Дебринюк Ю.М. Плантаційні лісові культури в Західному Лісостепу України: концепція, методологія, ресурсний потенціал

Короткий зміст

Сучасні напрямки підвищення продуктивності лісів

Теоретичні та практичні засади суттєвого підвищення продуктивності лісів розроблялись протягом всієї історії лісовирощування (Лавриненко та ін., 1956; Голубець, 1959; Тимофєєв, 1977; Редько, Бабич, 1983; Атрощенко, 1987; Огієвський, Медвєдєв, 1991; Гордієнко та ін., 2005). При цьому приймались програми широкого впровадження швидкорослих порід, обгрунтовувались різні типи культур, проте кардинальних змін у підвищенні продуктивності лісів ці заходи так і не внесли.

Для підвищення фактичної продуктивності лісових насаджень і подолання розриву між нею та потенційною продуктивністю необхідна розробка диференційованих заходів за типами лісорослинних умов та типами лісу, лісокультурними районами та цілими регіонами (Воробйов, 1959; Кайрюкштис, 1969;  Туркевич  та  ін., 1973;  Вакулюк,  1988, 1993;  Швиденко та ін., 1989;  Бугаев,

1991; Калінін, 1995; Ониськів, 1995; Шлапак, 1997; Bruchwald, 1980). Проте існуючі методики з визначення продуктив­ності насаджень не дають можливостей без значних похибок виявляти резерви та намічати ефективні заходи з підвищення продуктивності лісів.

Відомо, що при повторному садінні рослини на одному і тому ж місці продуктивність та стійкість її наступних поколінь суттєво знижується. Цього негативного явища можна уникнути шляхом чергування культур різного складу (Захарієв-Боян, 1980; Бєлов, 1983; Логгінов, 1988; Баранецький, 1990). Однак, сучасні засади ведення лісового господарства не завжди відповідають вимогам сьогодення. Доцільним тут є перехід до циклічного вирощування деревостанів з використанням принципу породозміни, подібно до того, як це відбувається в процесі природної зміни порід.

Плантаційна система лісовирощування є одним із важливих елементів формування постійної лісосировинної бази (Шутов та ін., 1984; Морозов, 1985; Штукін, 1989; Бродович та ін., 1993; Гавриленко, 1996; Дебринюк, 2002, 2003, 2004; Ониськів та ін., 2003; Фучило, 2006; Kohlstock, 1984; Mitchel, 1988; Thomasius, 1990; Kenney, 1993). Перехід на частині лісових площ до плантаційного лісовирощування сприятиме інтенсифікації лісогосподарського виробництва.

При цьому створювати плантаційні лісові культури ялини з коротким оборотом рубки доцільно чистими за складом (Гордієнко, 1953; Лавриненко та ін., 1956; Голубець, 1959, 1968; Нікітін, 1960; Юркевич та ін., 1970; Порва, 1973; Логгінов, 1988; Дебринюк, 1995, 2003, 2004; Dengler, Rцhrig, 1980; Schmidt-Vogt, 1981).

Модринові культури можна створювати як чисті, так і змішані. Однак, більшість дослідників рекомендують створювати складні та змішані модринові насадження [Лавриненко, 1949, 1965; Тимофєєв, 1954, 1961, 1977; Пєшко, 1965; Живицький, 1968; Маслова, 1970; Нікітін,  1971; Дебринюк, 2003; Левон, 2004].

Насадження псевдотсуги Мензіса належать до найпродуктивніших типів деревостанів Землі, виявляючи високу інтенсивність росту як у чистих, так і в змішаних штучних насадженнях  [Ейзенрейх, 1959; Маргус, 1963; Сироткін, Сєроглазова, 1970; Пірагс, 1979; Schober, 1954; Holubиik, 1960, 1976; Kleinschmit u.a., 1974; Љika, 1979; Dengler, Rцhrig, 1980; Gіaz, 1984]. В Україні насадження дугласії відзначаються дуже високою продуктивністю, накопичуючи в 60-80-річ­но­му віці 800-1300 м³/га стовбурної деревини [Бродович, 1969, 1978; Хмільовський, 1987, 1988; Матяш, 1988;  Гунчак та ін., 1988; Шляхта, 1991; Яцик, Бродович, 1995; Дебринюк, 1999, 2006]. Проте слабо дослідженими залишаються питання технологічних аспектів ство­рення і вирощування плантаційних культур за участю ялини, модрини та псевдотсуги, прийомів зріджування штучних насаджень. Важливою проблемою, яка також потребує вирішення, є підбір перспективних екотипів та форм хвойних порід.

