Український державний лісотехнічний університет

ТЕРЕЛЯ

Іван Петрович

УДК: 630*181.1+477.83

ЯЛИЦЯ БІЛА (ABIES ALBA MILL.) У ЛІСАХ

УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ: СТАН, ВІДТВОРЕННЯ

ТА ГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ

Спеціальність 06.03.03 – лісознавство і лісівництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Львів – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі лісівництва Українського державного лісотехнічного університету Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник – кандидат сільськогосподарських наук, професор

Гончар Михайло Тимофійович, Львівський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, професор кафедри агроекології і біології

Офіційні опоненти – доктор сільськогосподарських наук, старший

науковий співробітник Калуцький Іван Федорович, Івано-Франківське обласне управління лісового господарства Держкомлісгоспу України, заступник начальника

- кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, доцент Чернявський Микола Васильович, Український державний лісотехнічний університет, доцент кафедри екології, ландшафтної архітектури та садово-паркового будівництва

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

Захист відбудеться 23.04.2004 року о11годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського державного лісотехнічного університету за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий 11.03.2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої

ради В.Д. Бондаренко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. До числа цінних аборигенних порід України, зокрема її Карпатського регіону, належить ялиця біла. Ялицевим лісам Українських Карпат присвячена велика кількість публікацій лісівничо-таксаційного спрямування (Давидов, 1956; Молоткова, 1965; Кичура, 1974; Горошко, 1978; Марків, 1982; Швиденко, 1985; Парпан, 2001 та ін.) Яличники серед гірських лісів відзначаються високою водорегулюючою ефективністю. Останнім часом особливої актуальності у багатьох країнах Західної Європи набула проблема біологічної стійкості популяції ялиці. Її розв’язанням займається окрема робоча група у складі міжнародного союзу лісових дослідницьких організацій (IUFRO).

В Україні в межах природного ареалу ялиця біла, виявляє як едифікатор, виявляє прогресуючі тенденції. Однак сучасний стан, особливості відтворення та господарського використання ялицевих лісів є недостатньо вивченими. Це стримує опрацювання лісогосподарських заходів, скерованих на оптимізацію деревостанів з участю цього автохтонного виду.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведено протягом 1983–2002 рр. Їх результати є складовою комплексної планової держбюджетної тематики кафедри лісівництва Українського державного лісотехнічного університету, зокрема тем “Типологічний кадастр лісів Українських Карпат” (№ держ. реєстрації 0194U023592) та “Еколого-фізіологічні закономірності функціонування лісових екосистем як основа збереження їх біологічного різноманіття, підвищення продуктивності та стійкості проти несприятливих факторів довкілля” (№ держ. реєстрації 0197U016040).

Мета і завдання досліджень. Мета роботи – з’ясувати сучасний стан ялицевих лісів Українських Карпат, оцінити лісорослинний потенціал яличин і розробити рекомендації щодо оптимізації його використання, визначити шляхи відтворення ялицевих лісостанів.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішення таких завдань:

- проаналізувати участь ялиці білої у лісовому фонді Українських Карпат;

- вивчити сучасний стан і лісівничо–таксаційну специфіку ялицевих деревостанів Українських Карпат, ступінь їх трансформації;

- охарактеризувати фактичну і потенційну продуктивність основних типів ялицевих лісів;

- виявити хорологічну специфіку ялицевих лісів, дослідити їх фітоценотичну структуру;

- з’ясувати особливості насіннєношення ялиці білої;

- охарактеризувати процеси природного поновлення ялиці та забезпеченість підростом лісостанів різного складу;

- дослідити фізико–механічні властивості деревини ялиці білої;

- обґрунтувати заходи щодо збереження ялицевих лісів регіону та відтворення високопродуктивних деревостанів.

Об’єкт дослідження – ліси за участю ялиці білої в Українських Карпатах.

Предмет досліджень – стан ялицевих лісів Українських Карпат, їх господарська цінність, лісорослинний і відновний потенціал, шляхи відтворення яличників.

Методи дослідження: збір і опрацювання даних для написання дисертаційної роботи: здійснено на основі різних методів, зокрема: лісівничо–таксаційних – для закладання пробних площ і визначення біометричних показників деревостанів, обліку підросту; лісокультурних – при вивченні плодоношення ялиці та для оцінки специфіки кореневих систем її підросту; порівняльної екології – для типологічної характеристики насаджень: використано також фітоіндикаційні методи при індикації лісорослинних умов і встановлення типологічних одиниць; ґрунтознавчі – для опису генетичних горизонтів грунтів і встановлення їх типу; структурно – аналітичні – для випробування зразків деревини та визначення фізико-хімічних показників ґрунту; математико–статистичні – для оцінки достовірності експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для регіону Українських Карпатах на основі сучасних методологічних і методичних підходів узагальнено особливості територіального поширення, вікової структури, таксаційних показників та продуктивності ялицевих деревостанів. Виявлено, що типологічний потенціал їх використовується на 54-73%. Отримано оригінальні результати залежності якості деревини ялиці від лісорослинних умов, специфіки плодоношення породи та характеру формування природного поновлення.

Практичне значення одержаних результатів. З врахуванням узагальнень результатів досліджень можливий вибір оптимальних напрямів ведення господарства: режимів та способів догляду за ялицевими лісами і головного користування, лісовідновних заходів. Розроблені рекомендації щодо підвищення результативності лісогосподарських заходів у лісах за участю ялиці, що містять методи формування високопродуктивних, біологічно стійких деревостанів у межах ареалу виду впроваджено у виробництво Львівською державною лісовпорядкувальною експедицією та держлісгоспами ДЛГО “Львівліс”.

