Введение
Глава 1. Математическое моделирование как метод изучения первичной продукции лесных экосистем 8
1.1. Продукционный процесс как объект моделирования 8
1.2. Общие принципы моделирования продукционного процесса 9
1.3 Фотосинтез 11
1.3.1. Факторы внешней среды, регулирующие фотосинтез 15
1.3.2. Влияние устьиц 18
1.3.3. Скорость роста 19
1.3.4. Возрасти структура листьев 20
1.4 Обзор математических моделей продукционного процесса 20
1.5. Моделирование роста дерева 27
1.6. Итог анализа моделей первичной продукции растений 31
Глава 2. Методы исследования радиального роста деревьев. Характеристика природных условий мест исследования 34
2.1. Радиальный рост стволовой древесины и первичная продукция 34
2.2. Дендрохронологические методы анализа радиального роста деревьев 36
2.2.1. Стандартизация как метод устранения возрастного тренда 37
2.2.2. Обобщенные древесно-кольцевые хронологии 38
2.2.3. Функции отклика 39
2.3. Сопоставление модельных и экспериментальных данных по коэффициенту линейной корреляции 41
2.4. Описание мест обитания 42
2.5. Особенности роста исследованных видов хвойных в местах произрастания ... 5 0
2.5.1. Рост лиственницы в Циркумполярном кольце Сибири .. 53
2.5.2. Рост сосны обыкновенной, пихты сибирской и ели сибирской в Средней тайге ... 5 6
2.6. Объекты исследования 58
2.7. Измерение радиального прироста (ширины годичных колец) 60
Глава 3. Эколого-физиологическая имитационная модель роста дерева в зависимости от климатических условий 61
3.1. Базовая структура модели 62
3.2. Блок фотосинтеза ... 64
3.2.1. Представление кроны в моделях «большого листа» 65
3.2.2. Модель фотосинтеза 66
3.3 Микроклиматический блок 72
3.3.1. Оценка ежедневной падающей солнечной радиации 72
3.3.2 Расчет относительной влажности воздуха и дефицита влажности воздуха ...74
3.3.3. Транспирация 75
3.4. Водный баланс в почве 76
3.5. Дыхание 77
3.6. Параметры и константы модели 80
3.6.1. Зависимость параметров модели от температуры листа 80
3.6.2. Определение численных значений коэффициентов и параметров модели ... 82
Глава 4. Анализ радиального роста хвойных в разных климатических и локальных экологических условиях 87
4.1. Влияние погодных факторов на рост лиственницы в пределах Циркумполярного кольца 87
4.1.1. Радиальный прирост лиственницы и законсервированные осадки 92
4.1.2. Функции отклика индексов прироста лиственницы на воздействие климатических факторов 92
4.2. Влияние погодных факторов на рост хвойных в Средней тайге (п. Зотино Средняя тайга) 95
4.2.1. Влияние факторов температуры и осадков на радиальный прирост сосны обыкновенной 95
4.2.2. Влияние факторов температуры и осадков на радиальный прирост ели сибирской и пихты сибирской 97
4.2.3. Родовая специфичность функций отклика индексов прироста сосны, пихты и ели на внешние факторы 103
4.2.4. Реакция на погодные изменения радиального прироста деревьев пихты и ели в связи с разным положением деревьев в древостое ..104
4.3. Климатический сигнал в древесно-кольцевых хронологиях ..106
4.4. Влияние увлажненности мест произрастания 107
Глава 5. Примеры использования эколого-физиологической модели для анализа роста хвойных 119
5.1. Тестирование модели по зависимости скорости ассимиляции и устьичной проводимости от температуры ... 119
5.2. Расчет сезонной динамики фотосинтеза хвойных 122
5.3. Сезонная скорость ассимиляции сосны обыкновенной (Зотино) за 1999 и 2000 гг. 135
5.4. Световая и темновая реакции как внутренние лимитирующие факторы скорости ассимиляции ... 13 8
5.5. Анализ влияния внешних факторов на фотосинтез сосны обыкновенной (Зотино) ... 142
5.5.1. Водный баланс почвы ...142
5.5.2. Корреляционная связь между скоростью ассимиляции С02 сосны и внешними факторами 144
5.6. Погодинная изменчивость скорости ассимиляции ССЬ 152
5.6.1. Учет дыхания при моделировании продуктивности лиственницы и сосны 152
5.6.2. Динамика продуктивности лиственницы и сосны в оптимальные и неблагоприятные периоды времени 156
5.6.3. Причины ослабления корреляционной связи продуктивности с радиальным приростом 161
5.7. Продуктивность пихты сибирской и ели сибирской 166
5.7.1. Подбор параметров модели 167
5.7.2.Динамика продуктивности ели и пихты в пределах полного и оптимального периодов времени 171
5.7.3. Причины ослабления связи продуктивности с радиальным приростом для ели и пихты 175
Основные результаты и выводы ... 180
Заключение ... 182
Список литературы 183
Приложения ...205