Важливою складовою проблеми підвищення продуктивності лісів є оцінка впливу деревних насаджень різного складу на грунт (Смольянінов, 1969; Пастернак, 1970; Мігунова, 1993 та ін.). З цієї точки зору ялина, модрина та псевдотсуга виявляють специфічний вплив на грунт у різних типах лісорослинних умов [Погребняк, 1948; Ткаченко, 1955; Розанова, 1955; Вайчис, 1958, 1960; Шумаков, 1963; Пєшко, 1965; Гордієнко, 1967; Pelнљek, 1969, 1978; Lochman, 1980;Reemtsma, 1986;

Schulze, Lange, 1990]. Регулюючи співвідношення порід у змішаних культурах, застосовуючи різні способи та схеми їх змішування, можна досягти найефективнішого використання лісорослинного потенціалу лісових земель.

Формування плантаційних лісових культур з використанням ялини, модрини та псевдотсуги ми розглядаємо як концептуальну основу підвищення продуктивності лісів у регіоні Західного Лісостепу України. 

Програма, об’єкти та методика досліджень

Програмою досліджень передбачено виконання поставлених завдань і обгрунтування концептуальних положень циклічного способу вирощування деревостанів на принципах породозміни.

Основні об’єкти досліджень знаходяться на території Західного Лісостепу, в межах виділених нами лісокультурних районів. Окремі об’єкти знаходяться також і в Прикарпатті, Українських Карпатах та Західному Поліссі. Насадження групувались за однорідністю агрофону та лісорослинних умов, за віковими періодами.

Як об’єкти досліджень вибрано насадження штучного походження всіх вікових груп з різною фактичною та потенційною продуктивністю, сформовані в найбільш поширених типах лісорослинних умов регіону – С₂, С₃, D₂, D₃, які займають в досліджуваних районах 60...99%  вкритої лісом площі.

У процесі досліджень закладено більше 600 пробних ділянок, викопано 48 шур­фів, проаналізовано більше 200 грунтових зразків. Проаналізовано фактичну продуктивність більше 10 тис. ділянок лісових насаджень досліджуваної території. Для визначення фізичних характеристик деревини порід використано більше 1500 стандартних зразків. Для вивчення лісівничо-таксаційних, біометричних та стереометричних характеристик повністю препаровано кореневі системи 9-ти дерев 37-40-річного віку, зрізано і проаналізовано хід росту 124-ох модельних дерев. Для дослідження збігу стовбурів додатково було обміряно понад 200 дерев. Для вивчення особливостей накопичення надземної фітомаси досліджено 22 модельних дерева.

Як критерій оцінки впливу клімату на формування лісових фітоценозів ми використали показник вологості клімату (W) Д.В.Воробйова, для визначення вологозабезпеченості вегетаційного періоду – коефіцієнт водного балансу Г.Т.Селяніно­ва. При  розробці лісокультурного районування Західного Лісостепу нами застосований також біокліматичний показник Патерсона CVP (climate-vegestation-produc­tivite). Розчленування досліджуваної території на лісокультурні одиниці проведено методом провідних факторів (Дем’янов, Остапенко, 1984; Редько, Яковлєв, 1988), а для уточнення меж районів використано метод накладення (Іваненко, 1977).

Континентальність клімату (А) визначали за Д.В.Воробйовим (1961), зволоженість місцевості – за коефіцієнтом Н.Н.Іванова. Виділення лісокультурних одиниць базувалось на аналізі орографічних, фітоценотичних та геоботанічних факторів з широким використанням літературних, картографічних та статистичних джерел. Враховано також поширення грунтів, лісистість територіальних одиниць, особливості розташування різнорангових природних комплексів.

Особливості будови, складу та продуктивності насаджень вивчали з використанням методів перерахувальної таксації (Моісеєв, 1971). Перелік дерев у деревостанах проведено за ярусами та деревними породами, з розподілом дерев на групи росту, класи якості стовбурів та категорії життєздатності особин (Дебринюк, 1992).

Для класифікації дерев за групами росту (4 групи), якістю стовбурів (4 класи) та життєздатністю (6 категорій) нами розроблені статистично-морфо­ло­гіч­ні критерії їх поділу з відповідним математичним обгрунтуванням. При цьому були враховані положення раніше розроблених методик (Нестеров, 1961; Жилкін, 1965; Кайрюкштис, 1969; Шутов та ін., 1984; Шапятене та ін., 1987; Kraft, 1884; Assmann, 1961, 1964, 1968; Schober, 1964; Vyskot, 1977).

