Фізик

Ігор Васильович

УДК 630*622+630*116.28+630*111

ФІТОМЕЛІОРАТИВНІ НАСАДЖЕННЯ В УМОВАХ ПІВНІЧНО-СХІДНОЇ ЧАСТИНИ ВОЛИНСЬКОЇ ВИСОЧИНИ

Спеціальність 06.03.01 – лісові культури та фітомеліорація

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Львів- 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі лісівництва в Українському державному лісотех-ні-ч-ному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук, доцент Копій Леонід Іванович, Український держа-в-ний лісотехнічний універ-си-тет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри лісівництва

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

кандидат сільськогосподарських наук, старший на---у--ко-вий співробітник Соловій Ігор Павлович, Ук-ра-їнський державний лісотехніч-ний університет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри економіки та менед-жменту лісових підприємств

Провідна установа – Український науково-дослідний інститут гірсько-го лісівництва ім. П.С.Пастернака Держком-ліс-госпу України, лабораторія лісовідновлення, м. Іва-но-Фра-н-кі-вськ

Захист відбудеться “ 6 “ листопада 2003 р. о 1100 годині на засі-да-н-ні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському дер-жа-в-но-му лісотехнічному університеті за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чу-при-н-ки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського держа-в-но-го лісотехнічного університету за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чуп-ри-н-ки, 101.

Автореферат розісланий “ 3 “ жовтня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.Д.Бондаренко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Процес взаємодії суспільства і природи протягом тривалого періоду розвитку цивілізації обумовив поступове виснаження і за-бру-днення природних ресурсів, ослаблення захисної і водорегулюючої ролі лісів та різкого зменшення покритої лісом площі. За останні 500 років площа лі-сів України зменшилась майже утричі, а середня лісистість на сьогодні ск-ла--дає лише 15.6 %. Через надмірну розораність ( 57 % в середньому, а в Лісо-с-тепу 75-85 %) агроландшафти втратили свою стабільність, а площа еро-дова-них земель досягла 15 млн. га. Все це призвело до екологічної загрози зубо-жі-н-ня природи, різ-ко-го зменшення аграрного, лісоресурсного і економічного потенціалу країни.

Проблеми збереження і комплексного використання лісових і земель-них ресурсів в Україні тісно пов’язані між собою і з економічною ситуацією вза-галі. Вирішуватись вони повинні спільними зусиллями лісівників і аграр-ни-ків на основі принципів екорозвитку і в першу чергу шляхом екологічної оп-тимізації лісистості в агроландшафтах. Потрібно значно збільшити лісисті-с-ть шляхом створення фітомеліоративних лісових насаджень в агроландшаф-тах північно-східної частини Волинської височини, де особливо порушена їх стабільність і що дозволить не тільки покращити екологічний стан середо-ви-ща, а й сприятиме збільшенню лісоресурсного потенціалу малолісного регіо-ну.

Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводені автором в період 1989-2002 р.р. під час виконання на кафедрі лісів-ництва Українського державного лісотехнічного університету держбюджет-них тем "Оптимізація лісистості в агроландшафтах Західного регіону Украї-ни" (1989-1991) - № держреєстрації 01890086139 та "Оптимізація лісистості в пограничних районах України, Польщі та Білорусії" (1997-1999) - № держ-ре-є--стра-ції 0197U008799 в процесі розробки Державної науково-технічної прог-ра-ми "Екологія".

Мета і завдання дослідження. Мета роботи передбачала – дослідити агрохімічні властивості еродованих грунтів, їх вплив на ріст, розвиток, мікро-кліматичну роль створених фітомеліоративних лісових насаджень та розро-би--ти теоретичні при-нципи їх формування, розташування і технологію ство-ре-н-ня в умовах пі-в-нічно-східної частини Волинської височини.

Відповідно до поставленої мети вирішувались такі завдання:

1. Вивчити особливості ерозійних процесів в межах північно-східної ча-стини Волинської височини і вплив фітомеліоративних лісових насаджень на послаблення прояву негативних явищ.

2. Дослідити мікрокліматичну роль і екологічні функції лісових насад-жень в агроландшафтах регіону досліджень.

3. Визначити вплив еродованості і змитості грунтів на ріст захисних лі-со-вих насаджень.

4. Дослідити особливості технології створення фітомеліоративних лі-со-вих насаджень на низькопродуктивних землях.

5. Розробити концепцію раціонального використання низькопродукти-в-них земель та збільшення площі лісомеліоративних насаджень в агроланд-ша-ф-тах Волинської височини.

Об’єкт дослідження - лісові насадження на еродованих землях агро-ла-нд-шафтів північно-східної частини Волинської височини.

Предмет дослідження – ріст, розвиток фітомеліоративних насаджень та концепція їх раціонального розтащування в межах регіону досліджень.

Методи дослідження. Під час виконання дисертаційної роботи засто-со-ву-вались наступні методи: лісівничо-таксаційні – при закладці пробних площ та визначенні біометричних показників деревостану, порівняльної еко-ло-гії – для типологічної характеристики насаджень, грунтових – для аналізу гру-нтів. Кліматичні методи використовувались для аналізу мікрокліматич-но-го впливу фітомеліоративних лісових насаджень на суміжні агроугіддя. Дос-лідження впливу структури земельних угідь на стан земельних ресурсів, об-ро-бка отриманих результатів проводились з використанням методів варіацій-ної ста-тис-тики та математичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов північ-но-східної частини Волинської височини запропоновано науково-обгрунто-вану концепцію раціонального використання низькопродуктивних земель, які недоцільно використовувати у сільськогосподарському виробництві і опра-цьо-вані рекомендації щодо формування і розташування в агроландшафтах фітомеліоративних лісових насаджень, які визначають їх продуктивність і еко-логічну стабільність.

