CC BY
22
• плата за лшогосподарсью заходи (лiсорозведення, охорона i захист лiсiв), що виконуються тдприемствами лiсового господарства на договiрних засадах;
• вiдрахування частки прибутку тдприемств лiсопромислового комплексу та шших органiзацiй за право переробки продукцй лiсозаготiвель (круглi мате-рiали, дрова);
• добровшьт внески тдприемств, громадських органiзацiй для фiнансування лiсорозведення i охорони лiсiв;
• платежi тдприемств за понадлiмiтне i некомплексне використання лiсових ресурсiв;
• органiзацiя страхування лiсiв вiд екологiчних катастроф, викликаних природ-ними стиийними та iншими факторами.
в шдстави вважати, що в ринкових умовах господарювання супереч-носл в систем1 "лю-природа-економша" ще бшьше загострюватимуться. Очь кувана економ1чна самостшшсть тдприемств люового господарства на тл1 зростаючого попиту на кругл1 л1соматер1али, пиломатер1али, вироби з дере-вини та дефщиту кошт1в призведе до збшьшення обсягу л1созагот1вель, вис-наження люосировинно! бази { зменшення площд л1Ыв, яких в Укршт { так мало. Завданням люового господарства е знаходження шлях1в усунення не-вщповщносп, що склалася в сфер1 економши { екологи. За рацюнального поеднання люокористування, люовщновлення та люоспоживання вдасться досягти р1вноваги м1ж цими протилежними процесами, шдвищити значення люу як еколого-економ1чного фактора.
Лггература
1. Буркинский Б.В., Степанов В.Н., Харичков С.К. Природопользование: основы экономико-экологической теории. - Одесса: ИПРЭЭИ НАН Украины, 1999. - 350 с.
2. Загальна характеристика лю1в Украши. 1нформащя Держкомлюгоспу Украши.// Деревообробник. - 2002, № 2.
3. Концепщя сталого розвитку Украши (Проект)// Свгг. - 1997, № 12.
4. Кравщв В.С. Перспективи еколопчно сталого розвитку Украши на фош сощаль-но-економ1чних проблем// Сощально-економ1чш дослщження в перехщний перюд. Сталий розвиток та еколопчна безпека (региональна пол1тика) (Щор1чник наукових праць). Випуск ХХ/ НАН Украши. 1нститут регюнальних дослщжень. - Льв1в, 2000. - 212 с.
5. Наше общее будущее: Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию. - М.: Прогресс, 1989. - 376 с.
6. Природно-ресурсний потенщал сталого розвитку Украши: Наукове видання/ Б.М. Данилишин, В.С. Мщенко 1 ш; Б.М. Данилишин (ред.); НАН Украши Рада по вивченню продуктивних сил Украши. - К.: РВПС Украши, 1999. - 315 с.
УДК 630*5 Доц. С.1. Миклуш, канд. с.-г. наук;
астр. Р.Р. Вицега; доц. Г.Г. Гриник, канд. с.-г. наук - УкрДЛТУ
ГОРИЗОНТАЛЬНА СТРУКТУРА СМЕРЕКОВИХ ДЕРЕВОСТАН1В УКРАШСЬКИХ КАРПАТ
Розглянуто питання, пов'язаш з просторовим розмщенням дерев смереки в Ук-рашських Карпатах. Встановлено характер розмщення та залежносп м1ж параметрами стовбура та параметрами крони.
Ключов1 слова: смерековий деревостан, структура насадження, розмщення дерев, зв'язок параметр1в стовбура та крони.
Doc. S.I. Myklush, R.R. Vyceha, doc. H.H. Hrynyk - USUFWT Horizontal structure spruce stands in Carpathian Mountains of the Ukraine
To consider questions, associated spatial accommodation of trees of fur-trees in the Ukrainian Carpathian Mountains, character of accommodation also it is established dependence between parameters of a trunk and parameters of a crone.
Keywords: a spruce forest stand, structure of planting, situation of trees, the communication between the parameters of trunk and crone.
CMepeKOBi деревостани вважаються зеленою перлиною украшських лiсiв. В недалекому минулому високопродуктивш змшаш коршт деревостани смереки займали в Карпатах значну площу. Процес зменшення плошд сме-рекових лiсiв такого типу як в Укра1ш, так i в Сврот продовжуе прогресува-ти. У зв'язку з вщмиранням ялини, яке в окремих крашах вже мае характер стихшного лиха, турбота про ïï збереження i вiдновлення насаджень стае в цен^ уваги свiтовоï лiсiвничоï науки i практики. Вивчення просторовоï структури смерекових насаджень дасть змогу бшьш глибоко проаналiзувати взаемовiдносини мiж особинами, що формують деревостан.
Дослщженням смерекових насаджень Карпат займалася велика кшьюсть дослiдникiв. Тiльки за останш 30 рокiв про це важливе лiсове угрупування опублiкували працi С.А. ГенЫрук (1955, 1957), 1.А. Федан (1957), Г.Л. Тишкевич (1957, 1962), М.А. Голубець (1958, 1965, 1971, 1978), Г.А. Ходот (1958, 1959), Д.П. Логутов (1958,1961), С.М. Стойко (1967, 1977), Я.А. Сабан (1966, 1974) [9]. Однак просторова структура смерекових деревосташв вивчена не достатньо.
Метою дослщжень е встановлення територiального розмщення дерев у деревостанах, об'ективно визначити характер цього розмщення, встанови-ти тип просторово1' структури та взаемозв'язки мiж параметрами стовбура та параметрами крони, що дасть змогу в подальшому виршувати цший ряд пи-тань, пов'язаних з режимом проведення доглядових рубань, з дослщженням та аналiзом мiжвидових та внутршньовидових взаемовщносин у бюгеоцено-зах, а також з можливютю використання результата тд час дистанцiйного зондування люових територiй.
Просторове розташування особин в природничих науках вивчаеться найчастiше при допомозi методiв, в основi яких закладено тдрахунок числа особин на пробнiй облжовш дiлянцi або вимiрюванням вiдстаней мiж ними. Отриманi величини використовуються для перевiрки вiдповiдностi розподiлу власне самих величин або функцш вiд ïx теоретичного розподiлу, також для вирахування певних iндексiв, значення яких дае змогу зробити висновок про характер розташування особин в просторi (Грей-Смгг,19б7; Василевич, 1969; 1патов, Тархова, 1975; Смуров, 1975; М1рюн, Розенберг, 1978;) [6, 7, 10]. Часом для наборiв точок, що означають координати особин, площину розбивають на мозашу полiгонiв Вороного-Дирixле, пiсля чого дослщжують розподiл рiзниx параметрiв (площу, периметр, кшьюсть сторш полiгону, довжину сторш, величину кутiв) на вщповщш розподiли при випадковому розташуваннi точок (Та-петига, 1980; Галицький, 1981). Зазвичай, особини розташовуються в просторi за наступними типами: випадковий, груповий (плямистий, контагiозний), рiв-номiрний (розрщжений, регулярний) та скупчений на одному мющ [5, 8].
При проведенш аналiзу просторово! структури смерекових деревоста-шв було використано методику, запропоновану О.П. Секратенком [7], що грунтуеться на побудовi радiально! функщ! розподшу за вiдомими координатами об'еклв i на проведеннi аналiзу ще! функци, одержано! для реальних де-ревостанiв та рiзних модельних розмщень. Радiальна функцiя розподiлу g(r) визначаеться так, що iмовiрнiсть P(r)dr, визначити об'ект в кiльцi площею 2nrdr на вiдстанi r до r + d вiд другого на площинi задаеться рiвнянням:
P(r)dr = 2nrdrg(r), (1)
де S - вся площина, що дослiджуеться.
Функщя g(r) задовольняе умову:
1 ж
- = J g (r )2ndr = 1, (2)
S о
яка показуе, що сума iмовiрностей виявлення даного об'екту на вЫх можли-вих вiдстанях вiд фжсованого об'екту дорiвнюе 1. Функцiя g(r) може бути визначена також через функщю p(r) - кiлькостi об'еклв на одиницi площi мiж окружностями радiусом r та r+dr - так що:
g (r) = ^ (3)
Р
де: р - середня кiлькiсть об'еклв на одиницю площi: р = N/S; N - загальна кiлькiсть об'ектiв.
