CC BY
17
рення берези на Полюш, а також визначити необхщшсть дослiджень ii бюма-си для ре^заци проеклв спiльного впровадження. Акцентовано увагу на до-цшьност вирощування берези на територп полюько! зони, як породи, що е перспективною у вирiшеннi низки еколопчних, енергетичних та соцiальних проблем довкшля дослiджуваного регiону й Украши загалом.
Лiтература
1. Гроздова Н.Б. Береза. - М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 78 с.
2. Короткий довщник лкового фонду Украши (за матер1алами облшу л1с1в станом на 1.01.2002 р.). - 1ртнь: Держкомлюгосп, 2003. - 149 с.
3. Лакида П.1., Дибкалюк О.А., Матушевич Л.М. Головш люоутворювальш породи Украши та ix вплив на штенсивнють депонування вуглецю// Наук. вюник НАУ: Зб. наук. праць. - К.: НАУ. - 1998, вип. 10. - С. 251-255.
4. Лакида П.1., Матушевич Л.М. Ф1томаса березових люосташв Украшського Полюся: Монограф1я. - К.: нНц 1АЕ, 2006. - 228 с.
5. Матушевич Л.М. Структура розпод1лу площ1 м'яколистяних порщ Полюся Украiни/ Наук. вюник НАУ: Зб. наук. праць. - К.: НАУ. - 2007, № 113. - С. 188-193.
6. Лосицкий К.Б., Чуенков В.С. Эталонные леса. - М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 160 с.
7. Перелыгин Л.М. Древесиноведение. - М.: Лесн. пром-сть, 1969. - 318 с.
8. Джерела викид1в парникових газ1в та заходи з пом'якшення змши кл1мату в шфрас-труктур1 мют Украiни. Пшотний проект у м. Р1вному/ М.В. Рапцун, О.М. Трофимчук, С.Б. Сурнш, Г.А. Кияшко, Г.Л. Вайнштейн, Г.П. Рубан/ За ред. М.В. Рапцуна, О.М. Трофим-чука. - К.: Агентство з рацюнального використання енергп та екологп, 2003. - 148 с.
9. Brunig E. Die Sauerstofflieferung aus dan Waldern der Erde und ihre Bedeutung fur die Reinerhaltung der Luft. - Forstarchiv, 1971, 42, № 2._
УДК 630*116.1 Доц. В. С. Олшник, канд с.-г. наук - Прикарпатський
НУ м. Василя Стефаника, м. 1вано-Франтвськ
ПЕРЕРОЗПОД1Л АТМОСФЕРНИХ ОПАД1В НАМЕТОМ Г1РСЬКИХ Л1С1В КАРПАТ
Розглянуто особливосп проникнення атмосферних опадiв Kpi3b намет букових i ялинових деревосташв Карпат. Проаналiзовано процеси формування опадорегулю-вально'1 здатносп молодого поколiння лiсу.
Ключов1 слова: опади, штерцепщя, лiсовий намет, молодняк, деревостан, ви-бiрковi рубки люу.
Assoc. prof. V.S. Oliynyk - Pricarpathian NU named after Vasiliy Stefanika
Redistribution of atmospheric fallouts by tent of crowns of the mountain forests of Carpathians
The features of penetration of atmospheric fallouts are considered through the tent of beech and spruce forests stands of Carpathians. The processes of forming of regulation of fallouts ability of the young generation of the forest are analysed.
Keywords: fallouts, interception, forest tent, sapling, forests stands, selective fellow of the forest.
Змша вологообмшу шд впливом л1су значною м1рою зумовлюеться перерозподшом атмосферних опад1в наметом насаджень, унаслщок чого фор-муеться окрема стаття водного балансу - штерцепщя. Для гумщних умов Карпат вона мае важливе значення в регулюванш частих паводкоформуваль-
них дошдв. Питання перехоплення опадiв наметом гiрських лiсiв регiону роз-глянуто в публжащях [1-3, 6, 7, 9]. Вони свдаать, що протягом року найбшь-ша кiлькiсть атмосферно! вологи затримуеться наметом ялинникiв (до 3644 %), дещо менша - мшаних буково-шпилькових деревостанiв (25-33 %) i найменша - букових насаджень (17-25 %). Однак це тшьки загальш риси ш-терцепцп, оскiльки на и показники можуть впливати не тшьки люоутворю-вальнi породи, але й гiдроклiматичнi умови, зокрема режим i величина опа-дiв. Малоз'ясованим у лiтературi залишаеться механiзм проникнення вологи тд намет лiсу шд час окремих дошiв. Невисвiтленi також процеси формуван-ня опадозатримувально! здатност молодих насаджень.
З метою з'ясування цих питань у 1982-2004 рр. проводилося вивчення опадорегулювально! здатностi намету ялинових лiсiв на стацiонарi "Хрипе-лiвм (склад деревостанiв 7Ял2Бк1Яц) у стиглому насадженш, дiлянцi добро-вiльно-вибiрковоl рубки та молодняку iз змшою вiку вiд 11 до 30 роюв. Ана-логiчнi дослiдження здшснювали у букових лiсах стацiонару "Свалява" (склад деревостанiв 9Бк1Гр) у 1985-1998 рр. у стиглому насадженш та молодняках II класу вжу. Облж опадiв проводився щоденно по одному опадомiру на вщ-критiй мюцевост та 12-16 опадомiрах пiд наметом стиглих деревосташв i мо-лодняюв згiдно зi стандартними методиками пдрометеослужби. Детальну характеристику об,ектiв i методики дослiджень наведено в публiкацiях [2, 3].
Синхроннi гiдрометеорологiчнi спостереження на стащонарах (19851998 рр.) показали, що процеси перерозподшу атмосферних опадiв кронами букових i ялинових деревосташв неоднаковь Певною специфiкою в цьому вщношенш характеризуються буковi насадження. Гладка поверхня гшля i стовбура бука сприяе стшанню по нш до грунту деяко! частки дощово! вологи (5-8 %). Основна частина опадiв потрапляе до грунту через люовий намет. Однак сезоншсть листово! маси бука зумовлюе внутрiшньорiчну нерiвномiр-нiсть перехоплення i проникнення вологи. На противагу буковим насаджен-ням, маломшливий стан намету хвойних деревосташв сприяе стабшзацп внутрiрiчного перерозподшу опадiв. У зв'язку з шершавютю гiлля i стовбура ялини стж вологи по них, як правило, незначний (1 % i менше), а тому проникнення опадiв до грунту вiдбуваеться майже повшстю через крони. Цi осо-бливост вологорегулювально! ролi намету рiзних деревних порщ значно ус-кладнюеться видом опадiв (рiдкi, твердi, мiшанi), величиною, штенсившстю та тривалiстю !х випадання та шшими метеоумовами.
Вологорегулювальна роль наземно! частини лiсових бiогеоценозiв пе-редусiм залежить вiд величини опадiв. 1з !х збiльшенням проходить намокан-ня фiтомаси намету, внаслiдок чого зростае проникнення шд нього вологи. Цей процес штенсившше протiкае у букових деревостанах i повiльнiше - в ялинових. Про це наочно свiдчать результати статистичного аналiзу показни-кiв перерозподiлу вологи наметом стиглих деревосташв, проведеного по 45 дощах стащонару "Свалява" та 57 дощах стащонару "Хрипелiв" величиною вщповщно 1,7-49 мм та 0,6-95 мм, що випали у вегетацiйнi перюди року. Залежнiсть штерцепцп (I, мм) вщ величини дощу (Р, мм) у букових деревостанах виражаеться такою емшричною формулою:
I = Р0,545/ 1,101, при п = 0,89± 0,03, (1)
а в ялинових насадженнях:
I = р0,672/ 1,334, при п = 0,87± 0,03. (2)
Згiдно з наведеними рiвняннями, при величинi дощу до 20 мм штер-цепцiя цих насаджень приблизно однакова, а при бшьших опадах вона силь-шше проявляеться в ялинових деревостанах. При звичайних дощах (величиною до 50-60 мм) водоутримувальна мютюсть намету букових насаджень ся-гае 8-9 мм, а ялинових - 10-13 мм.
