Модель динамики лесной растительности

Динамика лесной растительности.

Многие природные системы распределены в пространстве и для описания динамики используются уравнения частных производных или интегральные уравнения. Используя некоторые допущения, удается построить модели в рамках простых диф. уравнений или конечно разностных уравнений. Для учета пространственной структуры модели иногда удобно всю рассматриваемую область разбивать на отдельные участки. На каждом таком участке состояние рассматриваемой системы или объекта учитывается осредненно с помощью конечного набора или вектора показателя. Именно такой подход используется при моделировании развития растительности на значительной территории. Был выделен 21 тип леса, который различали между собой по условию места обитания и видовой структуре. По характеру протекания восстановительных процессов было установлено 4 группы лесов, которые связаны с определенным типом рельефа:1- плахорный ряд(пологий участок) 2- траповый ряд (с выходом горных пород) 3- водосборный или склонный , 4- придолинный.

Плахорный ряд.

1-вырубка, гарь

2- осиновый лес

3,4,5- осиново-пихтовый лес с различным соотношением осины и пихты

6- пихтовый лес

Условия восстановления на вырубках и гарях происходит через формирование осинового леса, под пологом которых через 30-40 лет появляются темнохвойные породы ( пихты). К 100-120 годам на месте осинового леса образуется смешанный осиново-пихтовый и в более увлажненных условиях чисто пихтовый лес.

Траповый ряд

7- вырубка, гарь

8-лиственно-сосновый

9- пихтово-кедровый

10- кедровый

11 – кедрово-пихтовый

Восстановление идет через формирование из насаждений мелколиственных пород (осина) и светлохвойных пород (сосны, лиственницы). После выпадения мелколиственных и светлохвойных пород в менее увлажненных условиях в качестве коренного типа появляются сложный елово-кедрово-пихтовый древостой с участием осины и березы. В более увлажненных условиях- пихтовый лес с участием кедра и ели.

Водосборный лес.

12- вырубка, гарь

13- березовый лес

14,15,16- березово-пихтовые леса с разным соотношением

17- пихтовый лес

На вырубках водосборного появляются березовые насаждения который со временем заменяются чистым или смешанным пихтовым лесом.

Придолинный ряд

18- вырубка, гарь

19- елово-березово-пихтовое редколесье

20 елово-кедрово-лиственный

21- елово-кедрово-пихтовый

Характерно: при увеличении увлажнении, при низких температурах формируются елово-кедрово-пихтовые насаждения. При чрезмерном увлажнении появляется малопродуктивное елово-березово-пихтовое редколесье. А↔В; С+В↔D

;

Математическая модель динамики лесной растительности будет описываться диф. уравнениями относительно площади занятых тем или иным видом

, где αij – интенсивность перехода Sj→Si

Эти интенсивности определяются по времени необходимого для смены лесонасаждений. Это время связано с временем жизни деревьев доминирующих пород в разных условиях Рисунок придалинного ряда.