Коэффициенты динамики биоэнергии

 

Направление биоэнергии	1 Величина коэффициента, %
Синтез	Более 50
Распад	Менее 50
Компенсация	50

Следует отметить единство процесса синтеза-распада биоэнергии в биосфере, которая обычно неравно­весна и в которой преобладает синтез.

316

Известно, что по специфике связей, их форме ланд­шафт значительно уступает организмам, кристаллам и др. Ему присуща более слабая интеграция.

Обычно в общей теории систем различают связи пря­мые и обратные, а среди обратных — положительные и от­рицательные. Обратная связь положительна, когда результат процесса усиливает его, в связи с чем система удаляется от исходного состояния. Особо значительна роль механизма от­рицательной обратной связи при стабилизации экосистем ландшафтной ячейки, агроценозов.

Несомненно, необходимо изучить и обосновать имеющиеся отрицательные обратные полисвязи между эко­системами.

Считаем целесообразным принятие ландшафтной биоэнергетической единицы — парцеллы, равной 1000 МДж. Согласно международной системе «СИ» обменную и валовую энергию необходимо выражать в джоулях (Дж). Для пересчета энергии в соответствии с ГОСТ 9867-61: 1 Дж равняется 0,2388 калории, а 1 калория = 4,1868 Дж; 1000 Дж = 1 кДж; 1000 кДж = 1 МДж (мегаджоуль). Так, например, при урожайности ярового ячменя 40 ц/га (соло­мы - 20 ц/га) будет получено биоэнергии примерно 300 МДж с гектара, или 6,3 ландшафтных парцеллы. Подобные расчеты легко можно получить по другим культурам, лу­гам, пастбищам, лесу и т.д., что позволит определить в ди­намике биоэнергию надземной части растений, экосистем и ландшафтной ячейки.

В перспективе ландшафтная парцелла будет включать биоэнергетику массы корней, их выделений и другие показа­тели, которые позволят определить динамику энергетики по­тенциала или емкости экосистем и их взаимодействия.

Главное же состоит в том, чтобы производственные задачи, решаемые с помощью ландшафтов, наиболее полно соответствовали их биоэнергетическому потенциалу.

317

Окончание табл. 42

В ландшафте — этом «веществе, охваченном жиз­нью», при вегетации растений происходит весьма сложный и динамичный, разновекторный, многоступенчатый обмен веществ и биоэнергии.

При этом повышение плодородия почвы способст­вует увеличению ее биоэнергетического потенциала.

Нами обозначены возможные процессы, потоки, ин­тенсивность и направление потоков при взаимодействии экосистем (пашни, луга, леса, озера, лесополосы, пастби­ща, поселки, шахты, аэропорты, железные дороги и др.)

В таблице 42 приведены 11 процессов стабилизации эколого-ландшафтной пространственной структуры: фото­синтез, динамизм плодородия почвы, диффузия, конвек­ция, испарение и конденсация, электрический ток, элек­тромагнетизм, биоэнергетизм, барический процесс, синер­гизм экосистем и ноосферизм. Представлены потоки, их интенсивность и направление.

42. Процессы, интенсивность и направление потоков
энергии стабилизации эколого-ландшафтной пространственной
________________________ структуры _______________________

Процессы	Потоки	Интенсивность и направление пото­ков
1	2	3
1. Фотосинтез	Поток световой энер­гии	Градиент ФАР
2. Динамизм плодо­родия почвы	Поток энергии повы­шения плодородия почвы	Градиент биоэнерге­тического потенциала почвы
3. Диффузия	Поток незаряженных частиц	Градиент концентра­ции
4. Конвекция	Объемный поток воз­духа или другой сре­ды	Градиент температу­ры

 

1	2	3
5. Испарение и кон­денсация	Объемный поток во­дяного пара	Температурный и барический градиент
6. Электрический ток	Поток заряженных частиц	Градиент электриче­ского потенциала
7. Электромагнетизм	Замкнутые потоки тока	Градиент электро­магнитного потен­циала
8. Биоэнергетизм	Биоэнергетический поток	Градиент потенциала биостабилизации
9. Барический про­цесс	Горизонтальный по­ток воздуха	Градиент давления воздуха
10. Синергизм экоси­стем	Поток энергии сба­лансированной эко­лого-ландшафтной пространственной структуры	Градиент биоэнергии взаимодействия эко­систем
11. Ноосферизм	Природный энергети­ческий поток	Градиент энергии ноосферы

Считаем, что одно из возможных направлений оп­ределения величины оптимальных, а также динамичных стабилизационных и синергизируемых энергетических взаимодействий экосистем, это использование термодина­мики необратимых процессов.

27. МОДЕЛЬ ЛАНДШАФТНОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА

Ландшафтное растениеводство предусматривает со­здание агроэкосистем с оптимально структурно-временной организацией, многокомпонентными сообществами орга­низмов, высокой стабильностью эколого-ландшафтной пространственной структуры и входящих в нее экосистем, оптимальных в биологическом и технологическом аспек­тах, экологически и экономически обоснованных.

Исследователи отмечают, что основой оптимизации экосистем является разработка структурно-функцио­нальной организации ландшафтов, изучение механизмов их саморегулирования.

Нарушение соотношения между экосистемами при­водит к дестабилизации экологического равновесия и сни­жает их природный биоэнергетический потенциал. В этой связи для повышения биоэнергетики структурированных экосистем необходимо построить модель ландшафтного растениеводства и определить биоэнергетический потен­циал экосистем (природных и антропогенных), их структу­рирование по агроэкологическим зонам Украины.

Ландшафт — это единая биоструктура, состоящая из компонентов (экосистем) и комплексов, с присущими им динамичными дифференциацией и интеграцией.

Ландшафт не биокосная, а биоэдафоэкоинфор-мационная система и, следовательно, ему необходимо био­экологическое обоснование.

Рис. 14. Модель ландшафтного растениеводства

Эколого-ландшафтная пространственная структура, в основе которой находится ландшафтная ячейка (опти­мальный комплекс или сочетание экосистем), будет акти­визировать стабилизационные биоэнергетические процес­сы, впрочем так же, как и ландшафтная организация тер­ритории, оптимизирующая соотношение экосистем (паш­ни, лесов, лугов, пастбищ и др.). Для повышения биоэнер­гетических процессов необходимо проведение ландшафт­ного (биологического), вместо технологического, земле­устройства, обозначение агроценозных провинций, опре­деление модели ландшафтного растениеводства, а также внедрение биоэдафоконтурно-корреляционной организа­ционно-технологической агросистемы и ландшафтных аг-ротехнологий.

Эколого-ландшафтная пространственная структура — это конструкционная схема, на которой создается ланд­шафтное растениеводство. Поэтому определяющее значе­ние имеет обозначение и параметрирование процессов и потоков, определение направления потоков энергии стаби­лизации эколого-ландшафтной пространственной структу-

ры. При этом обязательны не только хозяйственный, но и биоэнергетический учет процессов взаимодействия струк­турированных экосистем. Важное значение имеет струк­турное обоснование ландшафтного растениеводства.