Концепция продуктивности

Одна из наиболее важных характеристик биоэнергетики фитоценозов - скорость фиксации и накопления органического вещества, характеризующая продуктивность растительных сообществ.

Первичная продуктивность экологической системы, сообщества или любой их части определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается организмами-продуцентами в процессе фото- и хемосинтеза, накапливаясь в форме органических веществ. В процессе производства органического вещества выделяют четыре последо­вательных уровня:

1. Валовая первичная продуктивность (валовый фотосинтез, общая ассимиляция) — это общая скорость фотосинтеза, включая те органические вещества, которые за время измерений были израсходованы на дыхание.

2. Чистая первичная продуктивность (наблюдаемый фотосинтез, чистая ассими­ляция) — скорость накопления органического вещества в растительных тканях за выче­том того органического вещества, которое использовалось при дыхании растений за изучаемый период.

3. Чистая продуктивность сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами за учетный период (за вегетационный пе­риод, год).

4. Вторичная продуктивность - скорость накопления энергии на уровнях консу-ментов.

? Вопросы к семинару ?

1) Законы термодинамики в применение к природным (биосистемам, антропо­генным) системам.

2) Свойства закрытых и открытых систем. Принцип неравновесной термодина­мики Пригожина-Онсагера.

3) Элементы биоэнергетики экосистем. Концепция продуктивности.

4) Основные экологические законы, связанные с энергетическими потоками био­сферы: постулат максимума биогенной энергии, законы экологических пирамид, правило десяти процентов, правило одного процента, принцип максимизации энергии.

5) Концепция энергетической субсидии.

Концепция информации

Понятие «информация» невозможно вывести из представлений, относящихся к миру вещей, информация - не материя и не энергия. Безуспешными оказались и по­пытки рассматривать информацию как третью ипостась материи, наряду с массой и энергией: такая точка зрения неизбежно приводит к выводу о «всюдности» информа­ции, весьма быстро приобретающему мистическую окраску. Поэтому определение ин­формации через описание форм ее проявления и ее свойств представл»лея вполне пра­вомочным. Формой проявления информации является оператор - необходимый компо­нент целенаправленного действия. Информация - совокупность приемов, правил или сведений, необходимых для построения оператора.

Прием, создание, хранение, передачу и использование информации называют элементарными информационными актами, а осуществление всей совокупности таких актов - информационным процессом. Совокупность механизмов, обеспечивающих пол­ное осуществление информационного процесса, называют информационной системой. Формально информационные системы можно подразделить на закрытые, способные только создавать, хранить и использовать свою информацию, и открытые, способные также ее воспринимать и передавать. Вне информационной системы информация мо­жет лишь сохраняться в виде записей на тех или иных физических, носителях, но не может быть ни принятой, ни переданной, ни использованной.

Первой ставшей нам известной информационной системой был человек. Специ­фическую для человека информацию, которой обмениваются люди при помощи устной

и письменной речи, обычно называют знанием (логическая информация).

Информацией называют также те сведения, которыми обмениваются между со­бой животные и которые, будучи восприняты, существенно влияют на их поведение. Это - поведенческая информация. Информационными системами, оперирующими с та­кой информацией, являются все многоклеточные животные, включая человека, и неко­торые одноклеточные.

Третий известный нам вид информации - генетическая - записана в нуклеиновых кислотах клеток последовательностью оснований и определяет фенотипические особен­ности всех без исключения живых существ. Специфическими для этой информации сис­темами являются все негенетические компоненты живых организмов.

Можно утверждать, что вне живой природы информации не существует.

Понятие «информация» несет в себе два оттенка. Во-первых, количественный ас­пект, игнорирующий смысл и значение сообщения. Предполагается, что различия сооб­щений связаны только с расположением символов в них и это расположение должно со­храниться при передаче информации. Этим аспектом занимается теория информации, основоположниками которой являются В.А. Котельников и К. Шеннон. Во-вторых, это смысловая оценка сообщения или, как его иногда называют семантический аспект ин­формации (развитие этого направления связано с именами Р. Карнапа и И. Бар-Хиллела).

Свойства информации:

- Фиксируемость. Информация может существовать только в зафиксированном состоянии. Можно полагать, что способов записи информации может существовать столько, сколько может быть способов ее считывания. Для фиксации информации можно использовать не менее двух различных знаков или букв.

- Инвариантность информации означает, что одна и та же информация, незави­симо от ее семантики, может быть «записана» на любом языке, любым алфавитом, т.е. системой знаков, наносимых любыми способами на любые носители.

- Бренность информации. Поскольку информация всегда зафиксирована на ка­ком-либо физическом носителе, постольку сохранность и само существование инфор­мации целиком и полностью определяется судьбой ее носителя. Условием неограни­ченно-длительного существования информации из-за её бренности является только пе­риодическая ее репликация или, точнее, требование, чтобы скорость репликации была больше скорости ее деградации.

- Транслируемость - возможность быть переданной с одного носителя на другой, такой же или иной физической природы, в той же или иной системе записи.

- Когда скорость транслируемое™ превосходит скорость разрушения и гибели информации, это приводит к ее размножаемости. Следствием размножения информа­ции является ее мультипликативность, т.е. возможность одновременного существова­ния одной и той же информации в виде некоторого числа идентичных копий на одина­ковых или разных носителях.

- Изменяемость. Деформируемость физических носителей, а также ошибки при трансляции могут приводить не только к гибели информации, но и к ее изменениям.

- Действенность информации может выявляться лишь в адекватной ей информа­ционной системе, - вне таковой любая информация абсолютно пассивна.

- Семантика информации может проявляться лишь одним путем - в специфике кодируемого ею оператора. Возможность быть использованной - в ее материализован­ном виде, т.е. в качестве оператора, - для достижения той или иной цели обусловливает

ценность информации.

- Полипотентность - любой оператор может быть использован для достижения разных целей. Из свойства полипотентности следует, что для чего-нибудь полезной может оказаться любая информация.