

1.1. Бореальный экотон Русской равнины как природная «быстротекущая» модель
глобальных изменений	17
1.2. Общее направление научного поиска	18
1.3. Идеологические предпосылки концепции	20
1.4. Эмпирический материал	23
1.5. Методическая база исследования	26
1.6. Этапы разработки концепции	28

*Глава 2*
ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПОЛИГОНОВ	31

2.1. Районы исследований	31
2.2. Особенности ландшафтной организации региональных экосистем	38
2.2.1. Жигули и Присурье	38
2.2.2. Нижегородское Предволжье	43
2.2.3. Окско-Мокшинское и Керженское полесья	45

*Глава 3*
МЕТОДЫ ЛОКАЛЬНОГО ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ	52

3.1. Моносистемные модели	53
3.2. Типовые схемы бинарной ординации	55
3.3. Полисистемные модели	57
3.4. Локальная эмпирическая имитация регионального биоклиматического тренда	61

*Глава 4*
МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ БОРЕАЛЬНОЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ	65

4.1. Прогнозное значение факторально-динамического анализа	65
4.2. Система цепных реакций в межкомпонентных связях	66
4.3. Экологический оптимум лесного фитоценоза в пространстве абиотических
факторов среды	72
4.4. Абиотическая ординация типов леса	77
4.5. Условия формирования лесной подстилки	82

*Глава 5*
ФАКТОРАЛЬНО-ДИНАМИЧЕСКАЯ ОРДИНАЦИЯ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ В СВЕТЕ АРИДНОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО ТРЕНДА	87

5.1. Общая схема субординации	87
5.2. Основные каналы ландшафтных связей	88
5.2.1. Подтаёжно-лесостепной экотон	88
5.2.2. Зональный экотон леса и степи	96
5.3. Локальное отображение зональных биоклиматических условий на экотонах	100

*Глава 6*
АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ И УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ	111

6.1. Вводные замечания	111
6.2. Дискретные показатели функционирования гео(эко-)систем	112
6.3. Параметры биологического круговорота как показатели устойчивости экосистемы	114
6.4. Функционально-экологические связи в экосистемах низменно-зандровых полесий	122
6.4.1. Экологическая эффективность продукционного процесса	122
6.4.2. Детритные ветви круговорота фитомассы	128
6.5. Выделение экологических групп биогеоценозов по уровню их функционирования	134
6.6. Динамика функциональных состояний топоэкосистем	142

*Глава 7*
МЕТОДИКА ЛОКАЛЬНОГО ЛАНДШАФТНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ	147

7.1. Ландшафтно-экологическая система как объект прогнозного моделирования	147
7.2. Два типа экзогенных преобразований гео(эко-)систем	153
7.3. Векторное представление экологической ниши	155
7.4. Стратегия прогнозных исследований	157
7.5. Прогноз изменений влагосодержания почвы	159
7.6. Численный метод прогнозирования локальных экосистемных преобразований	163
7.6.1. Оценка вероятностей функциональных переходов экосистем	163
7.6.2. Расчёты скоростей изменения функциональных состояний экосистем	168
7.7. Крупномасштабное картирование параметров экосистем в современном и
прогнозируемом состояниях	172

*Глава 8*
ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЙ РЕГИОНАЛЬНОГО КЛИМАТА ПО ГЛОБАЛЬНЫМ КЛИМАТИЧЕСКИМ МОДЕЛЯМ	174

8.1. Базовый период и прогнозные сроки	174
8.2. Репрезентативность исходных прогнозно-климатических моделей	175
8.3. Основные черты регионального климатического прогноза	178
8.4. Учёт естественных колебаний климата	183
8.5. Метеорологические условия периодов проведения ландшафтно-экологических
съёмок	186

*Глава 9*
ЛОКАЛЬНЫЕ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ИХ ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ	189

9.1. Показатели соотношения тепла и влаги в топоэкосистемах	189
9.2. Коэффициенты увлажнения и уровни функционирования топоэкосистем	197
9.3. Структура гидротермических ниш эдафотопов и критические состояния лесных
экосистем	201
9.4. Основные черты локального гидротермического прогноза	213
9.4.1. Динамика гидротермических полей	213
9.4.2. Изменения состояния гидроэдафотопов	214
9.4.3. Прогнозируемая динамика структуры и устойчивости гидроэдафических ниш	220

*Глава 10*
ПРОГНОЗНЫЕ СЦЕНАРИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ	229

10.1. Предисловие к прогнозному анализу	229
10.2. Зональные экотоны в южной и типичной лесостепи	230
10.2.1. Общие черты экосистемных перестроек	230
10.2.2. Локальная динамика функциональной устойчивости экосистем	236
10.2.3. Изменение состояний лесных экосистем на зональном экотоне леса и степи	240
10.2.4. Локальные преобразования на подтаёжно-лесостепном экотоне	246
10.3. Система орографических экотонов	250
10.4. Низменные зандровые полесья	257
10.5. Судьба широколиственных и смешанных лесов на Русской равнине	264
10.6. Палеогеографическая верификация прогнозных расчетов	267

*Глава 11*
ЭМПИРИЧЕСКАЯ ИМИТАЦИЯ КЛИМАТОГЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО КРУГОВОРОТА	273

11.1. Сущность имитации	273
11.2. Особенности функционального ординационного анализа	274
11.3. Гидротермическая ординация функциональных параметров на зональных
геоэкотонах	276
11.3.1. Автотрофный биогенез	276
11.3.2. Принцип оптимальности в функционировании экосистем	287
11.3.3. Детритогенез	292
11.4. Гидротермические ряды параметров биологического круговорота в зандровых
полесьях	301
11.4.1. Полесья у северной границы широколиственных лесов	301
11.4.2. Полесья в южной полосе смешанных лесов	308
11.5. Движущие силы климатогенных сукцессии	310

*Глава 12*
МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЭКОСИСТЕМ	315

12.1. Количественная оценка устойчивости	315
12.2. Устойчивость в картографическом выражении и её связь с экологическими
факторами	318
12.3. Устойчивость в системе параметров биологического круговорота	322

*Глава 13*
ПРОГНОЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭКОСИСТЕМ И ИЗМЕНЕНИЙ УГЛЕРОДНОГО ЦИКЛА	330

13.1. Прогнозные оценки температуры почвы	331
13.2. Прогнозируемая динамика параметров функционирования лесных экосистем	339
13.2.1. Годичная продуктивность лесов	339
13.2.2. Скорость разложения опада	345
13.3. Прогноз изменений биотических составляющих углеродного цикла	347
13.3.1. Расчёт изменений углеродных пулов в биогеоценозе	348
13.3.2. Механизмы и следствия биотической регуляции	353

ЗАКЛЮЧЕНИЕ	368
ABSTRACT	374
ПРИЛОЖЕНИЯ	381
ЛИТЕРАТУРА	404
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ	416

Книги на ту же тему

Высокогорная геоэкология в моделях, Залиханов М. Ч., Коломыц Э. Г., Шарая Л. С., Цепкова Н. Л., Сурова Н. А., 2010
Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии, Свирежев Ю. М., 1987
Ускользающий мир: Экологические последствия утраты местообитаний. — 2-е изд., Хански И., 2015
Закономерности формирования водопотребления и водообеспеченности агроценозов в условиях юга Русской равнины, Шумова Н. А., 2010
Динамика биологического разнообразия и биоресурсов континентальных водоёмов, Алимов А. Ф., Голубков С. М., ред., 2012
Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки, Трифонова И. С., ред., 2003
Экосистема малой реки в изменяющихся условиях среды, Крылов А. В., Бобров А. А., ред., 2007
Динамика и продуктивность субальпийских лугов Северного макросклона Киргизского хребта, Лебедева Л. П., 1984
Климатическое опустынивание, Золотокрылин А. Н., 2003
Кислотные выпадения на территории Сибири: Расчёт и картирование допустимых нагрузок, Семёнов М. Ю., 2002
Экологическая токсикология природных популяций птиц и млекопитающих Севера, Ивантер Э. В., Медведев Н. В., 2007
Климаты аридной зоны Азии, Береснева И. А., 2006
Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений, Израэль Ю. А., ред., 2001

http://knigoprovod.ru

/Наука и Техника/Экология

Изменение запасов древесины в лесах Жигулёвских гор к 2050 г. (модель HadCM3)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему