Попадинець І.М. Стан, продуктивність та відтворення букових насаджень на Західному Поділлі

Короткий зміст

Теоретичні передумови роботи

Рід Fagus L. представлений в Україні буком європейським (Fagus silvatica L.), буком східним (Fagus orientalis Lypsky) і на думку низки дослідників – буком кримським (Fagus taurica Popl.) – Поплавська, 1927, 1936; Вульф, 1935; Цепляев, 1961; Молотков, 1966, 1972; Качалов, 1970; Генсирук, 1975; Тышкевич, 1984; Кохно и др., 1975; Mishnev, 1991; Швадчак с сотр., 1993, 1995, 1997; Кириченко, Чернявский, 1995 та ін. За літературними, нерідко суперечливими даними ці види бука відрізняються між собою за еколого-географічними і фітоценотичними зв'язками та морфолого-анатомічними показниками. За теперішнього часу найбільш прийнятною є думка при визнання бука європейського і бука східного самостійними видами, а бука кримського таксономічною одиницею проміжного (між буком європейським і східним) характеру. Окремі дослідження свідчать про можливість виділення подільського екотипу бука європейського – Fagus silvatica var. podolica, який зростає на Поділлі України і в Кодрах Молдови (Zapalowicz, 1908; Wierdak, 1938; Тышкевич, 1984).

Бук європейський займає значну частину Західної, Центральної та Південної Європи. В Україні букові ліси поширені в її західній частині (Карпати, Розточчя, Опілля, Поділля) та в Криму. Східна межа поширення бука європейського остаточно не встановлена (Молотков, 1966; Калуцкий и др., 1972; Шеляг-Сосонко, Дідух, 1978; Алексеенко, Сухова, 1980; Тышкевич, 1984; Мальцев, 1988). За даними багатьох дослідників (Wierdak, 1938; Білоус, 1962, 1995; Івченко, Войтюк, 1978; Тышкевич, 1984) бук європейський в минулому був поширений далеко на схід і північ і масово зростав, зокрема, в Житомирській і Київській областях.

Бук європейський є типовим елементом середньоєвропейської флори. Його біологія та екологія описані в наукових працях багатьох дослідників (Воейков, 1911; Савельев, 1957; Пўятницький, 1960; Стойко, Барна, 1963; Погребняк, 1963; Бутейко, 1964, 1975; Пастернак, 1965; Молотков, 1966, 1972, 1973; Тышкевич, Бондаренко, 1970; Тышкевич, 1984; Парпан, 1994; Іванюк, 1995, 1996; Поляков, 1995; Сулковська, 1995; Калінін та ін., 1998; Швиденко, Данілова, 2001 та ін.), в яких бук європейський характеризується як порода м'якого клімату, тіневитривала, середньовимоглива до тепла, мезофіт, мегатроф, факультативний кальцієфіл. Він відзначається великою фітоценотичною роллю і є однією з основних типоутворюючих порід України (Третяк, 1954; Герушинський, 1958, 1988, 1996; Гаврусевич, 1959, 1960; Пастернак та ін., 1961; Бутейко, 1963, 1975; Смаглюк, 1963, 1964; Молотков, 1966, 1972, 1973, 1982; Горшенин, 1974; Каплуновський, 1967, 1972; Прикладовська, 1981, 1986; Тышкевич, 1984; Шукель, 1990; Парпан, 1994; Горошко та ін., 1995; Кучерявий, 1995; Парпан, Стойко, 1995; Скробала, 1995; Христук, 1995; Чернявський, 1995; Чорнобай, 1995; Остапенко и др., 1998 та ін.).

Подільська різновидність бука європейського за даними окремих дослідників (Zapalowicz, 1908; Wierdak, 1938; Тышкевич, 1984; Тышкевич, Бондаренко, 1985) більш пристосована до умов сухішого континентального клімату, відрізняється більшою світлолюбивістю, ксероморфною структурою листя і більш високим рівнем фотосинтезу. Однак літературні дані з питань біоекології і лісівницьких особливостей бука європейського та його рослинних угруповань на східній межі ареалу є досить обмеженими і носять часто фрагментарний характер, що ускладнює розробку наукових програм відновлення букових лісів у регіоні.

Об'єкти і методика досліджень

Об'єктами наших досліджень були букові насадження Західного Поділля, зростаючі на східній межі поширення бука європейського. Дослідженнями охоплені ліси природного заповідника “Медобори”, Кременецького, Бучачського, Чортківського, Бережанського і Тернопільського держлісгоспів ДЛГО “Тернопільліс”, Ярмолинецького і Кам'янець-Подільського держлісгоспів ДЛГО “Хмельницькліс”, Бродівського і Золочівського держлісгоспів ДЛГО “Львівліс”.

Для порівняльної характеристики продуктивності букових лісостанів, зростаючих на Західному Поділлі та в інших географічних регіонах, об'єктами досліджень були взяті також насадження бука європейського на Опіллі (Львівський ДЛГ), Розточчі (Львівський ДЛГ, Страдчівський навчально-виробничий лісокомбінат, природний заповідник “Розточчя”), Малому Поліссі (Жовківський ДЛГ), Буковині (Сторожинецький ДЛГ), в Прикарпатті (Коломийський, Болехівський і Самбірський ДЛГ), Закарпатті (Свалявський, Довжанський і Хустський ДЛГ).

Західне Поділля займає, по-суті, чотири фізико-географічні райони – Вороняки, Товтровий кряж, Тернопільську рівнину і Кременецький кряж (Маринич та ін., 1985). За літературними джерелами охарактеризовані їх геоморфологія (Геренчук, 1968, 1972, 1979, 1980; Чижов, 1968; Свинко, 1979; Маринич, 1985; Шищенко, 1985), грунти (Чижов, 1968; Геренчук, 1979, 1980; Шищенко, 1985), клімат (Справочник по клімату СССР, 1967, 1969; Андріанов, 1979) і рослинність (Геренчук, 1968, 1979; Генсирук, 1975; Шеляг-Сосонко, 1977; Бережний, 1979; Бережний, Трохимчек, Ковальчук, 1980; Генсірук, Іваницький, 1999).

В основу досліджень покладено метод порівняльної екології акад. П.С.Погребняка (1963) і проф. Д.В.Воробйова (1967), який дав можливість виявити особливості росту букових насаджень на Західному Поділлі, вивчити характер взаємовпливів і взаємовідношень між окремими породами в маргінальних популяціях бука, а також між лісостанами і середовищем. Лісотипологічний аналіз букових насаджень проводили на засадах лісівничої екологічної типології (Воробйов, 1953; Погребняк, 1995) з використанням наукових праць, присвячених вивченню типів лісу на східній межі поширення бука європейського (Гаврусевич, 1958, 1960; Горшенин, Бутейко, 1962; Гейдеман, 1964). Постійні і тимчасові пробні площі закладали за загальноприйнятою методикою (ОСТ 56-69-83..., 1984). Таксаційні показники насаджень визначали на основі робіт (Таблиці ходу росту..., 1969; Сортиментные таблицы..., 1984). Селекційну характеристику дерев і деревостанів на пробних площах проводили за методичними рекомендаціями М.М.Вересіна (1985), П.І.Молоткова и др. (1982).

Для вивчення процесів природного поновлення на пробних площах закладали по 100 облікових площадок розміром 2х2 м, на яких виявляли видовий склад підросту, його кількість і вік. На основі отриманих даних за методикою М.М.Горшеніна (1977) визначали успішність поновлення. На облікових площадках за стандартними методиками (Полевая геоботаника, 1964; Определитель растений, 1984) проводили також геоботанічні дослідження. На кожній площадці вивчали видову насиченість, зімкнутість і рясність трав. Їх розподіл за фітоіндикаційними екологічними показниками (відношення до вологості і загальної родючості грунту, його сольового режиму та кислотності і режиму затінення) проводили за шкалами Д.В.Воробйова (1953, 1967) і Д.М.Циганова (1983).

