Размещено на http://www.allbest.ru/

Український державний лісотехнічний університет

УДК 630*221+630*41

НАУКОВІ ОСНОВИ ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ТА СТІЙКОСТІ СОСНОВИХ НАСАДЖЕНЬ У ПРАВОБЕРЕЖНОМУ ПОЛІССІ УКРАЇНИ

06.03.03 - лісознавство і лісівництво

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Ткачук Володимир Ілліч

Львів 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Поліському філіалі Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Державного комітету лісового господарства України.

Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор Краснов Володимир Павлович, Поліський філіал Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, директор

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Гузь Микола Михайлович, Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри лісових культур і лісової селекції

доктор сільськогосподарських наук, професор Калуцький Іван Федорович, Прикарпатський Національний університет ім. В.Стефаника, завідувач кафедри екології і рекреації

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Шлапак Володимир Петрович Національний дендрологічний парк “Софіївка” НАН України, заступник директора з наукової роботи

Провідна установа: Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, Навчально - науковий інститут лісового та садово - паркового господарства, м. Київ

Захист відбудеться “24” лютого 2005 р. о 9-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Українського державного лісотехнічного університету за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий “____” “січня” 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.Є. Кульчицький-Жигайло

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Головним напрямком лісогосподарського виробництва в Україні, у зв'язку з докорінною зміною соціальної та економічної ситуації в державі, є забезпечення сталого розвитку галузі, спрямоване на більш повне задоволення потреб народного господарства й населення країни в продукції та корисностях лісу за рахунок підвищення ефективності його функціонування і комплексного використання потенціалу лісосировинних ресурсів.

Одним із найважливіших лісогосподарських заходів, спрямованих на збільшення ресурсів деревини та розширення експлуатаційних можливостей лісів є оптимізація їх породного складу з урахуванням біологічних особливостей головних лісоутворюючих порід, відповідності конкретним лісорослинним умовам, а також кон'юктури ринку деревної сировини на перспективу.

Найбільші площі в Правобережному Поліссі займають соснові ліси. У лісогосподарських підприємствах регіону вони відіграють визначальну екологічну та економічну роль. Проте, з огляду на посилення антропогенного впливу і негативні зміни складових навколишнього середовища, підвищення продуктивності та стійкості соснових лісів, наукове обґрунтування вирощування соснових насаджень у регіоні опрацьовані недостатньо. Це й визначає актуальність теми досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в лабораторії лісівництва Поліського філіалу Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького на протязі 1998-2004 рр. у порядку виконання наступних державних тем:

1. Тема № 21 “Вивчення особливостей функціонування лісових екосистем в умовах радіоактивного забруднення, ведення лісового господарства, закономірностей міграції радіонуклідів у продукцію лісового господарства” (1998-2000 рр.). Номер держреєстрації - 0197U018457.

2. Тема № 11 “Вивчити закономірності міграції радіонуклідів в лісових екосистемах з метою реабілітації лісів і оптимізації нормативних документів (2001 - 2004 рр.) Номер держреєстрації - 0101U005117.

3. Тема № 15 “Вивчити динаміку лісопатологічного стану лісів України та розробити заходи щодо підвищення їх стійкості (2002-2004 рр.) Номер держреєстрації - 01980005498.

Мета і завдання дослідження. Головна мета дослідження - наукове обґрунтування підвищення продуктивності та стійкості соснових насаджень у Правобережному Поліссі України.

У відповідності до мети дослідження були поставлені та виконані такі завдання:

- вивчення особливостей територіального розподілу і структури лісів за їх функціональним призначенням;

- вивчення динаміки соснових лісів за продуктивністю і відповідністю умовам місцезростання;

- встановлення комплексу лісопатологічних проблем, що супроводжує процес лісовирощування соснових насаджень;

- вивчення взаємозв'язку між певними лісогосподарськими заходами та патологічними явищами, що спостерігаються у соснових насадженнях;

- вивчення впливу різних режимів вирощування культур сосни звичайної на їх ріст та сортиментну структуру;

- встановлення впливу кліматичних факторів на динаміку радіального приросту;

- вивчення ефективності застосування мінеральних добрив в пристигаючих насадженнях сосни звичайної;

- вивчення стану лісоосушувальних систем та соснових насаджень;

- встановлення впливу лісоосушення на продуктивність осушених соснових насаджень.

Об'єкт дослідження - соснові насадження Правобережного Полісся України. лісовирощування сосновий сосна мінеральний

Предмет дослідження - закономірності функціонування та вирощування соснових насаджень в різних екологічних умовах.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для регіону Правобережного Полісся України встановлено територіальний розподіл і структуру насаджень з урахуванням екологічної та економічної ролі сосни звичайної. Значно доповнені існуючі уявлення про динаміку соснових лісів за продуктивністю і відповідністю умовам місцезростання. Вперше встановлено основні чинники і ступінь антропогенного впливу на сучасний стан і продуктивність соснових лісів, опрацьовано напрямки оптимізації структури, підвищення стійкості соснових насаджень. Вперше вивчено стан осушувальних систем в Правобережному Поліссі України, доповнено існуючі матеріали про ріст і продуктивність сосни звичайної на осушених площах. Вперше окреслено сучасний комплекс лісопатологічних проблем, які виникають в процесі вирощування сосни звичайної і встановлена відповідність лісогосподарських заходів існуючим екологічним умовам. Розроблено ряд профілактичних заходів, спрямованих на покращення лісопатологічного стану соснових насаджень Правобережного Полісся. Вперше встановлені закономірності росту, динаміки радіального приросту, формування насаджень та сортиментної структури в плантаційних культурах сосни звичайної різної густоти та ефективність застосування мінеральних добрив у пристигаючих насадженнях.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати досліджень є вагомим внеском в організацію переведення лісового господарства на інтенсивні методи господарювання з урахуванням екологічного потенціалу лісорослинних умов зростання. Проведені дослідження дають можливість вдосконалити структуру соснових насаджень регіону досліджень, а також провести комплекс лісогосподарських заходів з метою покращення росту та продуктивності сосни звичайної. Запропонована методика оцінки лісопатологічного стану соснових насаджень дозволяє на основі статистичних даних об'єктивно оцінювати їх стан. Розроблені лісогосподарські профілактичні заходи дозволяють значно покращити лісопатологічний стан соснових насаджень в умовах Полісся України та підвищити їх продуктивність.

Результати досліджень знайшли практичне застосування у проектуванні господарських заходів з метою покращення стану лісоосушувальної мережі регіону досліджень. Матеріали та результати досліджень можуть бути використані при проведенні лісовпорядних робіт експедиціями ВО “Укрдержліспроект” на осушених площах. Окремі результати досліджень використані при розробці державної програми “Ліси України” на період 2002-2015 роки.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто зроблено підбір і закладку дослідних об'єктів, проведено польові та камеральні роботи, здійснено аналіз та математичну обробку отриманих результатів, написано дисертаційну роботу.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень і рекомендації виробництву доповідались та обговорювались на міжнародних конференціях і нарадах з питань лісового господарства та екології. Зокрема на:

- Міжнародній науково-практичній конференції “Сертифікація лісів України в контексті розвитку сучасної лісової політики”, Київ, 2002;

- Восьмих Погребняківських читаннях “Лісова типологія в умовах сталого розвитку лісового господарства України”, Харків, 2002;

- Міжнародній науковій конференції “Теорія і методи оцінювання, оптимізації використання та відтворення земельних ресурсів”, Київ, 2002;

- Науково-практичній конференції “Лісова наука - лісове господарство: стан та перспективи”, Харків, 2003;

- Дев'ятих Погребняківських читаннях “Лісівницькі дослідження в Україні”, Львів, 2003;

- Міжнародному симпозіумі “Міжрегіональні проблеми екологічної безпеки”, Суми, 2003;

- Науково-технічній конференції “Еколого-економічні проблеми Карпатського регіону”, Івано-Франківськ, 2004;

- Міжнародному науково-практичному семінарі “Лісовідновлення і лісорозведення в Україні: сучасний стан, проблеми та перспективи”, Київ, 2004.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано - 32 наукових роботи, з яких дві монографії, 29 статей в наукових журналах і збірниках, в тому числі 21 стаття - у фахових наукових виданнях, затверджених ВАК України.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 7 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Обсяг дисертації - 472 сторінки машинописного тексту, основний текст - 297 сторінок. Текст ілюстрований 117 таблицями, 49 рисунками. Список літератури містить 539 джерел, з них 73 на іноземній мові.

Основний зміст роботи

Теоретичні передумови роботи

Важливим показником лісового фонду, що має істотне значення для стабільності й невиснажливості лісокористування є розподіл лісів на групи та категорії. Пропозиції з цього питання різноманітні: від збільшення їх кількості (Ромашов, Лохматов, 1991), до зменшення (Головихин, 1991; Рубцов, 1991; Багинский, 1991; Михалків, 1991; Ткач, Пастернак, Букша, 2002). Крім того, для невиснажливого лісокористування необхідні: рівномірний розподіл лісів на території та за віком, відповідність створених соснових насаджень типам лісорослинних умов. Цим проблемам присвячені численні публікації (Орлов, 1928; Бяллович, 1972; Медведєв, Лебедев, 1976; Генсирук, 1973; Анучин, 1991), але конкретних досліджень для Правобережного Полісся не проводилося і розробок не пропонувалося.

Проблема оптимізації системи вирощування соснових насаджень є однією з найважливіших для регіону досліджень (Погребняк, 1963; Воробйов, 1967; Лавриненко, 1974; Вакулюк, 1974; Кайрюкштіс, Юодвалькис, 1976; Побєдов, Волчков, 1977; Рябоконь, 1979; Атрохин, 1980; Редько, 1985; Гордієнко, 1995). У публікаціях підкреслюється важливість оптимальної густоти соснових культур для їх приживлюваності, формування запасу і загальної продуктивності (Георгієвський, 1957; Мартинов, 1974), залежність продуктивності насаджень від едафокліматичних умов (Шинкаренко, Дзедзюля, 1983), а доглядових рубань, які в соснових деревостанах на 30-35% підвищують розмір користування з одиниці площі (Сєннов, 1972; Горшенін, Швиденко, 1977), а також від внесення мінеральних добрив.

Водночас у Правобережному Поліссі розроблялися лише окремі аспекти системи цільового вирощування сосни звичайної. Дослідники, зокрема, приділяли значну увагу лісопатологічним аспектам вирощування штучних соснових насаджень (Алексєєв, 1969; Падій, 1974; Білий, 1986; Воронцов, 1987; Усцький, 1988; Гордієнко, Падій, Цилюрик, 1992; Ладєйщикова та інші, 2001; Мешкова, 2002).

Багато наукових праць присвячено питанням осушувальної меліорації (Черняк, 1958; Лавриненко, 1960; Рябуха, 1964; Міхович, 1975; Грисюк, 1976; Краснов, Бузун, 1988). Аналогічні дослідження проводились також у Росії (П'явченко і ін., 1962; Писарьков і ін., 1964; Вомперський, 1968), Білорусії (Будика, 1958; Смоляк, 1969; Поджаров, 1997), Прибалтиці (Сармі, 1955; Хайнме, 1956, Буш, 1963). Однак вплив повторного заболочування після припинення дії осушувальних систем на соснові насадження Правобережного Полісся до теперішнього часу не вивчався.

Програма, методика та об'єкти досліджень

Враховуючи проблеми, які існують у створенні та вирощуванні високопродуктивних соснових насаджень у Правобережному Поліссі, а також стан їх вивченості та розробки систем господарювання програмою досліджень було передбачено вивчення таких узагальнених питань:

· проведення структурно-функціонального аналізу соснових лісів регіону досліджень;

· обгрунтування вирощування цільових насаджень сосни звичайної;

· встановлення лісопатологічного стану соснових насаджень, виявлення факторів, що його визначають і розробка заходів по його стабілізації;

· дослідження функціонального стану осушувальних систем та його впливу на санітарний стан і продуктивність соснових насаджень.