Окремі результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес Українського державного лісотехнічного університету, а також використано Українським науково-дослідним інститутом гірського лісівництва ім. П.С.Пастернака для опрацювання рекомендацій з удосконалення лісовідновлення у ялицевих лісах регіону.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто зібрано та опрацьовано весь експериментальний, аналітичний та статистичний матеріал, проведено його опрацювання, представлення у вигляді таблиць та рисунків, зроблено науковий аналіз і теоретичні узагальнення. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, дисертантом представлені результати експериментальних досліджень, за участю співавторів зроблено їх теоретичний аналіз.

Апробація результатів дисертації. Основні положення робота та результати досліджень викладено і обговорено на наукових конференціях Львівського державного аграрного університету (1983–1985 рр.) та Українського державного лісотехнічного університету (1985-2003 рр.). Отримані результати дисертант доповідав на міжнародних (Гомель, 1997, 2003; Мінськ, 1998; Кросно (Польща), 1998; Львів, 1999; Харків, 2000, 2002, 2003), всесоюзних (Красноярськ, 1987; Москва, 1988; Пушкіно, 1990) та республіканських (Дубляни, 1987; Львів, 1989, 1994, 2000; Івано-Франківськ, 1990, 1992, 1993; Київ, 1992) конференціях.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 32 наукові праці, з них 9 у фахових виданнях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складаються з вступу, шести розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку використаних літературних джерел (398 найменувань) і додатків. Основний текст викладений на 157 сторінках, ілюстрований 59 таблицями та 15 рисунками. Додатки займають 98 сторінок.

Зміст роботи

Теоретичні передумови роботи

Ялиця біла – типовий монтанний середньо-європейський вид, вимогливий до значної вологості повітря і ґрунту. У післяльодовиковий період ялиця в Україні появились лише у пізньому голоцені.

Сучасне територіальне поширення ялиці в Українських Карпатах є відображенням відношенням породи до кліматичних та едафічних умов. У зв’язку з значним господарським використанням породи, її поширення та представництво у деревостанах в значній мірі визначаються і антропогенними впливом.

Як природні деревостани, так і штучні насадження ялиці відзначаються високою продуктивністю та здатністю до інтенсивного природного поновлення під наметом лісу.

На відміну від Українських Карпат у західній Європі спостерігається масова деградація ялицевих лісів та її відмирання, що гіпотетично пов’язано з комплексом причин (Bernadzki, 1983; Klar, 1989; Kracecs, 1957; Magini, 1967; Mayer, 1979; Kramer, 1986). На Україні пошкодження ялиці хворобами, шкідниками та мисливською фауною теж мають місце, проте деградація її популяції спостерігається. На жаль сучасний стан лісів участю ялиці, їх еколого-біологічні та лісівничі особливості у регіоні ще досконало не вивчені. У зв’язку з інтенсивним господарським використанням лісів регіону, клімато-гідрологічними змінами та деградацією грунтів протягом другої половини ХХ століття вони потребують додаткового дослідження та лісознавчого узагальнення.

Об’єкти і методика досліджень

Дослідження проводились у держлісгоспах Закарпатської, Івано-Франківської, Львівської та Чернівецької областей. В основу роботи покладено результати аналізу даних Державного лісового кадастру, таксаційних описів лісництв та матеріали 68 пробних площ.

В основу досліджень покладено метод порівняльної екології акад. П.С. Погребняка (1955) і проф. Д.В. Воробйова (1967). Закладання пробних площ проводили за загальновизнаними у лісовій таксації та лісівництві методиками (Анучин, 1982; Захаров, 1967; ОСТ 56-69-83). Таксаційні показники насаджень визначали на основі нормативних робіт (Нормативно-справочные материалы…, 1987; Сортиментные таблицы…, 1984). Типи лісу і типи лісорослинних умов визначали за принципами лісівничо-екологічної типології (Воробьев, 1953; Воробьев, 1967; Погребняк, 1955; Герушинський, 1996). Облік природного поновлення і оцінку його успішності проводили за методикою М.М. Горшеніна (1959). Електрофізіологічні показники підросту вивчали за методикою Г.Т.Криницького (1990). Вік підросту встановлювали шляхом підрахунку річних кілець та за кількістю річних приростів за висотою (придня, 1968) і за серцевинними вузлами (Придня, 1967).

Аналіз будови і фізико-механічних властивостей деревини ялиці у різних екологічних умовах, відбір модельних дерев, виготовлення зразків та їх випробування проводилось відповідно до чинних стандартів (ГОСТ 16483.0 – 16483.38 – 72..., 1984). Базисну щільність деревини вивчали за методикою О.І.Полубояринова (1976), а комплексну оцінку деревини здійснювали за методикою А.А.Чеведаєва (1963). Загалом проаналізовано більше 8 тисяч зразків деревини стандартних розмірів.

На 7 пробних площах проведено картування розміщення дерев і проекцій крон з наступним визначенням характеру їх розташування (Василевич, 1967; Грейг-Смит, 1967; Выгодская, 1981).

Вивчення особливостей кореневих систем підросту ялиці здійснено за методикою М.І.Калініна (1983). Опис грунтів за генетичними горизонтами проведено з використанням індексації акад. А.Н.Соколовського. Типологічний аналіз лісів виконано за методикою Б.Ф.Остапенка і З.Ю.Герушинського (1975).

