Модели динамики дерева и сообщества деревьев: развитие от двухмерных к трехмерным моделям

Представлен обзор работ, выполненных в рамках подхода, реализующего «принцип минимального угла зрения», т.е. постепенного движения от минимального образа моделируемого объекта к все более детальному. Обсуждаются модели динамики растений применительно к их использованию в моделях сообществ. Двумерные модели динамики биомассы вполне адекватно описывают продукционный процесс, например, объясняют эффект отавы. Используя в моделях сообщества, состоящего из таких моделей растений, в качестве ресурса территорию, занимаемую сообществом и применяя при этом мозаику Вороного, получаем инструмент для исследования основного процесса динамики сообщества —конкуренции. Hа примере однородных сообществ рассмотрена роль пространственной структуры сообщества в динамике конкуренции. С использованием двумерной модели сообщества показано, что т.н. «правило $-3/2$» описывает связь фитомассы (но не биомассы) с плотностью в ходе изреживания сообщества. Для трехмерного моделирования предложено разложение динамики биомассы дерева на сумму динамик составляющих его секций. Анализ секционной модели позволяет объяснить ряд наблюдаемых в природе явлений и описать динамику распределений биомассы по высоте, ассоциирующихся с рядом видов. Секционная конструкция модели распространена на систему ветвей дерева, и исследование модели ветвей показывает ограниченность числа порядков и времени жизни ветвей дерева. Анализ системы ветвей ели обыкновенной с использованием модели и опубликованных данных показал, что натурные значения времен жизни ветвей ели невозможны без учета в модели известных особенностей ели — начальное торможение роста и наличие межмутовочных ветвей. Предложен механизм и его модельное описание для процесса вытеснения скелетных (регулярных) ветвей ели межмутовочными. Найдены значения параметров модели для натурных данных. Анализ секционной модели дерева показывает, что отмирание дерева в сообществе вызвано не непосредственно недостатком ресурсов, а связанным с ним ослаблением роста в высоту. Описана синхронная секционная модель сообщества деревьев.