Ретроспективний аналіз ефективності лісового господарства у лісах різних форм власності проводився шляхом порівняння основних таксаційних показників лісового фонду - розподілу насаджень за категоріями земель, групами віку, групами порід, середнім запасом на 1 га. Таке ж співставлення у державних лісах проводилося щодо їх розподілу за функціональним призначенням. Динаміка лісів за їх продуктивністю вивчалася для груп порід. Темпи змін для соснових лісів у найбільш поширених типах лісорослинних умов досліджувалися за таксаційними описами лісовпорядкування 1957, 1967, 1977, 1987, 1997 рр. Антропогенна освоєність лісового фонду оцінювалася за критеріями: питома вага лісових культур у вкритих лісовою рослинністю землях; відношення площі створених культур до площі суцільнолісосічних зрубів головного користування, питома вага земель сільськогосподарського фонду та інших землекористувачів. Стан породного складу лісів визначався за відношенням питомої ваги загальної площі молодняків (1-20 років) до питомої ваги площі стиглих насаджень і таким же відношенням відповідної групи порід.

Ріст та стан дослідних культур сосни звичайної вивчався на об'єктах Поліського філіалу УкрНДІЛГА у Радомишльському, Житомирському та Коростишівському держлісгоспах 1952-1972 рр. створення. Лісотипологічні дослідження велись на основі загальноприйнятих методик (Воробйов, 1967). Запас насаджень на 1 га, сортиментна структура розраховувалася за таблицями Нікітіна К.Є.(1984), а при таксації молодняків і середньовікових насаджень Строчинського А.А. (1993). Абсолютна та відносна повнота насаджень, бонітет визначалися за загальноприйнятою методикою з використанням таблиць для таксації деревостанів (Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии, 1987). Пробні площі закладалися згідно з ОСТ 56-69-83 (1984). Відбір та аналіз модельних дерев проведений у відповідності з методикою таксаційних досліджень (Анучин, 1971). Серед комплексних показників використовувалися показник зволоженості Д.В. Воробйова (1967) та гідротермічний коефіцієнт (Селянинов, 1958).

Динаміка лісопатологічного стану соснових насаджень вивчалася шляхом аналізу повидільної бази даних УкрНДІЛГА станом на 1994, 1997 та 2000 рр., а також щорічної інформації за ревізійний період 1991-2000 рр. по державних підприємствах регіону досліджень. Матеріали доповнювалися та уточнювалися детальними лісопатологічними обстеженнями з використанням “Методичних вказівок з експедиційного лісопатологічного обстеження лісів СРСР” (1988). Дослідження стану дерев на пробних площах проводилися згідно з “Санітарними правилами в лісах України” (1995). Показники популяційного розвитку окремих видів шкідників вивчали протягом останніх 10 років на тимчасових і постійних пробних площах, закладених у лісах Правобережного Полісся.

На основі аналізу лісовпорядних і звітних матеріалів визначалися осушувальні системи різного терміну дії, на яких вивчався стан осушувальної мережі та продуктивність соснових насаджень. Стан і основні види пошкоджень визначався за методикою Бузуна В.О. (1984), санітарний стан деревостанів - за вище вказаною методикою (1995).

Отримані матеріали оброблялися із застосуванням методів математичної статистики на персональних комп'ютерах.

Структурно-функціональний аналіз соснових лісів Правобережного Полісся

Виснажливе лісокористування в минулому привело в середині ХХ ст. до швидкого зниження лісистості Правобережного Полісся України, дуже нерівномірного територіального розподілу лісів, особливо найбільш розповсюджених соснових насаджень. Після закінчення Другої світової війни лісистість території регіону почала зростати. За період з 1946 по 2001 рік лісистість Волинської області збільшилась з 17,2 до 30,9 %, Житомирської - з 24,9 до 32,7 %, Рівненської - з 25 до 36,5 %.

На території кожної з адмінобластей лісистість варіює в дуже широкому діапазоні. Виділено три групи адмінрайонів, що мають свої особливості, які необхідно враховувати в процесі формування програм оптимізації рівня лісистості й територіального розподілу лісів:

1 група - лісостепові і частково перехідні до поліських, фактична лісистість яких, як правило, значно менша оптимальної;

2 група - перехідні до поліських і південно-поліські, де, залежно від історичного минулого й економічного розвитку району, спостерігається найбільший діапазон коливання фактичної лісистості;

3 група - поліські із високою фактичною лісистістю, яка у Рівненській і Волинській областях не завжди досягає оптимальної.

За експонентними кривими розраховані показники рівномірного зростання лісистості території від південних адмінрайонів першої групи до північних - третьої групи. Для досягнення оптимальної лісистості в Житомирській області (36.2 %) вкриті лісовою рослинністю землі потрібно збільшити на 145,9 тис. га, у Рівненській (40.6 %) - на 93,1, у Волинській (35.8 %) - на 146,9 тис. га, головним чином, за рахунок земель інших лісокористувачів, шляхом заліснення прийнятих у лісовий фонд виснажених сільськогосподарських угідь цінними деревними породами, в першу чергу сосною, а також трансформації малоцінних похідних деревостанів переважно на соснові.

Складність розв'язання поставленого завдання багато в чому залежить від змін у формах власності на ліси, перерозподілу їх між користувачами, законодавчому визначенні категорій лісів за функціональним призначенням та розробці диференційованих правил й нормативів користування ними. Проведене порівняння таксаційних показників стало доказом того, що націоналізація всіх лісів не гарантувала однакового підходу до раціонального ведення лісового господарства в лісах, поділених за суспільною формою користування. Господарювання в колгоспних лісах багато в чому повторило негативні риси приватних і общинних лісів минулого, у яких форма володіння і форма користування співпадали. Колгоспи і деякі інші користувачі практично не виконували зобов'язання перед державою за збереження й відновлення лісових ресурсів, раціональне використання лісових земель і водоохоронно-захисних властивостей лісів, наданих їм у безстрокове користування. В цілому ж протягом другої половини ХХ століття свою незаперечну перевагу довела державна форма користування лісами. Співставлення показників, котрі характеризують у Правобережному Поліссі України лісовий фонд різних груп і категорій захисності, показує, що розподіл лісової площі за категоріями земель і продуктивність насаджень тут практично не відрізняються. Саме тому організаційними передумовами оптимізації функціональної придатності соснових лісів регіону і розширення їх лісосировинного потенціалу є досконалі форми власності, користування лісами, обгрунтована структура лісового фонду за народногосподарським значенням.