Особливості біології насіннєношення ялиці вивчали за методикою П.Л.Горчаковського (1958).

Обробка результатів досліджень проведена з використанням методів математичної статистики Зайцев, 1990; Никитин, Швиденко, 1978; Труль, 1966 та ін.).

Стан ялицевих лісів

Загальні відомості про ялицеві ліси Українських Карпат. У гірській зоні Українських Карпат ялицеві ліси займають 7.7% земель вкритих лісовою рослинністю, і за площею посідають третє місце після смерекових та букових. Основні площі яличників зосереджені у Львівській і Чернівецькій областях (близько 67% площі лісів). На Івано-Франківську область припадає 24% площі яличників, а у Закарпатській їх менше 10%. Приблизно 26% ялицевих лісів віднесені до першої групи лісів, з них 50% виконують санітарно-гігієнічні та оздоровчі функції. Майже 70% ялицевих лісів першої групи не підлягають експлуатації.

Для сучасних ялицевих лісів характерне переважання молодняків та середньовікових насаджень (відповідно по 30% від загальної площі). Більше 13% яличників регіону – стиглі і перестійні, що є найвищим показником порівняно з іншими лісоутворювачами. За запасом ялицеві деревостани переважають інші, а за величиною поточного і середнього приросту та запасом стиглих насаджень ялицеві лісостани поступаються смерековим. Вони мають відносно низьку повноту (0.66 проти 0.71 у середньому для лісів Карпат).

Як домішка у складі лісостанів інших порід ялиця біла поширена на площі 679 тис. га. Вона виявлена у складі насаджень 7 груп типів лісу регіону. У складі відповідних деревостанів у смерекових і ялицевих типів лісу ялиця у різній кількості поширена на 37% їх загальної площі, а у межах букових типів лісу — 23%. У складі деревостанів інших груп типів лісу (дубова, соснова, сіро- і чорновільхова) ялиця зустрічається на незначній площі.

Типотвірна роль ялиці білої. Ялиця біля є мезогігрофільним мегатрофом гірського континентально-європейського вологого помірного і прохолодного клімату. Тому вона є типоутворюючою породою лише у сугрудах (С) та грудах (D) у межах висоти 300 —1000 м над р.м. У суборах Українських Карпат ялиця виступає характерною кліматичною домішкою у деревостанах інших порід (основному смереки). Оптимальними умовами для її вирощування є вологі груди (D3). Характерною ж кліматичною домішкою в ялицевих типах лісу виступають такі породи як дуб, бук, смерека, а основними супутниками – клен, явір, граб, ільм, ясен.

Поширення ялицевих типів лісу. Деревостани за участю ялиці приурочені до вологих гігротопів (більше 90%) сугрудових (62%) рідше до грудових (37%) трофотопів. Вона формує 9 типів лісу (Герушинський, Тереля, 1995) (табл. 1), які займають площу більше 267 тис. га.

Таблиця 1

Типи ялицевих лісів та їх площі

№ п/п | Тип лісу | Індекс | Площа

га | %

1 | Свіжа дубово-букова суяличина | С2-д-бкЯц | 451 | 0,2

2 | Свіжа смереково-букова суяличина | С2-см-бкЯц | 2270 | 0,8

3 | Волога дубово-букова суяличина | С3-д-бкЯц | 15216 | 5,7

4 | Волога смереково-букова суяличина | С3-см-бкЯц | 133918 | 50,1

5 | Сира дубово-букова суяличина | С4-д-бкЯц | 1056 | 0,4

6 | Сира смереково-букова суяличина | С4-см-бкЯц | 2516 | 0,9

7 | Волога дубово-букова яличина | D3-д-бкЯц | 23879 | 8,9

8 | Волога букова яличина | D3- бкЯц | 12441 | 4,7

9 | Волога смереково-букова яличина | D3-см-бкЯц | 75456 | 28,3

Разом | 267203 | 100,0

Найбільш поширеними є вологі смереково-букові суяличини, на які припадає приблизно половина площі ялицевої групи типів лісу, це один з найбільш поширених типів лісу Карпат. На другому місці за поширенням (28,3% площі) знаходиться волога смереково-букова яличина. З господарською метою всю типологічну різноманітність ялицевих лісів пропонуємо звести до 2-х висотно-поясних підгруп типів лісу: дубово-буково-ялицевої та смереково-буково-ялицевої..

Динаміка ялицевих лісів. Ліси за участю ялиці білої порівняно з іншими лісоутворюючими породами Українських Карпат зазнали найбільш сильного антропогенного впливу. Лише за період 1950-1956 рр. площа ялицевих лісів Карпат зменшилась із 123.8 до 72.2 тис. га. З 1961 року почалось розширене відновлення площ ялицевих лісів. Основна причина зменшення площ деревостанів за участю ялиці – суцільні рубки. Яличини та суяличини сильно трансформовані і використовуються для вирощування інших порід. Майже 40% площ ялицевих типів лісу займають похідні смеречники. Близько 21% площ трансформовано під деревостани бука. Багато похідних деревостанів відзначаються незадовільним станом і потребують проведення реконструктивних заходів. Цей процес продовжується і зараз, хоча їх площа становить лише 80% порівняно до 1950 року. Передусім, відтворенню яличників сприяло застосування рівномірно-поступових рубок та проведення лісогосподарських заходів на типологічній основі.

