Главная – Журналы – Поиск по журналам

В работе рассматривается новая стратегия экспоненциальной операторной подгонки для решения сингулярно возмущенного параболического дифференциального уравнения в частных производных с правым пограничным слоем. Мы дискретизируем временную переменную, используя неявный подход Эйлера, и аппроксимируем наше уравнение в дифференциальное уравнение с запаздыванием первого порядка с малым отклоняющимся аргументом, используя разложение в ряд Тейлора. Для получения трехдиагональной системы уравнений реализуются двухточечная квадратурная формула Гаусса и линейная интерполяция. Эта трехдиагональная система уравнений решается с помощью алгоритма Томаса. Рассматриваются три численных примера, иллюстрирующие эффективность данного метода, и сравниваются с методами, разработанными разными авторами. Анализируется сходимость метода. Для модельных примеров получены абсолютная максимальная ошибка и скорость сходимости. Результат показывает, что данный метод является более точным и ε-равномерно сходится для всех ε ≤ h.

Юнитоидными называются матрицы, приводимые к диагональному виду посредством преобразования конгруэнции. Рациональным мы называем конечный алгоритм, использующий только арифметические операции. Известны рациональные методы проверки конгруэнтности для частных классов юнитоидных матриц, например, эрмитовых, аккретивных или диссипативных матриц. Предложен рациональный алгоритм для проверки конгруэнтности юнитоидных матриц общего вида. Алгоритм является эвристическим в том смысле, что требует от пользователя задания двух целочисленных параметров M и N. Выбор значений для них зависит от имеющейся априорной информации о степени близости соседних канонических углов проверяемых матриц.

Пусть X и Y - банаховы пространства. Пусть f : Ω → Y - дифференцируемая по Фреше функция на открытом подмножестве Ω в X, а F - многозначное отображение с замкнутым графиком. Рассмотрим следующее обобщенное уравнение: 0in f(x)+ F(x). В статье исследуется вариант метода Ньютона для решения обобщенного уравнения (1) и анализируются полулокальная и локальная сходимость этого метода при более слабых условиях, чем условия Жан-Алексиса и Петруса [13]. Показано, что этот вариант метода Ньютона сходится сверхлинейно, когда производная Фреше от f является (L,p)-Гельдер непрерывной и (f+F)^-1-липшицевой в контрольной точке. Кроме того, даны применения этого метода к задаче нелинейного программирования и вариационному неравенству. Приведены численные эксперименты для иллюстрации теоретических результатов.

Анализ успешности лесовозобновления после пожара - важнейшая задача лесного хозяйства. Для этих целей летом 2021 г. проведена аэрофотосъемка с квадрокоптера Phantom 4 pro 15-летней гари (2006 г.) по северо-западной границе Ботанического сада Петрозаводского государственного университета (Республика Карелия). Дополнительно к этому выполнено натурное обследование по учетным площадкам, где до лесного пожара произрастал сосняк скальный из сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). Работы проводились с целью оценки состояния естественного возобновления после пожара по скальным выходам путем комбинирования обработки данных аэрофотосъемки с натурными обследованиями. В результате фотограмметрической обработки реконструирован ортофотоплан с пространственным разрешением 4.6 см на пиксель, карта высот и трехмерные облака точек. Для анализа распределения породного состава растительности по территории выполнено маркирование деревьев на ортофотоплане по учетным площадкам натурных обследований, в результате которого определено количественное распределение древесных пород в соотношении 64 % сосна обыкновенная и 23 % береза повислая ( Betula pendula Roth) (остальные виды не идентифицировались). Натурные обследования показали, что после пожара сформировался жизнеспособный молодняк смешанного состава с преобладанием сосны обыкновенной (71 % от общего количества древесных пород). В формировании молодняков участвовали также береза повислая (22 %), осина обыкновенная ( Populus tremula L.) и ольха серая ( Alnus incana (L.) Moench) (по 3.5 %). При сравнении высоты растений на трехмерных облаках точек с натурными измерениями достоверно удалось определить ее только для крупной общепринятой категории (> 1.5 м), при этом зависимость этого показателя, полученного разными методами, оказалась весьма значительна ( R ² = 0.95). Максимальная высота деревьев на исследуемом участке составила 6 м, а средние значения - от 3.5 до 4.5 м, что свидетельствовало об успешности лесовозобновления после гари на скальных выходах.

