Введение к работе
Актуальность проблемы. Рациональное использование природных ра:урсов становится все более актуальной задачей в условиях интенсификации хозяйства. Особо актуальна эта проблема для лесных ресурсов, которые являются не только сырьевой базой для многих отраслей хозяйства, но и средрвостанавляющими и средообразуюцими системами.
Очень важное значение для рационального использования лесных ресурсов имеет повышение продуктивности лесов, которое увеличивает выход лесной продукций с единицы плошадя, а тем самым и улучшает природоохранные и другие свойства леса.
Продуктивность лесного биоценоза определяет много факторов абиотической и биотической природы. По возможности направленного воздействия человеком на группы факторов той или иной природы можно выделить следующие уровни регулирования продуктивности: климатический, эдафический, физиолого-биохимический, генетико-селекционкый и биоценотический (Бузыкин, IS88).
К биоценэтическому (фитоценотическому) уровню относятся факторы, определяющие конкурентные отношения между отдельными индивидами или их группами внутри биоценоза. Если не считать некоторых возможностей воздействия во время посадки лесных культур (выбор густоты посадки), то единственным средством антропогенного воздействия на эти факторы является рубки ухода.
В настоящее время обшелр...знана возможность целенаправленного воздействия на продуктивность древостоя, однако рубки ухода как в нашей стране, так и в зарубежных даже промыиленно развитых странах, до сих пор остаются слабым звеном в системе лесного хозяйства, ограничивая возможности лесовыращивания в целом. (Моисеев. Иевинь.1986). Вместе с тем. по мнению некоторых авторов (Кузьмичев. 1975).до тех пор пока не будут исчерпаны все возможности изменения продуктивности лесов под влиянием структурных особенностей древостоез, экономически нецелесообразно переходить к другим уровням регулирования продуктивности.
В настоящее время существует не мало работ по оптимизации рубок ухода. Однако большинство из них базируются или на чисто статистических или на имитационных математических моделях. Для создания статистических моделей необходим очень большой объем
данных и иэ-эа их малоя эвристической ценности их универсальность очень невелика. Имитационные модели требуют измерения таких показателей древостоя, которые не измеряются при обычной лесной таксации, что препятствует их широкому применению к решению вопросов рубок ухода.
Б связи с этим актуальным вопросом остается создание достаточно простой математической модели роста древостоя, на базе которой возможно было бы провести оптимизацию рубок ухода.
Цель работы. Создание математической модели, описывающей рост одновозрастных насаждений под воздействием рубок . ухода, использующей показатели роста, измеряемые при .обычной лесной таксации, и позволяющей определять оптимальные режимы ухода для разли .ных целевых установок. Создание алгоритма и программ ЭВМ для оптимизации режимов ухода.
Научная новизна. Создана математическая модель, в основу которой положен принцип инвариантности асимптотических кривых относительного диаметра и плотности одновозрастных, однопородных древостоев с различными режимами выращивания, позволяющая определять.оптимальные режимы рубок ухода.
На основе созданной математической модели задача определения оптимального режима рубок с заданной целью выращивания сформулирована как задача дискретного оптимального управления. Разработан алгоритм решения этой задачи на основе метода динамического . программирования и его модификации метода "блуждающей трубки".
Разработан комплект программ для ЭВМ серии ВС, работающих под у правде., лем операционной системой СВМ-ЕС, позволяющей определение оптимального режима ухода с заданной целью выращивания как путем имитации в интерактивном режиме, так и с помощью оптимизации.
Получены оптимальные режимы ухода для различных целевых установок в бруснично- черничных одновозрастных сосняках.
Практическая ценность. Предложенный принцип моделирования и созданные уравнения модели могут быть применены для различных древесных пород и условий произрастания. Разработаны программы для ЭВМ, позволяющие провести идентификацию параметров математической модели по экспериментальным данным..
Численные результаты работы созданного комплекта программ оптимизации рубок ухода могут быть непосредственно использовании
для определения объёмов промежуточного пользования одновоэраетных , чистых лесных насаждения.
Личный вклад автора. Диссертанту пренадлехит все основний теоретические результаты. Сбор экспериментального материала проведен сотрудниками лаборатории Лесоведения и лесноп биологии института Лесного хозяйства Литвы А. Юодвальхисом, Ю. Ионикасом, А. Баркаускасом. Комплект программ имитации и оптимизации процесса рубок ухода разработан совместно с Л. Землене.
Апробация и публикации работы. Результаты диссертация представлены в V публикациях. Основные результаты докладывались и обсуждались на XXVII конференции Литовского математического общества (1986), на научных семинарах отдела Экологических проблем института Математики и кибернетики АН Литвы. В полком объеме диссертационная работа обсуждалась на заседании ученого совета Центра анализа экосистем АН Литвы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, что составляет 148 страниц основного текста, в числе которых 10 рисунков и 15 таблиц, и списка литературы (133 наименований). Общий объем диссертации ІБ2 страниц.