Для випадкового розподiлу об'еклв радiальна функцiя розподiлу пред-ставляе собою горизонтальну пряму, що е шдтвердженням того факту, що не юнуе вiдстаней, котрi для пар об'еклв зустрiчалися з бiльшою або меншою частотою. У випадку групового розмщення на малих вiдстанях функщя на-бувае найбiльших значень, далi якщо групи розташованi випадково, функщя зменшуеться i наближаеться до горизонтально! прямо! лши. Вiдстань, на якш це вiдбуваеться, дае змогу визначити характерний розмiр групи. Протилеж-ним вщхиленням вiд випадковостi е розмщення бшьш рiвномiрне, нiж ви-падкове. В еколопчнш лiтературi такий тип називаеться регулярним, але ко-ректшше було б назвати регулярним граничний випадок рiвномiрного розта-шування, коли об'екти розташовуються в певнiй послщовност^ утворюючи едину решiтку з комiрок, якi перiодично (регулярно) повторюються [10]. Ра-дiальна функцiя розподiлу структур такого роду мае вигляд набору вузьких птв, як закономiрно повторюються, та за розташуванням яких можна вщно-вити структуру гратки. Якщо вщхилення вiд випадковостi полягае тшьки в тому, що навколо кожного об'екту юнуе область, в якш зустргги iнший об'ект мала, то такий тип розмщення називаеться рiвномiрним (розрщженим).
Для дослiдження групового розподшу використано розподш Томаса, при якому координати цен^в груп мають випадкове розташування, точки в групах розподшеш вiдповiдно до кругового нормального розподшу зi зада-ною дисперсiею а2, кшьюсть точок в групах мае розподш Пуассона iз зада-ним середшм nc [1, 7].
У першому випадку утворюються дрiбнi компактш групи з великою кiлькiстю дерев в них, а в другому - велика кшьюсть груп, що майже злилися i мають в своему складi по 2-3 точки. Пстограми виразно показують цi вщ-мiнностi: перша мае велике значення у наближенш до нуля та швидше вирiв-нюеться до значення одинищ.
Рiвномiрний розподiл дослiджувався шляхом почергового розташу-вання в квадрат 100x100 кругiв заданого радiуса А = 1. Координати центра кожного круга задавались двома незалежними випадковими змшними. У випадку пересжання круга з уже юнуючим, в подальшому вiн уже не брався до уваги. Радiальна функцiя розподшу дае змогу визначити радiус майданчика, який займае кожне дерево г [1, 3, 7, 10]
Для регулярного розташування слугувала квадратна гратка зi стороною 1 м, причому кожна точка помщалась не точно в вузол гратки, а випад-ковим чином у квадрат iз стороною а, центром якого е вузол гратки.
Проаналiзувавши результати закладених пробних площ, як закладенi у вiковому дiапазонi 40-110 роюв (рис. 1-7), шляхом математично! обробки встановлюемо груповий тип розмщення дерев на пробних площах у вЫх вь кових категорiях [4, 6, 7, 10].
З вжом простежуеться збшьшення вiдстанi мiж деревами на пробнш площi, а також зменшення кiлькостi дерев у групах. Групи мютять переважно у своему складi 3-5 (максимум 7) особин у молодому вщ, а з зростанням вшу деревостану, внаслщок природних процеЫв вiдпаду, кiлькiсть дерев спадае до 2-5 особин у грут (табл. 1).
Табл. 1. Характеристика бюгруп смерекових деревосташв
Вк, Середня ввдстань м1ж Кшьшсть дерев у бюгрупах, шт
рок1в деревами у бюгрупах, м мшмальна максимальна
45 1,7 5 7
56 2,3 4 7
63 3,4 3 6
75 3,9 3 6
85 4,1 2 5
94 4,7 2 5
105 5,8 2 5
Збшьшення середшх вщстаней в межах бюгрупи та зменшенням кшь-костi дерев у них iз вiком е наслщком процесу природного процесу вiдпаду дерев. Вщ вiку 81 до 110 роюв спостерiгаються сталi значення максимальних i мiнiмальних кiлькостей дерев у бюгрупах. Водночас середнi вiддалi збшь-шуються. Це пояснюеться процесом змши структури бiргруп i входженням чи зарахуванням до !х складу особин iз iнших бiогруп. Бiогрупи, дерева з яких переходять до складу шших розладнуються шляхом вщпаду кшькох або одте! особини, або шляхом об'еднання iз iншими. З вжом змiнюються мор-фологiчнi ознаки дерев i !х характеристики, згiдно яких особини зарахову-ються до складу т1е1 чи шшо! бiогрупи. Таким чином, процес природного вщ-паду або вибирання особин iз складу деревостану шд час господарських за-ходiв впливае на принципи формування бюгруп. Це призводить до змши мж-
роклiмату у середиш як деревостану загалом, так i окремих бiогруп. Залежно вщ правильних господарських дiй або сприятливих наслщюв природного вщ-падання формуються бiльш або менше продуктивнi деревостани.
§(г)
19,00 18,00 17,00 16,00 15,00 14,00 13,00 12,00 11,00 10,00 9,00
Рис. 3. Графшрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плош^ (вж 63 рошв)
1,00 0,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00
0,3 0,7 1,0 1,3 1,7 2,0 2,3 2,6 3,0 3,3 3,6 4,0 4,3 4,6
г, т
Рис. 1. Графшрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плошi (вк 45рошв)
§(г)
0,6 1,1 1,7 2,3 2,8 3,4 3,9 4,5 5,1 5,6 6,2 6,8 7,3 7,9
Рис. 2. Графкрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плошi (вк 56рошв)
Б(г)
13;
12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
1,0 1,9 2,9 3,9 4,9 5,8 6,8 7,8 8,8 9,7 10,7 11,7 12,7 13,6
г, т
Рис. 4. Графкрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плошi (вк 75рошв)
13,00 12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
1,0 2,0 2,9 3,9 4,9 5,9 6,9 7,8 8,8 9,8 10,811,712,713,7
г, т
Рис. 5. Графшрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плошi (вк 85 рошв)
1,1 2,2 3,3 4,4 5,5 6,6 7,7 8,8 9,9 11,0 12,0 13,1 14,2
Рис. 6. Графкрадiально'i функци розподшу кiлькостi дерев на пробшй плошi (вк 94 рошв)
,00
9,00
00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0,7 1,4 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,4 6,1 6,8 7,5 8,2 8,8 9,5
г, т
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
g(r)
\
\ \
V
—к
1,4 2,9 4,3 5,8 7,2 8,6 1 0,1 1 1,5 12,9 14,4 1 5,8 1 7,3 1 8,7 20,1
г, m
Рис. 7. ГрафшpadianbHüi функци розподту umbuocmi дерев на пробнш площi (eiK 105poKie)
Дослщивши найбшьш продуктивнi деревостани та структури ix бюг-руп можна розробити доцшьшсть проведення господарських заxодiв та ix техшчш передумови та параметри: середш вiддалi мiж деревами у бюгрупах та величини самих бюгруп для конкретного вiку та складу деревосташв.
Просторова структура включае також морфологiчну структуру, пiд якою розумiють будову деревостану за основними морфолопчними показни-ками [8]. Сюди варто вiднести взаемозв'язок д1аметра дерева з протяжшстю крони та взаемозв'язок м1ж д1аметром стовбура i площею проекци крони.
У смерекових деревостанах юнуе тiсний взаемозв'язок мiж дiаметром дерева i протяжнiстю крони. Коефщенти парноi кореляци дорiвнюють 0,960,99. РегреЫя описуеться логарифмiчною функцiею.
Рiвняння зв'язку мае вигляд:
Hkr = a+b-D\3+c\gD\3, (4)
де: а = 0,63; b = 0,07; с = 3,68; D13 - дiаметр дерева на висотi грудей, см; Hkr -протяжшсть крони, м.
У смереки простежуеться зменшення протяжност крони з ростом дь аметра вщ середньовiковиx насаджень до стиглих. Такий взаемозв'язок простежуеться до дiаметрiв стовбура смереки 20-24 см. Це пояснюеться тим, що дерева цих дiаметрiв смереки у середньовжових насадженнях зростають у верхньому ярус i займають там панiвне становище, отже, мають добре роз-винуту крону. У пристигаючих i стиглих насадженнях дерева цих дiаметрiв перебувають пiд наметом деревостану або займають у верхньому яруЫ нез-начний простр. Мiж цими деревами у верхньому ярус йде конкуренцiя за виживання, i вони добре очищуються вiд сучкiв.
У дерев дiаметром стовбура вище 24-28 см простежуеться збшьшення протяжностi крони iз збшьшенням вiку. Збiльшення протяжностi крони можна пояснити зниженням зiмкнутостi намету в дослщжуваних деревостанах (вiд
0,8 до 0,6), внаслщок чого шд намет потрапляе бшьше св^ла i нижня частина крони мае достатньо св^ла для асимiляцiï. Нижня частина крони не вщмирае, i йде погане очищення стовбура вiд сучюв. 1з збiльшенням BiKy picT дерева проходить у висоту за рахунок веpшинноï частини, тому проходить збшьшення протяжност крони з вiком. Менше значення пpотяжноcтi крони для малих дь аметpiв Ï3 вiком пояснюетьмся тим, що в дерев, як pозташованi пiд наметом, проходить вщмирання вершини i пpотяжнicть крон зменшуеться.