Проаналізовано ерозійні процеси і роль захисних лісових насаджень в аг-роландшафтах регіону досліджень. Досліджено вплив еродованості і зми-то-с-ті грунтів на ріст та розвиток лісових насаджень. Отри-мано нові дані щодо ро-лі створених фітомеліоративних лісових насаджень у по-слабленні ерозій-них процесів і підвищенні врожайності окремих сіль-сь-ко-го-с-подарських куль-тур. Вперше для умов регіону досліджень запропонована модель формування оптимального співвідношення компонентів агроландша-фту.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні і прикла-д-ні результати виконаних досліджень сприятимуть розвитку захисного лісо-ро-з-ведення на еродованих землях північно-східної частини Волинської висо-чи-ни. Розроблено науково-обгрунтовані рекомендації з вдосконалення техноло-гії створення захисних лісових насаджень на еродованих, низькопродуктив-них землях. Встановлено об’єми лісомеліоративних робіт та обгрунтовано оптимальні відстані розташування фітомеліоративних лісових насаджень в агроландшафтах регіону досліджень. Результати досліджень впроваджено в ДЛГО “Рівнеліс” та на території окремих ПСП Рівненської області. Окремі положення та висновки дисертації використовуються у навчальному процесі в Українському державному лісотехнічному університеті.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом са-мо-стійних досліджень здобувача, проведених в період з 1989 по 2002 роки. Збір експериментального матеріалу, його обробка, узагальнення та інтерпре-та-ція отриманих результатів виконані автором особисто. У наукових статтях та монографії, опублікованих у співавторстві, дисертантом представлені ре-зу-льтати досліджень, з участю співавторів проведено їх теоретичний аналіз. Дослідження фізико-хімічних властивостей грунтів проведено в лабораторії грунтознавства Львівського національного університету ім. Івана Франка.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і висновки дисертаційної роботи доповідались на науково-технічних конференціях викладачів і аспірантів Українського державного лісотехнічного університету (Львів 1995-2001), а також на міжнародній конференції "Проблеми та пер-спе-к-тиви розвитку лісівничої освіти, науки та виробництва” (Львів, 1999).

Публікації. За результатами проведених досліджень опубліковано три розділи в монографії “Оптимізація лісистості агроландшафтів північно-схі-д-ної частини Волинської височини”(обсягом 3.0 др.арк.) та 9 наукових статей, з них у фахових виданнях – 3 наукові праці.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 149 сто-рін-ках машинописного тексту і ілюстрована 13 рисунками, 16 фотогра-фі-я-ми, 46 таблицями. Робота складається з вступу, шести розділів, висновків та ре-ко-мендацій, додатків. Список використаних джерел складає 255 найме-ну-вань.

Зміст роботи

Проблеми екологічної оптимізації ландшафтів

Ступінь антропогенного навантаження на навколишнє середовище зна-чною мірою залежить від інтенсивності розвитку виробництва та заходів, які направлені на послаблення його негативного впливу. Екологічні втрати в результаті забруднення середовища серед розвинутих країн світу сягають 3-5 % валового національного продукту. Американським дослідником Л. Брау-ном визначено три глобальні напрямки охорони навколишнього середовища, які характерні для всіх країн світу: ерозія грунтів, надмірне антропогенне на-вантаження на природні екосистеми та проблема сировини .

Суть проблеми охорони земель від розвитку ерозійних процесів зво-ди-лась до захисту їх від необґрунтованого несільськогосподарського викори-с-тан-ня, від форм неефективного господарювання, які ведуть до зниження ро-дю-чості, сприяють ерозії, засоленню, заболоченню угідь, тощо. Погіршення стану земельних ресурсів спричинено також забрудненням ґрунтів шкідли-ви-ми хімічними речовинами. Сьогодні у світовій торгівлі обертається понад 70 тис. різноманітних хімічних сполук, більшість з яких не пройшли екологічної ек-спертизи і не допущені до використання. Суттєвого значення набувають на даний час зусилля більшості розвинутих країн світу, спрямовані на еко-логі-зацію сільськогосподарського виробництва, прагнення згладити зростаючі ускладнення між вимогами його інтенсифікації та необхідністю зберегти і під-тримати екологічну стабільність ландшафтів, а також зберегти повноцінне сере-довище для існування людини. Особливу роль в оздоровленні та очищен-ні всіх складових середовища відіграють ліси та лісові насадження. Вони запобігають водній та вітровій ерозії грунтів, сприяють затриманню вологи на сільськогосподарських угіддях, регулюють рівень води в ріках, фільтрую-ть воду, попереджують повені, оздоровлюють атмосферу, закріплюють рухо-мі піски, протидіють утворенню яруг, суттєво покращують мікроклімат сіль-гос-п-угідь.

В період запровадження колективної власності з метою формування великих сільськогосподарських полів знищувались різноманітні форми малої лісової рослинності (гаї, переліски, поодинокі дерева та кущі), вирівнювалась поверхня та контури полів. Інтенсифікація сільського господарства сприяла поглибленню протиріччя між заходами, які направлені на підвищення про-ду-к-тивності сільськогосподарського виробництва та заходами, які направлені на збереження стабільності ландшафту і навколишнього середовища. Одним із найважливіших факторів, які сприяють зростанню негативних процесів (ерозія грунтів, яроутворення, зсуви, повені тощо) є надмірний відсоток розо-раності сільськогосподарських угідь. За цим показником Україна впевнено посідає провідне місце в світі. На даний час в країні розорано понад 54 % сільськогосподарських угідь.

