Информац_технологии_Черных_2000

- 191 -

Рубки главного пользования

шаг моделирования

Рубки главного пользования

4 5 6 7 шаг моделирования

Рис. 6.16. Изменение запасов древоспюев по шагам моделирования: вариант с имитацией сплошных рубок главного пользования (без рубок

ухода)

- 192 -

Вариант с рубками ухода

шаг моделирования

Вариант с рубками ухода

Рис. 6.17. Изменение запасов древостоев по шагам моделирования: вариант с имитацией рубок главного пользования и рубок ухода

развиваться под пологом березы. Что касается осины, то после 5 шага моделирования запас этой породы вышел на плато.

Для второго варианта моделирования (имитация сплошных рубок) динамика изменения запаса древесины на корню также тесно связана с динамикой изменения запаса березовых древостоев (рис. 6.16). Для этого варианта моделирования резкое падение запаса березы происходит на 3 шаге,

- 194 -

ограничений трудовых и материально-технических средств получены следующие объемы работ (табл. 6.6). В результате проведения расчетов по комплексу программ "Лесной массив" получены объемы лесохозяйственных мероприятий на период 2000-2009 гт (табл. 6.7).

Распределение объемов лесохозяйственных работ

Таблица 6.6

В результате проведения поэтапных оптимизационных расчетов с учетом ограничений трудовых и материально-технических средств получены следующие объемы работ (табл. 6.8).

Таким образом, применение оптимизационных моделей дает возможность наиболее рационально распределить проведение лесохозяйственных мероприятий в пределах периода с учетом имеющихся материально-технических, финансовых и трудовых ресурсов. На рис. 6.18 представлены объемы удаляемых запасов для моделируемого лесного массива, рассчитанные на десятилетние периоды с 2000 по 2099 годы. В результате работы модуля лесохозяйственных мероприятий для вышеуказанных десятилетних периодов были получены объемы необходимых затрат для проведения этих работ. Сопоставление этих объемов с имеющимися ресурсами трудовых и материально-технических средств модельного объекта показывает, что не всегда намечаемые работы могут быть выполнены. На рис. 6.19 представлены скорректированные объемы удаляемых запасов, полученные с учетом имеющихся ресурсов трудовых и материально-технических средств. Сравнение рис. 6.18 и 6.19 показывает, что учет ресурсов трудовых и материально-технических средств приводит к более сглаженным результатам, так как происходит некоторое перераспределение объемов работ по периодам.

В результате проведенного анализа становится очевидной необходимость введения обратной связи в информационную схему работы модели, а также введение блока оптимизационных расчетов. Оптимизационные расчеты предлагается проводить в два этапа для тех периодов, в которых нет возможности провести намеченные лесохозяйственные мероприятия в полном объеме. На втором этапе следует брать только выделы, ще должны быть проведены рубки переформирования и на них провести оптимизацию с целью получения очередности их осуществления.

Объем удаляемого запаса по лесоводственным требованиям

- 196 -

Рис. 6.18. Моделирование с учетом лесоводственных требований

Объем удаляемого запаса с учетом экономических возможностей

Рис. 6.19. Моделирование с учетом экономических условий

6.2.13. Оценка биоразнообразия лесных массивов при имитации разных вариантов лесохозяйственного воздействия

- 197 -

Мировое сообщество обеспокоено сохранением биологического разнообразия и разработкой технологий устойчивого использования его компонентов с возможностью получения выгод в результате разумной хозяйственной деятельности. На это направлена вступившая в силу в 1993 г. Конвенция о биологическом разнообразии (Convention on Biological Diversity). Исследователи констатируют, что биологическое разнообразие существенно сокращается в результате антропогенной деятельности, в том числе, несомненно, при ведении лесного хозяйства. Влияние разных вариантов лесохозяйственной деятельности на изменение биоразнообразия лесных экосистем исследовалось в рамках информационного комплекса МО- ДЕЛЬ-СУБД-ГИС с точки зрения следующих задач: 1) выбор таксационных показателей, которые можно использовать для оценки биоразнообразия лесных экосистем на уровне отдельного лесного хозяйства; 2) оценка влияния на биоразнообразие разных способов ведения лесного хозяйства.

Выбор показателей для оценки, биоразнообразия

При всем многообразии подходов к оценке биоразнообразия (Magurran, 1988) их применение в лесном хозяйстве ограничено -возможно использовать только показатели, рассчитанные на основе стандарных таксационных параметров древостоев. Такое ограничение набора исходных параметров представляется допустимым, поскольку известно, что возрастной и породный состав древесного яруса в значительной степени определяет биоразнообразие экосистем, в частности, флористическое разнообразие нижних ярусов леса. Это положение основывается на современных представлениях о структуре и динамике лесных экосистем (гэп-парадигме), согласно которым состояние эдификаторной древесной синузии в значительной степени определяет состояние подчиненных синузий автотрофных и гетеротрофных организмов

[13,106].

