В рамках проекта были проведены полевые исследования в весенне-летний период в сосняках Приокско-Террасного заповедника, Данковского и Отрадинского лесничеств Серпуховского района Московской области, необходимые для верификации модели CAMPUS-S. На каждом участке были определены полнота и формула древостоя с помощью цепного реласкопа, определены доминанты подлеска, травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов, определены особенности макро- и микрорельефа. Также был проведен замер мощности подстилки (5 измерений) и ее влажности (60 измерений), произведен отбор образцов органогенного и органо-минерального горизонтов почвы для определения концентрации азота и углерода (по одной смешанной пробе (метод конверта) с каждого участка). Для определения освещенности на каждом участке была произведена съемка в зенит при помощи фотоаппарата Canon D600 с циркулярным полусферическим объективом Sigma AF 4.5/2.8 EX DC HSM Fisheye Canon, угол обзора которого равен 180 градусам (одна фотография выполнялась в центре участка и 4 – в углах). На участках с подростом был произведен обмер высот и диаметров деревьев подроста, определены их онтогенетические состояния и жизненность. Подготовленные почвенные пробы переданы для измерения содержания углерода и азота на CHN анализаторе.

По результатам измерения объемной влажности на пробных площадях было установлено, что на площадках контроля варьирование влажности составляло от 9.5 до 28.7% по объему, на площадках опыта – 4.6–20.8%. Варьирование GLI для контрольных площадок составляло 4.8–30.8%, для опытных – 8.0–25.6%. Мощность органогенных горизонтов почвы на контрольных площадках составляла 2.6–28.2 см, на опытных – 1.8–25.8 см. Взаимосвязь между абсолютными значениями освещенности, влажности и мощности подстилки не была установлена, однако наблюдалась обратная линейная зависимость разности влажности и разности GLI в парах «контроль–опыт». В результате полевого эксперимента было установлено, что все виды подроста наиболее часто встречаются на площадках, более освещенных, чем контрольные. Наибольшее относительное обилие дуба составляло 100%, ели – 87%, сосны – 92%, березы – 17%. При этом наибольшее обилие подроста сосны и березы наблюдается при GLI 20–30%, дуба – при GLI 15–25%, а ели – 5–15%. Ни для одного из исследуемых видов объемная влажность корнеобитаемого слоя почвы, а также мощность подстилки не влияла на обилие.

Структурный блок модели CAMPUS-S был параметризован на основе литературных данных об онтогенезе B. pendula, P. silvestris и P. abies. В связи со сложностью разделения в полевых условиях B. pendula и B. pubescens на ранних стадиях онтогенеза, а также с возможностью гибридизации этих двух видов в естественных условиях, при параметризации модели и в ходе полевого эксперимента данные виды не разделялись и определялись как Betula spp. Параметризация продукционной подмодели для сосны, ели и березы была проведена на основе литературных данных. В связи с отсутствием в литературных источниках данных о минимально и максимально допустимых значениях влажности для исследуемых видов, данные значения были получены пересчетом из бальных оценок по шкале Цыганова (Hd) по методике Я.П. Дідуха и Г.М. Каркуцієва. Данные о концентрация азота в органах подроста было получено из литературных источников и результатов собственных экспериментов. Концентрация азота в листьях березы составляет 2.5%, в хвое сосны – 1.22%, в хвое ели – 1.22%; в стволе березы 1.42%, в стволе сосны 0.56%, в стволе ели – 1.25%; в корнях березы – 1.75%, в корнях сосны – 0.85%, в корнях ели – 1.76% (от сухой массы). В дополнение к базовой модели разработан алгоритм модуля имитации естественного возобновления.

Разработаны сценарии моделирования, позволяющие выявить граничные значения экологических факторов, определяющие исход конкуренции между древесным подростом и растениями ЖНП, а также проанализировать динамику лесовозобновления в стационарных и меняющихся условиях (пожары, рубки, изменения климата).