Коротко: после крупного пожара в хвойной зоне быстрый захват инвазивных трав можно представить как система с сильной положительной обратной связью «трава → частота пожаров → уничтожение древесной регенерации → ещё больше трав»; такая система допускает альтернативные устойчивые состояния $лесvsтравянистаябиомасса$. Ниже — простая модель сукцессии $концептуальная+математическая$, ключевые параметры устойчивости и описание того, как климат и «подключение человека» смещают траекторию восстановления. В конце — краткие рекомендации по мониторингу и управлению.

1) Концептуальная схема

Состояния: лесные структуры $взрослыехвойныедеревья$, кустарничок/молодняк, инвазивные травы/злаки, голая почва/пепел.Процессы: регенерация семян/проростки, конкуренция за ресурсы, пожары $частотаиинтенсивность$, посев/засорение инвазивами $propagulepressure$, эрозия и деградация почвы, микробные/микоризные связи.Ключевая обратная связь: травяная биомасса увеличивает вероятность и распространение пожаров → пожары препятствуют установлению хвойников → барьер для восстановления леса → система устойчива в состоянии «травы».

2) Простая математическая модель $одномерная,непространственная$ Обозначения: T$t$ — доля покрытия или биомасса хвойного леса $взрослые+молодые$, G$t$ — доля покрытия инвазивных трав, B$t$=1−T−G — оголённая почва/пепел. Параметры ниже.

Уравнения $примерупрощённойпопуляционно-эксплуатационноймодели$:
dT/dt = r_T T $1-(T+c_{T}G<em>G)/K$ − m_T T − f$G$ s_T T + R_T
dG/dt = r_G G $1-(G+c_{G}T<em>T)/K$ − m_G G + I_G + g_fire$G,B,f(G)$

где

r_T, r_G — максимальные темпы роста/регенерации хвойников и трав;K — общая вместимость по покрову/биомассе;c_TG, c_GT — коэффициенты конкурентного подавления $влияниетравнахвойинаоборот$;m_T, m_G — фоновая смертность/отсечение;R_T — приток регенерации хвойников из семенных источников $зависитотналичияматочныхдеревьевиусловий$;I_G — внешнее поступление семян/вегетативных частей инвазивных трав $propagulepressure$, обусловленное ландшафтной связностью и человеческой деятельностью;f$G$ — частота/вероятность пожара, возрастающая с G $положительнаяобратнаясвязь$: f$G$=f_0 + k * G;s_T, s_G — уроны/смертность хвойников и трав при пожаре (обычно s_T >> s_G);g_fire$...$ — восстановительный вклад трав после пожара $быстраярегенерация,увеличениепокрытиязасчёткорневыхпочек/семян$: может быть положительным эффектом на G через освободившуюся B.

Упрощённое поведение:

Если I_G и k $эффекттравнапожары$ малы, а R_T достаточен, то T восстанавливается $лесвозвращается$.Если I_G велико и k велико $сильнаясвязьтрав\to пожар$, система может перейти в устойчивое состояние с высоким G и низким T.Возможна би- или мультистабильность: обе устойчивые точки возможны при различных начальных условиях.

3) Ключевые параметры устойчивости $чтоопределяет,вернётсялилес$

Частота пожаров f_0 и параметр чувствительности k $насколькоGувеличиваетвероятность/интенсивностьпожара$.Propagule pressure I_G $количествоичастотапоступлениясемян/вегетативныхчастейинвазивов$.Регенерационная способность хвойников R_T $запассемян,живостьпочвенныхсемян,выживаемостьсеянцевпризасухе/подсушке/затенении$.Конкурентные коэффициенты c_TG и c_GT $каксильнотравыподавляютмолодыедеревья—механизмы:конкуренциязаводу,свет,пожароопасность$.Время до зрелости деревьев $период,втечениекоторогомолодыедеревьяуязвимыкочереднымпожарам$.Состояние почвы и микробиоты $потерягумуса,деградация,нарушениемикоризыснижаетR_Tиувеличиваетвероятность«забивания»травами$.Ландшафтная связность и фрагментация $поблизостилиисточникисемянхвойных;дорогиипастбищаусиливаютI_G$.Климатические условия $доступностьвлаги,температура,сезонность$ — влияют на r_T, r_G и m_T.Функциональное разнообразие и резерв $семеннойбанк,наличиевидов,которыеоблегчаютвосстановление$.