Отримані дані свідчать, що процес зміни ялиці не є незворотним, він може бути керованим і залежить від господарської діяльності людини.

Сучасний стан ялицевих лісів, їх лісорослинний потенціал. Нами встановлено, що лісорослинний потенціал вологої смереково-букової суяличини в окремих вікових групах використовується на 26-65%. В середньому по типу лісу цей показник складає 54%, тобто існують значні резерви підвищення продуктивності деревостанів, завдання полягає у тому, щоб максимально наблизити фактичні запаси до потенційних. Одна з причин незадовільного використання лісорослинного потенціалу яличин криється у невідповідності сучасних деревостанів корінним. Корінні та близькі до них за складом яличники займають лише 16% площі. Низька продуктивність деревостанів пояснюється і їх невисокою повнотою. Так, пристигаючі та стиглі деревостани відзначаються низькою повнотою; у цьому віці високоповнотні деревостани практично відсутні. Недобір деревини у віці рубки для різних типів лісу коливається у межах 153-331 м3/га.

Структура ялицевих лісів і їх поновлення

Особливості просторової структури ялицевих лісів. Просторове розміщення дерев у деревостанах відображає еколого-біологічну специфіку породи. За більшістю використаних критеріїв (гомогенності, Мак-Джінайса, Морісіта, Мура, неоднорідності, метод ітерації) встановлено, що у стиглих деревостанах ялиця має випадковий характер розміщення, тоді як її супутники (бук і смерека) мають групове розташування. Тобто характер розташування супутників не є аналогічним домінанту. Особливості площинного розміщення дерев необхідно враховувати при проведенні лісогосподарських заходів.

У деревостанах дубово-буково-ялицевої підгрупи типів лісу дерева сильно різняться за середнім класом Крафта, що вказує на різну конкурентноздатність деревних порід, які тут формують деревостани. Це характеризує й суттєву різницю у біологічних особливостях порід цієї підгрупи типів лісу. Величина ж середнього класу Крафта у порід смереково-буково-ялицевої підгрупи типів лісу майже однакова, що засвідчує відсутність різко виражених конкурентних взаємовідносин серед порід. Характер диференціації дерев різних порід необхідно враховувати під час організації рубок догляду за лісом (порядок відбору дерев у рубку, їх інтенсивність) та створенні лісових культур (виборі схеми і типу змішування).

Поновлення ялицевих лісів. Численність підросту залежить від домінанта материнського намету. Так під наметом дуба численність підросту ялиці суттєво вища, ніж під смерекою.

Кількість і склад підросту залежить також від типу лісу, складу і повноти деревостану, участі ялиці у складі материнського деревостану та інших чинників. Наприклад, у деревостанах вологої дубово-букової суяличини численність підросту коливається в межах 11.0-152.0 тис. шт/га, а вологої смереково-букової яличини - 1.8 – 69.5 тис. шт./га.

Природне поновлення у деревостанах з повнотою 0.6-0.7 є добрим, а низько- та високоповнотні відзначаються меншою чисельністю надійного підросту цінних порід. У високоповнотних деревостанах характерним є домінування дрібного підросту, натомість у низькоповнотних переважає крупний підріст, при майже повній відсутності дрібного. Найбільше підросту цінних порід спостерігається у вологих гігротопах. У підрості всіх ялицевих типів лісу переважає ялиця. Для деревостанів дубово-буково-ялицевої підгрупи типів лісу характерна незначна численність природного поновлення дуба (в основному сходів). Корінні деревостани обох підгруп ялицевих типів лісу більш як на 70% площі пристигаючих та стиглих деревостанів забезпечені підростом цінних порід, тоді як похідні деревостани дубово-буково-ялицевої підгрупи — на 66% площі, а смереково-буково-ялицевої – на 58% (рис.1).

Тобто значна частина пристигаючих і стиглих насаджень ялицевих типів лісу забезпечена підростом, що дозволяє у переважній більшості забезпечити поновлення яличників природним шляхом. Забезпеченість яличників підростом можна значно підвищити проведенням активних заходів сприяння природному поновленню.

Дубово-буково-ялицеві типи лісу

Смереково-буково-ялицеві типи лісу

Рис. 1. Забезпеченість підростом деревостанів різної повноти

- корінні деревостани

- похідні деревостани

Природний процес поновлення ялиці проходить задовільно, його направленість вказує на високу життєвість виду на східній границі ареалу. Можна стверджувати, що на цьому секторі ареалу ялиця розширює межі свого поширення.

Якісне поновлення цінних порід ялицевих типів лісу забезпечують рівномірно-поступові рубки. Для оцінки життєвості підросту ялиці використані морфологічні та електрофізіологічні критерії.

Нами запропонована шкала оцінки успішності природного поновлення ялиці, яка враховує його кількість за висотними групами та коефіцієнт зустрічності (табл. 2).

Таблиця 2

Шкала оцінки природного поновлення ялиці

Оцінка природного поновлення | Коефіцієнт зустрічності (для площадок 22 м) | Кількість, тис. шт./га

сходів | підросту висотою, м

до 0,5 | 0,5-1,5 | > 1.5

Добре | 61 і > | 50 і > | 10 і > | 7 і > | 6 і >

Задовільно | 41-60 | 30-50 | 6-10 | 4-7 | 3-6

Незадовільно | до 40 | до 30 | до 6 | до 4 | до 3

Біоекологічні властивості та господарська

цінність ялиці білої

Особливості насіннєношення. Специфікою ялиці є те, що жіночі бруньки у ялиці формуються у верхній частині крони, починаючи з другої мутовки від вершини дерева і до 9-11-ї вниз по стовбуру; основна частина їх розташовується на пагонах з третьої мутовки і вниз до 9-11-ї. Гілки з чоловічими бруньками розташовуються починаючи з 5-6-ї мутовки від вершини і вниз до 25-28-ї. Тому крону дорослого екземпляра ялиці можна розділити на горизонти: жіночий, мішаний, чоловічий та ростовий.

Досліджуючи динаміку шишконошення, ми встановили значну варіабельність урожаю як за роками, так і сумарно за роками. Разом з тим чіткої закономірності у чергуванні років з різним ступенем урожайності не виявлено, але навіть у рік неврожаю на поодиноких ялицях є невелика кількість шишок.

В середньому мутовчасті пагони 1-го порядку галуження забезпечили формування 16-35% шишок, 2-го порядку – 62-70% і 3-го – 3-4%. Роль міжмутовкових пагонів у процесі шишконошення є мізерною (не перевищує 1%) Більшість чоловічих бруньок приурочена до пагонів 3-го порядку галуження. В окремі роки внаслідок збігу несприятливих абіотичних і біотичних факторів спостерігаються значні втрати потенційного урожаю, а на окремих деревах - повна його відсутність. Для сортування насіння запропоновано використовувати метод флотації з 2-денним замочуванням.

Вегетативне розмноження ялиці білої. Нами відмічена здатність ялиці до вегетативного розмноження. Бокові гілки у молодих екземплярів, які безпосередньо контактують з ґрунтом, можуть утворювати придаткові корені. Виявлені непоодинокі випадки початку росту сплячих бруньок після пошкодження чи відмирання центрального пагона. Здатність до порослевого поновлення ялиці з сплячих бруньок притаманна переважно молодим екземплярам (до 15-20 річного віку); у перші роки поросль відзначаються незначними приростами за висотою.

Проявом здатності ялиці до вегетативного розмноження ялиці є й утворення водяних пагонів при раптовому сильному розрідженні деревостанів. Порода також часто формує “живі” пні.

Здатність ялиці замінювати пошкоджений чи знищений центральний пагін за рахунок бокових гілок можна використати у практиці лісового господарства - для виправлення потравлених дикими тваринами молодняків та формування плантацій новорічних ялинок з 2-х (3-х) разовою заготівлею товарної продукції на ділянці. Пропонована технологія вирощування новорічних ялинок, які користуються особливим попитом, має ряд суттєвих переваг перед традиційною.

Характеристика деревини ялиці. За даними наших досліджень щільність деревини ялиці змінюється з висотою над рівнем моря. Так, у передгір’ї (300 м н.р.м.) і у горах (1000 м н.р.м.) рівна вона відповідно4442.41 та 4012.41 кг/м3, а базисна щільність – 3662.48 і 3321.95 кг/м3. Всихання повне вздовж волокон становить відповідно 0.51% та 0.49%, на радіальній площині – 4.66 та 4.37%, на тангентальній – 8.41 та 8.16%, об’ємне – 13.15 та 12.68. Коефіцієнти всихання теж є різними: на радіальній площині – 0.15, тангентальній – 0.29 і об’ємній – 0.41. Тобто формується більш щільна деревина, але з вищими показниками всихання та розбухання у передгір’ї.

Нами підтверджено придатність способу вимірювання виштовхувальної сили зразків, занурених у воду для визначення базисної щільності деревини ялиці. Останній не поступається стереометричному (стандартному) методу за точністю, є простішим та менш трудомістким. Визначена нами межа насичення клітинних оболонок деревини ялиці рівна 29.2%.

В умовах східної границі ареалу формується деревина, яка суттєво не відрізняється від основної частини ареалу.

Деревина ялиці білої має невисокі абсолютні показники механічних властивостей, але за питомими показниками (показниками якості) вигідно виділяється серед більшості деревних порід. Тому деревина ялиці застосовується у тих випадках, коли необхідний легкий, м’який з невисокими показниками міцності та всихання, деревний матеріал. Завдяки високим акустичним властивостям деревина ялиці використовується для виготовлення музичних інструментів.

Кормова оцінка деревної зелені ялиці. Кормова цінність деревної зелені ялиці досить велика, так як вона може служити джерелом каротину круглий рік, її величина практично не залежить від впливу клімату, і в той же час мало використовується для інших виробництв. Проведені нами біохімічні аналізи деревної зелені ялиці білої у весняний період (березень) показали, що у ній міститься у середньому 47.2% сухої речовини і 3.3% протеїну, 3.8 % жиру, 9.8% клітковини, 1.3% золи, а 29.0% припадає на безазотисті екстрактивні речовини. В 1 кг деревної зелені ялиці міститься 1.3 г фосфору, 4,6 г кальцію та 213 мг каротину. Високий вміст у деревній зелені породи каротину, який є провітаміном А, та його гострий дефіцит у зимово-весняний період підтверджує кормову цінність деревної зелені ялиці. За нашими розрахунками 1 кг деревної зелені ялиці оцінюється 0,33 кормових одиниці.

