Geophysical paradigm of landscape: postulates and concepts
https://doi.org/10.31857/S0869-6071151461-83
Abstract
Potential of advance in landscape science is associated with the synthesis of physical-mathematical, geophysical and empirical scientific directions on the basis of GIS technology. This stage is characterized as a geophysical paradigm of landscape science, a feature of which is a new understanding of the physical fundamentals, the need to consider landscapes as dynamic systems. Empirical theoretical concepts of physical geography enable us to apply physical laws to describe landscape structure and functioning. Land structures are described using independent morphometric parameters of geophysical force fields (gravity and insolation), which can be viewed as state parameters of geosystems. The modeling of landscape functioning in terms of continuum mechanics is closely related to the structure of landscapes through boundary conditions and distributed parameters of transfer processes. Verification and development of models requires the use of a complex of geophysical methods. Creating models in accordance with the principles of the irreversible thermodynamics is complete representation of the genesis of natural processes. The dualism and strong non-linearity necessitates the stochastic analysis of geosystems, including using the fractal methods.
References
1. Антонов Н. В., Какинь П. И. Скейлинг в эрозии ландшафтов: ренормгрупповой анализ бесконечнозарядной модели // Теоретическая и математическая физика. Т. 190. № 2, 2017. С. 226-238.
2. Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. М.: Наука, 1975. 204 с.
3. Бердников В. В. Палеокриогенный микрорельеф центра Русской равнины. М.: Наука, 1976. 126 с.
4. Викторов А. С. Основные проблемы математической морфологии ландшафта. М.: Наука, 2006. 252 с.
5. Демченко П. Ф., Кислов А. В. Стохастическая динамика природных объектов. М.: ГЕОС, 2010. 190 с.
6. Долгоносов Б. М. Нелинейная динамика экологических и гидрологических процессов. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 440 с.
7. Дьяконов К. Н. Базовые концепции и понятия ландшафтоведения // Географические научные школы Московского университета. М.: Городец, 2008. С. 348- 381.
8. Ермаков А. П., Старовойтов А. В. Применение метода георадиолокации при инженерно-геологических исследованиях для оценки геокриологической обстановки // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2010. № 6. С. 91-97.
9. Исаченко А. Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М.: Высшая школа, 1991. 366 с.
10. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика: Нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: КомКнига/URSS, 2007. 272 с.
11. Козлов Д. Н., Лозбенев Н. И., Левченко Е. А. Структурно-функциональная организация водно-миграционных и эрозионно-аккумулятивных комплексов лесостепи Среднерусской возвышенности //Ландшафтоведение: теория, методы, ландшафтно-экологическое обеспечение природопользования и устойчивого развития. Материалы XII Межд. ландшафтной конференции, Тюмень-Тобольск, 22-25 августа 2017 г. Т. 1. Тюмень: ТГУ, 2017. С. 71-76.
12. Коломыц Э. Г. Локальные механизмы глобальных изменений природных экосистем. М.: Наука, 2008. 427 с.
13. Коновалова Т. И. Геосистемное картографирование. Новосибирск: Гео, 2010. 186 с.
14. Кун Т. Структура научных революций. М.: Мир. 1977. 145 с.
15. Кучмент Л. С. Речной сток (генезис, моделирование, предвычисление). М.: РАН ИВП, 2008. 394 с.
16. Леса Европейской территории России в условиях меняющегося климата. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2017. 276 с.
17. Малинецкий Г. Г. Теория самоорганизации. На пороге IV парадигмы. // Компьютерные исследования и моделирование. 2013. Т. 5. № 3. С. 315-366.
18. Мачарет Ю. Я. Радиозондирование ледников. М.: Научный мир, 2006. 392 с.
19. Левашова Н. Т., Мухартова Ю. В., Ольчев А. В. Трехмерная модель переноса солнечной радиации в неоднородном растительном покрове // Математическое моделирование в экологии. Материалы Пятой Национальной научной конференции 16-20 октября 2017 г. Пущино, 2017. С. 116-118.
20. Неймарк О. Б. О некоторых закономерностях скейлинга в пластичности, разрушении, турбулентности // Физическая мезомеханика. 2015. Вып. 18. № 3. С. 71- 83.
21. Николаев В. А. Ландшафтоведение. М.: Географический факультет МГУ. 2006. 209 с.
22. Ольчев А. В. Модельный подход к определению валовой и нетто первичной продукции лесных экосистем по величине поглощенной фотосинтетически активной радиации // Компьютерные исследования и моделирование. 2016. Т. 8. № 2. С. 345-353.
23. Палагин Э. Г. Математическое моделирование агрометеорологических условий перезимовки озимых культур. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 191 с.
24. Пегов С. А., Хомяков П. М. Моделирование развития экологических систем. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 222 с.
25. Петлин В. Н. Современное состояние, проблемы и перспективы развития ландшафтоведения // Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика. М.: Географический ф-т МГУ, 2006. С. 23-25.
26. Пузаченко Ю. Г., Онуфреня И. А., Алещенко Г. М. Количественные методы классификации форм рельефа // Известия АН. Серия географическая, 2002. № 6. С. 17-25.
27. Пузаченко Ю. Г. Организация ландшафта // Горизонты ландшафтоведения. Вопросы географии. Вып. 138. М.: Кодекс, 2014. С. 35-64.
28. Пузаченко Ю. Г. Ранговые распределения в экологии и неэкстенсивная статистическая механика // Сборник трудов Зоологического музея МГУ. 2016. Т. 54. С. 42-71.