Через те, що потужшсть i просторова структура намету насаджень не-однаков^ опади нерiвномiрно проникають до поверхнi грунту. Тому розподш вологи пiд наметом лiсу (поле опадiв) теж нерiвномiрний. Його коефщент варiацiï (Си, %) знаходиться у зворотнш залежностi вiд величини дощу (Р, мм). Для букових деревосташв вона характеризуеться такою емшричною формулою:
Си = 30,9/Р0179 , при п = 0,67±0'08 (3)
а для ялинових насадженнях:
Си = 60,8/Р0448 , при п = 0,72±006 (4)
Рiвняння (3) i (4) свщчать, що в букових насадженнях коефщент варь ацiï вологи шд лiсовим наметом набувае однорщност пiд час дощiв величиною понад 15-20 мм, а в ялинових - бшьше 30-40 мм. Отже, в першому ви-падку рiвномiрне зволоження грунту наступае в два рази швидше, нiж у другому.
Якщо для вегетацшного перiоду року, коли випадають рщю опади, ю-нуе досить тюний зв'язок мiж величиною дощу, штерцепщею насаджень та вологою, прониклою шд лiсовий намет, то для холодного сезону вш не зав-жди виражений. Це зумовлюеться випаданням в цю пору рiзних видiв опадiв (дощ, снiг з дощем, мокрий сшг, сухий снiг, снiгова крупа), як неоднаково проникають пiд намет люу. Тому залежно вiд характеру опадiв та метеороло-гiчноï обстановки, величини одноразовоï iнтерцепцiï в цей сезон року досить мшливь
Внутрiшньорiчний хiд показникiв iнтерцепцiï у рiзних поясах мае сво1' особливостi. У букових люах найменша частка перехоплення опадiв наметом припадае на зимовi мiсяцi, коли насадження знаходяться в безлистяному стань У цю пору перехоплення опадiв ix наметом становить 14-16 %, зменшу-ючись шд час випадання сухого сшгу навiть до 0,5-2 %. У лггш мiсяцi частка iнтерцепцiï в зв'язку з розвинутими вегетативними органами дерев зростае до 25-32 %. В ялинових люах спостер^аеться зворотне явище. Частка штерцеп-цй' тут найвища взимку - 30 % i бшьше (iнодi до 62 %), а в iншi мюящ становить 18-28 %. Збшьшення питомоï ваги затримання опадiв ялиною взимку викликаеться тим, що вони переважно випадають у твердому сташ, який сприяе 1хньому осiданню на кронах дерев, а зменшення у весняно-осшш мь сяцi - зумовлюеться частим випаданням зливових дошдв, шд час яких волога краще проникае через люовий намет.
У прських умовах вщмшносл в перерозподiлi опадiв наметом буко-вих i ялинових деревосташв значно нiвелюються висотними змiнами атмосферного зволоження. Найбшьшою мiрою це вщбиваеться на сумарних рiчних i сезонних показниках опадiв. Так, у верхньому ялиновому поясi частi й ряст опади зумовлюють бiльше надходження вологи до поверхнi грунту протягом року та вегетацшного перiоду порiвняно iз менш зволоженим нижнiм буко-вим поясом (табл. 1).
Табл. 1. Багаторiчнi показники атмосферних опадiв у деревостанах букового I ялинового пояЫв
Опади 1 1х частини Рк Холодний сезон (1Х-1У м1сящ) Вегетацшний перюд (У-Х м1сящ)
мм % мм % мм %
Буков1 деревостани стацюнару "Свалява" (дат 1985-1998 рр.)