4) Сценарии влияния изменения климата

Более высокая частота и интенсивность пожаров: повышает f_0 и/или усиливает k → смещение в сторону травянистого состояния.Усиление засухи/тепловых волн: уменьшает выживаемость сеянцев $снижениеr_T,R_T$ и может улучшать конкурентоспособность засухоустойчивых трав $увеличениеr_G,снижениеm_G$.Изменение сезонности осадков: сдвиг фенологии может дать травам преимущество в утилизации ресурсов в критические периоды для сеянцев.CO2-удобрение: может по-разному влиять на древесные виды и травы $иногдатравы,особенноC4-виды,получаютконкурентноепреимуществовтепле$.Следствие: климат обычно понижает порог восстановления леса и расширяет область параметров, где травы устанавливают положительную обратную связь «трава→пожар→трава».

5) Роль «подключения человека» $connectivity,вт.ч.транспорт,хозяйство,восстановление$

Увеличение перемещений/дорожной сети → рост I_G $семенанаколесах,вгрунте$, более быстрое заселение инвазивами.Домашний скот/лошади → механическое распространение семян, уплотнение почвы, пастбищное поддержание травянистой доминанты.Землеустройство/фрагментация: уменьшение источников родной семенной базы → снижение R_T.Управление пожарами: интенсивное подавление пожаров может временно сохранять лесной покров, но также накапливать топливо; наоборот, неумелые паловые практики способствуют частым низовым пожарам, которые поддерживают травы.Активные вмешательства $дороги,дачи,посадкидекоративныхрастений$ часто увеличивают вероятность превращения в травяной пулабильный режим.Позитивное вмешательство: целенаправленное восстановление $высадкасеянцев,контрольтрав,миокориза$ может повысить R_T и вернуть систему к лесному состоянию, особенно если проводится рано.

6) Устойчивость и критические пороги $интуитивно$

Система имеет критический порог I_G и/или f; если I_G > I_G и f$G$ > f, то лесная регенерация становится невозможной $иликрайнемедленной$.Важна скорость повторных пожаров: если интервал между пожарами меньше времени, необходимого сеянцам для выхода из уязвимой стадии, то восстановление хвойников блокируется.Порог может снизиться при ухудшении климата или при усилении связности с источниками инвазивов.

7) Рекомендации по мониторингу и параметризации модели $чтоизмерять$

Частота и площадь пожаров, интенсивность $температура,глубинапрогара$.Покров г/п % инвазивных трав и их биомасса; темпы прироста $r_G$.Семенной банк хвойных и плотность маточных деревьев в окрестности $оценкаR_T$.Поток семян инвазивов $I_G$: замеры вдоль дорог, пастбищ, границ пожаров.Почвенная деградация: органическое вещество, эрозия, микоризный статус.Выживаемость сеянцев при переменных климатических условиях.Интервалы между пожарами и временной профиль регенерации.

8) Управление и вмешательства $какизменитьтраекториювсторонулеса$

Снижение propagule pressure: барьеры вдоль дорог, санитарная обработка техники, контроль перевозок, ограничения на интродукцию растений.Быстрая активная посадка/посев маточных хвойных и защитных видов, высадка взрослеющих саженцев $укрепитьR_T$.Контроль трав ранними фазами $мульчирование,ручная/механическаяпрополка,локальныегербициды$ пока сеянцы не достигли устойчивой стадии.Управление пожарами: тактическое сокращение частоты низовых пожаров в критический период рекрутирования деревьев, использование контролируемых палов/созданных барьеров для уменьшения риска повторных неполезных возгораний.Восстановление почв и микоризы $компост,восстановлениегумуса,микоризнаяинокуляция$.Ограничение выпаса и рекреационного давления в критических зонах.Ландшафтные меры: создание источников семян $плотныеостровкилеса$ и «коридоров» для естественной дисперсии.

9) Заключение — ключевые мысли для планирования

Быстрый захват инвазивных трав после огня — не просто этап сукцессии, а сигнал возможного перехода к альтернативно устойчивому состоянию, поддерживаемому пожаро-травяной обратной связью.Ключевые контролирующие параметры: propagule pressure $I_G$, чувствительность пожароопасности к травяной биомассе $k$, регенерационная способность хвойников $R_T$ и интервал между пожарами.Изменение климата и антропогенная связность обычно сдвигают систему в сторону травянистого состояния, уменьшая шансы самопроизвольного восстановления леса; успешное восстановление потребует активных мер по снижению I_G, управлению пожарами и усилению R_T.

Если хотите, могу:

1) составить конкретную модель с числовыми параметрами и провести численные симуляции $scenarios$ при наборе допущений;2) предложить протокол мониторинга $какиепробы,частота,методы$;3) разработать план раннего вмешательства для участка заданного размера.