29. Сербенюк С. Н., Кошель С. М., Мусин О. Р. Методы моделирования геополей по данным в нерегулярно расположенных точках // Геодезия и картография. 1990. № 11. С. 31-35.
30. Соболевский П. К. Современная горная геометрия // Соц. реконструкция и наука. 1932. Вып. 7. С. 42-78.
31. Солнцев В. Н. Системная организация ландшафтов. М.: Мысль, 1981. 239 с.
32. Солнцев В. Н., Рыжков О. В., Трегубов О. В. и др. Использование GPS- и ГИС- технологий для изучения особо охраняемых территорий. Тула: Гриф и К, 2006. 216 с.
33. Соловьёв А. С., Калач А. В. Современное состояние вопроса изучения снежных лавин. Воронеж, 2013. 137 с.
34. Сысуев В. В. Морфометрический анализ геофизической дифференциации ландшафтов // Известия РАН. Сер. геогр. 2003. № 4. С. 36-50.
35. Сысуев В. В., Алещенко Г. М. К проблеме разработки обобщенной модели ландшафта // Научные чтения, посвященные 100-летию со дня рождения академика В. Б. Сочавы. Мат. Международной конференции, ИГ СО РАН, Иркутск, 2005. С. 54-58.
36. Сысуев В. В., Бондарь Ю. Н., Чумаченко С. И. Моделирование структуры ландшафтов и динамики древостоев для планирования устойчивого лесопользования // Вестник Моск. университета. Сер. 5: геогр. 2010. № 5. С. 39-49.
37. Сысуев В. В. Основные концепции физико-математической теории геосистем // Горизонты ландшафтоведения. Вопросы географии. Вып. 138. М.: Кодекс, 2014. С. 65-100.
38. Сысуев В. В. Георадарные исследования полимасштабных структур в ландшафтах центра Восточно-Европейской равнины // Вестник Моск. университета. Сер. 5: Геогр. 2014. № 4. С. 26-33.
39. Сысуев В. В. Об «оптимизации» ландшафтов // Вестник Моск. университета. Сер. 5: Геогр. 2015. № 4. С. 34-40.
40. Сысуев В. В. Термодинамические модели в геохимии ландшафтов // Геохимия ландшафтов. К 100-летию А. И. Перельмана. М.: АПР, 2017. С. 19-50.
41. Трофимов А. М., Московкин В. М. Математическое моделирование в геоморфологии склонов. Казань: Изд-во КГУ, 1983. 218 с.
42. Хомяков П. М., Иванов В. Д., Искандарян Р. А., Конищев В. Н., Кривобок И. Г., Пегов С. А., Смолин В. С., Смолина С. Г., Терентьев Г. Ю. Геоэкологическое моделирование для целей управления природопользованием в условиях изменения природной среды и климата. М.: Эдиториал УРСС, 2002. 400 с.
43. Хорошев А. В. Полимасштабная организация географического ландшафта. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. 416 с.
44. Черкашин А. К. Полисистемный анализ и синтез. Приложение в географии. Новосибирск: Наука, 1997. 502 с.
45. Черкашин А. К. Полисистемное моделирование. Новосибирск: Наука, 2005. 280 с.
46. Шайдеггер А. Е. Теоретическая геоморфология. М.: Недра, 1964. 452 с.
47. Шарый П. А. Топографический метод вторых производных // Геометрия структур земной поверхности. Пущино: ПНЦ, 1991. С. 28-58.
48. Шеин Е. В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
49. Шоба В. Н., Карпов И. К. Физико-химическое моделирование в почвоведении. Новосибирск: Наука, 2004. 180 с.
50. Beven K. J. Rainfall-runoff modelling: the primer. 2nd ed. Chichester; Hoboken: Wiley-Blackwell, 2012. 457 p.
51. Coulthard T. J. Landscape evolution models: a software review // Hydrol. Processes. 2001. Vol. 15. P. 165-173.
52. Dodds P. S., Rothman D. H. Scaling, universality, and geomorphology. // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2000. 28. P. 571-610.
53. Johnson D. L., Miller A. C. A Spatially Distributed Hydrologic Model Utilizing Raster Data Structures // Computers and Geosciences. 1997. Vol. 23. No. 3. P. 267-272.
54. Kleidon A. Life, hierarchy, and the thermodynamic machinery of planet Earth // Physics of Life Reviews. 2010. Vol. 7 (4). P. 424-460.
55. Mitas L., Mitasova H. Distributed soil erosion simulation for effective erosion/deposition modeling and enhanced dynamic visualization // Water Resources Res. 1998. 34. Р. 505-516.
56. Pastor-Satorras R., Rothman D. H. Scaling of a Slope: The Erosion of Tilted Landscapes // Journal of Statistical Physics. 1998. Vol. 93, 3/4. P. 477-500.
57. Rinaldo A., Rodrıguez-Iturbe I., Rigon R., Bras R. L., Ijjasz-Vasquez E., Marani A. Minimum energy and fractal structures of drainage networks.// Water Resour Res. 1992. 28. P. 2183-2195.
58. Shary P. A. Land surface in gravity points classification by a complete system of curvatures // Mathematical Geology. 1995. Vol. 27. No. 3. P. 373-390.
59. Tarboton D. G. Rainfall-runoff processes. A workbook to accompany the Rainfall-Runoff Processes Web module. 2003. http://www.engineering.usu.edu/dtarb/rrp.html.
Review
For citations:
Sysuev V.V. Geophysical paradigm of landscape: postulates and concepts. Proceedings of the Russian Geographical Society. 2019;151(4):61-83. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869-6071151461-83
Views:
191
Email this article 