Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА, ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ И ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ (НА ПРИМЕРЕ ЛИСИНСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА)

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА, ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ И ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ (НА ПРИМЕРЕ ЛИСИНСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА)"



На правах рукописи

Гурьянов Михаил Олегович

МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА, ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И СТРОЕНИЯ ДРЕВОСГОЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ И ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ (НА ПРИМЕРЕ ЛИСИПСКОГО УЧЕБНО-ОПЫТНОГО ЛЕСХОЗА)

06.03.02. — Лесоустройство и лесная таксация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-1 Тетербург - 2002

Работа выполнена на кафедре лесной таксации, лесоустройства в гсо-информационных систем Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С. М. Кирова.

Научный руководитель: доктор географических наук,

профессор Алексеев A.C.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мельников Е, С.

кандидат сельскохозяйственных наук, с. н. с. Пирогов Н. А,

Ведущее предприятие: Северо-Западное лесоустроительное

предприятие

Защита состоится 26 июня 2002 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 Санкт-ПетсрбургскоЙ лесотехнической академии им. С. М. Кирова по атресу: 194021, Санкт-Петербург. Ит гчтуг-екий пер. 5, Главное здание, зал заседаь

С диссертацией можно ознакомит.: > опилт-г.. i ^ т-Ш:. : :см i __государственной лесотехнической i мки.

Автореферат разослан " "____

Ученый секретарь диссертационного со"дгп.

доктор сельскохозяйственных наук, профес^ , - О. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 строеаия древостоев представляет большой интерес как с общебио логической, популящюнпой, так и с практической точек зрения. Ряды распределении деревьев по ступеням толщины являются основным таксационным показателем древостоев, необходимым решения многих научных и практических задач, таких как проведение материально - денежной оценки лесосек, рубок ухода, отбор плюсовых деревьев и ряд 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 оппшшн,-ной стратегии лееовыращиванмя и планирования лесохозяйственных мероприятий

Цель работы и мдачн исследований- Создать и опробовать мате» магическую 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 лссово-дственно-экодагическую интерпретацию;

- разработать направления практического применения.

Научная новизна исследования заключается в рассмотрении и моделировании распределений деревьев по ступеням толщины как результата одновременного действия процессов роста и дифференциации. Показано, что в зависимости от типа ростовых процессов формируются различные по строению древостой. В ходе исследования изучен механизм и причины формирования классического строения древостоев элемента леса н форме нормального распределения деревьев по ступеням толщины, а также древостоев, состоящих из двух эл щен сис-

темно-экологический анализ различных условий местопроизрастания на основании показателей потенциалов роста древостоев.

Личный вклад. Автор участвовал в разработке методики исследования, сборе и обработке экспериментальных данных, анализе полученных результатов, формулировке выводов и практических рекомендаций.

Практическая цепность работы. Предлагаемые модели могут быть использованы:

• для описания и анализа распределений деревьев по ступеням толщины в древостое элемента леса;

- дая описания и анализа строения древостоев, образованных двумя элементами леса одной породы;

- для описания и количественной характеристики процессов роста и дифференциации деревьев в насаждении;

- для характеристика условий местопроизрастания на основании потенциалов роста в них дрсвостоев различных пород,

- для определения устойчивости древостоев к незначительному внешнему повреждающему воздействию.

Обоснованность н достоверность результатов. Сбор данных проводился по стандартной методике. Всего в ходе исследования были использованы данные 113 перечетов 200 деревьев главной породы по ступеням толщины. При последующей статистической обработке данных использовались общепринятые пакеты прикладных программ STATISTICA, STATGRAPHICS, STATGRAPHICS Plus и Microsoft Excel. Сравнение эмпирических и теоретических данных на основании коэффициента детерминации и корня средней квадрагаческой ошибки показало, что предлагаемая модель обладает высокой достоверностью аппроксимации разного рода распределений деревьев по ступеням толщины. На основании критерия согласия Пирсона проведено давшее положительные результаты сравнение полученных в ходе исследования донных с данными классической таксационной литературы.

