Іваницький С.М. Особливості ведення лісового господарства у західних районах Полісся і Лісостепу

Короткий зміст

ОПТИМІЗАЦІЯ ЛІСИСТОСТІ І НАПРЯМКІВ ВЕДЕННЯ ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА – АКТУАЛЬНА ПРОБЛЕМА СЬОГОДЕННЯ

Процес взаємодії суспільства і природи протягом останніх століть зумовив поступове виснаження і забруднення грунтового і рослинного покривів, що, в свою чергу, призвело до руйнації природних ландшафтів і порушення екологічної рівноваги в окремих регіонах (Докучаєв, 1948; Цветков, 1957; Голубець, 1971; Генсірук, 1973, 1986, 1987, 1992, 1995, 1999; Мильков, 1973; Скородумов, 1973; Исаченко, 1980, 1991; Шеляг-Сосонко и др., 1982; Яблоков, 1983; Шмидт, 1987; Гродзинский, 1993, 1995; Пилипенко, 1992, 1994, 1996; Гойчук, 1998; Копій, 2003; Юхновський, 2003). Деградація ландшафтів, як правило, пов’язана з різким зменшенням лісистості та збільшенням площі орних земель. Лісистість в агроландшафтах України складає, в основному, 1-3%, розораність земель досягає в середньому 56,9%, а в окремих районах – 85% (Генсірук та ін. 1992, 1998).

Надмірне необгрунтоване використання природних ресурсів, винищення лісів призвело до інтенсивної ерозії грунтів, обміління річок, виникнення значних площ яружно-балкових систем і дефльованих пісків. За даними обліку земельного фонду нині в Україні яри займають близько 250 тис. га, а дефльовані піски – 54,0 тис. га (Генсірук, 1950, 1982; Брауде, 1959; Генсірук, 1987, 1995, 1999).

Загалом аналіз літератури свідчить про велику актуальність проблеми екологічної оптимізації агроландшафтів, необхідність зміни підходів до ведення лісового господарства, розробки раціональних схем фітомеліорації еродованих, яружно-балкових і піщаних земель.

ОБ’ЄКТИ, ПРОГРАМА І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Об’єктами досліджень були ліси держлісфонду, яружно-балкові насадження і захисні лісостани на піщаних землях агрофірм, розташовані в Західному Поліссі та Західному Лісостепу на території Тернопільської, Львівської, Хмельницької, Рівненської та Волинської областей.

Для вивчення стану лісів, їх поширення і використання, виявлення причин виникнення величезних площ дефльованих пісків і яружно-балкових систем та причин катастрофічних ерозійних процесів на сільськогосподарських угіддях нами закладено 76 пробних площ, обстежено 123 насадження у різних лісорослинних умовах та низку деградованих ділянок.

Західні регіони Полісся і Лісостепу відносяться до Західно-Поліського лісогосподарського округу (Генсірук, 1981). За літературними даними охарактеризовані їх геоморфологія (Геренчук, 1950; Вернандер и др., 1951; Арманд, 1952; Логвинов и др., 1976; Білик, Брадіс, 1977; Генсирук и др., 1980), грунти (Вернандер и др., 1951; Андрущенко, 1970; Логвинов и др., 1976; Генсирук и др. 1987), клімат (Логвинов и др., 1976; Андріанов, 1979) і рослинність (Поварніцин, 1959; Горшенін, Бутейко, 1962; Гончар, 1977; 1983; Бродович, 1979; Генсірук, 1992; Генсірук, Іваницький, 1999).

Теоретичною і методологічною основою дисертаційної роботи послужили наукові праці Г.Ф.Морозова (1949), В.В.Докучаєва (1948), М.Є.Ткаченка (1955), П.С.Погребняка (1968) та наукові концепції екологічної оптимізації ландшафтів Г.М.Висоцького (1960), О.Г.Ісаченка (1980), Бауера (1971), Г.Б.Паулюкявічюса (1989), О.І.Пилипенка (1992, 1994).

При вивченні поширення та використання лісів застосовували методи історичного та картографічного аналізу (Генсірук, 1992). Дослідження стану лісостанів проводили за методами, загальноприйнятими в лісівництві і таксації. Пробні площі закладали за методикою ОСТ 56-69-83 (1984).

