WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Программа дисциплины «Геофизика ландшафта»

Автор: член-корреспондент РАН, проф., д.г.н. Дьяконов Кирилл Николаевич

Цель освоения дисциплины: получение базовых знаний о физических процессах в

ландшафте, их энергетике и физической стороне пространственно-временной организации

геосистем.

Задачи:

формирование у студентов физического мышления;

усвоение метода балансов;

овладеть основами биоэнергетики ландшафтов.

Место в структуре ООП:

Дисциплина относится к блоку общих профессиональных дисциплин вариативной части основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлениям «География» (профили «Физическая география и ландшафтоведение», «Гляциология и криолитология», «Геоморфология и палеогеография») и «Экология и природопользование».

Дисциплина изучается на 3 курсе уровня подготовки высшего профессионального образования «интегрированный магистр» с присвоением квалификации (степени) «бакалавр» в 6 семестре.

Курс «Геофизика ландшафта» базируется на предварительном усвоении студентами материала дисциплин «Общее землеведение», «Климатология с основами метеорологии», «Гидрология», «Экология с основами биогеографии», «Ландшафтоведение», «Физика», «Геоморфология с основами геологии», «Методы физико-географических исследований» и «Геохимия ландшафтов».

Усвоение курса создает основу для последующего изучения дисциплин «Геоэкология», «Основы природопользования», «Оценка воздействия на окружающую среду».

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

- основные физические свойства ландшафтов, физические законы и закономерности, объясняющие эти свойства.

- балансовые уравнения геосистем: радиационного, теплового, водного и баланса вещества.

- макробиоэнергетику ландшафта – закономерности трансформации потока энергии по пищевым цепям.

- принципы общей теории систем, геокибернетики и теории информации.

уметь: свободно ориентироваться в теоретических и методических вопросов дисциплины.

владеть: способами применения полученных знаний в научно-исследовательской и практической деятельности (при составлении ОВОС, в ландшафтном планировании).





Содержание Раздел I. Введение.

Тема 1. Объект и предмет геофизики ландшафта. Основные геосистемные постулаты и аксиомы. Геофизика ландшафта – наука о физических свойствах, процессах и пространственно-временной организации геосистем как функционально-целостных объектов. Направление, изучающее роль физических полей и факторов в формировании локальной и региональной структуры ландшафтной сферы Земли, физическую (энергетическую, вещественную и информационную) сторону взаимодействия отдельных компонентов геосистем; метаболизм со средой; физико-географические факторы фотосинтеза, трансформацию энергии по трофическим цепям.

Место ГЛ среди наук о Земле и соотношение с другими геофизическими направлениями.

Основной методологический принцип, на котором строится дисциплина, заключается в признании существования природных единств топологического уровня – геосистем, для которых рассмотрены балансовые уравнения вещества и энергии. Для систем, образованным движением живого вещества, рассмотрены потоки энергии по цепям питания.

Геофизические поля, переменные, константы. Географическая, геофизическая и физическая размерности. Редукционизм и его роль в познании геосистем. Градиент, скорость, ускорение, напряженность потоков вещества и энергии.

Системный подход – методологическая основа геофизики ландшафта. Работы В.С.

Преображенского, В.Б. Сочавы, Э. Неефа, А.Ю. Ретеюма, Ю.Г. Симонова, В.Н. Солнцева и др. Системы с вертикальными и горизонтальными связями. Три понятия целостности в географии. Эмерджентность. Полиструктурность и полисистемность. Принцип дополнительности. Понятие ландшафтного пространства, ландшафтного времени и состояния геосистемы. Иерархия пространства и времени. Эргодичность. Элементы термодинамики обратимых и необратимых процессов.

Тема 2. История становления геофизического направления в географии и в ландшафтоведении. Идеи и работы А. Гумбольдта, А.И. Воейкова, В.М. Дэвиса, В.И.

Вернадского, А.Л. Чижевского, А.А. Григорьева, М.И. Будыко, Г.Ф. Хильми, В.Р.

Волобуева, Д.Л. Арманда, Ю.Л. Раунера, А.Д. Арманда, Н.Л. Беручашвили, А.Ю.

Ретеюма, Н.И. Руднева, Ю.Г. Пузаченко, В.Н. Павлова, В.В. Сысуева, И.А. Шульгина.

Современные геофизические и биогеофизические направления.

Раздел П. Физические факторы и процессы функционирования геосистем Тема 3. Физические факторы функционирования и эволюции ландшафта.

«Энергетический потенциал» ландшафта – схема внешних и внутренних потоков вещества и энергии. Гелиотермическая и геотермическая зоны. Три принципа Фурье.

Земля в солнечной системе. Теплоемкость и теплопроводность вещества. Солнце, солнечный ветер, солнечная постоянная. Барический центр солнечной системы. Роль движения планет на скорость вращения Земли. Колебания солнечной активности, числа Вольфа. Спектральный состав солнечной радиации.

Магнитосфера и магнитное поле Земли. Электромагнитные свойства оболочек Земли. Гравитация. Энергия силы тяжести. Приливообразующие силы и их геофизическая роль. Внутреннее строение Земли. Сейсмические волны: объемные (продольные и поперечные) и поверхностные. Волновой характер процессов в ландшафтной оболочке Земли.





Элементарные и интегральные физико-географические процессы. Классификация элементарных процессов в почвоведении. И.П. Герасимова. Классификация процессов по формам движения материи А.Г. Исаченко. «Единый физико-географический процесс» по А.А.Григорьеву. Типология интегральных физико-географических процессов.

Раздел Ш. Балансовые уравнения энергии и вещества.

Тема 4. Метод балансов. Радиационный и тепловой баланс геосистем. Метод балансов, его достоинства и ограничения. Радиационный баланс Земли и геосистем.

Альбедо. Роль экспозиции и крутизны склонов в приходе суммарной солнечной радиации.

Расчет прихода прямой и рассеянной солнечной радиации на склоны разной экспозиции и крутизны. Сущность отношения радиационного баланса к суммарной солнечной радиации (R/Q). Методы определения составляющих радиационного баланса. Прикладное значение (изменения альбедо для увеличения или снижения потока поглощенной радиации;

способы влияния на эффективное излучение).

Тепловой баланс геосистемы. Понятие деятельного слоя ландшафта. Уравнение теплового баланса. Показатели структуры теплового баланса и их зональные закономерности. Структура теплового баланса в летний полдень, в весенний и осенний периоды. Методы расчета составляющих теплового баланса. Градиентный теплобалансовый метод. Методы расчета испарения. Испаряемость. Энергетический баланс почвы (по В.Р. Волобуеву). Расчет потока энергии в почву. Изменение структуры теплового баланса при орошении и осушении земель.

Тема 5. Водный баланс и баланс вещества геосистем. Влагообороты в природе.

Водный баланс геосистем. Показатели структуры водного баланса основных типов и подтипов ландшафтов. Бассейновая организация ландшафта. Принципы формализации речной сети. Взаимосвязь характеристик речных бассейнов различных иерархических уровней: длины водотока, площади бассейна, расхода воды и модуля стока, зон выноса, транзита и аккумуляции вещества, морфологической структуры ландшафта.

Водно-физические свойства почв и грунтов. Приход атмосферных осадков и закономерности их перераспределения в холодный и теплый период года. Факторы перераспределения жидких осадков в элементарной геосистеме (фации). Типы водного питания и водного режима и их зональные и региональные закономерности. Методы определения составляющих водного баланса.

Уравнение связи теплового и водного балансов (по М.И. Будыко). Изменения в структуре радиационного, теплового и водного балансов на вырубках северо- и среднетаежных лесов (причины заболачивания). Использование показателей радиационного, теплового и водного балансов для оценке воздействия хозяйственной деятельности человека на природную среду (ОВОС).

Баланс вещества геосистем. Обобщенное балансовое уравнение вещества в геосистемах (по Л.Г. Бондареву) и уравнения для локальных геосистем с различными системообразующими потоками – водными, селевыми, лавинными, ледниковыми, песчаными. Физика склоновых и русловых процессов. Зональные закономерности в приходной и расходной части баланса. Методы определения прихода и расхода вещества в геосистемах.

Раздел IV. Биоэнергетика ландшафта. Элементы геокибернетики и теории информации.

Тема 6. Биоэнергетика ландшафта. Основные положения и понятия биоэнергетики. Схемы пищевых цепей – пастбищная и детритная подсистемы.

Биологическая продуктивность, ее размерность, способы определения. Значение дендрохронологического метода в определении временной изменчивости биопродукционного процесса и климатических, геофизических и астрофизических факторов ее определяющих. Структура продуктивности и географические закономерности ее распределения. Автотрофное и гетеротрофное дыхание. Фотосинтез и его физико-географические факторы. Фотосинтетически активная радиация (ФАР).

Световые кривые фотосинтеза.. Понятие о геометрии растительного покрова; его оптическая плотность. Листовой индекс. Фитометрические измерения. Функции пропускаяния, поглощения и отражения солнечной радиации слоем стительного покрова.

Закон Бугера-Ламберта. Удельное водопотребление растений (транспирационные коэффициенты) и их зависимость от возраста растений. Роль факторов запасов продуктивной влаги в почве, ее температуры, относительной влажности и температуры воздуха в интенсивности процесса фотосинтеза.

Энергетические эквиваленты фотосинтеза и теплотворная способность органического вещества. КПД фотосинтеза по ФАР и радиационному балансу.

Закономерности распределения КПД фотосинтеза на глобальном, региональном и локальном уровнях. Зависимость КПД фотосинтеза растений и транспирационных коэффициентов от возраста растений. Энергетическая эффективность отдельных блоков экосистемы (трофической пирамиды). Правило Л. Линдемана и его практическое значение. Детритная подсистемы. Причины накопления детрита. Детритогеннез и механизмы разложения мертвого органического вещества. Показатели интенсивности биологического круговорота вещества – подстилочно-опадочный коэффициент, окислительно-восстановительный потенциал почв (Еh).

Стационарные и дистанционные исследования по теплофизике и биоэнергетики ландшафта. Программы и результаты исследований на Курской экспериментальной биосферной станции Института географии РАН, стационарах Института географии СО РАН, Института проблем эволюции и экологии РАН, Института лесоведения РАН и др.

Вещественно-энергетические эмпирические модели функционирования геосистем с вертикальными и горизонтальными связями. Использование геофизических показателей для ОВОС.

Тема 7. Физическая география, кибернетика и теория информации. Становление и сущность общей теории систем, кибернетики, теории информации и информатики. Н.

Винер, У.Р. Эшби, К. Шеннон, Г.Ф. Хильми, А.Д. Арманд. Информация и ее свойства.

Структура информации. Прямые и обратные связи. Саморегуляция и самоорганизация.

Принцип Ле-Шателье – Брауна. Устойчивость, чувствительность и надежность геосистем.

Четыре класса систем по типу устойчивости на внешние воздействия. Неравновесное состояние. Эксергия. Синергизм. Изменчивость показателей функционирования геосистем.

Заключение. Физическая сущность географических законов и закономерностей.

Проблемы геофизики ландшафта.

Рекомендуемая литература Основная:

Беручашвили Н.Л. Геофизика ландшафта. – М.: Высшая школа, 1990. 287 с.

Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта. Метод балансов. – М. Изд-во. Моск. ун-та, Дьяконов К.Н. Геофизика ландшафта: биоэнергетика, модели, проблемы. – М.: Издво Моск. ун-та, 1991. 96 с.

Дополнительная:

Арманд А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем. М.:

Наука, 1988. 264 с.

Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. М.: Мысль, 1975. 286 с.

Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность систмного подхода. М.: Наука, Будыко М.И. Климат и жизнь. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.472 с.

Герасимов И.П. Элементарные почвенные процессы как основа для генетической диагностики почв // Почвоведение. 1973. № 5.

Дьяконов К.Н., Касимов Н.С., Тикунов В.С.Современные методы географических исследований. М.: Просвещение», 1996. С.126-153.

Дьяконов К.Н., Ретеюм А.Ю. Земной отклик на движение внешних планет по данным дендроиндикации // Изв. РГО. Т. 145. Вып 5. С. 10-19.

Дэвис В.М. Географические очерки. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. Гл. Павлов А.В. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1979. 285 с.

