Математическое моделирование динамики развития лесного хозяйства Пермского края

Авторы

  • Д.А. Брацун Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет image/svg+xml
  • А.К. Колесников Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет image/svg+xml
  • А.В. Люшнин Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет image/svg+xml

DOI:

Ключевые слова:

сложные системы, пространственно-распределенные системы, модели с индивидуальной динамикой

Аннотация

Моделируются процессы зарождения, роста и структурообразования лесных массивов, характерных для Пермского края. Модель построена как сложная система, в которой каждая популяция растений представлена множеством отдельных деревьев, вступающих в конкуренцию друг с другом. Одним из главных факторов пространственно-временной самоорганизации системы была выбрана борьба за световую энергию. Для каждого дерева вычислялось интегральное количество света, получаемое им в течение года с учетом расположения и размеров его соседей. Другими важными факторами, учтенными в модели, являются восприимчивость к свету, скорость роста, диапазон распространения и приживаемость семян, уровень смертности и другие параметры. Значения параметров, заложенных в модель, были получены с помощью реальной лесоустроительной информации Пермского края. С одной стороны, работа имеет фундаментальное значение, так как вопрос о механизмах формирования макроскопических динамических структур в экологических сообществах далек от своего полного понимания. С другой стороны, разработанная модель может быть использована для более эффективного планирования в лесном хозяйстве области.

Биографии авторов

  • Д.А. Брацун, Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
    доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой теоретической физики и компьютерного моделирования
  • А.К. Колесников, Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
    кандидат физико-математических наук, ректор
  • А.В. Люшнин, Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет
    кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики и компьютерного моделирования

Библиографические ссылки

  1. Аптуков А.М., Брацун Д.А. Моделирование групповой динамики толпы, паникующей в ограниченном пространстве // Вестник Пермского ун-та. Механика. – 2009. – Вып. 3(29). – C. 18–23.
  2. Белковская Т.П., Безгодов А.Г., Овеснов С.А. Сосудистые растения Вишерского заповедника. – Пермь.: изд-во ПГУ. – 2004. – 104 с.
  3. Брацун Д.А. Эффект возбуждения подкритических колебаний в стохастических системах с запаздыванием. Ч. I. Регуляция экспрессии генов // Компьютерные исследования и моделирование. – 2011. – Т. 3. – № 4. – С. 431–438.
  4. Брацун Д.А., Захаров А.П. Моделирование пространственно-временной динамики циркадианных ритмов Neurospora crassa // Компьютерные исследования и моделирование. – 2011. – Т. 3. – № 2. – С. 191–213.
  5. Брацун Д.А., Колесников А.К., Люшнин А.В., Шкараба Е.М. Моделирование пространственновременной динамики лесного массива // Вестн. Пермского ун-та. Сер.: Математика. Механика. Информатика. – 2009. – Вып. 3(29). – С. 24–31.
  6. Брацун Д.А., Люшнин А.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612434 «Урал-Лес». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 6 марта 2012 г.
  7. Лесной фонд России. Справочник. – М.: изд-во ВНИИЦлесресурс, 1995. – 280 с.
  8. Мюррей Дж. Математическая биология. Т. 1. Введение. – Ижевск: изд-во ИКИ–РХД, 2009. – 774 с.
  9. Официальный сайт Министерства природных ресурсов Пермского края. URL: http://priroda.permkrai.ru/.
  10. Чабак Е. Для кого спеет лес? Обзор ЛПК Пермского края // ЛесПромИнформ, 2009. – № 8. – С. 73–76.
  11. Botkin D.B., Janak J.F., Wallis J.R. Some ecological consequences of computer model of forest growth // J. Ecology. – 1972. – Vol. 60. – P.101–116.
  12. Bratsun D., Volfson D., Hasty J., Tsimring L. Delay-induced stochastic oscillations in gene regulation // PNAS. – 2005. – Vol. 102. – No 41. – P. 14593–14598.
  13. Bratsun D.A., Lyushnin A.V., Dubova I.Yu., Krylova M.V. Computational modeling of collective behavior of panicked crowd escaping multi-floor branched building // Book of abstracts of European Conference on Complex Systems. – Brussels, Belgium, 2012. – P. 121.
  14. Greig-Smith P. Pattern in vegetation // J. Ecol. – 1979. – Vol. 67. – P. 755–779.
  15. Kershaw K.A. Pattern in Vegetation and Its Causality // Ecology. – 1963. – Vol. 44. – P. 377–388.
  16. Lefever R., Lejeune O. On the Origin of Tiger Bush // Bull. Math. Biol. – 1997. – Vol. 59. – P.263–294.
  17. Levin S.A. The problem of pattern and scale in ecology // Ecol. – 1992. – Vol. 73. – P. 1943–1967.
  18. Pacala S.W., Canham C.D., Silander J.A. Forest models defined by field measurements: 1 the design of a northeastern forest simulator // Can. J. For. Res. – 1993. – Vol. 23. – P. 1980–1988.
  19. Ponce V.M., Cunha C.N. Vegetated earth mounds in tropical savannas of Central Brazil: A synthesis // J. Biogeogr. – 1993. – Vol. 20. – P. 219–225.
  20. Valentin C., D’Herbes J.M., Poesen J. Soil and water components of banded vegetation patterns // Catena 37. – 1999. – P. 1–24.

