Захист відбудеться “ 6 “ листопада 2003 р. о 11⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чупринки, 103, зал засідань.

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

Відповідно до поставленої мети вирішувались такі завдання:

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

2.Дослідити мікрокліматичну роль і екологічні функції лісових насаджень в агроландшафтах регіону досліджень.

3.Визначити вплив еродованості і змитості грунтів на ріст захисних лісових насаджень. еродований грунт фітомеліоративний лісовий

Об'єкт дослідження - лісові насадження на еродованих землях агроландшафтів 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 застосовувались наступні методи: лісівничо-таксаційні - при закладці пробних площ та визначенні біометричних показників деревостану, порівняльної екології - для типологічної характеристики насаджень, грунтових - для аналізу грунтів. Кліматичні методи використовувались для аналізу мікрокліматичного впливу фітомеліоративних лісових насаджень на суміжні агроугіддя. Дослідження впливу структури земельних угідь на стан земельних ресурсів, обробка отриманих результатів проводились з використанням методів варіаційної статистики та математичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов північно-східної частини Волинської височини запропоновано науково-обгрунтовану концепцію раціонального використання низькопродуктивних земель, які недоцільно використовувати у сільськогосподарському виробництві і опрацьовані рекомендації щодо формування і розташування в агроландшафтах фітомеліоративних лісових насаджень, які визначають їх продуктивність і екологічну стабільність.

Проаналізовано ерозійні процеси і роль захисних лісових насаджень в агроландшафтах регіону досліджень. Досліджено вплив еродованості і змитості грунтів на ріст та розвиток лісових насаджень. Отримано нові дані щодо ролі створених фітомеліоративних лісових насаджень у послабленні ерозійних процесів і підвищенні врожайності окремих сільськогосподарських культур. Вперше для умов регіону досліджень запропонована модель формування оптимального співвідношення компонентів агроландшафту.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні і прикладні результати виконаних досліджень сприятимуть розвитку захисного лісорозведення на еродованих землях північно-східної частини Волинської височини. Розроблено науково-обгрунтовані рекомендації з вдосконалення технології створення захисних лісових насаджень на еродованих, низькопродуктивних 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.

Ступінь антропогенного навантаження на навколишнє середовище значною 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. Брауном визначено три глобальні напрямки охорони навколишнього середовища, які характерні для всіх країн світу: ерозія грунтів, надмірне антропогенне навантаження на природні екосистеми та проблема сировини .

Суть проблеми охорони земель від розвитку ерозійних процесів зводилась до захисту їх від необґрунтованого несільськогосподарського використання, від форм неефективного господарювання, які ведуть до зниження родючості, сприяють ерозії, засоленню, заболоченню угідь, тощо. Погіршення стану земельних ресурсів спричинено також забрудненням ґрунтів шкідливими хімічними речовинами. Сьогодні у світовій торгівлі обертається понад 70 тис. різноманітних хімічних сполук, більшість з яких не пройшли екологічної експертизи і не допущені до використання. Суттєвого значення набувають на даний час зусилля більшості розвинутих країн світу, спрямовані на екологізацію сільськогосподарського виробництва, прагнення згладити зростаючі ускладнення між вимогами його інтенсифікації та необхідністю зберегти і підтримати екологічну стабільність ландшафтів, а також зберегти повноцінне середовище для існування людини. Особливу роль в оздоровленні та очищенні 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, фільтрують воду, попереджують повені, оздоровлюють атмосферу, закріплюють рухомі піски, протидіють утворенню яруг, суттєво покращують мікроклімат сільгоспугідь.

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 продуктивності 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 розораності 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 захисними лісовими насадженнями, які б сприяли припиненню ерозії ґрунтів і підвищенню урожаю сільськогосподарських, культур приділяли увагу в своїх роботах А.В. Альбенський (1949,1971), Г.А.Харитонов (1963), А.А.Молчанов (1966), І.П.Теребуха (1970), Л.Л.Мольченко (1971), О.С.Мельник (1972,1975), 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 (1989,1990), Л.І. Копій (1989,1995,1999,2000), Е.С.Павловский (1990), І.П.Соловій (1991,1992,1995) та інші. Відповідно до обгрунтованих принципів в Україні передбачається здійснення відповідних заходів щодо комплексного і раціонального використання і охорони земельних, водних та лісових ресурсів. При цьому особлива увага акцентується на необхідності підвищення лісистості території нашої держави, яка характеризується високою ступінню сільськогосподарської освоєнності 69,3 % і наявністю значних 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 глибше деталізовані у програмі діяльності на ХХІ століття (Агенда - ХХІ століття).