Для визначення типів лісорослинних умов і типів лісу використовували методику типологічних досліджень Д.В.Воробйова (1967) і М.М.Горшеніна, О.І.Бутейко (1962). Процеси природного поновлення вивчали на облікових площадках розміром 2х2 м, на яких виявляли видовий склад підросту, його кількість і вік (М.М.Горшенин, 1977). Одночасно на облікових площадках за стандартними методиками вивчали видову насиченість і зімкнутість трав.

Фізико-хімічний аналіз зразків ґрунту проводили загальновідомими методами (Агрохимические методы…, 1975). При цьому зразки ґрунту в непорушеному стані брали у 5-10-кратній повторності. Ерозійні процеси в яружно-балкових системах досліджували за методикою І.П.Ковальчука (1992). Підрахунок густоти і щільності ярів здійснювали на основі топокарт масштабу 1:50000. Одночасно встановлювали довжину і глибину ярів, їх ширину у верхній, середній і нижній частинах. Ефективність створення захисних культур на еродованих, яружно-балкових і піщаних землях виявили за методичними рекомендаціями М.І.Калініна (1987) і В.О.Варанова та ін. (1987).

Діелектричні показники тканин дерев (імпеданс і поляризаційну ємність) визначали приладом Ф 4320. Електроди вводили в луб стовбурів на висоті 1,3 м або на рівні кореневої шийки на віддалі 2 см один від одного.

Вміст пігментів пластид у листовому апараті визначали за допомогою хроматографа ЛХМ-8 МД за методикою Х.М.Починка (1976).

Освітленість під наметом лісу вивчали за методикою В.О.Алексєєва (1975) з допомогою люксметра Ю-116, температуру і вологість повітря – психрометрами, термографами і гігрографами. Масу підстилки визначали шляхом закладки в геометричному порядку площадок величиною 1 м² з наступним її збором і зважуванням у повітряно сухому стані.

Обробку результатів досліджень проводили з використанням методів математичної статистики (Никитин, Швиденко, 1978; Доспехов, 1979).

ОПТИМІЗАЦІЯ ЛІСИСТОСТІ ЗАХІДНОГО

ПОЛІССЯ І ЗАХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ

Стан агроландшафтів у регіоні досліджень. Надмірне вирубування лісів та інтенсивне сільськогосподарське освоєння земель призвело до різкого зменшення лісистості у Західному Поліссі та Західному Лісостепу (Генсірук, 1992, 1999; Генсірук, Нижник, Копій, 1998). Зокрема у Тернопільській області лісистість в середньому складає лише 12,9%, у Хмельницькій – 11,9%. В агроландшафтах вона знижується до 1-3%. Водночас сільськогосподарська освоєність території у Тернопільські області досягла 70,8%, у Хмельницькій – 76,6%, тобто майже в 2 рази перевищує екологічно допустимі норми. Окрім цього довготривале надмірне використання лісових і земельних ресурсів, постійне збільшення орних земель призвело до збільшення площі полів до 100 га і більше (Генсірук, Соловій, 1995). Невиправдано зросла також частка просапних культур, які вирощують на схилах. Внаслідок цього динамічна стійкість агроландшафтів регіону досліджень суттєво знизилась. Спостерігається посилення ерозійних процесів, зростає кількість ярів і піщаних земель (Генсірук, Іваницький, 1999).

Ступінь заяруженості земель Тернопільської області за нашими дослідженнями складає 0,5-0,9 км/км² (рис.). Всього на території області нараховується близько 4000 ярів довжиною від кількох метрів до кількох кілометрів; ширина ярів сягає від 1 м до 100 м, а глибина – від 0,5 до 30 м.

Вплив лісистості та сільсько-господарської освоєнності території на еродованість земель. Аналіз даних обліку земельного фонду свідчить, що у Західному Поліссі поширена вітрова ерозія на площі 193 тис. га, у Західному Лісостепу переважає водна ерозія, яка охоплює 1417 тис. га земель. Частка середньо- і сильноеродованих земель у Західному Поліссі складає 173 тис. га, у Західному Лісостепу – 602 тис. га. Лісомеліоративний фонд території західних районів Полісся і Лісостепу становить 360 тис. га. Залісення земель фонду є основним резервом збільшення лісистості регіону. Роботи рекомендується проводити у три етапи: з 2003 по 2008 рік, з 2009 по 2015 рік і з 2016 по 2025 рік. В кожний етап доцільно залісняти по 120 тис. га. У підсумку лісистість Західного Поділля підвищиться до 44%, а Західного Лісостепу – до 24%.

