CC BY
13
ш
нлты
ЫКРА1НИ «bJHTÜ» ,
»|/IVB
Науковий BicHMK Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40280510 Article received 17.05.2018 р. Article accepted 31.05.2018 р.
УДК 633.875:630*22/.23:292.486(477)
"ф~| ISSN 1994-7836 (print) ШЯ ISSN 2519-2477 (online)
@ El Correspondence author S. A. Sytnyk Sytnyk_Svit@@ua.fm
С. А. Ситник, Л. В. Плотка
Днтровський державний аграрно-економiчний утверситет, м. Днтро, Украта
Щ1ЛЬН1СТЬ ОСНОВНИХ КОМПОНЕНТ1В Ф1ТОМАСИ СТОВБУР1В ДЕРЕВ РОБШП НЕСПРАВЖНЬОАКАЦП В УМОВАХ П1ВН1ЧНОГО СТЕПУ УКРАШИ
Здiйснення люогосподарських заходiв, спрямованих на отримання яюсно! деревини, рацiональне перероблення деревно! сировини неможливi без аналiзу варiабельностi щшьност компонентiв надземно! фiтомаси стовбурш - деревини i кори. Наведено результати оцшювання середньо! природно! та базисно! щiльностi деревини та кори стовбурiв робшп несправжньоакацп в умовах Швшчного Степу Укра!ни. Дослщження проведено на 20 тимчасових пробних площах у робь шевих деревостанах у найпоширенших групах типiв лгсу (С0-С1), вжом вiд 3 до 89 роюв, продуктивнiстю IA—III клаав бонь тету. Проанатзовано змшу локально! щiльностi з вжом модельних дерев та вiдносною висотою стовбурiв. Середню локаль-ну природну та базисну щiльнiсть фракцiй фггомаси стовбурiв розраховано з використанням комп'ютерно! програми PLOT. Встановлено, що показники локально! природно! та базисно! щшьносп деревини i кори дерев робшп несправжньоакацп в умовах Пiвнiчного Степу Укра!ни мають комбшований тип змш iз вiдносною висотою стовбура: ввд окоренково! частини стовбура до вдаосно! висоти 0,5h ввдбуваеться збiльшення щшьност з подальшим поступовим !! зменшенням вiд середини стовбура до верхiвки дерева. Локальна базисна щiльнiсть деревини молодих дерев (3—20 рокiв) мае стрiмке зростання вiд окоренково! частини до вдаосно! висоти 0,1 h з подальшими змшами, характерними для шших груп вiку. Найщiльнiша деревина i кора в дерев робшп несправжньоакацп формуеться на середиш стовбура (0,5h) у вiцi 41—60 роюв.
Krnuoei слова: Швшчний Степ; деревостан; локальна природна i базисна щшьшсть; деревина; кора.
Вступ. З дослгджень розподшу щшьносп деревини вздовж стовбура можна зрозумгга процес !! формування на рГзних етапах росту дерева. ВарГацп щшьносп дають змогу отримати попередн ввдомосп про мехашчш властивосп деревини в окремих частинах стовбура (Lakyda, 2002; Vasylyshyn, 2016). У поеднанш з аналь зом приросту деревини щшьшсть розглядають як ш-формативний показник штенсивносп дгальносп мерис-теми в рГзних зонах стовбурГв (Vintoniv, 2007; Szaban et al, 2014; Longuetaud et al, 2016; Sopushynskyy et al, 2016). Наведене вище становить значний теоретичний i прикладний iнтерес у практиш ведения лГсогосподарсь-ко! дiяльностi. Здшснення лiсогосподарських заходiв, спрямованих на отримання яшсно! деревини, рацюналь-на переробка деревно! сировини мають враховувати за-кономiрностi розподiлу щiльностi деревини вздовж стовбура. Високу щшьшсть деревини в дерев пов'язу-ють також iз низькими лiсогосподарськими затратами на проведення доглядових рубань та зменшенням пло-щi живлення (Larjavaara & Muller-Landau, 2010).
Особливо актуальними е дослгдження як1сних по-казник1в надземно! фггомаси робiнi! несправжньоакацi! (Robinia pseudoacacia L.), що формуе деревостани у сте-повш зон Укра!ни. Робшя у Швшчному Степу представлена переважно в лГсах захисного функцюнального призначення i зростае на площГ 16685 га (Sytnyk, 2018).
Мета дослщження - оцшити локальну щшьшсть деревини та кори стовбурГв робшп несправжньоакацп рГзного вжу в деревостанах Швшчного Степу Укра!ни.
Матер1али i методи дослщження. Для дослгдження було закладено тимчасовГ пробн площГ за загальноп-рийнятою лГсотаксацшною методикою у робшевих деревостанах Швшчного Степу Укра!ни за попередньо проаналГзованими матерГалами люовпорядкування, у найпоширенших групах тишв люу (C0-Ci), у деревостанах вжом вгд 3 до 89 рошв, продуктивною Ia - III клаав боштету. Для досягнення мети дослгдження -ошнювання локально! щшьносп компонентов фггомаси стовбура дерев робшп - використано методику збиран-ня дослшних даних П. I. Лакиди (Lakyda, 2002),
ПольовГ дослгдження проводили в перюд повно! ве-гетацп у червш-вересш ВшбГр модельних дерев (МД) на ТПП здшснювали за методом пропорцшного стушн-частого представництва з подальшим !х зрубуванням i докладною полГфакторною оцшкою. На ТПП було зру-бано й опрацьовано 60 МД робшп несправжньоакацп (Robinia pseudoacacia L.), зокрема - 20 МД з визначен-ням щшьносп деревини та кори стовбура.
З метою дослгдження показнишв природно! (вгдно-шення маси зразка до його об'ему у свГжозрубаному ста-ш) та базисно! щшьносп (вщношення маси зразка в абсолютно сухому стан до його об'ему у св1жозрубаному
1нформащя про aBTopiB:
Ситник Свiтлaнa Анатолпвна, канд. бiол. наук, доцент, кафедра садово-паркового господарства. Email: [email protected];
https://orcid.org/0000-0002-7646-6347 Плотка Любов Володимирiвнa, аспiрант, кафедра облту i аудиту. Email: [email protected] Цитування за ДСТУ: Ситник С. А., Плотка Л. В. Щшьшсть основних компонент фтомаси стовбурiв дерев робшп
несправжньоакацп в умовах Швшчного степу УкраТни. Науковий вкник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 5. С. 49-52. Citation APA: Sytnyk, S. A., & Plotka, L. V. (2018). Wood and bark density of the main components of stem fitomass of the black locust trees within Northern steppe of Ukraine. Scientific Bulletin of UNFU, 28(5), 49-52. https://doi.org/10.15421/40280510
сташ), на пш та вiдносних висотах модельних дерев (0,1 h, 0,25 h, 0,5 h, 0,75 И) випилювали дослiднi зрiзи у корi завтовшки 2-3 см. За допомогою спешально! палетки визначено стереометричш параметри зрiзiв, а також проведено !хне зважування у корi та без кори. ПШсля ви-сушування зразк1в до абсолютно сухого стану у сушиль-нiй шафi за температури +105 °С знову визначали !хию масу. Об'еми отриманих дослщних зрiзiв МД, визначенi на ПК за допомогою програми ZRIZ, застосували для розрахунку локально! щiльностi деревини та кори модельних дерев на вщносних висотах. Середню локальну
природну та базисну щiльнiсть фракцш фiтомаси стов-6ypiB модельних дерев (деревини, кори), розрахували з використанням комп'ютерно! програми PLOT.
Результата дослщження. Локальна щiльнiсть структурних компонентiв фггомаси стовбyрiв модельних дерев робшп демонструе особливостi формування деревини та кори в рiзних його частинах.
Змшу усереднено! локально! базисно! та природно! щiльностi деревини стовбyрiв робшп несправжньоака-цi! ввдображають кривi, як представлять чотири групи вiкy (рис. 1; а, б).
Рис. 1. Змша локально! базисно! (а) та природно! (б) щшьносп деревини стовбурш робши несправжньоакацi! з вiдносною висотою та вжом дерев
Базисна локальна щшьшсть деревини робiнi! мае значне варшвания на вщносних висотах дерев. У дерев середньовшово! (21-40 рошв) та перестигло! вiково! групи (41-60 i 61-80 рок1в) спостерпаемо тенденцiю збшь-шення показник1в базисно! щшьносп вш окоренка до вщносно! висоти 0,5 h, де вона досягае максимальних значень з подальшим !х зменшенням до верхiвки дерева. Тренд базисно! локально! щтносп деревини для зазна-чених груп вщу е тотожними, але абсолютнi значения пошуково! характеристики вищi в найстарших дерев 6180 рок1в - 717 кг/м3. Пошукова характеристика в дерев вшом 21-40 рошв, тобто тих, як досягли вшу стиглосп в деревостанах Пiвнiчного Степу Укра!ни, е бiльш ви-рiвияною протягом усiе! довжини стовбура, але iз збере-жениям теиденцi! ущшьнения деревини до середини стовбура (0,5 И) iз подальшим знижениям !! значень до висоти 0,75 h. Локальна базисна щiльнiсть деревини мо-лодих дерев (3-20 рок1в) мае с^мке зростания вiд око-ренково! частини до вiдносно! висоти 0,1 h з подальши-ми змшами, характерними для iнших груп вшу.