Програма, методика та об'єкти досліджень

Дослідження проводились в Північно-східній частині Волинської височини, 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 лісорослинних властивостях еродованих земель і тому повинна враховуватись при формуванні стійких агроландшафтів у даному регіоні.

Об'єктами дослідження обрано яружно-балкові насадження штучного походження, створені на еродованих землях за останні 30 років в зоні діяльності Клеванського, частково Острозького та Дубнівського держлісгоспів, які розташовані на території північно-східної частини Волинської височини, що широкою смугою тягнеться від долини річки Стир до східної межі підобласті. 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 підготовки грунту, терміном садіння, технологією садіння, використаними знаряддями, механізмами, кількістю і якістю проведених доглядів, віком садивного матеріалу. Типологічний опис та визначення типологічних одиниць проводили за П.С. Погребняком (1963) та Д.В.Воробйовим (1967). Таксаційні показники насаджень визначали з допомогою (Таблиці ходу росту…, !969; Сортиментные таблицы…, 1984)

На дослідних об'єктах аналізувались: ступінь приживленості, загальний стан саджанців, особливості взаємовпливу деревних порід, характер і ступінь зімкнутості, особливості росту різних деревних порід на грунтах різного ступеню змитості та на різноманітних схилах, ступінь заростання міжрядь бур'янами та наявність пошкодження ентомошкідниками і хворобами. Аналізувалась технологія створення лісових культур великомірним садивним матеріалом і визначалась придатність механізмів для проведення всього циклу лісокультурних робіт (підготовка грунту, закультивування, догляд за культурами). Проводився фотохронометраж затрат та визначалась ефективність створення лісових культур великомірним садивним матеріалом за загальноприйнятими методиками. Всього було закладено - 30 пробних площ, 2 моноекотонні та 2 поліекотонні трансекти з нівелірним ходом.

Гранулометричний аналіз грунтових зразків проводили за методикою Н.А.Качинського (1965), а фізико-хімічні показники визначали за загальновідомими 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 досліджень охарактеризовані на підставі детального опрацювання різноманітних літературних джерел (П.М.Цись, 1962; А.М.Маринич та ін., 1985; К.І.Геренчук, 1975, 1976; Климат Украины, 1967; В.Г.Бондарчук, 1959; Щ.Г.Андрущенко, 1970; М.К.Кваша, 1970; Атлас почв Украинской ССР, 1979; В.Н.Бабиченко, 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 високопродуктивних, ерозійно нестійких грунтів (світло-сірі, сірі опідзолені, темно-сірі опідзолені і опідзолені чорноземи). Територія регіону досліджень розмежована ріками Західний Буг, Луга, Стир, Іква, Горинь. Розчленованість східної частини 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 повітряних мас, що супроводжується випаданням значної кількості опадів зливного характеру, які сприяють інтенсивному прояву ерозійних процесів на схилах 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 насаджень суттєво залежить від рельєфу місцевості (на підвищеннях переважають сосна звичайна, дуб звичайний, бук лісовий, граб звичайний, а в пониженнях - ясен звичайний, вільха чорна, береза повисла). Незначну площу займають 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 лісистості в межах Волинської височини, аналізуються регіональні особливості ведення сільського та лісового господарства. Досліджено, що значному зростанню інтенсивності винищення лісів в даному регіоні, сприяв розвиток в середині XVI століття мануфактурного виробництва з виготовлення поташу, скла, заліза (неподалік населених пунктів Луцьк, Рівне, Клевань, Буда, Руська-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 процесів (ерозія грунтів, зсувні явища, пересихання річок тощо) сприяло зростання площі сілськогосподарських земель, їх розораності (більш як у 1.5 рази) та різке зменшення площі лісів в період XIХ- XХ століття. Низький рівень ведення сільського господарства та подрібнення лісових масивів між багатьма власниками, обумовили необхідність збільшення площі сільськогосподарських земель і винищення лісів.