Загальна величина опад1в 980 100 416 100 564 100
Затримано кронами 241 24,6 78 18,7 163 28,9
Проникло кр1зь крони 671 68,5 316 76,0 355 62,9
Стекло по стовбурах 68 6,9 22 5,3 46 8,2
Потрапило до грунту 739 75,4 338 81,3 401 71,1
Ялинов1 деревостани стацюнару "Хрипел1в" (дан1 1981-2001 рр.)
Загальна величина опад1в 1083 100 330 100 753 100
Затримано кронами 257 23,7 89 27,0 168 22,3
Проникло кр1зь намет 1 потрапило до грунту 826 76,3 241 73,0 585 77,7
Унаслщок штерцепщя за щ iнтервали часу в деревостанах обох пояшв приблизно однакова. Ця стаття водного балансу досить вагома - за рш вона становить в середньому 240-260 мм (близько % частини атмосферних опадiв).
В обох висотних поясах рiчнi i сезонш показники перерозподшу опа-дiв люовим наметом залежать вiд ступеня атмосферного зволоження. Кореля-цiйний аналiз опадiв за рiзнi iнтервали часу показав, що мiж загальною 1х кшьюстю (Р, мм) та прониклою тд лiсовий намет частиною (Рл, мм) юнують тiснi функцiональнi зв'язки (г=0,97-0,99). Для букових лiсiв, за даними спос-тережень 1985-1998 рр., вони характеризуются такими рiвняннями:
1) за пдролопчний рiк:
Рл = 0,810Р - 55 при г=0,97±0'02; (5)
2) за холодний сезон:
Рл = 0,844Р - 13 при г=0,98±0'01; (6)
3) за вегетацiйний перiод:
Рл = 0,812Р - 59 при г=0,99±0'01. (7)
Для ялинових лiсiв, за даними спостережень 1982-2001 рр., емтричш формули таю:
1) за пдролопчний рш:
Рл = 0,849Р - 93 при г=0,99±0'01; (8)
2) за холодний сезон:
Рл = 0,812Р - 27 при г=0,97±0'01; (9)
3) за вегетацшний перiод:
Рл = 0,873Р - 72 при г=0,99±0'01. (10)
Зв'язки мiж показниками загальних опадiв (Р, мм) i iнтерцепцiï (I, мм) менш тiснi, але е статистично достовiрними (г=0,65-0,82). Для букових лiсiв вони описуються такими емшричними рiвняннями:
1) за гiдрологiчний рш:
I = 0,180Р + 64 при г=0,72±011; (11)
2) за холодний сезон:
I = 0,157Р + 13 при г=0,65±0Д6; (12)
3) за вегетацiйний перюд:
I = 0,197Р + 52 при г=0,83±0'°9' (13)
а для ялинових:
1) за гiдрологiчний рiк:
I = 0,113Р + 135 при г=0,74±0Д0; (14)
2) за холодний сезон:
I = 0,193Р + 25 при г=0,69±0'12; (15)
3) за вегетацшний перюд:
I = 0,129Р + 72 при г=0,72±011. (16)
Ь формул (5)-(16) випливае, що iз збiльшенням рiчниx i сезонних опа-дiв значно збiльшуеться ix проникнення пiд лiсовий намет та в незначних розмiраx зростае штерцепщя. На 1 мм приросту рiчниx опадiв цi показники вiдповiдно збшьшуються в межах 0,81-0,85 та 0,12-0,18 мм. Проникнення ат-мосферноï вологи шд намет букових лiсiв ютотшше зростае в холодний сезон i меншою мiрою - у вегетацшний перюд. У ялинових люах спостершаеться зворотна закономiрнiсть. Що ж стосуеться штерцепцп, то найбiльший ïï при-рiст при збiльшеннi опадiв властивий для теплого сезону в букових люах i для холодного перюду - в ялинових.