Протягом другої половини ХХ ст. продуктивність лісів регіону в цілому помітно виросла. На початок 2002 р. середній запас насаджень об'єднання "Житомирліс" збільшився, порівняно з 1940 р., у 2,5 раза, "Волиньліс" - у 2,1, "Рівнеліс" - у 2 рази. У якійсь мірі це пов'язано зі значним зростанням питомої ваги середньовікових деревостанів і зменшенням частки молодняків. Оскільки у Центральному Поліссі такий перерозподіл структури лісів за віком відбувся раніше і питома вага середньовікових деревостанів тут вища, ніж у Західному Поліссі, в об'єднанні "Житомирліс" зростання середнього запасу більш значне. Проте, головним чинником збільшення продуктивностілісів регіону, як і в цілому в Україні, у згаданий період була інтенсифікація лісогосподарського виробництва, спрямована на оптимізацію складу лісів за породами, заміну низькоповнотних похідних насаджень на корінні, в першу чергу на сосняки. Середній запас соснових насаджень за період з 1940 р. по 2002 р. збільшився в об'єднанні "Волиньліс" у 2,2 раза, "Житомирліс" - у 2,8, "Рівнеліс" - у 2,1 раза, тобто він зростав більш швидкими темпами, ніж середній запас насаджень в цілому.

Протягом останніх 30 років розподіл насаджень за класами бонітету поступово поліпшувався. Проте, досить значна частка деревостанів (об'єднання "Волиньліс" - 16,6 %, "Житомирліс" - 13,2 %, "Рівнеліс" - 21,6 %) ще мають III і нижчий класи бонітету. В об'єднанні "Рівнеліс", внаслідок повторного заболочування, збільшилась площа насаджень Vа і нижчих класів бонітету. За той же час у Центральному Поліссі поліпшився розподіл насаджень за повнотами. З 1978 р. по 1996 р. частка високоповнотних насаджень зросла в об'єднанні "Житомирліс" з 39,8 до 45,2 %. У Західному Поліссі частка насаджень із повнотою 0,8-1,0 істотно зменшилась. Значною залишилась питома вага зріджених насаджень із повнотою 0,5-0,7. Зберігається, особливо у пристигаючих і стиглих деревостанах, істотна різниця фактичної і потенційно можливої продуктивності. На рис. 1 показана різниця, яка існувала станом на 01.01.2002 р. між розрахунковою продуктивністю корінних деревостанів сосни у Поліссі України та cередніми фактичними запасами деревостанів цієї породи за даними лісовпорядкування.

Рис. 1 Порівняння фактичних запасів соснових насаджень із розрахунковою продуктивністю корінних деревостанів

Для порівняння взяті величини продуктивності корінних деревостанів сосни у найбільш розповсюджених умовах місцезростання (вологий субір).

У соснових молодняках фактичні запаси становлять 67,0-81,2 % потенційних, у середньовікових насадженнях - 69,1 - 75,5 %, пристигаючих - 62,2-70,8, стиглих - 40,4 - 54,4 %. Темпи наближення фактичних запасів деревостанів до потенційно можливих у конкретних об'єктів істотно відрізняються залежно від лісорослинних умов, інтенсивності ведення лісового господарства тощо. Лише трансформація породного складу лісів регіону на екологічних засадах дає можливість розширити площу сосни на 126.5 тис. га і відповідно збільшити тут ресурси деревини.

Якщо розглянути об'єм деревини, отриманий від усіх видів рубок головного і проміжного користування у перерахунку на 1 га вкритих лісовою рослинністю земель, можна прийти до висновку, що середній приріст деревини у лісах Правобережного Полісся використовувався повністю лише в перші десятиріччя післявоєнного періоду та й то за рахунок перевищення розрахункових норм відпуску лісу. В об'єднанні "Волиньліс" у 1950 р. середній об'єм рубок на 1 га вкритих лісовою рослинністю земель дорівнював 3,5 м³, тобто середній приріст (2,0 м³) використовувався на 175 %, в об'єднанні "Житомирліс" у той же рік об'єм рубок дорівнював середньому приросту (2,6 м³ на 1 га), а в об'єднанні "Рівнеліс" середній приріст був використаний на 123 % (об'єм рубок - 2,7, середній приріст - 2,2 м³ на 1 га).

У подальшому, внаслідок нерівномірного розподілу насаджень за віком, недостатньої кількості стиглих деревостанів, перевищення розрахункової лісосіки, такий обсяг лісокористування виявився виснажливим. Рівень використання середнього приросту деревини почав знижуватись, причому темпи цього падіння в межах регіону істотно відрізнялись. У Центральному Поліссі в період з 1950 р. до 2000 р. розмір користування деревиною зменшився з 100 до 50 % середнього приросту, у Західному - з 123 ("Рівнеліс") і 175 % ("Волиньліс") відповідно до 31 і 33 %. Для лісодефіцитної України такі негативні тенденції у лісокористуванні підсилюються зростанням частки деревини від проміжного користування, що веде до економічних втрат від погіршання товарної структури лісозаготівель.

Головною причиною незбалансованості ресурсів деревини й об'ємів лісозаготівель, що може в найближчі десятиріччя створити серйозні перешкоди відновленню й розвитку галузей народного господарства, особливо деревообробної й будівельної, є ігнорування в минулому принципу стабільного невиснажливого лісокористування, недостатність довгострокового прогнозування.

