Букові ліси Криму та особливості їх формування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Український ордена «Знак Пошани» науково-дослідний інститут

лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького

УДК 630*228.8(23)+630*231(23)

БУКОВІ ЛІСИ КРИМУ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЇХ ФОРМУВАННЯ

06.03.03 - лісознавство і лісівництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

РОГОВИЙ Володимир Іванович

Харків - 2010



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському ордена «Знак Пошани» науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького Державного комітету лісового господарства України та Національної академії наук України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААНУ Ткач Віктор Петрович, Український ордена «Знак Пошани» науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького, директор

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Олійник Василь Степанович, Прикарпатський національний університет ім. В. Стефаника, завідувач кафедри лісознавства

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Ворон Володимир Пантелеймонович, Український ордена «Знак Пошани» науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького, завідувач лабораторії екології лісу

Захист відбудеться « 16 » вересня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.828.01 в Українському ордена «Знак Пошани» науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Українського ордена «Знак Пошани» науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86

Автореферат розісланий « 13 » серпня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Лось С. А.



АНОТАЦІЇ

Роговий В. І. Букові ліси Криму та особливості їх формування. - Рукопис. буковий ліс бонітет деревостан

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогоспо дарських наук за спеціальністю 06.03.03 - лісознавство і лісівництво. Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Висоцького, Харків, 2010.

Робота присвячена вивченню стану, продуктивності, структури та росту букових деревостанів Криму, дослідженню особливостей формування їх природного поновлення залежно від дії природних чинників і господарських заходів.

У результаті проведених досліджень оцінено розподіл площ букових лісів Криму за категоріями захисності, походженням, типами лісу, класами віку, повнотами і класами бонітету. Визначено продуктивність букових деревостанів різного походження за типами лісу. Розроблено таблиці та моделі ходу росту для модальних і еталонних букових деревостанів. Установлено, що загалом букняки Криму використовують лісорослинний потенціал лише на 63,7 %.

Природним буковим лісам Криму властиві різновіковість, високе варіювання дерев за таксаційними показниками та складна морфоструктура, проте нині на більшості площ вони представлені деревостанами зі спрощеною будовою. Кількість підросту під наметом букняків не забезпечує їх природне насіннєве відтворення.

На основі комплексних досліджень і узагальнення досвіду господарю вання у букових деревостанах розроблено пропозиції щодо відтворення і формування букових лісів Криму.

Ключові слова: букові ліси Криму, продуктивність, структура, формування деревостанів, природне поновлення.



Роговой В. И. Буковые леса Крыма и особенности их формирования. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйст венных наук по специальности 06.03.03 - лесоведение и лесоводство. Украинский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации им. Г. Н. Высоцкого. Харьков, 2010.

Работа посвящена изучению состояния, продуктивности, структуры и роста буковых древостоев Крыма, исследованию особенностей формирования их естественного возобновления в зависимости от естественных факторов и хозяйственных мероприятий.

В результате проведенных исследований изучено распределение площади буковых лесов Крыма по категориям защитности, происхождению, типам леса, классам возраста, полноте и классам бонитета. На основании материалов лесоустройства проведен анализ динамики буковых древостоев за период 1956 - 2007 гг. Определена продуктивность буковых древостоев в зависимости от их происхождения и типов леса. Разработаны таблицы и модели хода роста модальных и эталонных буковых древостоев. Изучены особенности таксационного строения букняков Крыма. Исследованы особенности формирования естественного возобновления в буковых лесах Крыма и влияние на этот процесс различных факторов.

Установлено, что доля буковых лесов в пределах покрытых лесной растительностью земель составляет 13,4 % (34,9 тис. га) от общей площади лесов Крыма и 24,5 % (9,7 млн. м³) от их общего запаса. По функциональному назначению большая часть площадей буковых древостоев относится к защитным лесам (63,0 %) и лесам природоохранного, научного, историко-культурного (24,6 %) значения. Буковые леса Крыма характеризуются большими площадями спелых и перестойных древостоев (47,2 % от общей площади буковых лесов Крыма) и практически отсутствием молодняков. Отмечена тенденция к старению лесов. Буковые древостои свежих бучин (D₂) более продуктивны, чем древостои свежих субучин (С₂). Букняки вегетативного происхождения по сравнению с семенными отличаются меньшими долговечностью и продуктивностью. Лесорастительный потенциал буковые леса Крыма используют недостаточно эффективно (на 63,7 %). Ранговое распределение деревьев в модальных буковых древостоях Крыма, их возрастная и морфологическая структура характеризуются упрощенностью.

Результаты учета количества и состояния подроста под пологом буковых древостоев свидетельствуют о том, что естественное семенное воспроизводство этих лесов не обеспечивается. Наиболее благоприятные условия для роста естественного возобновления формируются на склонах северной экспозиции, на высоте 750 - 1150 м над уровнем моря, при полноте материнского древостоя 0,54 ± 0,05 и сомкнутости полога 0,69 ± 0,04.

На основе комплексных исследований и обобщения опыта по ведению хозяйства в буковых лесах разработаны предложения относительно воспроизводства и формирования буковых лесов Крыма.

Ключевые слова: буковые леса Крыма, продуктивность, структура, формирование древостоев, естественное возобновление.



Rogovoy V. I. Beech Forests in the Crimea and Peculiarities of their Forming. - Manuscript.

Dissertation for obtaining scientific degree of Candidate of Agricultural Sciences in Specialty 06.03.03 - forest sciences and forestry. - Ukrainian Research Institute of Forestry & Forest Melioration named after G. M. Vysotsky, Kharkiv, 2010.

The dissertation is devoted to study of condition, productivity, taxation structure, growth and natural regeneration of beech stands in the Crimea. Distribution of beech forests area in the Crimea by categories, origin, edatopes, forest types, classes of age, density and bonitet has been investigated. Productivity of beech stands of different forest types and origin is specified. Tables and models of growth for modal and model beech stands are evaluated. Efficiency of forest site potential use is 63,7 %.

