Эмблема ИФА

Эмблема Лаборатории

Институт физики атмосферы
им. А.М.Обухова РАН

Лаборатория Математической Экологии

ENGLISH




Сотрудники

История

Проекты

Публикации

 

РОЛЬ МЕЖВИДОВОЙ КОНКУРЕНЦИИ И СПОСОБОВ РАЗМНОЖЕНИЯ В ДИНАМИКЕ ВИДОВ–ДОМИНАНТОВ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ЛЕСА НА ВЫРУБКАХ

Проект 05–04–49291 поддержан РФФИ,
рук. д.ф.-м.н., проф. Д.О. Логофет

Дата выполнения проекта   2005–2007

Информация о проекте

ИТОГОВЫЙ КРАТКИЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ

Синтез полевых, теоретических и модельных исследований позволил представить ранние стадии вторичных сукцессий на вырубках как результат конкуренции между видами-доминантами (вейники, малина, ель, береза, осина). Динамика популяционной структуры видов-доминантов, появляющихся после смен растительности ельников в результате сплошной вырубки, изучена на постоянных пробных площадях, заложенных в разное время в нескольких типах леса в охранной зоне Центрально-Лесного государственного заповедника (Тверская обл.). Растительность на каждой площадке представляет типичной вариант с доминированием одного вида: вейника наземного (Calamagrostis epigeios (L.) Roth.), вейника седеющего (Calamagrostis canescens (Web.) Roth.) или малины (Rubus idaeus L.),– или со сменой доминирования березой повислой (Betula pendula Roth.) или осиной (Populus tremula L.). Жизненные циклы каждого растения ослеживались на протяжении ряда лет в терминах соответствующих онтогенетических шкал, возраста и происхождения (вегетативное/семенное). Созданы новые и пополнены существующие базы данных по видам, объединяющие многолетние наблюдения за маркированными особями. Предложена концептуальная схема учета эффектов конкуренции в динамике изучаемых видов, и нелинейная матричная модель динамики двух популяций, обладающих нетривиальными дискретными структурами и конкурирующих за общие ресурсы, построена как расширение линейных моделей динамики одновидовых популяций со стадийно-возрастной структурой. Нелинейная модель, откалиброваная на данных по совместной динамике березы повислой и вейника наземного, иллюстрирует наблюдаемую смену доминирования и прогнозирует устойчивое развитие березового леса с угнетенной популяций вейника. Как объект более общего математического анализа, модель обладает потенциалом и для прогноза иных вариантов вторичной сукцессии. Соответствующее программное обеспечение разработано в среде MatLab.

Публикации по проекту

Logofet D.O., Belova I.N. 2008.
Nonnegative matrices as a tool to model population dynamics: classical models and contemporary expansions // Journal of Mathematical Sciences. (in press).

Logofet D.O., Ulanova N. G., Klochkova I. N. and Demidova A. N. 2006. Structure and dynamics of a clonal plant population: Structure and dynamics of a clonal plant population: Classical model results in a non-classic formulation.   Ecological Modelling. Vol. 192, №.1-2. P. 95-106

Ulanova N.G., Zavalishin N.N. and Logofet D.O. 2007.
Competition between and within aspen (Populus tremula) and raspberry (Rubus idaeus) after clear-cutting: matrix models of structured populations dynamics // Forest Science and Technology. Vol. 3, №1. 15 p.(in press).

Zhukovskaya O.V., Ulanova N.G. 2006.
Influence of brushing frequency on birch population structure after felling // Ecoscience. V.13. № 2. P. 219-225.

Богданова Н.Н., Уланова Н.Г.
Динамика растительности после сплошной рубки ельников охранной зоны ЦЛГПБЗ // Заповедники России и устойчивое развитие. Материалы конференции. Труды Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника, 2007, вып. 5. С. 254-261.

Логофет Д.О., Белова И.Н. 2007.
Неотрицательные матрицы как инструмент моделирования динамики популяций: классические модели и современные обобщения // Фундаментальная и прикладная математика. Москва. Т. 13, № 4. С. 145-164.

Новоселова Е.А., Уланова Н.Г. 2007.
Популяционная биология малины (Rubus idaeus L.) на территории ЦЛГПБЗ // Заповедники России и устойчивое развитие. Материалы конференции. Труды Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника, вып. 5. С. 301-309.

Уланова Н. Г. 2006.
Восстановительная динамика растительности сплошных вырубок и массовых ветровалов в ельниках южной тайги (на примере европейской части России). // Автореф. дис. ... доктора биол. наук. М. 46 с.

Уланова Н.Г. 2007.
Механизмы сукцессий растительности сплошных вырубок в ельниках южной тайги // Актуальные проблемы геоботаники. Материалы III Всероссийской школы–конференции 24-28 сентября 2007. Лекции, Петрозаводск, Изд-во КарНЦРАН. С. 199-211.

Уланова Н.Г. 2007.
Мониторинговые исследования растительности вырубок охранной зоны ЦЛГПБЗ проводимые сотрудниками биологического факультета МГУ // Заповедники России и устойчивое развитие. Материалы конференции. Труды Центрально-Лесного государственного природного биосферного заповедника, Великие Луки, вып. 5. С. 321-328.

Уланова Н.Г. 2007.
Экологические последствия сплошной рубки в таежных лесах России // Биологическое образование и общество знаний: Мат-лы Всерос. конф., Брянск. М.:МАКС Пресс. С. 136-147.

Уланова Н.Г., Белова И.Н., Логофет Д.О.
О конкуренции среди популяций с дискретной структурой: динамика популяций вейника и березы, растущих совместно // Журнал общей биологии, 2008 30 с. (представлено к публикации) .

Уланова Н.Г., Жуковская О.В., Куксина Н.В., Демидова А.Н. 2006.
Структура и динамика популяции березы бородавчатой (Betula pendula Roth.) в наземновейниковых фитоценозах сплошных вырубок ельников Костромской области // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. Т. 111, № 3. С. 28-36.

Уланова Н.Г., Клочкова И.Н., Демидова А.Н. 2007.
Моделирование популяционной динамики вейника наземного Calamagrostis epigeios (L.) Roth при зарастании вырубки ельника сложного // Сибирский ботанический вестник: электронный журнал (http://journal.csbg.ru). Т.2, вып. 2. 8 стр. (в печати).

Demidova A.N, Ulanova N.G. 2006.
Plant succession on clearcuts as a populution dynamics of key species // Материалы I (IX) Международной Конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге, 21-26 мая 2006 г. СПб: Изд-во ГЭТУ. С. 106.

Klochkova I.N. 2006.
Nonnegative matrices as a tool for modelling structured population dynamics: motivated expansions and new findings // Abstracts of the 13th ILAS. Vrije Universiteit, Amsterdam. P. 71-72

Klochkova I.N. and Demidova A.N. 2005.
Competition dynamics between two double-structured populations // European Conference on Mathematical and Theoretical Biology ECMTB05, Book of Abstracts 2. Center for Information Service and High Performance Computing, Dresden University of Technology, Dresden, Germany. P. 120.

Logofet D.O. 2005.
Double structures within an ordinary formalism: matrix models of plant population dynamics. European Conference on Mathematical and Theoretical Biology – ECMTB05, Book of Abstracts 2. Center for Information Service and High Performance Computing, Dresden University of Technology, Dresden, Germany. P. 117.

Logofet D.O. 2006.
Certainly stable matrices with uncertain entries: ‘berries’ to come from ‘flowers’ // Abstracts of the 13th ILAS. Vrije Universiteit, Amsterdam. P. 72-73.

Logofet D.O. 2007.
Overcoming principal uncertainties in calibration of matrix population models // II International Conference on Matrix Methods and Operator Equations, Moscow, July 23–27, 2007. Institute of Numerical Mathematics, Russian Acad. Sci., Moscow. P. 51–52.

Novoselova E., Ulanova N. 2006.
Variety of life history pathways of Rubus idaeus L. as adaptation for growing in different habita // Generality, specificity, and diversity of clonal growth. Proceedings of the 8th Clonal plant workshop, Parnu, Estonia, June 27-30 2006. P. 30.

Ulanova N.G., Cherednichenko O.V., Minaeva T.Ju. 2006.
Сlimate change and the associated impacts on dynamics of vegetation and regeneration after catastrophic windthrow in pristine spruce forests // Climate changes and their impact on boreal and temperate forests. Abstracts of International conference, June 5-7, 2006, Ekaterinburg: Ural State Forest Engineering University. P. 101.

Ulanova N.G., Logofet D.O. 2007. Early successional changes in forest ecosystems after a gap-forming disturbance // Proceeedings IUFRO Conference on Forest Landscape Restoration, Seoul, Republic of Korea, May 14-17, 2007. Seoul: Korea Forest Reseach Institute. P. 154-155.

