CC BY
36
Исследована реакция сосны крымской на изменение климата в сосновых насаждениях на южных склонах Крымских гор в условиях субтропического климата дендрохронологическими методами. Прослежена история развития древостоев. Выявлены климатические показатели, ограничивающие прирост деревьев и особенности формирования радиального прироста деревьев на изменения климата, которые характеризуются уменьшением осадков и увеличением температур на протяжении вегетационного периода, а также зимним похолоданием.
Ключевые слова: радиальный прирост сосны крымской, Крымские горы, субтропический климат, дендрохронологические методы, изменения климата.
Koval I.M., Shvets Yu.P., Plugatar C.F., Papelbu V.V., GryzajA.A. Dendrochronological analysis of Crimean pine on southern slopes of Crimean mountains
Response of Crimean pine on climate change in pine stands growing on southern slopes of Crimean mountains in condition of subtropical climate by dendrochronological methods was studied. Story of stand development was retraced. Climatic factors limiting tree growth and features of response of pine radial growth to climate change that characterize by precipitation decrease and increase of temperature for vegetation period and also winter decrease of temperature are detected.
Keywords: pine radial growth of Crimean pine, Crimean mountains, subtropical climate, dendrochronological methods, climatic change.
УДК 630*[5+17]:582.931.4(471.41/.46) Здобувач 1.М. Матейко1 -
НУ бюресур^в i природокористування Украти, м. Кшв
МОДЕЛЮВАННЯ ПАРАМЕТР1В КРОНИ ДЕРЕВ У НАСАДЖЕННЯХ ЯСЕНА ЗВИЧАЙНОГО В УМОВАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО Л1СОСТЕПУ УКРА1НИ
Проведено дослщження закономiрностей будови крони дерев ясена звичайного у насадженнях Правобережного Люостепу Укра!ни. На осжга аналiзу кореляцшних залежностей проведено моделювання поперечника i довжини крони. Визначено об'ем та площу бiчноi поверхш крони модельних дерев. Встановлено сшввщношення маси деревно! зелеш i гшок дерев ясена звичайного регюну дослщження з об'емом крони.
Ключовг слова: Правобережний Люостеп Укра!ни, дiаметр крони, довжина крони, об'ем крони, маса деревно! зелеш крони дерева, маса гшок крони дерева.
Мета дослщження. Кронам дерев належать важлив1 еколопчш фун-кцп: оздоровч1, природного фшьтра, оптим1затора мжроктмату, шумопогли-нача. Листя та незадерев'янЫ пагони - компоненти крони, що формують по-тужний асимшяцшний апарат дерева, який в процеш фотосинтезу нагрома-джуе оргашчну масу за рахунок депонування та акумулювання вуглецю, ви-дшяючи в атмосферу кисень. У сприятливий л1тнш день 1 га люу поглинае 220-275 кг СО2, створюючи 120-150 кг ново! сухо! фггомаси, 1 видшяе 180215 кг кисню. Крона дерев ясена звичайного становить 20-25 % вщ !хньо! за-гально! фггомаси [11], при цьому ясен, за даними дослщниюв, належить до порщ з1 значним ефектом киснеутворення [6].
Розм1ри 1 форми крон деревних порщ зумовлеш спадковютю, вжом, просторовим розмщенням, антропогенним впливом та шшими факторами.
1 Наук. ке^вник: проф. П.1 Лакида, д-р с.-г. наук - HYEin Украши, м. Кшв
Метою цього дослщження е вивчення залежностей napaMeTpiB крони дерев ясена звичайного у Правобережному Люостепу Укра1ни вiд таксацшних по-казникiв дерева та розроблення вщповщних моделей.
Методика досл1дження. Параметри крони дерев ясена звичайного та 1хнш взаемозв'язок з основними таксацшними показниками дослщжували за даними 64 модельних дерев iз 21 пробно1 площ^ закладено1 у регiонi досль дження (з яких 45 модельних дерев iз 15 пробних площ, закладених автором у лiсонасадженнях Хмельницько!, Вшницько! i Ки1всько1 областей, а 19 модельних дерев з 6 пробних площ, закладених О.В. Морозюк у ясеневих наса-дженнях Черкасько1 обласп). Вiдбiр, опрацювання дослщних даних i визна-чення маси, об'ему та щiльностi компонентiв фиомаси модельних дерев ясена звичайного проводили за методикою, розробленою П.1. Лакидою [10]. По-дальшу статистичну обробку отриманих дослiдних даних проводили на персональному комп'ютерi з використанням програм "STATISTIKA" та "Microsoft Excel-2003" у таю послщовностг верифжащя (виявлення та вилучення нехарактерних, помилкових експериментальних даних); встановлення коре-ляцшно! залежностi таксацiйних показникiв дерева та крони; визначення поперечника ^аметра) та довжини крони; обчислення площi бiчноl поверхнi та об'ему крони; встановлення стввщношення дiаметра стовбура з об'емом крони та маси деревно! зелеш й гiлок крони з 11 об'емом.
Результати дослвдження. Зважаючи на значну трудомiсткiсть визначення i облiку фiтомаси компоненпв крони дерев ясена звичайного, порiвня-но з традицiйною оцiнкою запашв стовбурово! деревини, проведено досль дження кореляцшних зв'язкiв фiтомаси з лiсiвничо-таксацiйними показниками дерев. Дослiджуючи моделi взаемозв'язкiв фiтомаси з морфологiчними показниками дерев М.Г. Семечюна [12], Ю.В. Тамм, В.А. Росс [13], дшшли висновку, що використання багатомiрноl регресп не дае переваг порiвняно з парними зв'язками, хоча М.Г. Семечюна отримала кращi результати у разi включеш до моделi добутку квадрата дiаметра стовбура, на висотi 1,3 м на висоту дерева (d2 h). Логарифмiчнi моделi зв'язку фiтомаси дерев берези та осики з таксацшними ознаками, в насадженнях Тюменсько! област Росп, та Пiвнiчного Казахстану розробив В.А. Усольцев [14].
Взаемозв'язок розмiрiв параметрiв крони з лiсiвничо-таксацiйними показниками дерев ясена звичайного у Захвдному Лiсостепу Укра!ни дослщжу-вав В.В. Лавний [9]. На осжга встановлених залежностей вiн розробив табли-цi ходу росту ясена звичайного для регюну дослiдження. У ходi дослiдження фiтомаси та депонованого вуглецю дерев та деревостанiв ясена звичайного у Правобережному Люостепу Укра!ни встановлено залежносп формування па-раметричних показниюв крони вiд лiсiвничо-таксацiйних показниюв дерев ясена. За характеристиками модельних дерев встановлено тюноту зв'язку мiж дослiджуваними ознаками (табл. 1).
Поперечник та довжина крони перебувають у тюнш залежностi мiж собою, та мають значний кореляцiйний зв'язок зi всiма таксацiйними показ-никами стовбура. Додатково до характеристик модельних дерев у кореля-цiйну матрицю включено вiдносну повноту деревостану, але жоден з пара-
метрiв крони дерева не мае з щею ознакою iстотного кореляцiйного зв'язку, що дае змогу 11 знехтувати тд час моделювання.
Табл. 1. Кореляцшна матриця основних таксацШних показнишв дерев ясена
звичайного
Показники в '2 о р а, й ра е р е д « В Д1аметр стовбура, d, см Висота дерева, _, м 3м ,а р £ ра от с м ш ю О Поперечник крони, dk, м Довжина крони, Ш, м II Частка протяжност1 II крони, Р1, % Ввдношення довжини крони до поперечника, lkldk Повнота 1 нясяпження П II
Вк дерева, а, рошв 1
Середнш диаметр стовбура, d, см 0,86 1
Середня висота дерева, _, м 0,88 0,90 1
Об'ем стовбура, V, м3 0,75 0,90 0,80 1
Поперечник крони, dk, м 0,61 0,72 0,68 0,66 1 - - - -
Довжина крони, Ш, м 0,69 0,83 0,80 0,75 0,79 1 - - -
Частка протяжноси крони, Р, % -0,07 0,10 -0,01 0,05 0,31 0,52 1 - -
Ввдношення довжини крони до д1аметра, lkldk 0,19 0,28 0,33 0,18 -0,07 0,48 0,48 1 -
Повнота насадження, П -0,18 -0,12 -0,06 -0,12 -0,01 0,02 0,03 0,01 1
Внаслщок багатоварiантного пошуку за основу моделювання дiаметра крони, що вщображуе кореляцiйний зв'язок цього показника з дiаметром на висот 1,3 м та висотою дерева, прийнято функщю Г. Претча (Н. Рге12БеЬ) [4]:
dk = ехр
-1,649 +1,347 • 1п )-0,050 • _ +1,082 • 1п
d\з
(1)
Значення коефiцiентiв рiвняння (1) визначет методом нелiнiйного регресiйного анашзу, коефiцiент детермшацп Я2=0,62. Графiчний анаиз бага-томiрноl моделi демонструе рис. 1.