The greatest part of beech stands has the simplified taxation structure, and their characteristics substantially differ from untouched phytocenoses.

The amount of understory under beech forest canopy is not sufficient for their natural seed reproduction.

Suggestions to forming and natural reproduction of beech forests in the Crimea have been developed on the base of complex researches and generalization of experience on a management in beech stands.

Key words: beech forests in the Crimea, productivity, structure, forming of stands, natural regeneration.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Букові ліси Криму виконують важливі водоохоронно-захисні, санітарно-гігієнічні та рекреаційні функції. Виростаючи в умовах найбільшого зволоження гірської частини півострова, букові лісостани накопичують і зберігають додаткову вологу, запобігають утворенню поверхневого стоку та розмиву ґрунту. Як цінні природні комплекси ці ліси є осередком збереження генофонду та біологічного різноманіття, охорони та відтворення рідкісних і зникаючих видів рослин і тварин. Посилення впливу несприятливих антропогенних і природних чинників негативно позначається на стані букових лісів Криму. Накопичення на значних площах стиглих і перестиглих деревостанів, їх старіння та незадовільне природне поновлення спричиняють ослаблення букових лісів Криму та знижують ефективність виконання притаманних їм функцій.

Для розробки науково-обґрунтованих заходів, спрямованих на відтво рення букових лісів Криму, необхідно мати повну й об'єктивну інформацію щодо їх сучасного стану та особливостей формування. Недостатнє висвітлення у науковій літературі зазначених питань і відсутність нормативної бази для кількісного оцінювання деревостанів бука кримського (Fagus taurica Popl.) та проведення у них господарських заходів обумовлюють актуальність вивчення букових лісів Криму.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано у лабораторії лісівництва Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г. М. Ви соцького (УкрНДІЛГА) у рамках бюджетних науково-дослідних тем: «Вдоскона лити систему рубок в рівнинних лісах України та Гірського Криму на засадах екологічно орієнтованого лісівництва» (2005 - 2009 рр. № 8, ДР 01005U005859), «Дослідити ефективність використання лісорослинного потенціалу лісами України (рівнинна частина та Гірський Крим) і розробити систему заходів щодо підвищення їх продуктивності та формування деревостанів природного походження» (2010 - 2014 рр. № 2, ДР 0210U004315), - замовником яких був Державний комітет лісового господарства України.

Мета і завдання досліджень. Мета роботи - кількісно оцінити сучасний стан, особливості росту й розвитку букових лісів Криму та опрацювати рекомендації щодо їх формування та відтворення.

Завдання досліджень:

- оцінити сучасний стан букових лісів Криму та динаміку їх показників за період 1956 - 2007 рр.;

- виявити особливості формування та структури букових деревостанів;

- кількісно оцінити продуктивність букових деревостанів різного походження в основних типах лісу;

- розробити моделі і таблиці ходу росту модальних та еталонних деревостанів бука кримського;

- визначити ефективність використання буковими деревостанами лісорослинного потенціалу;

- встановити особливості природного відновлення букових лісів;

- розробити науково-обґрунтовані заходи щодо оптимізації формування та відтворення букових лісів Криму.

Об'єкт дослідження - сучасний стан букових лісів, процеси їх росту й розвитку.

Предмет дослідження - природні букові ліси Криму.

Методи дослідження. Застосовано методи порівняльної екології, загальноприйняті методики лісівництва, лісознавства й лісової таксації. Використано активний експеримент з проведення лісовідновної рубки та заходів сприяння природному поновленню. Отримані дані оброблено за допомогою стандартних методів математичної статистики (математичне моделювання, кореляційний, регресійний і дисперсійний аналізи) з використанням прикладних комп'ютерних програм.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше для умов Криму: встановлено особливості розподілу площ букових лісів та їх динаміки за лісівничо-таксаційними показниками; проведено кількісну оцінку динаміки продуктивності букових деревостанів різного походження та виявлено особливості їх формування в основних типах лісу; визначено ефективність використання букняками лісорослинного потенціалу; розроблено моделі росту модальних та еталонних букових деревостанів; отримано дані щодо віків стиглості букових деревостанів; визначено динаміку надземної фітомаси букових деревостанів і кількість депонованого ними вуглецю; виявлено особливості природного поновлення бука залежно від лісорослинних умов, висоти місцевості над рівнем моря, віку і повноти материнського деревостану; встановлено вплив прове дення першого прийому лісовідновної рубки (поступовим способом) разом із заходами сприяння природному поновленню на формування підросту в букових лісах Криму.

Практичне значення отриманих результатів. Упровадження запропо но ваних лісогосподарських заходів сприятиме посиленню природних процесів відтворення букових лісів Криму, підвищенню їх продуктивності й ефектив ності виконання екологічних функцій. Одержані результати комплексних дослі джень щодо особливостей формування, структури та природного поновлення букових лісів Криму доцільно використовувати при веденні господарства у них.

Результати досліджень пройшли дослідно-виробничу перевірку та впро ва джені у практику лісогосподарських підприємств Криму, а також використо ву ються у навчальному процесі при викладанні курсів «Лісознавство», «Лісівництво» і «Лісова таксація» на факультеті лісового, садово-паркового та мисливського господарства Південного філіалу Національного університету біоресурсів і природокористування України «Кримський агротехнологічний університет», що підтверджено відповідними довідками впровадження. Розроблені моделі ходу росту застосовано при складанні програмного модуля польової геоінформаційної системи Field Map для розрахунку об'ємів стовбурної деревини бука кримського та обсягів депонованого ним вуглецю.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні інформаційного пошуку та аналізу літературних джерел, розробленні програми та методики досліджень, проведенні польових робіт, аналізі одержаних даних, написанні наукових праць, узагальненні й апробації отриманих результатів досліджень, формулюванні теоретичних і практичних висновків та рекомендацій виробництву, написанні дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи оприлюднені на міжнародних науково-практичних і наукових конференціях: присвяченій 85-річчю з дня народження Б. Ф. Остапенка (Харків, 2007), «Лісова типологія в Україні: сучасний стан, перспективи розвитку» (Харків, 2007), «Лісове та мисливське господарство: сучасний стан та перспективи розвитку» (Житомир, 2007), «Ученые ботаники Таврического университета: вклад в науку, идеи и их развитие» (Симферополь, 2008), «Фундаментальні та прикладні дослідження в біології» (Донецьк, 2009), «Проблеми фундаментальної і прикладної екології, екологічної геології та раціонального природокористування» (Кривий Ріг, 2009), «Сучасні інформа ційні технології управління екологічною безпекою, природокористу ванням, заходами в надзвичайних ситуаціях» (Київ - Харків - АР Крим, 2009).