Формуванню стабільних агроландшафтів, шляхом насичення їх захис-ни-ми лісовими насадженнями, які б сприяли припинен-ню ерозії ґрунтів і під-ви-щенню урожаю сільськогосподарських, культур приділяли увагу в своїх ро-бо-тах А.В. Альбенський (1949,1971), Г.А.Харитонов (1963), А.А.Молчанов (1966), І.П.Теребуха (1970), Л.Л.Мольченко (1971), О.С.Мельник (1972), К.Л.Холуп’як (1973), А.І.Міхович (1981), С.А.Генсірук (1986,1989,1998,-1999), П.С.Пастернак (1988), О.І.Пилипенко (1994), Г.Б.Паулюкявічюс (1989,-), Л.І. Копій (1989,1995,1999,2000), Е.С.Павлов-с-кий (1990), І.П.Соловій (1991,1992,1995) та інші. Відповідно до обгрун-то-ваних принципів в Україні передбачається здійснення відповідних заходів щодо комплексного і раціонального використання і охорони земе-льних, вод-них та лісових ресурсів. При цьому особлива увага акцентується на необ-хі-д-но-сті підвищення лісистості території нашої держави, яка характеризується високою ступінню сільськогосподарської освоєнності 69,3 % і наявністю зна-ч-них площ (понад 16 млн. га.) еродованих земель. Заходи щодо стабілізації екологічної ситуації в Україні повинні бути адекватними загальноприйнятим засадам екорозвитку, які були обґрунтовані під час роботи міжнародного форуму з проблем довкілля та розвитку в Ріо-де-Жанейро у 1992 році та гли-б-ше деталізовані у програмі діяльності на ХХІ століття (Агенда – ХХІ сто-ліття).

Програма, методика та об’єкти досліджень

Дослідження проводились в Північно-східній частині Волинської ви-со-чини, яка відрізняється певними особливостями грунтово-кліматичних умов у порівнянні з умовами лісостепової зони України. Ця відмінність має свої особливості не тільки в розвитку ерозійних процесів, але й у лісо-рос-ли-н-них властивостях еродованих земель і тому повинна врахо-вуватись при фор-муванні стійких агроландшафтів у даному регіоні.

Об'єктами дослідження обрано яружно-балкові насадження штучного походження, створені на еродованих землях за останні 30 років в зоні дія-ль-ності Клеванського, частково Острозького та Дубнівського держлісгоспів, які розташовані на території північно-східної частини Волинської височини, що ши-рокою смугою тягнеться від долини річки Стир до східної межі під-об-ласті. Постійні та тимчасові пробні площі закладались за загальноприйнятою методикою (ОСТ 56-69-83…, 1984) в насадженнях, характерних за методом створення, віком, схемою змішування, складом, густотою, способом підго-то-в-ки грунту, терміном садіння, технологією садіння, використаними знаряд-дями, механізмами, кількістю і якістю проведених доглядів, віком садивного матеріалу. Типологічний опис та визначення типологічних одиниць прово-ди-ли за П.С. Погребняком (1963) та Д.В.Воробйовим (1967). Таксаційні показ-ники насаджень визначали з допо-могою (Таблиці ходу рос-ту…, !969; Сорти-ме-н-тные таблицы…, 1984)

На дослідних об’єктах аналізувались: ступінь приживленості, загаль-ний стан саджанців, особливості взаємовпливу деревних порід, характер і ступінь зімкнутості, особливості росту різних деревних порід на грунтах різ-ного ступеню змитості та на різноманітних схилах, ступінь заростання між-рядь бур’янами та наявність пошкодження ентомошкідниками і хворобами. Аналізувалась технологія створення лісових культур великомірним садивним матеріалом і визначалась придатність механізмів для проведення всього ци-клу лісокультурних робіт (підготовка грунту, закультивування, догляд за ку-ль-турами). Проводився фотохронометраж затрат та визначалась ефективність створення лісових культур великомірним садивним матеріалом за загально-прийнятими методика-ми. Всього було закладено - 30 пробних площ, 2 моно-еко-тонні та 2 поліекотонні трансекти з нівелірним ходом.

Гранулометричний аналіз грунтових зразків проводили за методикою Н.А.Качинського (1965), а фізико-хімічні показники визначали за загальнові-до-мими методами.

Математичну обробку результатів досліджень проводили на ПЕОМ з використанням прикладних програм та методів варіаційної статистики (Доспехов, 1985; Лакин, 1990).

Природні умови району досліджень

Геоморфологічні умови, клімат, грунти та рослинність регіону дослід-жень охарактеризовані на підставі детального опрацювання різнома-ніт-них літературних джерел (П.М.Цись, 1962; А.М.Маринич та ін., 1985; К.І.Ге-рен-чук, 1975, 1976; Климат Украины, 1967; В.Г.Бондарчук, 1959; Щ.Г.Андруще-н-ко, 1970; М.К.Кваша, 1970; Атлас почв Украинской ССР, 1979; В.Н.Баби-че-н-ко, М.Б.Барабаш, К.Т.Логвинов, 1984; С.А.Генсирук, 1992; 1995; 1998).

Геологічна підоснова Волинської височини, сформована з девонських відкладів крейди, мергелів та лесу, обумовила формування високопродуктив-них, ерозійно нестійких грунтів (світло-сірі, сірі опідзолені, темно-сірі опід-зо-лені і опідзолені чорноземи). Територія регіону досліджень розмежована рі-ками Західний Буг, Луга, Стир, Іква, Горинь. Розчленованість східної час-ти-ни височини, яка характеризується середньогорбистим рельєфом, сягає 1.6-2.0 км/км2, і сприяє утворенню яружно-балкових систем.

Формування клімату на території північно-східної частини Волинської височини відбувається під впливом достатньої кількості тепла (радіаційний баланс за рік сягає 38 ккал/см2), переважаючої циркуляції атлантичних повіт-ря-них мас, що супроводжується випаданням значної кількості опадів зливно-го характеру, які сприяють інтенсивному прояву ерозійних процесів на схи-лах та випуклих елементах рельєфу.

Для регіону досліджень характерна невисока лісистість (3-5 %), тут поширені свіжі і вологі грабові судіброви та діброви, а також свіжі та вологі грабово-соснові судіброви, субучини, а в окремих місцях бучини. Склад на-са--джень суттєво залежить від рельєфу місцевості (на підвищеннях переважа-ють сосна звичайна, дуб звичайний, бук лісовий, граб звичайний, а в пони-же-н-нях - ясен звичайний, вільха чорна, береза повисла). Незначну площу зай-ма-ють луки, сінокоси, вигони та пасовища, що суттєво послаблює стійкість ландшафтів до ерозійних процесів.

