НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Ільків Іван Стефанович

УДК 630*228, 630*531, 630*536

МОРФОЛОГО-ТАКСАЦІЙНА СТРУКТУРА

БУКНЯКІВ БЕСКИДІВ

06.03.02 – лісовпорядкування та лісова таксація

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Українському державному лісотехнічному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Горошко Мирон Петрович,

Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри лісової таксації та лісовпорядкування

Офіційні опоненти: - доктор сільськогосподарських наук, професор

Рябчук Василь Петрович,

Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри ботаніки, деревинознавства і недеревних ресурсів лісу

- кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Кічура Володимир Петрович,

Закарпатське обласне управління лісового господарства,

заступник начальника

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

Захист відбудеться „ 2 ” лютого 2005 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.09 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці НАУ за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41.

Автореферат розісланий „ 23 ” грудня 2004 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Кравець П.В.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У межах України з усіх листяних порід за площею і запасом насадження з участю бука лісового (Fagus sylvatica L.) посідають друге місце після дуба звичайного (Quercus robur L.). В умовах Львівщини букові ліси займають 20,9 % площі вкритих лісовою рослинністю земель і мають велике господарське, екологічне та соціальне значення.

Лісові масиви Бескидів розташовані на першому гірському валі північного мегасхилу Карпат й утворені з бука лісового, ялини звичайної (Picea abies (L.) Karst.), ялиці білої (Abies alba Mill.) з домішками інших деревних порід. Саме тут, у Бескидах, за даними багатьох дослідників, проходить межа суцільного поширення бука лісового. Згідно з попередніми дослідженнями, до початку інтенсивного освоєння цього реґіону букові ліси займали близько 60% площі. Але невеликі висоти гір, їх пологі схили, розвинута мережа доріг, добрі кліматичні умови сприяли інтенсивному розвитку сільського та лісового господарства в Бескидах. Упродовж декілької століть це призвело до значного зменшення частки букових лісостанів та їх заміни на насадження більш швидкорослих, але менш стійких порід, зокрема ялинових. У ХІХ і ХХ століттях букові ліси Карпат зазнали значного техногенного впливу. Вони стали об’єктом численних господарських та наукових експериментів. Усе це різною мірою позначалося на стані і стабільності лісових масивів взагалі та букняків зокрема.

Здійснені раніше дослідження букових насаджень свідчать про порушення їх природної структури, що впливає на виконувані ними фізіологічні, екологічні та захисні функції, призводить до погіршення екологічної ситуації в реґіонах та природних катастроф, які почастішали останнім часом. Складені в повоєнний період на основі вивчення природних букових насаджень нормативи в сучасних умовах потребують уточнення, оскільки сьогодні у Бескидах майже не залишилося незайманих людиною букняків, за винятком ділянок, що містяться у важкодоступних місцях або охороняються. Сучасна тенденція переходу від утилітарного до соціального використання лісових екосистем вимагає детальнішого вивчення не лише стовбура окремих рослин, але й інших морфологічних частин дерев та цілих насаджень, серед яких чільне місце належить кронам дерев та всьому намету насаджень. Хоча попередніми дослідженнями охоплено значне коло питань росту, розвитку та продуктивності букових насаджень, але окремі питання морфолого-таксаційної структури вивчені ще недостатньо. Тому дослідження сучасних лісівничих, таксаційних і морфологічних особливостей будови модальних букових насаджень Бескидів та прогноз їх розвитку на майбутнє є актуальним питанням лісової науки і практики.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. У роботі наводяться результати вивчення морфологічної структури букняків у Бескидах, яке триває й досі. Тема є складовою частиною напряму наукової діяльності кафедри лісової таксації та лісовпорядкування Українського державного лісотехнічного університету “Багатомірна оцінка структури і динаміки фітомаси деревостанів для вдосконалення інвентаризації лісових ресурсів (на прикладі лісів заходу України)”, № 0198U0022977, та науково-дослідної діяльності НПП „Сколівські Бескиди” „Формування мережі моніторингових ділянок для спостереження за станом лісової рослинності”.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - встановити особливості таксаційної та морфологічної структури марґінальних букових насаджень Бескидів і розробити пропозиції стосовно формування їх оптимального стану та продуктивності.

Для здійснення поставленої мети передбачалося виконання таких завдань:

- опрацювати окремі елементи існуючих методик вивчення просторової структури насаджень;

- встановити морфологічні особливості букових насаджень, соціальний стан і морфологічні характеристики окремих дерев та їх сукупностей;

- визначити об’єм та поверхню росту намету насаджень, а також основні таксаційні і морфологічні показники намету та його складових частин;

- вивчити особливості просторової структури букових насаджень Бескидів і закономірності їх таксаційної будови;

- встановити та проаналізувати взаємозалежності між основними таксаційними і морфологічними показниками дерев та насаджень методами парної та множинної реґресії;

- розробити моделі обчислення основних таксаційних показників букових насаджень.

Об’єкт дослідження - процеси формування морфологічних і таксаційних ознак насаджень бука лісового в насадженнях Бескидів.

Предмет дослідження - особливості просторової структури та взаємозв’язок між морфологічними і таксаційними показниками в букових насадженнях Бескидів.