Публікації. За матеріалами проведених досліджень опубліковано 15 наукових праць, у тому числі 5 статей у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, 6 розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаних джерел і додатків. Робота викладена на 199 сторінках комп'ютерного тексту, містить 57 рисунків, 25 таблиць, 7 додатків. Обсяг основного тексту становить 145 сторінок. Список використаної літератури включає 250 джерел, з них 30 - латиницею.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

букові ліси криму, проблеми їх відтворення та ОБҐРУНТУВАННЯ напрямів досліджень

Букові ліси відіграють надзвичайно велику роль у регулюванні водного балансу Криму, захисті ґрунтів від ерозії та мають важливе рекреаційне й естетичне значення (Поляков, 1995). Ці ліси ростуть у гірській частині півострова на висоті від 400 до 1400 м н. р. м. (Сукачёв, Поплавская, 1927). У висотному поясі бука зосереджена основна кількість джерел, саме тут беруть початок і формуються найбільші ріки півострова.

У розділі розглядаються історія господарювання у букових лісах Криму та їх вивченість. Проаналізовано досвід застосування різних систем і способів рубок у букових деревостанах гірських регіонів. Висвітлено питання щодо особливостей природного поновлення у букових лісах та окреслено основні напрями досліджень.

За літературними даними, у минулому господарювання у букових лісах Криму було не достатньо ефективним. Дослідники (Иваненко, 1948; Науменко, Бицин, 1957; Высоцкий, 1961; Юргенсон, 1972 та ін.) пов'язують незадовільний їх стан з посиленням антропоген ного чинника, інтенсивним старінням деревостанів, недостатнім природним поновленням і негативним впливом диких тварин. Окремі автори (Мишнёв, 1986, Плугатар, 2008) зазначають, що абсолютне заповідання букових лісостанів може призвести до подальшого їх ослаблення. Тому важливим завданням є розробка науково-обґрунтованих заходів, спрямованих на природне відтворення букових лісів Криму.

ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ. ОБСЯГ ВИКОНАНИХ РОБІТ

Дослідження провадили у букових лісах Гірського Криму. Пробні площі (ПП) закладали у чистих і мішаних букових лісостанах ІІ - V класів бонітету з середнім віком основного елементу лісу від 60 до 310 років, що ростуть у свіжих бучинах (D₂) і субучинах (С₂) на висоті від 470 до 1130 м. н. р. м. на території Кримського природного заповідника, ДП «Сімферопольське ЛМГ», ДП «Алуштинське ЛГ» і ДП «Білогірське ЛГ».

Вплив лісовідновної рубки та заходів сприяння природному поновленню у букових лісах вивчали на дослідних об'єктах, які були закладені фахівцями Республіканського комітету лісового та мисливського господарства АР Крим і ДП «Сімферопольське ЛМГ» за участю науковців Кримської гірсько-лісової науково-дослідної станції УкрНДІЛГА. Відповідний експеримент було проведено на базі Красногірського лісництва у 110 - 130-річному буковому деревостані ІV бонітету повнотою 0,9 зі складом 5Бк3Гз2Ос + Дс, що росте у свіжій грабовій бучині (D₂-грБк) на бурих гірсько-лісових середньоглибоких ґрунтах на схилі північно-східної експозиції крутизною 10 - 15є.

Дослідження провадили згідно із загальноприйнятими у лісівництві й лісовій таксації методиками (Воробьев, 1967; Анучин, 1982; «Справочник лесо вода», 1990; «Санітарні правила в лісах України», 1995; «Площі пробні лісовпорядні. Метод закладання», 2007). Тип вікової структури деревостанів встановлювали за коефіцієнтами варіації (V) таксаційних показників (Семеч кин, 1963). Ефективність використання лісорослинного потенціалу (ЛП) визначали методом лісотипологічного аналізу (Туркевич, 1973; Остапенко, Ткач, 2002), тип розміщення деревних рослин на площі - методом ітерацій (Бондарук, Целіщев, 2002), полігони живлення дерев - пропорційно їх діаметрам (Тябера, 1978; Ткач, 1982). Хід росту букових деревостанів моделювали згідно з методичними рекомендаціями H. H. Свалова (1979), А. А. Строчинского (1992), П. І. Лакиди (2006) із застосовуванням методики розрахунку відносних висот (Пастернак, 1990). Видове число (F) для бука кримського розраховували за встановленою нами функцією:

F = 1,113·Н^-0,2845, R² = 0,983 (1)



де Н - висота бука кримського, м.

Надземну фітомасу букових деревостанів розраховували за методичними підходами П. І. Лакиди (2002), кількість депонованого вуглецю - за рекомендаціями щодо інвентаризації парникових газів (Букша, Бутрим, Пастернак, 2008). Віки стиглості букняків визначали за наявним запасом стовбурів (Гірс, 2009). Матеріали досліджень обробляли із застосуванням методів математичної статистики (Доспехов, 1979; Лакин, 1980; Горошко, Миклуш, Хомюк, 2004) та прикладних програм (MS Excel, Statistica).