Інтенсивна експлуатація лісових ресурсів та надмірне сільськогосподарське освоєння території північно-східної частини Волинської височини, сприяли суттєвій трансформації земельних ресурсів (лісові землі тут займають 12.1 %, сільськогосподарські угіддя - 84.2 %, а розораність сільськогосподарських земель сягає 76 %), що відповідно спричинило інтенсивний прояв ерозійних і зсувних явищ і зменшення річкового стоку. Інтенсифікація сільського господарства (збільшення площі полів, використання важкої сільськогосподарської техніки, застосування міндобрив, пестицидів та гербіцидів) в період з 60-х років до кінця ХХ століття, обумовила різке зростанню площі еродованих 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 судіброви займають в межах регіону досліджень площу понад 18 тис.га), які характеризуються 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 дозволили 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 пилуватих 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 властивості.

Експериментальні дослідження дозволили встановити, що під впливом насаджень з перевагою в складі листяних деревних порід у порівнянні із шпильковими, накопичення гумусу проходить інтенсивніше і перевищує його вміст на суміжних сільгоспугіддях на 0.6-1.3 % (табл. 1). Спостерігається більш інтенсивне зменшення pH соляної витяжки і більш істотний ріст вмісту рухомих катіонів Р₂О₅ та К₂О під їх впливом на слабозмитих грунтах у порівнянні з середньозмитими.

 Таблиця 1 Середньозважені агрохімічні показники у верхньому шарі грунту

Вплив еродованості грунтів на збереження та ріст лісових насаджень. У період з 1964 по 1994 років на території регіону досліджень лісогосподарськими підприємствами було створено близько 9.5 тис. га фітомеліоративних насаджень. Під час їх створення на землях лісомеліоративного фонду регіону досліджень, перевага надавалась аборигенним деревним породам (сосна звичайна -56 %, дуб звичайний - 31 %).

В результаті детальних обстежень існуючих насаджень встановлено, що інтенсивність змитості грунту істотно впливає не тільки на приживленість окремих деревних порід (на намитому грунті приживленість сосни звичайної сягає 63 %, дуба звичайного - 100 %, а на сильнозмитому грунті, відповідно - 83 %, і 65.4 %), а також на їх приріст (табл. 2). Зменшення інтенсивності росту сосни звичайної та дуба звичайного в залежності від зростання ступеню змитості грунту, сягає в середньому близько 15 %. Причому середній приріст у висоту сосни звичайної на різних за ступенем змитості грунтах є у 2-3 рази більшим, ніж у дуба звичайного. Найкраще ростуть і розвиваються листяні та шпилькові деревні породи на грунтах, які не зазанали істотного ерозійного впливу. Менш продуктивні листяні насадження формуються на намитих грунтах, значно гірше ростуть листяні і дещо краще соснові насадження на середньозмитих і погано ростуть та найчастіше гинуть лісові насадження різноманітного складу на сильнозмитих грунтах.

Технологія та агротехніка створення фітомеліоративних лісових насаджень на землях лісомеліоративного фонду. Успішність створення лісових 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 порід, технології створення насадження та підбору механізмів. В практиці ведення лісового господарства на території Волинської височини здавна існували традиційні прийоми підготовки грунту під лісові культури, які регламентувались категорією земель, наявністю ресурсів, робочої сили, технічною оснащеністю, періодом проведення лісокультурних робіт. Одним з найважливіших показників якості підготовки ґрунту під лісові культури є його водний режим та фізичний стан. Визначення оптимального способу підготовки ґрунту нами проведено на підставі аналізу варіантів підготовки ґрунту фрезою, плугом ПКЛ-70 та його рихлення з допомогою додаткових пристроїв лісосадивної машини одночасно з садінням сіянців і саджанців. Найкращий результат при створенні лісових насаджень на староорних і еродованих землях, досягнуто при механізованому садінні лісових культур садивною машиною з попередньою підготовкою грунту та з використанням садивного матеріалу різного віку.

Для забезпечення надійної конкуренції дуба звичайного з трав'янистими рослинами та швидкорослими деревними породами, під час створення лісових насаджень на землях лісомеліоративного фонду, доцільно використовувати багаторічні саджанці дуба звичайного поряд з однорічними сіянцями

Таблиця 2 Приріст деревних порід за останні 5 років в насадженнях на грунтах різного ступеню змитості

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 елементах рельєфу в умовах північно-східної частини Волинської височини швидкість вітру зменшується на відстані до 400-500 м з завітряної сторони. При розташуванні фітомеліоративних насаджень на вершинах пагорбів швидкість вітру додатково зменшується на 34 %, а відстань позитивного впливу зростає до 600 м. При їх розташуванні в понижених місцях відстань позитивного 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 4.7^оС), 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 повітря із завітряної сторони зростає на 13-15 % на відстані до 150 м. Найефективніша снігозатримуюча роль фітомеліоративних лісових насаджень в умовах досліджуваного регіону, спостерігається при їх поєднанні у замкнуту систему. Це сприяє рівномірному відкладанню снігу на відстань до 250 м. Під впливом захисних лісових насаджень в даних умовах спостерігається зростання урожайності жита, пшениці та картоплі на відстань від 15 до 400 м із завітряної сторони, що визначає межі їх позитивного мікрокліматичного впливу і повинно використовуватись під час розрахунку оптимальних параметрів сільськогосподарського 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 причиною розвитку негативних процесів в північно-східній частині Волинської височини виступають фактори антропогенного характеру (надмірне вирубування лісів, нерегульоване збільшення сільськогосподарських угідь, нарізування сільськогосподарських полів великої площі без врахування рельєфу місцевості, значна частка ріллі в структурі земельних угідь, використання важкої сільськогосподарської техніки та великої кількості хімічних речовин, знищення біогруп лісової рослинності серед агроугідь, тощо). Найбільш потужним стабілізуючим фактором в межах регіону досліджень виступають різноманітні лісові насадження, які суттєво впливають на мікроклімат території, протидіють ерозійним процесам, регулюють тепловий, водний та вітровий режим місцевості. Оптимальне насичення агроландшафтів лісовими екосистемами передбачає просторове протиставлення екологічно дестабілізуючим територіальним утворенням - екологічно стабілізуючих, що сприяє суттєвому покращенню екологічного стану навколишнього середовища. Послаблення існуючих негативних екологічних процесів можна досягнути, комплексно оптимізувавши сучасну ландшафтну структуру регіону досліджень протягом декількох етапів, які передбачають науково обґрунтоване розчленування великих безлісих сільськогосподарських територій на менші складові за водозбірним принципом та раціональне розташування угідь із забезпеченням оптимального співвідношення компонентів ландшафту (ліс, рілля, луки).

Формування просторової структури агроландшафтів. При формуванні просторової структури агроландшафтів в умовах Волинської височини потрібно відшукати і впровадити критерії збалансованого співвідношення між експлуатацією геосистем (раціональним використанням їх виробничих ресурсів) та їх охороною. Слід моделювати таку територіальну організацію агроландшафту, яка могла б суттєво змінити його саморегуляцію, та підвищити стійкість до деструктивних процесів. Одним із головних напрямків вирішення цього завдання є оптимальне насичення агроландшафту морфологічними елементами екологічного призначення - локальними геосистемами буферного 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, стабілізують середовище, відновлюють біологічні ресурси, забезпечують притулок і шляхи міграції для багатьох видів тварин, рослин і таким чином компенсують негативний вплив господарської діяльності на ландшафт. Залісення низькопродуктивних земель, створення полезахисних смуг та інших категорій фітомеліоративних насаджень компенсує скорочення площі сільськогосподарських угідь стабілізацією екологічної ситуації, поліпшення мікрокліматичних умов на прилеглих сільськогосподарських угіддях, що позитивно позначиться на їх продуктивності (підвищиться урожайність сільськогосподарських культур, продуктивність кормових угідь та ін.). Для підтримання екологічної стабільності в ландшафті дуже важливо, щоб лісові насадження були раціонально розподілені по всій території, тобто щоб всі безлісі орні землі перебували в зоні сприятливого екологічного впливу лісових насаджень. Особливу фітомеліоративну роль в агроландшафтах Волинської височини відіграють природні деревно-чагарникові насадження (переліски, гаї, чагарникові зарості і навіть поодинокі дерева та чагарники) на луках, вигонах, серед розораних площ на берегах рік і інших водойм. Високоорганізовані ландшафти з більш розвиненою структурою здатні пом'якшувати зовнішні впливи (зливи, сильні вітри, техногенні навантаження) значно інтенсивніше, ніж спрощені та менш організовані.

При формуванні стійких ландшафтів в умовах регіону досліджень первинним етапом цього багатоцільового завдання повинно стати науково-обгрунтоване розчленування території на окремі складові. Усі заходи з оптимізації ландшафту необхідно приурочувати до водозбірних територій, починаючи від найменших водозборів (мікроводозборів) і завершуючи найбільшими. Заключним етапом вирішення даної проблеми повинно бути оптимальне розташування земель, що базується на принципі функціональної відповідності, при якій використання земель визначається їх внутрішніми природними властивостями та ресурсною цінністю. З цією метою необхідно проводити заходи щодо формування системи масивних та фітомеліоративних лісових насаджень, які сприяли б зменшенню ерозійних процесів, поліпшенню мікроклімату в агроландшафтах і збільшенню урожаю. Відповідно до цих завданьсхили південної та південно-східної експозиції крутизною понад 15^о, необхідно вилучити з сільськогосподарського користування та провести їх залісення, надаючи перевагу в складі насаджень на вершинах пагорбів та у привододільній зоні сосні звичайній, в середній частині схилів - сосні звичайній, дубу червоному та звичайному, а в нижній - дубу звичайному, буку лісовому та іншим листяним деревним породам.

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

Модель оптимізації співвідношення компонентів в агроландшафтах Волинської височини. Інтенсивність ерозійних процесів на території Волинської височини обумовлена значною площею сільськогосподарських угідь (відсоток сільськогосподарських земель коливається від 60.2 % у Дубнівському до 78.8 % в Гощанському адміністративних районах), значною їх розораністю (від 68.7 % в Сокальському до 90.8 % у Млинівському районах), незначною лісистістю (в західній частині до 13 %, в південній - 26 %, північно-східній - 3-5 %) та складним рельєфом місцевості (абсолютна висота пагорбів 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 площею еродованих земель та площею лісових насаджень, яка описується рівнянням регресії: y = 23.4 x^0.3882 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 x^0.1713; тісна пряма кореляційна залежність (R= 0.6649± 0.0765) між площею еродованих земель та площею ріллі, яка описується рівнянням регресії: y = 52.4 x^0.142. Відомо, що вплив цих факторів на процеси ерозії відбувається не обособлено, а в тісній взаємодії, що в свою чергу викликає своєрідні зміни в характері їх сприяння інтенсивності ерозійних процесів.

На підставі встановлених закономірностей нами проведено розрахунок трьохфакторної моделі залежності площі еродованих земель від лісистості, сільськогосподарської освоєності та розораності сільгоспугідь в умовах Волинської височини (табл. 3). Відповідно до розрахованої моделі, зменшення площі еродованих земель можна обумовити, суттєво збільшуючи в межах регіону досліджень показник лісистості. Більш радикально вплинути на зменшення площі еродованих земель можна регулюючи одночасно всі три показники моделі, а саме показник лісистості, сільськогосподарської освоєності та розораності сільгоспугідь.

Теоретичні засади оптимального розташування фітомеліоративних насаджень. Складний рельєф в межах Волинської височини обумовлює необхідність формування на її території системи масивних та смугових лісових насаджень різного цільового призначення. Під час проведення заходів, спрямованих на оптимальне розташування фітомеліоративних насаджень необхідно враховувати особливості рельєфу, ерозійну напруженість території, ерозійну піддатливість грунтів, суму та характер опадів, структуру угідь, лісистість, характер розміщення лісів та їх стан в межах елементарного водозбору. Пріоритетним завданням в умовах регіону досліджень повинно бути формування замкнутої системи фітомеліоративних насаджень, що передбачає вилучення з сільськогосподарського користування сильно та дуже сильноеродованих земель з подальшим їх залісенням та залуженням відповідно до проведених розрахунків. Розчленування значних безлісих сільськогосподарських територій необхідно проводити на поля площею 40-65 га, які повинні бути оконтурені лісовими смугами різноманітного призначення (вітроломні, ґрунтозахисні, водорегулюючі) і розташовані довшою стороною перпендикулярно 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 берегах річок і невеликих струмків необхідно створити відповідно до встановлених нормативів ув'язану з іншими захисними смугами та масивними лісовими насадженнями систему прируслових, полезахисних поперечних, кольматуючих смуг. При цьому тут необхідно передбачити створення садів, культурних пасовищ, сінокосів та посадок горіхоплідних кущів.

Таблиця 3 Площа еродованих земель в залежності від лісистості, сільськогосподарської освоєності та розораності сільгоспугідь в межах Волинської височини, % (при лісистості - 5 %)

Для послаблення прояву негативних процесів в межах північно-східної частини Волинської височини, необхідно провести збільшення лісистості території регіону досліджень шляхом створення системи фітомеліоративних лісових насаджень в межах елементарних водозборів, з одночасним зменшенням сільськогоподарської освоєності, розораності сільгоспугідь та площі еродованих земель відповідно до запропонованої моделі. Виконання цього завдання необхідно здійснити в три етапи, забезпечивши залісення протягом першого етапу до 2010 року земель вилучених з сільськогосподарського користування на площі 18 тис.га, що дозволить збільшити лісистість агроландшафтів до 10 %, а загальну лісистість до 19.5 %. У період до 2025 року необхідно збільшити площу лісових насаджень на 21.4 тис.га, довівши лісистість в агроландшафтах до 12 %, а загальну - до 23.2 %. Протягом заключного етапу планується збільшити площу лісових насаджень на 24.1 тис.га, що сприятиме не тільки збільшенню лісистості агроландшафтів до 15 %, загальної - до 27.2 %, а й дозволить сформувати замкнуту систему захисних лісових насаджень і забезпечити суттєве зменшення інтенсивності ерозійних процесів та покращити екологічний стан навколишнього середовища. Після завершення робіт по формуванню замкнутої системи фітомеліоративних лісових насаджень, що пов'язано з залісенням та залуженням земель вилучених з сільськогосподарського користування, доцільно визначити на території Волинської височини межі регіонального природного парку, що дозволить не тільки зберегти унікальну природу, викопродуктивні лісові насадження та сільськогосподарські угіддя, сприятиме зменшенню інтенсивності прояву негативних процесів, забезпечить збереження природних ресурсів, підвищить потенційні можливості розвитку лісового та сільськогосподарського виробництва.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та аналіз експериментальних даних щодо росту лісових насаджень на еродованих землях та особливостей їх розташування в агроландшафтах північно-східної частини Волинської височини. Проведено аналіз структури, породного складу, лісівничо-таксаційних показників створених лісостанів, вивчено особливості зміни агрохімічних показників грунту на залісених ділянках, досліджено фітомеліоративний 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 низькопродуктивних земель та збільшення площі фітомеліоративних лісових насаджень в агроландшафтах регіону досліджень.

1. Інтенсивна експлуатація земельних і лісових ресурсів північно-східної частини Волинської височини протягом декількох століть призвела до значного зменшення площі лісів (лісистість території становить 12.1 %), збільшення площі сільськогосподарських (сільськогосподарська освоєність сягає майже 66 %) і орних земель (розораність сільгоспугідь знаходиться в межах 82.6 %) та сприяла суттєвому погіршенню стану сільськогосподарських угідь (понад 35 % цих земель еродовані).

2. В складі створених фітомеліоративних лісових насаджень на території регіону досліджень переважає сосна звичайна (56 %), яка характеризується найвищою приживленістю, має значний приріст на середньоеродованих та намитих грунтах (середній приріст більший у 2-3 рази, ніж у дуба звичайного), добре росте у верхній, середній і поступається за швидкістю росту модрині європейській у нижній частині схилу. Дещо менше в складі лісостанів представлений дуб звичайний (до 31 %), який переважає в рості інші деревні породи в нижній частині схилів.

3. Поряд з позитивним стабілізуючим впливом на основні негативні процеси, характерні для регіону досліджень (ерозія грунтів, розвиток зсувних явищ, евтрофікація водоймищ, забруднення отрутохімікатами та залишками мінеральних добрив грунтових та стічних вод тощо), захисні лісові насадження створені на староорних, низькопродуктивних та еродованих землях, сприяють покращенню їх механічного складу, пористості, водопроникності, водостійкості, накопиченню гумусу, азоту та калію.

4. Високою продуктивністю характеризуються лісові насадження створені на грунтах, які не зазнали істотного ерозійного змиву, менш продуктивні деревостани формуються на намитих грунтах, дещо гірше ростуть та розвиваються лісостани на середньозмитих землях, погано ростуть і нерідко гинуть насадження на сильнозмитих та дуже сильнозмитих грунтах.

5. Виявлена суттєва перевага (у 2-3 рази) приросту у висоту сіянців сосни звичайної у порівнянні з сіянцями дуба звичайного на намитих і середньозмитих грунтах.

6. Найбільш високими показниками приживленості, росту та конкурентноздатності, відрізняються лісові насадження створені великомірним садивним матеріалом дуба звичайного на ділянках, де існує реальна загроза витіснення дуба зі складу насадження конкурентною трав'яною рослинністю та поростю м'яколистяних деревних порід (береза, осика, верба та інші).

7. Найвищою приживленістю (понад 95 %) характеризуються лісові культури, створені великомірним садивним матеріалом на грунтах з попередньою фрезовою підготовкою грунту з грунтопоглиблювачем і садінням саджанців з допомогою лісосадивної машини, дещо нижчий цей показник (до 93.0 %) при підготовці грунту шурфами і найнижчий (до 74.0 %) при садінні лісових культур без підготовки грунту.

8. Найбільш ефективним способом створення фітомеліоративних лісових насаджень на землях лісомеліоративного фонду є садіння саджанців дуба звичайного, сіянців сосни звичайної та інших деревних порід на низькопродуктивних та еродованих грунтах лісосадивною машиною з попередньою їх підготовкою за допомогою фрези та грунтопоглиблювача, що сприяє забезпеченню високої конкурентноздатності дуба по відношенню до трав'яної рослинності (протягом першого вегетаційного періоду він випереджає трав'янисті рослини в рості на 10-12 см, протягом другого - на 8-15см, третього - на 15-28 см), що обумовлює скорочення терміну змикання крон на 3-4 роки в порівнянні з культурами створеними лише однорічними сіянцями.

9. Захисні лісові насадження, розташовані серед агроугідь, суттєво зменшують швидкість вітру, сприяють рівномірному відкладанню снігу, згладженню температурних показників повітря і грунту, відчутно змінюють їх вологість, пом'якшують мікроклімат полів на відстань до 400-500 м із завітряної сторони та значно впливають на зростання врожайності сільськогосподарської продукції на відстані 50-150 м із завітряної сторони.

10. Встановлена тісна обернена кореляційна залежність площі еродованих земель від лісистості (R= - 0.8691± 0.1003) та пряма кореляційна залежність площі еродованих земель від показників сільськогосподарської освоєності (R= 0.7833± 0.0983) і розораності сільгоспугідь (R= 0.6649± 0.0765) в межах регіону досліджень.

11. Для забезпечення екологічної стабільності ландшафтів регіону досліджень, необхідно провести формування раціонального співвідношення компонентів ландшафтів відповідно до розрахованої трьохфакторної моделі залежності площі еродованих земель від показників лісистості, сільськогосподарської освоєності та розораності сільгоспугідь:

y = - 2.56 - 0.7186x₁ + 0.2015х₂ + 0.3313х₃.

12. З метою раціонального використання низькопродуктивних та еродованих земель, збільшення площі фітомеліоративних лісових насаджень та посилення їх позитивного екологічного впливу на навколишнє середовище північно-східної частини Волинської височини, рекомендується:

- проводити залісення верхніх частин еродованих схилів лісовими насадженнями з перевагою в складі сосни звичайної, середніх - за участю сосни звичайної, дуба червоного та дуба звичайного, нижніх - з незначною участю (до 10-15 %) смереки і модрини європейської та значною перевагою (40-50 %) дуба звичайного та інших листяних порід;

- під час закультивування середньоеродованих, нанесених та староорних земель, поряд з сіянцями інших деревних порід, необхідно використовувати великомірні саджанці дуба звичайного 3-х річного віку, висотою до 70 см;

- садіння лісових культур здійснювати з допомогою лісосадивної машини з попередньою фрезовою підготовкою грунту та з одночасним його рихленням грунтопоглиблювачем;

- забезпечити зменшення площі сільськогосподарських угідь за рахунок вилучення з сільськогосподарського користування низькопродуктивних, сильноеродованих та середньоеродованих земель на площі 65 тис. га;

- для збільшення площі лісових та фітомеліоративних насаджень, посилення їх позитивного екологічного впливу, створення сприятливих умов розвитку сільськогосподарського виробництва, провестити до 2040 року поетапне збільшення лісистості агроландшафтів північно-східної частини Волинської височини до 15 % та загальної лісистості до 27 %.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Копій Л.І., Фізик І.В. Основні напрямки оптимізації лісистості північно-східної частини Волинської височини // Науковий вісник.- Львів: УкрДЛТУ.- 1999.- Вип. 9.11.- С. 34-39 (автором особисто підібрані та закладені дослідні об'єкти, зібрано та опрацьовано дослідний матеріал, обгрунтовано принципи раціонального співвідношення компонентів агроландшафту).

2. Копій Л.І., Фізик І.В. Запорука екологічної стабільності // Лісовий і мисливський журнал.- 2000.- № 2.- С. 18 (автором особисто проведено рекогносцировочне обстеження території, підбір та закладку дослідних об'єктів та проаналізовано структури земельних ресурсів в межах регіону досліджень).

3. Фізик І.В. Вплив еродованості грунтів на ріст лісових насаджень в умовах північно-східної частини Волинської височини // Науковий вісник.- Львів: УкрДЛТУ.- 2003.- Вип. 13.2.- С. 78-82.

4. Копій Л.І., Фізик І.В. Оптимізація лісистості в агроландшафтах північно-східної частини Волинської височини.- Львів: Вид-во НТШ.- 1999.- 141 с. (автором особисто закладені дослідні об'єкти, проведено статистичну обробку зібраного матеріалу і на його основі підготовлені другий та п'ятий розділи монографії).

5. Фізик І.В., Зарубенко Р.Г. Вплив антропогенних факторів на стабільність екологічної обстановки в умовах горбистих ландшафтів (на прикладі Ровенського району Ровенської області) // Тези республіканської наукової конференції “Взаємодія науки і виробництва у лісопромисловому комплексі”.- К.- 1991.- С.29-30 (автором особисто проаналізовано структуру земельних угідь Рівненського району).

6. Фізик І.В. Стан агроландшафтів в умовах північно-східної частини Рівненсько-Волинської височини // Тези міжнародної наукової конференції “Лісотехнічна освіта і наука на рубежі XXI століття: сучасний стан, проблеми і перспективи”.- Львів: УкрДЛТУ.- 1995.- С. 50.

8.Фізик І.В. Абразія // Українська енциклопедія лісівництва.- Львів, 1999.- Т.1.- С. 13.

8. Фізик І.В. Антропохорія // Українська енциклопедія лісівництва.- Львів, 1999.- Т.1.- С. 31.

9. Генсірук С.А., Фізик І.В. Бонітет // Українська енциклопедія лісівництва.- Львів, 1999.- Т.1.- С. 73 (автором особисто проаналізовано варіанти визначень).