Методи дослідження. Польові, методичні та теоретичні дослідження здійснювалися із застосуванням системного підходу до вивчення і моделювання розвитку лісостанів із використанням сучасної комп’ютерної техніки, програмного забезпечення та інформаційних технологій. Для виконання поставлених завдань польові дослідження здійснювалися за типовими у лісовій таксації та уточненими нами методиками. Обчислення здійснювалися на основі бази даних тимчасових і постійних пробних площ. Для дослідження рядів розподілу, визначення статистичних показників, встановлення наявності між таксаційними та морфологічними показниками кореляційних зв’язків, їх тісноти та моделювання таксаційних і морфологічних показників використовувалися закони, основні положення біометрії (кореляційний та реґресійний аналізи). Для оцінки відповідності й адекватності математичних моделей використано стандартні статистичні методи. При порівнянні отриманих результатів використано аналітичний і графічний способи.

Наукова новизна одержаних результатів. Удосконалено теоретичні та методологічні засади вивчення морфологічної і таксаційної структур модальних насаджень. Основні положення роботи, які визначають сутність наукової новизни здійсненого дослідження, полягають у такому:

- використано вдосконалену автором методику вивчення просторової структури насаджень;

- запропоновано нові теоретичні підходи для обчислення морфологічних показників крон окремих дерев та намету насаджень;

- отримано редукційні числа та величини ранґу середнього дерева для морфологічних показників крон дерев;

- удосконалено ідею використання для моделювання об’єму крони поєднання декількох об’ємних геометричних фігур та зумовлено їх застосування шляхом введення показників форми частини крони дерев;

- обґрунтовано доцільність обчислення верхньої висоти модальних насаджень за допомогою висот 100 найвищих дерев;

- вперше вивчено морфологію намету букових насаджень у розрізі соціальних рівнів;

- запропоновано теоретичні підходи та умови обчислення індексів заповнення об’єму намету кронами дерев та поверхні росту намету;

- розроблено моделі визначення таксаційних показників букових насаджень із використанням морфологічних показників дерев та їх крон.

Практичне значення одержаних результатів. Використані теоретичні підходи можуть застосовуватися для детального вивчення морфолого-таксаційної структури букових насаджень із застосуванням сучасних засобів опрацювання матеріалів. Апробовані методи й отримані результати придатні для дослідження рослинних угруповань інших деревних порід, дешифрування матеріалів дистанційного вивчення земель лісового фонду, розробки нових і вдосконалення існуючих систем господарювання в лісовому господарстві, потреб ландшафтної архітектури, містобудування, захисного лісорозведення, а також у навчальному процесі. Практичне застосування результатів дисертаційної роботи в системі обліку лісових ресурсів здійснено Львівською державною лісовпорядною експедицією Українського проектного державного лісовпорядного виробничого об’єднання “Укрдержліспроект”; Українським державним лісотехнічним університетом у навчальному процесі при вивченні дисциплін “Лісова таксація” (7.130401 – лісове господарство; 7.130402 – садово-паркове господарство), “Парколісовпорядкування” (7.120102 - містобудування), що передбачено освітньо-професійною програмою підготовки бакалаврів і спеціалістів за напрямом “Лісове і садово-паркове господарство”; Сколівським держлісгоспом державного лісогосподарського об’єднання “Львівліс”.

Особистий внесок здобувача. Усі сформульовані у дисертації методичні підходи, наукові положення, висновки та пропозиції належать автору і є його науковим доробком. Дисертація є завершеною науковою працею, в якій автором вирішено важливі завдання – опрацьовано теоретичні і методичні підходи вивчення морфолого-таксаційної структури насаджень, зібрано та опрацьовано польовий матеріал, вивчено структуру насаджень за таксаційними та морфологічними показниками, досліджено морфологічні особливості намету букняків, розроблено моделі обчислення основних таксаційних показників насаджень з використанням морфологічних показників дерев.

Апробація результатів дисертації. Отримані результати представлені у вигляді виступів на наукових конференціях (УкрДЛТУ, 1994 р., 1997 р., 1998 р., 1999 р., 2002 р.), Погребняківських читаннях (УкрДЛТУ, 1994р.), на міжнародних конференціях: “Лісотехнічна освіта і наука на рубежі ХХІ століття: Сучасний стан, проблеми і перспективи” (УкрДЛТУ, 1995 р.), “Наука і освіта” (Дніпропетровськ, 1998 р.), “Проблеми та перспективи розвитку лісівничої освіти, науки та виробництва” (УкрДЛТУ, 1999 р.).

Публікації. Результати досліджень опубліковані у 11 наукових працях, з них 5 - у фахових журналах. Одноосібно видано 8 робіт.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота виконана в машинописі на 184 сторінках і складається зі вступу, 5 розділів, висновків та рекомендацій, списку літературних джерел (203 найменування) і 15 додатків на 24 сторінках. Текст містить 27 рисунків і 22 таблиці.

основний зміст роботи

Розділ 1. Теоретичні та методологічні передумови дослідження морфолого-таксаційної структури букових насаджень. Окреслено проблеми вивчення морфолого-таксаційної структури і продуктивності насаджень взагалі та в Карпатах зокрема. Проаналізовано погляди на вирішення питань підвищення продуктивності лісів багатьох вчених у країнах СНД, Східної та Західної Європи. Відзначено існування лісівничих, економічних, сировинно-експлуатаційних, фітомеліоративних, екологічних, соціальних, морфометричних та багатьох інших поглядів на поняття продуктивності насаджень. Відзначено вклад у вивчення продуктивності та структури насаджень відомих вчених лісівників, серед яких значних результатів досягнули: Богачев А.В., Борсук Д.В., Бузикін А.И., Верхунов П.М., Гаврилюк М.В., Гавріков В.Л, Голубець М.А., Гордієнко М.І., Гордіна Н.П., Горошко М.П., Грабарник П.Я., Грибанов В.Я., Давидов М.В., Данилін І.Н., Зеленський М.Н., Ільїна Н.А., Іпатов В.С., Кірієнко Г.І., Кічура В.П., Козьяков С.М., Комаров А.С., Крилова В.И., Криницький Г.Т., Кузьмічьов В.В., Кучерявий В.П., Лакида П.І., Лебединський В.В., Леонтяк Г.П., Миклуш С.І., Парпан В.І., Рябчук В.П., Сабан Я.О., Секретенко О.П., Стойко С.М., Строчинський А.А., Судніцина Т.Н., Ткач В.П., Фалалєєв Е.Н., Фелів А.А., Хлєбопрос Р.Г., Хомюк П.Г., Цурик Є.І., Швиденко А.З., Яновський Л.Н., Ященко П.Т., Assmann E., Baur F., Dieterich V., Flury Ph., Guttenberg A., Hartig R., Jaworski A., Karczmarski J., Lemke J., Lorey T., Pach M., Pawlowski B., Paulsen J., Podlaski R., Pressler М., Weber R., Schwappach A., Seebach Ch., Skrzyszewski J., Szaz J., Wiedemann E., Ziemmerle H., та ін., чиї праці проаналізовані автором і використовувалися при виборі методів та способів досліджень.

Розділ 2. Об’єкти, методи досліджень та обсяг експериментального матеріалу. Описано природні умови району досліджень. Проаналізовано історичні передумови формування та розвитку порубіжних букових лісостанів в умовах Бескидів. Наведено використані методики збору та первинного опрацювання польових матеріалів. Описано дослідні об’єкти та наведена їх типологічна характеристика. У дослідженнях автором використано доповнені методики Г.Г.Самойловича, М.П.Горошка, а також відомі в лісовій таксації методи вивчення таксаційної та морфологічної структур насаджень. Всього закладено 25 постійних і 162 тимчасові пробні площі. Загальна кількість виміряних на постійних пробних площах дерев становить 5250, із них досліджених модельних дерев - 124 штуки.

Розділ 3. Біоекологія букових насаджень. Охарактеризовано біоекологічні особливості бука лісового, який в умовах Бескидів зростає на межі суцільного поширення в горах. Описано захисні функції букових лісостанів, проаналізовано особливості відновлення букових лісів з огляду на існуючі проблеми в гірському лісовому господарстві.

Розділ 4. Просторова структура букових насаджень. Наведено доповнену автором і використану методику оцінки просторової структури насаджень. Для обчислення площі поперечника крони запропоновано використовувати формулу „частинок круга”:

(1)

Опрацьовано умови розмежування крони дерева на освітлену і затінену частини на основі запропонованих коефіцієнтів, особливості обчислення об’єму і площі зовнішньої поверхні крони, індексів заповнення об’єму та площі намету.

Обумовлено розмежування просторової структури на складові – площинну та об’ємну. Вивчено особливості площинного розташування дерев у насадженнях різного віку, проаналізовано особливості формування і структуру біогруп у букняках та середні відстані до 1-6 сусідніх дерев. Досліджено площу росту, густоту і зімкнутість букових насаджень у динаміці (рис. 1, 2).

Об’ємна структура проаналізована через особливості будови насаджень за таксаційними (діаметр на висоті 1,3 м, висота) та морфологічними (висота до початку і до поперечника крони, протяжність крони) показниками (рис.3, 4).

Відзначено наявність ознак порушення природної структури насаджень, що виразилося у додатній асиметричності та від’ємній крутості рядів розподілу дерев за дослідженими показниками та нижчими значеннями ранґу середнього дерева за діаметром, висотою і протяжністю крони (табл. 1).

