BioScience Blog – Научный Биологический блог

Для моделирования древесной растительности использовалась система моделей EFIMOD (Komarov et al., 2003). Имитируемый древостой располагается на квадратной решетке, размеры клеток решетки выбраны таким образом, что в одной клетке не может находиться более одного дерева. Для каждого дерева рассчитывается биомасса компартментов (ствол, ветви, листва, скелетные и тонкие корни). Каждое дерево взаимодействует с соседними, предусмотрены два аспекта взаимодействия: затенение и конкуренция за доступный почвенный азот. Система моделей состоит из четырех основных элементов (подмоделей): модели роста биомассы отдельного дерева, пространственной модели древостоя, модели динамики органического вещества почвы и статистического генератора климата, имитирующего изменение климатических показателей. В качестве экспериментального объекта был выбран Мантуровский лесхоз Костромской области, использованы материалы лесоустройства 1997 года (предоставлены Т.В.Черненьковой, ЦЭПЛ РАН). Были разработаны 4 сценария: А) без рубок; Б) с выборочными рубками; В) с рубками ухода и последующими сплошными рубками; Г) с выборочными рубками с вырубкой лучших деревьев и последующими сплошными рубками. Продолжительность периода моделирования – 200 лет. Результаты моделирования анализировались с целью определения оптимального сценария лесопользования по следующим критериям: 1) динамика запасов углерода в древостое, сухостое и валеже, почвенных пулах; 2) величина эмиссии углекислого газа; 3) чистая первичная продукция экосистемы; 4) видовой состав древостоя и его возрастная структура; 5) число единовременно присутствующих на выделе элементов леса. По результатам модельного эксперимента при сценариях А и Б наблюдается увеличение числа элементов леса, что свидетельствует о возрастании структурного разнообразия растительности; формируются древостои с полночленными левосторонними возрастными спектрами; запас углерода в почве при сценарии А слегка возрастает, затем остается более или менее постоянным; при сценарии Б – испытывает небольшие колебания, вызванные выборочными рубками. Запас углерода в древостое при сценарии А испытывает долгопериодические колебания, связанные со сменой доминантов древостоя; при сценарии Б – испытывает незначительные частые колебания вследствие выборочных рубок. Сценарии В и Г характеризуются постоянным значением числа элементов леса в силу применения сплошных рубок; значительно преобладают деревья I-VI классов возраста; запас углерода в почве испытывает снижение, в основном за счет лабильных пулов органического вещества. Запас углерода в древостое снижается, особенно сильно – при сценарии Г.

Литература.

1. Komarov, A., Chertov, O., Zudin, S., Nadporozhskaya, M., Mikhailov, A., Bykhovets, S., Zudina, E., Zoubkova, E. EFIMOD 2 – A model of growth and elements cycling in boreal forest ecosystems. Ecological Modelling 170 2-3 (2003). – p. 373-392.