Під час досліджень проаналізовано понад 13 тис. таксаційних виділів бази даних ВО «Укрдержліспроект» (станом на 01.01.2002 р. і 01.01.2007 р.) та матеріали базових лісовпорядкувань 1956 - 2000 рр. (у т. ч. картографічні матеріали); закладено 92 ПП, з них 46 ПП (на яких закладено понад 900 облікових площадок) - для вивчення природного поновлення; зрубано та проаналізовано 53 модельних дерева; щорічно протягом 2006 - 2009 рр. на дослідних ділянках з експериментальними рубками проведено близько 6 тис. обмірів підросту; проаналізовано близько 800 пнів бука; на пробних площах визначено понад 30 тис. розмірно-якісних показників дерев.

природні умови району досліджень

Різноманіття клімату Гірського Криму обумовлено впливом Чорного моря і степу, висотою місцевості над рівнем моря, експозицією та крутизною схилів, формами макро- і мікрорельєфу. Середньорічна температура у Гірському Криму становить 9°С. Абсолютний максимум температури реєструється у липні (16°С), мінімум - у січні-лютому (- 4°С). У межах гірської частини опади розподіляються нерівномірно і коливаються від 450 до 1100 мм. Основна їх кількість припадає на зимові та літні місяці. Особливості географічного положення та рельєфу позначаються на формуванні лісорослинних умов Гірського Криму (Посохов, 1971). Строкатість екологічних чинників району досліджень обумовлює різноманіття типів лісу та рослинного покриву.

Бук, який росте у Криму, представлений одним видом і відрізняється від буків європейського (F. silvatica L.) та східного (F. orientalis Lipsky) за еколого-географічними, генетико-біохімічними, фітоценологічними зв'язками та морфо-анатомічними показниками (Поплавская, 1925; Кочкин, 1952; Молотков, 1966; Гемери, Швадчак, Пауле, 1997). Тому у роботі застосовано видову назву - бук кримський. Водночас питання про таксономічне положення цієї породи все ще залишаються дискусійними.

Букові ліси Криму ростуть переважно у С₂ і D₂. Свіжі субучини сформовані на спадистих і стрімких схилах на висоті 450 - 1150 м н. р. м. Ґрунти - бурі та світло-бурі гірсько-лісові, буроземно-перегнійно-карбонатні малопотужні середньоскелетні та середньо по тужні сильноскелетні. Букняки у цих умовах ростуть за ІІІ - IV класами бонітету з домішкою граба звичайного (Carpinus betulus L.), дуба скельного (Quercus petraea Liebl.), клена польового (Acer campestre L.), осики (Populus tremula L.), береки (Sorbus torminalis Crantz) й тиса ягідного (Taxus baccata L.).

Свіжі бучини приурочені до западин, пологих і спадистих схилів на висоті 500 - 1200 м н. р. м. Ґрунти - темно-бурі й бурі гірсько-лісові середньопотужні та потужні слабкої або середньої скелетності. Бук тут росте за ІІ - ІІІ класами бонітету й утворює як чисті, так і мішані деревостани з ясенем звичайним (Fraxinus excelsior L.), дубом скельним, грабом звичайним, кленом Стевена (A. stevenii Pojark.), липою дрібнолистою (Tilia cordata Mill.), череш нею (Cerasus avium L.) та іншими породами.

РОЗПОДІЛ ПЛОЩ БУКОВИХ ЛІСІВ КРИМУ ТА їх динаміка за лісівничо-ТАКСАЦІЙНими ПОКАЗНИКами

Букові ліси займають 13,4 % (34,9 тис. га) площ укритих лісовою рослинністю земель Криму, а їх частка у загальному запасі лісів півострова становить 24,5 % (9,7 млн. м³). У Криму букові ліси представлені лише природними деревостанами. Основна їх частина (67,0 % від загальної площі букових лісів) насіннєвого походження, решта - вегетативного. Букові деревостани належать до категорій захисних лісів (63,0 %), лісів природоохо ронного, наукового, історико-культурного (24,6 %) та рекреаційно-оздоровчого (12,4 %) призначення.

У С₂ і D₂ поширено 98,3 % букових лісів за площею, решта - у В₁ - ₂, С₁, С₃, D₁, D₃. У Гірському Криму лісостани бука формуються у 28 типах лісу, але на основній частині площі (90,8 %) вони представ лені свіжими грабовими та дубово-грабовими бучинами (D₂-грБк, D₂-д-грБк) та субучинами (С₂-грБк, С₂-д-грБк). Статистично доведено (з імовір ністю 0,95) доцільність об'єднання букових типів лісу за господарсько-еколо гічними групами свіжих бучин (D₂-грБк, D₂-д-грБк) і субучин (С₂-грБк, С₂-д-грБк).

За даними картографічних матеріалів виявлено наявність відокремлених букових лісових масивів, які межують з деревостанами інших порід. Це свідчить, що у минулому площа букових лісів у Криму була більшою, ніж нині. Частка похідних деревостанів становить понад 20 % від загальної площі букових типів лісу. Похідні деревостани представлено переважно грабняками, осичниками та дубняками вегетативного походження.

Результати статистичної обробки даних лісовпорядкування за таксацій ними показниками букових деревостанів свідчать про значне варіювання абсолютних значень діаметра, кількості дерев, запасу та суми площ перерізу на 1 га (V - 22,0 - 79,6 %). Висота, бонітет і відносна повнота деревостанів варіюють меншою мірою (V - 12,0 - 18,8 %).

Букові деревостани Криму ростуть переважно за ІІІ - ІV класами боні тету. Частка таких букняків сягає 74,4 %, частка деревостанів ІІ і вищих класів бонітету становить 16,7 %, а V і нижчих - 8,9 % від загальної площі букових лісів.

Близько 50,0 % площ букових лісів представлено деревостанами повнотою 0,8 - 1,0 та 47,3 % площ - деревостанами повнотою 0,5 - 0,7. Деревостани повнотою 0,3 - 0,4 займають 2,7 % від загальної площі букових лісів. Результати аналізу динаміки таксаційних показників букових дерево станів Криму свідчать, що за останні 30 років частка високоповнотних букняків зменшилася, а низькоповнотних - збільшилася.