Таблиця 1

Ранг середнього дерева букових насаджень Бескидів

п.п. | Вікова категорія | Ранг середнього дерева за показниками, (%)

Діаметр дерева, D1,3 | Протяжність крони, Lк | Висота дерева, H

1 | 41-80 | 51,5  | 55,9  | 55,7 

2 | 51,8  | 56,1  | 58,5 

3 | 60,2  | 53,9  | 57,5 

4 | 60,8 | 56,0 | 54,1 | 53,8 | 51,4 | 54,5

5 | 60,1  | 55,3  | 54,5 

6 | 57,6  | 50,5  | 50,6 

7 | 50,1  | 50,7  | 53,0 

8 | 81-100 | 62,8  | 58,6  | 58,5 

9 | 55,7  | 55,1  | 58,3 

10 | 57,0  | 52,1  | 58,2 

11 | 57,9  | 54,1  | 59,3 

12 | 60,9 | 58,0 | 52,7 | 54,2 | 61,0 | 57,3

13 | 53,7  | 51,5  | 54,6 

14 | 62,2  | 55,5  | 60,2 

15 | 54,4  | 54,6  | 56,1 

16 | 58,2  | 53,1  | 52,5 

17 | 57,0  | 54,9  | 53,9 

18 | 101 і більше | 61,0  | 52,7  | 53,9 

19 | 60,8  | 54,9  | 59,4 

20 | 59,3  | 54,6  | 58,8 

21 | 54,5 | 59,1 | 54,3 | 53,6 | 57,3 | 56,3

22 | 60,6  | 53,7  | 53,1 

23 | 58,0  | 54,5  | 56,9 

24 | 57,2  | 52,3  | 55,1 

25 | 61,6  | 52,0  | 56,1 

Відзначено, що серед досліджених букових насаджень Бескидів переважають лісостани з порушеною таксаційною будовою, для яких здійснений аналіз структури за морфологічними показниками вказав на переважання дерев з високо піднятими кронами і дифузної структури намету, при якій намет деревостанів рівномірно наповнений кронами дерев і розтягнутий у вертикальному напрямку.

Досліджено особливості розподілу редукційних чисел за відсотковими частками від загальної кількості дерев за таксаційними та морфологічними показниками дерев. Здійснені порівняння отриманих результатів з раніше опублікованими матеріалами А.В.Тюріна і М.В. Давидова показали, що вивчені модальні букові лісостани істотніше відстають за діаметром у нижніх ступенях товщини (від 0–20% від початку ряду розподілу), переважають у середній частині ряду (у проміжку 20–80%) і є близькими до відповідних табличних даних у вищих ступенях товщини (табл. 2).

Таблиця 2

Порівняння обчислених редукційних чисел за діаметром на висоті 1,3 м

та за висотами дерев з опублікованими даними

Відсот-

кові

частки,

% | Редукційні числа за діаметром

на висоті 1,3 м | Редукційні числа за висотою

За М.В.Да-

видовим | Наші

дані | Відхи-

лення, % | За М.В.Да-

видовим | Наші

дані | Відхи-

лення, %

0 | 0,474 | 0,415 | -12,4 | 0,725 | 0,497 | -31,4

10 | 0,611 | 0,608 | -0,5 | 0,819 | 0,729 | -11,0

20 | 0,715 | 0,717 | 0,3 | 0,870 | 0,861 | -1,0

30 | 0,787 | 0,812 | 3,2 | 0,910 | 0,898 | -1,3

40 | 0,863 | 0,889 | 3,0 | 0,945 | 0,950 | 0,5

50 | 0,935 | 0,981 | 4,9 | 0,970 | 0,974 | 0,4

60 | 1,000 | 1,062 | 6,2 | 1,000 | 1,007 | 0,7

70 | 1,080 | 1,156 | 7,0 | 1,020 | 1,026 | 0,6

80 | 1,180 | 1,263 | 7,0 | 1,050 | 1,052 | 0,2

90 | 1,390 | 1,397 | 0,5 | 1,100 | 1,082 | -1,6

100 | 1,850 | 1,874 | 1,3 | 1,140 | 1,134 | -0,5

За показником висоти дерев отримано суттєве (до 31,4%) відставання у нижній частині ряду, після 30% від початку ряду висоти дерев переважають відповідні табличні значення в рядах висот букових насаджень Закарпаття, але на закінчення ряду знов відстають від табличних даних.

Нами обумовлено поняття об’єму росту та площі поверхні росту намету насаджень, обчислено їх абсолютні величини та відповідні індекси (табл. 3, 4).

Узагальнюючи отримані результати вивчення об’єму і площі росту намету букових насаджень, відзначено, що у середньовікових і частини пристигаючих лісостанів переважає освітлена частина намету. У стиглих насадженнях має незначну перевагу затінена частина намету, що свідчить про тривання природних процесів росту і розвитку цих насаджень на дослідженому віковому проміжку.

Величина індексу об’єму росту намету (рис. 5) з віком зменшується, але у частини вивчених стиглих букових лісостанів є дещо більша за рахунок вищої зімкнутості намету. Обчислена величина індексу зовнішньої поверхні росту намету має тенденцію до зменшення його абсолютного значення.

Таблиця 3

Об’єм росту намету букових насаджень Бескидів

п.п. | Показник форми частини крони | Об’єм крон дерев, м3/га | Індекс об’єму росту намету насадження

освітленої,

lo / dk | затіненої,

lt / dk | освітленої частини | затіненої частини | всього намету

1 | 0,81 ± 0,01 | 0,91 ± 0,01 | 40824,0 | 44576,5 | 85400,0 | 0,821

2 | 0,89 ± 0,02 | 1,01 ± 0,02 | 29007,1 | 32333,0 | 61340,0 | 0,584

3 | 1,22 ± 0,06 | 1,11 ± 0,04 | 38825,6 | 31160,8 | 69986,4 | 0,609

4 | 0,86 ± 0,03 | 0,47 ± 0,02 | 85330,4 | 41637,2 | 126971,6 | 0,876

5 | 0,65 ± 0,06 | 0,64 ± 0,07 | 43196,0 | 42528,6 | 85724,6 | 0,543

6 | 1,24 ± 0,02 | 1,02 ± 0,02 | 32482,6 | 25457,1 | 57939,7 | 0,423

7 | 0,95 ± 0,02 | 0,98 ± 0,02 | 62097,2 | 63535,8 | 125633,0 | 0,959

8 | 0,90 ± 0,05 | 1,30 ± 0,08 | 65709,1 | 86604,9 | 152314,0 | 0,901

9 | 1,00 ± 0,05 | 1,05 ± 0,04 | 55456,9 | 57973,5 | 113430,4 | 0,713

10 | 1,03 ± 0,04 | 1,06 ± 0,05 | 64358,3 | 65256,5 | 129614,8 | 0,758

11 | 0,82 ± 0,02 | 0,76 ± 0,03 | 51394,3 | 44585,2 | 95984,8 | 0,596

12 | 0,79 ± 0,06 | 1,65 ± 0,09 | 29538,6 | 71044,2 | 100582,8 | 0,610

13 | 0,55 ± 0,05 | 0,74 ± 0,05 | 27803,3 | 41982,6 | 69625,9 | 0,548

14 | 0,99 ± 0,06 | 0,90 ± 0,06 | 39842,1 | 32713,5 | 72555,5 | 0,442

15 | 0,42 ± 0,04 | 0,67 ± 0,04 | 22284,6 | 39199,8 | 61484,4 | 0,504

16 | 0,77 ± 0,04 | 0,52 ± 0,03 | 16511,9 | 10150,2 | 26662,1 | 0,259

17 | 0,51 ± 0,03 | 0,77 ± 0,04 | 20338,3 | 31890,9 | 52221,2 | 0,454

18 | 1,00 ± 0,07 | 1,34 ± 0,09 | 21979,2 | 27555,2 | 49534,3 | 0,346

19 | 0,71 ± 0,05 | 1,31 ± 0,08 | 19664,9 | 33968,9 | 53633,8 | 0,419

20 | 0,94 ± 0,05 | 0,95 ± 0,05 | 89758,9 | 91597,6 | 181356,5 | 1,036

21 | 0,69 ± 0,04 | 1,03 ± 0,06 | 29361,0 | 48655,4 | 78016,4 | 0,582

22 | 1,02 ± 0,06 | 1,04 ± 0,05 | 89585,6 | 94822,4 | 184408,0 | 1,078

23 | 0,88 ± 0,06 | 0,91 ± 0,06 | 57752,1 | 59107,3 | 116859,4 | 0,800

24 | 0,96 ± 0,07 | 0,97 ± 0,08 | 76833,4 | 84739,8 | 161573,2 | 0,709

25 | 0,81 ± 0,06 | 0,57 ± 0,05 | 46810,4 | 31640,3 | 78450,6 | 0,493

Таблиця 4

Площа поверхні росту намету букових насаджень Бескидів

п.п. | Показник форми крони | Площа зовнішньої поверхні крон дерев, м2/га | Індекс поверхні росту намету

освітленої частини,

lo / dk | затіненої частини,

lt / dk

освітленої частини | затіненої частини | Всього намету

1 | 0,81 ± 0,01 | 0,91 ± 0,01 | 47324,3 | 51343,4 | 98667,6 | 0,796

2 | 0,89 ± 0,02 | 1,01 ± 0,02 | 36721,6 | 40246,4 | 76967,9 | 0,616

3 | 1,22 ± 0,06 | 1,11 ± 0,04 | 40081,4 | 34366,2 | 74447,6 | 0,551

4 | 0,86 ± 0,03 | 0,47 ± 0,02 | 76073,2 | 50646,4 | 126719,6 | 0,768

5 | 0,65 ± 0,06 | 0,64 ± 0,07 | 28836,9 | 28196,9 | 57033,7 | 0,320

6 | 1,24 ± 0,02 | 1,02 ± 0,02 | 36667,7 | 29909,1 | 66576,8 | 0,424

7 | 0,95 ± 0,02 | 0,98 ± 0,02 | 60694,8 | 62058,4 | 122753,2 | 0,813

8 | 0,90 ± 0,05 | 1,30 ± 0,08 | 45070,9 | 58732,1 | 103802,9 | 0,549

9 | 1,00 ± 0,05 | 1,05 ± 0,04 | 36849,4 | 38476,3 | 75325,7 | 0,421

10 | 1,03 ± 0,04 | 1,06 ± 0,05 | 42201,2 | 43602,9 | 85804,1 | 0,449

11 | 0,82 ± 0,02 | 0,76 ± 0,03 | 30375,7 | 27560,7 | 57936,4 | 0,320

12 | 0,79 ± 0,06 | 1,65 ± 0,09 | 22706,3 | 41713,1 | 64419,3 | 0,348

13 | 0,55 ± 0,05 | 0,74 ± 0,05 | 21076,1 | 27830,0 | 48906,2 | 0,333

14 | 0,99 ± 0,06 | 0,90 ± 0,06 | 25065,5 | 22422,5 | 47486,4 | 0,258

15 | 0,42 ± 0,04 | 0,67 ± 0,04 | 17726,5 | 24304,7 | 42031,2 | 0,296

16 | 0,77 ± 0,04 | 0,52 ± 0,03 | 17313,1 | 13134,8 | 30447,9 | 0,248

17 | 0,51 ± 0,03 | 0,77 ± 0,04 | 16115,1 | 21517,8 | 37632,9 | 0,279

18 | 1,00 ± 0,07 | 1,34 ± 0,09 | 20633,7 | 25609,0 | 46242,7 | 0,284

19 | 0,71 ± 0,05 | 1,31 ± 0,08 | 18808,5 | 29581,4 | 48389,9 | 0,327

20 | 0,94 ± 0,05 | 0,95 ± 0,05 | 48449,3 | 53122,3 | 101571,6 | 0,521

21 | 0,69 ± 0,04 | 1,03 ± 0,06 | 25165,6 | 36342,7 | 61508,3 | 0,399

22 | 1,02 ± 0,06 | 1,04 ± 0,05 | 53972,8 | 55831,3 | 109804,1 | 0,575

23 | 0,88 ± 0,06 | 0,91 ± 0,06 | 36247,5 | 36684,6 | 72932,1 | 0,439

24 | 0,96 ± 0,07 | 0,97 ± 0,08 | 37105,3 | 39500,6 | 76605,9 | 0,309

25 | 0,81 ± 0,06 | 0,57 ± 0,05 | 25794,4 | 20673,9 | 46468,3 | 0,260

У підсумку вивчення об’єму і площі росту намету відзначено, що у середньовікових та частини пристигаючих букових насаджень Бескидів переважає освітлена частина намету. У стиглих лісостанах відмічена незначна перевага затіненої частини намету, що свідчить про тривання природних процесів росту і розвитку цих насаджень на дослідженому віковому проміжку.

Розділ 5. Морфологія намету букових насаджень. Проаналізовано особливості дослідження та умови використання показників морфолого-соціальної структури насаджень у різних державах та в різні періоди розвитку лісового господарства. Наголошено на недостатній увазі до показника верхньої висоти насадження в сучасному лісовому господарстві України. Проаналізовано способи визначення верхньої висоти насадження й обґрунтовано прийняття до використання у дослідженнях способу на основі 100 найвищих дерев на 1 га.

Охарактеризовано використані критерії та виконано розподіл насаджень на соціальні рівні (табл. 5).

Таблиця 5

Критерії розподілу насаджень

на соціальні рівні (за E. Assmann, 1961)

Соціальні

рівні | Межі висот у відсотках

до значення верхньої висоти, % | Назва

ярусу

100 | > 96 - рівень панівних дерев | верхній

ярус (91% і >)

200 | 91 – 95 - головний рівень, співпанівні дерева

300 | 81 – 90 - середній рівень, підпорядковані дерева | середній

ярус (71-90%)

400 | 71 – 80 - перехідний рівень, пригнічені дерева

500 | < 70 - нижній рівень, відсталі дерева | нижній ярус

(до 70%)

Досліджено намет насаджень за морфологічними показниками дерев та їх крон: відносною довжиною крони, часткою освітленої частини крони, класом Крафта, крислатістю, сплющеністю та висуненням крони (табл. 6).

Таблиця 6

Морфологічні показники крон дерев (фраґмент)