Структура лісів Правобережного Полісся України за віком далека від оптимальної. Як у цілому, так і для окремих порід, особливо сосни, спостерігається значна асиметрія розподілу деревостанів за групами віку з надмірною питомою вагою середньовікових насаджень і нестачею частки всіх інших вікових груп. В останнє 5-річчя продовжувалась концентрація вкритих лісовою рослинністю земель в діапазоні середньовікових деревостанів (42,7-49,1 %), подальше падіння питомої ваги молодняків (22,2-27,8 %) і деяке збільшення частки пристигаючих (17,3-19,2 %) та стиглих (6,1-14,6 %) деревостанів. Якщо останнє визначає можливість надалі у якійсь мірі збільшити розмір лісокористування, то зменшення частки молодняків майже у два рази, порівнюючи з нормальним розподілом, може привести у майбутньому до порушення стабільності лісокористування.

Установлено, що стабілізація розрахункової лісосіки за площею веде до формування рівномірного розподілу лісів за групами віку. При цьому, як показали розрахунки, період формування структури лісів за віком, що відповідає вимогам нормального лісу, у випадку, якщо загальна їх площа істотно не змінюється, дорівнює обороту рубки. Якщо ж площа лісів зростає, період формування такої структури збільшується на число років, яке потрібне для лісовідновлення на прийнятих землях. Утворення нормального лісу чи структури, близької до нього, потребує періоду, який дорівнює одному-двом оборотам рубки. Визначені вище передумови розширення ресурсного потенціалу соснових лісів Правобережного Полісся можуть бути ефективно використані лише за умови стабільного невиснажливого лісокористування. Стабілізація лісокористування залежить від рівномірності розподілу лісів за віком.

Станом на 1 січня 2002 р. розподіл соснових лісів регіону за віком залишався вкрай нерівномірним. Найбільша частка площі соснових насаджень (39,6-48,0 %) сконцентрована в групі середньовікових. В цілому фактична питома вага середньовікових сосняків вдвоє перевищує необхідну для нормального лісу. Частка молодняків другого класу (20,1 %) і пристигаючих соснових насаджень (20,0 %) є оптимальною. Проте, надалі ці величини не залишаться незмінними. Вже через 20 років частка молодняків другого класу зменшиться більше ніж у два рази, а пристигаючих деревостанів, навпаки, збільшиться у 2,1 раза.

Нами проведено розрахунки вирівнювання структури соснових лісів Правобережного Полісся за віком. При цьому додатково враховувався перехід до соснових молодняків закультивованих зрубів, де раніш зростали похідні чи малоцінні деревостани інших порід (табл.1).

Перехід від першої вікової лісосіки до лісосіки рівномірного користування і стабілізація розрахункової лісосіки за площею ведуть до поступового формування рівномірного розподілу соснових лісів за групами віку. Період формування нормального лісу дорівнює двом 80-річним оборотам рубки.

У 2000 р. частка соснової деревини в загальній масі фактичного відпуску складала в об'єднанні "Волиньліс" - 56,2 %, "Житомирліс" - 65,6 %, "Рівнеліс" - 65,7 %. Надалі, за умови відповідної трансформації породного складу, участь соснових насаджень у вкритих лісовою рослинністю землях зросте з 57,3-66,0 до 62,3-74,4 %, а якщо буде вирішене питання про передавання і заліснення сільськогосподарських угідь - питома вага їх збільшиться ще істотніше, що буде мати наслідком подальше нарощування ресурсів соснової деревини.

Рівномірний розподіл соснових лісів за віком є передумовою стабільності лісокористування і, відповідно, економічної стабільності не тільки лісогосподарських підприємств, але й

Таблиця 1

Очікуване збільшення площі соснових лісів Правобережного Полісся, тис. га

лісозаготівельної промисловості, деревообробки та інших галузей лісового комплексу. Але формування нормального лісу не може бути остаточно гарантованим, по-перше, зважаючи на тривалий період, потрібний для цього, а, по-друге, з огляду на велику складність вирішення різноманітних проблем у його реалізації, яка не враховувалась при укрупнених розрахунках. Протягом періоду формування в умовах ринкової економіки можуть істотно змінитись попит на деревину окремих порід і сортиментів, ціни на них, виникнути поліпшені економічні й технічні аспекти лісокористування, зокрема, віки рубок. Тому в доповнення до узагальнюючого довготермінового розрахунку формування нормального лісу, який може служити орієнтиром, надалі слід кожні чергові 10 років складати детальні інтеграційні програми лісокористування, що дозволить постійно підвищувати розмір розрахункової лісосіки й одночасно контролювати загальний хід формування нормального лісу.

Середньотерміновий (2001-2050 рр.) прогноз нарощування ресурсів стиглої соснової деревини і об'ємів лісокористування в соснових лісах Правобережного Полісся, придатних для експлуатації, підтверджує висновки про можливу значну інтенсифікацію цього процесу. Ресурси стиглої деревини в соснових лісах регіону можуть збільшитись у 3-3,5 раза. Відповідно може зрости розрахункова лісосіка головного користування за об'ємом.

Після нормалізації структури соснових лісів за віком шляхи подальшої їх оптимізації й підвищення стійкості повинні грунтуватися на інтенсифікації використання природних можливостей лісових грунтів, попередженні негативного впливу природних й антропогенних чинників. На сучасному етапі найвищої уваги заслуговує наукове обгрунтування розробки нових і вдосконалення існуючих методів лісокультурного виробництва, заходів щодо стабілізації стану й підвищення стійкості соснових насаджень до несприятливих чинників зовнішнього середовища та антропогенного впливу.

Особливості росту лісових культур сосни звичайної різної густоти

Вивчення впливу початкової густоти культур сосни та густоти їх вирощування на ріст та сортиментну структуру дослідних культур 1958, 1969 та 1972 року садіння і виробничих 40-50-річних насаджень різної густоти в Білківському, Радомишльському і Кримокському лісництвах Радомишльського ДЛГ та Богунському - Житомирського ДЛГ Житомирської області дало можливість виявити наявність суттєвих відмінностей в їхньому рості та стані в усіх випадках.

У 30-річному дослідному насадженні кількість дерев, що залишилися на варіанті з густотою 4000 шт./га, складає 38,3% від початкової, у варіанті з 2000 шт./га - 50,8%, у варіанті з 1000 шт./га - 63,7% і на контролі з стандартною початковою кількістю у 10000 шт./га - 26,4%. Із збільшенням густоти закономірно зменшується об'єм стовбура середнього дерева, діаметр, протяжність крон та збільшується висота початку живої крони.

Загальний відсоток у запасі дерев з діаметром більше 16 см, тобто коли починається вихід середніх ділових круглих лісоматеріалів у культурах з густотою 1000 шт/га становить 96%, з густотою 2000 шт./га - 86%, 4000 шт./га - 70% і контролю - 58%. Крупні ділові круглі лісоматеріали є лише у варіантах з густотою 2000 і 1000 шт./га і за запасом складають 2 і 5% відповідно. Об'єм стовбура на контролі найменший і по відношенню до початкового варіанту з 1000 дерев на гектарі становить 49%.

Вивчення структури різновікових насаджень за класами Крафта у типі лісорослинних умов В₂ показало, що майже в усіх випадках частка дерев вищих класів, тобто дерев майбутнього, завжди більша у рідших культурах. На інтенсивність процесів диференціації між деревами у насадженні впливає густота, рівномірність розміщення їх по площі та збільшення трофності едатопу. На ділянках з близькою густотою культур більша диференціація дерев за класами росту спостерігається при більш тісному розміщені дерев у рядах з широкими міжряддями, ніж при рівномірному їх розміщенні по площі.

Довжина крони є показником величини асиміляційного апарату дерева від якого залежить швидкість росту. Існує пряма пропорційна залежність між середніми значеннями протяжності крони та середніми діаметрами на секціях базового досліду № 1 (рис. 2).

Між початковою густотою закладання культур і таксаційними показниками сучасного, 30-річного насадження на всіх 12 -ти секціях досліду та загального контролю існує тісний зв'язок, який описується рівняннями певного виду з досить високою точністю. Це дає можливість змоделювати відносні та абсолютні таксаційні показники 30-річних культур сосни звичайної з різною початковою густотою.

Рис. 2 Графік висот та протяжності крон на варіантах з одинаковою початковою плановою густотою на базовму досліді №1

Розрахункові відносні та абсолютні таксаційні показники 30-річних культур сосни звичайної з різною початковою густотою приведені в таблиці 2.

Стрімке зростання діаметра, а особливо об'єму середнього дерева починається з густоти 3000 шт./га і менше. Саме ці густоти у нашому випадку можна вважати ключовими при плануванні і вирощуванні цільових плантаційних культур у Поліссі. Результати розрахунків наявності дрібної, середньої і крупної ділової деревини, а також вихід дров та відходів у різних варіантах та контролі досліду показаний на діаграмі (рис. 3). Незначний вихід 1% і 2% крупної ділової деревини маємо в 30-ти річних культурах сосни лише у самих зріджених варіантах з початковою густотою 2000 та 1000 шт./га відповідно. На цих же варіантах спостерігаєтьсяі самий високий відсоток середньої ділової деревини 41 і 57%. Максимум дрібної деревини і дров маємо на контролі 51% і 7%. Із зменшенням густоти зменшується і вихід дров'яної деревини. Відсоток відходів у всіх випадках стабільний і складає 13%.

Таблиця 2

Розрахункові таксаційні показники 30-річних культур сосни звичайної з різною початковою густотою

Створення та вирощування цільових культур сосни плантаційного типу перш за все потребуватиме додаткових витрат для вирішення низки проблем, пов'язаних з переходом на інтенсивні технології лісовирощування, вимагатиме жорсткішого контролю якості лісопродукції, її переробки, використання тощо. Однак враховуючи зарубіжний досвід, вітчизняні науково-практичні розробки, участь України у міжнародних програмах, перехід на принципи сталого лісокористування, стан та розвиток ринку деревини та інше - розробка та запровадження технологій цільового вирощування культур сосни у Поліссі є доцільними.

На величину радіального приросту впливає густота насаджень та клас росту дерева. У насадженнях з меншою густотою культур динаміка радіального приросту у дерев різних класів Крафта близька і однаково пов'язана з температурними та гідрологічними показниками

Рис. 3 Сортиментна структура культур сосни звичайної з різною початковою густотою

календарних років. Зі збільшенням густоти насаджень радіальний приріст дерев IV, рідше ІІІ класів Крафта у несприятливі в кліматичному відношенні роки реагує менше, а іноді може збільшуватися, тоді як дерева вищих класів росту однаково негативно реагують на ці стрес - фактори пониженням величини річного радіального приросту. Як на сприятливі, так і несприятливі кліматичні умови попередніх років майже всі дерева реагують зміною радіального приросту із запізненням на 1-3 роки.

Між індексами радіального приросту та кліматичними показниками як простими, так і комплексними існують середні та слабкі кореляційні зв'язки. Динаміка радіального приросту тісніше пов'язана з температурними показниками календарного року ніж з гідрологічними.

Внесення мінеральних азотних добрив у чистих соснових середньовікових насадженнях свіжого субору у Поліссі сприяє отриманню додаткового приросту. За результатами вивчення динаміки радіального приросту на внесення добрив інтенсивніше реагують дерева нижчих класів Крафта. Одноразове застосування азотних добрив позитивно впливає на збільшення величини радіального приросту протягом 2-4 роки. Триразове використання добрив пролонговує цей період від 9 до 12 років. Середній додатковий приріст деревини за рік, протягом 10 років дії мінеральних добрив складає 0,7 - 2,5 м³·га^-1.

Лісопатологічний стан соснових насаджень Правобережного Полісся

В цілому загальна кількість видів ентомошкідників, що пошкоджують сосну, сягає близько 650 видів, а кількість хвороб, що викликаються грибами, вірусами, бактеріями та рослинами-паразитами, перевищує 572 види збудників, з яких 558 - гриби.

Починаючи з 1994 р., спостерігається суттєве поступове зростання площ насаджень, в яких відмічено патологічне всихання в усіх областях Правобережного Полісся. Частка соснових насаджень, що всихали в тій чи іншій мірі, була найбільшою в Житомирській області (рис. 4). Проте станом на 1997 р. та 2000 р. площа соснових насаджень, що всихали, в розрахунку на 1 тисячу гектарів була найбільшою у Волинській і, за даними на 2000 р., складала 23,6 га/1 тис. га або 2,4% від покритої сосновими насадженнями площі. На наш погляд, це пояснюється тим, що лісові насадження цієї області знаходяться в середині Поліського масиву і є найменш розмежовані і найбільше захищені від негативного впливу як східних, так і західних вітрів. В цілому в регіоні станом на 1997 та на 2000 рр. переважає середній та слабий ступінь всихання.

За характером всихання станом на 1997 та 2000 рр. у соснових насадженнях усіх областей переважало групове всихання (66%-94%), а станом на 1994 р. - рівномірне та поодиноке. Всихаючі соснові насадження відзначались високою енергією росту - близько половини площ займають насадження I-I^a бонітетів, 60-90% їх мали повноту 0,7-0,8. Процес всихання починається у високоповнотних насадженнях (4-9%) і стає суттєвим при повноті 0,7. Різке зниження площ сосняків, що всихають, з повнотою 0,6 і нижче є результатом проведених вибіркових та суцільних рубок. Більша частина площ всихаючих насаджень в усіх областях припадає на насадження IV-VII класів. У Волинській області станом на 1994 р. спостерігалось всихання перестійних насаджень XV-XVII класів віку. Різке зростання патологічних явищ в соснових насадженнях IV класу віку та поява та розвиток процесів всихання в загущених насадженнях свідчить про явну недостатність лісогосподарських заходів у молодняках, особливо прочищень.

Більшість соснових насаджень, де відмічено всихання, були охоплені лісогосподарськими заходами, серед яких переважали вибіркові санітарні рубки різної інтенсивності. Їх інтенсивність частіше складала 5-10 м³·га^-1. Суцільними санітарними рубками за цей час було зрубано 9,6% площ сосняків, в яких було відмічене патологічне всихання. Інші заходи включали очистку від захаращення, доглядові рубання, рубки головного користування та садіння лісових культур на зрубах суцільних санітарних рубок. Їх частка в загальному обсязі заходів за всі періоди, що розглядаються, була найменшою.

Переважаючим чинником у патогенезі соснових насаджень Правобережного Полісся були хвороби, серед яких переважають кореневі гнилі, збудником яких є гриб коренева губка (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.). На другому місці, як фактор ініціації всихання соснових насаджень, знаходяться гідрологічні причини. На стан насаджень впливають стихійні погодні явища, які були причиною всихання близько 18% площ насаджень у ДЛГО “Волиньліс” за обліками 2000 р. Одним з основних факторів негативного впливу на стан соснових насаджень Полісся є пожежі, які в окремі періоди були причиною всихання близько 7-8% насаджень, де відмічений патологічний відпад дерев. В окремі роки причиною всихання були кліматичні причини, в основному посухи, проте частка таких насаджень незначна і лише за даними 1994 р. сягала 15,8% у ДЛГО “Волиньліс”. Всихання соснових насаджень від пошкоджень ентомошкідниками відмічене всюди, проте частка їх площ у загальному патогенезі сосняків незначна.

Частка гідрологічних причин в загальному патогенезі соснових насаджень, а це в основному зміна гідрологічного режиму, найбільша у лісах Рівненщини. Серед хвороб, які є причиною всихання більшості насаджень, окрім кореневої губки зафіксовано також всихання дерев від опенька осіннього та від раку-сірянки. Спостерігається активізація осередків кореневих гнилей у насадженнях, створених на староорних землях.

Більш детально зміни стану насаджень вивчались в окремих господарствах Рівненської та Житомирської областей. Аналіз матеріалів обстеження 1974 р. засвідчив, що серед хронічних лісопатологічних явищ як в Малинському, так і в Радомишльському держлісгопах (Житомирська область) переважала коренева губка - відповідно 1686,0 та 1295,0 га. Осередки всихання від опенька осіннього були виявлені в культурах 5-20 років у типі лісорослинних умов В₂ у Малинському держлісгоспі на площі 120,5 га та Радомишльському держлісгоспі на площі 133,9 га - всихали лише поодинокі дерева. Культури сосни, за даними обстеження 1974 р., були в доброму та задовільному стані. Лісопатологічне обстеження, проведене у 2002 р. свідчить, що в цілому стан насаджень держлісгоспів погіршився. Дещо зменшились площі насаджень, уражених кореневою губкою в Малинському держлісгоспі в зв'язку з вирубкою їх суцільними санітарними рубками, і станом на 2002 р. вони складали 904,4 га. В Радомишльському держлісгоспі в зв'язку зі створенням насаджень на староорних землях, площі насаджень, уражених цією хворобою, суттєво виросли, досягнувши 5121,0 га.

Результати обстежень у Сарненському лісгоспі свідчать про наявність в насадженнях низки патологічних процесів, які можна розподілити на хронічні та періодичні. До хронічних можна віднести осередки кореневої губки, які, за даними господарства, відмічені на площі 51,0 га, за нашими - тільки в Сарненському лісництві більше 300,0 га. Гострою є проблема масового розмноження травневих хрущів. Станом на 2002 р. площі таких насаджень сягають понад 550 га. На цих площах створення культур без спеціальних заходів стає неможливим. Відмічено також масовий відпад культур сосни 2-15-річного віку від опенька осіннього.

До хронічних лісопатологічних явищ також необхідно віднести підтоплення насаджень, площі яких зростають. Так, площі насаджень, відведених у суцільну санітарну рубку в зв'язку з їх всиханням через підтоплення, у 2000 р. складали 9,2 га, в 2001 р. - 50,1 га, а в 2002 р. - 55,8 га. Ліси Сарненського держлісгоспу суттєво постраждали від вітровалів, буреломів та градобою, які можна віднести до тимчасових патологічних явищ. В цілому по держлісгоспу стихією станом на 2002 р. в різній мірі пошкоджено 1532,0 га.

Кореневі гнилі, збудником яких є гриб коренева губка (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.), відіграють основну роль в патогенезі соснових насаджень Правобережного Полісся. Серед хвороб, що вражали соснові насадження в останнє десятиріччя минулого століття, коренева губка займає 94-100% всіх площ насаджень, на яких були відмічені патологічні процеси. Порівняно з даними на 1994 р., станом на 2000 р. спострігається значне зростання площ уражених насаджень - на Волині у 45 разів, Рівненщині у 22 рази і Житомирщині в 2,4 рази. Поява осередків кореневої губки спостерігається в основному після перших доглядових рубань. Вплив доглядових рубань різної інтенсивності на поширення осередків кореневих гнилей вивчали на дослідних обґєктах УкрНДІЛГА, закладених у 1972 р. у культурах сосни 22-річного віку Богунського лісництва Житомирського ДЛГ. Обліки санітарного стану, проведені через 30 років на цій пробній площі, дозволили виявити закономірності розвитку кореневої губки у насадженні при різній інтенсивності зріджування деревостану. Порівняння середнього балу санітарного стану насаджень у 1972 р. та 2000 р. дозволяє зробити загальний висновок про те, що на всіх секціях досліду санітарний стан насаджень з часом погіршився. Результати проведених обліків показують, що стан насаджень у варіантах з сильним розрідженням дещо кращий, проте близькі величини середніх індексів стану свідчать лише про тенденцію впливу інтенсивності зріджування на розвиток осередків кореневої губки. В цілому вплив зріджень на розвиток хвороби зводиться до того, наскільки співпали масштаби рубок з масштабами розвиту хвороби.

В соснових монокультурах V класу віку, I бонітету з повнотою міжосередкового простору 0,9 в умовах свіжого субору, що були створені на землях колишніх військових полігонів в Житомирській області, були закладені лінійні пробні площі довжиною 100 м і шириною 10 м, що перетинала осередки всихання і міжосередковий простір. Площа ділилась на рівні площадки, в центрі яких розташовувались ґрунтові розрізи та свердловини глибиною до 2,0 м. На площадках проведено суцільний перелік дерев за станом, діаметрами та класами росту. З ґрунтових розрізів та свердловин відбирались зразки ґрунту. Ґрунти насаджень, у яких проводились дослідження, визначені як дернові слабоопідзолені на флювіогляціальних пісках, що підстилаються моренними супісями і суглинками. Відмічено, що ґрунти осередків всихання відрізняються дещо більшою потужністю верхніх темно-сірих шарів ґрунту з включенням гумусу Перші щільні супіщані прошарки в міжосередковому просторі відмічені на дещо більшій глибині - 90 см, ніж в осередках - 70-80 см. Характерною особливістю ґрунтів фрагментів насаджень без ознак патології є відсутність слідів поверхневого оглеєння. Ґрунти осередків всихання відрізняються більшою вологістю практично всіх шарів ґрунту незалежно від глибини їх залягання. Аналіз щільності ґрунтових шарів свідчить, що на всіх об'єктах умови для розвитку кореневих систем сосни в осередках всихання гірші, ніж в міжосередковому просторі. Польова твердість ґрунтових шарів різних за станом фрагментів соснових насаджень свідчить про її неоднозначний вплив на стан насаджень. Вірогідно, розвиток кореневих систем обмежується як у безструктурних та рихлих ґрунтах, на яких механічна стійкість дерев понижується, так і на ґрунтах з високою твердістю прошарків, що чинять опір росту коріння.

Однією з можливих причин низької стійкості соснових культур може бути накопичення в ґрунті прижиттєвих виділень живих дерев - екзометаболітів та посмертних - сапролінів. Дослідження проводилися в культурах сосни де спостерігався масовий відпад від опенька осіннього та пошкодження личинками травневого хруща, та у відносно здорових культурах або у фрагментах культур, що збереглися на загальному патологічному фоні. Вміст смолистих речовин верхнього горизонту цих ґрунтів у 13 разів перевищує їх вміст у верхніх шарах ґрунтів під відносно здоровими культурами і сягає в середньому 26 мг на 100 г ґрунту. Вміст смолистих речовин у нижньому горизонті ґрунту в 7 разів менший, ніж у верхньому в культурах з інтенсивним розвитком патологічних процесів та у 16 разів у відносно здорових фрагментах культур. Концентрація водорозчинних фенольних сполук у ґрунті набагато нижча, ніж смолистих і коливається в межах 0,06-0,25 мг/100 г ґрунту. У ґрунтах ділянок з високим рівнем патологічних процесів водорозчинних фенольних сполук міститься значно більше, ніж у ґрунтах під відносно здоровими культурами, проте різниця у їх вмісті більш суттєва для верхніх горизонтів ґрунту.

Після висіву насіння сосни на фільтрувальний папір, змочений екстрактами смолистих і фенольних речовин, його проростання (1-17 шт.) спостерігалося лише на екстрактах смолистих речовин другого горизонту. Найбільш токсичною для насіння сосни виявилась фракція водорозчинних фенолів. Під їх впливом, незалежно від концентрації в ґрунті, проростання насіння не спостерігалось навіть при постійному зволоженні паперу дистильованою водою протягом двох місяців. Хроматографічний аналіз виявив наявність декількох фенольних сполук, які можна віднести до груп оксибензойних та оксикоричних кислот. У рослині це біологічно активні сполуки, які можуть брати участь у ростових процесах, регулюючи їх активність. Таким чином, ґрунти участків, на яких спостерігається хронічний відпад соснових культур відрізняються суттєво більшим вмістом смолистих речовин (терпеноїдів, смол, смоляних та жирних кислот), а також підвищеним вмістом водорозчинних фенолів, які виявляють найбільш токсичний вплив на насіння сосни і подавляють їх проростання. Підвищена концентрація цих речовин у ґрунті може негативно впливати на ріст саджанців сосни, зокрема на розвиток кореневих систем, понижувати їх захисні функції і тим самим сприяти розвитку патологічних процесів. Критичними для умов Західного Полісся можна вважати вміст смолистих речовин у ґрунті більше 3-5 мг/100 г ґрунту та більше 0,025-0,06 мг/100 г ґрунту водорозчинних фенолів.