Загалом розрахована нами на основі показниково-експоненціальної залежності модель еродованості земель від поєднаності двох факторів – сільськогосподарської освоєнності земель і відсотка лісистості свідчить, що в Західному Лісостепу загальна лісистість не повинна бути меншою 17-20%, а сільськогосподарська освоєнність земель більшою – 27-35%. В агроландшафтах регіону лісистість необхідно збільшити у 2-3 рази і довести її до 6-8%.

Основні принципи та заходи екологічної оптимізації агроландшафтів регіону досліджень. Програма екологічної оптимізації агроландшафту повинна базуватись на водозбірно-басейновому принципі. При цьому формування оптимальної лісистості в агроландшафтах необхідно здійснювати так, щоб на всій території регіону лісові насадження були об’єднані в єдину систему захисних насаджень.

Рис. Картосхема розміщення і густота яружної мережі у Тернопільській області

Технологія закріплення і залісення ярів, яружно-балкових, еродованих земель і пісків детально описана в роботах багатьох дослідників (Бодров, 1952; Калініченко, Ільїнський, 1976; Генсірук 1986, 1987; Пилипенко, 1992, 1994; Соловій, 1992; Копій, 1999 та ін.). Її основні положення повністю можуть використовуватись у західних регіонах Полісся і Лісостепу. У дисертаційній роботі узагальнено досвід створення близько 9 тис. га захисних насаджень на пісках і яружно-балкових землях регіону досліджень за останні 40 років, рекомендовано для залісення еродованих територій асортимент біологічно стійких і господарсько-цінних деревних порід, схеми їх змішування, методи і густоту садіння, оптимальні способи підготовки грунту та догляду за лісостанами.

АНАЛІЗ ВЕДЕННЯ ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА В РЕГІОНІ ДОСЛІДЖЕНЬ

Характеристика ґрунтового покриву основних типів лісу Західного Полісся і Західного Лісостепу. В однорідних кліматичних умовах продуктивність і біологічна стійкість лісових насаджень зумовлюється, в першу чергу, ґрунтовими різновидностями, їх трофністю і вологістю (Воробйов, 1953, 1967; Погребняк, 1955, 1993).

В основних чотирьох типах лісу регіону досліджень (свіжий дубово-сосновий субір, свіжа грабово-соснова судіброва, свіжа грабова діброва, волога грабова діброва) виділено вісім визначальних у лісорослинному відношенні типів ґрунту: дерново-слабопідзолисті, дерново-середньопідзолисті, світлосірі лісові, сірі лісові, темносірі лісові, дернові опідзолені, чорноземи опідзолені, лучні намиті. Показники механічних та фізико-хімічних властивостей верхнього горизонту цих ґрунтів коливаються в межах: вміст мулу – 0,1-16,5%, піску – 53,7-97,5%, глини – 2,5-31,3%, вміст гумусу – 0,3-5,3%, рН сольове – 3,1-7,3%, сума обмінних кислот – 1,3-28,2 мг-екв/100 г ґрунту, ступінь насичення основами – 14-94%, гідролітична кислотність – 1,6-16,5мг-екв/100 г грунту.

Загалом ґрунтовий покрив основних типів лісу Західного Полісся і Західного Лісостепу характеризується, як правило, високою родючістю. У поєднанні з помірними кліматичними умовами ґрунтові різновидності регіону досліджень забезпечують високу продуктивність лісостанів. В окремих випадках їх запаси в стиглому віці досягають запасу 700 м³/га.

Специфіка лісового господарства Західного Полісся. Загальна площа лісового фонду Західного Полісся сягає 1366 тис.га. Насадження хвойних займають понад 60% лісопокритої площі, твердолистяних порід – близько 10% і м’яколистяних – майже 27%. Спостерігається суттєве порушення вікової структури деревостанів. Молодняки складають 59,6%, середньовікові деревостани – 26,3%, пристигаючі – 9%, стиглі та перестійні – 5%.

Найбільш представленими в Західному Поліссі є субори (понад 46%), потім бори (28,6%) і сугруди (21,4%) з переважанням свіжих і вологих гігротопів. Грудові типи лісу зустрічаються рідко (понад 3%) і в основному вони зосереджені на півдні Волинської і Рівненської областей.

Головне користування в регіоні зорієнтоване на проведення суцільнолісосічних рубок. Водночас в межах регіону існують об’єктивні умови для використання поступових, вибіркових та комбінованих рубок. Їх доцільно проводити в різновікових деревостанах хвойних і твердолистяних порід, під наметом яких появляється достатня кількість підросту цінних порід.