###

  1. Aptukov A.M., Bracun D.A. Modelirovanie gruppovoj dinamiki tolpy, panikuusej v ogranicennom prostranstve // Vestnik Permskogo un-ta. Mehanika. - 2009. - Vyp. 3(29). - C. 18-23.
  2. Belkovskaa T.P., Bezgodov A.G., Ovesnov S.A. Sosudistye rastenia Viserskogo zapovednika. - Perm’.: izd-vo PGU. - 2004. - 104 s.
  3. Bracun D.A. Effekt vozbuzdenia podkriticeskih kolebanij v stohasticeskih sistemah s zapazdyvaniem. C. I. Regulacia ekspressii genov // Komp’uternye issledovania i modelirovanie. - 2011. - T. 3. - No 4. - S. 431-438.
  4. Bracun D.A., Zaharov A.P. Modelirovanie prostranstvenno-vremennoj dinamiki cirkadiannyh ritmov Neurospora crassa // Komp’uternye issledovania i modelirovanie. - 2011. - T. 3. - No 2. - S. 191-213.
  5. Bracun D.A., Kolesnikov A.K., Lusnin A.V., Skaraba E.M. Modelirovanie prostranstvennovremennoj dinamiki lesnogo massiva // Vestn. Permskogo un-ta. Ser.: Matematika. Mehanika. Informatika. - 2009. - Vyp. 3(29). - S. 24-31.
  6. Bracun D.A., Lusnin A.V. Svidetel’stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dla EVM No 2012612434 <>. Zaregistrirovano v Reestre programm dla EVM 6 marta 2012 g.
  7. Lesnoj fond Rossii. Spravocnik. - M.: izd-vo VNIIClesresurs, 1995. - 280 s.
  8. Murrej Dz. Matematiceskaa biologia. T. 1. Vvedenie. - Izevsk: izd-vo IKI-RHD, 2009. - 774 s.
  9. Oficial’nyj sajt Ministerstva prirodnyh resursov Permskogo kraa. URL: http://priroda.permkrai.ru/.
  10. Cabak E. Dla kogo speet les? Obzor LPK Permskogo kraa // LesPromInform, 2009. - No 8. - S. 73-76.
  11. Botkin D.B., Janak J.F., Wallis J.R. Some ecological consequences of computer model of forest growth // J. Ecology. - 1972. - Vol. 60. - P.101-116.
  12. Bratsun D., Volfson D., Hasty J., Tsimring L. Delay-induced stochastic oscillations in gene regulation // PNAS. - 2005. - Vol. 102. - No 41. - P. 14593-14598.
  13. Bratsun D.A., Lyushnin A.V., Dubova I.Yu., Krylova M.V. Computational modeling of collective behavior of panicked crowd escaping multi-floor branched building // Book of abstracts of European Conference on Complex Systems. - Brussels, Belgium, 2012. - P. 121.
  14. Greig-Smith P. Pattern in vegetation // J. Ecol. - 1979. - Vol. 67. - P. 755-779.
  15. Kershaw K.A. Pattern in Vegetation and Its Causality // Ecology. - 1963. - Vol. 44. - P. 377-388.
  16. Lefever R., Lejeune O. On the Origin of Tiger Bush // Bull. Math. Biol. - 1997. - Vol. 59. - P.263-294.
  17. Levin S.A. The problem of pattern and scale in ecology // Ecol. - 1992. - Vol. 73. - P. 1943-1967.
  18. Pacala S.W., Canham C.D., Silander J.A. Forest models defined by field measurements: 1 the design of a northeastern forest simulator // Can. J. For. Res. - 1993. - Vol. 23. - P. 1980-1988.
  19. Ponce V.M., Cunha C.N. Vegetated earth mounds in tropical savannas of Central Brazil: A synthesis // J. Biogeogr. - 1993. - Vol. 20. - P. 219-225.
  20. Valentin C., D’Herbes J.M., Poesen J. Soil and water components of banded vegetation patterns // Catena 37. - 1999. - P. 1-24.

Загрузки

Опубликован

2014-01-15

Выпуск

№ 3 (2013)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Брацун, Д., Колесников, А., & Люшнин, А. (2014). Математическое моделирование динамики развития лесного хозяйства Пермского края. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 3, 5-12. https://journal-dev.icmm.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2013n3p1