从能量耗散的角度认识生态系统的发展----中国科学院西双版纳热带植物园

受“最大化能量耗散”理论的启发，林华博士及导师提出了一种测量生态系统自组织能力的新方法。太阳辐射加热地球表面，在大气上下界形成温差，他们把整个生态系统看作一个高度自组织的温度调节器，用以耗散大气上下界的温差。随着生态系统的发展，越成熟越健康的生态系统越能有效地耗散太阳辐射所引起的温度梯度。这如同提供相同的电能，新的电冰箱相对老的来说，制冷效果更好。但不同的是，生态系统可以自发地获取能量（自组织）而冰箱需要人工提供能量。因此，能量获取能力和温度耗散能力可以综合反映生态系统自组织能力。

林华利用西双版纳热带季节雨林2004-2006年的通量观测数据（ChinaFLUX）计算了热带季节雨林的能量获取和温度耗散能力，对这一方法的可行性做了验证。研究发现，热带季节雨林的自组织程度有明显的季节变化，并且可以利用这两个指标清楚地划分开来。该方法不仅适合于分析长期的生态系统发展变化，也可用于森林健康的实时监测，还可结合遥感影像研究不同植被的自组织能力。目前，生态系统的热力学研究大部分处于理论探讨阶段，该研究推动了热力学在生态系统研究中的实际应用。相关的研究结果发表在年全球生态学与环境科学领域主要学术期刊Ecological Modelling（Aug 2011，222(15):2812-2816）上。