Д1аметр стовбура дерева, Рис. 1. Залежшсть розмiрiв поперечника крони дерев ясена звичайного вiд дiаметра стовбура та висоти дерева: 1) фактичш дам; 2-7) змоделъовам показники за висот 5-30 м, з ттервалом 5 м
У молодняках i середньовiкових ясенових насадженнях, зi збшьшен-ням дiаметра стовбура та висоти дерева с^мко збiльшуeгься i поперечник крони, у пристигаючих та стиглих деревостанах крона дерев ясена звичайно-го уже майже сформована i темпи збшьшення 11 розмiрiв спадають, що вщпо-вiдаe природному процесу формування дерева.
У багатьох наукових розробках зарубiжних та вичизняних учених довжина крони (висота прикршлення або частка протяжностi крони) визна-чаеться складними математичними залежностями зi значною кiлькiстю пара-метрiв: вж, дiаметр на висотi грудей та висота дерева, дiаметр крони, середш прирости за дiаметром та висотою, сума площ поперечного перерiзу деревос-тану та iншi [4, 7-9, 14]. Враховуючи застереження М.П. Бусленка: "...Стремление к учету очень большого круга действующих факторов не всегда оказывается оправданным. ... математические модели становятся чересчур громоздкими и плохо обозримыми, а точность решения задачи практически не увеличивается" [2, ст. 48], В.А. Усольцев [15] вивiв залежнють маси листя дерев осики та берези вщ дiаметра стовбура, i подтвердив 11 регюнальний характер.
Це дослщження передбачало опрацювання алгоритму визначення па-раметрiв крони способами, максимально доступними у польових умовах. У Внаслщок опрацювання рiзних варiантiв залежностей прийнятним виявилося стввщношення мiж довжиною i дiаметром крони. Цей показник мае слабку кореляцiю з основними таксацшними ознаками дерева, але вiдрiзняеться нез-начною мiнливiстю, що дае змогу прийняти для ясена звичайного середне значення ШССк - 2,408 i визначати довжину крони за 11 дiаметром через цей коефiцiент:
/к=2,408-Ск. (2)
Загалом розрахунковi показники довжини крони досить точно вщповь дають 11 фактичним значенням. Коефiцiент детермшацп для загального маси-ву даних становить Л2=0,74.
Згiдно з лгтературними джерелами, крона ясена звичайного подовже-но-яйцевидна, з вiком ажурна, високо тднята [1]. Така просторова форма вщ-повiдае видовженому елшсо1ду - стереометричнш фiгурi обертання у триви-мiрному просторi, яка сформувалася внаслщок обертання елiпса навколо од-ше! з його головних осей [3]. Прийнявши за вiсь обертання довжину крони, 11 об'ем (укр) та площу бiчноl поверхнi (зКре), можна обчислити за видозмшени-ми класичними математичними формулами [3]:
4 1 2
укр = — ■ 1к — ак2 = —• 1к ■ ак2, (3)
3 2 3
(
¿К^ = ж^к ■
ак 1к2 . (Мк2 - (0,5Ск)
__I--. ЯГГС1Т1 -I____
--1--1 -сциьш -
2 фк2 - (0,5Ск)2 I 1к
(4)
Розрахувавши об'ем крони модельних дерев за формулою (3), проведено кореляцшний аналiз, який виявив значний зв'язок цього показника iз масою де-ревно1 зеленi i гiлля та високий - iз дiаметром дерева на висотi грудей (табл. 2).
Табл. 2. Коеф^енти кореляци об'ему крони iз масою деревног зелеш, масою _гток та дiаметром дерева на висотi грудей_
Показник -
Ядз.
Яг
ё. см
Укр, м^
0.69
0.68
0.72
Внаслщок регресшного анашзу встановлено модель залежност об'ему крони вiд дiаметра дерева на висотi грудей (5). графiчну iнтерпретацiю яко! демонструе рис. 2.
= -0.097ё2 +11225ё - 27.678. (^2=0.92)
(5)
За однакових геометричних розмiрiв крони рiзних деревних порiд вiдрiз-няються ажуршстю. залежно вiд цього мають рiзну масу деревно! зеленi i гшля. Окрiм того. густота розташування гшок крони дерева в деревостанi впливае на мiкроклiмат насадження та продукування фiтомаси загалом. За лiтературними джерелами. деревостани з участю ясена звичайного належать до асоцiацiй з ажурним наметом або фiтоценозiв "середньо! освпленостЮ. у яких зазвичай формуеться другий ярус iз тiньовитривалих порiд або густий тдтсок [5].
Шсля наступного оброблення кiлькiсних характеристик дослщних да-них та показникiв. отриманих внаслiдок моделювання. адекватними моделями залежност маси деревно! зеленi та гшля вщ об'ему крони обраш експо-ненцiальнi функци (6. 7). як наочно демонструе рис. 3.
Од3 = 2.038 • е°.°15'укр. (Д2=0.75).
агЫ = 0.639 • е
0.026у
. (Д2=0.82).
(6) (7)
Рис. 3. Залежшсть вiд об'ему крони ясена звичайного:
а) маси деревног зелеш; б) маси гтля
кг
кг
Згiдно з графжами, 3i збiльшенням об'ему крони стр1мюше здшс-нюеться нагромадження маси гшля порiвняно i3 масою деревно! зелеш, що загалом вiдповiдаe бюлопчнш природi розвитку дерева.
Висновки. За результатом проведеного дослщження зроблено таю висновки:
1. На шдстав1 оброблення характеристик модельних дерев встановлено залежшсть геометричних розм1р1в крони дерев ясена звичайного вщ його головних таксацшних показниюв.
2. Визначений на основ! адекватних математичних моделей д1аметра та довжини крони об'ем мае значний кореляцшний зв'язок 1з масою компонента крони - деревно! зелеш та гшля.
3. Результати дослщження може бути використано для визначення пара-метр1в крони у польових умовах без рубання модельних дерев та тд час визначення фггомаси л1сових насаджень.
4. Отримаш законом1рност1 потребують подальшо! апробацп у деревоста-нах ясена звичайного та розроблення аналопчних моделей для шших де-ревних порщ.
Л1тература
1. Булыгин Н.Е. Дендрология / Н.Е. Булыгин. - М. : Агропромиздат, 1985. - 280 с.
2. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. - М. : Изд-во "Наука", 1968. - 356 с.
3. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике / М.Я. Выгодский. - М. : Физ-матгиз, 1963. - 872 с.
4. Гадов К. Моделювання параметр1в крони дерев в Укра!нських Карпатах / К. Гадов, М.П. Горошко, М.М. Король // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 2003. - Вип. 13.3. - С. 264-272.
5. Горд1енко М.1. Лгавнич1 властивост деревних рослин / М.1. Горд1енко, Н.М. Гор-д1енко. - К. : ТОВ "Вютка", 2005. - 817 с.
6. Грищенко А.В. Крона дерева: промышленное и рекреационное использование / А.В. Грищенко, В.А. Кучерявый, Р.И. Томчук, В.В. Задорожный - Львов : Вид-во "Вища шк.", 1985. - 168 с.
7. Гут Р.Т. Взаемозв'язок основних морфометричних показниюв дерев сосни звичайно! р1зних ценопопуляцш / Р.Т. Гут, М.М. Король // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2008. - Вип. 18.11. - С. 133-138.
8. Делеган I.I. Морфометричш особливост формування крон екотитв бука люового / I.I. Делеган // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Ук-ра!ни. - 2011. - Вип. 21.7. - С. 31-38.
9. Лавний В.В. Особливост формування ясеневих насаджень Захщного Люостепу Укра-!ни : дис. ... канд. с.-г. наук: спец. 06.03.03 - "Люознавство i лгавництво" / Лавний Василь Во-лодимирович; УкрДЛТУ. - Львiв, 2000. - 176 с.
10. Лакида П.1. Фiтомаса лiсiв Укра!ни : монографiя / П.1. Лакида. - Тернопiль : Вид-во "Збруч", 2002. - 256 с.
11. Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии / под ред. А.З. Швиденко и др. - К. : Изд-во "Урожай", 1987. - 560 с.
12. Семечкина М.Г. Структура фитомассы сосняков / М.Г. Семечкина. - Новосибирск : Изд-во "Наука", 1978. - 166 с.
13. Тамм Ю.А. Закономерности распределения надземной фитомассы осины в насаждениях Эстонской ССР / Ю.А. Тамм, В.А. Росс // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. - М. : Изд-во "Наука". - 1980. - № 1. - С. 42-51.
14. Усольцев В.А. Моделирование структуры и динамики древостоев / В.А. Усольцев. -Красноярск : Изд-во Красноярск. ун-та, 1985. - 191 с.
15. Усольцев В.А. Применение регрессионного анализа при исследовании возрастной динамики фитомассы березы и осины / В.А. Усольцев // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. -М. : Изд-во "Наука". - 1976. - № 1. - С. 35-39.
Матейко И.М. Моделирование параметров кроны деревьев ясеня обыкновенного в условиях Правобережной Лесостепи Украины
Произведены исследования закономерностей строения кроны деревьев ясеня обыкновенного в насаждениях Правобережной Лесостепи Украины. На основании корреляционных зависимостей произведено моделирование диаметра и длины кроны. Определены объем и площадь боковой поверхности модельных деревьев. Установлены соотношения массы древесной зелени и ветвей деревьев ясеня обыкновенного региона исследования с объемом кроны.
Ключевые слова: Правобережная Лесостепь Украины, диаметр кроны, длина кроны, объем кроны, масса древесной зелени кроны дерева, масса ветвей кроны дерева.
Mateiko I.M. The modeling parameters crown trees in the woods of ash in the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine
The research of structural patterns European ash in the woods of Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine is presented. The algorithm of determine volume, lateral surface area and the models of the diameter and length of the crown are based on the correlation model. Was defined the correlation between the mass of wood and green branches ash-trees from volume crown.
Keywords: Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine, diameter of crown, length of crown, the volume of the crown, the mass of wood green, the mass of branches.
УДК 630*5:582.746.51 Acnip. В.В. Пукман1 - НЛТУ Украгни, м. Львв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ РОСТУ ТА РОЗВИТКУ ДЕРЕВОСТАН1В КЛЕНА-ЯВОРА (ACERPSEUDOPLATANUSL.): СУЧАСНИЙ еВРОПЕЙСЬКИЙ ДОСВ1Д
Здшснено огляд та аналiз основних етатв дослщжень яворових деревосташв у Сврош, наведено приклади кривих ходу росту за висотою з дослщжень рiзних авто-рiв, а також кривих ходу росту, порiвнюючи з шшими видами. Проаналiзовано про-дуктившсть чистих яворових деревосташв та рют клена-явора у сукупност з шшими видами. Наведено основну мету та методи ведення люового господарства в деревос-танах явора.
Ключовг слова: явiр, деревостан, крив! ходу росту, продуктившсть.
Клен-яв1р (Acer pseudoplatanus L.) найпоширешший з ушх видiв роди-ни Aceraceae у Сврот i належить до цшних порщ у багатьох европейських люах. 1нтерес до ще! породи виникае як з економiчних, так i з еколопчних характеристик. Деревину використовують у виробництвi меблiв, шпону, фане-ри, а в деяких кра!нах - целюлози i палива. Бажаш якосп та широке викорис-тання деревини явора е причиною високих цш на ринку. Клен-явiр належить до швидкорослих порщ у вщповщних умовах зростання. Таким чином, швид-кий рют i потенцшно висок! цши на деревину забезпечують його економiчну привабливiсть.
З еколопчного погляду, яв!р пiдтримуе життедiяльнiсть багатьох ви-д!в епiфiтiв, траво!дних та надземно! флори, а опад сприяе утворенню i пок-ращенню властивостей гумусу [4]. Клен-явiр часто розглядають як вид, що добре пристосований до поточних, а також до можливих майбутшх змш кль
1 Наук. кер1вник: проф. М.П. Горошко, канд. с.-г. наук - НЛТУ Укра!ни, м. Льв1в