Антропогенна трансформація горбистих ландшафтів північно-східної частини Волинської височини

У підрозділах дається характеристика основних причин зменшення лі-систості в межах Волинської височини, аналізуються регіональні особливості ведення сільського та лісового господарства. Досліджено, що значному зро-с-танню інтенсивності винищення лісів в даному регіоні, сприяв розви-ток в середині XVI століття мануфактурного виробництва з виготовлення поташу, скла, заліза (неподалік населених пунктів Луцьк, Рівне, Клевань, Буда, Русь-ка-Гута, Кустин та інші), що обумовило поширення суцільних та пошукових способів рубок.

Розвиток сільськогосподарського виробництва в період з XVI до XIХ століття приурочувався до долин річок і зазнав найбільшої активізації після скасування кріпосного права. Суттєвому зростанню проявів негативних про-це-сів (ерозія грунтів, зсувні явища, пересихання річок тощо) сприяло зро-с-та-н-ня площі сілськогосподарських земель, їх розораності (більш як у 1.5 рази) та різке змен-ше-н-ня площі лісів в період XIХ- XХ століття. Низький рівень ве-дення сільського господарства та подрібнення лісових масивів між багатьма власниками, обумовили необхідність збільшення площі сільськогосподарсь-ких земель і винищення лісів.

Інтенсивна експлуатація лісових ресурсів та надмірне сільсько-гос-по-да-рське освоєння території північно-східної частини Волинської височини, сприяли суттєвій трансформації земельних ресурсів (лісові землі тут займа-ю-ть 12.1 %, сільськогосподарські угіддя – 84.2 %, а розораність сільськогос-по-дарських земель сягає 76 %), що відповідно спричинило інтенсивний прояв ерозійних і зсувних явищ і зменшення річкового стоку. Інтенсифікація сіль-сь-кого господарства (збільшення площі полів, використання важкої сільсько-гос-подарської техніки, застосування міндобрив, пестицидів та гербіцидів) в пе-ріод з 60-х років до кінця ХХ століття, обумовила різке зростанню площі еро-дованих земель (до 40 % сільгоспугідь) та зменшення їх продуктивності.

Лісові насадження в межах регіону досліджень не мають суцільного поширення, а розташовані у вигляді урочищ різноманітної площі. Найбільш представленими серед них є свіжі сугрудові типи (свіжі грабово-соснові су-ді-б-ро-ви займають в межах регіону досліджень площу понад 18 тис.га), які хара-к-теризуються високою продуктивністю (у віці 80 років запас деревини сягає 250-450 м3).

Особливості росту та фітомеліоративного впливу захисних лісових насаджень на еродованих грунтах

Агрохімічні показники змитих грунтів. Проведені дослідження доз-во-лили встановити, що суттєвому погіршенню родючості еродованих грунтів в межах регіону досліджень сприяє особливо малий вміст в їх механічному складі гранулометричних агрегатів розміром 1-3 мм та значний відсоток пи-лу-ва-тих часток. Після залісення еродованих грунтів, вже з другого - третього року росту фітомеліоративних насаджень, збільшується кількість глинистих часток (до 40 %) у грунтових горизонтах, зменшується вміст піщаної фракції та покращуються водні вла-с-ти--во-сті.

Експериментальні дослідження дозволили встановити, що під впли-вом насаджень з перевагою в складі листяних деревних порід у порівнянні із шпильковими, накопичення гумусу проходить інтенсивніше і перевищує йо-го вміст на суміжних сільгоспугіддях на 0.6-1.3 % (табл. 1). Спостерігається більш ін-те-н-сивне зменшення pH соляної витяжки і більш істотний ріст вмісту

Таблиця 1

Стан грунту | Тип господар-сь-кого викори-с-та-н-ня земель-ної ділянки | Рh

соляної

ви-тяжки |

Гумус,

% | Гідроліти-

чна кис-лотність | Загальний азот, % | Рухомі час-ти--ни ґрунту, мг/100 г | P2O5 | K2О | Слабозми-тий | Лісовий масив 4ДЗС2Г1Б, (60 р.) | 4.1+ 0.2 | 2.8+0.2 | 7.9 | 8.3 | 0.14 | 8.16 | Поле (озимина) | 7.0+ 0.3 | 1.5+0.4 | 7.6 | 8.4 | 0.08 | 9.12

Середньо-змитий | Лісосмуга

10С (21 р.) | 6.8+0.3 | 1.1+0.2 | 6.4 | 7.8 | 0.08 | 8.16 | Поле (озимина) | 7.1+0.4 | 0.6+0.1 | 7.4 | 6.3 | 0.05 | 7.56 | Намитий | Лісосмуга

5Д3С1Л1Яс, (21 р.) | 4.1+0.3 | 1.9+0.2 | 7.0 | 8.1 | 0.10 | 7.00 | Поле (кукурудза) | 6.7+0.4 | 1.3+0.3 | 7.6 | 8.0 | 0.07 | 10.68

Середньозважені агрохімічні показники у верхньому шарі грунту

рухо-мих катіонів Р2О5 та К2О під їх впливом на слабозмитих грунтах у по-рі-в-ня-нні з середньозмитими.

Вплив еродованості грунтів на збереження та ріст лісових насад-же-нь. У період з 1964 по 1994 років на території регіону досліджень лісогос-по-дарськими підприємствами було створено близько 9.5 тис. га фітомеліо-ра-тивних насаджень. Під час їх ство-ре-н-ня на землях лісомеліоративного фонду регіону досліджень, перевага нада-ва-лась аборигенним деревним породам (сосна звичайна –56 %, дуб звичай-ний – 31 %).