Апробация работы. По материалам диссертационной работы прочитаны доклады;

- на научной конференции, посвященной 200-летию Лесного департамента России, 20 - 26 апреля 1998 г.;

- на семинаре в институте Лесной таксации и лесоустройства университета ям Георга - Августа, Гетшнген, Германия (Institut fur Forsteinrichtung uud Ertragskimde, Geo rg-August-Universitàt, Oôttingen, Germany), 23 ноября 1999г.;

- на научной конференции "Таксация леса на рубеже XXI века: состояние а перспективы развития", 19 - 20 сентября 2001 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения, заключения, списка литературы из 312 наименований, в том числе 120 иностранных, и приложения. Работа изложена на 116 страницах машинописного текста и содержит 21 таблицу и 8 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В главе приводится обзор применяемых в лесной таксации и экологии математических моделей. Дана их классификация на основании методов построения я масштаба изучаемых объектов. Выделено 20 групп математических моделей, дана их краисая характеристика, приведены примеры.

Также в главе рассмагривается и анализируется литература по закономерностям строения насаждений. На основании работ В. Вейзе, JL Феке-те, А. Шиффеля, A.B. Тюрина, Н.В. Третьякова, B.C. Моисеева и мн, др, показано, что распределение деревьев по естественным ступеням толщины не зависит от породы, бонитета и полноты насаждения, лишь незначительно зависит от возраста и в большой степени - от хараетера рубок ухода.

Распределение деревьев по ступеням толщшы является результатом одновременного действия двух основных процессов - роста и случайных отклонений в большую или меньшую сторону размеров отдельных особей. Для более детального рассмотрения данных процессов в главе приводится обзор литературы по закономерностям роста и дифференциации деревьев, содержащий основные функции роста (Gompertz, 1825, Yerhulsl, 1S38; Mitscherlich, 1919, 1956; Bertalanffy, 1938, 1941; Weibull, 1951 и др.) н работ, посвященные анализу зависимости дифференциации деревьев от различных факторов (Дыренков, 1966, 1969; Макаренко, 1967; Аннпган, 1968; Гусев, 1977,1978; Свалов, 1979 и др.).

Кроме того, в главе приводится анализ существующих методов описания к прогноза распределений деревьев по ступеням толщины. Рассмотрены основные применяемые с этой целью математические модели и опыты по их использованию (Митропольский, 1948, 1961, 1965; Дыренков, 1966,1969; Макаренко, 1967; Ипэтов, 1967,1969; Моисеев, 1971; Никитин, Швидешсо, 1978; Garsia, 1981; Gadow, 1987; Gerold, 1988 и др.).

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследования были выбраны древостой ели европейской и сосны обыкновенной кисличного, черничного и долгомошно-го типов леса, как наиболее представленные в условиях Лисинскою учеб-

но-опытного лесхоза Ленишрадской области. Сбор эмпирических данных проводился по стандартной методике с предварительным уточнением возраста древостоя н типа леса.

Всего в ходе полевой части исследования было получено 107 распределений деревьев ели и сосны по ступеням толщины в древостоях различных классов возраста и типов леса (табл. 1) и 6 бимодальных распределений, образованных двумя элементами леса одной породы.

Таблица 1

Распределение числа учетных выделов но преобладающим породам, классам возраста и типам леса

Преобладающая Тип Возраст, лет Все-

порода леса 60 80 100 120 140 160 го

Ель европейская Кс 3 3 3 3 3 3 18

Чр 3 3 3 "1 3 3 18

Дл 3 3 3 3 3 2 17

Сосна обыкновенная Кс 3 4 3 3 3 3 19

Чр 3 3 3 3 3 3 18

Д* 3 3 3 3 3 2 17

Итого 18 19 18 18 18 16 107

Целью исследования являлось создание математической модели, описывающей различные тины распределений деревьев по ступеням толщины как результат одновременного действия процессов роста и дифференциации. Такая модель должна иметь смешанную, детерминированно-стохастическую природу, так как рост и дифференциация деревьев происходят на фоне действия большого количества разнонаправленны х факторов различной природы.

Для целей такого моделирования в наибольшей степени подходят методы синергетика, специально разработанные для анализа структуры и динамики сложных систем состоящих из совокупностей случайным образом взаимодействующих элементов (Хаксп, 1980). При таком подходе движение совокупности деревьев, взаимно влияющих друг на друга, начавших рост приблизительно в одно и тоже время по шкале размеров и испытывающих в процессе роста случайные воздейегвая описывается уравнением Фоккера-Планка (Алексеев, 1993):

¿п(х) [ х) 0 Ш (Ьс К)

Уравнение Фоккера-Планка представляет собой разновидность закона сохранения и констатирует то факт, что изменение во времени распределения деревьев но ступеням толщины определяется вариацией величины потока S(x) деревьев но шкале размеров. Величина S(x) учитывает одновременное влияние на размер деревьев как детерминированной, так и случайной составляющих:

S(x) = A(x).n(x)~fi-~t (2)

ах

где здесь и далее S(x) - величина потока деревьев размера х so шкале

размеров;

п(х) - доля деревьев в древостое, имеющих размер х; А(х) - детерминированная скорость роста размером деревьев, см/год; /? - интенсивность дифференциации деревьев по диаметру, смг/тод.