Розподіл площ букових лісів Криму за класами віку є нерівномірним: частка стиглих і перестиглих деревостанів є дуже великою (47,2 % від загальної площі букових лісів Криму), а букняки віком до 50 років практично відсутні. Протягом 1956 - 2007 рр. частка перестиглих букових деревостанів постійно зростала (від 12,9 до 31,3 %), а молодняків - зменшувалася.

За останній 50-річний період середній вік букових лісів зріс на 43 роки (з 96 до 139 років). Це свідчить про невпинне старіння букових лісів Криму та розбалансування вікової структури лісового фонду, що може призвести до суттєвого зменшення ефективності виконання ними еколого-захисних функцій.

ЗАКОНОМІРНОСТІ формування, структурА та продуктивнІСТЬ букових деревостанів

При господарюванні у букових деревостанах Криму необхідно врахову вати особливості їх породного складу, продуктивності, будови, росту й розвитку. Букові ліси Криму є переважно мішаними: їх середній склад відповідає формулі 7Бк1Дс2Гр + Ос. Виявлено залежність часток (%) бука (у₁), граба (у₂) і дуба (у₃) у складі деревостанів від їх віку (А):

y₁ = -0,00009 · А² + 0,156 · А + 52,9, R² = 0,803; (2)

y₂ = -0,0001 · А² - 0,094 · А + 27,7, R² = 0,635; (3)

y₃ = - 0,0001 · А² - 0,07 · А + 12,0, R² = 0,734. (4)

Ценотичні взаємозв'язки між породами у букових деревостанах різного віку мають певні особливості. У складі молодняків участь бука становить 5 - 6 одиниць. Зі збільшенням віку частка бука поступово зростає та у стиглих і перестиглих деревостанах сягає 8 - 10 одиниць. Граб і дуб у складі молодняків займають 2 - 5 і 1 - 2 одиниці відповідно, а у деревостанах старшого віку їх частка є значно меншою. Це необхідно враховувати при проведенні рубок догляду в букових лісах Криму і формуванні їх оптимального породного складу.

Встановлено, що букові деревостани свіжих бучин є продуктивнішими, ніж деревостани свіжих субучин. Середній запас стиглих і перестиглих букняків у D₂ становить 338 м³·га^-1, що на 27,1 % перевищує запас букових деревостанів у С₂.

Букові деревостани насіннєвого походження характеризуються більшою продуктивністю: у середньому їх запаси є вищими на 4,7 % - у С₂ та на 8,7 % - у D₂, ніж запаси букняків вегетативного походження.

Зі збільшенням віку букових деревостанів Криму зменшується їх відносна повнота. Це інтенсивніше відбувається у процесі старіння деревоста нів вегетативного походження, ніж деревостанів насіннєвого походження. Проте у молодому віці повнота останніх є дещо меншою порівняно з букняками веге тативного походження.

Букові ліси Криму характеризуються переважно спрощеною вер ти кальною структурою, чітке розмежування на яруси у них виявляється рідко. Водночас буковим деревостанам властива висока мінливість дерев за таксацій ними показниками на площі. Зокрема, коефіцієнт варіації за середнім об'ємом стовбура становить 83,6 %.

Намет букових деревостанів має порівняно високу зімкнутість (0,75 - 0,95), що обумовлює майже відсутність у них підліску та дуже слабкий розвиток трав'яного покриву, проективне покриття якого часто не перевищує 10 %. Ступінь перекриття крон на пробних площах у середньому становить 23,7 %. Тип розміщення дерев у букових лісах - переважно випадковий і слабо-контагіозний (середня різниця між отриманою й очікуваною кількістю ітерацій сягає -0,65).

Площа проекції крони, висота, діаметр і об'єм стовбура бука кримського залежать від його площі живлення. Ці зв'язки точніше описують степеневі функції, коефіцієнти кореляції яких коливаються у межах 0,561 - 0,755.

Більшість площ букових лісів представлено різновіковими (52 %) та умовно різновіковими (39 %) деревостанами. Частка умовно одновікових деревостанів становить 9 % від загальної площі букових лісів. Виявлено, що в умовно непорушених букових деревостанах Кримського природного заповід ника варіювання дерев за віком є більшим, ніж у інших букняках.

Ряди розподілу кількості дерев за ступенями товщини у модальних буко вих деревостанах характеризуються правосторонньою асиметрією та значною мінливістю ознаки (V за діаметром - 24,4 - 64,3 %) .

Для умовно непорушених букових лісів характерний спадаючий тип розподілу дерев із наближенням до рівномірного. У цих лісах більшість дерев (52,9 - 71,4 %) концентрується у трьох найменших ступенях товщини (6,1 - 18,0 см), а коефіцієнт варіації за діаметром коливається у межах 71,3 - 95,3 %.

Ранговий розподіл дерев у букових деревостанах Криму, їх вікова і морфологічна структура є переважно спрощеними, що спричиняє порушення процесів саморегулювання та самовідновлення цих лісів. Тому господарські заходи у букових деревостанах слід спрямувати на відтворення їх природної структури.

Стиглі й перестиглі букові деревостани Криму є ослабленими: індекс їх санітарного стану варіює від І,7 до ІІ,6. Відпад у них відбувається переважно за рахунок дерев найменших ступенів товщини.

За даними переліку дерев на пробних площах, частка запасу ділової дере вини у букових лісах становить у середньому 51,3 % і коливається від 10,2 до 85,9 %. Букняки насіннєвого походження характеризуються кращою товарною структурою, оскільки запас ділової деревини у них є вищим на 14,6 % - у С₂ та на 63,8 % - у D₂, ніж у деревостанах вегетативного походження.

Аналіз відібраних модельних дерев бука свідчить про високу ураженість їх грибними хворобами. Частка дерев, які мали стовбурову або окоренкову гнилі, у середньому становить 23 % від загальної кількості ділових стовбурів бука. Тому візуальне визначення товарної структури букових деревостанів Криму дає значну похибку порівняно з фактичним запасом ділової деревини бука.

З урахуванням особливостей фактичного розподілу площ букових лісів Криму за лісівничо-таксаційними показниками моделювання їх росту здійсню вали для насіннєвих деревостанів ІІ - IV класів бонітету, що ростуть у свіжих субучинах (С₂) і бучинах (D₂)

Для апроксимації середньої висоти деревостанів використано функцію Мітчерліха:

Н = 1,144·(1-е^-0,02·А)^1,413·, R² = 0,908, (5)

де Н - середня висота деревостану, м; А - середній вік деревостану, років; - середня висота деревостану у базовому віці (120 років).

Встановлено, що бук кримський характеризується уповільненим ростом у молодому віці та помірним - у подальшому. Тому загальнобонітетна шкала М. М. Орлова не повною мірою враховує особливості росту букняків Криму.

Решту таксаційних показників модальних букових деревостанів моделю ва ли за допомогою інших ростових функцій і математичних рівнянь, які були використані при складанні відповідних таблиць ходу росту (див. табл. 1). Сума площ перерізу та запас модальних букняків Криму є меншими порівняно з повними букняками Українських Карпат на 25,2 і 23,2 % відповідно, а середній діаметр - більшим на 17,4 %.

Кількісне оцінювання ефективності використання родючості лісових земель виконували із застосуванням розроблених таблиць ходу росту еталонних букових деревостанів Криму. При порівнянні фактичних (модальних) і потен ційних (еталонних) показників продуктивності визначено, що ступінь використання лісорослинного потенціалу буковими деревостанами Криму є невисоким і становить 61,8 % - у С₂ і 65,9 % - у D₂

За проведеними розрахунками встановлено, що зі збільшенням віку букняків ефективність використання ними лісорослинного потенціалу зменшу ється. Загалом букові деревостани Криму використовують його на 63,7 %, що свідчить про суттєвий резерв (5 млн. 540 тис. м³) підвищення їх загальної продуктивності.

Букові деревостани Криму накопичують близько 3 млн. 290 тис. т вугле цю. Збільшення їх продуктивності до потенційно можливої дасть змогу додатково депонувати близько 1 млн. 880 тис. т вуглецю. Відносно високий рівень поточ ного приросту надземної фітомаси деревостанів бука кримського відбувається до 90 - 110 років. Тому накопи чення стиглих і перестиглих букових деревостанів на значних площах негативно позначатиметься на поглинанні ними парникових газів і, відповідно, на виконанні екологічних функцій.

За показниками середньої та поточної змін запасів модальних букових деревостанів насіннєвого походження визначено, що вік їх кількісної стиглості залежно від лісорослинних умов і класів бонітету коливається від 65 до 75 років. Вік технічної стиглості букових деревостанів насіннєвого походження за діловою деревиною становить 110 - 120 років, для деревостанів вегетативного походження - 90 - 100 років. Вік технічної стиглості настає раніше на 15 - 20 років у букняках вегетативного походження, ніж у букняках насіннєвого походження та на 5 - 10 років у деревостанах свіжих бучин, ніж субучин. За математичними моделями динаміки середнього запасу і показниками поточної зміни запасу модальних букняків визначено, що вік їх природної стиглості становить 200 - 220 років - для деревостанів насіннєвого походження і 160 - 180 років - для деревостанів вегетативного походження.

ОСОБЛИВОСТІ ПРИРОДНОГО ПОНОВЛЕННЯ У БУКОВИХ ЛІСАХ

У відтворенні букових лісостанів Криму та підтриманні їх еколого-захисних функцій важлива роль належіть природному поновленню. Проте у сучасних умовах кількість підросту в букових лісах є недостатньою. На більшій частині площ букняків (90,2 %) вона не перевищує 3,0 тис. шт.·га^-1. Поновлення бука та інших господарсько-цінних порід представлено переважно неблагонадійними 1 - 3-річними екзем п лярами. Склад підросту є мішаним і суттєво не відрізняється від складу материн ського деревостану: частка бука у складі природного поновлення - 5 - 10 одиниць. У середньому кількість букового підросту під наметом букових лісів становить лише 1,01 ± 0,15 тис. шт.·га^-1 (у перерахунку на великий 4 - 8-річний підріст). На більшості ділянок природне поновлення має низьку (61 %) й середню (37 %) густоту. Висота букового підросту в деревостанах здебільшого не перевищує 0,3 м. Нерівномірне його розміщення виявлено на 50 % площ букових лісів, групове - на 26 % та рівномірне - на 24 % площ.

У Криму, особливо на території Кримського природного заповідника, підріст бука часто ушкоджується дикими тваринами. На окремих площах частка об'їдених оленями молодих екземплярів бука сягає 95 % від загальної кількості букового підросту. Це негативно позначається на природному відтворенні бука та інших господарсько-цінних порід.

За результатами досліджень встановлено закономірності формування природного поновлення під наметом букових лісів Криму залежно від впливу окремих абіотичних і біотичних чинників. Виявлено, що у букняках віком до 50 - 60 років природне поновлення майже відсутнє. У міру збільшення віку материнського деревостану і, відповідно, зменшення його повноти відбувається певне зростання кількості букового підросту (від 0,3 до 1,2 тис. шт.·га^-1). Найбільшу кількість природного поновлення виявлено у букняках повнотою 0,54 ± 0,05 при зімкнутості 0,69 ± 0,04. Бук краще поновлюється у «вікнах» намету, площа яких становить 165 ± 30 м² (при середній висоті деревостану близько 25 м). Зі збільшенням розміру «вікон» зменшується кількість букового підросту та збільшується кількість підросту інших порід. Найбільша кількість букового підросту під наметом букняків налічується при товщині лісової підстилки 2,7 ± 0,17 см. У лісостанах свіжих бучин кількість природного поновлення бука є дещо більшою (у 1,2 разу), ніж у лісостанах свіжих субучин. Сприятливіші умови для відновних процесів букових лісів Криму створю ються на висоті 750 - 1150 м н. р. м. Характерним є краще поновлення бука на північних схилах. У лісостанах цих експозицій спостерігається у 2,7 разу більше екземплярів молодого покоління бука, ніж на південних.

