Forecasting dynamics of drying out of spruce stands in the Carpathian region using the computer model FORKOME Прогнозування динаміки всихання ялинників Карпатського регіону з використанням екологічної лісової комп’ютерної моделі FORKOME
Journal Title: Наукові праці Лісівничої академії наук України - Year 2018, Vol 17, Issue
Abstract
Today, The use of computer models in ecology allows us to predict the behavior of complex systems, which include forest ecosystems. Taking into account the specific conditions of forests, the analysis of their dynamics requires the use of simulated computer models. There are purely forest (growth-yield) models and ecological (gap) models, which developed independently over a long period and were mutually complementary. Forest models focus on the analysis of wood products and did not take into account aspects of changes in the forest environment changes. Other ecological models, which are also often called process models, take into account changes in the forest environment in prognostic imitations. The FORKOME model that is presented in the article contains elements of forest and ecological approaches and was specially developed for the conditions of Poland and Ukrainian Carpathians. This is an original computer model that allowing to predict possible changes in forests and is developed created as an information and prognostic system of broad scientific, practical and cognitive importance. Forecast of drying based on the latest version of the imitation computer model FORKOME allowed to evaluate the results of modeling regarding bioclimatic effects on the appearance, survival, growth and death of spruce and other tree species. The modeling was performed on the basis of a single simulation results and statistically averaged forecast of 20 simulations ("Monte Carlo") in order to show the tendency of changes and their correspondence with single simulations. The forecast of the woodland dynamics was conducted at the 20th and 50th anniversary period. In two cases, simulations were performed with "control" and "warm-dry" scenarios, as the most reliable for real climate change over the past two decades. In addition, simulation of tree species was also conducted in the "control" and "warm-dry" scenarios for 50 years. It has been revealed that the dynamics of the tree stand dynamics at the 20-year and 50-year periods in the control and heat-dry scenarios is similar and is characterized by a rapid decrease of biomass in the first decade as a result of fir disappearing from the planting composition at different age stages and in a smaller number of overflows fir species. It was revealed that in the control scenario with fir, spruce and beech the most active biomass growth during the 50-year forecast was shown by fir and beech. The spruce reacted relatively sensitively to the warming and decrease of rainfall, which practically disappeared on the planted area at the beginning of the forecast. The total planting biomass on the control during the 50-year forecast increases more intensively comparing to the dry and warmer weather conditions, where it is almost two times lower at the end of the forecast period. The results of the study article are confirmed by field research and literature data, which reflects the reliability of forecasts obtained using the FORKOME computer model. Such studies researches are essential for sustainable forest management and the adoption of appropriate forest development strategies. Прогноз всихання на основі останньої версії імітаційної комп’ютерної моделі FORKOME дав змогу оцінити результати моделювання щодо біокліматичних впливів на появу, виживання, ріст і загибель особин ялини та інших деревних видів. Застосована у дослідженні модель FORKOME містить елементи лісових та екологічних підходів і була спеціально розроблена для умов Українських Карпат. Моделювання здійснено на основі результатів одинарної симуляції та статистично усередненого прогнозу з 20-ти симуляцій («Monte Carlo») для показу тенденції змін та їх відповідності з одинарними симуляціями. Прогноз динаміки деревостану здійснено на 20- та 50-річний періоди. У двох випадках моделювання виконано за сценаріями «контроль» та «тепло-сухо», як найбільш достовірного до реальних кліматичних змін за останні два десятиріччя. Крім того, проведено моделювання підсадки деревних видів також за сценаріями «контроль» та «тепло-сухо» на 50 років. Встановлено, що динаміка деревостану на 20-річний та 50-річний періоди у контрольному варіанті та сценарії «тепло-сухо» є подібною і характеризується стрімким зниженням у першому десятилітті біомаси як наслідок випадання зі складу насадження на різних вікових стадіях ялини та у меншій кількості – перестійних особин ялиці. З’ясовано, що у контрольному сценарії з підсадкою ялиці, ялини та бука найактивніше зростання біомаси впродовж 50-річного прогнозу показали ялиця та бук. Досить чутливо на потепління та зменшення опадів відреагувала смерека, яка практично випадає на посадженій ділянці вже на початку прогнозу. Загальна біомаса насадження на контролі впродовж 50-річного прогнозу збільшується інтенсивніше порівняно із сухішими та теплішими погодними умовами, за яких вона майже у два рази менша наприкінці прогнозного періоду.
Authors and Affiliations
Taras Parpan, Ihor Kozak, Oksana Tkachuk
Keywords
Related Articles
- EP ID EP429806
- DOI 10.15421/411829
- Views 76
- Downloads 0
Роль недеревних ресурсів лісу для сталого ведення лісового господарства в Україні [Role of non-timber forest resources in sustainable forest management in Ukraine]
Nowadays there is a critical need for recognition and social values of forests and sustainable forest management in them. Impending tendency to intensive use of forest resources, particularly timber, which exists today i...
Growth and formation of oak stands with small-leaved linden participation under fresh hornbeam oak forest site type conditions in the Western Podillya Ріст і формування дубових деревостанів за участю липи дрібнолистої в умовах свіжої грабової діброви Західного Поділля
In this paper we present the study of silvicultural and taxation indicators as well as the sanitary condition of oak stand of different ages with the participation of small-leaved linden, which grow under the conditions...
Features of the influence of the environment on the estimation of aesthetic qualities of park landscapes: theoretical and applied aspects Особливості впливу середовища на оцінювання естетичних якостей паркових пейзажів: теоретичні та прикладні аспекти
The article presents a spectrum of aesthetic assessment of the landscape with the involvement of respondents (42 people) that were conducted during 2017-2018 directly in the park environment and with the use of photograp...
Особливості лінійного приросту однорічних пагонів верби шерстистопагінцевої (Salix dasyclados Wimm.) Features of linear growth of Salix dasyclados Wimm. annual shoots
Різні форми і гібриди верби шерстистопагінцевої масово вирощуються на спеціальних плантаціях для отримання енергетичної біомаси. Однак останнім часом інтерес до верб як джерела біоенергетичної сировини помітно знизився....
Біопродуктивність лісових фітоценозів України в умовах глобальних викликів [Bioproductivity of Ukrainian forest phytocoenoses in light of global challenges]
On the basis of combination of practical application of a significant number of methods and forms of scientific cognition, both general scientific and forestry-oriented, as well as of an original method for collecting an...