В дальнейшем будем рассматривать стационарный случай (dn/dtj^0, при естественном дополнительном условии п —* 0 при х —> да получаем, что S = или

dn(x) А(х)п(х) dx В

Таким образом, для фиксированного момента времени распределение деревьев но размерам (например, но ступеням толщины) определяется следующим выражением:

у (х )

п( X ) = п д • е в

где здесь и далее щ - константа;

В - интенсивность дифференциации деревьев по

диаметру в фиксированный момент времени; V(x) - потенциал роста древостоя, создаваемый условиями конкретного местообигаяия.

ск

Из выражения (4) следует, что тип распределения деревьев по ступеням толщины определяется, прежде всего, типом роста размеров деревьев - А(х), который, являясь функцией, может иметь разный вид, в то

время как интенсивность дифференциации деревьев по диаметру В есть число и может иметь большую или меньшую величину. В зависимости от того, каков тип роста деревьев в древостоях, могут быть получены разные типы размерных структур этих древостоев (Алексеев, 1993).

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ ЭЛЕМЕНТА ЛЕСА

Если в качестве функции, описывающей детерминированный процесс роста размеров деревьев взять широко распространенную функцию роста с ограничением, ¿-образного роста шш роста с насыщением, характерную для роста насаждений после смыкания крон деревьев и основанную на анализе баланса энергии в сомкнутых насаждениях (Хильми, 1957, 1966; Соловьев, 1985):

А(х) ~ = Е-а-х (6)

то в результате из (4) получим следующее выражение для функции распределения деревьев по ступеням толщины:

—г----(7)

п(х) = п0-е в

где здесь и далее а - относительная скорость роста среднего диаметра древостоя элемента леса, 1/год, Е - абсолютная скорость роста среднего диаметра в фиксированный момент времени, см2/год.

Так как данное выражение является разновидностью нормального распределения

п(х)= 1-е } (8)

где а2 - дисперсия распределения, см2; л" - средний диаметр, см,

существует простая свянь между характеристиками ингенсивпости роста и дифференциации и обычными статистическими параметрами нормального распределения;

Е - В 2

- = * и - = <7, (9)

а а '

Анализ нестационарного случая выражения (2) позволяет описать динамику стационарных характеристик процессов роста и дифференциации, и, как следствие, статистических показателей строения древосшев с помощью общих для всего врсменпот ряда показателей абсолютной е и относительной а скоростей роста, и интенсивности дифференциации деревьев по диаметру /?.

— +г- и (10)

Таким образом, средний диаметр деревьев в древостое определяется его скоростью роста, а дисперсия распределения деревьев по ступеням толщины — интенсивностью дифференциации деревьев по диаметру, и наоборот. Следовательно, данные о строении дрсвостоев несут в себе информацию об интенсивности процессов роста и дифференциации в них, а зная последние можно определить важнейшие параметры строения древо-стоев. Относительная скорость роста а может быть 1акже использована для характеристики устойчивости насаждений к внешнему воздейсташо.

Изучение методом синергетики распределений по ступеням толщины деревьев спи европейской и сосны обыкновенной, как результата процессов роста и дифференциации позволило определить и проанализировать основные показатели последних - абсолютную скорость е и относительную а скорости роста, и интенсивность дифференциации деревьев по диаметру р (табл. 2).

Представляет интерес также рассмотрение отношений показателей абсолютной скорости роста и тп снснвности случайных отклонений размеров отдельных деревьев к относительной скорости роста - в/а и р/а. Данные отношения соответствуют максимальному среднему диаметру и максимальной дисперсии рядов распределения деревьев по ступеням толщины, которые могут быть дости шуты при данной интенсивности процессов роста и дифференциации.

Как видно из табл.2, древостой сосны характеризуются большей, чем еловые древостой интенсивностью протекающих в них процессов роста и дифференциации, что обусловлено биологическими особенностями данных древеспых пород. Вследствие этого в древостоях со спи могут достигаться большие, чем в еловых древостоях того же типа леса, значения среднего диаметра и дисясрсии распределений деревьев по ступеням толщины. Кроме того, для каждой из рассмотренных пород наблюдалось снижение интенсивности процессов роста и дифференциации с ухудшением условий местопроизрастания.