Вплив рубань люу на штерцепщю неоднаковий. Внаслщок суцiльниx способiв ця стаття сумарного випаровування зникае. Лише в умовах добре розвиненого й збереженого шдросту незначна частина опадiв може ним пере-хоплюватися. При поступових i вибiрковиx рубаннях, а також доглядових ру-баннях змши в штерцепцп та проникненш вологи пiд люовий намет залежать вiд iнтенсивностi вибiрки деревноï маси [4]. Чим вона вища, тим менше зат-римання опадiв наметом i бiльше проникнення ïx до грунту. Дослiдження 1986-1990 рр. на дшянщ добровiльно-вибiрковоï рубки стащонару "Хрипе-лiвм, яка знизила повноту деревостану з 0,8 до 0,7, показали, що його штен-цепщя змшилася мало. За три роки спостережень величина перехоплення опадiв на цш дiлянцi була в середньому на 41 мм (або 16,3 %) меншою, шж у незачепленому рубкою деревосташ.
!стотний штерес викликають особливостi вiдновлення опадозатриму-вальноï здатностi намету насаджень пiд час формування молодого поколшня лiсу. Це питання в лiтературi висвiтлене вкрай слабо. Зпдно з дослiдження-
ми О.В. Чубатого [8], на стацiонарi "Свалява" намет сформованого молодняка у вщ 16-19 роюв затримував уже 16-19 % опадiв, в той час як стиглий бу-ковий деревостан перехоплював 23 %. Нашi спостереження 1986-1996 рр. на цьому стацiонарi показали, що пiд намет молодих (23-33 роки) i стиглих бу-кових насаджень протягом року i його сезонiв поступае приблизно однакова юльюсть опадiв (табл. 2). Величини стжання вологи по стовбурах дерев i пе-рехоплення опадiв кронами в обох насадженням теж досить близью. (Деяю незначш 1х вщмшносл зумовлюються неоднаковим надходження атмосферного зволоження до насаджень). Подiбнiсть у величинах перерозподшу опа-дiв очевидно викликана тим, що поверхня листя, гшок i стовбурiв насаджень такого вжу (20-30 i 120-130 рр.) майже однакова [5].
Табл. 2. Перерозподт опаЫв наметом молодих i стиглих букових деревосташв _(середт дат за 1986-1997рр.), мм_
Насадження Випало всього опад1в Проникло кр1зь намет Стекло по стовбурах Затримано наметом
За гвдролопчний р1к (Х1-Х м1сящ)
Молоде 991 690 65 236
Стигле 940 644 59 237
За холодний сезон (Х!-!У м1сящ)
Молоде 434 321 23 90
Стигле 403 306 21 76
За вегетацшний перюд (У-Х м1сящ)
Молоде 557 369 42 146
Стигле 537 338 38 161
Статистичний аналiз 45 дошдв величиною вщ 1,7 до 49 мм показав, що в букових молодняках вжом 22-27 роюв залежшсть штерцепци вщ величини дощу подiбна до залежност в стиглих деревостанах. У цьому вщношенш ем-шрична формула для молодняка така:
I = Р °'517/ 1,104 при п = 0,82±005. (17)
Зпдно з формулами (1) i (17), вщмшност в опадозатримувальнiй мю-ткост намету молодих i стиглих насаджень у цьому iнтервалi опадiв невелика Так, пiд час дощдв величиною 2 мм iнтерцепцiя в стиглих насадженнях становить 1,5 мм i в молодняках - 1,4 мм, а тд час опадiв 48 мм вона вщпо-вщно дорiвнюе 8,1 i 7,2 мм.
На стацiонарi "Хрипелiв" ми вивчали штерцепци ялинових молодня-кiв у вегетацшш перiоди 1985-2004 рр. Воно охоплювало етап життедiяль-ностi молодого люу з часу змикання 10^чних лiсових культур до утворення 30^чного насадження iз запасом близько 220 м3/га. Спостереження свiдчать, що опадозатримувальна здатнiсть намету 11-20-рiчного молодняку в се-редньому в два рази менша вiд аналогiчного показника стиглого деревостану, а 21-30^чного насадження - вщповщно менша лише на 20 %.
