Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка и моделирование лесовосстановительных процессов в южнотаёжных лесах Приенисейской Сибири

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Оценка и моделирование лесовосстановительных процессов в южнотаёжных лесах Приенисейской Сибири"

На правах рукописи

'Уд од

2 5 ЛсН Ш

БЕНЬКОВ Андрей Викторович

ОЦЕНКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЕСОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЮЖНОТАЁЖНЫХ ЛЕСАХ ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

СИБИРИ

06.03.03 - лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с

ними

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 2000

Работа выполнена в лаборатории морфологии леса Института леса им. В. Н. Сукачёва СО РАН

Научные руководители:

доктор биологических наук академик РАН Е.А. Ваганов

доктор биологических наук Ф. И. Плешиков

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук В. В. Фуряев

кандидат сельскохозяйственных наук Ю.А. Михалёв

Ведущая организация: Сибирский государственный технологический университет (г. Красноярск).

Защита состоится « /У » 2ООО г. в /О часов на

заседании диссертационного совета К 002.70.01 по присуждению учёной степени кандидата наук в Институте леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН.

Ваши отзывы (в двух экземпляра^ просим направлять по адресу : 660036 г. Красноярск, Академгородок Институт леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН, факс (3912) 43-36-86; e-mail: In5tttute@forest.akadem.m Учёному секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « 7 » QtcfstOfeK. 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного *

совета, кандидат биологических наук " О. А. Зырянова

РЗШ. 1с О

П9 fifi hs-t/Wa- J3W О

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В подзоне южной тайги, наиболее продуктивной и освоенной части таёжных лесов, проблема лесовосстановления является одной из основных и стоит наиболее остро. Это связано с интенсивной эксплуатацией этих лесов в последние десятилетия, часто с нарушением технологий, в то время как их восстановлению уделялось явно недостаточно внимания. Необходимость решения этой проблемы тесно связана с реализацией концепции сохранения и устойчивого развития лесов, сбалансированного использования их ресурсных и экологических функций. В современных условиях неуклонного сокращения площади лесной растительности на земном шаре и техногенного загрязнения воздуха, почв и водных бассейнов значение лесов Сибири перерастает привычные экономические рамки и приобретает масштабы одного из важнейших компонентов биосферы, оказывающего стабилизирующее воздействие на природную обстановку.

Для сохранения и поддержания их экологических функций необходима разработка региональной системы использования и воспроизводства лесных ресурсов, организация мониторинга состояния лесных экосистем. В рамках экосистемного управления лесами ключевое значение имеет разработка методов прогнозирования возможных вариантов развития древесных сообществ, возникших на месте вырубленных лесов в районах интенсивного промышленного освоения, а также после пожаров. Кроме этого, практический интерес представляют сукцессии после воздействий факторов, не полностью разрушающих древостой (слабые ветровалы, беглые пожары, несплошные рубки). Научная обоснованность и достоверность этих прогнозов во многом зависят от знания закономерностей лесообразовательного процесса.

Моделирование динамики лесовосстановительных процессов представляет неотъемлемый элемент разработки лесохозяйственных мероприятий, ориентированных на поддержание устойчивости лесных экосистем. Изучение восстановительной динамики лесов наиболее эффективно на основе принципов динамической типологии леса.

Решение перечисленных задач сопряжено с анализом большого количества разнообразной информации, что может быть обеспечено средствами ГИС. Геоинформационные системы позволяют осуществлять инвентаризацию состояния лесов, обобщение экологической информации, оценку и прогнозирование динамики лесовосстановительных процессов, автоматизированное создание любых тематических карт, оперативное получение имеющейся информации по любому объекту на карте.

Познание закономерностей лесообразовательного процесса в различных лесорастительных условиях и разработка математических моделей динамики лесов создаёт научную базу для управления биогеоценотическим процессом на основе ГИС - технологий, разработки взаимосвязанного комплекса лесохозяйственных

мероприятий, направленных на сохранение лесов и усиление их экологических функций.

Цель работы заключалась в разработке научно - методических подходов к оценке закономерностей лесовосстановительного процесса и прогнозированию динамики сукцессий на основе математических методов и ГИС — технологий. Задачи исследований:

1. Разработать методические подходы к изучению динамики состава насаждений в процессе сукцессий.

2. Выявить закономерности изменения состава сосновых и темнохвойных древостоев в ходе лесовосстановительного процесса в различных лесорастительных условиях на примере южнотаёжных лесов Приенисейской части Сибири.

3. Адаптировать к местным эколого-лесоводственным условиям марковские модели сукцессий, позволяющие прогнозировать ход лесовосстановительного процесса на основе материалов лесоустройства.

Защищаемые положения:

1. Марковские модели являются эффективным инструментом для прогноза изменения состава насаждений в ходе сукцессий.

2. Основой для адаптации моделей сукцессий для конкретных лесорастительных условий основой являются выявленные закономерности динамики состава при естественном ходе сукцессии.

3. Прогноз состава по этим моделям может осуществляться на основе материалов лесоустройства и ГИС - технологий.

Научная новизна Впервые применена марковская модель для описания хода восстановительной сукцессии в древостоях по типам лесорастительных условий, сформированных в соответствии с классификацией Б. П. Колесникова.

Показана возможность прогноза хода сукцессий на основе базы данных

ГИС.

Практическая значимость. Основные результаты исследований расширяют и конкретизируют сложившиеся представления о лесообразовательном процессе. Разработка математических моделей динамики лесной растительности создаёт теоретическую основу для прогноза хода сукцессий и расчёта скорости восстановления лесных экосистем на основе ГИС - технологий. Полученные результаты имеют непосредственное отношение х решению задач непрерывного лесоустройства и проектирования взаимосвязанного комплекса лесохозяйственных мероприятий в рамках экосистемного управления лесами.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференции молодых учёных, посвящённсй 275-летию Российской Академии наук «Исследования компонентов лесных геосистем Сибири» (Красноярск, 1999); Ц-й российской научной конференции «Проблемы изучения растительного покрова

Сибири» (Томск, 2000); конференции молодых учёных Института леса СО РАН (Красноярск, 2000).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объём и структура работы. Материалы диссертации изложены на 174 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, основных выводов, списка литературы и приложений. Она включает в себя 25 таблиц, 17 рисунков, 17 приложений. В списке литературы приведено 147 библиографических источников, из них 29 - на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Современные представления о лесообразовательном процессе

Лесовосстановительные процессы широко изучались отечественными и зарубежными исследователями. Изучено возобновление леса под пологом, на вырубках и гарях, формирование молодняков, рост и развитие насаждений (Бабинцева, Чередникова, 1983; Бузыкин, 1980, 1982, Фуряев, 1996, Кузьмичёв, 1999, Куваев и др., 1995). В настоящее время достаточно полно разработана теория лесообразовательного процесса, выявлены закономерности смен растительного покрова, созданы основы динамической типологии леса, а также базовые методы их изучения (Колесников, 1956; Попов, 1982; Плешиков, Рыжкова, 1991). Имеется ряд разработанных моделей сукцессии. Большинство моделей разработаны и апробированы на естественных объектах иностранными авторами (Mitchell, 1975; Horn, 1975,1981; Shugart, 1984). В отечественной литературе имеется ряд работ, касающихся моделирования динамики растительности (Корзухин, 1985, 1986; Князьков и др., 1989; Логофет и др., 1997).

Для практического применения математического моделирования лесовосстановительных процессов целесообразно иметь возможность использования стандартных таксационных описаний. Кроме этого, часто существует необходимость моделирования динамики насаждений после частичного разрушения древостоя (например, несплошные рубки, сохранённый на вырубке подрост и молодняк, посадка лесных культур). Прогноз должен осуществляться на базе динамической типологии леса в сочетании с математическим моделированием и использованием ГИС - технологий. Такой подход к изучению лесовосстановительных процессов в условиях Сибири не разработан, что свидетельствует о необходимости проведения в этом направлении широких экспериментальных исследований.

Глава 2. Характеристика природных условий объектов исследования и методика работ

Динамика лесовосстановительных процессов изучалась в насаждениях правобережной части Болыпемуртинского лесхоза Красноярского края. Эта территория относится к юго - западным отрогам Енисейского кряжа. На

территории преобладают елово - пихтовые леса, являющиеся коренными и занимающие значительные площади склонов и плоских вершин Енисейского кряжа (горно - таёжный ВПК). Сосняки являются коренными на относительно небольшой территории - полосе шириной 4-6 км вдоль правого берега Енисея (подтёжный ВПК). Значительная часть изучаемого района занята березняками и осинниками, которые являются стадиями восстановления сосняков и темнохвойных древостоев. Наличие на территории сосновых и темнохвойных лесов самого разного динамического состояния в различных условиях местопроизрастания создаёт благоприятные условия для изучения динамики лесовосстановительных процессов.

Изучение закономерностей лесовосстановительных процессов осуществлялось в пределах восстановительных рядов растительности, сформированных по типам лесорастительных условий с использованием генетической классификации типов леса Б. П. Колесникова (1956).

Выделение восстановительных рядов осуществлялось с использованием материалов аэрокосмической съёмки, тематических карт и материалов экспериментальных исследований. По характеру мезорельефа, почвообразующих пород, почв и растительности было сформировано шесть типов лесорастительных условий, представляющих собой экологический фон саморегуляции сообществ в южнотаёжных лесах. Каждый ряд был дифференцирован на восстановительно -возрастные стадии - относительно однородные совокупности насаждений. Критериями их выделения служили морфострукгурные характеристики сообществ, их жизненные состояния, активность роста (Смолоногов, Шихов, 1987). Наибольшую индикационную значимость имели стадии онтогенеза лесообразователей, состав сопутствующих пород и подроста, который является эдификатором последующих этапов восстановления леса (Попов, 1982).

В результате обобщения всего разнообразия насаждений территории было выделено 4 восстановительных ряда в сосновых лесах и 2 ряда - в темнохвойных.

1. Сосняки разнотравно-крупнотравные на дерновых лесных темноцветных и тёмно-серых лесных почвах, приуроченные к плоским выровненным поверхностям, понижениям, неглубоким логам; молодняки и средневозрастные насаждения характеризуются преобладанием осины в первом ярусе.