Приведены результаты многолетних опытов, проведенных на двух стационарных объектах, созданных в 1976 и 1968 гг. в различных типах лесорастительных условий Марийского Заволжья. Насаждения первого из них, расположенного в сухом бору, состояли только из деревьев сосны ( Pinus L.) и березы ( Betula L.) в различных соотношениях, а второго на суглинистых дерново-подзолистых почвах - из трех пород (березы, ели ( Picea A. Dietr.) и сосны). Контрольным вариантом служили чистые культуры сосны. Производительность древостоя, его товарную структуру и таксовую стоимость оценивали расчетным путем по разработанной нами методике на основе показателей среднего диаметра, высоты и числа деревьев. Актуальность исследований обусловлена необходимостью совершенствования мероприятий по оптимизации породного состава лесов с целью сохранения биологического разнообразия, а также снижения частоты возникновения и интенсивности пожаров. Показано, что в сухих и свежих борах сосново-березовые культуры значительно уступают чистым сосновым по производительности древостоя и особенно по его таксовой стоимости. До возраста 10-15 лет высота деревьев березы в них выше, чем сосны, но после 25-30 лет положение их становится обратным. В суборях, а особенно в раменях, береза угнетает не только светолюбивую сосну, но даже теневыносливую ель, значительно превосходя их по размерам. Сделан вывод о том, что создавать смешанные сосново-березовые и сосново-елово-березовые культуры в условиях Марийского Заволжья нецелесообразно из-за разной требовательности древесных пород к плодородию почвы, а также различий в скорости их роста и развития. Эти культуры не выполняют также и возложенных на них функций по повышению биологического разнообразия и устойчивости функционирования насаждений, а также снижению их пожароопасности.

Квалиметрия надземной и подземной фитомассы деревьев является составной частью исследований биологической продуктивности и углерод депонирующей способности лесного покрова, необходимых для корректной оценки углеродного цикла в его пространственных градиентах и в связи с изменением климата. Основная доля углерода депонируется в стволах деревьев и в значительной степени зависит от базисной плотности (БП) древесины и коры. В работе использована авторская база данных о квалиметрии лесообразующих видов Северной Евразии. Из нее отобраны 3450 модельных деревьев 9 видов древесных. Построенные модели смешанного типа, описывающие зависимости БП древесины и коры деревьев от их дендрометрических показателей, географических координат и видовой принадлежности деревьев, позволили выявить 0.25%-е снижение БП древесины на 1° с. ш. в направлении с юга на север и 0.26%-е на 1° в. д. - в направлении с запада на восток. Снижение БП коры составляет в тех же градиентах соответственно 0.55 % на 1° с. ш. и 0.28 % на 1° в. д. Наибольшая доля объясненной изменчивости БП приходится на видовую принадлежность деревьев - 74 % по древесине и 87 % по коре, существенно меньшая - на географическое положение, соответственно 12 и 9 %, и наименьшая доля - на дендрометрические показатели деревьев, соответственно 14 и 4 %. Выполнено ранжирование древесных видов равновеликих деревьев по значениям БП, которое показало, что каждый вид имеет специфическое соотношение БП древесины и коры. Это означает, что для более точной оценки базисной плотности и депонирования углерода в древесине и коре необходимо обрабатывать изымаемые из стволов диски отдельно по древесине и коре, а не диски в коре в целом.

Исследована горимость территории национального парка «Красноярские Столбы», ежегодно фиксируемая на особо охраняемой природной территории (ООПТ) и в ее охранной зоне в рамках ведения длительных рядов наблюдений за природными процессами. Информация по пожарам с 1942 г. обобщена в базе данных ArcGis. Цифровая модель истории пожаров заповедной территории включает 176 участков (610 выделов) пожаров, 40 (58 выделов) из которых - повторно горимые. Проведен ретроспективный анализ фактической горимости лесов данной территории за период с 1942 по 2020 г. Частота возникновения пожаров и площади выгорания существенно различаются в разных функциональных зонах национального парка в зависимости от режима охраны. К наиболее часто горимым (2.4 возгораний в год) относятся участки ООПТ и ее охранной зоны с режимом рекреационного использования и межпожарным интервалом, не превышающим 2 года. Самыми крупными по площади стали пожары 1956 и 2002 гг. в заповедной зоне ООПТ. За весь период преобладали низовые пожары малой и средней интенсивности. Больше всего пожаров общей площадью 1744 га, включая повторные разных лет на одних и тех же участках, отмечено с 1997 по 2006 г. Наложение карт горимости территории на информационную основу по типам леса показало, что в прошлом большая часть пожаров зафиксирована в насаждениях с преобладанием (59 %) сосны обыкновенной ( Рinus sylvestris L.). В связи с высоким классом природной пожарной опасности в последние годы из-за массового усыхания древостоев (преимущественно пихтовых), высокой степенью накопления лесных горючих материалов вследствие длительного отсутствия пожаров в заповедной зоне в целом, именно этот район нацпарка наименее защищен от возникновения крупных пожаров в будущем с возможным изменением как видов пожаров, так и их периодичности.