У букових лісах Криму провадяться переважно вибіркові санітарні та прохідні рубки інтенсивністю до 15 %. На ділянках цих видів рубок не виявлено достатньої кількості букового підросту. На зрубах суцільних рубок, які у букняках Криму застосовуються дуже рідко, відбувається поновлення переважно супутніх і другорядних порід, а також бука вегетативного походження. Таким чином, для відтворення букових лісів Криму в них необхідно ширше впроваджувати лісівничі заходи, які б сприяли активізації процесів природного поновлення бука.

Отримані на дослідних об'єктах результати свідчать про доцільність застосування у букових лісах Криму лісовідновних рубок разом із заходами спри яння природному поновленню.

Перший прийом відповідної експериментальної рубки було проведено у 2005 р. поступовим способом з інтенсивністю 50 і 20 %, що призвело до змен шення повноти деревостанів до 0,4 - 0,5 та 0,6 - 0,8 відповідно. За результатами обліку 2006 р. на ділянці, де деревостан був зріджений до повноти 0,4 - 0,5, з'явилося 46,0 тис. шт.·га^-1 благонадійного букового підросту, а на ділянці, де деревостан був зріджений до повноти 0,6 - 0,8, - 19,3 тис. шт.·га^-1. У подальші роки спостережень (2007 - 2009 рр.), на ділянці з нижчою повнотою деревостану кількість букового підросту дещо зросла (до 57,8 тис. шт.·га^-1), а на ділянці з більшою повнотою деревостану - зменшилася (до 9,2 тис. шт.·га^-1). На контролі впродовж досліджуваного періоду склад підросту не змінювався та його кількість була низькою .

Ефективність заходів сприяння природному поновленню на дослідних об'єктах при різних варіантах інтенсивності зрідження виявилася майже однаковою. Кількість букового підросту на ділянках, де здійснювали такі заходи, була у 5,7 - 6,3 разу більшою, ніж на ділянках, де сприяння природному поновленню не провадили.

Отже, застосування у букових лісах Криму поступового способу лісовідновної рубки разом із заходами сприяння природному поновленню стимулюватиме появу достатньої для відтворення цих лісів кількості букового підросту.

З метою регулювання густоти і рівномірності розміщення на площі підросту та у разі пригнічення господарсько-цінних порід другорядними у подальшому на дослідних об'єктах є необхідним своєчасне проведення рубок догляду.



ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

У дисертації наведено теоретичні узагальнення й аналіз експеримен тальних даних щодо стану букових лісів Криму та особливостей їх формування. На підставі комплексних досліджень охарактеризовано типологічну структуру, продуктивність, будову, хід росту та особливості природного поновлення букових лісів Криму. З урахуванням виявлених закономірностей у рості й розвитку цих лісів окреслено основні напрями їх формування та відтворення.

1. Частка букових лісів становить 13,4 % (34,9 тис. га) площі укритих лісовою рослинністю земель Криму. Букняки представлені лише природними дерево станами насіннєвого (67,0 %) та вегетативного (33,0 %) походжень, які ростуть переважно у свіжих бучинах (D₂) і субучинах (С₂) за ІІ - ІV класами бонітету. Більша частина площ букових деревостанів Криму (87,6 %) належить до захисних лісів та лісів природоохо ронного, наукового, історико-культурного призначення.

2. Стиглі та перестиглі букові ліси Криму є ослаб леними: індекс їх санітарного стану - І,7 - ІІ,6. Дерева бука часто ушкоджені грибними хворобами. Частка дерев, які мають стовбурову або окоренкову гнилі, у середньому становить 23 % від загальної кількості ділових стовбурів бука.

3. Розподіл площ букових лісів Криму за віком є нерівномірним: частка стиглих і перестиглих деревостанів становить 47,2 %, а молодняків - 0,1 %. Протягом 1956 - 2007 рр. середній вік букових лісів збільшився з 96 до 139 років. Це свідчить про тенденцію до старіння та ослаблення цих деревостанів у разі відсутності заходів щодо їх відтворення.

4. Ступінь використання лісорослинного потенціалу буковими деревоста нами Криму є недостатньо високим і становить 63,7 %. Загальний резерв підвищення їх фактичної продуктивності сягає 5 млн. 540 тис. м³.

5. Букові деревостани Криму накопичують близько 3 млн. 290 тис. т вугле цю. Збільшення їх продуктивності до потенційно можливої дасть змогу додатково депонувати 1 млн. 880 тис. т вуглецю та посилити виконання лісами еколо гічних функцій. Наявність на значних площах стиглих і перестиглих букняків негативно позначається на поглинанні ними парникових газів, оскільки порівняно високі темпи приросту надземної фітомаси характерні для букових деревостанів віком до 90 - 110 років.

6. Букові ліси Криму є переважно мішаними. У складі молодняків частка бука сягає 5 - 6 одиниць, граба і дуба - 2 - 5 і 1 - 2 одиниці відповідно. Зі збільшенням віку частка бука поступово зростає та у стиглих і перестиглих деревостанах сягає 8 - 10 одиниць. Це необхідно враховувати при формуванні оптимального породного складу букових лісів Криму.

7. Похідні деревостани займають понад 20 % від загальної площі букових типів лісу. Букняки вегетативного походження порівняно з насіннєвими характе ри зуються меншими продуктивністю й довговічністю та гіршою товарною структурою. Тому господарські заходи у похідних деревостанах і букняках вегетативного походження слід спрямувати на їх заміну на насіннєві високоповнотні деревостани, породний склад яких відповідатиме типам лісу.

8. Природне поновлення у букових лісах Криму є недостатнім для їх відтворення: на більшій частині площ (90,2 %) кількість підросту під наметом деревостанів не перевищує 3,0 тис. шт.·га^-1. Буковий підріст розташований на площі переважно нерівномірно і представлений головним чином неблаго надійними 1 - 3-річними екземплярами висотою до 0,3 м.