Сезонну динаміку росту сіянців бука європейського вивчали шляхом замірювання висоти 25-30 молодих рослинок кожного варіанту досліду протягом вегетаційного періоду через кожні 3-5 днів. Вміст зелених і жовтих пігментів пластид у листках сіянців бука визначали в ацетонових екстрактах на фотоелектрокалориметрі за методикою Х.М.Починка (1976).

Для проведення ґрунтових досліджень на пробних площах закладали по 20-25 рівномірно розміщених по площі прикопок і одному основному грунтовому розрізі, який детально описували за генетичними горизонтами. Аналіз гранулометричного складу зразків грунту проводили за методикою Н.А.Качинського (1965). Для визначення об'ємної ваги грунту використовували буровий метод (Качинський, 1965). При цьому зразки грунту в непорушеному стані брали у 3-10-кратній повторності. Фізико-хімічний аналіз зразків грунту проводили загальновідомими методами (Агрохимические методы…, 1975; Практикум по агрохимии, 1989).

Обробку результатів досліджень проводили з використанням методів математичної статистики (Никитин, Швиденко, 1978; Доспехов, 1985; Лакин, 1990).

Лісівничо-таксаційна та селекційна характеристика букових насаджень на Західному Поділлі

Таксаційні показники та порівняльна характеристика продуктивності букових деревостанів. Бук європейський на Західному Поділлі поширений на площі 12468 га, що складає 10,1% від площі вкритих лісом земель. Серед зростаючих у регіоні порід він займає друге місце (після дуба звичайного) як за площею, так і запасом. Формує високопродуктивні (середній клас бонітету Іа,8) в основному середньоповнотні насадження. Деревостани повнотою 0,6 0,7 і 0,8 займають відповідно 20,7%, 46,0% і 17,6% площі, зайнятої буком.

Вікова структура букових лісостанів на Західному Поділлі є досить сприятливою – молодняки, середньовікові і стиглі насадження займають приблизно по 20% покритої лісом площі. Значною є лише частка пристигаючих деревостанів (42,2%), що вимагає проведення певних лісівничих заходів з оптимізації зайнятої ними площі.

З участю бука європейського на Західному Поділлі формується десять типів лісу, приурочених до сугрудових і грудових типів лісорослинних умов. Найбільш поширеними з них є свіжа грабово-букова діброва та свіжа і волога грабово-дубова бучина, які займають відповідно 11076 га (9,0%) і 15612 га (12,6%) вкритої лісом площі. Сугрудові типи лісу (свіжа і волога грабово-букова судіброва та свіжа і волога грабово-соснова субучина) поширені на невеликій площі (513 га, 0,41%) і нехарактерні для лісів Західного Поділля. Невелику площу займають також суха грабово-букова діброва (520 га, 0,42%) і суха грабово-дубова бучина (19 га, 0,02%)/

Найбільшою продуктивністю характеризується насадження свіжих і вологих дібров та свіжих і вологих бучин. Вже в молодому віці дубово-букові деревостани в цих типах лісу досягають значних таксаційних показників. Зокрема, в молодняках І класу віку запас деревостанів за усередненими даними становить 35-55 м3/га, в молодняках ІІ – класу 130-140 м3/га, в середньовікових насадженнях – 220-225 м3/га, в пристигаючих – 250-270 м3/га, в стиглих – більше 300 м3/га. Однак кращі насадження в свіжих і вологих грабово-букових дібровах і грабово-дубових бучинах досягають значно більшої продуктивності. Так, запас високопродуктивних букових деревостанів Західного Поділля на досліджуваних нами ділянках у 70-80-річному віці становив 294-404 м3/га, у 100-110 років – 408-581 м3/га, що відповідає продуктивності низки карпатських бучин. Подільські бучини за таксаційними показниками повністю співставимі також з буковими лісостанами Опілля, Розточчя, а за даними Г.Л.Тишкевич (1984) і Кодр Молдови.