М1ж дiаметpом стовбура i площею пpоекцiï крони icнyе тicний зв'язок. Коефiцiенти паpноï коpеляцiï доpiвнюють 0,90-0,99. Взаемозв'язок у смереки описуеться лшшним piвнянням:
Skr = a + b -Д.з, (5)
де: a = -5,58; b = 0,66; Skr- площа крони, м .
М1ж дiаметpом стовбура i площею проекци крони у ялини звичайно1' cпоcтеpiгаетьcя збiльшення плошд пpоекцiï крони iз збiльшенням дiаметpа стовбура з вiком. Збiльшення дiаметpа крон йде пpопоpцiйно, пpиpicт дiамет-ра крон за один клас вiкy майже однаковий. У процес природного вiдпадy i доглядових рубань перюдично проходить зpiджyвання деpевоcтанiв i дерева завжди отримують можливicть для розростання в ширину. При змш типу просторового розмщення вiд випадкового до piвномipного значного збшь-шення площi пpоекцiï крони у смереки не спостер^аеться.
Пpоаналiзyвавши вище наведет дат, можна зробити висновки: в сме-рекових деревостанах теpитоpiальне розмщення характеризуеться складним груповим типом, структура середньовжових насаджень переходить вщ бшьш просто1' структури piвномipного pозподiлy. 1з збiльшенням вiкy деревостану мiняютьcя морфолопчш показники дерев. Просторова структура розмщення дерев суттево впливае на динамжу морфолопчних показникiв. Бiльшою мь рою це проявляеться у пануючих дерев, водночас вiдcтаючi в pоcтi дерева слабо реагують на цi змши. Людина доглядовими рубаннями може формува-ти той чи iнший тип просторово1' структури деревостану, змiнюючи при цьому морфолопчну структуру насаджень. В деревостанах е ricm кореля-цшт залежноcтi мiж основними моpфологiчними показниками. Положення лши pегpеciï визначаеться вшом деревостану, ступенем густоти стояння дерев i особливостями ix взаемного теpитоpiального розташування.
Отpиманi коpеляцiйнi взаемозв'язки та встановлений тип розмщення дерев по площд можна використовувати для обгрунтування режиму ведення господарства в насадженш, тобто оргашзацшно-техшчш показники прове-дення доглядових рубань, а також для моделювання iдеального деревостану, залежно вiд цiльового призначення.
Л1тература
1. Бутыкин А.И., Духонин В.А., Секретинко О.П. Анализ пространственной структуры одновозрастных древостоев.// Структурно-функциональные связи и продуктивность фи-тоценозов. - Красноярск, 1983. - С. 5-20.
2. Горошко М.П., Миклуш С.1., Хомюк П.Г. Практикум з люово'1 бюметри: Нав-чальне видання. - Льв1в: УкрДЛТУ, 1999. - 108 с.
3. Горошко М.П., Гриник Г.Г. Залежнють мiж бiометричними параметрами крони та об'емоутворюючими показниками для дерев ялищ бiлоi в мiшаних ялицевих насадженнях Бес-кидiв// Наук. вiсник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львiв: УкрДЛТУ. - 1998, вип. 9.2. -С. 127-131.
4. Горошко М.П., Гриник Г.Г. Ощнка територiального розташування дерев мiшаних деревостанiв ялищ бшо}.' в Бескидах// Наук. вюник НАУ: Зб. наук.-техн. праць. - К.: НАУ. -2000, вип. 27. - С. 317-323.
5. Грей-Смит П. Количественная экология растений. - М.: Мир, 1967. - 304 с.
6. Гриник Г.Г. Просторова структура мшаних смереково-буково-ялицевих дерево-сташв Бескидiв// Наук. вiсник УкрДЛТУ: Сучасна еколопя i проблеми сталого розвитку сус-пшьства. - Львiв: УкрДЛТУ. - 1999, вип. 9.7. - С. 55-62.
7. Секретенко О.П. Метод анализа пространственной структуры древостоев.// Исследование структуры лесонасаждений. - Красноярск, 1985. - С. 88-101.
8. Цурик C.I. Таксацшт ознаки й будова насаджень: Навчальний поабник. - Львiв: УкрДЛТУ, 2001. - 362 с.
9. Цурик Е.И. Ельники Карпат (Строение и продуктивность). - Львов: Вища школа. Изд-во при Львов. ун-те, 1981. - 184 с.
10. Tanemura H., Hasegawa M. Geometrical models of territory. I. Modeils for synchronous and asynchronous settlement of territories. - "J. Teor. Biol.", 1980, v. 82, № 3. - P. 477-496.