Актуальною проблемою лісового господарства Західного Полісся є проведення доглядових рубань. Поширені в умовах регіону механізовані методи доглядових рубань з суцільною вирубкою рядів є неефективними в селекційному відношенні і значно завищують інтенсивність рубок. Проведені нами дослідження свідчать, що ці методи доглядових рубань призводять до заниження повноти та зниження приросту і запасів насаджень. Причому заниження повноти лісостанів спостерігається у всіх вікових групах. Так, у свіжому дубово-сосновому суборі повнота молодняків, як правило, коливається в межах 0,50-0,80, середньовікових деревостанів – 0,55-0,80, пристигаючих – 0,51-0,70, стиглих – 0,50-0,70; у свіжій і вологій грабово-соснових судібровах, відповідно – 0,50-0,80, 0,55-0,80, 0,49-0,70 і 0,40-0,60. Лише в окремих випадках насадження в молодому віці досягають повноти 0,9.

Завищення інтенсивності доглядових рубань, особливо під час проведення прохідних рубок, приводить в окремих випадках до зменшення запасів стиглих деревостанів порівняно з пристигаючими на 22-33%. У зв’язку з цим при проведенні лінійних доглядових рубань нами рекомендується вибирати лише кожний п’ятий ряд із проведенням у незайманих рядах звичайного селекційного догляду. Наступні прийоми доглядових рубань необхідно проводити традиційними селекційними методами.

Переважаючим способом відновлення високопродуктивних насаджень у Західному Поліссі є створенні лісових культур. Основними породами при цьому виступають сосна звичайна (бори, субори та сугруди) і дуб звичайний (субори, сугруди, груди). Поряд з ними у якості домішки доцільно висаджувати сосну Банкса і березу повислу (бори), березу повислу і чагарникові види (субори), липу дрібнолисту, клен гостролистий, явір, берест тощо і чагарникові види (сугруди і груди). В окремих випадках для підвищення продуктивності насаджень у склад культур вводять дуб червоний, сосну Веймутову, ялину звичайну, модрину європейську. У сухих борах і суборах густота садіння культур із-за ліміту вологи не повинна перевищувати 8 тис.шт/га. У свіжих і вологих сугрудах найвища продуктивність культур досягається за участі дуба 30-40 (50)%.

Особливості лісового господарства Західного Лісостепу. Площа лісового фонду Західного Лісостепу складає 890 тис. га. Переважають молодняки та середньовікові лісостани. Найбільш поширеними є сугрудові типи лісу, завдяки чому на території регіону зростає значна кількість цінних деревних порід. Зокрема, в південно-західній частині Західного Лісостепу до складу насаджень входять ялина європейська і ялиця біла. В центральній частині регіону зростають букові ліси з домішкою ясена звичайного, явора, дуба звичайного, клена гостролистого, граба звичайного і липи дрібнолистої (Генсірук, 1992; Генсірук, Іваницький, 1999). Лісостани за участю сосни звичайної зосереджені в західній частині регіону. В межах Розточчя і Опілля формуються унікальні сосново-дубові і сосново-букові насадження, в яких сосна досягає І^а-І бонітету, дуб і бук другого. В північно-східній та східній частині Західного Лісостепу найбільш поширені діброви, в яких поруч з дубом зростають граб, клен, липа, ясен, в’яз, берест, ільм, черешня, осика, береза, яблуня, груша та інші. У свіжих і вологих гігротопах дуб звичайний досягає тут І та І^а бонітету. Водночас значні площі родючих ґрунтів вкриті низькопродуктивними похідними деревостанами – дубняками, грабняками, березняками, осичниками.

В дубових, сосново-дубових і соснових насадженнях Західного Лісостепу проводять суцільнолісосічні рубки. У букових лісостанах практикують проведення 2-3-прийомних рівномірних поступових рубок. В похідних деревостанах найчастіше проводять суцільні рубки шириною до 200 м, що дозволяє прискорити процес їх реконструкції. Враховуючи особливу екологічну роль лісів регіону, необхідно поступово перейти від суцільнолісосічних рубок до вибіркових та поступових. У дубових і дубово-соснових лісостанах ефективними виявились групово-вибіркові і двоприйомні рівномірні поступові рубки (Горшенин, Криницкий, 1975).

