УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Попадинець Ігор Миколайович

УДК 630*182.42+630*23

Стан, продуктивність та відтворення

букових насаджень на Західному Поділлі

06.03.03 – лісознавство і лісівництво

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Львів - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському державному лісотехнічному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор Криницький Григорій Томкович, Український державний лісотехнічний університет, проректор з наукової роботи, завідувач кафедри лісівництва

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор Гузь Микола Михайлович, Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри лісових культур і лісової селекції - кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Слободян Ярослав Миколайович Український науково-дослідний інститут гірського лісівництва ім. П.С.Пастернака, завідувач лабораторії захисту лісу і мисливствознавства

Провідна установа - Інститут екології Карпат НАН України, відділ охорони природних екосистем, м.Львів

Захист відбудеться “19” грудня 2002 р. о 14.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чупринки, 103, зал засідань.

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

Автореферат розісланий “7” жовтгя 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Зеленський М.Н.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Бук європейський в Україні зустрічається лише у західних регіонах, включаючи Карпати, та в гірській частині Криму. Утворює високопродуктивні чисті і змішані насадження, які мають велике господарське значення і виконують важливі біосферні функції.

Особливу цінність, як в теоретичному, так і практичному відношенні, представляють маргінальні букові, буково-грабові, буково-дубові та буково-соснові популяції, що зростають на східній межі ареалу бука європейського. Це унікальні високопродуктивні рослинні формації. Однак не завжди продумана і раціональна система ведення господарства в них, інтенсивне антропогенне навантаження призвели до значного скорочення їх площі. Спостерігається повільна, поступова деградація букових лісів. Падає їх продуктивність та ґрунтозахисна, водорегулююча, кліматостабілізуюча роль. Під впливом техногенних емісій у бука європейського різко порушуються репродуктивні процеси, в результаті чого зменшується періодичність та рясність плодоношення.

Стан, що склався з буковими лісами потребує розробки кардинальних заходів щодо збереження їх генофонду, відновлення корінних деревостанів та раціонального ведення господарства в них. У той же час букові ліси на східній межі ареалу вивчені слабо. Присвячені їм роботи мають, як правило, описовий характер і не дають цільного представлення про їх лісівничі особливості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводили протягом 1993-2001 рр. в рамках комплексної планової держбюджетної теми кафедри лісівництва Українського державного лісотехнічного університету “Еколого-популяційна структура соснових і букових лісів заходу України та охорона і раціональне використання їх генофонду” (№ держ. реєстрації 0194U038084). Тема включена в університетський план наукових робіт, який координується Міністерством освіти і науки України.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи – вивчити екологічні та лісівничо-таксаційні особливості букових лісів на східній межі ареалу, розробити рекомендації щодо збереження генофонду, відтворення та раціонального використання маргінальних популяцій бука європейського на Західному Поділлі.

Для досягнення поставленої мети передбачалось: –

виявити сучасний лісовий фонд бука європейського на Західному Поділлі;–

вивчити стан і лісівничо-таксаційні характеристики букових деревостанів;–

описати грунтові різновидності та особливості грунтотвірного процесу в маргінальних букових популяціях;–

виявити поширення трав'яних і чагарникових видів і їх екологічну диференціацію;–

вивчити особливості плодоношення та динаміку природного відновлення залежно від структури деревостанів і лісорослинних умов;–

з'ясувати характер росту сіянців бука європейського та особливості штучного відтворення букових лісів;–

провести селекційну оцінку та порівняльну характеристику продуктивності маргінальних популяцій бука на Західному Поділлі і букових лісостанів, зростаючих в інших географічних районах його ареалу;–

розробити рекомендації щодо збереження, відтворення і раціонального використання букових лісів Західного Поділля.

Об'єкт дослідження – букові насадження на східній межі ареалу.