Таку закономiрнiсть можна пояснити особливостя-ми формування рiчних к1лець у швидкорослих дерев-них порiд, до яких належить дослвджуваний вид (Ро1и-boyarinov, 1976). Завдяки швидкорослостi робшп нес-правжньоакацi!, одночасно зi збшьшениям приросту у висоту, пiдвищуеться i прирiст за д1аметром, що сприяе стабiлiзацi! базисно! щiльностi на вщноснш висотi 0,5h.
Тренд показник1в усереднено! природно! локально! щшьносп узгоджуеться зi змiнами базисно! локально! щiльностi деревини стовбурiв робiнi!, тобто !! значення збiльшуються вiд окоренка до середини стовбура, i на-далi зменшуються тiльки для дерев вiком до 40 рошв, тобто молодняшв i середньовiкових дерев. Найбiльшу за абсолютним значенням пошукову характеристику за-фiксоваио у дерев вшом 41-60 рок1в на вщноснш висотi стовбура 0,5 h.
За даиими графiчного зображення усереднено! природно! локально! щшьносп деревини робшп нес-правжньоакацп можна спостерпати рiзноспрямоваиi тенденцi! змiни цiе! яшсно! характеристики надземно!
фiтомаси у перестиглих дерев. У дерев вшом 40-60 рошв наявний низхщний тип: вщ окоренково! частини до верхiвки дерева природна локальна щiльнiсть змен-шуеться.
Дослщжениям щiльностi кори надають меншо! ува-ги, хоча кора в робшп несправжньоакацп, що формуе деревостани у Швшчному Степу Укра!ни, становить значну частину вiд об'ему стовбура - 25,8 %, порiвняно з шшими породами, ясен звичайний - 13-28 % (2016), осика - 12,6 %, (Lakyda & Mateyko, 2010). Динамiку се-реднiх показнишв локально! базисно! та природно! щшьносп кори стовбурiв робiнi! можна оцшити на рис. 2; а, б.
Порiвняно зi щiльнiстю деревини, щшьносп кори на вщносних висотах стовбура за вшовими дiапазонами притаманна значшша мiнливiсть. Варiабельнiсть локально! базисно! щшьносп кори значно менша, шж у природно! як за групами вшу, так i за вщносними висо-тами (див. рис. 2; а, б).
Загальною закономiрнiстю змши базисно! та природно! локально! щшьносп кори для вах груп вшу дерев робшп е збшьшення !хшх значень вiд окоренково! частини до середини стовбура (вщносна висота 0,5 И) з рiзним ступенем рiвномiрностi: до середини стовбура характеризуеться висхщним типом, а на верхнш поло-винi стовбура - низхщиим (Poluboyarinov, 1976).
За умови збереження загального тренду, для дерев рiзного вшу змша значень базисно! локально! щшьносп е неоднаковою. Найбiльшi абсолютш значения базисно! локально! щшьносп кори характерш для наймолодших дерев на вщиоснш висоп 0,5 h (518 кг/м3). Для перестиглих дерев зазначена тенденшя зберпаеться, але аб-солютш значения е значно меншими. Для дерев вшом понад 60 рошв загалом характерним е висхщний тип змши базисно! локально! щшьносп кори з незначним спадом на половиш висоти стовбура, проте, на вщмшу вш дерев iнших вiкових груп, зниження значень пошуково! яшсно! характеристики починаеться з вщносно! висоти 0,25 h.