Кореляцшний аналiз показав, що мiж величиною штерцепци ялиново-го молодняку та його вшом (11-30 роюв) юнуе тiсний зв'язок (г = 0,81±0'09). Емпiрична формула ще! залежностi iз врахуванням динамiки надходження атмосферних опадiв мае такий вигляд:
I = 0,032Р + 5,66 А - 36 при R = 0,82±0'07' (18)
де: I - штерцепщя молодняку за вегетацiйний перiод, мм; Р - атмосферш опади за цей перюд, мм; А - вж молодняка, роки.
Зпдно з отриманою формулою, iнтерцепцiя молодняка в вегетацшш сезони щорiчно збшьшуеться на 5,7 мм. Затримання дощово! вологи наметом молодого ялинового люу сягае рiвня штерцепци стиглого деревостану (164 мм) у вщ 28-31 рж. Загалом спостереження на обох стацюнарах показали, що повноцшна опадозатримувальна здатнiсть молодих насаджень швид-ше наступае в буковому пояс i пiзнiше - в ялиновому. Рiзниця мiж ними ста-новить близько 10 роюв.
1з викладеного випливае, що гiрськi лiси ютотно регулюють поступ-лення атмосферно! вологи до поверхш грунту. Ця властивють бiльшою мiрою характерна ялиновим люам i меншою - буковим. Вщновлення опадорегулю-вально! здатностi лiсового намету шд час формування молодого поколшня лiсу швидше наступае в букових насадженнях i пiзнiше - ялинових. Значна части -на опадiв, затриманих лiсовим наметом, не е негативним фактором для водного режиму територи Карпат, оскшьки вона характеризуеться достатшм i над-мiрним зволоженням. Зменшуючи надходження опадiв до грунту, насаджен-ня тим самим сприяють зменшенню його вологозапасiв, створюючи умови для акумуляци надлишкiв вологи при паводкоутворювальних дощах, що в кшцевому пiдсумку позитивно вiдбиваеться на регулюванш схилового стоку.
Л1тература
1. Дьяков В.Н. Влияние состава насаждений на водный режим горных почв Карпат// Лесоведение. - 1976, № 1. - С. 11-17.
2. Олийник В.С. Водоохранная и водорегулирующая роль горных лесов Карпат// Гидрологическая роль лесных геосистем. - Новосибирск: Наука, 1989. - С. 73-79.
3. Олийник В.С. Количественная оценка водорегулирующей роли буковых лесов Украинских Карпат// Лесоведение. - 1994, № 4. - С. 3-10.
4. Побединский А.В. Водоохранная и почвозащитная роль лесов. - М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 176 с.
5. Поляков А.Ф., Парпан В.И. Водорегулирующая роль буковых древостоев// Гидрологические исследования в горных лесах СССР. - Фрунзе: Илим, 1985. - С. 44-61.
6. Уваров Л.А. Влияние полога еловых лесов Украинских Карпат на задержание осадков// Лесоводство и агролесомелиорация. - К.: Урожай. - 1974, вып. 36. - С. 51-57.
7. Чубатий О.В. Водоохоронт прсью люи. - Ужгород: Карпати, 1972. - 120 с.
8. Чубатий О.В. Прсью люи - регулятори водного режиму. - Ужгород: Карпати, 1984. -
102 с.
9. Шпак И.С. Влияние леса на водный баланс водосборов. - К.: Наук. думка, 1968. -
284 с.
УДК 581.55: 630.4 Доц. В.М. Скробала, канд с.-г. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
БАГАТОВИМ1РНА ТИПОЛОГ1Я Л1С1В УКРА1НСЬКИХ КАРПАТ: Р1ВЕНЬ ФОРМАЦ1Й
На основ1 математичного моделювання методами добування даних запропоно-вано типолопчну схему лю1в Укра!нських Карпат на р1вш формацш.
