Динамика сумм площадей сечений и запасов в культурах сосны разной начальной густоты

История изучения роста и производительности древостоев характеризуется постоянной разработкой новых моделей, которые улучшают и дополняют прежние. Цель исследования – по материалам долговременных наблюдений на постоянных пробных площадях разработать эмпирические модели динамики сумм площадей сечений и запасов культур сосны разной начальной густоты. Объектом исследования стали культуры сосны на постоянных пробных площадях Лесной опытной дачи Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева. Для моделирования динамики сумм площадей сечений и запасов использована аддитивная модель, основанная на функции плотности вероятности Вейбулла, параметры которой выражены линейно от начальной густоты. Динамика таксационных показателей в каждом древостое индивидуальна, и на нее оказывает влияние множество внутренних и внешних факторов. Из-за неоднородности действия в пространстве и во времени экологических факторов в динамике таксационных показателей проявляются отклонения от монотонных кривых, которые указывают на наличие механизмов саморегуляции в популяциях древесных растений с прохождением древостоями нескольких этапов от устойчивого к неустойчивому состоянию. Таблицы хода роста не отражают динамику таксационных показателей фактических древостоев и не могут применяться для ее прогнозирования. В табличной форме невозможно представить всего многообразия возможных в природе траекторий динамики насаждений. В таблицах хода роста нормальных древостоев содержится информация о предельных значениях сумм площадей сечений и запасов, но в таком неустойчивом состоянии в природе насаждения долгое время находиться не могут. Жизненный цикл древостоя представляет собой волнообразный процесс динамики таксационных показателей, обусловленный разной интенсивностью воздействия как внутренних (проявление саморегуляции в древесных сообществах и петель обратной связи), так и внешних факторов. Для моделирования немонотонной динамики таксационных показателей возможно применение моделей, полученных путем суммирования нескольких простых ростовых функций или немонотонных с одной точкой максимума.

1. Богачев А.В. Лесотаксационные исследования. М.: ВНИИЛМ, 2007. 344 с.

2. Дубенок Н.Н., Кузьмичев В.В., Лебедев А.В. Результаты экспериментальных работ за 150 лет в Лесной опытной даче Тимирязевской сельскохозяйственной академии. М.: Наука, 2020. 382 с.

3. Карев Г.П., Скоморовский Ю.И. Моделирование динамики однопородных древостоев // Сибирский экологический журнал. 1999. № 4. С. 403–417.

4. Лебедев А.В. Динамика таксационных показателей сосновых древостоев по данным долговременных наблюдений // Сибирский лесной журнал. 2023. № 2. DOI: 10.15372/SJFS20230201.

5. Лебедев А.В. Изменение роста древостоев в Москве по данным долговременных наблюдений // Научные основы устойчивого управления лесами: матер. Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН, Москва, 25–29 апреля 2022 года. М.: Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 2022а. С. 321–323.

6. Лебедев А.В. Климатически оптимизированное лесное хозяйство в городских лесах как инструмент адаптации к изменениям окружающей среды // Материалы Междунар. науч. конф. молодых учёных и специалистов, посвящ. 135-летию со дня рождения А.Н. Костякова: сб. ст., Москва, 06–08 июня 2022 года. Т. 1. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2022б. С. 14–16.

7. Мерзленко М.Д., Бабич Н.А. Теория и практика искусственного лесовосстановления. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2011. 239 c.

8. Милованович Д.А. Таблицы объемов, сбега и опытные таблицы хода роста условно VI и V бонитетов сосны Печорского края // Лесоведение и лесоводство. Приложение № 1 журнала «Лесное хозяйство, Лесопромышленность и Топливо». 1927. Вып. 4. С. 125–146.

9. Михайлов А.В., Шанин В.Н., Безрукова М.Г. Компонентный подход к построению моделей лесных экосистем // Лесоведение. 2010. № 2. С. 69–76.

10. Пшеничникова Л.С. Эффективность разногустотного режима лесовыращивания культур сосны в Южной тайге средней Сибири // Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. 36. № 6. С. 517–523.

11. Рогозин М.В., Разин Г.С. Развитие древостоев. Модели, законы, гипотезы: монография. Пермь, 2015. 277 с.

12. Тюрин А.В. Исследование хода роста нормальных сосновых насаждение Архангельской губернии // Тр. по лесн. опытному делу в России. СПб., 1913. Вып. 45. 135 с.

13. Усольцев В.А. Расчленение эдафической и ценотической составляющих продуктивности древостоев по данным густотного эксперимента // Леса Урала и хоз-во в них. 1994. Вып. 17. С. 77–85.

14. Усольцев В.А., Маленко А.А. Лесные культуры разной начальной густоты. Сообщение 2. Анализ опытных посадок сосны обыкновенной // Экопотенциал. 2014. № 3(7). С. 34–47.

15. Хлюстов В.К., Лебедев А.В. Товарно-денежный потенциал древостоев и оптимизация лесопользования: монография. Иркутск: ООО «Мегапринт», 2017. 328 с.

16. Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г. , Нильсон С., Булуй Ю.И. Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии. Нормативно-справочные материалы. М.: Федеральное агентство лесного хозяйства, 2008. 886 с.

17. Dubenok N.N., Lebedev A.V., Gemonov A.V. Data set of long-term experiments in Forest Experimental Station of the Timiryazev Agricultural Academy since 1862 // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021. P. 012025. DOI: 10.1088/1755-1315/876/1/012025.

18. Lebedev A.V. Changes in the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands in an urban environment in European Russia since 1862 // J. For. Res. 2022. DOI: 10.1007/s11676-022-01569-z.

19. Lebedev A., Kuzmichev V. Verification of two- And three-parameter simple height-diameter models for birch in the european part of Russia // Journal of Forest Science. 2020. Vol. 66, no. 9. P. 375–382. DOI: 10.17221/76/2020-JFS.

20. Pretzsch H., Grote R., Reineking B., Roötzer Th., Seifert St. Models for Forest Ecosystem Management: A European Perspective // Annals of Botany. 2008. № 101. P. 1065–1087.

21. Pretzsch H. Trees grow modulated by the ecological memory of their past growth. Consequences for monitoring, modelling, and silvicultural treatment // Forest Ecology and Management. 2021. Vol. 487. id 118982. DOI: 10.1016/j.foreco.2021.118982.

22. Vanclay J.K. Growth models for tropical forests: A synthesis of models and methods // Forest Science. 1995. Vol. 41, no. 1. P. 7–42. Wiedemann E. Die Kiefer. Hannover: Vcrlag Schaper, 1948.