Предмет дослідження – стан, продуктивність та відтворення бука європейського на Західному Поділлі.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі використані такі методи: лісівничо-таксаційні – для закладки пробних площ і визначення біометричних показників деревостану і підліску та обліку самосіву і підросту, порівняльної екології – для типологічної характеристики насаджень та порівняння їх екологічних особливостей, геоботанічні – для характеристики трав'яного вкриття, грунтові – для опису генетичних горизонтів і визначення механічних та фізико-хімічних параметрів грунту, спектрофотометрії – для вивчення вмісту пігментів пластид, генетико-селекційні – для селекційної оцінки деревостанів, математико-статистичні – для обробки експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено комплексні лісівничо-екологічні дослідження маргінальних популяцій бука європейського, зростаючих на Західному Поділлі. Проведено селекційну оцінку та порівняльну характеристику продуктивності букових лісостанів Західного Поділля та інших районів їх поширення. Отримано нові дані щодо плодоношення, природного відновлення бука, сезонної динаміки росту сіянців та штучного відтворення букових лісів на східній межі ареалу.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати направлені на вдосконалення методів, прийомів і технологій ведення лісового господарства в букових насадженнях на східній межі їх поширення. Запропоновано ефективні способи штучного вирощування букових лісостанів високої продуктивності, розроблено рекомендації щодо збереження генофонду і раціонального використання букових насаджень.

Результати дисертаційної роботи впроваджено в ДЛГО “Тернопільліс”, “Хмельницькліс” і “Львівліс”. Окремі положення і висновки дисертації використовуються також у навчальному процесі Українського державного лісотехнічного університету та Кременецького лісотехнічного технікуму.

Особистий внесок здобувача. Основна частина експериментального матеріалу на пробних площах зібрана безпосередньо аспірантом. Автором здійснена обробка всіх експериментальних даних, їх представлення у вигляді таблиць і рисунків, зроблено науковий аналіз і теоретичні узагальнення. У наукових статтях, опублікованих у співавторстві, дисертантом представлені експериментальні результати досліджень, з участю співавторів зроблено їх теоретичний аналіз. Визначення вмісту пігментів пластид проводили в лабораторії фізіології і біохімії деревних рослин УкрДЛТУ.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи та результати досліджень викладені на наукових конференціях Українського державного лісотехнічного університету (Львів, 1996-2002), міжнародній науково-виробничій конференції “Дуб – порода третьего тысячелетия” (Бобруйск, Беларусь, 1998), міжнародній науково-технічній конференції “Лес – экология и ресурсы” (Минск, 1998), міжнародній науковій конференції “Роль охоронних природних територій у збереженні біорізноманіття” (Канів, 1998), науково-практичній конференції, присвяченій 75-річчю Кримського природного заповідника (Алушта, 1998), міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми сучасної екології” (Запоріжжя, 2000), міжнародній науково-практичній конференції “Леса Беларусии и их рациональное использование” (Минск, 2000), міжнародній науково-практичній конференції “Аграрна наука і освіта на початку третього тисячоліття” (Львів, 2001), українсько-польській науковій конференції “Роль природно-заповідних територій Західного Поділля та Юри Ойцовської у збереженні біологічного та ландшафтного різноманіття” (Гримайлів, 2002).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових праць, в т.ч. 6 – у фахових виданнях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, шести розділів, висновків і пропозицій виробництву, списку використаних літературних джерел (234 найменування) і п'яти додатків. Робота виконана на 151 сторінці машинописного тексту, включає 44 таблиці і 9 рисунків. Додатки викладені на 29 сторінках

Зміст роботи

Теоретичні передумови роботи

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

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

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

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

Об'єкти і методика досліджень

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

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

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

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

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

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

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

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

Лісівничо-таксаційна та селекційна характеристика букових насаджень на Західному Поділлі

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5. Природне та штучне відновлення букових насаджень на Західному Поділлі

Особливості плодоношення бука європейського. Плодоношення бука на східній межі ареалу, значною мірою залежить від флуктуації погодних умов, зокрема кількості тепла і опадів по роках, вологості повітря, розвитку грибних хвороб і поширення ентомошкідників. У зв'язку з цим добрі урожаї бука в умовах Західного Поділля спостерігаються рідко – раз в 12-15 років, хоча при виникненні сприятливих погодних умов можуть появлятися і частіше – через 5-7 років (табл. 1). Водночас у періоди між рясними урожаями спостерігається досить чітка ритмічність слабкого і близького до середнього плодоношення у букових лісах через 2-4 роки. Загалом, проведений аналіз свідчить, що плодоношення бука європейського в умовах Західного Поділля є повністю достатнім для успішного відновлення букових лісів природним насіннєвим шляхом.

