ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ………..………..……….………….. 7
ГЛАВА 1. Состояние проблемы………..………..………..………..…..……..… 19
1.1 Проблема устойчивого развития, глобальная роль лесов и их
адаптационные возможности при изменении климата………..………….. 19
1.1.1 Общие положения………..………..………..………..………….......... 19
1.1.2 Видовая адаптационная специфика………..………..……………….. 27
1.1.3 Проблема прогнозирования засух и их последствий……………..... 31
1.1.4 Закон лимитирующего фактора Либиха-Шелфорда………….......... 32
1.2 Всеобщие аллометрические модели фитомассы деревьев, модели
смешанных эффектов и климатически обусловленные модели………….. 38
1.2.1 Всеобщие аллометрические модели………..………..…..…………... 38
1.2.2 Модели смешанных эффектов………..………..………...…………... 44
1.2.3 Климатически обусловленные модели фитомассы на уровне
деревьев………..………..………..………..………..………..…..…..... 47
1.3 Актуальность дистанционного зондирования фитомассы лесного
покрова………..………..………..………..………..………..………..……… 51
1.3.1 Общие положения………..………..………..………..………..…........ 51
1.3.2 Перспективы лазерной технологии в оценке фитомассы лесов…… 53
1.3.3 Возможности лазерной идентификации древесных видов……........ 56
1.3.4 Аллометрические модели для дистанционной оценки фитомассы
деревьев………………………………………………………………... 59
1.3.4.1 Моделирование фитомассы деревьев в открытых
древесных сообществах на основе прямых измерений размеров
кроны………..………..………..………..………..………..…………... 59
1.3.4.2 Моделирование фитомассы деревьев в сомкнутых лесных
сообществах на основе прямых измерений размеров кроны………. 61
1.3.4.3 Моделирование фитомассы деревьев в сомкнутых лесных
сообществах на основе традиционных аллометрических
зависимостей с включением размеров кроны в качестве
дополнительных независимых переменных…………………………. 62
3
1.3.4.4 Рекурсивные модели фитомассы деревьев, совмещающие
результаты наземной и лазерной таксации………………………... 64
1.3.4.5 Выбор структуры модели, предназначенной для оценки
фитомассы деревьев путем лазерного зондирования…………........ 68
1.4 Фитомасса и чистая первичная продукция насаждений в
географических градиентах………………………….………..…………….. 71
1.4.1 Регионализация всеобщих моделей путем введения фиктивных
переменных………..………..………..………..………..……………... 71
1.4.2 Модели фитомассы на уровне древостоев….....………..…………… 73
1.4.3 Модели чистой первичной продукции на уровне древостоев……... 77
1.5 Изменение фитомассы деревьев и древостоев в территориальных
градиентах температур и осадков………..………..………..………..……... 79
1.6 Относительные показатели фитомассы деревьев и древостоев
лесообразующих древесных родов Евразии в градиентах природной
зональности и континентальности климата………..………..…………….. 80
1.6.1 Продуктивность ассимиляционного аппарата ……………………... 81
1.6.2 Отношение подземной фитомассы к надземной …………………… 82
1.6.3 Охвоенность побегов сосны обыкновенной в географических
градиентах Евразии………..………..………..………..……………… 86
1.6.3.1 Общие положения………..………..………..………………… 86
1.6.3.2 Плотность охвоения побегов как индикатор загрязнения
среды………..………..………..………..………....…………………... 88
1.6.3.3 Плотность охвоения побегов в географических
координатах на примере сосны обыкновенной………..………......... 93
1.7 Прогностические возможности чувствительных к изменению климата
моделей фитомассы деревьев и древостоев при использовании
принципа пространственно-временнóго замещения……………………… 100
1.8 Квалиметрические показатели фитомассы: географические аспекты…… 101
1.8.1 Плотность древесины и коры деревьев………..………..…………… 101
1.8.2 Содержание сухого вещества в компонентах фитомассы…………. 105
Заключение по главе 1………..………..………..………..…………... 109
ГЛАВА 2. Базы данных и методология исследования………..……………... 112
2.1 Общие сведения об используемых базах данных………..………………... 112
4
2.2 О качественном уровне сформированных баз данных о
биопродуктивности лесов Евразии………..………..………..……………... 126
2.3 Обоснование выбора зимней, а не летней или среднегодовой
температуры, при разработке моделей фитомассы, чувствительных к
изменению климата………..………..………..………..………..…………… 130
2.4 Моделирование массы отмерших ветвей растущих деревьев и ее вклад в
углеродный пул лесной экосистемы………..………..………...................... 141
2.5 Сравнительный анализ некоторых структур регрессионных моделей с
целью выбора наиболее приемлемой для реализации цели нашего
исследования………..………..………..………..………..………..……......... 161
2.5.1 Увеличение вклада климатических переменных в объяснение
изменчивости фитомассы деревьев в связи с отклонением модели
от аллометрии (на примере рода Quercus L.) ………………………. 161
2.5.2 О базисной плотности ствола в качестве одной из независимых
переменных в модели фитомассы дерева………..….......................... 163
2.5.3 О выборе структуры регрессионной модели фитомассы и чистой
первичной продукции древостоев………..………..………………… 166
Заключение по главе 2………..………..………..………..…….…….. 168
ГЛАВА 3. Всеобщие видоспецифичные аллометрические модели
фитомассы деревьев лесообразующих родов Евразии………..………..…… 172
3.1 Всеобщие аллометрические модели фитомассы для наземной
таксации………..………..………..………..………..………..……….…...… 172
3.1.1 Оценка фитомассы деревьев по диаметру ствола на высоте
груди………..………..………..………..………..………..…………… 173
3.1.2 Оценка фитомассы деревьев по диаметру ствола и высоте
дерева………..………..………..………..………..………..…..…........ 185
3.1.3 Вклад длины кроны в объяснение изменчивости фитомассы
деревьев посредством аллометрических моделей………..………… 192
3.2 Всеобщие аллометрические модели, предназначенные для оценки
фитомассы по данным лазерного зондирования………..………..………... 204
Заключение по главе 3………..………..………..………..………….. 218
ГЛАВА 4. Аллометрические модели надземной фитомассы деревьев для
наземной таксации лесообразующих родов Евразии, чувствительные к
изменению температур и осадков, в контексте закона лимитирующего
фактора Либиха-Шелфорда………..………..…………………………………... 221
5
4.1 Закономерности изменения фитомассы деревьев лесообразующих видов
(родов) в территориально распределенных градиентах температур и
осадков и проверка их соответствия действию закона лимитирующего
фактора на трансконтинентальном уровне………………………………… 221
4.2 Использование построенных моделей, чувствительных к
территориальным градиентам температур и осадков, для
прогнозирования изменений фитомассы деревьев в темпоральных
градиентах температур и осадков на основе принципа пространственновременнóго замещения………..………..………..………..………..……….. 238
Заключение по главе 4………..………..………..………..………….. 245
ГЛАВА 5. Аллометрические модели фитомассы деревьев для лазерного
зондирования лесообразующих родов Евразии, чувствительные к
изменению температур и осадков, в контексте закона лимитирующего
фактора………..………..………….…..…………………………………………... 247
5.1 Закономерности изменения надземной фитомассы деревьев в
территориальных градиентах температур и осадков и проверка их
соответствия действию закона лимитирующего фактора на
трансконтинентальном уровне………..………..………..………..………… 247
5.2 Использование построенных моделей, чувствительных к
территориальным градиентам температур и осадков, для
прогнозирования изменений надземной фитомассы деревьев в
темпоральных градиентах температур и осадков на основе принципа
пространственно-временнóго замещения………..………..………..……… 261
Заключение по главе 5………..………..………..………..…………... 265
ГЛАВА 6. Регрессионные модели фитомассы древостоев
лесообразующих родов Евразии, чувствительные к изменению
температур и осадков, в контексте закона лимитирующего фактора…….. 267
6.1 Закономерности изменения фитомассы древостоев лесообразующих
видов (родов) в территориально распределенных градиентах температур
и осадков и проверка их соответствия действию закона лимитирующего
фактора на трансконтинентальном уровне………………………………… 267
6.2 Использование построенных моделей, чувствительных к
территориальным градиентам температур и осадков, для
прогнозирования изменений фитомассы древостоев в темпоральных
градиентах температур и осадков на основе принципа пространственновременнóго замещения………..………..….………....................................... 283
Заключение по главе 6………..………..………..………..…………... 285
6
ГЛАВА 7. Регрессионные модели надземной чистой первичной
продукции древостоев лесообразующих родов Евразии, чувствительные
к изменению температур и осадков, в контексте закона лимитирующего
фактора………..…………………………………..……………………………….. 287
Заключение по главе 7………..………..………..………..…….…….. 289
ГЛАВА 8. Обобщающие закономерности изменения надземной
фитомассы деревьев и древостоев лесообразующих родов в
трансконтинентальных градиентах среднегодовых осадков и средних
температур января………..………..………..………..………..…………..…….. 290
Заключение по главе 8………..………..………..………..…………... 293
ГЛАВА 9. Относительные показатели фитомассы деревьев и древостоев
лесообразующих видов и родов Евразии в территориальных градиентах
температур и осадков в контексте закона лимитирующего фактора……... 294
9.1 Продуктивность ассимиляционного аппарата ………………...………….. 294
9.2 Отношение подземной фитомассы к надземной ………..………………… 308
9.3 Плотность охвоения (облиствения) побегов деревьев лесообразующих
видов в географических и климатических градиентах Евразии…………. 321
9.3.1 Показатель плотности охвоения побегов деревьев сосны
обыкновенной естественного и искусственного происхождения в
градиентах температур и осадков Евразии………………………….. 322
9.3.2 Показатель плотности охвоения побегов деревьев
лесообразующих видов в градиентах температур и осадков
Евразии………………………………………………………………… 327
Заключение по главе 9………..………..………..………..………….. 337
ГЛАВА 10. Квалиметрические показатели фитомассы лесообразующих
родов Евразии в градиентах температур и осадков в контексте закона
лимитирующего фактора…..…..………..………..……………………………... 339
10.1 Изменение базисной плотности древесины и коры лесообразующих
родов Евразии в градиентах температур и осадков……………………….. 339
10.2 Изменение содержания сухого вещества в фитомассе деревьев
лесообразующих родов Евразии в градиентах температур и осадков…… 347
Заключение по главе 10…………………………………….………… 359
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………... 361
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ……………………………………….. 364
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ……………. 365
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………… 366
