Введение к работе
Актуальность. Продуктивность растительных сообществ и
вопросы управления ею всегда были объектом внимания аграрного производства. Дополнительный интерес к этим проблемам вызван охраной и восстановлениэм биоты в связи с возрастающим влиянием человека на окружающую среду.
Уровень сложности задач управления экосистемами требует соответствующих способов их решения, что подразумевает, в частности, исследование всего множества допустимых вариантов и реализацию управляющих воздействий экологически чистыми средствами. Важным фактором является также время, в течении которого должно быть получено решение задачи.
Приемы управления продуктивностьюрастительных систем, базирующиеся исключительно на эмпирике, далеко не всегда удовлетворяют этим положениям и потому на практике оказываются малоэффективными. Значительное продвижение вперед связано с применением в данной области методов системного анализа и теории управления.
Успешное решение задачи управления продуктивностью растительного сообщества во многом зависит от степени адекватности математической модели реальному объекту. В этом смысле очень важным является учет в математической модели конкуренции между растениями за ресурсы окружающей среды. Определяется это тем, что конкуренция; выступая основным механизмом системной организации фитоценозов, оказывает серьезное влияние на продуктивность как отдельных растений, так и сообщает-
ва в целом.
Несмотря на успехи математического моделирования растений и наличие достаточно большого экспериментального материала по данной тематике, проблемы управления продуктивностью разработаны весьма слабо. В этой ситуации постановка, решение и исследование такого рода задач являются актуальными независимо от специфики сообществ.
Целью диссертации является разработка теоретических основ управления продуктивностью одновидовых растительных сообществ с помощью регулирования силы конкурентных связей между растениями. Для достижения поставленной цели требуется решение следующих задач:
Постановка и исследование возможности упрощения задачи управления продуктивностью одновидовых, оддовозрастных растительных сообществ;
Постановка и решение задачи управления продуктивностью од-новидового сообщества в случае постоянной плотности;
Анализ чувствительности оптимальных решений к вариациям параметров модели растения:
Разработка методов и алгоритмов упрощающих решение задачи оптимизации продуктивности сообществ в случае переменной плотности.
Основные научные результаты, выносимые на защиту.
-
Идея "эквивалентного'* (среднего) растения, позволяющая использовать более простое модельное представление сообщества при оценке его продуктивности.
-
Постановка, исследование и решение оптимизационной задачи
в условиях постоянной начальной плотности и заданного типа размещения растений.
-
Метод решения задачи оптимизации продуктивности с использованием экспериментальных данных для сообществ с произвольным расположением растений и относительно постоянной плотностью.
-
Методы решения оптимизационной задачи при изменяющейся плотности: идея сохранения горизонтальной структуры сообщества и детерминированно-стохастический подход.
Практическая ценность. Предложенные в работе подходы,
идеи и методы решения задач, а также полученные результаты могут найти применение при прогнозировании урожая монокультур и его качества, определении норм посадки растений, экономической оценки эффективности возделывания культур, постановке и решении задач управления системами "пастбишэ - травоядные", проведении экспериментальных и теоретических работ по изучению процесса конкуренции между растениями.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на и Всесоюзном совещании "Общие проблемы биогеоценологии" (Москва, 1988), iv конференции молодых ученых (Пущино, 1988), семинарах отдела системной экологии ИСА РАН, конференциях-конкурсах молодых ученых ИВЭП ДВО РАН (Хабаровск, 1985-1988).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ. Объем и структура диссертации. Работа состоит из введе-
ния, трех глав, заключения и приложения, содержит 136 отраниц, из них 103 страницы текста, 18 рисунков и I таблица. Библиография насчитывает 151 наименование.
