Разработка имитационной модели лесообразовательного процесса в темнохвойных лесах

Abstract

Работа посвящена проблеме восстановления темнохвойных лесов. Одно из направлений ее решения – прогнозирование процесса лесообразования на основе имитационного моделирования. Изложены первые этапы создания имитационной модели по прогнозированию процесса лесообразования в темнохвойных лесах. Модель базируется на теории последовательности восстановительно-возрастных смен древесной растительности Ивашкевича – К олесникова. Установлено, что наиболее перспективным направлением для восстановления темнохвойных лесов является формирование коротко-производных насаждений, которые обладают наиболее высоким демутационным потенциалом по отношению к длительно-производным. Характеризуются такие насаждения доминированием коренной древесной породы в составе верхнего яруса древостоя или в случае формирования производного мягколиственного насаждения она «обильно представлена в подросте». В первом случае восстановление темнохвойного насаждения происходит без смены пород, во втором случае – через одно поколение временно преобладающих некоренных пород (первично-производное насаждение). Е стественный процесс формирования темнохвойных насаждений в рамках каждого направления лесообразования по коротко-производному типу сопровождается и ускоряется своим комплексом хозяйственных мероприятий и прежде всего своей системой рубок. Эти мероприятия являются обязательным элементом при создании имитационной модели лесообразовательного процесса в темнохвойных лесах. Моделирование такого сложного объекта целесообразно производить путем разделения на отдельные подсистемы или блоки. Таким образом, целью исследования являлась разработка первой части алгоритма имитационной модели процесса лесообразования в темнохвойных лесах с учетом хозяйственных мероприятий. Решались следующие задачи: 1) обоснование теоретической части процесса лесообразования темнохвойных лесонасаждений; 2) разработка общей схемы лесообразовательного процесса; 3) разработка первой части алгоритма лесообразовательного процесса темнохвойных лесонасаждений. Результатами работы является алгоритм первого блока модели лесообразовательного процесса темнохвойных насаждений, предназначенный для его компьютерной реализации. Развитие предложенного алгоритма с использованием материалов лесоустройства позволит создать систему цифрового прототипирования лесообразовательного процесса.

The work is devoted to the problem of restoration of dark coniferous forests. One of the directions for its solution is forecasting the process of forest formation based on simulation modeling. The first stages of creating a simulation model for predicting the process of forest formation in dark coniferous forests are described. The model is based on the Ivashkevich-Kolesnikov theory of the sequence of restorative-age changes of woody vegetation. It has been established that the most promising direction for the restoration of dark coniferous forests is the formation of short-derived plantations, which have the highest demutation potential in relation to long-term derivatives. Such plantations are characterized by the dominance of the indigenous wood species in the upper tier of the forest stand, or in the case of the formation of a derivative soft-leaved plantation, it is “abundantly represented in the undergrowth”. In the first case, the restoration of a dark coniferous plantation occurs without changing species, in the second case – after one generation of temporarily predominant non-indigenous species (primary – derivative plantation). The natural process of formation of dark coniferous plantations within each direction of forest formation of the short-derived type is accompanied and accelerated by its own set of economic measures and, first of all, its own system of cutting. These measures are an indispensable element in the creation of a simulation model of the forest formation process in dark coniferous forests. Modeling of such a complex object belongs to the class of modeling large systems, which will be most accessible by dividing it into separate subsystems or blocks. Thus, the purpose of the research was to develop the first part of the algorithm of the simulation model of the process of forest formation in dark coniferous forests, taking into account economic measures. The following tasks were solved: 1) substantiation of the theoretical part of the process of forest formation of dark coniferous forest plantations; 2) development of a general scheme of the forest formation process; 3) development of the first part of the algorithm of the forest formation process of dark coniferous forests. The results of the work are the algorithm of the first block of the model of the forest formation process of dark coniferous plantations, designed for its computer implementation. The development of the proposed algorithm using forest inventory materials will create a system for digital prototyping of the forest formation process.