Zavalishin N.N. 2005. Stability, permanence and bifurcations in nonlinear discrete-time models of competition between two age-stage structured populations. European // Conference on Mathematical and Theoretical Biology – ECMTB05, Book of Abstracts 2. Center for Information Service and High Performance Computing, Dresden University of Technology, Dresden, Germany. P. 122

Zavalishin N.N. 2006.
Stability and dynamics in nonlinear discrete-time models of competition between two age-stage structured populations // Abstracts of AIMS 6th International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications. – American Institute of Mathematical Science, Wilmington. P. 4-5

Андреева М.В., Чередниченко О.В., Уланова Н.Г. 2006.
Динамика популяций доминирущих видов на двух типах вырубок ельников // Биология – наука XXI века: 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН, Пущино, 17-21 апреля 2006 г. Пущино: Пущинский научный центр РАН. С. 250.

Демидова А.Н., Уланова Н.Г. 2006. Зарастание сплошной вырубки как динамика популяций Rubus idaeus и Calamagrostis villosa // Биология – наука XXI века: 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН, Пущино, 17-21 апреля 2006 г. Пущино: Пущинский научный центр РАН. С. 342-343.

Демидова А.Н., Уланова Н.Г. 2006.
Стратегия жизни доминантов демутации // Сборник материалов IX Всероссийского популяционного семинара «Особь и популяция – стратегии жизни», Уфа, 2-6 октября 2006 г. Ч. 1. Уфа: Изд. дом ООО «Вилли Окслер». С. 63-65.

Демидова А.Н., Уланова Н.Г. 2007.
Характеристика морфологических признаков вейника седеющего (Calamagrostis canescens (Web.) Roth) – модельного вида секции Calamagrostis – и их взаимосвязь с биомассой растений // Тезисы Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007», секция «Биология», г. Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, 11-14 апреля 2007. М.: МАКС Пресс. С. 40-41.

Клочкова И.Н., Логофет Д.О. 2006. Зарастание сплошной вырубки в матричных моделях динамики популяций Rubus idaeus и Calamagrostis villosa // Биология – наука XXI века: 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых, посвященной 50-летию Пущинского научного центра РАН, Пущино, 17-21 апреля 2006 года. Пущино: Пущинский научный центр РАН. С. 344

Клочкова И.Н. 2006.
Построение матричных моделей динамики популяций на ранних стадиях развития при восстановлении леса на вырубках // Тезисы докладов X Всероссийская конференция молодых ученых «Состав атмосферы. Климатические эффекты. Атмосферное электричество». Москва: МАКС Пресс. C.15

Клочкова И.Н.
Эмиссия парниковых газов при нарушениях почв различных степеней // Состав атмосферы. Атмосферное электричество. Климатические эффекты. XI Всероссийская школа-конференция молодых ученых 15 - 17 мая 2007 г. Нижний Новгород: ИПФ РАН. - 2007. - С. 59-60.

Новоселова Е.А. 2006.
Поливариантность онтогенеза Rubus idaeus L в условиях массовых ветровалов и сплошных вырубок// Материалы I (IX) Международной конференции Молодых Ботаников в Санкт-Петербурге, С.-Петербург, 21-26 мая 2006 г. СПб: Изд-во ГЭТУ. С. 94.

Новоселова Е.А., Уланова Н.Г. 2006.
Структура популяции Rubus idaeus L. на восьмой год после вырубки и массового ветровала ельников: сравнительный анализ // Сборник мат-лов II Всесоюзн. научной конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия», Йошкар-Ола, 28-31 января 2006 г. Йошкар-Ола: Изд-во Марийского гос. ун-та. C. 268-270.

Уланова Н.Г. 2006.
Мониторинг динамики популяции березы повисшей в первые 10 лет после сплошной вырубки ельника-черничника // Сборник мат-лов II Всесоюзн. научной конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия», Йошкар-Ола, 28-31 января 2006 г. Йошкар-Ола: Изд-во Марийского гос. ун-та. С. 290-292.

Уланова Н.Г., Логофет Д.О. 2006.
Модели популяционной динамики видов доминантов растительности в ходе демутации после сплошных вырубок ельников // Сборник материалов IX Всероссийского популяционного семинара «Особь и популяция – стратегии жизни», Уфа, 2-6 октября 2006 г. Ч. 2. Уфа: Изд. дом ООО «Вилли Окслер». С. 381-385.

Чередниченко О.В., Уланова Н.Г. 2006.
Динамика растительности нижних ярусов после массового ветровала в ельнике сложном // Материалы I (IX) Международной конференции Молодых Ботаников в Санкт-Петербурге, С.-Петербург, 21-26 мая 2006 г. СПб: Изд-во ГЭТУ. С. 104.

Участники проекта

Лаборатория математической экологии ИФА им. А.М. Обухова РАН

Кафедра геоботаники Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова