Динаміка біопродуктивності лісів Київської області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВП НУБіП України "Боярський коледж екології і природних ресурсів"

Динаміка біопродуктивності лісів Київської області

Л.П. Степаненко

Наведено результати моделювання компонентів фітомаси головних лісотвірних порід Київської обл. Встановлено, що від основних таксаційних ознак насаджень, які вказують у даних лісового кадастру, залежить принцип побудови моделей оцінки біопродуктивності деревостанів головних лісотвірних порід області за компонентами надземної фітомаси, який полягав у встановленні їх багатофакторних залежностей. Регресійний аналіз засвідчив, що найпридатніша з точки зору точності та практичності застосування є двофакторна модель залежності основних компонентів фітомаси насадження, в якій як фактори задіяні вік насадження та клас бонітету. Насадження Київської обл. розташовані у двох лісорослинних зонах. Під час аналізу визначено позитивну динаміку кількісних показників збільшення щільності фітомаси та вуглецю в насадженнях Київської обл., яка зросла відповідно на 8,4--4,2 кг (м²)^-1. За досліджуваний період відбулося збільшення фітомаси в 1,6 раза. Відповідно в лісорослинних зонах Полісся та Лісостепу в 1,4--2,1 раза. Лісові насадження мають великий вплив на формування навколишнього середовища і здатні впливати на такі фактори, як температура і вологість повітря на планеті. Роль лісу неможливо оцінити як щось однозначне, оскільки цей ресурс використовують у різноманітних галузях виробництва. Тому насадження Київської обл. мають важливе економічне, екологічне та соціальне значення, виконують важливі захисні та охоронні функції і є високопродуктивними.

Ключоєі слова: деревостан; середній запас; лісистість; лісорослинні зони; щільність фітомаси; щільність вуглецю; конверсійні коефіцієнти.

Dynamics of forest bioproductivity in the Kyiv region

The urgency of research on bioproductivity of plantings by phytomass components has long gone beyond the regional problem and acquired a global character. It is believed that due to the improvement of forest reproduction and optimization of the age structure of plantations, additional afforestation of areas it will be possible to move part of CO₂ from the atmosphere to the phytomass. In order to obtain comprehensive results that reflect the estimation of bioproductivity by components of phytomass of the main forest species of the Kyiv region, methodological principles are used as the basis for the conducted researches. The results of simulation of components of phytomass of main forest species of the Kiev region are presented. It has been established that the principle of constructing models for assessing the bioproductivity of forest stands of the main forest species in the region based on the components of the above-ground phytomass, which consists in establishing their multifactorial dependencies, depends on the main taxing attributes of plantations, which are indicated in the forest cadastre data. Regression analysis has shown that the most suitable in terms of accuracy and practicality is a two-factor model of the dependence of the main components of phytomass planting, in which the factors involved planting age and bonion class. Plants of the Kiev region are located in two forest areas. During the analysis, the positive dynamics of quantitative indicators of increasing the density of phytomass and carbon in plantations of the Kiev region was determined, which increased by 8.4-4.2 kg(m²)^-1, respectively. During the study period there was an increase in phytomass in 1,6 times. Accordingly, in the forest areas Polissya and Forest-steppe in 1.4-2.1 times. Forest plantations have a great influence on the formation of the environment and can affect factors such as temperature and humidity of the planet. The role of the forest can not be assessed as something unambiguous, since this resource is used in a variety of industries. Therefore, the plantations of the Kyiv region have important economic, ecological and social significance, perform important protective and protective functions and are highly productive.

Keywords: tree plant; average stock; forestry; forest areas; phytomass density; carbon density; conversion factors.

Вступ

Майже вся територія України є зоною екологічного лиха, що законодавчо закріплено рішеннями Верховної Ради України. Зважаючи на принцип рівноправності та право кожного народу самостійно вирішувати свою долю, Україна, поряд з визначенням свого внутрішнього і зовнішнього статусу, напрямків політичного, економічного, соціального та культурного розвитку, мусить обов'язково опрацювати стратегію і тактику порятунку від глибокої екологічної кризи, віднайти шляхи забезпечення екологічного благополуччя країни, збереження національних природних ресурсів для майбутніх поколінь.

Діяльність у галузі лісового господарства є одним з важливих напрямів боротьби зі зміною клімату. За оцінками Міжурядової групи експертів зі зміни клімату, близько 20 % поточного збільшення концентрації парникових газів зумовлено змінами в землекористуванні і передусім вирубуванням лісів, що супроводжується втратою накопиченого в поглиначів оксидів вуглецю з атмосфери та вагомих акумуляторів органічних сполук вуглецю, тому вивчення біопродуктивності лісів Київської обл. є актуальним.

Моделювання компонентів фітомаси насаджень основних лісотвірних порід Київської обл. здійснювали шляхом встановлення одно- та багатофакторних залежностей компонентів фітомаси від таксаційних ознак насаджень, які вказують у даних лісового кадастру. Подібний метод розроблення нормативів оцінки компонентів фітомаси насаджень використовували у своїх дослідженнях П. І. Лакида (Lakida, 1988, 1990, 1996; Lakyda, et al., 2007, 2010), В. А. Усольцев (Usoltcev, 1984, 1985a, 1985b), D. B. Botkin, L. G. Simpson (Botkin & Simpson, 1990), H. А.І. Madgwick (Madgwick, 1970), Т. Satto, H. А.І. Madgwick (Satto & Madgwick, 1982) та інші науковці.

Матеріал і методи дослідження

Для розрахунку алгоритму фітомаси деревостанів та депонованого вуглецю Київської обл. зібрано дані Державного лісового кадастру на 1.01.1978 р., 1.01.1983 р., 1.01.1988 р., 1.01.1996 р., 1.01.2002 р. та 1.01.2011 р. для державних підприємств лісового господарства області та загалом у межах ДАЛР України.

Для інформаційного забезпечення моделювання оцінки і прогнозу динаміки компонентів фітомаси дере- востанів Київської обл., дослідними даними слугували результати таксації 63 ТПП, закладених науковими співробітниками кафедри таксації лісу та лісового менеджменту Національного університету біоресурсів і природокористування України. Основним завданням під час використання даних ТПП є встановлення взаємозв'язку між таксаційними показниками і фітома- сою лісових насаджень. Тому, встановивши закономірність взаємозв'язку вагових характеристик фітомаси і таксаційних показників, можна дати коректну оцінку запасів фітомаси лісів на території Київської обл.

Залежною змінною під час моделювання динаміки фітомаси деревостану від таксаційних показників використовували конверсійні коефіцієнти (R _V), тобто відношення маси фракції фітомаси (Mr) до запасу стовбура в корі (М):

Rv = M?r/M.

Щільність фітомаси та вуглецю, а також його запас розраховували на ПК за допомогою калькуляційної програми CARBON (Lakyda, 1996). Для аналізу і моделювання прийнято такий поділ фітомаси насаджень за фракціями: деревина і кора стовбурів; деревина і кора гілок; листя (хвоя); деревина і кора пнів та коренів; під- наметова рослинність.

Результати дослідження

З використанням залежності зі загальним виглядом здійснювали пошук математичних моделей взаємозв'язку конверсійних коефіцієнтів насаджень регіону дослідження із загальною фі- томасою насаджень:

Rv=f(A, Б, П),

де: R_v - відповідні конверсійні коефіцієнти (деревина, кора, листя (хвоя) тощо); f(A, Б, П) - функції таксаційних ознак деревостану (вік, бонітет, повнота).

Регресійний аналіз робочих масивів даних, які складаються з коефіцієнтів відношень компонентів фітома- си і таксаційних ознак насаджень у межах деревної породи, показав, що на динаміку коефіцієнтів R_V значуще (5 %-й рівень) впливають всі перелічені вище таксаційні показники. Тому, враховуючи вагомість кожного з перелічених показників та можливість адаптації в розрахунках отриманих рівнянь і статистичних параметрів розподілу лісового фонду країни, основними аргументами моделей RV прийнято середній вік (A) та клас бонітету (Б) насадження. Характеристику параметрів рівнянь коефіцієнтів відношень RV фракцій фітомаси у насадженнях Київської обл. наведено в табл. 1.

Проаналізувавши коефіцієнти рівнянь, можна зробити висновки, що всі досліджувані компоненти фітомаси насаджень граба звичайного описуються регресійними рівняннями з високим рівнем апроксимації. Для сосни звичайної, дуба звичайного та вільхи клейкої характеризуються рівняння множинними кореляційними відношеннями, дещо нижчими, але значущими на 5 %-у рівні. Для гілок у корі та листя берези повислої коефіцієнти детермінації та інші статистичні показники виявилися незначущими, тому в подальших розрахунках використовували їх середні значення.

Фітомасу піднаметової рослинності та підземну фі- томасу деревостанів головних лісотвірних порід Київської обл. не визначали під час проведення досліджень біопродуктивності лісів, тому було використано множинні регресійні рівняння конверсійних коефіцієнтів, отримані П. І. Лакидою (ЬакШа, 1996).

Було розраховано загальні обсяги фітомаси та вуглецю в лісах Київської обл., підпорядкованих Державному агентству лісових ресурсів України за роками досліджень та групами лісотвірних порід, на основі розроблених моделей та даних лісового кадастру.

біопродуктивність лісотвірний деревостан

Табл. 1. Множинні регресійні рівняння конверсійних коефіцієнтів Rv оцінки компонентів фітомаси