П.П. | Вік,

насад-

ження,

років | Висота

деревостану, м | Середні значення морфологічних показників крон дерев

Відносна

довжина | Частка освітленої частини | Клас

Крафта | Крисла-

тість

крони | Сплю-

щеність

крони | Вису-

нення

крони

серед-ня | верхня

1 | 42 | 17,2 | 18,8 | 0,50 | 0,47 | 2,3 | 0,30 | 0,59 | 0,343

2 | 46 | 18,1 | 20,2 | 0,44 | 0,47 | 2,4 | 0,24 | 0,55 | 0,270

3 | 49 | 19,7 | 23,1 | 0,33 | 0,52 | 3,0 | 0,18 | 0,57 | 0,205

4 | 60 | 21,0 | 27,6 | 0,30 | 0,63 | 2,8 | 0,27 | 1,16 | 0,286

5 | 62 | 23,2 | 26,7 | 0,45 | 0,51 | 2,1 | 0,40 | 1,07 | 0,286

6 | 69 | 22,2 | 24,9 | 0,49 | 0,55 | 2,2 | 0,22 | 0,46 | 0,236

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

11 | 88 | 28,6 | 31,8 | 0,42 | 0,53 | 2,1 | 0,29 | 0,71 | 0,208

12 | 90 | 27,1 | 29,3 | 0,50 | 0,33 | 2,1 | 0,24 | 0,53 | 0,178

13 | 91 | 27,9 | 30,5 | 0,30 | 0,43 | 2,5 | 0,27 | 1,14 | 0,171

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

20 | 102 | 28,8 | 30,7 | 0,53 | 0,50 | 2,7 | 0,31 | 0,66 | 0,244

21 | 105 | 28,8 | 31,4 | 0,34 | 0,41 | 2,7 | 0,22 | 0,71 | 0,169

22 | 105 | 28,6 | 30,6 | 0,51 | 0,48 | 2,5 | 0,28 | 0,59 | 0,211

23 | 111 | 28,8 | 30,6 | 0,42 | 0,49 | 2,8 | 0,27 | 0,69 | 0,204

24 | 138 | 26,9 | 29,9 | 0,69 | 0,50 | 2,2 | 0,41 | 0,61 | 0,236

25 | 180 | 28,4 | 32,4 | 0,38 | 0,61 | 2,2 | 0,30 | 1,02 | 0,228

Відзначено, що у вивчених букових насадженнях відносна довжина крони обчислена в межах 29-69%, причому у середньовікових лісостанах вона становить близько 50 %, у пристигаючих – 29-46%, а у стиглих – понад 60%. Частка освітленої частини крони дерев в букових насадженнях становить понад 45 %, що вказує на тривання ростових процесів у насадженнях всього вивченого вікового проміжку.

Вивчені букові насадження характеризуються 1,9-2,9 класом Крафта, що вказує на їх досить високу потенційну продуктивність. У розрізі виділених соціальних рівнів спостерігається зниження класу росту від панівних до пригнічених дерев. Середнє за класом Крафта дерево займає місце поміж співпанівними та підпорядкованими деревами.

У вивчених букових насадженнях Бескидів середня крислатість крони становить не більше 0,31, що відповідає нормальному стану насадження. Найвищою крислатістю характеризуються панівні та пригнічені дерева.

Більшість вивчених насаджень характеризується оптимальною сплющеністю крони дерев, яка відповідно до літературних джерел становить 0,50-0,67.

Форма освітленої та затіненої частин крони дерев бука має вигляд витягнутого вздовж стовбура параболоїда. У розрізі соціальних рівнів намету у букняках середнього віку спостерігається зменшення витягнутості форми параболоїда від панівних і співпанівних до пригнічених та відсталих дерев. Серед значної частини пристигаючих та у стиглих лісостанах витягнутість форми крони зі зниженням соціального рівня дерев збільшується, що свідчить про загострення конкурентної боротьби дерев нижчих (підпорядкованих) рівнів за світловий простір.

Проаналізовано об’єм та площу зовнішньої поверхні крони дерев та їх освітлених і затінених частин за соціальними рівнями. Виявлено, що основу об’єму та площі росту букняків становлять дерева трьох верхніх рівнів, які формуються панівними, співпанівними та підпорядкованими деревами.

Окремо вивчено і проаналізовано в динаміці морфолого-таксаційні показники панівних дерев, оскільки вони є селекційною основою майбутніх лісостанів і беруть активну участь у формуванні продуктивності насаджень (табл. 7, 8).

Таблиця 7

Характеристика панівних дерев (фраґмент)

П.П. | Вік,

років | Висота дере-востану, м | Показники панівних дерев

Кількість

дерев | Сума площ поперечних перерізів, | Сума площ

поперечників крон | Об'єм крон

загальний | Площа зовнішньої

поверхні крон

серед-ня | верхня

шт./га | % | м2/га | % | м2/га | % | м3/га | % | м2/га | %

1 | 42 | 17,2 | 18,8 | 40 | 4,0 | 1,0 | 5,6 | 1012,0 | 5,1 | 4671,8 | 5,5 | 4861,4 | 4,9

2 | 46 | 18,1 | 20,2 | 30 | 3,0 | 0,9 | 4,4 | 635,4 | 4,2 | 3101,7 | 5,1 | 3398,8 | 4,4

3 | 49 | 19,7 | 23,1 | 40 | 2,6 | 2,1 | 6,4 | 1201,4 | 6,2 | 6270,6 | 9,0 | 5246,6 | 7,1

4 | 60 | 21,0 | 27,6 | 48 | 3,3 | 3,0 | 6,4 | 2270,0 | 5,9 | 15141,4 | 11,9 | 10930,5 | 8,6

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

11 | 88 | 28,6 | 31,8 | 47 | 19,1 | 9,7 | 29,2 | 3925,8 | 27,2 | 32303,4 | 33,6 | 17513,8 | 30,2

12 | 90 | 27,1 | 29,3 | 58 | 14,9 | 10,2 | 24,6 | 3254,7 | 20,8 | 24171,3 | 22,8 | 14100,9 | 20,1

13 | 91 | 27,9 | 30,5 | 52 | 16,9 | 13,3 | 27,7 | 3971,2 | 27,3 | 23431,6 | 33,6 | 14388,6 | 29,4

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

21 | 105 | 28,8 | 31,4 | 48 | 11,5 | 7,3 | 16,3 | 2347,8 | 16,3 | 17576,5 | 22,5 | 12145,4 | 19,7

22 | 105 | 28,6 | 30,6 | 52 | 12,3 | 10,5 | 21,7 | 5441,1 | 21,4 | 42799,9 | 23,2 | 21347,0 | 19,4

23 | 111 | 28,8 | 30,6 | 48 | 15,0 | 8,8 | 22,7 | 4162,6 | 22,3 | 26750,8 | 22,9 | 15113,4 | 20,7