Для формирования показателей оценки биоразнообразия лесных массивов из перечня стандартных таксационных параметров были выбраны следующие: 1) породный состав древостоев, 2) класс возраста древостоев, 3) площадь таксационного выдела с определенными значениями параметров таксационного описания, 4) запас на таксационном выделе с определенными значениями параметрами таксационного описания, 5) ярусная структура, 6) полнота. Выбор этих показателей был основан на перечне параметров, используемых для расчета индикаторов для критерия сохранения и поддержания биологического разнообразия лесов и вклада их в глобальный углеродный цикл [49]. Указанные "Критерии и индикаторы устойчивого управления лесами Российской Федерации" разработаны для оценки биоразнообразия лесных экосистем территорий отдельных регионов. Ниже предпринята попытка расширить перечень указанных индикаторов для территорий уровня отдельного лесного хозяйства.

На основе выборок из базы данных таксационных описаний по названным признакам для всего лесного массива и отдельных его частей были получены следующие показатели: 1) соотношение площадей, занятых древесными породами разных типов стратегии, 2) соотношение площадей,

- 198 -

занятых древостоями разного породного состава, 3) соотношение площадей, занятых разным числом древесных пород, 4) соотношение площадей, занятых древостоями с разной полнотой первого яруса, 5) соотношение площадей, занятых древостоями с разной ярусной структурой, 6) соотношение запасов древостоев разного породного состава, 7) соотношение площадей, занятых древостоями разного класса возраста, 8) частотное распределение выделов по размерным классам (как показатель пространственной структуры).

Использование этих показателей позволяет получить некоторые оценки биоразнообразия как для реальных лесных массивов (на основе баз данных лесотаксационных описаний), так и для моделируемых лесных массивов (в рамках информационного комплекса МОДЕЛЬ-СУБД-ГИС).

Оценка биоразнообразия при моделировании лесохозяйственных воздействий

На примере леспаркхоза "Горки" моделировали динамику древостоя при двух вариантах лесохозяйственных воздействий: 1) только рубки главного пользования при достижении древостоем возраста спелости (далее по тексту "первый сценарий"); 2) рубки ухода и рубки главного пользования (далее по тексту "второй сценарий"). В результате проведения вычислительных экспериментов были получены повыдельные базы данных модельного лесного массива на 10 шагов моделирования (100 лет) по двум сценариям лесохозяйственных воздействий (подробнее см. предыдущие разделы).

Соотношение площадей, занятых видами разных типов стратегий

Для ненарушенного лесного покрова в экологически благоприятных условиях характерно абсолютное доминирование конкурентных видов (7080%) и небольшое участие толерантных (10-20%) и реактивных видов (5- 10%) [104,106]. Доля участия древесных видов разных типов стратегий тесно связана со степенью нарушенности лесов. Для послепахотных лесов в настоящее время характерно преобладание реактивных видов, представленных березой и осиной, а доля конкурентных и толерантных видов крайне мала. Для менее нарушенных лесов на длительно лесных территориях характерно преобладание конкурентных и толерантных видов. Имитационное моделирование позволяет показать влияние разных видов лесохозяйственных воздействий на изменение соотношения древесных видов разных типов стратегий. Площади, занятые конкурентными видами, представляют собой старовозрастные порослевые древостой дуба, уходящие в рубки на первых шагах моделирования. С этим связано уменьшение доли конкурентных видов на 5 шаге моделирования по сравнению с исходным состоянием. Сплошные рубки приводят к абсолютному преобладанию реактивных видов по площади и резкому сокращению доли конкурентных и толерантных видов. Проведение наряду со сплошными рубками рубок ухода приводит к увеличению доли насаждений, в древостоях которых доминируют конкурентные виды (дуб и ель), особенно на длительно лесных землях (рис.

- 199 -

6.20).

Возрастная структура

Для современной возрастной структуры древостоев модельного объекта характерно резкое преобладание 70-80-летних насаждений, что связано с проведением сплошных рубок в начале XX века. Для нормального леса распределение площадей по возрастным классам должно быть выровненным. Прогноз изменения возрастной структуры с помощью моделирования показал, что ни один из вариантов лесохозяйственных воздействий применительно к модельному объекту не обеспечивает приближения его к нормальному лесу. Моделирование позволяет предсказывать возрастную структуру лесов на многие десятилетия вперед при разных сценариях хозяйственного использования территории (рис. 6.21).