МОДЕЛІ ЛІСОВИХ СПІВТОВАРИСТВ

У порівнянні з агрокультурою, лісове співтовариство являє собою набагато більш складну екосистему. Якщо посіви сільськогосподарських культур можна розглядати як просторово однорідні співтовариства, то для лісу такий підхід, очевидно, не застосуємо.

Найбільш широко прийнятої в сучасній екології лісових співтовариств є ярусно-мозаїчна концепція лісу як складної системи. «Елементом» тут є не окреме дерево, а асоціація дерев. Лісовий ценоз є просторовою мозаїку, що складається з елементів, які розвиваються відносно незалежно, проходячи певні фази розвитку. У циклі відновлення лісу можна виділити наступні основні стадії: 1) стадія прогалини (вікна), що утворюється в результаті загибелі дерева або групи дерев; для цієї стадії в літературі утвердився англійський термін «дар»;

  • 2) стадія приросту, па якій домінує молоде покоління;
  • 3) стадія зрілості, утворена дорослими деревами. Сталий існування лісового біогеоценозу забезпечується оптимальною ярусно-мозаїчної структурою лісу, представленого усіма трьома стадіями. Деревна асоціація - локус характеризується видовим складом, густотою, просторовими розмірами, які визначають особливості розвитку і процеси формування локусів як осередків лісу в просторі (детальний аналіз цих понять див .: Поіадюк Р. В., Чистякова А. А. та ін. «Східноєвропейські широколисті лісу ».)

Найбільшого поширення для коротко- та середньострокового прогнозування динаміки конкретних екосистем на невеликих територіях (1-1000 га) отримали геп-моделі, основою яких є модель окремого гепа, що описує динаміку дерев на ділянці фіксованої площі, зазвичай 10 х 10 м. У кожен момент часу кожне дерево заданої породи характеризується певним набором змінних. Рівняння зростання залежить від світлового режиму, температури і інших параметрів середовища, також враховується конкуренція рослин за ресурси. Відновлення і загибель дерев на ділянці задають зазвичай будь-яким випадковим процесом. Вплив сусідніх гепів, як правило, не враховують. Перша модель такого типу (JABOVA) (Botkin et al. 1972) будувалася як велика імітаційна модель, починаючи з росту окремого дерева в оптимальних умовах з наступним урахуванням впливу на ріст і чисельність дерев зменшення кількості світла і поживних речовин внаслідок конкуренції. За цією методикою були створені десятки моделей для різного типу лісових угруповань.

Геп-моделювання справила значний вплив на формування ярусно-мозаїчної концепції лісу, може розглядатися як широкомасштабний комп'ютерний експеримент з перевірки основних положень і наслідків цієї концепції і є прикладом прямого впливу математичних методів на формування природничо-наукових уявлень у галузі екології.

Для опису лісових масивів на великих просторових і часових масштабах використовуються структурні моделі метапопуляцій (див. Динаміка популяцій), т. Е. Моделі, в яких елемент (індивідуум) є субпопуляцією, що складається з більш простих об'єктів.

Структурні моделі популяції дерев, в яких індивідуальним об'єктом є окреме дерево, з самого початку пропонували. Найбільш складною частиною цих моделей є опис взаємодії між деревами, яке може носити складний нелінійний характер. При переході до ярусно- мозаїчної концепції взаємодія між деревами виявляється «всередині» субпопуляції, модель якої при відносній незалежності субпопуляцій (локусів, гепів) може розглядатися автономно. Наступний етап моделювання пов'язаний з розглядом лісової екосистеми як метапопуляціі, що складається з великого числа гепів. Для цього необхідно описати інтенсивність загибелі гепів як цілісних утворень. Такі фундаментальні характеристики, як ймовірність загибелі і тривалість життя гепа і метапопуляціі в цілому, залежать від початкової чисельності та інших характеристик початкового розподілу дерев всередині гепа. В результаті моделювання виходить єдине стійке стан «динамічної рівноваги», що представляє собою мозаїку знаходяться в різних станах і віках гепів, кожен з яких виникає, розвивається і гине за внутрішніми законами, проте розподіл всієї сукупності гепів є стаціонарним.

Якщо початковий стан рослинності було відносно однорідним (наприклад, після швидкого заселення території, що звільнилася в результаті катастрофічного зовнішнього впливу - пожеж, нападів комах, рубок та ін.), То освіту дрібнопористої мозаїчної структури можливе лише в процесі зміни кількох поколінь. Тому на територіях, схильних до сильної зовнішніх впливів на часи порядку життя одного покоління, динаміку лісової рослинності моделюють в більших просторових масштабах (Карєв Г. П., 1994). При цьому отримують оцінки часу і видові характеристики сукцессіонного ряду (процесу зміни видів після початку заселення території) і просторово тимчасову структуру клімаксного (стаціонарного) спільноти.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >