CC BY
10
It is shown that in a forest, approaching the granite quarry, conditions of growth and development of oak deteriorate. The drying of maturing and middle-aged oak stands, as well as ripe trees, accelerates. Aspen and linden trees capture destroyed edges and sparse forests; sod, Tatarian maple and hawthorn thickets, elderberry and dog-rose spread. Recreation has less impact on stands. Forestry-taxation and spatial peculiarities of changing of oak trees in first tier by their companions that more resistant to drying up of the soil cover are described. An attempt of forecast the development of forest stands was made.
Keywords: the structure of forest stands, quarry, recreational load, diagnostics of stands degradation, zones of the intensive impact, forecast the development of forest stands.
УДК 630*53 Acnip. О.О. Аврамчук1; докторант, ст. наук. ствроб.
A.M. БЬлоус2, канд. с.-г. наук; мол. наук. ствроб. Д.М. Голяка -НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Кшв
ОЦ1НЮВАННЯ МОРТМАСИ ГРУБИХ Г1ЛОК У СОСНОВИХ НАСАДЖЕННЯХ КШВСЬКОГО ПОЛ1ССЯ
Наведено експериментальш даш дослщження мортмаси грубих гшок (d > 1 см) у соснових насадженнях Кшвського Полюся. Представлено характеристику мортмаси грубих гшок I-V клаив деструкцп та встановлено ix кшьюсш показники. У структурi мортмаси за деструкщею дослщного компоненту домшуе опад грубих гшок IV класу. Встановлено наявшсть кореляцшного зв'язку мортмаси гшок з вшом, середшм дiамет-ром та середньою висотою соснових насаджень. У процес росту i розвитку високопро-дуктивних сосняюв у Кшвському Полюй мортмаса грубих гшок починае утворюватися у насадженнях III-IV класах вжу та може становити вiд 0,5 до 3,0 т- га-1 абсолютно суxоi речовини.
Ключовi слова: сосна звичайна, насадження, мортмаса, грубi гики, клас деструк-цй, модель, Кшвське Полiсся.
Вступ. бвропейський Союз визначив CTpaTeri4Hy важливкть дослщжен-ня екосистем, !х картування та оцiнювання екосистемних фyнкцiй (англ. Ecosystem Services) [9], що зумовлено необxiднiстю реалiзащl системи еколопч-ного та економiчного облiкy (англ. System for Environmental and Economic Accounts) [10] у контекста сталого розвитку. Ощнювання лкових екосистем та ix фyнкцiй набувае прiоритетного значения для розвитку економжи провщних краш свiтy.
Дослiджения закономiрностей росту i розвитку лкових насаджень та ди-намiки ix бiопродyктивностi потребуе експериментального оцiнювания та моде-лювання основних таксацшних показникiв деревосташв i компонент рослинно! бiомаси лiсiв. Комплексне ощнювання i моделювання запасiв оргашчно1 речо-вини та ii динамiки в лкових екосистемах на засадах системного шдходу ство-рюе нормативно-довiдковy основу для встановлення екосистемних фyнкцiй ль сiв. Дослiджения оргашчно1 речовини рослинно!' бiомаси мають базуватися на комплексному шдхода експериментального оцiнюваиия компонент фггомаси i мортмаси насаджень основних лiсотвiрниx порiд, результати якого на локальному i регiональномy ровнях можуть слугувати iнформацiйною основою для створення глобальних моделей крyгообiгy речовин та енергп.
1 Наук. кер1вник: ст. наук. спгвроб. А.М. Бшоус, канд. с.-г. наук
2 Наук. консультант: проф. П.1. Лакида, д-р с.-г. наук
Мортмаса насаджень е неввд'емною складовою частиною лкових еко-систем, яка мае важливе значення у депонуваннi вуглецю та забезпечент 6i-орiзноманiття [2, 4, 7]. Даш про запаси оргатчно! речовини мортмаси лкш Украши дуже обмеженi, що не дае змоги ощнити ii екологiчноí рол! У системi ль совпорядкування облшу пiдлягають лише запаси сухостою i деревно!' ламанi (захаращеностi), а обсяги шших компонент мортмаси лiсiв практично не вДдомД. До таких компонент мортмаси можна вщнести опад грубих гiлок, який утво-рюеться в основному внаслщок природного очищения стовбурiв дерев вiд вДд-мерлих плок у процесi росту i розвитку дерев. Певна частина мортмаси грубих плок може бути утворена внаслщок дц абiотичних та антропогенних факторiв. До мортмаси грубих гшок вiдносять гаки дiаметром бiльше 1 см, що втратили свое природне розмщення на стовбурi дерева, i опали не поверхню землi [1]. У рамках аналопчних дослiджень мортмаси лкш iнших авторш опад грубих плок або не ощнювали [2, 6, 5], або вщносили до дабного деревного детриту (англ. fine woody debris) [7, 8].
Методика i MaTepia™. Для дослiджения мортмаси соснових насаджень закладено тимчасовi пробнi плошд (ТПП) на базi Вiдокремленого шдроздшу Нацiонального унiверситету бiоресурсiв i природокористування Украши "Бо-ярська лiсова дослвдна станцiя". Для дослiджень ввдбрано лiсовi дшянки, вкри-тi лковою рослиннiстю, у штучних соснових насадженнях iз часткою другоряд-них порвд у складi до двох одиниць включно. Для дослiджения мортмаси грубих плок закладено 15 тимчасових пробних площ за методикою [1]. На кожнш ТПП закладали 3 пробш дшянки квадратно! форми iз розмiрами сторiн 5x5 м у молодняках, 10x10 м у середньовшових та 20x20 м старших насадженнях. У межах кожного пробного майданчика здшснювали сущльний збiр грубих плок iз одночасним подшом !х на п'ять класш деструкиii (табл. 1). Мортмасу грубих гшок зважували за класами деструкцп та вiдбирали по 3 зразки мортмаси плок кожного класу деструкцп для визначення вмкту абсолютно сухо! речовини в лабораторних умовах.
Табл. 1. Характеристика клаав деструкцп мортмаси грубих гток сосни
Клас деструкцп Описова характеристика
I Наявна цшсна структура гшки (наявна кора, дрiбнi гшки, можлива при-суттсть хво!)
II Вiдсутнi дрiбнi гiлки, збертаеться форма, твердiсть
III Деревина гiлки збертае форму i твердiсть, проте мщтсть деревини рiзко знижуеться, кора частково вщсутня
IV Фрагменти гiлок без кори, тд час натискання на фрагмент його поверхня прогинаеться i легко розламуеться
V Фрагменти гiлок без кори, мае деформовану форму поперечного перерь зу, за незначно! фiзичноí дп деревина розламуеться на дрiбнi частинки; у просторi такi гiлки частково штегроват у пiдстилку
Аналiз дослвдних даних здiйснено за допомогою комп'ютерних програм MS Excel i PERTA. Для моделювання мортмаси грубих плок використано ком-п'ютерну програму STATISTICA 10.
Результати. Для кожного до^диого насадження встановлено середш таксацiйнi показники деревосташв (А - вш, рокгв; Б - середиш дiаметр, см; Н -середня висота, м; Р - вщносна повнота; М - запас деревостану, м3та-1) та мор-тмасу грубих гшок (Мгг, т- га^) (табл. 2).
Табл. 2. Мортмаса грубих гток I середш показники деревостану
№ ТПП Мгг, т- га-1 А, роюв Б, см Н, м Р »л 3 -1 М, м та
1 0,95 33 20,8 21,2 0,91 487
2 0,72 65 35,0 29,7 0,59 393
3 0,58 64 35,7 29,9 0,56 414
4 0,56 77 34,9 32,4 0,74 581
5 0,91 62 27,2 27,0 0,71 467
6 1,47 58 31,4 29,7 0,72 537
7 1,57 40 25,4 22,5 0,79 440
8 1,77 40 21,8 22,2 0,60 317
9 1,21 25 15,5 15,1 0,84 257
10 1,73 52 28,6 28,9 0,74 570
11 2,65 43 27,4 25,4 0,75 479
12 1,19 65 34,0 32,0 0,67 542
13 1,49 43 24,8 27,2 0,83 578
14 2,65 45 25,0 24,2 0,91 564
15 2,30 41 18,3 20,7 0,81 410
Встановлено описовi статистки мортмаси грубих плок i середнiх показ-нитв дослщних деревосташв: вiк, дааметр, висота, вiдносна повнота, запас (табл. 3). Коефщент варiацií засвiдчуe значну варiацiю мортмаси грубих гiлок (>25 %), а розрахункове значення ексцесу (-0,59) за рiвня значущостi (а=0,05) не перевишуе за модулем його критичне значення (0,89).
Табл. 3. Описов1 статистики мортмаси грубих гток I таксацшних показнитв
дослгдних деревосташв
Показник Мгг, т- га-1 А, роюв Б, см Н, м Р »л 3 -1 М, м • га
Середне значення 1,45 50 27,1 25,9 0,74 469
Медiана 1,47 45 27,2 27,0 0,74 479
Мшмальне значення 0,56 25 15,5 15,1 0,56 257
Максимальне значення 2,65 77 35,7 32,4 0,91 581
Диспер^ 0,47 207 39,90 23,60 0,01 9657
Стандартне вщхилення 0,68 14,40 6,31 4,86 0,11 98,3
Коефщент варiацií 47 29 23 19 14 21
Асиметрiя 0,53 0,15 -0,19 -0,62 -0,17 -0,75
Ексцес -0,59 -0,71 -0,86 -0,02 -0,67 -0,06
Використання коефщента рангово! кореляцií Спiрмена дало змогу вста-новити iснування обернено! залежностi мiж мортмасою грубих плок i середнi-ми таксацiйними показниками деревосташв: вiком —0,53, дiаметром —0,52, висотою - -0,54 (табл. 4).
Середне арифметичне значення частки мортмаси грубих плок I класу деструкид у загальнiй мортмасi дослiдних соснових насаджень становить 7,3 %, II класу деструкцп - 5,6 %, III - 21,9 %, IV - 59 % та V - 6,1 % (табл. 5).
Показники А Б н Р м Мгг
А 1,00 - - - - -
Б 0,89 1,00 - - - -
н 0,93 0,92 1,00 - - -
Р -0,64 -0,72 -0,62 1,00 - -
м 0,41 0,29 0,53 0,24 1,00 -
Мгг -0,53 -0,52 -0,54 0,43 -0,02 1,00
Табл. 5. Ст руктура мортмас и грубих ги юк за класс ми деструк цп, %
№ ТПП Клас розкладання мортмаси грубих гшок
I II III IV V
1 2,2 0,6 24,1 69,5 3,5
2 7,2 5,1 11,8 68,8 7,1
3 8,8 1,1 7,3 80,6 2,3
4 6,4 3,2 24,5 57,4 8,5
5 7,0 0,5 15,0 68,2 9,2
6 9,0 5,4 43,6 37,5 4,4
7 8,5 7,7 29,0 41,6 13,1
8 9,8 4,8 28,4 41,6 15,4
9 12,1 23,3 40,7 19,1 4,8
10 1,9 2,2 13,3 79,9 2,7
11 2,3 2,5 16,3 74,5 4,4
12 21,0 17,9 25,8 34,4 0,9
13 6,8 5,4 20,2 65,0 2,5
14 2,8 1,8 15,8 74,6 5,0
15 4,4 3,0 13,1 72,4 7,0
н
м
М
1.00
-0,62
1.00
0,53
0,24
1.00
-0,54
0,43
-0,02
1,00
%
Клас розкладання мортмаси
II
III
грубих гшок
IV
V
2,2
0,6
24,1
69,5
3,5
7,2
5,1
11,8
68,8
7,1
8,8
1,1
7,3
80,6
2,3
6,4
3,2
24,5
57,4
8,5
7,0
0,5
15,0
68,2
9,2
9,0
5,4
43,6
37,5
4,4
8,5
7,7
29,0
41,6
13,1
9,8
4,8
28,4
41,6
15,4
12,1
23,3
40,7
19,1
4,8
10
1,9
2,2
1 о о
13,3
79,9
2,7
11
2,3
2,5
16,3
74,5
4,4
12
21,0
17,9
25,8
34,4
0,9
13
6,8
5,4
20,2
65,0
2,5
14
2,8
1,8
15,8
74,6
5,0
15
4,4
3,0
13,1
72,4
7,0
Перевага грубих гток IV класу деструкцп у структур! загально'1 1х мортмаси можна пояснити особливостями утворення, нагромадження та деструкцп мортмаси грубих гток. Встановлено, що мортмаса грубих гток у сосняках по-чинае формуватися, як правило, в 20-30-р1чному вщ1 (рис. 1). У насадженнях III клас1в вку може бути лише мортмаса грубих гток попереднього насадження.
Рис. 1. Мортмаса грубих гток досл1дних соснових насаджень
Мортмаса грубих гток 1-11 клас1в деструкцп утворюеться в насадженнях переважно внаслщок виршального впливу абютичних (налипання сшгу, силь-ний вггер) та антропогенних фактор1в (рубки формування та оздоровлення ль с1в). Основна частина мортмаси грубих гток утворюеться внаслщок природного вщмирання гiлок, 'х деструкцп та опадання на поверхню грунту. Сух1 гтки на стовбурах дерев вщносять до 1-11 клас1в деструкцп', а в сташ III класу дес-
Р
1
2
3
8
9
трукцií вщокремлюються вiд стовбура i опадають [1]. У цей перюд вiдбуваeться штенсивна деструкцiя деревини внаслiдок життeдiяльностi дереворуйшвно'' мь кобiоти [4], а потГм цей процес значно сповiльнюeться. Саме тому основна час-тка мортмаси грубих належить до Ш-1У класГв деструкцп. Частка мортмаси гь лок V класу деструкцп сосни звичайно'' у середньому становить близько 6,1 %, оскiльки внаслiдок деструкцп деревини вмiст абсолютно сухо'' речовини в такш мортмасi може становити 10-20 % вщ природного стану.
На основi експериментальних даних ощнювання мортмаси грубих плок соснових насаджень здшснено п моделювання та отримано модель (1) ощнювання мортмаси грубих плок у високопродуктивних соснових насадженнях III-VIII класiв вшу
Мгг=0,099-Л6'868-В0'709-Р13'306-ехр(-0,162-Л-17,064-Р), (^2=0,76) (1) де В - код класу боштету, який вщповщае даним табл. 6.
Табл. 6. Система кодування клаыв бонитету
Клас боштету
Iе
Iе
I
Код класу боштету | 2
3
4
5
6
Оскшьки процес формування мортмаси плок е похiдним вгд утворення фiтомаси гiлок, здiйснено анаиз динамiки фiтомаси плок соснового насаджен-ня 1ь класу бонiтету [3] та експериментальних даних мортмаси грубих гшок сос-някiв. Загалом тенденц1я динамiки мортмаси грубих плок дослщних насаджень (рис. 2) узгоджуеться з наявними моделями динамки фгтомаси гток соснових насаджень мюьких лiсiв Киева [3].
Рис. 2. Динамта фЫомаси гток соснового насадження (1 клас боштету) та мортмаси грубих гток до^дних насаджень
У перюд штенсивного росту соснових насаджень та нагромадження за-гально'' фггомаси гток спостерГгаеться початок утворення мортмаси грубих гток насаджень. Стабшзащя ктьюсних показникгв фгтомаси плок соснових насаджень з вгком може супроводжуватися поступовим зменшенням запасгв органiчноí речовини опаду грубих гшок, що вщбуваеться внаслщок зменшення штенсивност вГд-мирання та опадання плок та тд впливом деструкцп вже наявного опаду.
Висновки. Мортмаса грубих гток у штучних соснових насадженнях Ки'вського Полюся починае формуватися у 20-30-рГчному вщ, набувае макси-мальних значень у вщГ 40-50 роюв та поступово зменшуеться з часом. Протя-гом росту Г розвитку соснових насаджень мортмаса грубих гток може становити вщ 0,5 до 3,0 т-га-1 абсолютно сухо'' речовини. У структурГ мортмаси грубих гглок за розкладанням переважае опад плок Ш-IV класГв деструкцп.
Лггература
1. Бшоус А.М. Методика дослщження мортмаси лiсiв / А.М. Бшоус // Бюресурси i приро-докористування. - 2014. - № 3-4. - С. 134-140.
2. Воробьев О.Н. Методика сбора и обработки данных по древесному детриту сосновых насаждений Марий Эл / О.Н. Воробьев // Материалы научно-технической конференции МарГТУ в 2003 г. : сб.ст. - Йошкар Ола : Изд-во МарГТУ, 2004. - С. 13-16.
3. Лакида 1.П. Бюпродуктившсть штучних соснових деревосташв мюьких лiсiв м. Киева та ii динашка / 1.П. Лакида. - Корсунь-Шевченювський : ФОП В.М. Гавришенко, 2013. - 173 с.
4. Бшоус А.М. Особливост формування мiкобiоти мортмаси м'яколистяних молодняюв на староорних землях Черншвського Полiсся / А.М. Бшоус, Н.М. Волощук, М.А. Бузиль [та ш.] // Мiкробiологiчний журнал : зб. наук. праць. - 2013. - Т. 75, № 6. - С. 59-65.
5. Пастернак В.П. Типолопчна структура та бюпродуктившсть лвдв ДП "Кремшське ЛМГ" / В.П. Пастернак, В.Ю. Яроцький // Лiсiвництво i агролiсомелiорацiя : зб. наук. праць. - Харкв : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2009. - Вип. 116. - С. 130-135.
6. Трейфельд Р.Ф. Методика определения запасов и массы древесного детрита на основе данных лесоустройства / Р.Ф. Трейфельд, О.Н. Кранкина, Е.Д. Поваров. - М. : Изд-во "Пушкино", 2002. - 44 с.
7. Швиденко А.З. Оценка запасов древесного детрита в лесах России / А.З. Швиденко, Д.Г. Щепащенко, С. Нильссон // Лесная таксация и лесоустройство : сб. науч. тр. - Красноярск : Изд-во СГТУ. - 2009. - Вып. 1 (41). - С. 133-147.
8. Harmon M. Guidelines for measurements of woody debris in forest ecosystems / M. Harmon, J. Sexton. - Washington : LTER Network Office, 1996. - 73 с.
9. Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services. Indicators for ecosystem assessments under Action 5 of the EU Biodiversity. Strategy to 2020 / J. Maes, A. Teller, M. Erhard et al.]. -EU: Publication Office, 2014. - 80 p.
10. System of Environmental-Economic Accounting 2012 Experimental Ecosystem Accounting -New York : United Nations, 2014. - 198 p.
Аврамчук А.А., Белоус А.М., Голяка Д.Н. Оценка мортмассы крупных веток в сосновых насаждениях Киевского Полесья
Приведены экспериментальные данные исследования мортмассы крупных веток (d>1 см) в сосновых насаждениях Киевского Полесья. Представлена характеристика мортмассы крупных веток I-V классов деструкции и установлены их количественные показатели. В структуре мортмассы по уровню деструкции исследуемого компонента доминирует IV класс. Установлена обратная корреляционная связь мортмассы веток з возрастом, средним диаметром и средней высотой сосновых насаждений. В процессе роста и развития высокопродуктивных сосняков в Киевском Полесье мортмасса грубых веток начинает образовываться в насаждениях III-IV классах возраста, и может составлять от 0,5 до 3,0 т- га-1 абсолютно сухого вещества.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, насаждения, мортмасса, крупные ветки, класс деструкции, модель, Киевское Полесье.
Avramchuk O.O., Bilous A.M., Golyaka D.M. The Assessment of Branches Mortmass in Pine Forests of Kyiv Polissya
The experimental research of data of branches mortmass of trees (d>1 cm) in pine forests in Kyiv Polissya are shown. The characteristic of branches mortmass of (d>1 cm) I - V classes of destruction and quantitative indicators as well are presented. The detected dominance of the IV class of destruction into branches mortmass (d>1 cm) of trees is shown. The inverse correlation among mortmass of branches (d>1 cm) and age, average diameter and average height of pine stands is identified. In pine forests of Kyiv Polissya the mortmass of branches (d>1 cm) begins to form in III - IV classes of age, and can change from 0.5 to 3.0 t-ha-1 of absolutely dry matter.
Keywords: Pinus sylvestris L., forest, mortmass, branches of trees, class destruction, model, Kyiv Polissya.