24 | 138 | 26,9 | 29,9 | 43 | 18,3 | 14,9 | 35,9 | 5323,9 | 28,5 | 62467,7 | 37,2 | 26439,7 | 32,2

25 | 180 | 28,4 | 32,4 | 55 | 19,2 | 10,0 | 30,1 | 4773,1 | 27,9 | 26963,3 | 29,0 | 15235,8 | 27,4

Отримані результати показують, що з віком відсоток участі панівних дерев зростає за кількістю дерев (від 2,5% до 24,3%), сумою площ поперечних перерізів (від 3,7% до 44,2%), сумою площ поперечників крон (від 3,6% до 38,1%), сумою об’ємів крон (від 3,9% до 42,2%) та сумою площ зовнішніх поверхонь крон (від 3,6% до 37,3%). На абсолютну величину зазначених показників має вплив також повнота насаджень. Так, у високоповнотних пристигаючих насадженнях при кількості панівних дерев до 21,7% зазначені вище показники можуть досягати 36,6–42,2% від сумарного значення для деревостану.

На основі аналізу морфологічних показників (табл. 8) спостережено, що у панівних дерев відносна довжина крон дерев у більшості вивчених ділянок становить близько 1/2, рідше від 1/3 до 3/4 загальної висоти дерев.

Частка освітленої частини крони лише рідко перевищує значення 50% (але не більше 67%). Середній клас росту панівних дерев перебуває у межах від 1,0 до 2,4. За показником крислатості панівні дерева бука посідають середнє місце. Більшою крислатістю характеризуються панівні дерева у старших лісостанах.

Таблиця 8

Морфологічні показники крон горуючих дерев (фрагмент)

П.П. | Вік, ро-ків | Висота

деревостану, м | Середні значення морфологічних показників крон панівних дерев

Від-носна

довжина

крони | Частка освіт-леної

крони | Клас

Краф-та | Крисла-

тість

крони | Сплю-

ще-ність

крони | Вису-

нення

крони | Площа попе-

речни-

ка, м2 | Об'єм

крон,

м3 | Площа зовніш-ньої по-верхні, м2

серед-ня | верх-ня

1 | 42 | 17,2 | 18,8 | 0,48 | 0,49 | 1,0 | 0,29 | 0,61 | 0,318 | 25,3 | 116,8 | 121,5

2 | 46 | 18,1 | 20,2 | 0,46 | 0,50 | 1,2 | 0,24 | 0,52 | 0,256 | 21,2 | 103,4 | 113,3

3 | 49 | 19,7 | 23,1 | 0,43 | 0,65 | 2,3 | 0,23 | 0,56 | 0,215 | 30,0 | 156,8 | 131,2

4 | 60 | 21,0 | 27,6 | 0,46 | 0,62 | 2,4 | 0,26 | 0,59 | 0,267 | 47,3 | 315,4 | 227,7

5 | 62 | 23,2 | 26,7 | 0,55 | 0,62 | 1,0 | 0,27 | 0,60 | 0,192 | 65,3 | 583,5 | 339,2

6 | 69 | 22,2 | 24,9 | 0,53 | 0,67 | 1,1 | 0,20 | 0,39 | 0,231 | 21,6 | 147,2 | 156,2

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

11 | 88 | 28,6 | 31,8 | 0,47 | 0,53 | 1,3 | 0,30 | 0,64 | 0,195 | 84,1 | 692,2 | 375,3

12 | 90 | 27,1 | 29,3 | 0,44 | 0,28 | 1,5 | 0,25 | 0,57 | 0,157 | 56,3 | 418,3 | 244,1

13 | 91 | 27,9 | 30,5 | 0,37 | 0,44 | 2,2 | 0,29 | 0,85 | 0,163 | 76,4 | 450,6 | 276,7

... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ...

20 | 102 | 28,8 | 30,7 | 0,40 | 0,49 | 1,8 | 0,34 | 0,92 | 0,230 | 96,9 | 642,8 | 344,3

21 | 105 | 28,8 | 31,4 | 0,46 | 0,34 | 2,2 | 0,23 | 0,52 | 0,169 | 48,9 | 366,2 | 253,0

22 | 105 | 28,6 | 30,6 | 0,48 | 0,49 | 1,9 | 0,35 | 0,72 | 0,215 | 104,6 | 823,1 | 410,5

23 | 111 | 28,8 | 30,6 | 0,40 | 0,51 | 2,3 | 0,31 | 0,82 | 0,208 | 86,7 | 557,3 | 314,9

24 | 138 | 26,9 | 29,9 | 0,70 | 0,45 | 1,3 | 0,37 | 0,54 | 0,181 | 124,2 | 1457,6 | 617,3

25 | 180 | 28,4 | 32,4 | 0,30 | 0,59 | 1,4 | 0,27 | 1,06 | 0,202 | 87,5 | 494,3 | 279,3

У всіх вивчених букових лісостанах панівні дерева характеризуються високим значенням сплющеності крони (> 0,50), рідше трапляються дерева з переважанням крони подовгастої форми (0,39).

Величина показника висунення крони зменшується від середньовікових до пристигаючих лісостанів (0,318–0,144), а у стиглих набуває дещо більших