9. Під наметом лісу сприятливіші умови для росту й розвитку букового підросту створюються: на схилах північної експозиції; на висоті 750 - 1150 м н. р. м.; при товщині лісової підстилки 2,7 ± 0,17 см; у деревостанах повнотою 0,54 ± 0,05 та зімкнутістю 0,69 ± 0,04.

10. Природне поновлення бука у Криму часто ушкоджують олені та інші копитні (на окремих площах - до 95 %). У зв'язку з цим у букових лісах необхідно вжити заходи, спрямовані на запобігання ушкодження підросту дикими тваринами, у т. ч. огороджування ділянок із життєздатним поновленням господарсько-цінних порід.

11. Для відтворення природної структури букових лісів Криму доцільно застосовувати у них комплексні рубки. У стиглих і перестиглих букняках рекомендується провадити лісовідновні рубки разом із заходами сприяння природному поновленню. У букових лісах, що ростуть на середньостійких і стійких ґрунтах, можливе застосування поступового способу лісовідновної рубки. При цьому повнота деревостану після першого прийому не має бути нижчою, ніж 0,5.

12. При господарюванні у букових лісах Криму слід ураховувати, що вік їх природної стиглості становить 200 - 220 років для деревостанів насіннєвого походження і 160 - 180 років - для деревостанів вегетативного походження; вік технічної стиглості (за діловою деревиною) - 110 - 120 років - для деревостанів насіннєвого і 90 - 100 років - для деревостанів вегетативного походження.

13. Розроблені математичні моделі і таблиці ходу росту модальних і еталонних деревостанів рекомендуються до використання при обліку, оціню ванні стану, прогнозуванні росту й розвитку букових лісів Криму, а також при проектуванні та проведенні у них лісогосподарських заходів.



СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Роговий В. І. Сучасний стан і динаміка букових лісів Криму / В. І. Роговий // Лісівництво і агролісомеліорація. - Х. : 2007. - Вип. 111. - С. 43 - 47.

2. Ткач В. П. Букові ліси Криму та перспектива їх природного відтворення / В. П. Ткач, В. І. Роговий // Лісівництво і агролісомеліорація. - Х. : 2008. - Вип. 113. - С. 130 - 136 (збір, обробка і аналіз матеріалу, написання).

3. Роговий В. І. Особливості ходу росту букових деревостанів Криму та динаміка їх вікової структури / В. І. Роговий // Лісівництво і агролісомеліорація. - Х. : 2009. - Вип. 114. - С. 85 - 89.

4. Ткач В. П. Моделювання ходу росту букових деревостанів Криму / В. П. Ткач, В. І. Роговий, В. П. Пастернак // Лісівництво і агролісомеліорація. - Х. : 2009. - Вип. 115. - С. 80 - 89 (збір, обробка і аналіз матеріалу, написання).

5. Плугатар Ю. В. Ступінь використання природної родючості земель буковими деревостанами Криму / Ю. В. Плугатар, В. І. Роговий // Науковий вісник НЛТУ України : Зб. наук.-техн. праць. - Львів : 2009. - Вип. 19.1. - С. 7 - 11 (збір, обробка і аналіз матеріалу, написання).

6. Роговий В. І. Поширення та таксономічне положення бука (Fagus L.) в Криму / В. І. Роговий, Ю. В. Плугатар // Вісник Прикарпатського університету імені Василя Стефаника. Серія Біологія. - Івано-Франківськ: 2007. - Вип. VII - VIII. - С. 90 - 93 (збір, обробка і аналіз матеріалу, написання).

7. Роговий В. І. Майбутнє букових лісів Криму / В. І. Роговий // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана. Тематический сборник научных трудов. - Симферополь : 2008. - Вып. 18. - С. 131 - 134.

8. Роговий В. І. Букові ліси Криму та їх лісотипологічне поширення / В. І. Роговий // Тези наукової конференції, присвяченої 85-річчю з дня народження Б. Ф. Остапенка / Харк. нац. аграр. ун-т ім. В. В. Докучаєва. - Х., 2007. - С. 104 - 106.

9. Роговий В. І. До питання про систематику кримського бука / В. І. Роговий // Лісова типологія в Україні: сучасний стан, перспективи розвитку: Матеріали Погребняківських читань. - Х. : УкрНДІЛГА, 2007. - С. 83 - 84.

10. Роговий В. І. Лісотипологічний потенціал букових деревостанів Гірського Криму / В. І. Роговий // Лісове та мисливське господарство: сучасний стан та перспективи розвитку: збірник статей учасників Міжнародної науково-практичної конференції. - Том ІІ. - Житомир, 2007. - С. 107 - 110.

11. Роговий В. І. Вікова структура букових лісів Криму та її динаміка / В. І. Роговий // Ученые ботаники Таврического университета: вклад в науку, идеи и их развитие. Материалы Международной научной конференции. - Симферополь, 2008. - С. 129 - 132.

12. Роговий В. І. Про особливості природного поновлення в букових лісах Криму / В. І. Роговий // Проблеми фундаментальної і прикладної екології, екологічної геології та раціонального природокористування. Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції. - Кривий Ріг, 2009. - С. 227 - 229.

13. Роговий В. І. Співвідношення діаметрів пня та стовбура на висоті 1,3 м для бука кримського (Fagus taurica Popl.) / В. І. Роговий // Фундаментальні та прикладні дослідження в біології: матеріали І міжнародної наукової конференції студентів, аспірантів та молодих учених / Дон. нац. ун-ет. - Донецьк, 2009. - С. 392 - 393.

14. Роговий В. І. Про особливості регенеративних процесів в букових лісах Криму / В. І. Роговий // Конференція науково-педагогічних працівників, наукових співробітників і аспірантів / Національний університет біоресурсів і природокористування України, ННІ лісового і садово-паркового господарства. - Київ, 2009. - С. 39 - 40.

15. Роговий В. І. Алгоритм моделювання ходу росту модальних букових деревостанів Криму / В. І. Роговий // VIII Міжнародна науково-практична конференція «Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях». - К. - Х. - АР Крим, 2009. - С. 196 - 202.

Размещено на Allbest.ru

...