Имитационное моделирование многовидовых разновозрастных лесных насаждений

• Автор: Чумаченко, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Мытищи
• Количество страниц: 287 с. : ил.

Введение
1. Основные представления о популяционной организации лесных насаждений, используемые в моделировании

1.1. Краткая характеристика популяционной биологии и экологии лесных растений

1.1.1. Индивидуальное развитие и жизненность деревьев

1.1.2. Отношение деревьев к свету как основному средообразующему фактору в лесных насаждениях
1.2. Популяционная организация лесных насаждений и особенности распределения в них основных ресурсов среды

1.2.1. АРпарадигма, ее основные положения

1.2.2. Рождаемость, смертность, баланс численности особей

2. Принципы построения имитационных моделей многовидовых разновозрастных лесных насаждений

2.1. Обзор моделей динамики лесных экосистем

2.1.1. Основные типы моделей лесных насаждений

2.1.2. Учет в моделях пространственной неоднородности насаждений
2.1.3. Моделирование процессов конкуренции за ресурсы, роста, самоизреживания, самовозобновления
2.2. Концепция построения биоэкологических моделей многовидовых разновозрастных лесных насаждений
2.3. Алгоритм расчета фотосинтетически активной радиации под пологом леса
2.3.1. Характеристики радиационного режима
2.3.2. Принцип расчета радиационного режима растительности
2.3.3.Расчет освещенности под пологом леса для ячеистых структур
2.3.4. Размер ячейки как параметр пространственного уровня модели
3. Моделирование подеревной динамики многовидовых разновозрастных лесных насаждений
3.1. Алгоритм имитационной модели многовидовых разновозрастных лесных насаждений
3.2. Вычислительные эксперименты
3.2.1. Эксперименты с одновидовыми насаждениями
3.2.2. Эксперименты с двухвидовыми насаждениями
3.2.3. Эксперименты с трехвидовыми насаждениями
4. Моделирование структуры фитомассы древостоев лесных насаждений
4.1. Алгоритм модели расчета структуры фитомассы древостоев лесных насаждений
4.2. Экспериментальные данные и моделирование структуры фитомассы. Верификация модели
5. Моделирование динамики лесного массива
5.1. Алгоритм модели динамики лесного массива
5.1.1. Модель Естественное развитие
5.1.1.1. Набор исходных данных для построения прогнозов
5.1.1.2. Преобразование исходных данных к внутреннему формату модели
5.1.1.3.Справочные базы данных
5.1.1.4. Структура и построение модели Естественное развитие насаждения
5.1.2. Модель Экзогенные воздействия
5.2. Вычислительные эксперименты
5.2.1. Верификация и исследование модели
5.2.2. Модельный объект Данковское лесничество Опытного лесного хозяйства Русский лес Московская область
5.2.3. Модельный объект Слудное лесничество Чухломского лесхоза Костромская область
5.2.4. Модельный объект природный заказник Воробьевы горы г. Москва
6. Перспективы развития моделей ГОЮШв для решения задач лесной экологии, лесоводства, лесоустройства.
6.1. Переход к системе моделей
6.2. Задачи, которые могут быть решены с использованием моделей разных уровней
6.3. Концептуальные модели отдельных блоков моделирования для решения ряда задач лесной экологии, лесоводства, лесоустройства
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


На последующих этапах онтогенеза его потребности в свете резко увеличиваются и в шкалах теневыносливости в возрастном состоянии у2 ясень стоит рядом с дубом. Относительная теневыносливость липы меняется противоположным образом табл. Таблица 1. Примечание. Виды в колонках расположены в порядке ослабления теневыносливости сверху вниз. Шкалы светолюбия. На основании натурных данных разработаны шкалы по убыванию светолюбия лиственных деревьев для шести возрастных состояний табл. Многочисленными исследованиями установлено, что у большинства лиственных деревьев в разных эколого географических условиях максимальное накопление биомассы достигается при полной освещенности Карманова, Мишнев, . Следовательно, максимальная величина продукции отражает потенциальные возможности растений в использовании полного света Евстигнеев, Чумаченко, . При этом эти изменения носят нелинейный характер, т. Евстигнеев, Чумаченко, . Таблица 1. Ко времени достижения широколиственными деревьями фвозрастных состояний осина, ива, береза и клен татарский стареют и выпадают из сообщества. Виды в колонках расположены в порядке уменьшения светолюбия сверху вниз. В настоящее время в лесной экологии сформировалась система представлений, получившая название новая лесная парадигма или парадигма, которая достаточно хорошо объясняет принципы и механизмы устойчивого существования разновозрастных многовидовых лесных ценозов, рассматриваемых как множество взаимодействующих популяций. В основе этих представлений лежат многократно подтвержденные разными авторами i, Смирнова и др. Коротков, и др. Такая пространственная неоднородность популяции любого древесного вида связана с тем, что нормальное без задержек и перехода в квазисенильное состояние развитие молодого поколения деревьев осуществляется только в прорывах верхнего полога леса, возникающих вследствие гибели старых деревьев. Уровень фотосинтетически активной радиации ФАР в таких прорывах в пологе значительно выше, чем под сомкнутым пологом леса. Именно эта особенность пространственной структуры климаксовых ценозов определяет возможность устойчивых потоков поколений в популяциях всех видов. Размеры прорывов в пологе окон, определяют видовой состав успешно возобновляющихся древесных видов и их количественные сочетания, а также состав и структуру кустарникового и других ярусов. Нормальное осуществление циклов оборота поколений в популяциях деревьев происходит в случае, если появившиеся окна увеличиваются в результате гибели граничащих с окном деревьев изза изменения экологической обстановки. ФАР растет в онтогенезе, то увеличение размеров окна обязательное условие нормального развития подроста Смирнова и др. Популяционные локусы деревьев, формирующиеся в окнах, образуют основу мозаичноярусной организации лесных ценозов. Каждый элемент этой мозаичноярусной организации в естественных ненарушенных лесах претерпевает однонаправленное развитие от поселения подроста в свежем окне до формирования зрелых, старых и отмирающих деревьев, которое можно рассматривать как микросукцессию. Следовательно, ценоз в целом можно рассматривать как множество асинхронно протекающих микросукцессий, разнонаправленность и разновременность которых определяет состояние динамического равновесия системы в целом i, i, i , Восточноевропейские. Популяционные локусы деревьев, находящихся на разных этапах онтогенеза, создают специфические микроклиматические условия для подчиненных видов растений и мелких животных, а также грибов, бактерий и т. Популяции деревьев, выступая как мощные средообразователи, определяют основные черты строения и функционирования популяций подчиненных видов как автотрофов, так и гетеротрофов , , v, , Восточноевропейские. Восточноевропейские . Согласно парадигме среди всего многообразия сукцессивных мозаик определяющую роль в устойчивом существовании лесных ценозов играют два типа самых крупных мозаик мозаика окон возобновления и мозаика ветровальнопочвенных комплексов Скворцова и др. Окна возобновления образуются вследствие отмирания одного или группы взрослых или старых деревьев. Размеры эндогенно обусловленных окон возобновления т.