2. Сосняки орляково-разнотравные, вейниково-разнотравные, на дерново-слабоподзолистых, дерновых лесных кислых и серых лесных почвах полого-склоновых поверхностей; в молодняках и средневозрастных насаждениях в первом ярусе преобладает берёза.

3. Сосняки осочково-разнотравные на дерново- средне- и сильноподзолистых и светло-серых лесных почвах плоских вершин, склонов средней крутизны; с начальных стадий возобновление идёт без смены пород.

4. Сосняки разнотравно-зеленомошные, разнотравно-брусничные на дерновых литогенных маломощных почвах крутых склонов р. Енисей и его притоков; на всех стадиях лесовосстановления преобладает сосна.

5. Елово-пихтовые бореально-травяные леса, коренные - разнотравные с элементами крупнотравья, производные - на начальных стадиях с преобладанием осины, разнотравно-осочковые, разнотравно-вейниковые, разнотравно-крупнотравные; приурочены к плоским вершинам, очень пологим склонам и плоским понижениям в низкогорной части Южно-Енисейского кряжа (абсолютные отметки 300-450 м). Почвы дерново-среднеподзолистые, дерново-подзолистые со вторым гумусовым горизонтом, среднесуглинистые.

6. Елово-пихтовые коренные мелкотравно-зеленомошные насаждения, начальные стадии возобновления с преобладанием березы, разнотравно-вейниковые, разнотравно-осочковые, в дальнейшем - вейниково-зеленомошные, осочково-зеленомошные. Приурочены к склоновым поверхностям средней крутизны низкого плато и западного склона кряжа (абсолютные отметки 270-350 м). Почвы дерново-средне- и сильно-подзолистые на мощных суглинистых отложениях.

Экспериментальные данные были получены на модельных участках, характеризующих ту или иную стадию лесовосстановительного процесса, не претерпевших серьёзных нарушений рубками или пожарами. Это делалось с целью отразить естественный ход лесовосстановительного процесса без значительного влияния внешних воздействий. Полевые работы проводились путём закладки круговых площадок постоянного радиуса. Для получения таксационной характеристики насаждений каждой стадии были использованы 10 таксационных описаний. Всего было заложено 250 круговых площадок.

Закономерности динамики видового состава каждого яруса были выявлены и математически описаны с помощью регрессионного анализа. Зависимости доли каждой породы в составе от возраста насаждения с начала сукцессии были заданы наиболее подходящйми функциями. Это делалось путём сглаживания зависимостей наиболее адекватными кривыми по экспериментальным точкам. Регрессионный анализ позволяет найти средний состав насаждений на разных стадиях динамики при прогнозировании сукцессии после сплошной рубки или верхового пожара для «идеального» (без нарушений в ходе сукцессии) случая.

Данные регрессионного анализа, базируясь на фактическом материале, являются исходной базой для адаптации марковских моделей сукцессий к различным лесорастительным условиям.

Глава 3. Восстановительная динамика сосновых насаждений

3.1.Общая характеристика восстановительных рядов сосновых насаждений

Первый восстановительный ряд сосняков характеризуется наибольшей продуктивностью. После рубки здесь формируются разнотравно - крупнотравные молодняки с преобладанием осины в составе.

Средневозрастные осинники имеют состав 90с1Б ед.С, первый класс бонитета. Приспевающие и спелые осиновые насажденйя характеризуются

увеличенной долей сосны в первом ярусе (состав 60с2С2Б ед.Лц). Под пологом формируется второй ярус с преобладанием сосны. В дальнейшем сосна сменяет осину и образуются разнотравно - крупнотравные сосняки с примесью лиственных пород. Спелые и перестойные разнотравно - крупнотравные сосняки в 220 лет имеют состав 8С1Лц10с ед Б, диаметр 38 см, высоту 27 м, запас 368 м3/га, полноту 0,8. В составе подроста преобладает осина, что связано с воздействием пожара незадолго до проведения сбора экспериментального материала.

Во втором восстановительном ряду с первых стадий сукцессии лесовосстановление идёт с преобладанием берёзы. К возрасту 35 лет насаждения имеют следующие таксационные показатели: состав 9Б10с+С, диаметр - 13 см, высота - 15 м, запас - 105 м3/га, полнота - 0,7, класс бонитета - П. К возрасту берёзы 60 лет доля сосны в составе увеличивается до трёх единиц. Запас насаждений достигает 190 м3/га при полноте 0,7. Позднее формируются сосняки орляково-разнотравные и вейниково-разнотравные с примесью лиственных пород. Доля сосны в насаждении продолжает увеличиваться до 220 лет и достигает в этом возрасте 8 единиц.

В третьем ряду осочКово-разнотравных сосняков формирование молодняков происходит сразу с преобладанием сосны в составе, однако со значительной примесью лиственных пород. В возрасте 50 лет доля сосны в составе насаждений достигает 6 единиц. Продуктивность насаждений этого ряда также довольно высока (П класс бонитета). К возрасту 85 лет доля сосны увеличивается до 8 единиц за счёт отпада берёзы. Перестойные насаждения имеют состав 9С1Лц+Б едОс. К возрасту 220 лет запас достигает 385 м3/га.

Процесс лесовосстановления в четвёртом ряду идёт с преобладанием сосны. В почти чистых высокополнотных молодняках сосна составляет 9 единиц. Запас насаждений в 35 - летнем возрасте равен 101 м3/га. Продуктивность насаждений этого ряда ниже, чем в первых трёх рядах (Ш класс бонитета). В ходе сукцессии состав насаждений практически не изменяется. В 220 лет запас насаждений четвёртого ряда составляет 306 м3/га. В перестойных насаясдениях имеется второй ярус с преобладанием в составе сосны.

3.2. Оценка динамики сосновых насаждений по материалам лесоустройства

На первом этапе исследований был проведён анализ динамики состава сосновых древостоев Предивинского лесничества по материалам лесоустройства, итерированным в базе данных ГИС Болыиемуртинского лесхоза.

Для каждого выделенного восстановительного ряда по таксационным описаниям выделов, отобранных по материалам лесоустройства, рассчитан средний состав пород на разных стадиях сукцессии. Выявленные закономерности в изменении доли каждой породы в составе насаждений с возрастом нашли своё

отражение в уравнениях регрессии. Отмечено увеличение доли эдификаторной породы (сосны) с возрастом в первых трёх рядах восстановления.

Анализ динамики, состава сосновых насаждений по материалам лесоустройства позволил выявить общие закономерности его возрастных изменений в разных восстановительных рядах. При инвентаризации лесов по Ш разряду лесоустройства формируются крупные таксационные выделы, которые дают усреднённую характеристику состава насаждений, нарушенных выборочными рубками, пожарами, энтомовредителями, без учёта мозаичности лесорастительных условий. Поэтому для оценки и моделирования хода естественных лесовосстановительных процессов одних материалов лесоустройства явно недостаточно и требуется проведение специальных полевых исследований на участках, не затронутых антропогенным воздействием, с выполнением таксации измерительными методами.

3.3. Анализ динамики сосновых насаждений по материалам полевых исследований

Анализировалась динамика состава насаждений как по числу деревьев каждой породы, так и по запасу. Состав насаждений по числу деревьев определялся с целью получения возможности адаптации сукцессионной модели Хорна, оперирующей с численным составом насаждений.

Исследования показали, что доля сосны в первом ярусе увеличивается с возрастом. Особенно наглядно это выражено в первом и втором рядах восстановления, где возобновление идёт через смену сосны осиной и берёзой (рис. 1,2). В четвёртом ряду, представляющем сосняки крутых склонов террас рек, доля древесного эдификатора с возрастом не увеличивается. Это связано с комплексом условий местопроизрастания этого восстановительного ряда, в котором сосна не имеет конкуренции со стороны лиственных пород.

Процент берёзы и осины в составе первого яруса насаждений имеет хорошо выраженную закономерность уменьшения с возрастом. Она является общей для первых двух рядов восстановления сосняков, где лесовосстановительный процесс в молодняках и средневозрастных насаждениях идёт с преобладанием в составе осины и берёзы. Это фиксируется как по данным, характеризующим число деревьев, так и данным по составу, вычисленному по запасу насаждений.

Возрастная динамика доли осины и берёзы в составе сосновых насаждений хорошо согласуется с известными представлениями о раннесукцессионных видах, выпадающих из состава по мере увеличения эдификаторной роли главной породы.

В рядах, где лесовосстановление идёт через лиственные породы, доля лиственницы в составе увеличивается с возрастом. Это, по-видимому, связано с экологическим сходством лиственницы с коренной породой - сосной. В третьем и четвёртом рядах, где уже на первых этапах возобновления преобладает сосна, доля

лиственницы остаётся стабильной практически на всём протяжении сукцессии и её можно рассматривать как примесь.

Были прослежены изменения доли каждой породы второго яруса сосновых насаждений. Анализ показывает, что доля сосны во втором ярусе первых трёх рядов имеет тенденцию уменьшения. Это может быть объяснено периодически происходящими низовыми пожарами, уничтожающими сосновый самосев и подрост.

100 150 200 250 300 350 Возраст, лет

И Сосна ВЛиств. Ш Берёза □Осина

Рис. 1. Динамика состава насаждений первого ряда восстановления

100 -|

50 100 150 200 250 300 350 Возраст, лет

ЕЗСосна ВЛиств. ШБерёза □ Осина Рис. 2. Динамика состава насаждений второго ряда восстановления

и

50 100 150 200 250 300 350 Возраст, лет

В Сосна ЙЛиств. Ш Берёза □ Осина

Рис. 3. Динамика состава насаждений третьего ряда восстановления

3.4. Сравнительная оценка данных о динамике состава насаждений по материалам лесоустройства и полевых исследований

Состав насаждений на разных стадиях, полученный с использованием материалов полевых исследований, отражает естественный ход лесовосстановительного процесса в каждом восстановительном ряду. По материалам лесоустройства, усредняющим влияние на динамику леса естественных и антропогенных факторов, были проанализированы общие тенденции хода лесовосстановительных процессов. Проведён сравнительный анализ результатов, полученных этими двумя способами на разных стадиях сукцессии.

