Моделирование роста, дифференциации и строения древостоев сосны обыкновенной и ели европейской : На примере Лисинского учебно-опытного лесхоза

• Автор: Гурьянов, Михаил Олегович
• Шифр специальности: 06.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1Л .Обзор математических моделей, применяемых в лесной таксации и
экологии
1.2. Обзор литературы по закономерностям в строении насаждений
1.3. Обзор литературы по закономерностям роста и дифференциации деревьев
1.4. Анализ существующих методов описания и прогноза распределений деревьев по ступеням толщины
1.5.Выводы и обобщения
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика объектов исследования и методика сбора экспериментальных данных
2.2. Применение методов синергетики для описания распределений деревьев по ступеням толщины
2.3. Первичная обработка результатов полевых исследований
2.4. Выводы и обобщения
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ ЭЛЕМЕНТА ЛЕСА
3.1. Моделирование процессов роста и дифференциации деревьев ели и сосны в древостоях элемента леса
3.2. Анализ достоверности аппроксимации эмпирических данных
3.3. Потенциалы роста древостоев ели и сосны
3.4. Выводы и обобщения

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕСА
ОДНОЙ ПОРОДЫ
4Л Общие положения
4.2 Моделирование процессов формирования строения древостоев, состоящих из двух элементов леса одной породы
4.2.1. Симметричное бимодальное распределение
4.2.2. Несимметричное бимодальное распределение
4.2.3. Показатели процессов формирования строения древостоев, состоящих из двух элементов леса одной породы
4.3 Выводы и обобщения
5. ПУТИ ВОЗМОЖНОГО ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
5.1. Применение для описания и прогноза строения древостоя элемента леса
5.2. Применение для описания структуры древостоев, состоящих из двух элементов леса одной породы
5.3. Другие возможные пути применения
5.4. Выводы и обобщения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ,

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы работы. Работа выполнена в классическом направлении специальности и посвящена моделированию роста, дифференциации и строения древостоев двух наиболее распространенных на Северо-Западе Российской Федерации древесных пород. Изучение закономерностей строения древостоя представляет большой интерес как с общебиологической, популяционной, так и с практической точек зрения. Ряды распределений деревьев по ступеням толщины являются основным таксационным показателем, необходимым для проведения материально -денежной оценки лесосек, рубок ухода, отборе плюсовых деревьев и в ряде других случаев.
Не меньший интерес представляет рассмотрение протекающих в насаждении процессов роста и дифференциации деревьев. Их изучение позволяет глубже понять механизм формирования различных форм строения древостоев, что в дальнейшем может стать основой для выбора оптимальной стратегии лесовыращивания и планирования лесохозяйственных мероприятий.
Цель работы и задачи исследований. Создать и опробовать математическую модель, описывающую одновременно процессы роста и дифференциации деревьев и формирующиеся в их результате различные формы строения древостоев.
Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:
- изучить применяемые в научных исследованиях методы моделирования процессов роста и дифференциации деревьев;
- разработать модели и методы анализа распределений деревьев по ступеням толщины, как результата процессов роста и дифференциации;
- определить основные показатели данных процессов и дать их лесоводственно-экологическую интерпретацию;
- разработать направления практического применения.
В дальнейшем будем рассматривать стационарный случай = 0, при
естественном дополнительном условии п —> 0 при х —*■ 00 получаем, что 5 = 0, или
Мх)= А(х)п(х) с1х В
где В - интенсивность дифференциации деревьев по диаметру в стационарном случае, см2/год.
Таким образом, для фиксированного момента времени распределение
деревьев по размерам (например, по ступеням толщины) определяется
следующим выражением:

пх) = пп ■е
г{х)=п0-е в ^
где п0 - константа;
У(х) - потенциал роста древостоя, создаваемый условиями
конкретного места обитания, который равен:
V(x) = - J A (x)dx (22)
Из выражения (22) следует, что тип распределения деревьев по ступеням толщины определяется, прежде всего, типом роста размеров деревьев А(х), так как интенсивность случайной дифференциации В, являясь числом, может иметь большую или меньшую величину, в то время как А(х) - функция, которая может иметь разный вид или тип.
В зависимости от того, каков тип роста деревьев в древостоях, могут быть получены разные типы распределений деревьев в них (Алексеев, 1990а, 1993, Alekseev, 2000). В ходе данной работы планировалось изучение нормального распределения деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) и ели обыкновенной (Picea abies), и бимодального распределения, образованного двумя поколениями ели, как следствия соответственно J-образного роста и роста в сильно лимитированных популяциях, проходящих на фоне случайных отклонений размеров отдельных деревьев в большую или меньшую сторону.