Функционирование геоэкосистемы в разных состояниях

Энерго- массообмен геоэкосистем разных порядков изучается на многочисленных геофизических станциях, расположенных в различных природных зонах по всему миру.

Функционирование геоэкосистемы (экосистемы, ландшафта) во многом зависит от ее функционального состояния. По временной длительности можно выделить три группы состояний экосистем: кратковременные, средневременные, длительновременные. Наиболее длительные исследования состояний на уровне фаций проводятся в ландшафтной экологии. Процессы функционирования геоэкосистем наиболее подробно изучаются на стационарах.

По длительности кратковременные состояния экосистем продолжаются от нескольких минут до суток. Один из важнейших природных геофизических процессов внутри суток – смена дня и ночи. Он определяет ритмичность поступления солнечной энергии в экосистемы. В зависимости от того, получает экосистема солнечную энергию или теряет полученное тепло, выделяют дневное, вечернее, ночное и утреннее состояния экосистем. Основные различия этих состояний будут выражены в функционировании экосистем. В первую очередь они связаны с изменениями влагооборота и биогеоцикла. Наиболее сильно, в течение дня, влияет на поступление солнечной энергии облачность. В связи с изменением облачности и последующим изменением количества приходящей в экосистему солнечной энергии выделяют аэросостояния, продолжительностью от нескольких минут до нескольких часов. Например, можно выделить пасмурные и солнечные состояния экосистем. Помимо аэросостояний в течение суток могут наблюдаться и другие состояния, связанные с изменением погоды (дождь, снег, сильный ветер и т. д.). Поскольку в основном они зависят от метеоусловий их называют метеосостояниями.

Суточные состояния структуры и функционирования экосистем, связанные с сезонной ритмикой, погодными условиями и динамической тенденцией развития, применительно к фациям было предложено называть стексами (Беручашвили, 1990). Одними из наиболее характерных средневременных состояний являются циркуляционные состояния. Их назвали так в связи с тем, что изменение погодных условий, приводящих к перестройке функционирования экосистем, обычно зависит от циркуляционных процессов в атмосфере (смена воздушных масс на определенной территории приводит к возникновению таких явлений, как атмосферные фронты, осадки, туманы, ветры и т. д.). Наряду с циркуляционными состояниями выделяют сезонные и подсезонные состояния экосистем. Часто фиксированным во времени состоянием экосистем можно считать годовой цикл. Он является рубежом, отделяющим средневременные состояния от длительновременных. Исследователи выделяют сухие и холодные, теплые и влажные годы.

К длительновременным состояниям относятся состояния экосистем продолжительностью более года. Эти состояния экосистем изучены в самом общем виде. Количественные характеристики, как правило, вычисляются лишь для отдельных параметров, что позволяет определить ход только этих процессов. Например, это могут быть климатические циклы, где прослеживаются колебания увлажненности и изменения температуры воздуха. Хорошо известны 11-летние и 90-летние циклы. Климатические циклы вызывают изменения в ходе элементарных процессов функционирования: в выходе фитомассы, в стоке и пр. (Макунина, Рязанов, 1988).