Павлов А.В. Энергообмен в ландшафтной сфере Земли. Новосибирск: Наука, 1984.

Ретеюм А.Ю. Физико-географические исследования и системный подход // Системные исследования. Ежегодник. М.: Наука, 1972. С. 90-110.

Ретеюм А.Ю. Земные миры. М.: Мысль, 1988. 268 с.

Руднев Н.И. Средообразующая роль растительности тропических и умеренных широт Евразии. М.: ИПЭЭ РАН, 2003. 307 с.

Солнцев В.Н. Системная организация ландшафтов. М.: Мысль, 1981. 239 с.

Сысуев В.В. Моделирование процессов в ландшафтно-геохимических системах. М.:

Мысль, 1986. 301 с.

Сысуев В.В. Физико-математические основы ландшафтоведения. Учебное пособие.

М. Географический ф-т МГУ, 2003. 175 с.

Теплообмен в мерзлотных ландшафтах Восточной Сибири и его факторы. МоскваТверь. Изд-во «Триада», 2007. 576с.

Хильми Г.Ф. Основы физики биосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 298 с.

Центрально-Лесной государственный природный биосферный заповедник.

Составители: Ю.Г. Пузаченко, А.С. Желтухин, Д.Н. Козлов и др. М.: Деловой мир.

Чечкин С.А. Основы геофизики. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 288 с.

Шульгин И.А. Солнечные лучи в зеленом растении. М., 2009. 213 с.

Интернет-ресурсы:

Методические материалы по лекционному курсу, практическим и семинарским занятиям представлены на сайте www.landscape.edu.ru

 
Похожие работы:

«Судовая и корабельная энергетика, ядерная и радиационная безопасность 2012-2013 гг. Оглавление Введение 1. Работы по Федеральным целевым программам 2. Работы по договорам с отечественными и зарубежными заказчиками 3. Перспективные исследования 4. Наши заказчики и партнеры, научно-технические услуги 5. Экспериментальная база 6. Доклады, выступления, публикации Атомная энергетика Традиционная углеводородная энергетика Анаэробная энергетика Ядерная и радиационная безопасность Безопасность ядерного...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Кафедра Тепловые энергетические установки ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 26.04.02 Кораблестроение и океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры Комсомольск-на-Амуре 2014 Программа вступительного экзамена в магистратуру...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ ПЕРМСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА 31.08.2010 № 1156 Об утверждении долгосрочной целевой Программы Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в муниципальных учреждениях Пермского муниципального района на период до 2015 годы На основании статьи 17 Федерального закона от 06.10.2003 № 131-ФЗ Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации, Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ Об энергосбережении и о повышении энергетической...»

«Проект ПРООН / Правительства Узбекистана “ Поддержка Узбекистана в переходе на путь низко-углеродного развития национальной экономики” Глобальный Программа Малых Грантов Uzbekistan Экологический Фонд www.sgp.uz электроэнергия биоудобрение тепло Copyright©UNDP [2011] Все права защищы Выпущено в Узбекистане Мнения, высказанные в данной публикации, принадлежат авторам и не обязательно представляют мнение Организации Объединенных Наций, включая ПРООН, или стран, в нее входящих. Биогаз -...»

«Директор ИГЕМ РАН академик _ Н.С. Бортников __2013 г. М.П. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Физико-химическое моделирование геохимических процессов ОД.А.06 – дисциплина по выбору аспиранта по специальности 25.00.09 - Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых образовательной программы по отрасли 25.00.00 – Науки о Земле, Москва 2013 Программа дисциплины Физико-химическое моделирование процессов Рабочая программа составлена в соответствии с учебным планом ИГЕМ РАН по основной...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДЕНА Ректором БГТУ профессором Жарским И.М. 30 ноября 2013г. Регистрационный № УД - 690/баз НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ, ИНЖЕНЕРНАЯ И МАШИННАЯ ГРАФИКА Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальностей: 1-08 01 01-04 Профессиональное обучение (деревообработка), 1-36 01 08 Конструирование и производство изделий из композиционных материалов, 1-36 05 01 Машины и оборудование...»

«ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра автоматизированного электропривода в сельском хозяйстве УТВЕРЖДАЮ Декан ФЗО П.А.Силайчев _ 2010.г _ ЭЛЕКТРОПРИВОД (Учебная и рабочая программы, методические материалы) Направление 660300 Агроинженерия Основная образовательная программа 110302 электрификация и автоматизация сельского хозяйства Москва – 2010 Учебно-методический комплекс по дисциплине Электропривод составлен в соответствии с требованиями к уровню подготовки дипломированного специалиста 660300...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПРОГРАММА вступительного экзамена в магистратуру по специальности 6М071800- Электроэнергетика Направление: научное и педагогическое Костанай, 2014 Содержание Введение.. 4 Основная часть.. 5 Список экзаменационных вопросов.12 Список рекомендуемой литературы.19 Введение Общие положения и требования Общая характеристика направления подготовки магистра Подготовка магистров должна осуществляться в соответствии с ГК РК 20.03.2009 г....»

«Глава 8. Функционирование РСЧС Деятельность Правительственной комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности в 2012 году В целях обеспечения согласованности действий органов исполнительной власти, государственных и иных организаций и реализации единой государственной политики в области предупреждения и ликвидации ЧС природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности, в соответствии с постановлением Правительства Российской...»

«Министерство образования и науки Республики Казахстан ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. М. СЕРИКБАЕВА Факультет информационных технологий и энергетики УТВЕРЖДАЮ Декан ФИТЭ Е.М. Турганбаев _ 2011г ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНОВ В ДОКТОРАНТУРУ PhD ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 6D070300 - ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Усть-Каменогорск 2011 1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНОВ Целью вступительного экзамена является выявление уровня теоретической подготовки поступающих в...»

«Биотопливный портал WOOD-PELLETS.COM Tel.: (812) 600-55-48 / 78 197183 Санкт-Петербург Fax: (812) 438 84 05 Липовая аллея, 9 оф. 913 conf@wood-pellets.com Весенний Биотопливный Конгресс 2012 19-21.04.2012 Санкт-Петербург, Россия Пресс релиз №1 Уважаемые коллеги! В 2012 году Весенний Биотопливный Конгресс состоится 19-21 апреля. Его программа, как всегда, включает в себя 3 дня и 2 конференции. 19 апреля 2012 – 7я международная бизнес конференция Тепло из отходов 2012. Современные технологии...»

«Российская Федерация Администрация Фроловского муниципального района Волгоградской области ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 04 2013 г. № 853 10 Об утверждении муниципальной программы Энергосбережение и повышение энергетической эффективности Фроловского муниципального района Волгоградской области на период до 2020 года В соответствии с постановлением Главы администрации Фроловского муниципального района от 13.09.2013 г. № 783 Об утверждении Положения о муниципальных программах Фроловского муниципального района...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию РФ Владивостокский государственный университет экономики и сервиса _ ГЕОЭКОЛОГИЯ Учебная программа курса по специальности 02080165 Экология и направлению 51110 Экология и природопользование Владивосток Издательство ВГУЭС 2009 1 ББК 20 Учебная программа по дисциплине Геоэкология составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО РФ. Предназначена студентам по специальности 02080165 Экология и направлению...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ (ТТИ Южного федерального университета) ПРОГРАММА междисциплинарного вступительного экзамена в магистратуру факультета автоматики и вычислительной техники (ФАВТ) по направлению 220700 Автоматизация технологических процессов и производств (для программ “Автоматическое...»

«Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН) УТВЕРЖДАЮ директор чл.-корр. РАН _Н.И. Воропай _ 2012 г. ПРОГРАММА вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 05.14.01-Энергетические системы и комплексы Программа составлена на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности Тепловые электрические станции,...»

«Краткое резюме лекции Окисление глюкозы или Борьба за энтропию. Целью курса Биоэнергетика является обеспечение учащихся фундаментальными знаниями и современными представлениями о молекулярных основах превращения энергии в живых системах, структурно-функциональной организации клеточных мембран, об основных энергозапасающих и энергозатратных процессах и реакциях, протекающих внутри клеток и связанных с жизненно важными функциями организма. Курс создает основу для дальнейшей специализации в...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.