750
5-700 s
Г 650 и
g 600
с^
§ 550
g 450 §400 | 350
|зоо
H-250 С
200
ч
в — -"* — .......... ч ч ч ... ^
*■...... / "'/•>•»"> ~~ "N. "'••А
/У
—•— 3-20 роюв 41-60 роюв
/у s
-•-21-40 роюв —61-80 роюв
550
-rj 500 f450
£400 §
л 350 н
'3 300
л
■§250
S 200
UQ
Oh 0,10 h 0,25 h 0,50 h Вщносна висота стовбура
0,75 h
150 100
— -»
t- -
—•— 3-20 роюв ■■*■■ 41-60 роюв -"-21-40 роюв -♦- 61-80 роюв
Oh 0,10 h 0,25 h 0,50 h Вщносна висота стовбура
0,75 h
a)
Рис. 2. Змша локально! базисно! (а) та природно! (б) щшьносп кори стовбур1в робшп несправжньоакащ! з вщносною висотою та в1ком дерев
На вщмшу вiд базисно! локально! щшьносп дереви-ни, яка для дерев уах груп вiку мае висхщний тип, характер змiни локально! природно! щшьносп кори робь нп неоднотипний для дерев рiзного вшу. Для дерев вiку 61-80 рошв на стовбурi вiд окоренка до вщносно! висо-ти 0,1 h спостерiгаемо дуже рiзке збiльшення щшьносп кори, вщ 0,1 h до 0,25 h залишаеться майже незмiнною, надалi до вiдносно! висоти 0,5 повшьно зростае, i до верхiвки поступово зменшуеться.
Характер змiни природно! локально! щшьносп кори для молодняшв та середньовшових насаджень практично однаковий - збшьшення вiд окоренково! частини до вiдносно! висоти 0,5 h з подальшим поступовим i рiвно-мiрним зменшенням до верхiвки.
Висновки. Встановлено, що розрахованi середш по-казники локально! природно! та базисно! щшьносп де-ревини i кори дерев робiнi! несправжньоакацi! в умовах Швшчного Степу Укра!ни мають комбiнований тип змiн iз вщносною висотою: вiд окоренково! частини стовбура до вщносно! висоти 0^ вщбуваеться збшь-шення щiльностi з подальшим поступовим !! зменшенням вщ середини стовбура до верхiвки. Найбшьш щшь-на деревина i кора в робшп несправжньоакацi! фор-муеться на серединi стовбура (0,5 И) у вiцi 41-60 рок1в.
Одержат данi про локальну базисну i природну щiльнiсть та !х варiабельнiсть за вiдносними висотами i вшовими дiапазонами модельних дерев дають можли-вiсть як1сно охарактеризувати компоненти фггомаси ок-ремих частин стовбурiв дерев робшп, а також будуть як базис для розрахунку усереднених показнишв щшьнос-тi компонентiв фiтомаси стовбурiв дерев робiнi!.
nepe^iK BHKopHCTaHHx g»epe.n
Lakyda, P. I. (2002). Fitomasa lisiv Ukrainy. Ternopil: Zbruch. 256 p. [In Ukrainian].
Lakyda, P. I., & Mateiko, I. M. (2016). Fitomasa ta deponovanyi vuh-lets derev i derevostaniv yasena zvychainoho u Pravoberezhnomu Lisostepu Ukrainy. Kyiv: Komprynt. 156 p. [In Ukrainian]. Larjavaara, M., & Muller-Landau, H. C. (2010). Rethinking the value of high wood density. Functional Ecology, 24, 701-705. https://doi.org/10.1111/j. 1365-2435.2010.01698 Longuetaud, F., Mothe, F., Fournier, M., Dlouha, Ja., Santenoise, Ph., & Deleuze, Ch. (2016). Within-stem maps of wood density and water content for characterization of species: a case study on three hardwood and two softwood species. Annals of Forest Science, 73, 601-614. https://doi.org/10.1007/s13595-016-0555-4 Poluboiarinov, O. I. (1976). Plotnost drevesiny. Moscow: Lesn.
promst. 160 p. [In Russian]. Sopushynskyy, I., Kharyton, I., Teischinger, A., Mayevskyy, V., & Hrynyk, H. (2016). Wood density and annual growth variability of Picea abies (L.) Karst. growing in the Ukrainian Carpathians. Eur. J. Wood Prod., 75(3), 419-428. https://doi.org/10.1007/s00107-016-1079-1
Sytnyk, S. A. (2018). The modeling of black locust crown morphometric indicators in the northern steppe of ukraine. Scientific Bulletin of UNFU, 28(1), 34-37.
https://doi.org/10.15421/40280106 Szaban, J., Kowalkowski, W., Karaszewski, Z., & Jakubowski, M. (2014). Effect of tree provenance on basic wood density of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) grown on an experimental plot at Si-emianice Forest Experimental Station. Drewno, 57(191), 135-144. https://doi.org/10.12841/wood.1644-3985.061.10 Vasylyshyn, R. D. (2016). Lisy Ukrainskykh Karpat: osoblyvosti ros-tu, biolohichna ta enerhetychna produktyvnist. Kyiv: Komprynt, 418 p. [In Ukrainian]. Vintoniv, I. S., Sopushynskyy, I. M., & Teischinger, A. (2007). Wood Science. Lviv: Apriori, 360 p. [In Ukrainian].
