Solution model of natural growth forest stands
Authors: Базаров С.М. , Беленький Ю.И. , Бачериков И.В. , Ильюшенко Д.А. , Базарова М.В. , Нгуен Ф.З. 
Published: September 2020

Проблема устойчивого управления лесами должна основываться на знании законов динамического состояния леса как проявление общей закономерности фазового развития природных пространственно-временных структур (начало, структуризация, асимптотическое состояние, деструктуризация). Линейные и нелинейные уравнения колебаний (волн), описывающие фазовую динамику различных явлений, раскрывают единство явлений природы и их универсальность (механические, электромагнитные, химические, биологические, экономические и др.). Нелинейность является неотъемлемым свойством любой системы, эволюционирующей во времени. Особое место в теории нелинейных колебаний занимают солитоны. Солитонами называются устойчивые фазовые динамические структуры, которые получаются в результате решения нелинейных уравнений колебаний (и волн). Согласно современным представлениям солитоны играют важную роль в процессе эволюции природы. Поэтому возможный анализ естественного роста древостоев лесной структуры с позиции теории нелинейных колебаний покажет их общность с множеством природных явлений. Известно, что росту насаждений как динамическому процессу соответствуют три основных момента: имеет место начало, развитие и асимптотическое значение таксационных параметров (диаметр, высота, запас биомассы). Именно такими свойствами обладают солитоны, у них есть начало, фазовое развитие и асимптотическое состояние во времени. Солитоны, получаемые в результате решения нелинейного уравнения колебаний, достаточно достоверно обобщают имеющиеся опытные таксационные параметры (высота, запас биомассы) и раскрывают фазовую картину динамики роста деревьев леса. Построенная солитонная модель фазового представления динамики роста лесных насаждений вписывает её в общую закономерную картину формирования природных структур и может стать элементом основ реализации принципа гармонии при управлении лесными ресурсами.

The problem of sustainable forest management should be based on knowledge of the laws of the dynamic state of the forest, as a manifestation of the General pattern of the phase development of natural space-time structures (beginning, structuring, asymptotic state, destructuration). Linear and nonlinear equations of vibrations (waves) describing the phase dynamics of various phenomena reveal the unity of natural phenomena and their universality (mechanical, electromagnetic, chemical, biological, economic, etc.). Nonlinearity is an inherent property of any system evolving over time. A special place in the theory of nonlinear oscillations is occupied by solitons. Solitons are stable phase dynamic structures, which are obtained by solving nonlinear equations of oscillations (and waves). According to modern concepts, solitons play an important role in the evolution of nature, so a possible analysis of the natural growth of forest stands from the perspective of the theory of nonlinear oscillations will show their commonality with a variety of natural phenomena. It is known that the growth of plantations, as a dynamic process, correspond to three main points: there is a beginning, development and asymptotic value of the inventory parameters (diameter, height, biomass). These are the properties of solitons, they have a beginning, phase development and asymptotic state in time. The solitons resulting from the solution of nonlinear equations of oscillations, enough to accurately summarize the available experimental forest (diameter, height, biomass) and reveal the dynamics of phase growth of forest trees. The constructed soliton model of the phase representation of the growth dynamics of forest stands fits it into the General logical picture of the formation of natural structures and can become an element of the foundations of the principle of harmony in the management of forest resources.