Таблиця 1

Оцінка плодоношення бука європейського в насадженнях Західного Поділля

Оцінка в балах Роки спостереження

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 +

1 + + +

2 + + +

3 + +

4 + +

5

Характеристика розвитку самосіву і підросту. При сприятливих екологічних умовах кількість самосіву бука після рясного плодоношення в умовах Західного Поділля досягає 200 тис. шт/га і більше. Однак поява, ріст і розвиток самосіву і підросту бука залежить від конкретних лісівничо-таксаційних показників насаджень. У сугрудових і сухих грудових типах лісу природне відновлення бука і дуба проходить незадовільно. В складі підросту домінує граб, як домішка зустріча.ться клен, липа, явір, черешня. Лише в окремих насадженнях з кращим піднаметовим освітленням основний фон підросту складає ясен або бук. Як правило, склад підросту включає 6-10 одиниць граба, 1-2 одиниці клена, по одній – липи і ясена. У свіжих і вологих грабово-буковій діброві і грабово-дубовій бучині проходження процесів природного відновлення відзначається великою варіабельністю. Найбільш успішно відновлюється граб, потім бук. Кількість підросту дуба є незначною. На окремих ділянках у складі підросту зустрічається значна кількість клена, ясена, а також в невеликій кількості липа, черешня, в'яз тощо. У високоповнотних зімкнутих насадженнях природне відновлення, як правило, відсутнє. В середньому в зазначених типах лісу граб у складі підросту займає 40-60%, бук – 30%, ясен і липа – приблизно 10%, дуб – 5%.

Загалом, підріст бука під наметом букових і дубово-букових насаджень починає з'являтись, як правило, з 40-50 (60) років, тобто у середньовікових деревостанах, які вступають у репродуктивний період. У пристигаючих, стиглих і перестійних деревостанах процеси природного відновлення бука набувають більш стабільного характеру. Причому в насадженнях старшого віку відмічена тенденція до поступового нагромадження кількості підросту бука. При проведенні відповідних лісогосподарських заходів, спрямованих, у першу чергу, на створення оптимального світлового режиму для росту і розвитку підросту, можна забезпечити успішне природне відновлення маргінальних букових насаджень Західного Поділля.

Лісові культури бука. Вивчення морфофізіологічних особливостей росту сіянців бука європейського різного географічного походження показало, що суттєвих відмінностей в динаміці появи сходів між варіантами посіву немає. Появу перших сходів спостерігали на 6-8 день, масову появу – на 10-12 день, а появу останніх сходів на 22-24 день після проведення посіву. Однак інтенсивність росту сіянців досліджуваних екотипів виявилась різною. Максимальною висотою відзначаються сіянці бука з Перечинського і Воловецького держлісгоспів, популяцій Розточчя (31,5-33,6 см), мінімальною – Велико-Бичківського і Мукачівського держлісгоспів, популяцій Опілля (20,8-24,3 см). Добрим ростом, як по висоті, так і діаметру, характеризуються сіянці екотипів Західного Поділля, зокрема, Бродівського держлісгоспу (Н=28,9 см, D=4,5 мм), що свідчить про високий ростовий потенціал потомств маргінальних популяцій.

У сезонній динаміці інтенсивності росту сіянців бука всіх екотипів нами виділено 6 етапів: інтенсивного росту, сповільненого росту, повторного інтенсивного росту, повторного сповільненого росту, прикінцевого інтенсивного росту, завершення росту. Тобто у сезонній динаміці формування надземної частини сіянців бука спостерігається багаторазова зміна періодів інтенсивного прояву ростових процесів і їх затухання, що виявлено і іншими дослідниками (Тышкевич, 1984).

Важливим компонентом структурно-функціональної організації асиміляційного апарату виступають пігменти пластид. Сіянці бука Західного Поділля характеризуються, в основному, середнім вмістом хлорофілів і близьким до максимального нагромадженням каротиноїдів, що свідчить про їх високу життєздатність.

