ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 1, С. 42–51


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИМИ СОСТОЯНИЯМИ ЛИСТВЕННИЦЫ, СОСНЫ И КЕДРА В СЕВЕРНОЙ ТАЙГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В. Р. Цибульский1, И. Г. Соловьев1,2, Д. В. Московченко1,3, Д. А. Говорков1,2
1ФИЦ «Тюменский научный центр СО РАН», структурное подразделение «Институт проблем освоения Севера»
Россия 625026 Тюмень, ул. Малыгина, 86
2Тюменский индустриальный университет
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38
3Тюменский государственный университет
Россия, 625003 Тюмень, ул. Володарского, 6
E-mail: v-tsib@yandex.ru


Поступила в редакцию: 30.07.2018 г.
Для оценки изменения биоразнообразия на уровне видов необходима динамическая модель популяции эдификатора, определяющего соответствующий биом территории. В статье предложен аналитический метод определения возрастных границ между ювенильным и виргинильным, виргинильным и генеративным онтогенетическими состояниями деревьев хвойных пород, имеющих важное значение при идентификации популяционных моделей. В основе метода определения указанных границ принята функция роста Томазиуса, применимая как для объемных оценок, так и для высоты и диаметра деревьев. В нашем случае она описывает рост радиуса на уровне 1.3 м как наиболее доступный параметр при проведении натурных наблюдений. Эта функция представляет собой симметричную сигмоиду, что не соответствует реальным данным роста для хвойных пород. Для устранения этого недостатка предложено ввести нелинейность в степенной показатель модели. Идентификация модели осуществлялась путем последовательных приближений модели и кривых роста, полученных как усреднение реальных временных рядов на основе древесно-кольцевых хронологий деревьев – эдификаторов северной тайги Западной Сибири: лиственницы, сосны и кедра. Ранее авторами была опробована методика определения искомых границ онтогенетических состояний в моменты равенства нулю второй и третьей производных кривых роста, заданных в виде полиномов третьей и четвертой степени и полученных на основе статистической обработки реальных данных. В данном случае предлагается границы определять по функциям, имеющим биофизический смысл, т.е. дожитие и рождаемость или рост и торможение. Кроме того, границы определяются по второй производной кривой роста по достижении ею в первом случае максимума, во втором – минимума. Это значительно облегчает понимание и получение результатов. В статье приведены усредненные кривые роста лиственницы, сосны и кедра для районов вблизи поселков Сидоровск, Вынгапур, Красноселькуп и Толька (Ямало-Ненецкий автономный округ), а также временные отметки границ исследуемых онтогенетических состояний и коэффициенты моделей для них.
Ключевые слова: хвойные деревья, онтогенетические состояния, границы, определение, модели
Работа выполнена в соответствии с планом НИР ТюмНЦ СО РАН на 2018-2020 гг. (0371-2018-0032).
DOI: 10.31857/S0024114821010101


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Авдеева Е.В., Кузьмичев В.В. Специфика онтогенеза и индикаторная роль лиственницы сибирской (Larix Sibirica Ledeb) в условиях городской среды // Хвойные бореальные зоны. 2007. № 4-5. С. 362-367.

  • Березовская Ф.С., Карев Г.П. Моделирование динамики древостоев // Сибирский лесной журнал. 2015. № 3. С. 7–19.

  • Евстигнеев О.И. Поливариантность сосны обыкновенной в брянском полесье // Лесоведение. 2014. № 2. С. 69–77.

  • Желдак В.И., Чижов Б.Е., Гаркунов Г.А., Захаров А.И. О лесоводственных мероприятиях в притундровых лесах Западной Сибири // Лесоведение. 2013. № 3. С. 19–29.

  • Загреев В.В., Сухих В.И., Швиденко А.З., Гусев Н.Н., Мощнасеев А.Г. Общесоюзные нормативы для таксации лесов. М.: Колос, 1992. 495 с.

  • Каппер О.Г. Хвойные породы. Л.: Гослесбумиздат, 1954. 303 с.

  • Карев Г.П. Математическая модель роста в светолимитированных древостоях // Журнал общей биологии. 1983. Т. XLIV. № 4. С. 474–479.

  • Карев Г.П. Структурные модели лесных экосистем // Сибирский Экологический журнал. 1995. № 4. С. 381–396.

  • Колобов А.Н. Моделирование пространственно-временной динамики древесных сообществ: индивидуально-ориентированный подход // Лесоведение. 2014. № 5. С. 72–82.

  • Крамер П.Д., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений. М.: Лесн. пром-сть, 1983. 464 с.

  • Кузнецов В.И. Динамические системы в задачах вычислительной экологии леса. М.: Политбук Мультимедия, 2006. 111 с.

  • Кулль К., Оя Т. Структура физиологических моделей роста деревьев // Известия АН ЭССР. Биология, 1984. Т. 33. Выпуск 1. С. 33–40.

  • Лир Х., Польстер Г., Фидлер Г.Н. Физиология древесных растений / Пер. с немецкого Н. В. Лобанова. М.: Лесн. пром-сть, 1974. c. 423 с.

  • Лукина Н.В., Исаев А.С., Крышень А.М., Онучин А.А., Сирин А.А., Гагарин Ю.Н., Барталев С.А. Приоритетные направления развития лесной науки как основы устойчивого управления лесами // Лесоведение. 2015. № 4. С. 243–254.

  • Николаева С.А., Велисевич С.Н., Савчук Д.А. Онтогенез кедра сибирского в условиях Кеть-Чулымского междуречья // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2008. № 3 (4). С. 24–34.

  • Норин Б.Н. К познанию семенного и вегетативного возобновления древесных пород в лесотундре // Растительность Крайнего Севера СССР и ее освоение.М.; Л.: АН СССР, 1958 Вып. 3. С. 154–244.

  • Носова Л.М., Тихонова Е.В., Леонова Н.Б. Воздействие деревьев-эдификаторов на биологическое разнообразие лесных экосистем // Лесоведение. 2005. № 4. С. 40–48.

  • Петровский В.С. Математические модели лиственничных стволов, их точность и применение. // Лиственница. Красноярск: Изд-во СТИ, 1968. Т. 3. С. 76–85.

  • Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М.: Наука, 1978. 352 с.

  • Смирнова О.В., Бобровский М.В. Оонтогенез дерева и его отражение в структуре и динамике растительного покрова // Экология. 2001. № 3. С. 177–181.

  • Смирнова О.В., Заугольнова Л.Б., Попадюк Р.В. Популяционная концепция в биогеоценологии // Журнал общей биологии. 1993. Т. 54. № 3. С. 438–448.

  • Уланова Н.Г., Демидова А.Н., Клочкова И.Н., Логофет Д.О. Структура и динамика популяций вейника седеющего calamagrostis canescens: модельный подход // Журнал общей биологии. Т. 63. № 6. С. 509–521.

  • Фардеева М.В., Исламова Г.Р. Особенности популяционной организации древесных видов хвойно-широколиственных лесов // Вестник Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета. 2007. № 2-3 (9-10). С. 112–121.

  • Хильми Г.Ф.. Теоретическая биофизика леса. М.: Издво. АН ССР, 1957. 206 с.

  • Цибульский В.Р., Коновалов А.А., Арефьев С.П. Кривые хода роста и прироста хвойных деревьев на севере Западной Сибири // Вестник ТюмГУ. Экология и природопольование. Т. 2. № 3. С. 59–69.

  • Evstigneev O.I., Korotkov V.N. Ontogenetic stages of trees: an overview // Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2016. Vol. 1. N. 2. PP. 1–31.

  • Soukhovolsky V.,  Ivanova Y. Modeling Production Processes in Forest Stands: An Adaptation of the Solow Growth Model // Forests. 2018. № 9. Р. 391–403.

  • Thomasius H.. Untersuchungen über die Brauchbarkeit einiger Wachstumgrössen von Bäumen und Beständen für die quantitative Standortsbeurtei-lung // Archiv Forst. 1963. Bd. 12. H 12. S. 1267–1323.