С. А. Сытник, Л. В. Плотка
Днепровский государственный аграрно-экономический университет, г. Днепр, Украина
ПЛОТНОСТЬ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ФИТОМАССЫ СТВОЛОВ ДЕРЕВЬЕВ РОБИНИИ ЛОЖНОАКАЦИИ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ СТЕПИ УКРАИНЫ
Осуществление лесохозяйственных мероприятий, направленных на получение качественной древесины, рациональная переработка древесного сырья невозможна без анализа вариабельности плотности компонентов надземной фитомассы стволов - древесины и коры. Приведены результаты оценки средней природной и базисной плотности древесины и коры стволов робинии ложноакации в условиях Северной Степи Украины. Исследование проведено на 20 временных пробных площадях в робиниевых древостоях в наиболее распространенных группах типов леса (С0-С1), возрастом от 3 до 89 лет, продуктивностью 1А-Ш классов бонитета. Проанализировано изменение локальной плотности с возрастом модельных деревьев и относительной высотой стволов. Средняя локальная природная и базисная плотность фракций фитомассы стволов рассчитана с использованием компьютерной программы PLOT. Установлено, что показатели локальной природной и базисной плотности древесины и коры деревьев робинии ложноакации в условиях Северной Степи Украины имеют комбинированный тип изменений с относительной высотой ствола. От комлевой части ствола до относительной высоты 0,5 h происходит увеличе-
ние значений плотности с последующим постепенным их уменьшением от середины ствола к вершине дерева. Локальная базисная плотность древесины молодых деревьев (3—20 лет) имеет стремительное увеличение от комлевой части к относительной высоте 0,1 h с последующими изменениями, характерными для других возрастных групп. Наиболее плотная древесина и кора у деревьев робинии ложноакации формируется на середине ствола (0,5 h) в возрасте 41—60 лет.
Ключевые слова: Северная Степь Украины; древостои; локальная природная и базисная плотность; древесина; кора.
S. A. Sytnyk, L. V. Plotka
Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine
WOOD AND BARK DENSITY OF THE MAIN COMPONENTS OF STEM FITOMASS OF THE BLACK LOCUST TREES WITHIN NORTHERN STEPPE OF UKRAINE
Implementation of forestry measures aimed at obtaining high-quality wood, rational processing of wood raw materials is impossible without analyzing the variability of the density of the components of the trunk aboveground phytomass such as wood and bark. The results of estimation of the average natural and basic density of wood and bark of the stem of black locust trees under conditions of the northern steppe of Ukraine are presented. The object of the survey was Black locust (Robinia pseudoacacia L.) plantation of the Ukrainian Steppe zone. The experimental data of model tree from temporary plots were analyzed. The study was conducted on the 20 temporary plots in black locust stands in the most forest types, aged 3 to 89 years old, and productivity of IA-III classes of the bonitat. Thirty model trees of Black locust were selected on the sample plots with an area of 0.25 ha each, established in forest stands of different age. The variation of local nature and basic wood and bark density with the age of model trees and relative height of trunks were analyzed. The average local natural and basic density of the fractions of trunk phytomass was calculated using the computer program PLOT. It is revealed that the indices of the local natural and basic density of wood and bark of black locust trees in the conditions of the Northern Steppe of Ukraine have a combined type of changes with relative height of the trunk. From the compartment part of the trunk up to a relative height of 0.5 h, an increase in the density values occurs, with subsequent gradual decrease from the middle of the trunk to the top of the tree. The local basic density of wood of young trees (3— 20 years old) has a rapid increase from the compartment part to a relative height of 0.1 h with subsequent changes characteristic of other age groups. The most wood and bark natural density in the black locust trees were formed on the middle of the trunk (0.5 h) at the age of 41—60 years. The obtained data on the local basic and natural density and their variability by relative heights and age ranges of model trees give an opportunity to characterize qualitatively the components of the phytomass of individual parts of the trunks of black locust trees.
Keywords: Northern Steppe of Ukraine; forest stands; local natural and basic density; wood; bark.