В насаждениях первых трёх рядов старше 80 лет лесоустроительные данные дают весьма заниженн&е значения доли сосны в составе (на 1,5-3 единицы). В тоже время в молодняках разница в составе практически отсутствует. Это объясняется нарушенностыо насаждений исследуемой территории. В четвёртом ряду имеется разница в доле сосны не только в спелых и перестойных насаждениях, но и в молодняках. Это может быть связано с наличием в границах данного ряда небольших участков в виде неглубоких логов, пересекающих террасу, с совершенно другими лесорастительными условиями. Эти участки не выделяются лесоустройством в отдельные выдела по причине их малой площади. По результатам сравнительного анализа можно сделать вывод о необходимости использования для построения прогнозных моделей сукцессий полевых данных, отражающих естественный ход лесовосстановления.

3.5. Прогноз состава насаждений по числу деревьев с использованием модели Хорна

Существует необходимость прогнозирования сукцессионных изменений состава насаждений как после нарушений, полностью уничтожающих древостой, так и после несплошных рубок, рубок ухода и других лесохозяйственных

мероприятий. Для оценки и моделирования динамики насаждений в таких случаях были выбраны и применены модели сукцессий, основанные на теории марковских процессов.

На основании математического описания с помощью регрессионных уравнений динамики количественного состава насаждений построены переходные матрицы, или матрицы вероятностей смены дерева деревом, согласно сукцессионной модели Хорна (Нога, 1974,1981).

В общем виде модель Хорна имеет вид:

Пусть А - переходная матрица сукцессий с шагом 50 лет, тогда

М(1)={]41(0 N2(1) .... N„(0} - вектор численностей пород, составляющих древостой в год 1 Таким образом,

N0+50)= N0) А (1)

Формула (1) для сосновых насаждений рассчитывается по совокупности уравнений подобного рода для каждой лесообразующей породы:

N(^50)= (Р0с-с*ЖОс) + Рб.с*Н(Б) + Рлд.с*Н(Лц)+(Рс.с+Рс)^т(С))/100%, (2)

где N(0+50) - доля сосны в насаждении после 50 лет; ЩОс), N(5), ЭДЛц), И(С) - доля осины, берёзы, лиственницы и сосны в насаждении в данное время. Р0с_с, РБ_с, Рлц.с - вероятность смены осины, берёзы и лиственницы сосной за 50 лет; Рс-с+Рс - сумма вероятности того, что сосна останется в древостое после 50 лет и того, что сосна сменится сосной за этот промежуток времени.

В общем виде переходная матрица для сосняков будет иметь вид:

Осина Берёза Лиственница Сосна

Осина Р0с+Рс>с-0с Рос-б Рос-Лц Рос-с

Берёза Рб-ос Рб+Рб-б Рб-Лц Рб-с

Лиственница Рдц-Ос Рлц-б Рлц+рлц-лц Рлц-С

Сосна Р<Х>с Рс-б Рс-Ли Рс-с+Рс

Следует отметить, что с помощью матрицы можно получить лишь суммарную вероятность Рс-с+Рс, поскольку у нас не имеется данных для

определения членов этой суммы в отдельности. Впрочем, для решения поставленных задач этого и не требуется.

Для пересчёта доли других пород применялись формулы, аналогичные формуле (2).

В наших условиях найти переходные вероятности с помощью прямого эксперимента невозможно в связи с большой временной продолжительностью лесной сукцессии.

Имея насаждения одного ряда на разных стадиях, можно преобразовать временной ряд в пространственный, что является общепринятым при изучении

сукцессий. Иначе говоря, необходимо получить матрицу переходных вероятностей по составу насаждений на разных этапах сукцессий. Для этого по формулам 1 и 2 необходимо решить задачу с несколькими переменными, где переменными будут являться переходные вероятности, составляющие матрицу. Значения верояностей должны быть такими, чтобы результаты расчёта по этой матрице совпадали с результатами, полученными по регрессионой модели. В данной работе такая задача была выполнена по методике решения задач с несколькими переменными с ограничениями (Devore, 1995), разработанной Дж. Уотсоном (John Watson) и Д. Филстра (Dan Fylstra) из Frontline System версии 1992 года. В процедуре поиска решения используется алгоритм нелинейной оптимизации Generalized Reduced Gradient (GRG2), разработанный Леоном Ласдоном (Leon Lasdon, University of Texas at Austin) и Аланом Уореном (Allan Waren, Cleveland State University) (Press и др., 1992). Этот алгоритм используется в пакете EXEL. В результате мы получим единственный вариант матрицы, который соответствует регрессионной модели для каждого восстановительного ряда. Результат этих операций можно считать достаточно надёжным, так как матрицы будут соответствовать фактическому материалу, полученному экспериментально и отражающему естественный ход лесовосстановительного процесса.

3.6. Применение марковской модели для прогноза состава насаждений по запасу

Применяя ГИС технологию к оценке динамики лесовосстановительного процесса^ мы сталкиваемся с необходимостью прогнозирования состава насаждений по стандартным таксационным описаниям. Для решения такого рода задач был применён математический аппарат модели Хорна - марковская модель. Аналогично модели Хорна в её классическом варианте, здесь используется переходная матрица. Порядок построения матрицы аналогичен описанному выше. Разница заключается лишь в том, что модель будет оперировать не с данными по количеству деревьев, а с данными по составу насаждений, определённому по запасу. Применение марковской модели к таким данным имеет большое практическое значение.

3.7. Породный состав насаждений на климаксной стадии сукцессии

Для каждого восстановительного ряда было найдено предельное стабильное распределение деревьев по матрицам перехода, которое характеризует климаксную стадию. Это распределение не зависит от начального состава древостоя, поскольку является характеристикой типа лесорастительных условий (табл. 1,2), что следует из марковских свойств лесных сукцессий. Такое свойство марковской модели, как сходимость к стабильному состоянию, подтверждается общепринятыми представлениями о сукцессиях и может быть использовано для прогноза хода

восстановления леса после нарушений (в том числе частично разрушающих древостой) и лесохозяйственных мероприятий.

Таблица 1.

Предельное распределение деревьев в сосновых древостоях (через п поколений), %

Восстановительные ряды С Лц Б Ос

1 68,68 27,14 0,07 4,11

2 80,98 8,53 7,37 3,11

3 81,69 8,54 6,35 3,42

4 86,30 3,60 10,10 0,00

Таблица 2

Предельный состав сосновых насаждений по запасу, %

Восстановительные ряды С Лц Б Ос

1 80,71 12,20 1,99 5,30

2 11,АЪ 16,08 4,85 1,64

3 90,41 7,06 1,53 1,00

4 86,30 3,60 10,10 0,00

Глава 4. Анализ возрастной динамики темнохвойных насаждений

4.1. Общая характеристика восстановительных рядов темнохвойных насаждений

Для характеристики возрастной динамики темнохвойных насаждений в полевых условиях было описано по 5 стадий лесовосстановления в пятом и шестом рядах.

Пятый восстановительный ряд елово-пихтовых бореально-травяных лесов обладает наибольшей продуктивностью среди темнохвойных насаждений района исследований. На вырубленных площадях этого ряда возникают почти чистые (90с1Б+Ив) осиновые молодняки разнотравно-осочковые, разнотравно-вейниковые и разнотравно-крупнотравные первого класса бонитета. К 25 - летнему возрасту их запас достигает 131 м3/га. Естественное возобновление под пологом затрудняет развитый травяной покров.

Вторая стадия представлена практически чистыми средневозрастными и приспевающими осинниками с возобновлением темнохвойных пород под пологом.

В первом ярусе спелых и перестойных осинников, составляющих третью стадию лесовосстановления, начинают появляться темнохвойные породы (70с1Б2П едЕДС). Процесс проникновения темнохвойных пород в первый ярус

связан с отпадом осины в возрасте 100-140 лет. Запас осинников в 110 лет достигает 392 м3/га при средней высоте 29 м. На этой стадии под пологом осинникоь присутствует достаточно хорошо развитый второй ярус темнохвойных пород, имеющий полноту 0,3, за счёт которого идёт пополнение первого яруса по мере отпада крупномерных деревьев осины.

На четвёртой стадии, после завершения отпада основной массы осины первого яруса (возраст пихты 70 лет), формируются елово - пихтовые насаждения с составом 6П2Е1Б10с, едК. Запас этих насаждений снижается по сравнению с третьей стадиен до 265 м^га, что связано с отпадом крупномерной части древостоя, в то время как полог темнохвойных пород ещё не успел достаточно сформироваться. Уменьшаются также средний диаметр и средняя высота древостоев.

На пятой стадии окончательно формируются коренные елово - пихтовые насаждения разнотравные с элементами крупнотравья. В возрасте 130 лет эти насаждения имеют состав 6П1К1Е2Б, средний диаметр - 36 см, среднюю высоту -28 м, запас 376 - м3/га.

В лесорастительных условиях шестого восстановительного ряда после проведения рубок образуются разнотравно-вейниковые и разнотравно-осочковые молодняки П класса бонитета с преобладанием в составе берёзы (8Б20с ед.П, Ив). Под пологом присутствует подрост темнохвойных пород в количестве 3 тыс. шт./га. Количество подроста здесь выше, чем в пятом ряду, поскольку травостой развит меньше. Запас березняков в возрасте 27 лет составляет 96 м3/га.

В спелых (70 лет) березняках вейнихово-зеленомошных и осочково-зеленомошных в состав полога уже входит пихта (1 единица состава). Запас спелых березняков в этих условиях достигает 250 м3 /га.

На третьей стадии перестойных (120 лет) березняков происходит отпад деревьев первого яруса, в результате которого его запас снижается до 235 м3/га. Темнохвойные породы в составе полога составляют уже 3 единицы. Второй ярус достигает наибольшего развития и его запас составляет 30 м3/га.

После отпада основной части полога первого поколения формируются елово-пихтовые средневозрастные и приспевающие насаждения вейниково- и осочково-зеленомошные с примесью берёзы. Класс бонитета - Ш. Запас первого яруса снижается до 202 м3/га, что связано с отпадом наиболее крупномерной лиственной части древостоя.

