Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Лаборатория теоретической биофизики

06.06.2018 г.

Теоретическая лаборатория.jpg
Основной задачей лаборатории является построение малоразмерных биосферных моделей, обеспечивающих описание наихудших сценариев динамики биосферы, а также развитие стратегических и тактических принципов проектирования оптимальных экологических систем жизнеобеспечения.

Основные направления исследований

  • Построение малоразмерных биосферных моделей, обеспечивающих описание наихудших сценариев динамики биосферы, знание которых необходимо для принятия практических решений.
  • Разработка теоретических подходов к снижению сложности моделей биологических систем, включая искусственные и природные экосистемы и биосферу.
  • Развитие стратегических и тактических принципов проектирования оптимальных экологических систем жизнеобеспечения.

Основные достижения

  • Наблюдаемое за последние 13 лет прекращение роста глобальной температуры противоречит прогнозу, полученному на используемых МГЭИК моделях общей циркуляции атмосферы и океана. Отсутствие прямой связи между растущей концентрацией парниковых газов в атмосфере и глобальной температурой расценивается как проявление собственной динамики системы биосфера-климат (СБК), способной демонстрировать "пороговые" режимы. В результате статистического и модельного анализа современных и палеонтологических данных по климату показано, что: для большинства участков поверхности Земли, динамика температуры может быть представлена в виде суммы двух компонент – океанических осцилляций, и ступенчатой функции со скачками в 1925/26 и 1988/89 годах, причем резкие сдвиги климатического режима в найденных датах совпадают по времени с эффектами другой природы: внезапной синхронизацией температурных кривых различных зон океана и изменением численности рыб.
  • В условиях глобального изменения климата прогнозирование реакции почвенного покрова на внешние воздействия приобретает особую актуальность вследствие содержащихся в почве огромных запасов органического углерода. Огромное разнообразие процессов и стадий превращения опада в гумусовые вещества делает актуальной задачу выбора минимально необходимого набора независимых факторов, позволяющего адекватно описывать почвенные процессы. В ходе исследований показано, что реконструкция запасов органического вещества в почве возможна всего по двум-трем показателям, что указывает на возможность представления педотрансферной функции в виде простой математической формулы, и описания динамики формирования почвы с помощью простой модели;
  • Описание природных и искусственных (замкнутых экологических систем жизнеобеспечения) многовидовых экосистем сталкивается с неадекватностью традиционных моделей экосистем, выражаемой в виде ряда парадоксов. Среди них: парадокс Хатчинсона (Гаузе) – сосуществование в природных экосистемах видов по численности превышающие число плотностных контролирующих рост факторов; парадокс Мэя – положительная корреляция стабильности природных экосистем с биоразнообразием и отрицательная корреляция в моделях; парадокс ЗЭС – невозможность существования нетривиального стационарного состояния в обычных моделях замкнутых экосистем при учете замыкания по нескольким биогенным элементам. Показано, что вышеперечисленные экологические парадоксы могут быть разрешены с единых позиций при переходе к экологическим моделям гибкого метаболизма, реализующим динамическую настройку пропорций потребления питательных веществ (субстратов, жертв); разработан формальный подход, позволяющий аналитически (без решения системы уравнений или нахождения стационарных значений, что для нелинейных систем возможно только численно) оценивать какого рода модификация исходной модели приведет к повышению ее устойчивости, и будет способствовать сосуществованию видов.

Сотрудники

 Барцев.jpg Заведующий лабораторией
Барцев Сергей Игоревич
доктор физико-математических наук

+7 931 249-43-28
bartsev@yandex.ru 





Поделиться:


Наверх