ALLOMETRIC DEPENDANCES APPLICATION TO 1 ASSESS PHYTOMASS OF VARIOUS FRACTIONS OF TREES AND SIMULATION OF THEIR DYNAMICS

Юрий Петрович ДЕМАКОВ; Айнур Султангалиевич ПУРЯЕВ; Валерий Леонидович ЧЕРНЫХ; Леонид Валерьевич ЧЕРНЫХ

ALLOMETRIC DEPENDANCES APPLICATION TO 1 ASSESS PHYTOMASS OF VARIOUS FRACTIONS OF TREES AND SIMULATION OF THEIR DYNAMICS

Юрий Петрович ДЕМАКОВ, Айнур Султангалиевич ПУРЯЕВ, Валерий Леонидович ЧЕРНЫХ, Леонид Валерьевич ЧЕРНЫХ

Abstract

A brief review of some books on application of allometric functions to calculate the phytomass of various fractions of trees, where the predicators are height and diameter of a tree, was carried out. Calculation of parameters of the functions for the trees of major forest forming species was made based on the existing tables for stands bioproductivity. It was shown that two-parameter allometric function Y = a×h^b×(d + 1)² showed the best approximation basic data by volume and oven-dry weight of a stem as well as the total and above ground phytomass of tree, its bark and branches. The function explains more than 99 % of total variance of values for the dependent variables. Y = a×(d + 1)^b function is best suited to assess the phytomass of assimilation instrument (foliage and needles) and the roots of trees. Values of the parameters of the obtained regression equations are strictly specific for each tree species ( the specifity is explained by the peculiarities of the biology of trees and their requirements for environment condition ). The obtained allometric equations may be successfully used both to calculate the phytomass of trees and to reveal the peculiarities of their development, expressed in the change of the assimilates group between different fractions. It is important to note that it is almost impossible to accomplish the above mentioned process by experiments. Thus, for example using the data of stands development in the D₂ forest site type (close to the Kama area in the Republic of Tatarstan), it was determined that regression of trees increment with age was caused by steady growth of force on the annual recovery of their assimilation instrument and reduction of the assimilates group to form new absorbing roots. Besides, the load on the roots in water supply to the crowns was growing. Allometric dependances of phytomass of different fractions of trees on their height and diameter of stem may be also used to choose more perspective species.

Keywords

trees; stem volume; phytomass of a tree; fraction composition; allometry; mathematical models; simulation modelling

Full Text:

PDF (Russian)

References

Усольцев, В. А. Русский лес как гарант энергетической и экологической безопасности России / В.А. Усольцев // Эко-потенциал. – 2014. – № 4. – С. 7-15.

Исаев, А. С. Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесных экосистем России / А.С. Исаев, Г.И. Коровин, А.И. Уткин и др. // Лесоведение. – 1993. – № 5. – С. 3-10.

Уткин, А. И. Биологическая продуктивность лесов. Методы изучения и результаты / А.И. Уткин // Итоги науки и техники. Сер.: Лесоведение и лесоводство. – М.: ВИНИТИ, 1975. – Т. 1. – С. 9-189.

Уткин, А. И. Методика исследований первичной биологической продуктивности лесов / А.И. Уткин // Биологическая продуктивность лесов Поволжья. – М.: Наука, 1982. – С. 59-71.

Демаков, Ю. П. Эколого-ресурсный потенциал древостоев искусственного происхождения сосны и ели в свежих сураменях Марийского Заволжья / Ю.П. Демаков, Т.В. Нуреева, А.А. Белоусов // Вестник Удмуртского университета. Сер.: Биология. Науки о Земле. – 2014. – Вып. 1. – С. 14-25.

Демаков, Ю. П. Потенциальная производительность древостоев основных лесообразующих пород России / Ю.П. Демаков, А.В. Исаев // Эко-потенциал. – 2014. – № 4. – С. 41-50.

Демаков, Ю. П. Эколого-ресурсный потенциал древостоев лесообразующих пород Среднего Поволжья / Ю.П. Демаков, А.В. Исаев, В.Л. Черных // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. – 2014. – № 4 (24). – С. 5-20.

Демаков, Ю. П. Закономерности развития древостоев в сураменях Марийского Заволжья / Ю.П. Демаков, А.В. Исаев, А.А. Симанова // Сибирский лесной журнал. – 2015. – № 1. – С. 43-57.

Уткин, А. И. Аллометрические уравнения для фитомассы по данным деревьев сосны, ели, березы и осины в европейской части России / А.И. Уткин, Д.Г. Замолодчиков, Т.А. Гульбе, Я.И. Гульбе // Лесоведение. – 1996. – № 6. – С. 36-46.

Уткин, А. И. Конверсионные коэффициенты для определения площади листовой поверхности насаждений основных лесообразующих пород России / А.И. Уткин, Л.С. Ермолова, Д.Г. Замолодчиков // Лесоведение. – 1997. – № 3. – С. 74-78.

Уткин, А. И. Определение запасов углерода по таксационным показателям древостоев: метод поучастковой аллометрии / А.И Уткин, Д.Г. Замолодчиков, Т.А. Гульбе и др. // Лесоведение. – 1998. – № 2. – С. 38-53.

Замолодчиков, Д. Г. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объемным коэффициентам / Д.Г. Замолодчиков, А.И. Уткин, Г.Н. Коровин // Лесоведение. – 1998. – № 3. – С. 84-93.

Замолодчиков, Д. Г. Система конверсионных отношений для расчета чистой первичной продукции лесных экосистем по запасам насаждений / Д.Г. Замолодчиков, А.И. Уткин // Лесоведение. – 2000. – № 6. – С. 54-63.

Замолодчиков, Д. Г. Конверсионные коэффициенты фитомасса/запас в связи с дендрометрическими показателями и составом древостоев / Д.Г. Замолодчиков, А.И. Уткин, Г.Н. Коровин // Лесоведение. – 2005. – № 6. – С. 73-81.

Усольцев, В. А. Фитомасса лесов Северной Евразии: база данных и география / В.А. Усольцев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – 708 с.

Усольцев, В. А. Фитомасса лесов Северной Евразии: нормативы и элементы географии / В.А. Усольцев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2002. – 762 с.

Усольцев, В. А. Биологическая продуктивность лесов Северной Евразии: методы, база данных и ее приложения / В.А. Усольцев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2007. – 636 с.

Глинский, Б. А. Моделирование как метод научного исследования: гносеологический анализ / Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, Е.П. Никитин. – М.: МГУ, 1965. – 248 с.

Усольцев, В. А. Моделирование распределения ассимилянтов в фитомассе деревьев: законы или закономерности? / В.А. Усольцев, К.С. Субботин, Д.С. Гаврилин, Ю.В. Норицина // Эко-потенциал. – 2015. – № 1. – С. 15-32.

Gould, S. Allometry and size in ontogeny and phylogeny / S. Gould // Biological Reviews. – 1966. – Vol. 41. – Pp. 587-640.

Шмидт, В. М. Аллометрический рост органов растений / В.М. Шмидт // Применение математических методов в биологии. – Л.: ЛГУ, 1969. – Вып. 4. – С. 109-116.

Дюльдин, А. А. Коэффициент вариации и аллометрия / А.А. Дюльдин // Экология. – 1973. – № 6. С. 97-99.

Кофман, Г. Б. Уравнения роста и онтогенетическая аллометрия / Г.Б. Кофман // Математическая биология развития. – М.: Наука, 1982. – С. 49-55.

Кофман, Г. Б. Рост и форма деревьев / Г.Б. Кофман. – Новосибирск: Наука, 1986. – 211 с.

Усольцев, В. А. Моделирование структуры и динамики фитомассы древостоев / В.А. Усольцев. – Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1985. – 191 с.

Усольцев, В. А. Рост и структура фитомассы древостоев / В.А. Усольцев. – Новосибирск: Наука, 1988. – 253 с.

Niklas, K. J. Plant allometry: is there a grand unifying theory? / K.J. Niklas // Biological Reviews. – 2004. – Vol. l. 79. – Pp. 871-889.

Poorter, H. Biomass allocation to leaves, stems and roots: meta-analyses of interspecific variation and environmental control / H. Poorter, K.J. Niklas, P.B. Reich et al. // New Phytologist. – 2012. – Vol. 193. – Pp. 30-50.

Карманова, И. В. Математические методы изучения роста и продуктивности растений / И. В. Карманова. – М.: Наука, 1976. – 223 с.

Кузьмичев, В. В. Закономерности роста древостоев / В.В. Кузьмичев. – Новосибирск: Наука, 1977. – 160 с.

Богачев, А. В. Методы таксации лесного и лесосечного фонда / А. В. Богачев, Н. С. Свалов // Итоги науки и техники. Сер.: Лесоведение и лесоводство. – М.: ВИНИТИ, 1978. – Т. 2. – С. 7-209.

Пузанова, Т. А. Вычисление запасов стволовой древесины в молодняках сосны / Т.А. Пузанова, В.В. Кузьмичев // Известия СО АН СССР. Серия биологическая. – 1979. – № 10, Вып. 2. – С. 27-31.

Пшеничникова, Л. С. Продуктивность сосновых молодняков разной густоты / Л. С. Пшеничникова // Факторы продуктивности леса. – Новосибирск: Наука, 1989. – С. 36-52.

Демаков, Ю. П. Диагностика устойчивости лесных экосистем: методологические и методические аспекты / Ю.П. Демаков. – Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл, 2000. – 415 с.

Бобкова, К. С. Пул углерода фитомассы древостоев сосняков чернично-сфагновых средней тайги европейского северо-востока / К.С. Бобкова, А.Ф. Осипов, Э.П. Галенко // Хвойные бореальной зоны. – 2013. – Т. ХХХ, № 1. – С. 42-45.

Шанин, В. Н. Моделирование горизонтального распространения корней деревьев в различных условиях местообитания / В.Н. Шанин // Лесоведение. – 2015. – № 2. – С. 130-139.

Refbacks

There are currently no refbacks.

Username
Password
Remember me

Vestnik of Volga State University of Technology. Series: Forest. Ecology. Nature Management