В возрасте 130 лет формируются коренные елово-пихтовые мелкотравно-зеленомошные насаждения состава 7П1Е1К1Б. На пятой стадии их запас составляет 345 м3/га. Происходит окончательное формирования коренного елово -пихтового насаждения.

4.2. Изучение динамики состава темнохвойных насаждений по материалам полевых исследований

Также, как и в сосновых насаждениях, исследования в темнохвойных восстановительных рядах проводились на участках, в наименьшей степени затронутых антропогенным воздействием. Закономерности динамики состава здесь были выявлены с помощью регрессионного анализа.

В условиях пятого восстановительного ряда пихта практически не встречается в первом ярусе до возраста 90-100 лет с начала сукцессии (рис. 5). Это связано с тем, что в данных лесорастительных условиях длительное время удерживает свои эдификаторные позиции осина, обладающая большой энергией роста и значительной долговечностью. Её полог характеризуется значительной высотой и сомкнутостью. В период 100 -140 лет, когда идёт интенсивный отпад деревьев осины первого яруса, пихта входит в полог древостоя и быстро увеличивает долю своего участия в составе по количеству деревьев до 69%. Однако доля пихты по запасу в этот период возрастает более постепенно, чем по числу деревьев, что связано с сохранением осиной своих эдификаторных позиций и угнетением пихты крупномерными стволами осины. К возрасту насаждения 150 — 180 лет участие пихты в составе первого яруса достигает максимума как по количеству деревьев (70 - 71%), так и по запасу (63%) и в дальнейшем остаётся практически неизменным. Остальные темнохвойные породы - кедр и ель, также выходят в первый ярус с началом интенсивного отпада осины.

Осина является преобладающей породой на первых стадиях восстановления леса в анализируемом ряду. Эта порода занимает доминирующее положение в насаждениях до 100 - 110 лет. В возрасте 100 - 140 лет происходит её интенсивный отпад и она уступает место в первом ярусе темнохвойным породам. Небольшой процент осины (1-2% по количеству деревьев и 3-4% по запасу) остаётся в древостое и на достаточно поздних стадиях в связи с её успешным возобновлением в окнах полога и высокой энергией роста в данных условиях.

Динамика участия берёзы в сложении древостоев пятого ряда характеризуется небольшим варьированием её доли на разных стадиях. В зрелых сообществах доля берёзы в составе древостоев значительно превышает долю осины. Её можно рассматривать как примесь в составе, присутствующую даже в коренных насаждениях данного ряда.

В шестом динамическом ряду коренной породой также является пихта. Процесс лесовосстановления на первых стадиях здесь идёт с преобладанием берёзы. Динамика доли пихты в этих условиях имеет, в общем, те же особенности, что и в предыдущем ряду восстановления темнохвойных лесов. Можно отметить лишь более сглаженный характер временной изменчивости её доли в составе насаждений по сравнению с пятым рядом (рис.6). Это объясняется тем, что, в отличие от пятого ряда, в данных лесорастительных условиях пихта более успешно

возобновляется под пологом и в очень небольшом количестве (1-2%) присутствует в составе первого яруса даже на ранних стадиях сукцессии, что связано с меньшей конкуренцией со стороны травостоя. Продуктивность насаждений шестого ряда заметно ниже, чем пятого. Пихта выходит в первый ярус здесь в более растянутые сроки (70 - 140 лет), хотя пик интенсивности этого процесса приходится на возраст 90 - 120 лет. В насаждениях 130 - 140 - летнего возраста пихта доминирует и её процент продолжает увеличиваться, достигая максимума (76 -78%) по числу деревьев и запасу к возрасту 250 - 260 лет с начала сукцессии. Остальные темнохвойные породы (кедр и ель) также имеют в этом возрасте максималышё процент в составе: 8-10% по количеству деревьев и 11 % - по запасу.

Время с начала сукцессии, лет

Рис. 5. Динамика доли пихты в составе 1 яруса пятого ряда восстановления

Берёза в данных условиях занимает доминирующее положение в насаждении на ранних стадиях сукцессии. Её наиболее интенсивный отпад приходится на возраст 90- 120 лет. После этого лидирующие позиции в верхнем пологе начинают занимать темнохвойные породы. Процент берёзы продолжает уменьшаться до 250 - 260 лет, после чего он стабилизируется. На поздних стадиях сукцессии берёза составляет 4% по количеству деревьев и 1 - 2% по запасу.

Осина присутствует на начальных стадиях сукцессии в количестве 12-15%. К возрасту 120 лет в первом ярусе осина практически не встречается.

Динамика второго яруса темнохвойных насаждений в анализируемых рядах восстановления имеет большое сходство. В отличие от сосновых насаждений, второй ярус в темнохвойных насаждениях не испытывает влияния низовых пожаров. Пожары в темнохвойных лесах возникают редко, но носят часто катастрофический характер. Динамика состава второго яруса обусловлена, в

основном, изменением освещённости под пологом и влиянием конкуренции травостоя и деревьев лиственных пород. Темнохвойные породы всегда занимают в нём доминирующее положение. Эти особенности динамики темнохвойных насаждений связаны с максимальной теневыносливостью пихты среди других пород и способностью длительное время существовать при сильном затенении.

~i—I—I—I—г

40 60 80

-1-1-i-1-1-1—i-г-1-1-1-1-1

100 120 140 160 180 200

' Время с начала сукцессии, лет Рис. 6. Динамика доли пихты в составе 1 яруса шестого ряда восстановления

4.3. Применение неоднородных марковских моделей для оценки сукцессии в темнохвойных насаждениях

Для описания динамики темнохвойных насаждений признана наиболее адекватной неоднородная марковская модель в связи с более сложной их динамикой по сравнению с сосняками. Сукцессионный процесс в темнохвойных насаждениях хорошо описывается однородной моделью только с возраста 150 лет.

Переходная матрица для темнохвойных насаждений была получена аналогично сосновым насаждениям способом решения задач с несколькими переменными по формуле (1). Возрастные пределы её применимости - насаждения старше 150 лет. Общий вид матрицы:

Ива Осина Берёза Кедр Ель Пихта

Ива Ри+Ри-и Ри-о Ри-б Ри-к Ри-е Ри-п

Осина Ро-и Ро+Ро-о Ро-б Ро-к РО-е Ро-п

Берёза Рб-и Рб-о Рб+Рб-б Рб-к Рб-е Рб-п

Кедр Рк-и Рк-о Рк-б Рк+Рк-к Рк-е Рк-п

Ель Ре-и Ре-о Ре-б Ре-к Ре+Ре-е РЕ-п

Пихта Рп-и Рп-0 Рп-б Рп-к Рп-е Рп+Рп-п

С помощью описанного выше метода поиска решения, последовательно изменяя значения переходных вероятностей исходной матрицы, были рассчитаны матрицы для переходов 140->190, 130-Я 80, 120-»170, 110->160, 100-М50, 90-И40, 80—>130, 70—>120, 60-»110, 50-Я00, 40->90, 30->80, 20->70 лет с учётом состава насаждений на этих временных этапах сукцессии, определённого по уравнениям регрессии.

Если взять из этой совокупности переходных матриц одну какую - либо вероятность, например Рб-п, то мы проследим ход её изменения на временном промежутке 20 - 150 лет, до того момента, когда матрица станет стационарной. Изменение каждой вероятности переходной матрицы описано уравнениями регрессии. Точность описания была такой, чтобы доля пород в составе на перечисленных выше временных этапах сукцессии совпадала с полученной по регрессионной модели с отклонением ±1%.

4.4. Климаксная стадия сукцессии темнохвойных насаждений

По матрицам перехода было найдено предельное распределение деревьев и предельный состав насаждений, характеризующий климаксную стадию пятого и шестого ряда восстановления (табл. 3,4).

Таблица 3

Предельное распределение деревьев в темнохвойных насаждениях, %

Восстано- Ива Осина Берёза Кедр Ель Пихта

вительные

ряды

1 0,00 0,74 6,00 13,70 11,45 68,10

2 0,00 0,00 3,82 9,80 8,02 78,36

Таблица 4

Предельный состав темнохвойных насаждений по запасу каждой породы, %

Восстано- Ива Осина Берёза Кедр Ель Пихта

вительные

ряды

1 0,00 4,00 8,71 8,29 16,00 63,00

2 0,00 0,00 1,17 10,85 9,98 78,00

Глава 5. Простанственное распределение насаждений разного динамического состояния и возможности практического использования результатов исследований

С использованием базы данных ГИС были выявлены закономерности пространственного размещения насаждений разного динамического состояния. Для решения этой задачи была составлена серия тематических карт на территорию Предивинского лесничества и выполнен их анализ.

Распределение сосновых насаждений разного возраста и производных лиственных насаждений предопределяется, в основном, характером промышленного освоения лесов, который, в свою очередь, обуславливается транспортной доступностью лесных массивов, их продуктивностью, а также отнесением отдельных участков к различным категориям защитности.

Выявлены закономерности размещения молодняков, коренных темнохвойных и лиственных насаждений послепожарного происхождения на территории лесничества. Отмечена зависимость размещения насаждений разного динамического состояния от степени транспортной доступности.

Результаты работы представляют значительный интерес для решения широкого круга проблем в рамках экосистемного управления лесами и мониторинга состояния лесных экосистем.

Используемые в работе регрессионные и марковские модели сукцессий могут быть использованы для прогноза хода восстановительных сукцессий в различных лесорастительных условиях. Прогнозироваться могут как процессы восстановления леса после сплошной рубки или верхового пожара, так и дальнейшее развитие сукцессии на каждом относительно однородном участке леса.

Регрессионные и марковские модели, оперирующие с данными по количественному составу насаждений в конкретных лесорастительных условиях, позволяют рассматривать сукцессии лесной растительности с общебиологической точки зрения. Варианты марковских и регрессионных моделей, разработанные с использованием для определения состава насаждений данных по запасу, имеют максимальное приближение к практике лесоустройства.

