Raft Master » Научная библиотека » Биоэкология » Типизация и формализация иерархически соподчиненных объектов


  • 5-01-2013, 07:58
  • | Views: 1157


Типизация и формализация иерархически соподчиненных объектов

Типизация и формализация иерархически соподчиненных объектов

Фитосфера, включенная в биосферу состоит из множества биокосных фитосистем разного уровня организации и происхождения. Все биокосные фитосистемы условно разделим на три группы: биогенные, геогенные и техногенные. В свою очередь биогенные - на телесные и надтелесные.

При формировании биогенных систем «живое вещество» самостоятельно выделяет из общего пространства - обитаемое пространство. Например, для растений в их телесном облике это - пространство (объем тела, Vn), ограниченное их физической поверхностью (Sn, рис. 5.4 а)* . В границах тела растения (Gn) пространственно вычленяется собственно растительная ткань (VT, живые клетки и неживое вещество в межклетных пространствах) и крупные полости, заполненные либо водой (Увод) либо газами (VrA3).

Следовательно:

Vn = VT + Увод + VrA3. (1)

В свою очередь тело растения своим расположением «захватывает» часть внешнего пространства, внешняя граница (Gn+i) которого проходит по контуру окончаний структурных элементов растения (рис. 5.4 б). Сложно-разветвленные растения формируют кроновые и субкроновые пространства (рис. 5.4 и). Таким образом, в границах кронового пространства (Vn+i), например, водного растения размещается его телесная масса, занимающая соответствующий объем (Vn) и вода (Увод), а у наземного растения телесная масса и воздух (VrA3).

Можно записать:

Vn+i =Vn + Увод, (2)

Vn+i =Vn + Угаз- (3)

Все выше сказанное справедливо и для любой пространственной совокупности растений и в частности для когорты из нескольких растений (п+2, рис. 5.4 в, н), и для растительного полога (п+3) популяции отдельного вида (рис.5.4 г, о, п) и фитоценоза (рис.5.4 р). В пределах границ когорты растений либо растительного полога размещается вся телесная масса растений (ZW). занимающая определенный объем пространства (IVM). и вода (Увод) или воздух (Угаз) в зависимости от того водные это или наземные объекты:

Уп+к=ЕУп + УВОд, (4)

Уп+к=ЕУп + УГАз. (5)

Рис. 5.4. Биогенные фитосистемы. Модели телесной (а) и надтелесных (крона отдельного растения (б), когорта растений (в), растительный полог (г)) биокосных фитосистем; иерархическая организация вертикального «побега» цистозиры (д) и его ветвей первого (е) и второго (ж) порядка; з - телесные обитаемые пространства осевых структур цистозиры. и - кроновое пространство вертикального «побега» цистозиры (п+1) с субкроновыми пространствами ветвей первого ('п+1) и второго (2п+1) порядка; геометрические формы надтелесных обитаемых пространств ветвей второго (к) и первого (л) порядка и вертикальных «побегов» (м); н - надтелес-ное обитаемое пространство когорты растений; полог популяции цистозиры (о, п) и фитоценоза (р). К00, K0i - Ко4 - ствол, осевые структуры цистозиры первого - четвертого порядка; Gn, -граница телесного пространства; Gn+1, 'Gn+ь 2Gn+1, Gn+2 - геометрические границы кронового пространства вертикального «побега» и субкроновых пространств ветвей первого и второго порядка, и обитаемого пространства когорты растений цистозиры соответственно; Gn+3 - геометрические границы полога популяции цистозиры или фитоценоза; модельные формы надтелесного пространства ветвей К! при значениях угла а: 30° (1), 45° (2), 90° (3); формы надтелесного пространства вертикального «побега» в «развернутом» (4) и в «сомкнутом» (5) состояниях; Н - высота растительного полога.

Рис. 5.5. Схемы искусственной рифовой конструкции (ИРК) и биокосных фитосистем техногенного происхождения, (а) - ИРК с цилиндрическими опорными структурами (ОС) вертикально жестко закрепленными на поверхности четырехугольной пластиковой пластины; (б) -плантационная система с вертикально спускающимися веревками, обрастающими многоклеточными водорослями; (в - д) - отдельно стоящие опорные структуры обросшие многоклеточными водорослями; опорные структуры в структуре ИРК обросшие многоклеточными (в) и одноклеточными (ж - и) водоросли при разной плотности их расположения на горизонтальной поверхности. 1ь 12 и 1 - линейные параметры ИРК; Vn+2, Vn+3 - объем обитаемого пространства растений на отдельной опорной структуре и растений ИРК или плантации; И - высота растительного полога, формируемого как на отдельно взятой опорной структуре, так и в целом на ИРК; Gn, Gn+1, Gn+2 Gn+3 - соответственно, граница поверхности тела, граница кронового пространства, обитаемого пространства растений отдельной опорной структуры и в целом на ИРК; d, D - соответственно диаметр опорной структуры и растительного полога на ней.

Таким образом, иерархия БФ биогенного происхождения представляет собой систему из множества разномасштабных обитаемых пространств, вложенных друг в друга, начиная с систем телесного уровня организации и заканчивая растительным пологом (Vnc Vn+1 С Vn+2 с Уп+з).

Обитаемые пространства техногенных фитосистем изначально организуются человеком (рис. 5.5 я). Задаются определенные соотношения между заселяемой поверхностью и обитаемым пространством. Растения, поселяясь, например, на искусственных рифовых конструкциях, погруженных в воду, вычленяют часть пространства (Vn+3). в границах (Gn+3) которого располагаются тела растений (IVM). опорные элементы рифовых конструкций (Voc) и вода (Увод). с растворенными и взвешенными в ней веществами (рис. 5.5 е). Другими словами на рифовых конструкциях формируется растительный полог, определяющий внешние границы системы и ее объем:

Vn+3 = EVn +Voc + Увод- (6)

Рис. 5.6. Геогенные фнтосистемы. Обитаемые пространства в границах водоема (Gn+5, б, в) и в границах его участков (прибрежный участок (Gn+4, а), фотический слой глубоководного водоема (г)). Vn+5, Vn+4 - соответственно объемы водоема и фотической зоны. GB/B — граница вода — воздух. Остальные обозначения на рис. 5.4 и 5.5.

Обитаемые пространства геогенных фитосистем* определяются геоморфологией Земли (рис. 5.6). Растения осваивают пространство водоемов Земли (Vn+4, Vn+5), например, начиная с небольших дождевых луж и заканчивая океанами. Осваивают растения, также и различные углубления и складки наземной поверхности Земли. По понятным причинам, глубоководные водоемы и высокогорные участки суши не могут быть полностью заполнены растениями, растения осваивают только определенную часть пространства (Vn+4, рис. 5.6 г).

Применительно к биокосным системам геогенного происхождения спровед-ливы уравнения 4 и 5.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Формирование обитаемых пространств фитосистем


    Обитаемое пространство когорты растений


    Иерархия обитаемых пространств многоклеточной водоросли цистозиры


    Формирование обитаемых пространств фитосистем техногенного происхождения


    Иерархия обитаемых пространств фитосистем техногенного происхождения

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры