Введение к работе
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, несплоншые 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 сукцессии на основе математических методов и ГИС — технологий.
Задачи исследований;
1. Разработать методические подходы к изучению динамики состава насаждений в
процессе сукцессии.
-
Выявить закономерности изменения состава сосновых и темнохвойных древостоев в ходе лесовосстановительного процесса в различных лесорастительных условиях на примере южнотаёжных лесов Приенисейской части Сибири.
-
Адаптировать к местным эколого-лесоводственным условиям марковские модели сукцессии, позволяющие прогнозировать ход лесовосстановительного процесса на основе материалов лесоустройства.
Защищаемые положения:
1. Марковские модели являются эффективным инструментом для прогноза
изменения состава насаждений в ходе сукцессии.
-
Основой для адаптации моделей сукцессии для конкретных лесорастительных условий основой являются выявленные закономерности динамики состава при естественном ходе сукцессии.
-
Прогноз состава по этим моделям может осуществляться иа 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 сукцессии на основе базы данных
гас.
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 сукцессии 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 управлещя лесами.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференции молодых учёных, посвящёшмй 275-летию Российской Академии наук «Исследования компонентов лесных экосистем 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.