Вітростійкість ялицевих деревостанів. Хоча ялицю вважають вітростійкою породою (Калуцький, 1998, Калінін, Калуцький, Іванюк, 1998) штормові вітри завдають відчутної шкоди її деревостанам. Особливо несприятливий прояв вітрів на яличники проявляються у передгірській зоні, де насадження формуються на ґрунтах недостатньої потужності, що підстилаються материнськими породами з низькою водопроникністю. В окремі роки шквальні вітри мають тут катастрофічні наслідки. Найбільш потерпають від вітрів руйнівної сили пристигаючі деревостани.

За частотою прояву вітровалів ялицеві деревостани у Прикарпатті на перше місце, поступаючись навіть смерековим, але за величиною пошкодженої кількості деревини смерекові деревостани переважають усі інші породи.

Вітростійкість ялицевих деревостанів залежить від частки ялиці у складі деревостанів та їх віку.

Спостерігається певна залежність пошкодження деревостанів вітром від їх повноти. Найбільше потерпають деревостани з повнотою 0.7, в яких були проведені рубки догляду чи санітарні. Виявлені закономірності прояву пошкоджень деревостанів вітром необхідно враховувати у лісогосподарській практиці.

Напрямки ведення господарства в

ялицевих лісах

Рубки догляду за лісом. Під час перших доглядів (освітлень і прочищень) першочерговим є видалення з верхнього ярусу низькоякісних переростків; надмірно густі біогрупи ялиці доцільно зріджувати, видаляючи пошкоджені екземпляри. При проріджуванні і прохідних рубках з підлеглих ярусів вибирають всихаючі і нежиттєздатні індивідууми.

У насадженнях дубово-буково-ялицевої підгрупи типів лісу освітлення починають з 3-5-річного віку верховим методом. Зімкнутість намету знижують до 0.6, повторність рубки 3-4 роки, а інтенсивність вибірки - від 30 до 60%. Прочищення проводять комбінованим методом з ухилом до верхового; його інтенсивність – 20-40%, зниження зімкнутості до 0,6, повторність 4-5 років. Проріджування проводять також доцільно вести комбінованим методом, інтенсивністю – 15-20% зі зниженням повноти не нижче 0,7, повторність рубань 5-8 років. Оптимальним для прохідних рубок також є комбінований метод з інтенсивністю 10-15%, зі зниженням повноти до 0.7 і повторністю 10-15 років.

У смереково-буково-ялицевій підгрупі типів лісу освітлення краще здійснювати на 3-4 рік верховим методом сильної інтенсивності (30-50%), знижуючи зімкнутість крон до 0,6-0,7, і повторюючи рубку через 3-4 роки. Прочищення повинно бути сильної інтенсивності (25-40%), верховим методом зниження зімкнутості до 0,6-0,7, повторність 4-5 років. Проріджування та прохідні рубки слід проводити комбінованим методом, інтенсивністю 10-20%, повторність проріджень 6-8, а прохідних рубок - 10-12 років. Мінімальна повнота деревостану після рубки - не нижче 0,7. Рубки догляду у ялицевих лісостанах варто організовувати за системою постійно діючих технологічних коридорів.

Рубки головного користування. У роботі обґрунтовані оптимальні техніко-організаційні показники та умови застосування різних способів рубки виходячи з їх екологічної значимості. Поєднання заготівлі деревини та збереження водоохоронних і грунтозахисних функцій гірських лісів можливе лише при застосуванні поступових і вибіркових рубок. Добровільно-вибіркові рубки варто застосовувати у різновікових лісах І групи лісів на крутих схилах.

Основними у ялицевих лісах Українських Карпат повинні стати поступові рубки. Рівномірно-поступові рубки (2-х чи 3-х прийомні) слід застосовувати на стійких і середньостійких до ерозії ґрунтах з надійним рівномірно розташованим підростом. На таких же ґрунтах при куртинному розташуванні підросту рекомендується застосовувати групово-вибіркову рубку. Вказаний спосіб рубки слід включити у нову редакцію “Правил рубок головного користування”. Пропонується застосовувати і змішаний спосіб рубки, який поєднує елементи рівномірно-поступових та групово-вибіркових рубок.

Суцільнолісосічні (лісовідновні) рубки в ялицевих лісостанах доцільно застосовувати у низькоповнотних деревостанах не забезпечених підростом. Встановлено, що поступові рубки у яличниках мають ряд суттєвих екологічних і економічних переваг перед найбільш застосовуваними зараз суцільними, забезпечують стале лісокористування.

Лісовідновні заходи. Основним методом поновлення ялицевих лісу Українських Карпат повинно бути природне, а штучне – допоміжним. Суцільні лісові культури краще застосовувати переважно після вирубування похідних деревостанів. В їх склад необхідно вводити біогрупами такі породи: модрина європейська, модрина японська, дугласія зелена, сосна Веймутова, в’яз гірський та інші. Варто ширше практикувати створення часткових лісових культур.

У дубово-буково-ялицевій підгрупі типів лісу дуб звичайний як правило вводять “шпигуванням” жолудів, під наметом деревостанів, що поступають у рубку. Широкого застосування у низькоповнотних стиглих деревостанах повинні набути піднаметові культури ялиці. Пропоновані лісовідновні заходи направлені на відтворення корінних високопродуктивних і біологічно стійких деревостанах.

Охорона і відтворення ялицевих лісів. У зв’язку із значною трансформацією ялицевих лісів важливим є збереження генетичних ресурсів породи, їх раціональне використання в умовах господарського і техногенного впливу.

У регіоні виділено генетичні резервати ялиці на площі 1269 га (24 ділянки), постійні лісонасіннєві ділянки організовано на 44.4 га, відібрано 208 плюсових дерев. Зараз створено 51 га клонових лісонасіннєвих плантацій близько 20 га з яких атестовано. Крім того в регіоні оформлено 16.7 га плюсових насаджень.

