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从抽象的热力学概念到可理解的生态学指标

时间:2018-02-11  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:林华     打印  字体: 关闭

  熵和可用能(㶲)是热力学的核心概念,可以用来描述生态系统的发展,但是这些概念对于热力学以外的人来说过于抽象,并且很难直接准确测量。Schneider and Kay (1994)提出了最大化损理论,架起了热力学概念,如:熵、和生态学指标,如:冠面温度、净辐射之间的桥梁,但是他们之间的定量关系并没有得到理论验证。

    本研究以热力学第一和第二定律为基础,从理论上证明了生态系统的总熵产(损)随着净辐射的增加而增加,随着冠面温度的增加而减少。利用版纳植物园热带季节雨林长期监测数据计算得到雨季生态系统的总熵产增加,但比熵产(单位净辐射的熵产)减少。这表明植物生长可以促进可用能的转化效率。净辐射、冠面温度以及以此衍生的指标可以代替热力学指标用于评估生态系统状态和发展。本研究完善了最大化损的理论基础,将会促进热力学在生态学研究中的应用。同时本研究也是版纳植物园与南京理工大学能源与动力工程学院合作的结晶,是一次生态学与工学的碰撞,生态学与物理、数学的结合将会为生态学迎来新的发展。 

  该研究成果发表在SCI收录的期刊Ecological Indicators上。 

  论文链接 

 

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