Изучены видовой состав и жизненное состояние древесных и кустарниковых растений, произрастающих на территории Центрального парка г. Красноярска, оценено их жизненное состояние, изучены структура насаждения парка, биоразнообразие его арборифлоры, определены доминантные и единичные виды, даны рекомендации для улучшения видового состава и качества зеленых насаждений. Исследования проводились в августе 2021 г. Оценка видового разнообразия, жизненного и санитарного состояния древесно-кустарниковой растительности парка выполнялась методом сплошного перечета деревьев. Индекс жизненного состояния зеленых насаждений определен с использованием общепринятой методики визуальной оценки растительности и составлял 1.99, что соответствовало ослабленному состоянию. Установлено, что арборифлора парка представлена 86 видами растений, в том числе 39 видами деревьев, 46 кустарников и 1 видом лиан. Определена структура насаждения парка, выявлены ее особенности, установлены виды, вносящие основной вклад, а также наиболее устойчивые и ослабленные. На основе анализа полученных результатов сформулированы рекомендации по улучшению состояния насаждения Центрального парка Красноярска. Предложения по реконструкции парка целесообразно применять при озеленении городских пространств в сходных экологических условиях.

Анализ изменений в лесном законодательстве и административной политике на территории европейской части современной России показал, что одной из основных причин проблемы сокращения численности темной лесной пчелы Apis mellifera mellifera L. в естественно-исторической среде обитания является необеспеченность мигрирующих роев жилищами из-за крайне недостаточного количества старовозрастных деревьев с пригодными для проживания дуплами. Цель данной работы - разработка предложений и обоснование создания сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) - ботанических памятников природы и энтомологических заказников регионального значения в качестве организационных мероприятий по охране, защите и восстановлению популяций темной лесной пчелы. Ключевыми элементами ООПТ предлагается сделать сообщества насекомых и растений, находящихся в протокооперации друг с другом, - деревья, в дуплах которых проживают семьи темной лесной пчелы. С целью снижения вероятности слома ствола с крупными полостями представлена система ухода за деревьями, в основе которой снижение парусности кроны и ее стабилизация: уменьшение высоты дерева, повышение сквозистости кроны, формирование симметричной кроны, установка системы стабилизации и предохранения кроны от слома. Создание ООПТ, направленных на сохранение и восстановление популяций темной лесной пчелы, будет способствовать сохранению и увеличению биоразнообразия, организации планомерного изучения популяций темной лесной пчелы и других насекомых-опылителей, формированию сети экологических маршрутов, имеющих воспитательный, просветительский, образовательный и научный характеры, раскрытию рекреационного потенциала территории с экологических позиций, а также повышению занятости местного населения путем создания дополнительных рабочих мест.

Обезлесение ландшафтов и деградация лесов в лесостепной зоне - одна из важнейших экологических проблем в планетарном масштабе, в том числе в Северной Монголии - на южной границе бореальных лесов. На основе анализа динамики лесопокрытой площади за 1999-2016 гг., проведенного на постоянных пробных площадях в горных лесах хр. Хустай нуруу Северной Монголии, выявлены ключевые факторы, ведущие к обезлесению ландшафтов и деградации лесов. Мониторинг лесопокрытой площади разреженных спелых и перестойных мелколиственных лесов с участием в составе древостоев березы плосколистной Betula platyphilla Sukaczev и частично осины обыкновенной Populus tremula L. проводился комбинированным методом. В районе исследований процессы обезлесения и деградации лесов только нарастали и наиболее активно протекали в период с 2006 по 2009 г., когда лесопокрытая площадь с начала процесса обезлесения (1999 г.) снизилась на 463 га, или на 23.2 %. В ходе 17-летних мониторинговых наблюдений установлено, что в общей сложности 675 га (34 %) утратило лесной покров. В качестве неотложных мер для смягчения последствий и сдерживания процессов обезлесения и деградации лесов рекомендуется совершенствование системы устойчивого управления лесами, установление оптимальной численности выпасаемых домашних и обитающих диких животных, усиление профилактики и мер борьбы с насекомыми-вредителями, проведение лесовосстановительных работ на утративших лесной покров площадях с применением крупномерного посадочного материала из местных древесных пород.