Генетичні резервати організовані переважно у стиглих та перестійних корінних високопродуктивних (І – Іа бонітету) деревостанах.

Значні генетичні ресурси ялиці зосереджені на територіях природо-заповідного фонду, зокрема у Карпатському біосферному заповіднику та національних природних парках регіону. В Українських Карпатах є всі необхідні умови для розвитку популяційного напрямку селекції і насінництва ялиці, який повинен стати пріоритетним і базуватися на відборі й розмноженні дерев з кращих природних деревостанів. Проте існуюча лісонасіннєва база не використовується належним чином, і насіння часто заготовляється у випадкових насадженнях.

Висновки і пропозиції виробництву

Дисертація містить результати аналітичних досліджень та теоретичні узагальнення стану ялицевих лісів Українських Карпат, можливостей їх відтворення та оптимізації господарського використання. Охарактеризовано участь ялиці білої у формуванні лісового фонду регіону, відображено лісівничо–таксаційні показники ялицевих деревостанів, особливості просторової структури і типологічну різноманітність ялицевих лісів, їх потенційну і фактичну продуктивність. Виявлено також специфіку фізико – механічних властивостей деревини ялиці і їх динаміку із зміною висотно-екологічних умов, з’ясовано особливості насіннєношення та природного поновлення. Обґрунтовано доцільність і шляхи відтворення ялиці у лісах Українських Карпат, методи формування високопродуктивних ялицевих деревостанів, засади їх охорони та раціонального використання.

За результатами наших досліджень можна зробити наступні висновки:

1. Ялицеві ліси у держлісфонді Українських Карпат займають площу близько 100 тис.га і посідають третє місце після букових і смерекових. Основні площі яличників зосереджені у Львівській і Чернівецькій областях (67% загальної площі насаджень цієї породи в Україні), у Івано-Франківській області зосереджено близько 24% деревостанів породи і в Закарпатській – менше – 10%. Понад 26% площі яличників Українських Карпат належать до першої групи лісів.

2. Ялицеві деревостани Карпат розподіляються за групами віку таким чином: молодняки – 31%, середньовікові – 30%, пристигаючі – 26% і стиглі та перестиглі – 13%. Ялицеві деревостани мають низьку повноту (0,66 проти 0,71 у середньому для лісів Карпат). За запасом стиглих деревостанів (458 м3/га), величиною поточного (5,0 м3/га) та середнього (5,3 м3/га) приросту ялицеві лісостани поступаються лише смерековим, переважаючи останні за середнім запасом на 1 га. Середній бонітет ялицевих деревостанів – І,2.

Ялицеві деревостани відзначаються високою продуктивністю деревини (особливо в умовах вологої букової та смереково-букової яличини), і за цим показником переважають всі аборигенні породи Українських Карпат. Це свідчить про велику лісогосподарську роль ялиці білої для регіону.

3. Ялиця біла в умовах Українських Карпат виступає і як типотвірна порода, і як характерна кліматична домішка. Останнє найчастіше спостерігається у смерекових, букових і рідше дубових лісах. Площа ялицевих типів лісу становить 267 тис. га. Найбільш поширеними і господарсько цінними є вологі смереково-букова (50,1%) і дубово-букова (5,7%) суяличини, вологі смереково-букова (28,3%), дубово –букова (8,9%) та букова (4,7%) яличини. Інші типи лісу (свіжа і сира дубово-букова й смереково-букова суяличини та яличини) займають незначну площу (2,3%) формуються фрагментарно і не є характерними для регіону.

Ялицеві типи лісу дуже трансформовані і часто використовуються для вирощування інших порід. Майже 40% площі яличин і суяличин зайнято похідними деревостанами смереками і близько 20% - бучинниками; інші породи займають меншу площу. Яличники ж сформовані лише на 30% площі ялицевих типів лісу. Це свідчить про потребу оптимізації використання лісорослинного потенціалу яличин.

4. У найбільш поширених ялицевих типах лісу пройшли небажані зміни, зумовлені застосуванням екологічно неприйнятних форм господарювання. Внаслідок цього площа середньо- і низькоповнотних деревостанів у регіоні є досить значною, що різко понизило використання типологічного потенціалу, яке складає лише 54-73%.

Суттєво скоротилась площа ялицевих деревостанів, зменшилась участь породи у складі деревостанів інших порід, що є результатом масового застосування суцільних рубок, які не відповідають біоекологічній специфіці виду.

Тенденції зниження продуктивності та біологічної стійкості яличників можна подолати застосуванням системи лісогосподарських заходів, що враховують особливості конкретного типу лісу і стан деревостанів. Протягом ревізійного періоду (10 років) площу корінних ялицевих деревостанів можна збільшити на 21-29%, середній фактичний запас на 1га підвищити на 20%, середній приріст – на 8-9%, а відтак рівень використання типологічного потенціалу підвищити на 3-10%.

5. Ялиця, як деревна порода, і яличники відзначаються високою вітростійкістю, яка залежить від складу, віку, повноти деревостанів, а також природних особливостей регіону. Тому з метою посилення вітростійкості смерекових лісостанів вважаємо за необхідне рекомендувати впроваджувати ялицю в їх склад, формувати змішані насадження хвойних порід.