Таблица 2

Общие для всего временного ряда показатели роста и дифференциации деревьев ели и сосны в древосгоях различных типов леса

Показатель Ед. изм. Группа ТИПОВ леса Преобладающая порода

Ель Сосна

абсолютная скорость роста среднего диаметрае см/год Кс Чр Дл 0363 оззо 0,297 0,384 0348 0,317

относительная скорость роста среднего диаметра а 1/год Кс Чр Дя 0,008 0,007 0,007 0,008 0,007 0,007

интенсивность дифференциации деревьев по диаметру р см3/год Кс Чр Дл 0,484 0,451 0,392 0,517 0,487 0,424

максимальный средний диаметр е/а см Кс Чр Дл 46,9 44,6 43,2 49,0 46,4 44,6

максимальная дисперсия распределения /Мог см2 Кс Чр . Дл 62,4 61,0 57,2 65,9 64,9 613

Предлагаемая модель (4) может быть использована для описания различных видов распределений деревьев. Кроме того, следует отметить высокую прогностическую ценность данной модели. Являясь динамической, она позволяет рассмотреть распределения по ступеням толщины в любой момент времени (рис. 1) на основании малого числа параметров, одновременно являющихся характеристиками протекающих в насаждении процессов роста и дифференциации деревьев.

Для оценки точности аппроксимации эмпирических данных использовались коэффициент детерминации Я2 и корень средней квадратической ошибки ШЕ (Оицапоу ег а!., 2000; ЗашЛег-Окш е4 а1., 2001):

ЯШЕ « I 02)

п - р - 1

где - эмпирическое значение;

XI - теоретическое значение; п - число измерений; р - число параметров модели.

..-'-Г.

.-■•-Г'

О* ГА ■ Л'Ч

0.1® $ ф; 'Г \

оР ¿Л

<Ь)

Рис.1. Распределения по ступеням толщины деревьев сосны в кисличном тане леса. Общая динамика рядов (а) и рад стационарных случаевф)

С этой целью ряды рзст гределений были приведены к общему виду путем пересчета нх с использованием естественных и нормированных ступеней толщины. Дальнейшее сравнение теоретических и эмпирических данных на основании коэффициента детерминации и корня средней квадраткче-ской ошибки показало, что модель (4) обладает высокой точностью аппроксимации различных видов распределений деревьев по ступеням толщины. Так, полученные значения коэффициента детерминации варьировали от 86,2 до 99,8% со среди им в 96,8%. Для корня средней квадрагиче-схой ошибки данные показатели составили соответственно 0,004, 0,034 и 0,016.

Предлагаемая методика изучения механизма формирования распределений деревьев но ступеням толщины позволяет провести также углубленный системно-экологический анализ, ввести и проинтерпретировать ряд важных характеристических функций. Подобное исследование провел А.К. Приц (1980) применительно к описанию возрастной структуры популяций с помощью экспоненциального распределения.

Прежде всего необходимо дать интерпретацию функции У(х). Как следует ю выражения (5), скорость роста деревьев в древостое равна убыли величины У(х). Это позволяет интерпретировать эту функцию как потоптал роста, характеризующий условия местопроизрастания с точки зрения их способности поддерживать рост деревьев различных размеров.

Для характеристики потенциала роста древостоя в целом были введены показатели среднего Я, свободного ^ и структурного ВП потенциалов, связанные между собой отношением

К = Р + ВП . (13)

где здесь и далее К - средний потенциал роста, счГ/год;

}• - свободный потенциал роста, см2/шд; ВН - структурный потенциал роста, см2/год; Н - энтропия распределения дереиьси по ступеням толщины.

Можно »оказать, что средний потенциал роста К древостоя элемента леса равен

В Е _ а 2 Е „

(a) (b)

Рис.2. Возрастная динамика среднего, свободного и структурного потенциалов роста древостоев ели черничного типа леса (а) и сосны кисличного тина леса (Ь)

Как видно из (14), средний потенциал Я определяете* интенсивностью процессов роста и дифференциации деревьев. При этом, из рис.2 видно, что с возрастом, в результате увеличения энтропии распределении деревьев по ступеням толщины, а следовательно в большего формового разнообразия, происходит увеличение структурного потенциала ВН. Однако данный процесс лишь отчасти компенсирует исчерпание среднего потенциала R в ходе процессов роста древостоев, дифференцированное влияние которых описывает свободный потенциал роста F. При этом древостой сосны характеризуются большими абсолютными значениями потенциалов роста. Это объясняется большей интенсивностью протекающих в них процессов роста н дифференциации деревьев, анализ которых был проведен выше.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ СТРОЕНИЯ ДРЕВОСТОЕВ, СОСТОЯЩИХ 1М ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕСА ОДНОЙ ПОРОДЫ

Значительным преимуществом предлагаемого подхода является возможность рассмотрения механизма формирования различных видов распределений деревьев но ступеням толщины, в частности, бимодального, характерного для древостоев, состоящих из двух поколений одной древесной породы.