В результаті детальних обстежень існуючих насаджень вста-но-влено, що інтенсивність змитості грунту істотно впливає не тільки на при-жи-вленість окремих деревних порід (на намитому грунті приживленість сос-ни звичайної сягає 63 %, дуба звичайного – 100 %, а на сильнозмитому грунті, відповідно - 83 %, і 65.4 %), а також на їх приріст (табл. 2). Зме-ншення інтенсивності рос-ту сосни звичайної та дуба звичайного в за-ле-ж-но-сті від зростання ступеню змитості грунту, сягає в середньому близько 15 %. Причому се-ре-д-ній приріст у висоту сосни звичайної на різних за ступенем змитос-ті грунтах є у 2-3 рази більшим, ніж у дуба звичайного. Найкраще ростуть і розвиваються листяні та шпилькові деревні поро-ди на грунтах, які не зазанали істотного ерозійного впливу. Менш продуктивні листяні насадження фор-му-ються на намитих грунтах, значно гірше ростуть листяні і дещо краще соснові насадження на середньозмитих і погано ростуть та най-ча-с-тіше гинуть лісові насадження різноманітного складу на сильнозмитих гру-нтах.

Технологія та агротехніка створення фітомеліоративних лісових насаджень на землях лісомеліоративного фонду. Успішність створення лі-со-вих насаджень на землях лісомеліоративного фонду залежить від категорії і стану лісокультурної площі, вибору системи обробітку грунту та відповідних знарядь, породного складу лісових культур, схеми змішування деревних по-рід, технології створення насадження та підбору механізмів. В практиці ве-де-н-ня лісового господарства на території Волинської височини здавна існували традиційні прийоми підготовки грунту під лісові культури, які регламен-ту-вались категорією земель, наявністю ресурсів, робочої сили, те-хнічною осна-ще-ністю, періодом проведення лісокультурних робіт. Одним з найважливі-ших показників якості підготовки ґрунту під лі-со-ві культури є його водний ре--жим та фізичний стан. Визначення оптимального способу підготовки ґру-нту нами проведено на підставі аналізу варіантів підготовки ґрунту фрезою, плугом ПКЛ-70 та його рихлення з допомогою додаткових пристроїв лісоса-дивної машини одночасно з садінням сіянців і саджанців. Найкращий резуль-тат при створен-ні лісових насад-же-нь на староорних і еродованих землях, дося-г--ну-то при ме-ха-нізованому садінні лісових культур садивною машиною з по-пе-ре-д-ньою підготовкою грунту та з використанням садивного матеріа-лу рі-з-но-го віку.

Для забезпечення надійної конкуренції дуба звичайного з трав’янис-ти-ми рослинами та швидкорослими деревними породами, під час створення лі-сових насаджень на землях лісомеліоративного фонду, доцільно викорис-то-вувати багаторічні саджанці дуба звичайного поряд з однорічними сіянцями

Таблиця 2

Приріст деревних порід за останні 5 років в насадженнях на грунтах різного ступеню змитості

№ п/п | Ступінь еродовапості грунту, склад деревостану, вікПородиСередні прирости по роках, см | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 | 1991 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 24 | 6Д4С+Св намитий, 9 роківСосна звичайна21.0 ±0.8 | 28.8±1.1 | 38.5±1.5 | 48.7±2.0 | 59.8±1.6 | Дуб звичайний12.6±0.9 | 13.9±0.7 | 14.8±0.8 | 15.6±0.7 | 16.1±1.0 | 24 | 5Д4С1Св середньозмитий, 9 роківСосна звичайна17.9±0.7 | 23.6±0.8 | 33.3±1.3 | 43.0±1.4 | 53.5±1.4 | Дуб звичайний9.3±0.5 | 10.7±0.5 | 11.6±0.5 | 11.8±0.5 | 12.0±0,6 | 25 | 5Д4С1Св середньозмитий, 9 роківСосна звичайна18.0±1.1 | 27.8±1.3 | 43.0±1.4 | 48.7±1.7 | 58.3±1,6 | Дуб звичайний11.5±0.6 | 11.8±0,6 | 11.9±0.6 | 13.3±1.7 | 16.5±0.9 | 25 | 5Д4С1Св намитий, 9 роківСосна звичайна21.6±1,1 | 34.9±1.4 | 45.4±1.5 | 58.9±1.6 | 63.7±1.8 | Дуб звичайний13.4±0.6 | 13.8±0.6 | 14.3+0.6 | .15.6±0.6 | 18.6±0.6 | 26 | 5Д4С1Св середньозмитий, 9 роківСосна звичайна20.4±0.7 | 30.9±1.0 | 41.8±1.2 | 47.7±1.6 | 58.7±1.5 | Дуб звичайний12.6±0.5 | 13.7±0.6 | 14.8±0.6 | 15.0±0.6 | 16.3±1.6 | 26 | 5Д4С1Св намитий, 9 роківСосна звичайна18.1±0.8 | 28.0+1.0 | 38.0±1.1 | 41.6±1.4 | 54.0±1.4 | Дуб звичайний11.0±0.6 | 12.0±0.5 | 12.6±0,5 | 13.0±0.7 | 13.9±0.8 | 28 | 5С4Д1Кл незмитий, 10 роківСосна звичайна60.4±1.4 | 63.1±2.9 | 67.5±2.5 | 74.1 ±2.5 | 83.6±2.4 | Дуб звичайний15.1±0.6 | 15.7±0.5 | 16.9±0.5 | 17.8±0.5 | 20.3±0.5 |

сосни звичайної та інших деревних порід, що сприяє не тільки зменшенню витрат (до 14 %) на створення таких насаджень, а й дозволяє скоротити терміни їх вирощування до періоду ефективного меліоративного впливу.

Фітомеліоративна роль захисних лісових насаджень. Встановлено, що під впливом захисних лісових насаджень розташованих на рівнинних еле-ме-нтах рельєфу в умовах північно-східної частини Волинської височини шви-дкість вітру зменшується на відстані до 400-500 м з завітряної сторони. При розташуванні фітомеліоративних насаджень на вершинах пагорбів шви-д-кість вітру додатково зменшується на 34 %, а відстань позитивного впливу зростає до 600 м. При їх розташуванні в понижених місцях відстань пози-ти-в-ного впливу зменшується до 400 м. Зміна температури повітря під впливом захисних лісових насаджень спостерігається на відстань до 400 м (різниця показників температури повітря в насадженні і у відкритому полі в полудень сягає 4.7оС), а зміна температури грунту - до 100-150 м (грунт на глибині до 5 см найсильніше прогрівається з 15 до 18 години).

Під впливом захисних лісових смуг ажурної конструкції вологість по-ві-тря із завітряної сторони зростає на 13-15 % на відстані до 150 м. Най-ефек-ти-вніша снігозатримуюча роль фітомеліоративних лісових насаджень в умо-вах дослід-жу-ваного регіону, спостерігається при їх поєднанні у замкнуту си-с-тему. Це сприяє рівномірному відкладанню снігу на відстань до 250 м. Під впливом захисних лісових насаджень в даних умовах спостерігається зроста-н-ня урожайності жита, пшениці та картоплі на відстань від 15 до 400 м із за-ві-т-ряної сторони, що визначає межі їх позитивного мікрокліматичного впливу і повинно використовуватись під час розрахунку оптимальних параметрів сіль-ськогосподарського поля та при розрахунках оптимального співвідношення компонентів агроландшафту.

Принципи оптимального розташування фітомеліоративних насаджень в агроландшафтах північно-східної частини Волинської височини

Концепція оптимізації лісистості агроландшафтів. Основною при-чи-ною розвитку негативних процесів в північно-східній частині Волинської височини виступають фактори антропогенного характеру (надмірне виру-бу-ва-ння лісів, нерегульоване збільшення сільськогосподарсь-ких угідь, нарізу-вання сільськогосподарських полів великої площі без вра-хування рельєфу місцевості, значна частка ріллі в структурі земельних угідь, використання важкої сільськогосподарської техніки та великої кількості хімі-ч-них речовин, знищення біогруп лісової рослинності серед агроугідь, то-що). Найбільш потужним стабілізуючим фактором в межах регіону дослідже-нь виступають різноманітні лісові насадження, які суттєво впливають на мікроклімат тери-то-рії, протидіють ерозійним процесам, регулюють тепловий, водний та віт-ро---вий режим місцевості. Оптимальне насичення агро-ла-н-д-шаф-тів лісо-вими екосистемами передбачає просторове протиставлення екологічно де-стабі-лі-зуючим територіальним утворенням – екологічно стабілі-зу--ю-чих, що спри--яє суттєвому покращенню екологічного стану навколиш-ньо-го се-ре-довища. По-сла-блення існуючих негативних екологічних процесів можна до-сягнути, ком-плексно оптимізувавши сучасну ландшафтну структу-ру регі-ону досліджень протягом декількох етапів, які передбачають науково об-ґрунтоване розчле-ну-ва-ння великих безлісих сільськогосподарських тери-то-рій на менші складові за водозбірним принципом та раціональне розташування угідь із забез-пе-чен-ням оптимального співвідношення компонентів ландшаф-ту (ліс, рілля, луки).

Формування просторової структури агроландшафтів. При форму-ва-н-ні просторової структури агроландшафтів в умовах Волинської височини потрібно відшукати і впрова-ди-ти критерії збалансованого співвідношення між експлуатацією геосистем (ра-ці-о-нальним використанням їх виробничих ресурсів) та їх охороною. Слід мо-де-лю-вати таку територіальну організацію агроландшафту, яка могла б сут-тє-во змінити його саморегуляцію, та підви-щи-ти стійкість до деструктивних проце-сів. Одним із головних напрямків ви-рі-шен-ня цього завдання є оптимальне насичення агроландшафту морфоло-гі-ч-ни-ми елементами екологічного призначення - локальними геосистемами бу-фе-р-ного типу, які можуть бути як природними, збереженими від первинного природного ландшафту, так і спеціально створеними антропогенними. Лісові, лугові та інші природні екосистеми, які характеризуються високим ступенем замкнутості малих циклів кругообігу речовин і більш складною структурою, ніж агроекосистеми, виконують роль біохімічних бар'єрів у ландшафті, стабі-лі-зують середовище, відновлюють біологічні ресурси, забезпечують приту-лок і шляхи міграції для багатьох видів тварин, рослин і таким чином компе-н--сують негативний вплив господарської діяльності на ландшафт. Залісення ни-зькопродуктивних земель, створення полезахисних смуг та інших катего-рій фітомеліоративних насаджень компенсує скорочення площі сіль-сь-ко-гос-подарських угідь стабілізацією екологічної ситуації, поліпшен-ня мікрокліма-ти-ч-них умов на прилеглих сільськогосподарських угіддях, що позитивно поз-на-читься на їх продуктивності (підвищиться урожайність сільськогосподар-сь-ких культур, продуктивність кормових угідь та ін.). Для під-тримання еко-логічної стабільності в ландшафті дуже важливо, щоб лісові на-садження були ра-ціонально розподілені по всій території, тобто щоб всі безлісі орні землі перебували в зоні сприятливого екологічного впливу лісових насаджень. Особ-ливу фітомеліоративну роль в агроландшафтах Волинської височи-ни відігра-ю-ть при-ро-дні деревно-чагарникові насадження (переліски, гаї, чагарникові за-ро-с-ті і навіть поодинокі дерева та чагарники) на луках, ви-го--нах, серед розо-раних площ на берегах рік і інших водойм. Ви--сокоорга-ні-зо-ва-ні ландшафти з більш розвиненою структурою здатні по-м'я-к-шувати зовні-ш-ні впливи (зли-ви, сильні вітри, техногенні навантаження) зна-чно інтен-си-в--ні-ше, ніж спро-ще--ні та менш організовані.

При формуванні стійких ландшафтів в умовах регіону досліджень пе-р--ви-н--ним етапом цього багатоцільового завдання повинно стати науково-об-гру-н-товане розчленування території на окремі складові. Усі заходи з оптимізації ландшафту не-обхідно приурочувати до водозбірних територій, починаючи від найменших во-дозборів (мікроводозборів) і завершуючи найбільшими. Заключ-ним етапом вирішення даної проблеми повинно бути оптима-ль-не розташу-вання земель, що базується на принципі функціональної відпо-від-но-с-ті, при якій використання земель визначається їх внутрішніми природними властивостями та ресурсною цінністю. З цією метою необ-хі-дно проводити заходи щодо фо-р-мування системи масивних та фітомеліоративних лі-со-вих насаджень, які сприяли б зменшенню ерозійних процесів, поліп-ше-н-ню мікроклімату в агро-ла-ндшафтах і збільшенню урожаю. Відповідно до цих завдань схили півден-ної та південно-східної експозиції крутизною понад 15о, необхідно вилучити з сільськогосподарського користування та провести їх залісення, надаючи пе-ре-вагу в складі насаджень на вершинах пагорбів та у привододільній зоні со-с-ні звичайній, в середній частині схилів – сосні звичайній, дубу червоному та зви-чайному, а в нижній - дубу звичайному, буку лісовому та іншим листя-ним деревним породам.

В межах регіону досліджень, необхідно передбачити більш значну уча--с-ть в структурі земельних угідь лісових насаджень (15-20 %), луків (15-20 %) та зменшити відсоток сільськогосподарських земель (до 65 %), що дозво-ли-ть суттєво покращити екологічний стан навколишнього середовища.

Модель оптимізації співвідношення компонентів в агроландша-ф-тах Волинської височини. Інтенсивність ерозійних проце-сів на території Во--лин-ської височини обумовлена значною площею сільсько-гос-подарських угідь (відсоток сільськогосподарських земель коливається від 60.2 % у Дуб-нівському до 78.8 % в Гощанському адміністративних районах), значною їх ро-зораністю (від 68.7 % в Сокальському до 90.8 % у Млинівсь-ко-му районах), незначною лісистістю (в західній частині до 13 %, в південній – 26 %, пів-ні-ч-но-східній – 3-5 %) та складним рельєфом місцевості (абсолютна висота па-го-р-бів тут сягає до 250-270 м, а глибина місцевих базисів ерозії – 40-80 м). На підставі проведених досліджень виявлено, що в умовах регіону досліджень існує тісна зворотня кореляційна залежність (R= - 0.8691± 0.1003) між пло-щею еродованих земель та площею лісових насаджень, яка описується рів-ня-нням регресії: y = 23.4 x0.3882 e-0.061x; тісна пряма кореляційна залежність (R= 0.7833-± 0.0983) між площею еродованих земель та площею сільгоспугідь, яка описується рівнянням регресіє: y = 39.6 x0.1713; тісна пряма кореляційна за-ле-ж--ність (R= 0.6649± 0.0765) між площею еродованих земель та площею ріллі, яка описується рівнянням регресії: y = 52.4 x0.142. Відомо, що вплив цих фак-то-рів на процеси ерозії відбувається не обособлено, а в тісній взаємодії, що в свою чергу викликає своєрідні зміни в характері їх сприяння інтенсивності ерозійних про-цесів.

На підставі встановлених закономірностей нами проведено розраху-нок трьохфакторної моделі залежності площі еродованих земель від лісисто-с-ті, сільсько-го-с-по-дарської освоєності та розораності сільгоспугідь в умовах Во-линської височини (табл. 3). Відповідно до розрахованої моделі, змен-ше-н-ня площі еродованих земель можна обумовити, суттєво збільшуючи в ме-жах ре-гіону досліджень показник лісистості. Більш радикально вплинути на змен-ше-ння площі еродованих земель можна регулюючи одночасно всі три показ-ники моделі, а саме показник лісистості, сільськогос-по-дарської освоє-ності та розораності сільгоспугідь.

Теоретичні засади оптимального розташування фітомеліоратив-них насаджень. Складний рельєф в межах Волинської височини обумовлює необхід-ні-с-ть формування на її території системи масивних та смугових лісо-вих насад-же-нь різного цільового призначення. Під час проведення заходів, спрямованих на оптимальне розташування фітомеліоративних насаджень не-об-хідно врахову-ва-ти особливості рельєфу, еро-зійну напруженість території, еро-зій-ну піддат-ли-вість грунтів, суму та ха-ра-ктер опадів, структуру угідь, лісис-ті-с-ть, харак-тер розміщення лісів та їх стан в межах елементарного водозбору. Пріоритетним завданням в умовах регіону досліджень повинно бути форму-ван-ня замкнутої системи фітомеліоративних насаджень, що передбачає вилу-чення з сільськогосподарського користування сильно та дуже сильноеро-до-ва-них земель з подальшим їх залісенням та залуженням відповідно до проведе-них розрахунків. Розчленування значних безлісих сільськогосподарських те-ри-торій необхідно проводити на поля площею 40-65 га, які повинні бути око-н-турені лісовими смугами різноманітного призначення (вітроломні, ґру-н-то-захисні, водорегулюючі) і розташовані довшою стороною перпендику-лярно до напрямку пануючих вітрів та впоперек схилу. Довжина її не повинна перевищувати 400-500 м, що відповідає межам мікрокліматичного впливу захисних лісових смуг в умовах височини. В понижених місцях на території річкових долин та по бе-ре-гах річок і невеликих струмків необхідно створити відповідно до встанов-ле-них нормативів ув’язану з іншими захисними смугами та масивними лісо-ви-ми насадженнями систему прируслових, полезахисних поперечних, коль-ма-ту-ю-чих смуг. При цьому тут необхідно передбачити створення садів, ку-льтурних пасовищ, сінокосів та посадок горіхоплідних кущів.

Таблиця 3

Площа еродованих земель в залежності від лісистості, сільськогос-по-дарської освоєності та розораності сільгоспугідь в межах Волинської височини, %

(при лісистості – 5 %)

№ п/п | Розо-рані-сть сіль-госп-угідь, % | Сільськогосподарська освоєність, %

1. |

1 | 66,0 | 27,8 | 28,2 | 28,6 | 29,0 | 29,4 | 29,8 | 30,2 | 30,6 | 31,0 | 31,4 | 31,8 | 32,2

2 | 68,0 | 28,5 | 28,9 | 29,3 | 29,7 | 30,1 | 30,5 | 30,9 | 31,3 | 31,7 | 32,1 | 32,5 | 32,9

3 | 70,0 | 29,1 | 29,5 | 29,9 | 30,3 | 30,7 | 31,1 | 31,5 | 31,9 | 32,3 | 32,8 | 33,2 | 33,6

4 | 72,0 | 29,8 | 30,2 | 30,6 | 31,0 | 31,4 | 31,8 | 32,2 | 32,6 | 33,0 | 33,4 | 33,8 | 34,2

5 | 74,0 | 30,4 | 30,9 | 31,3 | 31,7 | 32,1 | 32,5 | 32,9 | 33,3 | 33,7 | 34,1 | 34,5 | 34,9

6 | 76,0 | 31,1 | 31,5 | 31,9 | 32,3 | 32,7 | 33,1 | 33,5 | 33,9 | 34,3 | 34,7 | 35,1 | 35,5

7 | 78,0 | 31,8 | 32,2 | 32,6 | 33,0 | 33,4 | 33,8 | 34,2 | 34,6 | 35,0 | 35,4 | 35,8 | 36,2

8 | 80,0 | 32,4 | 32,8 | 33,2 | 33,6 | 34,0 | 34,5 | 34,9 | 35,3 | 35,7 | 36,1 | 36,5 | 36,9

9 | 82,0 | 33,1 | 33,5 | 33,9 | 34,3 | 34,7 | 35,1 | 35,5 | 35,9 | 36,3 | 36,7 | 37,1 | 37,5

10 | 84,0 | 33,8 | 34,2 | 34,6 | 35,0 | 35,4 | 35,8 | 36,2 | 36,6 | 37,0 | 37,4 | 37,8 | 38,2

11 | 86,0 | 34,4 | 34,8 | 35,2 | 35,6 | 36,0 | 36,4 | 36,8 | 37,2 | 37,6 | 38,1 | 38,5 | 38,9

12 | 88,0 | 35,1 | 35,5 | 35,9 | 36,3 | 36,7 | 37,1 | 37,5 | 37,9 | 38,3 | 38,7 | 39,1 | 39,5

13 | 90,0 | 35,7 | 36,2 | 36,6 | 37,0 | 37,4 | 37,8 | 38,2 | 38,6 | 39,0 | 39,4 | 39,8 | 40,2

14 | 92,0 | 36,4 | 36,8 | 37,2 | 37,6 | 38,0 | 38,4 | 38,8 | 39,2 | 39,6 | 40,0 | 40,4 | 40,8

Для послаблення прояву нега-ти-в-них процесів в межах півні-ч-но-схід-ної час-ти--ни Волинської височини, необхідно провести збільшення лісистості те-ри-то-рії регіону досліджень шляхом створення системи фіто-мелі-о-ративних лі-со-вих насаджень в межах елементарних водозборів, з одночас-ним змен-ше-н-ням сі-льськогоподарської освоєності, розораності сільгоспугідь та площі еро-до-ва-них земель відповідно до запропонованої моделі. Виконання цього зав-да-ння необхідно здійснити в три етапи, за-безпечивши залісення про--тягом пе-р-шого етапу до 2010 року земель вилу-че-них з сільськогоспо-да-р-сь-кого корис-ту-вання на площі 18 тис.га, що дозволить збільшити лісистість агроланд-шафтів до 10 %, а загальну лісистість до 19.5 %. У період до 2025 року необ-хідно збіль-ши-ти площу лісових насаджень на 21.4 тис.га, довівши лісистість в агро-ланд-ша-ф-тах до 12 %, а загальну - до 23.2 %. Протягом заклю-ч-ного ета-пу планується збі-льшити площу лісових насад-же-нь на 24.1 тис.га, що сприя-ти-ме не тільки збі-льшенню лісистості агроланд-ша-фтів до 15 %, за-га-льної - до 27.2 %, а й до-з-во-лить сформувати замкнуту сис-те-му захисних лісо-вих насад-же-нь і забез-пе-чи-ти суттєве зменшення інтенсив-ності ерозійних про-цесів та покра-щити еко-ло-гічний стан навколишнього се-ре-до-вища. Після завершення робіт по формуванню замкнутої системи фітомеліо-ра-тивних лісових насад-же-нь, що пов’язано з залісенням та залуженням земе-ль вилучених з сільсько-господар-сь-кого користування, доцільно визначити на території Волинської ви-сочини ме--жі регіонального природного парку, що доз-волить не тільки зберегти уні-ка-льну природу, викопродуктивні лісові насадження та сільсь-ко-гос-подарські угіддя, сприятиме зменшенню інтенсивності прояву негативних процесів, за-бе-з-печить збереження природних ресурсів, підвищить потенційні можливості розвитку лісового та сільськогосподарського виробництва.

Висновки та рекомендації

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та аналіз експеримен-та--льних даних щодо росту лісових насаджень на еродованих землях та осо-б-ли-востей їх розташування в агроландшафтах північно-східної частини Воли-н-ської височини. Проведено аналіз структури, породного складу, лісівничо-та-к-саційних показників створених лісостанів, вивчено особливості зміни аг-ро-хімічних показників грунту на залісених ділянках, досліджено фітомеліо-ра-тивний вплив лісових насаджень на суміжні агроугіддя, проаналізовано залежність негативних процесів в межах сільськогосподарських земель від їх структури та опрацьовано модель оптимального співвідношення компонентів агроландшафту. Розроблено концепцію раціонального використання низько-про-дуктивних земель та збільшення площі фітомеліоративних лісових насад-жень в агроландшафтах регіону досліджень.

1. Інтенсивна експлуатація земельних і лісових ресурсів північно-схід-ної частини Волинської височини протягом декількох століть призвела до зна-чного зменшення площі