Адаптированные модели сукцессий дают возможность осуществления прогноза лесовосстановления в каждом конкретнм выделе, исходя из стандартного набора таксационных показателей в базе данных ГИС. Входами в однородную марковскую модель служат тип лесорастительных условий и текущий состав насаждения. Её целесообразно применять для прогноза динамики состава сосновых насаждений. В неоднородную модель, кроме двух перечисленных параметров, входом является также и время с начала сукцессии, которое определяется по возрасту первого поколения лиственных пород. После отпада лиственных пород расчёт ведётся по однородной матрице с возрастным пределом применимости старше 150 лет. Использование марковских моделей создаёт возможности для

формирования дополнительного слоя базы данных ГИС, основанного на данных прогноза дальнейшего хода сукцессии каждого выдела, приуроченного к определённому типу лесорастительных условий (по классификации Б. П. Колесникова). В качестве примера был осуществлён 50- летний прогноз состава насаждений на одном из ключевых участков Предивинского лесничества. Марковские модели могут быть использованы также для определения скорости восстановления лесных экосистем после рубок, в том числе несгоюшных, и других лесохозяйственных мероприятий.

Полученные в работе результаты могут помочь в решении задач непрерывного лесоустройства и открывают возможности для прогнозирования лесоводственных последствий разного рода хозяйственных мероприятий, оценки их экологической и экономической эффективности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны количественные методы анализа изменения состава насаждений в ходе сукцессий в различных лесорастительных условиях, суть которых состоит в получении данных о составе насаждений на разных стадиях динамики по материалам лесоустройства и результатам полевых исследований, описании закономерностей изменения состава регрессионными уравнениями и последующем их использовании для марковского моделирования лесовосстановительных процессов.

2. Выявлено и количественно описано увеличение в составе насаждений доли коренной породы и уменьшение доли лиственных пород в ходе сукцессии во всех типах лесорастительных условий, кроме сосняков на бедных почвах крутых склонов речных террас, где возобновление протекает без смены пород.

3. Динамика состава темнохвойных насаждений имеет особенности, принципиально отличающиеся от возрастных изменений состава сосновых насаждений. Они заключаются в неравномерном изменении состава темнохвойных лесов во времени: - интенсивный отпад лиственных пород происходит в возрасте' 90 - 140 лет, в то время как в сосняках этот процесс равномерен во времени.

4. Сукцессионные изменения состава сосновых насаждений адекватно описываются однородной, а темнохвойных - неоднородной марковской моделью.

5. Предельное распределение деревьев, характерное для климахсной стадии, находится по марковской модели. Состав насаждения на этом возрастном этапе не зависит от начального состояния древостоя и является характеристикой типа лесорастительных условий.

6. Адаптированная к рассматриваемым лесорастительным условиям марковская модель Хорна обеспечивает прогноз хода лесовосстановительных процессов не только после сплошной рубки или пожара, но и после воздействий, частично

разрушающих древостой. Такая возможность определяется основными свойствами марковских цепей.

7. Марковская модель, оперирующая с составом насаждений, определённым по запасу, позволяет использовать интегрированные в ГИС лесоустроительные данные для прогноза динамики насаждения каждого конкретного выдела и расчёта скорости восстановления состава после нарушений.

8. Модели динамики насаждений на основе марковских цепей могут использоваться в рамках экосистемного управления лесами для моделирования возможных вариантов развития лесовосстановительных процессов после рубок и пожаров, создания прогнозного блока ГИС, определения скорости сукцессии, оценки эффективности и лесоводственных последствий проводимых в лесу лесохозяйственных мероприятий.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Беньков А. В., Лузганов А. Г., Шашкин А. В. Анализ роста возобновления пихты на вырубке П Лесоведение, 1998. - N^6 - С. 86 - 90.

2. Беньков А. В. Оценка динамики лесовосстановительных процессов в южнотаёжных сосняках Средней Сибири // Исследования компонентов лесных экосистем Сибири. Материалы конф. мол. уч. Красноярск, ИЛ СО РАН, 1999. -С. 14-15.

3. Беньков А. В. Применение регрессионного анализа для оценки динамики состава насаждений (на примере южнотаёжных сосняков Средней Сибири) Тез. докл. к П-й российской научной конференции «Проблемы изучения растительного покрова Сибири». Томск, 2000. - С. 14.

4. Беньков А. В., Рыжкова В. А. Оценка динамики состава сосновых насаждений в южнотаёжной подзоне Средней Сибири //Лесоведение, 2000 - № 5 - С. 93-97.

5. Беньков А. В. Динамика лесовосстановительного процесса в сосняках южной тайги Средней Сибири // Труды XI съезда русского географического общества. Санкт-Петербург, 2000,'т.8.+-С. 134-137.

6. Беньков А. В., Рыжкова В. А. Оценка и моделирование динамики южнотаёжных сосняков Средней Сибири //Лесоведение (в дечати)

7. Беньков А. В. Генетическая классификация типов леса Б. П. Колесникова и её применение для анализа хода лесовосстановительных процессов (на примере южнотаёжных сосняков Средней Сибири) //Ботан. Исслед. в Сибири, вып. 8. -Красноярск, 2000. (в печати).

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Беньков, Андрей Викторович

Введение

Глава 1. Современные представления о лесообразовательном процессе

1.1. Лесообразовательный процесс и методы его изучения

1.2. Сукцессии леса, их классификация

1.3. Процесс вторичного заселения территории, стратегии видов всукцессиях.

1.4. Формирование молодняков

1.5. Климаксная стадия сукцессий, концепция климакса

1.6. Методы изучения сукцессий

1.7. Генетическая классификация типов леса

1.8. Математические модели сукцессий, их классификация

1.8.1. Модель Хорна ■

1.8.2. Неоднородные марковские модели сукцессий

1.9. Геоинформационные технологии и их применение в лесном хозяйстве

Глава 2. Характеристика природных условий объектов исследований и методика работ

2.1. Объекты исследований.

2.2. Природные условия района исследований

2.3. Методика исследований

2.4. Методы использования ГИС для оценки и прогнозирования хода лесовосстановительного процесса

Глава 3. Восстановительная динамика сосновых насаждений

3.1. Общая характеристика восстановительных рядов сосновых насаждений

3.2. Оценка динамики сосновых насаждений по материалам лесоустройства

3.3. Анализ динамики сосновых насаждений по материалам полевых исследований

3.4. Сравнительная оценка данных о динамике состава насаждений по материалам лесоустройства и полевых исследований

3.5. Прогноз состава насаждений по числу деревьев с использованием модели Хорна

3.6. Применение марковской модели для прогноза состава насаждений по запасу

3.7. Породный состав насаждений на климаксной стадии сукцессии

Глава 4. Анализ возрастной динамики темнохвойных насаждений

4.1. Общая характеристика восстановительных рядов темнохвойных насаждений

4.2. Изучение динамики состава темнохвойных насаждений по материалам полевых исследований

4.3. Применение неоднородных марковских моделей для оценки сукцессий в темнохвойных насаждениях

4.4. Климаксная стадия сукцессий темнохвойных насаждений

Глава 5. Анализ пространственного размещения насаждений разного динамического состояния и возможности, практического использования результатов работы.

5.1. Особенности пространственного размещения сосновых насаждений разного динамического состояния

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Оценка и моделирование лесовосстановительных процессов в южнотаёжных лесах Приенисейской Сибири"

Актуальность проблемы. В подзоне южной тайги, наиболее продуктивной и освоенной части таёжных лесов, проблема лесовосстановления является одной из основных и стоит наиболее остро. Это связано с интенсивной эксплуатацией этих лесов в последние десятилетия, часто с нарушением технологий, в то время как проблемам их восстановления уделялось явно недостаточно внимания. Необходимость решения этой проблемы тесно связана с концепцией устойчивого развития лесов, постоянного поддержания их экологических функций, поскольку в современных условиях неуклонного сокращения площади лесной растительности на земном шаре и техногенного загрязнения воздуха, почв и водных бассейнов значение лесов Сибири перерастает привычные экономические рамки и приобретает масштабы одного из важнейших компонентов биосферы, оказывающего стабилизирующее воздействие на природную обстановку.

Средство достижения этой цели - разработка региональной системы использования и воспроизводства лесных ресурсов и мониторинга состояния лесных экосистем. В рамках экосистемного управления лесами ключевое значение имеет разработка методов прогнозирования возможных вариантов развития древесных сообществ, возникших на месте вырубленных лесов в районах интенсивного промышленного освоения, а также после сплошных пожаров. Кроме этого, большой интерес представляет динамика сукцессий после воздействий факторов, не полностью разрушающих древостой (слабые ветровалы, беглые пожары, несплошные рубки). Научная обоснованность и достоверность этих прогнозов во многом зависят от знания закономерностей лесообразовательного процесса.

Моделирование динамики лесовосстановительных процессов -неотъемлемый элемент разработки лесохозяйственных мероприятий, ориентированных на поддержание устойчивости лесных экосистем. Для прогноза необходимо формирование восстановительных рядов растительности. 6

Они формируются на основе принципов типологии леса на динамической основе.

Решение перечисленных задач сопряжено с анализом большого количества разнообразной информации, что может быть обеспечено средствами ГИС. Геоинформационные системы позволяют обеспечить инвентаризацию и обобщение экологической информации, оценку и прогнозирование экологической обстановки, автоматическое создание любых тематических карт, оперативное получение имеющейся информации по любому объекту на карте.

Познание закономерностей лесообразовательного процесса в тех или иных лесорастительных условиях и разработка математических моделей лесной динамики создаёт научную базу управления биогеоценотическим процессом на основе ГИС - технологий в виде взаимосвязанного комплекса лесохозяйственных мероприятий, направленных на сохранение и улучшение экологических свойств леса.

Цель работы заключалась в разработке научно - методических подходов к оценке закономерностей лесовосстановительного процесса и прогнозированию динамики сукцессий на основе математических методов и ГИС - технологий.

Задачи исследований

1. Разработать методические подходы к изучению динамики состава насаждений в процессе сукцессий.

2. Выявить закономерности изменения состава сосновых и темнохвойных древостоев в ходе лесовосстановительного процесса в различных лесорастительных условиях на примере южнотаёжных лесов Приенисейской части Сибири.