Традиционно распределения такого рода было принято разделять по древосгоям элемента леса, чтобы избежать ошибок при определении средних диаметров, высот и, как следствие, общих запасов, выхода сортиментов н среднего объема хлыста. Однако разделение рядов распределений по

ступеням толщины, образованных двумя элементами леса одной древесной породы связано с большими методологическими трудностями и не даст однозначных результатов. Особенно заметно это для "области перекрытия", находящейся между пиками численности деревьев каждого из поколений (рис. 3). Попадающие в нее деревья могут быть с равной вероятностью отнесены к каждому из поколений, что в целом может привести к погрешностям в разделении рядов и, как следствие, определении таксационных показателей древостоев.

По этой причине, на наш взгляд, более целесообразны м является рассмотрение распределений такого рода как единого целого. С этой целью может быть использована предлагаемая в данной работе модель, позволяющая с большой точностью описать бимодальное распределение деревьев по ступеням толщины и рассмотреть его как результат протекающих » древостое процессов роста и дифференциации.

с), см

РисЗ. Бимодальное распределение по ступеням толщины, образованное двумя поколениями одной древесной породы

Гак, если взять в качестве ростовой функции А(х) функцию следующего вида, характерную для древостоев с высокой степенью конкурентного взаимодействия между поколениями деревьев:

Дх) = ±а ■ х - Ъ • дГ - с • х3 з (17)

где а - относительная скорость роста, 1/год;

Ь - интенсивность конкуренции внутри поколений деревьев, 1/смтод;

с - интенсивность конкуренции между поколениями деревьев, 1/см*год;

ТО в результате получим несимметричное бимодальное распределение деревьев по ступеням толщины с преобладанием особей малых или крупных размеров:

сх4 Ьх3„а-Х2

«(*) - п0 • е в

(18)

где В - интенсивность дифференциации деревьев но диаметру, см2/год.

Таким образом, синергегический подход позволяет рассмотреть одновременно два поколения одной древесной породы (в проведенном исследовании это была ель европейская), растущих и взаимодействующих в одном месте обитания и проанализировать, наряду с вышеперечисленными характеристиками, иоказатегш их внутри- и межгрупповой конкуренции. В табл. 3 приведены полученные в ходе исследования показатели данных процессов. Как можно заметить, с ухудшением условий местопроизрастания одновременно со снижением интенсивности процессов роста и дифференциации происходит усиление конкуренции как внутри, так и между различными поколениями ели.

Таблица 3

Показатели механизма формирования строения древостоев, состоящих из двух поколений ели - 80 и 160 лег

Показатель Тип леса

Кс Чр Дп

относительная скорость роста а 2,66 2,49 2,33

интенсивность конкуренции между двумя поколениями деревьев Ь 5,00 5,25 6,16

общая интенсивность конкуренции с 2,47 2,74 3,06

интенсивность случайных отклонений в росте отдельных деревьев В 164,31 158,64 149,07

Сравнение эмпирических и теоретических данных на основании коэффициента детерминации показало, что модель (17) обладает высокой точностью аннрокснмалин Так, коэффициент детерминации варьировал от 84,5 до 97,5% со средним 92,3%.

5. ПУТИ ВОЗМОЖНОГО ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Ряды распределений деревьев по ступеням толщины являются основным таксационным показателем, необходимым для проведения материально - денежной оценки лесосек, рубок ухода, отборе плюсовых деревьев н в ряде других случаев. Разработанная модель позволяет с большой достоверностью описывать и прогнозировать различные виды распределений деревьев по ступеням толщины, в том числе, образованные двумя поколениями одной древесной породы бимодальные распределения.

Па основании общих для всего временного ряда показателей процессов роста и дифференциации, а следовательно и статистических показателей древостое», могут быть созданы таблицы распределений деревьев по ступеням толщины с различными входными данными. Так, в ходе исследования были составлены таблицы строения древостоев ели и сосны в зависимости от возраста и типа леса, и от среднего диаметра.