6. Деревина ялиці білої з Українських Карпат відзначається такими фізико-механічними показниками: число річних шарів в 1 см – 3.8-5.2, відсоток пізньої деревини – 24-30%, щільність (при W=12%) – 401-444 кг/м3, статична твердість на радіальній площині – 15.4-17.3 Н/мм2, на тангентальній – 15.1-17.0 Н/мм2, на торцевій – 28.2-31.1 Н/мм2, модуль пружності при стиску – 9.0-10.3 ГПа, ударна твердість – 0.68 –0.77 Дж/см2, ударна в’язкість – 3.1-3.6 Дж/см2, межа міцності при сколюванні вздовж волокон на тангентальній площині – 5.1-5.2 МПа, на радіальній – 5.3-5.9 МПа, межа міцності при статистичному згині –58.5-63.3 МПа, межа міцності при стиску вздовж волокон – 38.0-42.8 МПа. Деревина з кращими механічними властивостями формується на нижчих гіпсометричних рівнях; спостерігається і неоднорідність якості деревини по висоті і радіусу стовбура, що свідчить про значний вплив екологічних умов на якість деревини.

7. Встановлено значне коливання величини річних урожаїв насіння ялиці. Але навіть у рік неврожаю на поодиноких деревах наявна невелика кількість шишок. Шишки формуються на гілках І, ІІ (більшість) і ІІІ порядків галуження. На міжмутовчатих пагонах шишки з доброякісним насінням практично не формуються.

8. У більшості випадків природне насіннєве поновлення проходить успішно; воно повинно стати основним способом відтворення ялиці у лісах Українських Карпат. Корінні деревостани ялицевих типів лісу більш як на 70% площі пристигаючих і стиглих насаджень забезпечені підростом цінних порід.

У дубово-буково-ялицевій підгрупі типів лісу підріст цінних порід трапляється на 66% площі похідних деревостанів, а смереково-буково-ялицевої – 58%. Забезпеченість підростом яличин і суяличин можна підвищити застосуванням різних способів сприяння природному поновленню. Наявність підросту ялиці під наметом похідних лісостанів, а також під інших лісотвірними породами свідчить про високу вітальність виду та розширення межі природного ареалу у східному напрямку.

Встановлена здатність ялиці до вегетативного розмноження.

9. Супутні деревні породи у стиглих ялицевих деревостанах мають випадковий характер розташування, натомість природне поновлення (сходи і підріст) відзначаються контагіозним розташуванням. Успішній реалізації відновного потенціалу ялицевих деревостанів сприятиме застосування рівномірно-поступових рубок, які мають низку суттєвих екологічних та економічних переваг над поширеними в даний час суцільними рубками.

У “Правилах рубок головного користування” необхідно передбачити також застосування групово-вибіркових рубок, які враховують куртинне розташування підросту. У ялицевих деревостанах з контагіозним розташуванням підросту пропонується одночасно застосовувати обидва способи рубок: рівномірно-поступові і групово-вибіркові.

Список основних опублікованих праць за темою дисертації

1. Тереля И.П. Едафічні умови формування ялицевих типів лісу Українських Карпат // / Науковий вісник. Лісівницькі дослідження в Україні. — Львів: УкрДЛТУ, 1996. - Вип. 5.— С. 184—187.

2. Тереля І.П. Просторове розміщення дерев в стиглих ялицевих деревостанах Українських Карпат // Науковий вісник. Проблеми та перспективи розвитку лісового господарства. — Львів: УкрДЛТУ, 1998. - Вип. 9.2. — С. 163—164.

3. Тереля І.П., Соловій І.П. Принципи підбору деревних порід для захисних насаджень //Науковий вісник Національного аграрного університету. – К.: НАУ, 1997. – Вип. 17. – Лісівництво . – 1990. – С.196–200.

4. Тереля И.П., Гузь Н.М. Проблемы сохранения и восстановления генетических ресурсов пихты белой в Украинских Карпатах // Селекция, генетические ресурсы и сохранение генофонда лесных древесных растений (Вавиловские чтения). – Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2003. - Вып. 59. –С.169-172.

5. Guz M., Terela I. Znaczenie jodly pospolitej dla lasu w ukrainskich Karpatach // Ocena zmiennosci genetycznej oraz program zagospodarowania selekсyjnego drzewostanow jodlowych w RDLP Krosno (Zeszyty Naukowe Akademic Rolniczej w Krakowe. Sesja naukowa. Zeszyt 61.) — Krakow, 1999. — S. 197—201.

6. Тереля И. П. Возобновление пихты белой в Украинских Карпатах // Лесная наука на рубеже ХХІ века:— Гомель: ИЛ НАН Беларуси,1997. - Вып. 46. — С. 152—153.

7. Швиденко А.И., Тереля И.П. Зарубенко Р.Г. Структура пихтовых лесов и их распространение в Закарпатье // География и природные ресурсы. – 1983. - №3. — С. 147—150.

8. Тереля И.П. Современная структура пихтовых лесов Карпат // География и природные ресурсы. – 1989.- №4. — С. 140—142.

9. Ступар В.И., Тереля И.П. Влияние происхождения семян на рост пихты белой // Лесное хозяйство. – 1985. – №12.– С. 29—30.

10. Тереля И.П. К вопросу рубок ухода в пихтовых лесах Карпат // Материалы международной научно-технической конференции “Лес – экология и ресурсы”. — Минск: БГТУ, 1998. — С. 117—119.

11. Герушинський З.Ю., Тереля І.П. Кадастр ялицевих типів