Проведені нами дослідження впливу схем змішування дубово-букових культур на склад сформованих насаджень підтверджують літературні дані (Шевченко, 1963; Білоус, 1995) про високу конкурентну здатність бука європейського на східній межі ареалу і пригнічення ним дуба звичайного. При значній участі бука в складі деревостанів він поступово (з віком) витісняє світлолюбивий дуб і суттєво змінює склад створених культур.

Велике значення для збереження дуба має його розміщення в схемах змішування культур. Порядове змішування бука і дуба приводить до різкого зменшення останнього в складі насаджень, а іноді і до повного його витіснення в пристигаючому і стиглому віці. Аналогічні результати отримані також і при змішуванні широких куліс бука з вузькими смугами дуба. Дослідження показують, що для формування в свіжих і вологих грабово-букових дібровах і грабово-дубових бучинах Західного Поділля корінних деревостанів оптимального складу участь бука у складі створюваних культур повинна складати приблизно 30% в дібровах і до 50% в бучинах. При цьому змішування бука і дуба необхідно проводити смугами: 2-3 ряди дуба і один ряд бука або 4-6 рядів дуба і 2 ряди бука, або чергуючи широкі смуги цих порід – 4-6 рядів дуба і 4-6 рядів бука. Підріст дуба, бука, ясена, клена гостролистого, черешні, в'яза, явора та інших цінних порід треба зберігати і доглядовими рубаннями забезпечити їх участь у складі майбутнього деревостану.

У створених культурах у перші рік-два потрібно проводити прополювання або розпушування грунту, у наступні роки – обжинку трав та парості другорядних порід і чагарників..після змикання культур, яке на Західному Поділлі відбувається на 4-5 рік після садіння, необхідно регулярно здійснювати доглядові рубання. Їх треба починати дуже рано, найчастіше з першого року змикання культур – 4 років.

Створені зазначеним вище шляхом культури забезпечують формування на Західному Поділлі високопродуктивних букових і дубово-букових деревостанів з участю цінних супутніх порід. Як правило, такі культури зростають по Іа, І класах бонітету і вже в 50-55-річному віці можуть досягати висоти 20-25 м, діаметра 20-25 см і запасу 200-300 (350) м3/га.

Охорона, збереження та раціональне використання маргінальних популяцій бука європейського на Західгому Поділлі

Для охорони цінних у генетичному відношенні букових насаджень на Західному Поділлі виділено 39 об'єктів природно-заповідного фонду загальною площею 3985,5 га. Найбільшу територію займають букові заповідні об'єкти віком коло 150 років. У складі заповідних насаджень, як правило, домінує бук європейський (7-10 одиниць). Лише на окремих об'єктах заповідного фонду деревостани є більш складними – бук займає 1-4 одиниці, співдомінантами є граб, дуб, ясен звичайний, клен гостролистий, липа дрібнолиста. Переважна більшість лісостанів, взятих під охорону, характеризуються високими класами бонітету (І та Іа), середньою повнотою, задовільним санітарним станом і відповідають меті заповідання. Водночас дослідження показали, що на окремих заповідних ділянках спостерігається деградація деревостанів. Їх доцільно виключити із природно-заповідного фонду і надати статус заповідності іншим високопродуктивним дубово-буковим лісостанам, виділеним нами на площі 51,5 га.

Для збереження і раціонального використання маргінальних букових популяцій Західного Поділля нами пропонується низка лісогосподарських заходів, серед яких орієнтація на природне відновлення деревостанів, проведення в основному поступових рівномірних і групово-вибіркових рубок, створення при необхідності дубово-букових культур з домішкою цінних супутніх порід і швидкорослих інтродуцентів за апробованими схемами, введення бука під намет 20-40-річних дубових та похідних насаджень, зменшення обсягів санітарних рубок, організація природоохоронної діяльності на принципах регульованої заповідності.

Висновки і пропозиції виробництву

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та аналіз експерементальних даних щодо біологічної стійкості, продуктивності та відтворення маргінальних насаджень бука європейського на східній межі ареалу в умовах Західного Поділля. В процесі досліджень охарактеризовано лісовий фонд бука в регіоні, санітарний стан і лісівничо-таксаційні показники букових деревостанів, проведено селекційну оцінку і порівняльний аналіз продуктивності маргінальних популяцій бука на Західному Поділлі і букових лісостанів, зростаючих в інших регіонах його ареалу, вивчено особливості грунтотвірного процесу, поширення трав'янистих і чагарникових видів, плодоношення та динаміки природного відновлення залежно від структури букових насаджень і лісорослинних умов, виявлено характер росту сіянців та вирощування лісових культур бука європейського. У кінцевому підсумку оговорено технологію відтворення букових лісів Західного Поділля, засади їх охорони, збереження і раціонального використання.

1. Бук європейський в лісовому фонді Західного Поділля поширений на 12,5 тис. га і посідає серед порід друге місце після дуба звичайного як за площею, так і запасом. Утворює високобонітетні (близько 90% І і Іа класів бонітету), переважно середньоповнотні (64% повнотою 0,7-0,8) деревостани за групами віку: молодняки (18,7%), середньовікові (18,0%), пристигаючі (42,2%), стиглі (20,9%) і перестійні (0,2%).

2. Найбільш поширеними і господарсько цінними в лісовому фонді регіону є свіжі і вологі грабово-дубові бучини (12,6%) та свіжі і вологі грабово-букові діброви (9,9%). Запаси деревостанів у цих типах лісу досягають 500-600 (700) м3/га і є повністю співставимими із запасами букових насаджень Опілля, Розточчя, Молдови, а також окремих регіонів Українських Карпат. Причому в грабово-букових дібровах оптимальною в складі деревостанів є частка бука в 2-3 одиниці, в грабово-дубових бучинах – не менше п'яти одиниць.

3. Букові деревостани Західного Поділля представлені фенотипами з овальною і зонтичною формами крони практично в однаковій кількості (49,5% і 50,5%). Домінуючими є дерева з гладким типом кори (99,1%) темносірого кольору (100%). В селекційній структурі букових лісостанів Західного Поділля переважають нормальні середні дерева (50-55%), в окремих (плюсових) насадженнях значною є частка також плюсових і нормальних кращих фенотипів (20-30%).

4. В умовах Західного Поділля на деревах бука виявлено 20 дереворуйнівних грибів, з яких 4 види можуть утворювати вогнища масового ураження, 7 видів – локального ураження і 9 видів – не складають суттєвої небезпеки. Збудниками некрозних хвороб на буці є 4 види, ракових – 3, судинних хвороб не виявлено. В деревостанах бука зустрічаються також 44 види-філофаги. Найбільш небезпечними з них в умовах регіону досліджень є непарний шовкопряд, кільчастий шовкопряд, зимовий п'ядун, п'ядун-здирач звичайний і золотогуз. Комахи-ксилофаги на букових деревах представлені 23 видами, серед яких найбільше поширення мають родини короїдів і вусачів. Загалом, бук європейський на Західному Поділлі характеризується високою стійкістю до фітохвороб та ентомошкідників.

5. Під буковими лісами Західного Поділля основний фон складають сірі лісові суглинисті грунти та їх різновидності. Явних ознак буроземних процесів у грунтах регіону не виявлено. Короткочасні зміни (40-80 р.) корінних дубово-букових деревостанів на похідні грабові та грабово-смерекові суттєво не впливають на гранулометричний склад та фізико-хімічні властивості приповерхневого шару грунту. Відсутні істотні відмінності за механічними і основними фізико-хімічними показниками грунтів також між бучинами та дібровами Західного Поділля.

6. Під наметом зімкнутих (0,7-1,0) дубово-букових насаджень Західного Поділля виявлено 28 видів судинних рослин-сільвантів літнього аспекту, які зумовлюють, як правило, загальне проективне вкриття 5-60%. За еколого-фітоіндикаційними ознаками панівне становище у трав'яному покриві займають тіневитривалі мегатрофи, приурочені до свіжих і вологих гігротопів та грунтів з коливаннями в межах таких екологічних режимів: слабокислі – нейтральні, небагаті – досить багаті на солі, досить забезпечені – збагачені азотом.

7. Розвиток підліскових порід (бузини чорної, свидини криваво-червоної, бруслини європейської і бородавчатої, ліщини звичайної та ін.) у дубово-букових