Представляется возможным также создание таблиц распределений деревьев по ступеням толщины в древосгаях, состоящих из двух элементов леса одной породы.

Значительный интерес представляют также показатели протекающих в древостое процессов роста и дифференциации деревьев, а также потенциалов роста дрсвосшев. Данные характеристики могут быть применены для сравнительного описания различных условий местопроизрастания. Показатель относительной скорости роста может быть также использован для характеристики устойчивости древостоя к незначительному внешнему повреждающему воздействию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработала модель, позволяющая описать распределения деревьев по ступеням толщины как результат одновременного действия процессов детерминированного роста размеров и случайной их дифференциации вследствие воздействия множества внутренних и внешних факторов.

2. Показано, что 1ип детерминированного роста определяет основные черты формирующихся в древостое распределений деревьев по ступеням толщины. В ходе исследование было рассмотрено строение древостоя элемента леса и древостоя, образованного двумя поколениями одной породы, как результата соответственно ,1-образного роста, или роста с ограничением, и роста в сильно лимитированных насаждениях, проходящих на фоне случайных отклонений размеров отдельных деревьев.

3. Модель позволяет описать протекающие в древостоях процессы роста и дифференциации на основании малого числа параметров, имеющих биологический смысл, но при этом связанных со статистическими показа-

телами рядов распределений. Следовательно, данные о строении древосто-ев несут в себе информацию об интенсивности процессов роста и дифференциации в них, наоборот, зная последние можно определить важнейшие параметры строения древостоев.

4. Полученная модель позволяет с большой достоверностью описать различные виды распределений деревьев но ступеням толщины. Кроме того, следует отметить высокую прогаостическую ценность данной модели. Являясь д инамической, она позволяет рассмотреть распределения деревьев по ступеням толщины в любой момент времени.

5. Предлагаемая методика изучения механизма формирования распределений деревьев по ступеням толщины позволяет провести также углубленный системно-экологический анализ на основании таких показателей, как общий, средний, свободный и структурный потенциалы роста, В ходе исследования были получены н проанализированы потенциалы роста дре-восгоев ели европейской и сосны обыкновенной различных возрастов и тигюв леса.

6. Моделирование процессов формирования строения древостоев, состоящих из двух элементов леса одной древесной породы позволило получить и количественно изучить характеристики конкурентного взаимодействия как внутри, так и между ними. В ходе исследования были рассмотрены показатели роста, дифференциация и конкурентных отношений в древостоях, состоящих из двух поколений деревьев ели европейской - 80 и 160 лет.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Алексеев A.C., Гурьянов М.О. Анализ процессов роста и дифференциации древостоев методами синергетики — теоретическое обоснование и развитие закона единства в строении насаждений // Таксация леса на рубеже XXI века: состояние и перспективы развития. Материалы конференции 19-20 сентября 2001 г. СПб, СЗЛУ11, с. 41-46.

2. Гурьянов М.О. Анализ размерной структуры древостоев ели европейской (Picea abies) Лисинского учебно-опытного лесхоза // Тезисы докладов молодых ученых Лесотехнической академии на научной конференции, посвященной 200-летию Лесного департамента России, СПб., ЛТА, 1998, с. 23-24.

3. Гурьянов М.О. Анализ процессов формирования размерной структуры древостоев методом синергетики // Известия лесотехнической академии. СПб, СНбДТА, 2002 (находится в печати).

IS

4. Guijanov M., Sänchez Orois S., Schröder J. Grundflächenmodel le für gleichaltrige Fichtenrembestände - Eine vergleichende Analyse // Centralblatt für das gesamte Forstwesen, 2000, Heft 3/4, S. 187-198.

5. Sänchez-Crois S., Guqanov M., Schrödtj J. Analyse des Gnindflächenzuwachses gleichaltriger Fichtenreinbestäiide // Ailg. Forst-&Jagd-Ztg„ 2001, № 3(172), S. 51-59.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просьба направлять по адресу: 194021, г. Санкт-11стербург, Институтский пер, 5, ЛТА, Ученому секретарю диссертационного совета.

Отпечатано с авторского иршгшал-махста

Лицензия ЛР № 020578 от 04.07, Ю.

Подписано в печать с орш1шал-мак<гга 16.05,02. Формат 60x84,46. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ. д. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ Ni 121. С 13а.

Санкт-Петербургская государствиспая лссотехшпеская академия Иэдательско-пшгаграфический отдел СП6ЛТА 154021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 3

Ht 581