У насадженнях Західного Лісостепу, як і Західного Полісся, інтенсивність доглядових рубок є завищеною. Внаслідок цього повнота молодняків у свіжих і вологих грабових дібровах, як показали наші дослідження, часто складає 0,6-0,7, а повнота середньовікових і пристигаючих деревостанів в окремих випадках становить лише 0,5-0,6. Необхідно також відмітити, що в поширених в регіоні дубових насадженнях доглядові рубання починають проводити в дуже молодому віці. Зокрема освітлення підросту дуба або його культур проводиться вже з 2-3-річного віку.

Відтворення лісостанів в умовах суборів, сугрудів і грудів Західного Лісостепу здійснюється, як правило, шляхом створення соснових, сосново-дубових і дубових культур з домішкою характерних супутників листяних порід. Найчастіше культури дуба створюють одно-дворічними сіянцями, висаджуючи їх у підготовлені площадки або борозни. Водночас дуже ефективним в умовах регіону досліджень є створення дубових культур шпиговкою жолудів. Такі культури в перші роки ростуть у 2-3 рази швидше, ніж культури, закладені сіянцями, що ліквідує загрозу затінення молодих дубків травами, чагарниками, паростю другорядних порід і різко зменшує кількість доглядів за культурами.

В склад дубових культур у Західному Лісостепу доцільно вводити у невеликій кількості модрину європейську і псевдотсугу тисолисту, бук лісовий. Проведені нами дослідження показують, що дубово-букові культури в Західному Лісостепу зростають за І-І^а класом бонітету і вже у 50-70-річному віці досягають запасу 300 м³/га і більше.

РІСТ І ФІТОМЕЛІОРАТИВНА РОЛЬ НАСАДЖЕНЬ, СТВОРЕНИХ НА ЕРОДОВАНИХ ЗЕМЛЯХ РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ

Проведені дослідження показали, що для створення насаджень на еродованих землях регіону досліджень використовуються різні деревні породи. В складі штучних лісостанів зустрічаються сосна звичайна, береза повисла, вільха чорна, дуб червоний, ялина європейська, ясен звичайний, граб звичайний, клен гостролистий, акація біла, модрина європейська. Найбільш поширеними є соснові насадження. В меншій кількості на еродованих землях зустрічаються березові, вільхові, ялинові і модринові культури.

Продуктивність фітомеліоративних насаджень. Як правило, створені лісові насадження відзначаються високою інтенсивністю росту і продуктивністю. В сугрудових типах вони, в основному, досягають першого бонітету, в суборових – другого. Особливо високою продуктивністю відзначаються модринові насадження. Запас деревостанів у молодняках І-го класу складає 20-90 м³/га, ІІ-го класу – 50-130 м³/га, у середньовікових деревостанах – більше 200 м³/га. Середня висота соснових насаджень у 20-25-річному віці коливається в межах 8-11 м, середній діаметр – 7-12 см, вільхових – у 20-35-річному віці, відповідно, 11-14 м і 14-16 см, березових – у 40-45-річному віці – 14-20 м і 18-22 см.

Життєвість фітомеліоративних насаджень. Дослідження показали, що всі обстежені насадження характеризуються інтенсивним ростом по висоті і діаметру. У 8-річному віці культури сосни на еродованих землях досягли середньої висоти 2,3 м і середнього діаметра 5,7 см. Порівняння фітомеліоративних соснових культур з сосновими культурами, створеними на зрубі показало, що насадження на еродованих землях ростуть не гірше, ніж на зрубах, а в окремих випадках навіть краще. Причому сосна на еродованих землях не зменшує інтенсивності росту з віком. У 29-річному віці вона формує деревостани I класу бонітету з середньою висотою 12 м і діаметром 12 см. Інтенсивним ростом відзначаються також березові насадження. У 8-річному віці вони досягають середньої висоти 2,4 м.

Перспективною породою для залісення еродованих земель виступає модрина європейська. В 9-річному віці її продуктивність на дослідній ділянці досягла I бонітету при середній висоті 8 м і діаметрі 10 см.

Необхідно відмітити, що у молодих (8-річних) культур сосни, створених на сильноеродованих землях, вміст пластид пігментів зменшується на 8-10% (табл.). Однак з віком (вже у 29-річному віці) кількість хлорофілів і каротиноїдів у культур сосни істотно зростає, що свідчить про досягнення ними високої життєвості. Дещо нижчою життєвістю характеризуються дослідні культури сосни і за діелектричними показниками. Порівняно з контролем імпеданс у них виявився на 11% вищим (11,7 кОм), а поляризаційна ємність на 13% нижчою (15,3 нФ).