Высотно-поясная зональность древесных пород в горных условиях Саян: модель экологических фазовых переходов второго рода : научное издание

Описание

Перевод названия: Altitude-belt zonality of wood vegetation within mountainous regions of the Sayan Mountains: A model of ecological second-order phase transitions of the

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2014

Аннотация: Для описания высотно-поясной зональности древесной растительности предложена модель экологических фазовых переходов второго рода. Объектами исследований служили лесные ценозы на северном склоне Кулумысского хребта (Саянские горы), а в качестве результатов получены высотные профили древесной растительности. Экологический фазовый перПоказать полностьюеход представляет собой переход ценозов на разных высотах из состояния, когда деревья данной породы присутствуют на территории, в состояние, когда деревьев изучаемой породы на территории нет. По аналогии с физической моделью фазовых переходов второго рода введены параметр порядка (доля площади, занятой на определенной высоте деревьями одной породы) и управляющая переменная (высота растительного пояса). В качестве формальной связи между ними получен аналог уравнения Ландау для фазовых переходов второго рода в физических системах. Модель хорошо согласуется с данными наблюдений. С её помощью можно оценить верхнюю и нижнюю границы высотных поясов для отдельных пород (березы, осины, пихты сибирской, кедра сибирского) и ширину высотных экологических ниш для этих пород. В модели введены параметры, количественно характеризующие взаимодействия между породами. Универсальность подхода позволяет упростить описание и моделирование высотной зональности произрастания различных древесных пород и допускает возможность оценить реакцию растительных ценозов на климатические изменения. As a description of altitude-belt zonality of wood vegetation, a model of ecological second-order transitions is proposed. Objects of the study have been chosen to be forest cenoses of the northern slope of Kulumyss Ridge (the Sayan Mauntains), while the results are comprised by the altitude pro?les of wood vegetation. An ecological phase transition can be considered as the transition of cenoses at different altitudes from the state of presence of certain tree species within the studied territory to the state of their absence. By analogy with the physical model of second-order, phase transitions the order parameter is introduced (i.e., the area portion occupied by a single tree species at the certain altitude) as well as the control variable (i.e., the altitude of the wood vegetation belt). As the formal relation between them, an analog of the Landau’s equation for phase transitions in physical systems is obtained. It is shown that the model is in a good accordance with the empirical data. Thus, the model can be used for estimation of upper and lower boundaries of altitude belts for individual tree species (like birch, aspen, Siberian ?r, Siberian pine) as well as the breadth of their ecological niches with regard to altitude. The model includes also the parameters that describe numerically the interactions between different species of wood vegetation. The approach versatility allows to simplify description and modeling of wood vegetation altitude zonality, and enables assessment of vegetation cenoses response to climatic changes.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Журнал общей биологии

Выпуск журнала: Т. 75, 1

Номера страниц: 38-47

ISSN журнала: 00444596

Место издания: Москва

Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука

Персоны

Вхождение в базы данных