Як додаткові показники продуктивності (Никончук, 1972, 1984) у модрини визначали кут гілкування, товщину сучків, густоту крони, будову кори. Для ялини (Шиманський та ін., 1988) визначали колір грубої кори, поверхню грубої кори, тип гілкування, форму крони. Форму на­сін­них лусок ялини вивчали за М.А.Го­луб­цем (1960, 1968). Для псевдотсуги вивчали форми за будовою кори (Шляхта, 1982).

При визначенні фактичної та потенційної продуктивності деревостанів застосована розроблена нами методика (Калінін, Дебринюк, 1995), яка враховує положення раніше розроблених методик (Воробйов, 1959; Медведєв, Лебедєв, 1971; Туркевич та ін., 1971, 1972; Бугаєв, 1972; Косяков, 1972; Остапенко, Герушинський,  1975; Каразія, 1980). При цьому насадження поділялись на шість груп за продуктивністю. Як показник потенційної продуктивності використовували середньозважений середній приріст групи деревостанів високої продуктивності.

З метою поділу насаджень на групи продуктивності з використанням показника основного відхилення (d) від середнього значення Dм була побудована сигмальна монотипічна шкала з відповідним математичним опрацюванням.

При визначенні фізичних властивостей деревини користувались положеннями ГОСТ 16483.37-80, ГОСТ 16483.38-80, а також існуючим методичним забезпеченням  (Полубояринов, 1973; Полубояринов та ін., 1987; Божок, Вінтонів, 1992). Аналіз грунтів проведено за загальноприйнятими стандартними методиками.

Аналіз біометричної, морфологічної та стереометричної будови кореневих систем проведено з використанням рекомендацій І.Н.Рахтеєнка (1967), М.І.Калініна (1976), М.М.Гузя (1996). Окрім повного препарування, був використаний електрометричний метод не­руйнівного контролю кореневих систем (Якушев, 1972).  

Для моделювання росту плантаційних культур за густотою, висотою, діаметром та запасом стовбурної деревини нами були використані функції з програми "Statistica" (Gadow, 1987;  Gadow v K., Hui, 1999; Pretzsch, 1992, 2001). Адекватність моделей (и) визначалась на підставі квадратів різниці між фактичними і модельними значеннями зі встановленням тісноти зв’язку (r) та визначення відносної частки змін залежності ознаки під впливом незалежної (R²). Результати досліджень опрацьовані методами варіаційної статистики (Доспехов, 1979; Свалов, 1983 та ін.).

          Лісокультурне районування Західного Лісостепу як основа підвищення продуктивності лісових насаджень

В основу розробленого нами лісокультурного районування покладені наступні основні концептуальні положення:

- лісогосподарська ефективність є комплексним проявом відповідності екобіологічних властивостей лісотвірних порід конкретним лісорослинним умовам;

- сезонна, річна, періодична змінність космічних і земних факторів у поєднанні з специфікою лісобіологічних особливостей (тривалий розвиток лісової рослинності, різна реакція рослин на фактори довкілля в залежності від періоду розвитку та ін.) зумовлюють різний кінцевий результат  лісогосподарської діяльності;

- лісокультурна теорія і практика повинні орієнтуватись на забезпечення най­вищої продуктивності та оптимальної структури насаджень, які слід розглядати як найважливіші лісобіологічні домінанти в конкретних природно-істо­рич­них  умовах.

Лісорослинні та економічні умови рівнинної частини західного регіону України є досить різноманітними. Більш повне використання потенціалу типів лісорослинних умов, успішне введення нових технологій лісовирощування з прискореним отриманням деревини можливе лише при повному врахуванні природно-кліма­тичних особливостей того чи іншого району. Існуючі схеми територіальних районувань України або дуже загальні, або розроблені для інших цілей, або стосуються інших регіонів.  Із-за зазначених причин вони не можуть належним чином задовольнити вимоги лісокультурного виробництва окремих регіонів України, зокрема – Західного Лісостепу.

Необхідність розробки деталізованого лісокультурного районування для Західного Лісостепу зумовлена також значним щорічним обсягом лісокультурних робіт, необхідністю підвищення лісистості території та інтенсифікації лісокультурного виробництва через впровадження системи плантаційного лісовирощування.