Чисті букові деревостани в умовах Західного Поділля зустрічаються рідко і, як правило, в старшому віці. Характерними супутниками бука в грабово-букових дібровах і грабово-дубових бучинах є дуб звичайний і граб звичайний. Як домішка, в склад насаджень входять також клен гостролистий, явір, липа дрібнолиста, черешня, береза повисла, осика. Дуб і бук формують перший ярус, а граб, інколи з домішкою більш молодого бука – другий.

На основі наших досліджень і літературних даних (Тышкевич, 1984) встановлено, що для формування високопродуктивних біологічно-стійких деревостанів, частка дуба звичайного в складі насаджень грабово-букових дібров повинна складати 5-7 одиниць, бука європейського – 2-3 одиниці. В деревостанах грабово-дубових бучин перевагу необхідно надавати буку і його участь в них повинна бути не менше 50%.

У слабопоширених сугрудових і сухих грудових типах лісу Західного Поділля бук європейських характеризується порівняно невисокою продуктивністю і насадження з його участю досягають тут лише ІІ-ІІІ (ІV) класу бонітету.

Селекційна оцінка букових деревостанів. Бук європейський відзначається високою формовою різноманітністю. Зокрема у лісах Українських Карпат дослідники виділили різні морфологічні, екологічні та фенологічні форми цієї породи (Комендар, 1957; Смаглюк, 1964; Молотков, 1966). В умовах Західного Поділля, як свідчать проведені нами дослідження, для бука європейського характерні фенотипи з овальною та зонтичною формами крон. Розподіл їх у деревостанах, на відміну від Львівського острівного, Прикарпатського передгірного і Закарпатського центральноuj гірського лісонасіннєвих районів, приблизно однаковий – 49,5 і 50,5%.

Домінуючими типами кори у дерев бука на Західному Поділлі є гладкий тип (99,1%). На окремих деревах зустрічається також тріщинувата форма кори, але такі екземпляри бука в складі деревостанів становлять незначну частrу (0,9%). За кольором кори у виділених в Україні лісонасіннєвих районах зустрічаються світлосіро-, сіро- і темносірокорі дерева бука європейського. В умовах Західного Поділля нами виявлена лише темносірокора форма бука. E селекційній структурі букових насаджень Західного Поділля спостерігається значне переважання нормальних середніх дерев (51,1-54,5%). В окремих деревостанах бука (Ярмолинецький ДЛГ, Бродівський ДЛГ) виявлена велика кількість плюсових і нормальних кращих дерев (28-30%), що дало змогу віднести їх до плюсових лісостанів.

Санітарний стан букових насаджень. У букових, дубово-букових і грабово-буково-дубових лісах Західного Поділля нами виявлено 23 види грибів-збудників кореневих та стовбурних гнилей. Для бука європейського найбільш небезпечним збудником стовбурних гнилей є справжній трутовик – Fomes fomentarius (L.: Fr.) Gill. Зрідка на стовбурах бука розвивається несправжній трутовик – Phellinus igniarius (L.: Fr.) Quel, сірчано-жовтий трутовик – Laetiporus sulphureus (Bull.: Fr.) Bond. et Sing., дубова губка – Daedalea quercina L.: Fr. та інші види. Загалом в умовах Західного Поділля на буці виявлено 20 дереворуйнуючих грибів, а його характерних супутниках: дубі – 14, грабі – 13. За рівнем небезпеки збудники гнилей бука розподіляються наступним чином: 4 види (20,0%) можуть утворювати вогнища масового ураження дерев, 7 видів (33,0%) – локальні вогнища ураження, 9 видів (45,0%) – не складають небезпеки.

В букових насадженнях Західного Поділля виявлено також некрозні (4 збудники) та ракові (3 збудники) хвороби. Судинні хвороби бука в регіоні досліджень не виявлені. Найбільшу небезпеку для бука з некрозно-ракових хвороб складає збудник – гриб Nectria ditissima Tul.

Крім хвороб, в букових насадженнях Західного Поділля виявлено 44 види шкідників-філофагів, з яких 14 є спільними для бука і дуба, 8 – бука і граба і 5 – бука, дуба і граба. Найбільш небезпечними потенційними шкідниками-філофагами в грабово-дубово-букових лісостанах району досліджень є непарний шовкопряд, кільчастий шовкопряд, зимовий п'ядун, п'ядун-здирач звичайний, золотогуз.

Комахи-ксилофаги в умовах Західного Поділля на деревах бука представлені 23 видами, дуба – 31, граба – 16. У букових деревостанах найбільше поширення мають короїди та вусачі.

Загалом бук європейський в умовах Західного Поділля характеризується високою стійкістю до збудників стовбурних і кореневих гнилей та ентомошкідників.

Грунтовий покрив та особливості поширення трав'яних і чагарникових видів у букових насадженнях

Грунти. Букові ліси приурочені переважним чином до бурих лісових грунтів. Наявність цих грунтів відмічена під бучинами Карпат (Зонн, 1955, 1960; Андрющенко, 1957; Пастернак, 1958), Кодр Молдови (Дмитриева, 1959, 1961; Крупенников, 1970; Тышкевич, 1970, 1984), Північної Прибалтики (Завалишин, 1973).

На відміну від інших регіонів на Західному Поділлі під дубово-буковими і буковими лісами формуються переважно сірі і світло-сірі опідзолені грунти (Погребняк, 1931; Андрющенко, 1970; Гуменюк, 1972). За гранулометричним складом вони відносяться до суглинків і рідше супісків, за вмістом рухомих форм азоту, фосфору і калію – до середньо- і низькозабезпечених. У верхньому гумусово-елювіальному горизонті грунту міститься переважно до 3-5% гумусу, з глибиною його кількість зменшується до 0,3-0,5%.

Крім сірих і світло-сірих опідзолених грунтів під дубово-буковими деревостанами Західного Поділля зустрічаються також інші  грунтові різновидності, зокрема чорноземи слабо- і середньопотужні щебнюваті, темно-сірі лісові важкосуглинисті, сірі і темно-сірі лісові глеєваті суглинисті, луговочорноземні опідзолені суглинисті, дерново-карбонатні вилужені потужні і середньопотужні щебнюваті суглинисті.

Проведені нами поглиблені дослідження механічних і фізико-хімічних показників сірих лісових грунтів у природному заповіднику “Медобори” показали, що короткочасні (40-80 років) зміни корінних дубово-букових деревостанів на похідні чисті грабові і грабово-смерекові не приводять до істотних змін властивостей 10-см приповерхневого шару грунту. Грануломтричний склад, вміст гумусу, рН сольове і водне, гідролітична кислотність, сума увібраних основ, ступінь насичення основами приповерхневих горизонтів грунту на контрольних і дослідних ділянках були практично ідентичними. Не виявлено суттєвої різниці за механічними і фізико-хімічними властивостями 10-см приповерхневого шару грунту також між дібровами і бучинами Західного Поділля.

Трав'яне вкриття. У свіжих і вологих грабово-букових судібровах і грабово-соснових субучинах Західного Поділля зростає комплекс оліготрофно-мезотрофних трав'яних видів з участю окремих мегатрофів. У дубових бучинах і букових дібровах поширені мегатрофні і, зрідка, мезотрофні види. За відношенням до вологості грунту вони охоплюють екологічні групи рослин від ксерофітних (суха грабово-букова діброва і суха грабово-дубова бучина) до мезогігрофітних (волога грабово-букова діброва і волога грабово-дубова бучина). Панівною є група рослин-мезофітів, характерних для свіжих і вологих типів лісорослинних умов.

На ділянках з близьким заляганням вапняків і крейдомергелевих порід у трав'яному вкритті характерна наявність кальцієфілів, серед яких адоніс весняний (Adonis ve alis L.), маренка підмаренникова (Asperula galioides L.), луговий чай (Lisimahia nummularia L.), перстач гусячий (Potentilla anserina L.). За географічним походженням в складі трав'яного вкриття зростають як західноєвропейські, так і східноєвропейські види: степові, неморальні, бореальні. Серед степових видів зустрічаються осока низька (Carex humilis L.), рокитник руський (Cytisus ruthenicus L.), ковиль колосистий (Stipa capillata L.), тимофіївка степова (Phleum phleoides L.) та інші, неморальних – переліска багаторічна (Mercurialis perennis L.), окопник серцевидний (Symphytum cordatum L.), медунка темна (Pulmonaria obscura Dum.), бореальних – квасениця звичайна (Oxalis acetosella L.), орляк звичайний (Pteridium aquilinum (L.) Kuhn.), золотушник звичайний (Solidago virgaurea L.). Зустрічаються також реліктові (осока низька – Carex humilis L., осока біла – Carex alba L., хвощ великий – Eguisetum telmateia Ehrh, плющ звичайний – Hedera helix L.) та ендемічні (шавлія залозиста – Salvia glutinosa L., тонконіг вузьколистий – Poa angustifolia L., чебрець Маршаллов – Thymus marschallianum Tausch., ракитник Вульфа – Cytisus Wulfii L., гвоздика рівнинна – Diantus campestris L.) види.

Аналіз трав'яного вкриття дубово-букових лісів Західного Поділля за шкалами Д.М.Циганова (1983) свідчить, що панівними видами трав є види тінистих лісів, зростаючі на грунтах небагатих – досить багатих на солі, слабокислих – нейтральних, досить забезпечених – збагачених азотом. Зімкнутість трав'яного вкриття в дубово-букових лісах Західного Поділля коливається від “мертвого покриву” до суцільних заростей трав. Переважно вона становить 20-70%.

Підлісок. В умовах Західного Поділля розвиток підлісочних порід в дубово-букових насадженях характеризується наступними закономірностями: нерівномірністю поширення; рідкою, рідше середньою, зустрічністю; буйним ростом, рясним плодоношенням, значною висотою в деревостанах із зімкнутістю крон менше 0,7; високою грунтозахисною, грунтополіпшуючою та середовищетвірною роллю. Лімітуючим фактором розвитку підліску є освітленність. Від її інтенсивності в основному залежить видовий склад, зімкнутість ріст і розвиток підлісочних порід як в сугрудових, так і грудових типах лісу.

Найбільш поширеними видами підліску в дубово-букових лісостанах Західного Поділля є бузина чорна (Sambucus nigra L.), свидина криваво-червона (Swida sanquinea (L.) Opiz.), бруслина європейська (Euonymus europaea L.), бруслина бородавчата (Euonymus verrucosa Scop.). В окремих насадженнях широке розповсюдження має ліщина звичайна (Corylus avellana L.). Місцями зустрічаються гордовина звичайна (Vibu um lantana L.), жимолость чорна (Lonicera nigra L.), бузина червона (Sambucus racemosa L.), вовчі ягоди звичайні (Daphne mezereum L.), крушина ламка (Frangula alnus L.), на узліссях і прогалинах – глід одноматочковий (Crataegus monogyna Lacg.), шипшина собача (Rosa canina L.), у сируватих гігротипах – черемха звичайна (Padus avium Mill.), калина звичайна (Vibu um opulus L.), верба козяча (Salix caprea L.).