ИГУ - «Известия Иркутского государственного университета»

«Известия Иркутского государственного университета»

Журнал ИГУ

Список выпусков > Серия «Биология. Экология» №2, 2008

Применение методов неравновесной термодинамики для анализа экологических процессов

Автор(ы)
Е. А. Зилов

Аннотация

В статье рассматривается приложение методов неравновесной термодинамики для моделирования экологических процессов. Приведен пример построения двух моделей пелагической экосистемы с помощью метода гиперциклов, применяющегося для описания автокаталитических процессов. Система из двух сопряженных гиперциклов демонстрировала автоколебательный режим. Рассмотренные модели пока пригодны только для теоретического анализа поведения гипотетических экосистем, но соответствующее усложнение схемы моделей позволит строить аналитические модели относительно несложных природных пелагических сообществ.

Ключевые слова
моделирование экосистем, гиперциклы, неравновесная термодинамика, планктон

УДК
574.5

Литература

1. Васнецова А. Л. Экологическая биофизиче-ская химия / А. Л. Васнецова, Г. П. Гладышев. – М. :Наука, 1989. – 136 с.

2. Гленсдорф П. Термодинамическая теорияструктуры, устойчивости и флуктуаций : пер. сангл. / П. Гленсдорф, И. Пригожин. – М. : Мир,1973. – 326 с.

3. Зилов Е. А. Использование гиперциклов дляописания автоколебательных процессов в моделяхэкосистем / Е. А. Зилов, П. Е. Сериков // Математи-ческие проблемы экологии. – Новосибирск, 1992. –С. 55–59.

4. Маргалеф Р. Облик биосферы / Р. Маргалеф. –М. : Наука, 1992. – 214 с.

5. Михайловский Г. Е. Жизнь и ее организацияв пелагиали Мирового океана / Г. Е. Михайловский. –М. : Наука, 1992. – 270 с.

6. Михайловский Г. Е. Описание и оценка со-стояния планктонных сообществ / Г. Е. Михайлов-ский. – М. : Наука, 1988. – 214 с.

7. Михайловский Г. Е. Термодинамические ас-пекты системного подхода в экологии / Г. Е. Ми-хайловский // Человек и биосфера. – М., 1978. –C. 103–122.

8. Николис Г. Познание сложного. Введение :пер. с англ. / Г. Николис, И. Пригожин. – М. : Мир,1990. – 344 с.

9. Николис Г. Самоорганизация в неравновес-ных системах : пер. с англ. / Г. Николис, И. Приго-жин; – М. : Мир, 1979. – 512 с.

10. Одум Ю. Экология : в 2 т. / Ю. Одум ; пер.с англ. Ю. М. Фролова ; под ред. В. Е. Соколова. –М. : Мир, 1986. – Т. 1. – 328 с. ; T. 2. – 376 с.

11. Сериков П. Е. Аналитическое моделирова-ние водной экосистемы на основе методов неравно-весной термодинамики / П. Е. Сериков, Е. А. Зилов //Оценка состояния водных и наземных экологиче-ских систем. – Новосибирск : Наука, 1994. –С. 82–88.

12. Страшкраба М. Пресноводные экосистемы.Математическое моделирование / М. Страшкраба,А. Гнаук ; пер. с англ. В. А. Пучкина ; под ред.В. И. Беляева. – М. : Мир, 1989. – 376 с.

13. Эйген М. Гиперцикл : пер. с англ. / М. Эй-ген, П. Шустер. – М. : Мир, 1982. – 270 с.

14. Aoki I. Ecological study of lakes from an entropyviewpoint / I. Aoki // Ecological Modelling. –1989. – Vol. 49. – P. 81–87.

15. Aoki I. Entropy balance in lake Biwa / I. Aoki //Ecological Modelling. – 1987. – Vol. 37. – P. 235–248.

16. Aoki I. Entropy laws in ecological networks atsteady state / I. Aoki // Ecological Modelling. – 1988. –Vol. 42. – P. 289–303.

17. Ebenhoeh H. W. Coexistence of an unlimitednumber of algal species in a model system /H. W. Ebenhoeh // Theoretical Population Biology. –1988. – Vol. 34. – P. 130–144.

18. Gnauck A. H. Gleichgewicht und Stabilitaetslimnischer Oekosysteme / A. H. Gnauck // HercyniaN. F. – 1980. – Bd. 16. – S. 88–101.

19. Gnauck A. H. Grundlagen derStabilitatsanalyse limnischer Oekosysteme /A. H. Gnauck // Acta Hydrochimica etHydrobiologica.– 1979. – Bd. 7, Hf. 1. – S. 5–25.

20. Gnauck A. H. Stochastische Modelle /A. H. Gnauck // Ingenieuroekologie. – Jena, 1983. –S. 191–199.

21. Gnauck A. H. Strukturelle und funktionelleAenderungen in aquatischen Oekosystemen / A. H.Gnauck // Kongress– und Tagungsberichte Martin–Luther–Univ. Halle. – Wittenberg, 1982. – S. 335–344.

22. Gnauck A. H. Zur matematischen Modellierungeines limnishen Oekosystemen / A. H. Gnauck //Acta Hydrochimica et Hydrobiologica. – 1974. –Bd. 2. – S. 499–504.

23. Golterman H. L. Physiological Limnology /H. L. Golterman. – Amsterdam : Elsevier, 1975. – 490 p.

24. Jørgensen S. E. Fundamentals of EcologicalModelling / S. E. Jørgensen, G. Bendoricchio. – 3d ed.– Amsterdam: Elsevier, 2001. – 530 p.

25. Köppers B.–O. Molecular Theory of Evolution.Outline of a Physico–Chemical Theory of the Originof Life / B.–O. Köppers. – Berlin: Springer–Verlag,1985. – 450 p.

26. Prigogine I. From Being to Becoming: Timeand Complexity in the Physical Sciences / I. Prigogine. –San Francisco : W. H. Freeman & Co., 1980. – 272 p.

27. Prigogine I. Thermodynamics of evolution. I /I. Prigogine, G. Nicolas, A. Babloyantz // Physics Today.– 1972. – Vol. 23, N 11. – P. 23–28.

28. Schwoerbel J. Einführung in die Limnologie /J. Schwoerbel, H. Brendelberger. – 9 Auflage. – München: Elsevier, 2005. – 340 S.

29. Silow E. A. Application of hypercycles forlake ecosystems modelling / E. A. Silow // SustainableLake Management. – Copenhagen, 1999. – Vol. 1. –P. 306–308.

30. Silow E. A. The modelling of an aquaticcommunity as hypercycle / E. A. Silow // EuropeanConference on Ecological Modelling. Proceedings / TheFifth European Conference on Ecological Modelling –ECEM, 2005, Pushchino, Russia, September 19–23,2005; edited by Alexander S. Komarov. – Pushchino :IPBPSS RAN, 2005. – P. 168–169.

31. Wetzel R. G. Limnology: Lake and River Ecosystems/ R. G. Wetzel. –3d ed. – London / Sydney /Tokyo : Academic Press, 2001. – 1006 p.

32. Wicken J. S. A thermodynamic theory of evolution/ J. S. Wicken// J. of Theoretical Biology. – 1980.– Vol. 87. – P. 9–23.

33. Wünsch G. Systemtheorie / G. Wünsch. –Leipzig : Akademische Verlagsgesellschaft, 1975. –288 s.