3. Адаптировать к местным эколого-лесоводственным условиям марковские модели сукцессий, позволяющие прогнозировать ход лесовосстановительного процесса на основе материалов лесоустройства. 7

Защищаемые положения:

1. Марковские модели являются эффективным инструментом для прогноза изменения состава насаждений в ходе сукцессий

2. Для адаптации моделей сукцессии для конкретных лесорастительных условий основой являются выявленные закономерности динамики состава при естественном ходе сукцессии

3. Прогноз состава по этим моделям может вестись на основе материалов лесоустройства и ГИС - технологий

Научная новизна Впервые для описания хода восстановительной сукцессии в древостоях применена марковская модель по типам лесорастительных условий согласно классификации Б. П. Колесникова.

Показана возможность прогноза хода сукцессий на основе базы данных

ГИС.

Практическая значимость. Основные результаты исследований расширяют и конкретизируют сложившиеся представления о лесообразовательном процессе. Разработка математических моделей лесной динамики, осуществлённая в данной работе, создаёт теоретическую основу для прогноза хода сукцессий и расчёта скорости восстановления лесных экосистем на основе ГИС - технологий. Полученные результаты имеют непосредственное отношение к решению задач непрерывного лесоустройства и проектирования взаимосвязанного комплекса лесохозяйственных мероприятий в рамках экосистемного управления лесами.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференции молодых учёных, посвящённой 275-летию Российской Академии наук «Исследования компонентов лесных экосистем Сибири» (Красноярск, 1999); П-й российской научной конференции «Проблемы изучения растительного покрова Сибири» (Томск, 2000); конференции молодых учёных Института леса СО РАН (Красноярск, 2000).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы. 8

Организация исследований и личный вклад автора. Работа выполнена в лаборатории морфологии леса Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН. Она проводилась в период с 1997 по 2000 год в соответствии с аспирантским планом подготовки в рамках программы научно - исследовательских работ института по НИПу «Мониторинг состояния и динамики лесов» и российско -американского проекта по экосистемному управлению бореальными лесами.

Сбор полевого материала по характеристике древостоя на разных стадиях сукцессии, его обработка, выявление и анализ закономерностей лесовосстановительного процесса, адаптирование и применение сукцессионных моделей, а также составление тематических карт на основе ГИС и пространственный анализ расположения насаждений разного динамического состояния производились лично автором работы.

При составлении тематических карт была использована лесоустроительная база данных на Болыпемуртинский лесхоз Красноярского края, имеющаяся в распоряжении ГИС - группы лаборатории морфологии леса института.

Поскольку исследования носили комплексный характер, то в работе принимали участие и другие сотрудники института: к.б.н. В. А. Рыжкова, Е. Н. Модина. На основе сопряжённого анализа сделанных ими почвенно -геоботанических описаний и различных тематических карт В. А. Рыжкова выделила восстановительные ряды, в границах которых автором изучались закономерности лесовосстановительных процессов. Результаты комплексных исследований отражены в совместных публикациях. Всем коллегам по работе автор выражает глубокую признательность и благодарность.

Объём и структура работы. Материалы диссертации изложены на 174 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она включает в себя 25 таблиц, 19 рисунков, 16 приложений. Список литературы включает в себя 147 библиографических источников, из них 29 - на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Беньков, Андрей Викторович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны количественные методы анализа изменения состава насаждений в ходе сукцессий в различных лесорастительных условиях, суть которых состоит в получении данных о составе насаждений на разных стадиях динамики по материалам лесоустройства и результатам полевых исследований, описании закономерностей изменения состава регрессионными уравнениями и последующем их использовании для марковского моделирования лесовосстановительных процессов.

2. Выявлено и количественно описано увеличение в составе насаждений доли коренной породы и уменьшение доли лиственных пород в ходе сукцессии во всех типах лесорастительных условий, кроме сосняков на бедных почвах крутых склонов речных террас, где возобновление протекает без смены пород.

3. Динамика состава темнохвойных насаждений имеет особенности, принципиально отличающиеся от возрастных изменений состава сосновых насаждений. Они заключаются в неравномерном изменении состава темнохвойных лесов во времени: - интенсивный отпад лиственных пород происходит в возрасте 90 - 140 лет, в то время как в сосняках этот процесс равномерен во времени.

4. Сукцессионные изменения состава сосновых насаждений адекватно описываются однородной, а темнохвойных - неоднородной марковской моделью.

5. Предельное распределение деревьев, характерное для климаксной стадии, находится по марковской модели. Состав насаждения на этом возрастном этапе не зависит от начального состояния древостоя и является характеристикой типа лесорастительных условий.

6. Адаптированная к рассматриваемым лесорастительным условиям марковская модель Хорна обеспечивает прогноз хода лесовосстановительных процессов не только после сплошной рубки или пожара, но и после воздействий, частично разрушающих древостой. Такая возможность определяется основными свойствами марковских цепей.

7. Марковская модель, оперирующая с составом насаждений, определённым по запасу, позволяет использовать интегрированные в ГИС лесоустроительные данные для прогноза динамики насаждения каждого конкретного выдела и расчёта скорости восстановления состава после нарушений.

8. Модели динамики насаждений на основе марковских цепей могут использоваться в рамках экосистемного управления лесами для моделирования возможных вариантов развития лесовосстановительных процессов после рубок и пожаров, создания прогнозного блока ГИС, определения скорости сукцессий, оценки эффективности и лесоводственных последствий проводимых в лесу лесохозяйственных мероприятий.

132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научной задачи оценки и моделирования лесовосстановительных процессов в южнотаёжных лесах Приенисейской Сибири. Задача имеет фундаментальный характер, однако разработанные при её решении методические подходы имеют практическую значимость для оценки и прогнозирования динамики лесовосстановительных процессов в различных лесорастительных условиях.

Применён регрессионный анализ для выявления закономерностей динамики состава сосновых и темнохвойных насаждений. Динамика состава пихты во времени изменяет свой характер во время - интенсивного отпада лиственных пород - в возрасте 90 - 140 лет. В то же время в сосняках характер динамики не меняется.

На основе результатов регрессионного анализа проведено марковское моделирование сукцессий.

Адаптированные применительно к местным эколого - лесоводственным условиям марковские модели могут использоваться в рамках экосистемного управления лесами для моделирования возможных вариантов развития лесовосстановительных процессов после рубок и пожаров, создания прогнозного блока ГИС, определения скорости сукцессий, оценки эффективности и лесоводственных последствий проводимых в лесу лесохозяйственных мероприятий.

131

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Беньков, Андрей Викторович, Красноярск

1. Аникеева В. А. Типы вырубок, возобновление и начальные этапы формирования леса на месте среднетаёжных ельников - черничников // Динамическая типология леса: Сб. научн. тр. ВАСХНИЛ. М.: Агропромиздат, 1989. - С. 43-60.

2. Александрова В. Д. Изучение смен растительного покрова. // Полевая геоботаника. М. Л.: Наука, 1964, т. 3, - С. 300 - 447.

3. Бабинцева Р. М., Чередникова Ю. С. Естественное возобновление по пологом древостоев южной тайги // Лесовосстановление в подзоне южной тайги. Красноярск: ИлиД СО АН СССР, 1983. С. 5-13.

4. Беньков А. В. Оценка динамики лесовосстановительных процессов в южнотаёжных сосняках Средней Сибири // Исследования компонентов лесных экосистем Сибири. Материалы конф. мол. уч. Красноярск, ИЛ СО РАН, 1999.-С. 14-15.

5. Беньков А. В., Лузганов А. Г., Шашкин А. В. Анализ роста возобновления пихты на вырубке // Лесоведение, 1998. N-6 - С. 86 - 90.

6. Белов С. В. Лесоводство. М. Лесная пр-сть, 1983. 352 с.

7. Битвинскас Т. Т. Дендроклиматические исследования. Л.: Гидрометеоиздат, 1974, 172 с.

8. Бузыкин А. И. Сосновые леса и лесовосстановительные процессы в бассейне Р. Уды (Бурятская АССР) // Труды Ин-та леса и др-ны, 1963, т. 57, С. 3-15.

9. Бузыкин А. И. О возрастном строении сосновых древостоев восточного Прибайкалья // Разновозрастные леса Сибири, Дальнего Востока, и Урала. Красноярск, 1967, С. 14-18.

10. Ю.Бузыкин А. И. О географических и эдафо ценотических факторах продуктивности лесов // Вопросы лесоведения, т. 1, Красноярск, ИлиД СО АН СССР, 1970,-С. 80-91.

11. Бузыкин А. И. О продуктивности лесов и уровне её регилирования // Проблемы лесоведения Сибири. М.: Наука, 1977, С. 7-24.133

12. Бузыкин А. И., Пшеничникова Л. С. Формирование сосново лиственных молодняков. Новосибирск: Наука, 1980, - 175 с.

13. Бузыкин А. И. Формирование и продуктивность древостоев. // Формирование и продуктивность лесных фитоценозов. Красноярск, ИлиД СО АН СССР, 1982, С.5-26.

14. Бузыкин А. И., Гавриков В. Л., Секретенко О. П., Хлебопрос Р. Г. Анализ структуры древесных ценозов. Новосибирск: Наука, 1985, 94 с.

15. Быков Б. А. Геоботаника. Изд. 2-е, Изд. АН КазССР, Алма Ата, 1957, -251с.

16. Ваганов Е. А., Плешиков Ф. И. Система мониторинга лесов как основа их рационального использования и устойчивого развития // Сибирский экологический журнал, N-1, 1998 - С. 3-8.

17. П.Виноградов Б. В., Шитов А. Г. Моделирование динамики растительности с помощью цепей Маркова // Лесоведение, 1994. N-1 - С. 13-21.

18. Высоцкий Г. Н. Ергеня (культурно фитологический очерк) // Тр. бюро по прикл. ботанике. СПб, 1915. - Вып.8. - №"10-11. - С. 1113-1443.

19. Галахов Н. И. Климат зоны травяных лесов и островов лесостепи Красноярского края // Природное районирование центральной части Красноярского края. М.: Изд-во АН СССР, 1962 С. 35- 74.

20. Гурцев А. И., Корзухин М. Д. Кроновая и корневая конкуренция в линейной посадке сосны // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Л.: Гидрометеоиздат, 1988, т. 11, С. 206 - 223.

21. Ефремов С. П. Пионерные древостой осушенных болот. Новосибирск: Наука, 1987, - 252 с.22.3амай С.С. ГИС в вузовском образовании Красноярского края // Инф. бюллетень, ГИС ассоциация. N-2, - 1997.- С. 40.

22. Ивашкевич Б. А. Дальневосточные леса и их промышленное будущее. Хабаровск, 1933, 168 с.

23. Ивашкевич Б. А. Девственный лес, особенности его строения и развития. // Лесн. хоз. и лесн. пр-сть.,1929, NN 10, 11, 12.134

24. Ивашкевич Б. А. Манчжурский лес. Харбин, 1915 вып. 1. Описание восточной лесной концессии КВЖД. 503 с.

25. Ивашкевич Б. А. Типы лесов Приморья и их экономическое значение // Производ. силы ДВ, т. 3, Растит, мир, Хабаровск Владивосток, 1927, - С. 25 -31.

26. Ипатов В. С., Герасименко Г. Г., Кирикова Л. А., Самойлов Ю. И., Трофимец

27. B. И. Автогенные сукцессии в сосняке лишайниково зеленомошном. 1. Фитоценологический анализ видового состава // Бот. журн. 1995. т. 80 № 9.1. C. 61-74.

28. Калиниченко Н. П., Писаренко А. И., Смирнов Н. А. Лесовосстановление на вырубках. М.: Лесная пром-сть, 1973, 328 с.

29. Карев Г. П. О моделировании многовидовых фитоценозов // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Л.: Гидрометеоиздат, 1985, т. 7, -С. 227 233.

30. Колесников Б. П. Кедровые леса Дальнего Востока. // Труды ДВФ АН СССР. Сер. ботан., 1956, т. 2 (4). 261 с.

31. Колесников Б. П. О генетической классификации типов леса и задачах лесной типологии в восточных районах СССР. // Изв. СО АН СССР, сер. биол. мед. наук, 1958, вып. 4. - С. 3 - 15.

32. Колесников Б. П. Генетическая классификация типов леса и её задачи на Урале // Вопросы классификации растительности. Труды ин-та биологии Урал. фил. АН СССР, 1961, вып. 27, С. 3 - 14.

33. Колесников Б. П. Лесотехнологическое районирование и порайонная специализация лесохозяйственных мероприятий на территории Большого135

34. Урала // Материалы по изучению лесов Сибири и Дальнего Востока, Красноярск, ИЛ СО АН СССР, 1963, С. 15 - 26.

35. Колесников Б. П. Генетическая классификация типов леса и некоторые ближайшие задачи её совершенствования. // Труды Казахского научн иссл. ин - та лесн. хоз-ва, 1966, вып. 5, - С. 3 - 12.

36. Колесников Б. П. Некоторые вопросы развития лесной типологии // Типы и динамика лесов Урала и Зауралья. Труды ин та экологии растений и животных Урал. фил. АН СССР, 1967, вып. 53. - С. 3 - 16.

37. Колесников Б. П. К вопросу о классификации форм динамики лесного покрова // Материалы по динамике растительного покрова. Владимир: Пед. ин-т, 1968.-С. 33-37.

38. Колесников Б. П. Леса Свердловской области // Леса СССР. М.: Наука, 1969, -С. 145- 169.

39. Колесников Б. П. Типы южнотаёжных лесов среднего течения р. Тавды и Тавда Кодинского междуречья // Южнотаёжные леса Западно - Сибирской равнины. Труды ин- та экологии растений и животных УНЦ АН СССР, 1972, вып. 83, - С. 18-29.

40. Колесников Б. П. Генетический этап в лесной типологии и его задачи // Лесоведение. 1974 - № 2. - С. 3 - 15.

41. Колесников Б. П., Смолоногов Е. П., Некоторые закономерности возрастной восстановительной динамики кедровых лесов Зауральского Приобья // Проблема кедра. Новосибирск: РИО СО АН СССР, 1960, - С. 21 - 31.

42. Коноваленко В. М. Исследование роста деревьев и средневозрастных древостоев ели с целью обоснования рубок ухода. Автореф. дис. канд. с/х наук, Л.: изд-во ЛТА, 1989,-18 с.

43. Корзухин М. Д. Некоторые стратегии онтогенеза растения в условиях конкуренции // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Л.: Гидрометеоиздат, 1985, т. 7, -С. 234 241.136

44. Корзухин М. Д. К эколого физиологической модели лесной динамики // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Д.: Гидрометеоиздат, 1986, т. 9, -С. 259 - 286.

45. Корзухин М. Д., Мацкявичус В. К., Антоновский М. Я. Периодическое поведение возрастно распределённой популяции деревьев // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Л.: Гидрометеоиздат, 1989, т. 12, -С. 284 - 310.

46. Корзухин М. Д., Седых В. Н., Тер Микаэлян М. Т. Применение прогнозной модели восстановительно - возрастной динамики к кедровым лесам Среднего Приобья // Изв. СО АН СССР Сер. биол., 1987, Вып. 20. - С. 58-67.

47. Корзухин М. Д., Седых В. Н., Тер Микаэлян М. Т. Формулировка прогнозной модели восстановительно - возрастной динамики лесов // Изв. СО АН СССР Сер. биол., 1988, Вып. 20. - С. 34-45.

48. Корзухин М. Д., Конкуренция за свет и динамика модельных особей, независимо распределённых на плоскости // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем Л.: Гидрометеоиздат, 1982, т. 5, -С. 242 248.

49. Корзухин М. Д., Тер Микаэлян М. Т. К задаче вывода уравнений динамики одновозрастных насаждений // Мониторинг лесных экосистем. Каунас, 1986, -С. 328-329.

50. Корякин В. В. Цифровые карты и лесоуправление // Лесное хозяйство. 1997, №5.-С. 52-53.137

51. Креснов В. Г., Рубенок Л. М. Создание совмещённой лесотаксационной и картографической базы данных при лесоустройстве // Лесное хозяйство. 1998,№ 6.-С. 41-42.

52. Куваев В. Б., Шахин Д. А, Григорьев С. А. Восстановительные сукцесии на вырубках лишайниковых боров в енисейской тайге (Красноярский край) // Ботанический журнал, 1995, т. 80. № 9. С. 76 - 94.

53. Кузьмичёв В. В., Миндеева Т. Н., Качаев А. В. Особенности лесообразовательного процесса в темохвойных леса центральной части Красноярского края. // Лесоведение, 1999, № 3. С. 24-29.

54. Лапшина Е. И., Горбачёв В. Н., Храмов А. А. Растительность и почвы Енисейского кряжа (южной части) // Растительность правобережья Енисея. Новосибирск.: Наука, 1971. С. 21-66.

55. Логофет Д. О., Голубятников Л. Л., Денисенко Е. А. Неоднородные марковские модели сукцессии растительности: новые перспективы старой парадигмы // Известия АН, Сер. биол. 1997. № 5. С. 613-622.

56. Мак Дуголл В. Б. Экология растений. Пер. с англ. Учпедгиз, М., 1935, -252с.

57. Мелехов И. С. К типологии концентрированных вырубок в связи с изменениями в напочвенном покрове. // Концентрированные рубки в лесах Севера. Изд. АН СССР, 1954.

58. Мелехов И. С. Рубки и возобновление леса на Севере. Архангельск, 1960, -201 с.

59. Мелехов И. С. Лесоведение. М.: Лесная пр сть, 1980, - 497 с.

60. Миркин Б. М. О некоторых современных концепциях динамики растительных сообществ // Журнал общ. биологии, 1989 т. 40, N—4 С. 569578.

61. Миркин Б. М. О типах эколого ценотических стратегий у растений // Журн. общ. биологи. - 1983 - т. 11, N-5. - С. 603 -614.

62. Миркин Б. М., Наумова Л. Г. О сукцессиях растительных сообществ // Экология. 1984 - N 6. - С. 3 - 12.138

63. Мордкович В. Г. Очерк суцессионных проблем // Экология, 1988, N—1. С. 13-23.

64. Морозов Г. Ф. О типах леса и их значении в лесоустройстве. // Лесн. журн., 1904. Вып 1,С. 6-25.

65. Москвичев В. Б., Владимиров В. М., Сухинин А. И. Красноярский региональный геоинформационный ценр СО РАН. // Инф. бюллетень, ГИС -ассоциация. №"2, 1997.- С. 39.

66. Назимова Д.И. Климатическая ординация зональных классов лесных экосистем Сибири и её связь с теорией лесообразовательного процесса // Теория лесообразовательного процесса. Тез. докл. всесоюзного совещания. Красноярск, ИЛ СО АН СССР. 1991. С. 103-104.

67. Пигарев Ф. Т., Чертовской В. Г. Типология вырубок основа лесовосстановительных мероприятий в таёжной зоне // Тез. докл. пленарн. заседания и секции естеств. лесовозобн. - М: Изд. Моссковского лесотех. ин-та, 1974-С. 47-49.

68. Плешиков Ф. И., Каплунов В. Я. Дистанционная диагностика антропогенной динамики лесов // Космические методы изучения биосферы. М.: Наука, 1990.-С. 51-59.

69. Плешиков Ф. И., Рыжкова В. А. Контроль за динамикой лесовосстановительных процессов на вырубках // Аэрокосмический мониторинг лесов. М.: Наука, 1991. - С. 163-180.

70. Плешиков Ф. И., Черкашин В. П. Геоинформационные технологии в решении задач оценки экологического состояния лесов// Сибирский экологический журнал, N"2, 1998.- С. 9-18.139

71. Попов Л. В. К вопросу о генетической классификации типов леса. // Изв. СО АН СССР, сер. биол.,1959, вып. 7, С. 96 - 104.

72. Попов Л. В. Леса междуречья Чуны и Вихоревой. //Труды ВСФ СО АН СССР, сер. биол., 1961, - Вып. 39. - 142с.

73. Попов Л. В. Динамика южнотаёжных лесов Средней Сибири // Сибирский географический сборник. -М; Л.: Наука, 1967. С. 151 - 196.

74. Попов Л. В. Южнотаёжные леса Средней Сибири. Иркутск: Изд - во Иркут. ун - та, 1982. - 330 с.

75. Работнов Т. А. Фитоценология.-М.: Изд-во МГУ, 1983, 389 с.

76. Разумовский С. М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981, 231 с.

77. Раман К. Г. Опыт классификации и типизации географических ландшафтов как основа для физико географического районирования. // Учен. зап. Латв. ун - т, 1959, т. 27, N 8, с. 206 - 208.

78. Санников С. Н. Лесные пожары как фактор преобразования структуры, возобновления и эволюции // Экология, 1981, Nu 6. С. 24-33.

79. Смагин В. Н. Основные закономерности развития и смены лесных биогеоценозов // Динамика лесных биогеоценозов Сибири. Новосибирск.: Наука. Сиб. отделение, 1980. - С. 6 - 28.140

80. Смолоногов Е. П. Лесообразовательный процесс и его особенности // Экология, 1994, № 1. С. 3-9.

81. Смолоногов Е. П. О лесообразовательном процессе // Лесоведение, 1999, № 3.-С. 7-12.

82. Смолоногов Е. П., Шихов А. М. Восстановительно возрастная динамика лесов Билимбаевского опытно - показательного лесхоза // Восстановительная и возрастная динамика лесов Среднего Урала. -Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. - С. 3-46.

83. Соколов И. А., Таргульян В. О. Взаимодействие почвы и среды: почва -память и почва момент // Изучение и освоение природной среды. - М., 1976-С. 12-31.

84. Соколов С. Я. Рекогносцировочное исследование типов леса Лисинского лесничества. // Лесоведение и лесоводство, 1926. Вып. 3, С. 135 - 154.

85. Сочава В. Б. Вопросы классификации растительности, типологии физико -географических фаций и биогеоценозов. // Труды / Ин т биологии УФ АН СССР, 1961, вып. 27. - С. 164 - 183.

86. Сочава В. Б. Классификация растительности и типологии географических фаций. // Материалы по классификации растительности Урала. Свердловск, 1959, -С. 3-4.

87. Сочава В. Б. Пути построения единой системы растительного покрова. // Делегатский съезд Всесоюзн. ботан. об ва. Тез. докл. Л., 1957, вып. 4, - С. 41-50.

88. Страхов В. В., Сысуев В. В. Перспективы использования географических информационных систем для устойчивого управления лесами России. // Лесное хозяйство. 1998, № 3. С. 22-24.

89. Сукачёв В. Н. Растительные сообщества (введение в фитосоциологию). Л.; М.: Книга, 1928.-232 с.9 8. Сукачёв В. Н. О некоторых основных вопросах фитоценологии. // Проб л. ботан, М.; Л.: изд. АН СССР, 1950. Вып.1. - С. 449-464.141

90. Сукачёв В. Н. Некоторые общие теоретические вопросы фитоценологии. // Вопр. ботан. М.; Л.: изд. АН СССР, 1954. -Вып.1. С. 291-309.

91. Сухих В. И. Вклад аэрокосмических методов в развитие лесного хозяйства России // Лесное хозяйство. 1998, №3.- С. 34-35.

92. Сухих В. И., Брейдо М. Д. Геоинформационная система непрерывного лесоустройства Сибири // Сибирский экологический журнал, N-1, 1998.-С. 19-24.

93. Ткаченко М. Е. Общее лесоводство. М.,Л.: Гослесбумиздат, 1952, 600 с.

94. Трейфельд Р. Ф., Филиппов Ю. В. Геоинформационные системы в российском лесоустройстве // Лесное хозяйство. 1998, № 2. С. 43-45.

95. Уткин А. И. «Лесообразовательный процесс» концепция российского лесоведения // Лесоведение, 1999, Ny 3. - С. 13-23.

96. Фениксова В. В., Дуброва И. А. Террасы р. Енисей в устье р. Кан и их геологический возраст // Вестн. МГУ, кн. 1, 1959, С. 25 - 34.

97. Фуряев В. В. О методическом подходе к изучению послепожарной динамики и пожароустойчивости лесов // Горение и пожары в лесу. -Красноярск, 1984. С. 101 - 102.

98. Фуряев В. В. Анализ последствий лесных пожаров для оценки лесообразовательного процесса//Лесоведение, 1988,-N~ 1.-С. 59-66.

99. Фуряев В. В. Роль пожаров в процессе лесообразования. Новосибирск: Наука, 1996.-253 с.

100. Фуряев В. В., Злобина Л. П. Послепожарные стадии формирования темнохвойных лесов и их картирование по аэрофотоснимкам // Дистанционная индикация структуры таёжных ландшафтов.- Новосибирск: Наука, 1981.-С. 22-36.

101. Фуряев В. В., Злобина Л. П. Эколого динамический ряд формирования сосняков на песках, влажных с периодическими пожарами // Горение и пожары в лесу. - Красноярск, 1984. - С. 106 - 107.

102. Фуряев В. В., Злобина Л. П. Восстановительно возрастная динамика и пожароустойчивость сосняков лишайниковых // Современные методы142профилактики, обнаружения и тушения лесных пожаров. Петрозаводск, 1985. -С.34-35.

103. Фуряев В. В., Злобина JI. П. Восстановительно возрастная динамика сосняков лишайниковых под влиянием циклических пожаров // Лесные пожары и их последствия. - Красноярск, 1986. -С. 83-92.

104. Фуряев В. В., Киреев Д. М. Изучение послепожарной динамики лесов на ландшафтной основе. Новосибирск: Наука, 1981. - 160 с.

105. Харук В. И. О разработке ГИС техногенных воздействий на леса Сибири// Сибирский экологический журнал, N~2, 1998 - С. 25-30.

106. Черкашин А. К. Модель динамики таёжного биогеоценоза // Оптимальное управление природно экономическими системами. М.: Наука, 1980, с. 132 -141.

107. Шарый М. А. Формирование состава молодняков на сосновых вырубках // Труды СибНИИЛПа, 1970, вып. 19, С. 103 - 116.

108. Шарый М. А. Формирование молодняков на сосновых вырубках Иркутской области // Формирование и продуктивность лесных фитоценозов. Красноярск, ИлиД СО АН СССР, 1982, С.17 - 26.

109. Шенников А. П. Введение в геоботанику. Л.: Изд. Лен. Ун-та, 1964.281 с.

110. Botkin D. V., Janak J. P., Wallis J. R. Some ecological consequences of computer model of forest growth. // J. Ecol, 1972, v. 60, P. 849-872.

111. Braun Blanke J. Plantsociology. Berlin, 1928. - 235 p.

112. Churchill E. D., Hansoh H. C. The concept of climax in arctic and alpine vegetation. // Bot. Rew., v. 24, Nfl 2-3, 1958. P. 20 -25.

113. Clements F. E. Plant succession and indicators. N. Y., 1928, 231 p.

114. Clements F. E. The development and structure of vegetation // Bot. survey of Nebraska, v. 7, 1904. P. 5 - 11.

115. Cooper C. F. The ecology of fire. // Sci. Amer., v. 204, № 4, 1961.- P. 31 40.

116. Cooper W. S. The climax of forest of Isle Royale, lake Superior, and its development. // Bot. Gaz., v. 55, 1913. P. 6-7.143

117. Cowles H. S. The causes of vegetation cycles // Bot. Gaz., v. 51, 1911.- P. 3-5.

118. Devore J. L. Probability and statistics for engineering and sciences. 4- th ed., Wadsworth Publising, 1995. 259 p.

119. Evans F. C. Ecosistem as the basic unit in ecology. // Science, 1956, v. 123, N 3208.-P. 1127- 1128.

120. Gams H. Principles of vegetation communities.// Ges Zurich, v. 63, 1918, P. 3-6.

121. Hegyi F. A simulation model of managin jack pine stands. // Fries (ed.), Grows Models of Tree and stand simulation, 1974, - P. 74-87

122. Hills G. A. A ready reference to the description of the land of Ontario and its productivity. 1959, 79 p.

123. Horn H. S. Markovian properties of forest succession // Ecology and Evolution of Communities. Ed. by Cody M. L., Diamond J. M. Cambridge, Mass.: Harvard Univ. Press, 1975,- P. 196-211.

124. Horn H. S. Succession // Theoretical Ecology: Principles and Application. 2nd. ed. / May R. M. (ed.) Oxford: Blackwell, 1981, P. 253-271.

125. Jeffers J. N. R. An Introduction to System Analysis: with ecological applications. London: Edward Arnold, 1978, 198 p.

126. Kohyama T. Simulation of the structural development of warm temperate rain forest stands. // Ann. Bot. (London), 1989, v. 63, - P. 625-634.

127. Langenheim J. H. Plant succession on subalpine earth flow in Colorado // Ecology, v. 37, № 2, 1956, P. 25 - 31.

128. Mitchell K. J. Stand description and grows simulation from low level stereoplots of tree - crowns // J. For., 1975. - P. 12-45.

129. Press W.H., Teukolsy S.A., Vetterling W.T., Flannery P.B. Numerical recipes in C: the art of scientific computing. 2nd. ed. New York: Cambridge University press, 1992.-354 p.

130. Shugart H. H., West D. C. Development of an Appalachian decidiuous forest succession model and its application to assessment of the impact of the chestnut blight. // J. Environ. Manag., 1977, P.161-179.144

131. Shugart H. H. A theory of forest dynamics. // N.Y.: Springer Verlag, 1984278 p.

132. Shugart H. H., West D. C. Forest succession models // Bioscience. 1980. V. 30, -P. 308-313.

133. Sullivan A. D., Clutter J. L. A simultaneous growth and yield model for lobolly pine. For. Sci., 1972, P. 76-86.

134. Tansley A. G. British ecology during the pastquortercentury: the plant community and ecosistem. // Journal of ecology, 1939, v. 27, N 2, P. 112 - 149.

135. Tansley A. G. The use and abuse of vegetational concepts and terms. // Journal of ecology, 1935, v. 16, N 3, P. 289 - 314.

136. Usher M. B. Markovian approaches to ecological succession // J. Anim. Ecology. 1979. V. 48. P. 413-426.

137. Whittaker R. H. A consideration of climax theory: The climax as a population and pattern // Ecol. Monograph, v. № 1, 1953, P. 3 - 25.145