Біолого-екологічні особливості створення ландшафтних культур в лісопаркових господарствах зеленої зони м. Києва

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

УДК 630*232:712.41:711.582.5(477-25)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

БІОЛОГО-ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЛАНДШАФТНИХ КУЛЬТУР В ЛІСОПАРКОВИХ ГОСПОДАРСТВАХ ЗЕЛЕНОЇ ЗОНИ М. КИЄВА

06.03.01 - лісові культури та фітомеліорація

ІВАНЮК ІГОР ВІКТОРОВИЧ

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті біоресурсів і природокористування України.

Науковий керівник:

Бровко Федір Михайлович, доктор сільськогосподарських наук, доцент, Національний університет біоресурсів і природокористування України, професор кафедри лісовідновлення та лісорозведення.

Офіційні опоненти:

Ониськів Микола Ількович, доктор сільськогосподарських наук, професор, Національний університет біоресурсів і природокористування України, професор кафедри лісівництва;

Пушкар Василь Васильович, кандидат сільськогосподарських наук, доцент, Інститут реклами, завідувач кафедри дизайну і ландшафтного мистецтва.

Захист відбудеться 18 березня 2009 р. о 12⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.09 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 28.

Автореферат розісланий "13" лютого 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради А.Г. Лащенко.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відповідно до "Програми розвитку зеленої зони м. Києва до 2010 року та концепції формування зелених насаджень у центральній частині міста" (2005) передбачається розробити заходи з відтворення насаджень паркового типу садінням декоративно привабливих дерев і кущів.

За умов антропогенного впливу однією з основних проблем, яка власне і визначає функціонування лісопаркових масивів, є створення стійких проти рекреаційних навантажень лісостанів, яким були б властиві високі декоративно-естетичні якості. Проте в зелених зонах міст України зазвичай використовують загальноприйняті (класичні) прийоми ведення лісогосподарських робіт, які не в повній мірі відповідають природоохоронним завданням, а тому лісові фітоценози зелених зон міст у більшості випадків виявляються малопридатними для рекреаційного використання. З метою поліпшення ситуації щодо означеної проблеми потрібне застосування лісогосподарських заходів, спрямованих не тільки на підвищення санітарно-оздоровчих та захисних властивостей лісів, а й на створення лісопаркових ландшафтів.

Одним із найдієвіших заходів, який дає змогу формувати лісопаркові фітоценози, є ландшафтні лісові культури, адже саме вони створюються з метою поліпшення естетичних властивостей місцевості, захисту її від ерозії та посилення стійкості фітоценозів проти рекреаційних навантажень ("Культури лісові. Терміни та визначення: ДСТУ 2980-95"). Серед комплексу лісівничих заходів ландшафтні лісові культури заслуговують на особливе місце, оскільки дозволяють створювати стійкі та естетично привабливі лісостани. Зважаючи на відсутність ґрунтовних досліджень із культивування ландшафтних лісових культур в Україні, назріла потреба щодо узагальнення досвіду з їх створення та вирощування, а також розроблення рекомендацій та їх впровадження до системи заходів ведення господарства у лісах рекреаційного призначення.

Актуальність обраної теми дослідження підсилюється недосконалістю методичної та наукової бази з організації й ведення лісового господарства у лісах зелених зон міст. Концептуально нового осмислення і вивчення потребують питання, які стосуються екологічної та соціальної ролі лісопаркових біоценозів навколо міст у межах завдань сталого управління лісами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання дисертаційної роботи пов'язане з науковими дослідженнями кафедри лісовідновлення та лісорозведення Національного університету біоресурсів і природокористування України та здійснювалося в рамках фундаментальної науково-дослідної роботи "Розробити теоретичні та технологічні основи системи лісорозведення і лісовідновлення в Україні на принципах екологічно орієнтованого лісівництва" (номер державної реєстрації 0104U003858), до якої дисертант залучався як співвиконавець одного з розділів.

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень полягала в удосконаленні наукових підходів і практичних заходів щодо створення й формування ландшафтних лісових культур в умовах зеленої зони м. Києва, а також розробленні рекомендацій зі створення ландшафтних культур як одного з дієвих заходів, спрямованих на створення лісостанів, стійких проти рекреаційних навантажень.

Основні завдання роботи:

? проаналізувати структуру лісового фонду лісопаркових господарств м. Києва за лісівничо-таксаційними та ландшафтними показниками;

? узагальнити досвід створення ландшафтних лісових культур у лісопаркових господарствах зеленої зони м. Києва;

? встановити закономірності розвитку кореневих систем деревних рослин у ландшафтних лісових культурах, які зростають на ущільнених ґрунтах;

? дослідити водний режим листя деревних рослин у ландшафтних культурах за умов зростання під пологом, на узліссях та відкритому просторі;

? розробити рекомендації щодо створення ландшафтних лісових культур у зеленій зоні м. Києва за умов рекреаційного навантаження.

Об'єкт дослідження - процеси росту і розвитку ландшафтних лісових культур у лісах рекреаційного призначення.

Предмет дослідження - особливості створення ландшафтних лісових культур у лісопаркових господарствах зеленої зони м. Києва.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі використовувалися такі методи досліджень: лісівничо-таксаційні - для закладання пробних площ з метою встановлення таксаційних показників лісостанів та оцінки їх структури; ландшафтної таксації - з метою закладання пробних площ та встановлення ландшафтно-рекреаційних показників лісостанів; фізіологічні - для дослідження інтенсивності транспірації води листям та його водного режиму; вимірювально-вагові - для дослідження корененаселеності ґрунтів; водно-фізичні - для визначення щільності ґрунтів; математико-статистичні - для обробки експериментальних даних та обґрунтування достовірності результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Основні положення роботи, які визначають сутність наукової новизни здійснених досліджень, полягають у наступному.

Вперше:

? проаналізовано та узагальнено досвід створення ландшафтних лісових культур у лісопаркових господарствах зеленої зони м. Києва;

? досліджено зміну щільності ґрунтів за антропогенного навантаження в ландшафтних лісових культурах, які зростають у суборевих та судібровних умовах лісопаркових лісів м. Києва;

? вивчено корененаселеність ґрунтів в умовах суборів та судібров за зростання деревних рослин у ландшафтних культурах лісопаркової зони м. Києва;

? досліджено інтенсивність транспірації води та нагромадження маси сухої речовини в листі ландшафтних культур лісопаркової зони м. Києва.

Уточнено:

? біологічні властивості деревних рослин за умов культивування в ландшафтних культурах;

? породний склад дерев і кущів, які за декоративними та біологічними властивостями придатні для культивування в ландшафтних культурах регіону досліджень.

Поглиблено:

? відомості про формування кореневих систем у деревних рослин при зростанні за умов рекреаційного навантаження на зональні ґрунти;

? знання щодо технологічних особливостей створення ландшафтних лісових культур та доглядів за ними.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень і опрацьовані рекомендації дають можливість підвищити декоративність та санітарно-гігієнічну значимість існуючих місць масового відпочинку населення, а також поліпшити ефективність використання та життєздатність зелених насаджень. Матеріали дисертаційного дослідження впроваджено у КП "Святошинське лісопаркове господарство", КП "Дарницьке лісопаркове господарство", КП "Лісопаркове господарство Конча-Заспа" Київського комунального об'єднання зеленого будівництва та експлуатацій зелених насаджень міста "Київзеленбуд" для удосконалення планування діяльності з відтворення і використання лісових ресурсів.

Матеріали досліджень використовуються у навчальному процесі при підготовці бакалаврів зі спеціальності "Лісове господарство" під час вивчення дисципліни "Лісові культури" та у магістерській програмі фахового спрямування зі спеціалізації "Поновлення та розведення лісу" при вивченні дисципліни "Лісові культури зелених зон".

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є завершеною науковою працею. Усі сформульовані в ній методичні підходи, наукові положення, висновки та пропозиції належать дисертанту і становлять його науковий доробок. Польовий експериментальний матеріал зібрано й проаналізовано дисертантом. Автором виконано математичну обробку одержаних даних, здійснено теоретичне узагальнення результатів досліджень, апробацію одержаних результатів, підготовку наукових праць до друку, написання та оформлення дисертації.

При виконанні окремих польових досліджень брали участь студенти-дипломники лісогосподарського факультету НУБіПУ, за що автор висловлює їм щиру вдячність.

Апробація результатів дисертації. Основні наукові результати, висновки та практичні рекомендації доповідалися на Міжнародному науково-практичному семінарі "Лісовідновлення і лісорозведення в Україні: сучасний стан, проблеми та перспективи" (5 квітня 2004 р., м. Київ); Всеукраїнській конференції студентів та аспірантів "Стан та перспективи природного поновлення" (14-15 квітня 2005 р., м. Харків); Міжнародній науково-практичній студентській конференції "Актуальні проблеми виробництва та якості продукції в аграрному секторі України" (27 квітня 2005 р., м. Київ); Міжнародних науково-практичних конференціях "Сучасні проблеми сталого розвитку лісового комплексу України: освіта, наука, виробництво" (13-15 жовтня 2005 р., м. Київ); "Сучасне садово-паркове господарство та ландшафтне будівництво в Україні" (14-15 вересня 2006 р., м. Київ).

Публікації. Результати наукових досліджень за темою дисертаційної роботи викладено в 7 наукових працях, із них 4 статті у фахових виданнях, затверджених ВАК, з яких 2 - у збірниках наукових праць і 2 - у наукових журналах, а також 2 публікації у матеріалах і тезах конференцій та одні рекомендації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із переліку умовних позначень, вступу, п'яти розділів, висновків, практичних рекомендацій, шести додатків та списку використаних літературних джерел. Матеріали дисертаційної роботи викладено на 190 сторінках друкованого тексту, зокрема основний текст - на 128. Робота містить 40 таблиць та 45 рисунків. Обсяг додатків - 43 сторінки. Бібліографічний список містить 181 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ 1. Природні умови району розташування зеленої зони м. Києва. Зелена зона м. Києва радіусом майже 100 км та загальною площею 727 тис. га знаходиться в центральній частині Київської області на території 10 адміністративних районів. Структурними елементами зеленої зони є територія міської забудови, лісопарковий пояс, який її оточує, та зовнішній пояс. Лісопарковий пояс площею близько 70 тис. га відноситься до зони суворого режиму ведення господарства, котра сприяє поліпшенню міського мікроклімату і слугує за місце масового відпочинку киян. До зовнішнього поясу віднесено всі цінні в природному та гігієнічному відношеннях території. Його основна функція - оздоровча.

Територія зеленої зони розташована в межах двох геоструктурних одиниць - північно-східного схилу Українського кристалічного щита та Дніпровсько-Донецької западини. Вона знаходиться на стикові трьох областей - Придніпровської височини, Придніпровської і Поліської низовин. Об'єкт дослідження розташований на межі двох лісорослинних зон - Полісся та Лісостепу. За рельєфом територія Київського Полісся є акумулятивною рівниною, Лісостепова зона Київського плато представлена рівниною з лесовим покривом та Дніпровською терасовою рівниною, вкритою відкладами алювіального походження. Серед ґрунтів переважають дерново-підзолисті. Сірі лісові ґрунти трапляються лише у вигляді окремих плям, прилеглих до лесових островів. Серед рослинного покриву переважають дубово-соснові ліси, які займають середнє положення в рельєфі. Клімат зеленої зони помірно-континентальний, м'який та достатньо вологий. Тривалість вегетаційного періоду - 204 дні, снігового покриву - 112 днів. Кількість атмосферних опадів - нерівномірна, з коливаннями від 400 до 800 мм, у середньому - 582 мм за рік. Середня річна температура становить 7,3 ?С.

Сукупність кліматичних, гідрологічних та ґрунтових умов зеленої зони м. Києва створює сприятливе підґрунтя для успішного росту і розвитку лісової рослинності в даній місцевості, у тому числі й ландшафтних лісових культур.

Розділ 2. Ландшафтні лісові культури, сучасний стан та технологічні особливості їх створення. Проаналізовано розвиток рекреаційного лісівництва як розділу лісівничої науки, узагальнено теоретичні й практичні концепції ведення лісового господарства у лісах рекреаційного призначення, в тому числі лісопарках зелених зон міст. Вивчено особливості створення та формування ландшафтних культур як невід'ємної складової рекреаційних лісостанів. Досліджено внесок у розвиток рекреаційного лісівництва відомих вчених-лісівників, зокрема В.Г. Атрохіна (1991), В.Д. Бондаренка (1986), Г.В. Бондарука (1988), В.П. Кучерявого (1981, 1984), М.Н. Проніна (1982, 1990), В.Д. Пряхіна (1954, 1972, 1981), В.Є. Свириденка (1989, 2003), А.С. Тіхонова (1983), М.М. Тюльпанова (1968, 1973, 1975). Висвітлено досягнуті успіхи у розробленні питань рекреаційного лісовпорядкування та ландшафтної таксації, які розглядалися у працях М.І. Гальперіна (1967), С.А. Генсірука (1987), М.С. Нижник (1984, 1987), Р.Р. Возняка (1987), В.П. Ковтуна (1962), В.С. Моісєєва (1990), Є.А. Рєпшаса (1984, 1986, 1994), Л.Н. Яновського, В.А. Максимова (1990). Окреслено проблеми, пов'язані з формуванням лісопаркових ландшафтів, проведенням ландшафтних рубань, які знайшли відображення в працях А.Д. Волкова, К.А. Андрєєва (1984), В.Г. Рубцова (1976), О.М. Рунової (1983).

Більшість досліджень, наведених у літературі, присвячені питанням щодо формування, призначення і використання ландшафтних культур. Однак особливості створення та відновлення стійких проти рекреаційних навантажень лісостанів із високими декоративно-естетичними якостями розкриті недостатньо, а тому саме цьому питанню відводиться головна роль у даній роботі.

Розділ 3. Методика досліджень та об'єми виконаних робіт. Дослідження ландшафтних культур здійснювалися закладанням пробних площ за методиками, розробленими P.P. Возняком, А.В. Фукаревичем (1999), та впровадженими у лісовпорядну практику комплексною експедицією Українського державного лісовпорядного виробничого об'єднання "Укрдержліспроект" для визначення показників рекреаційної характеристики земель лісового фонду.

Крім таких таксаційних показників насаджень, як діаметр стовбура на висоті 1,3 м, висота дерева, діаметр крони, надґрунтовий трав'янистий покрив, під час ландшафтної таксації визначали за методикою Н.М. Тюльпанова (1975), показники рекреаційної характеристики земель лісового фонду - тип ландшафту, стадію рекреаційної дигресії (деградації) насаджень, а також здійснювали рекреаційну і естетичну оцінку та оцінку пішохідної доступності, додаткову оцінку.

Дослідження кореневих систем проводили методом "монолітів", із використанням бура циліндричної форми. До переваг цього методу слід віднести можливість його застосування в умовах, за яких не дозволяється розкопування ґрунту. Для дослідження виділяли дерева І, II і ІІІ класів розвитку за Крафтом. Моноліти ґрунту з корінням відбирали до метрової глибини через кожні 10 сантиметрів. Для зручності перерахунку застосовувався циліндр об'ємом 1000 см³ (Колесніков В.А., 1962). Відібрані зразки доставляли до лабораторії, де корені відмивали від ґрунту за допомогою сит, сортували на грубе (понад 2 мм) та дрібне (менше 2 мм), після чого висушували у сушильних шафах при температурі 105 ?С та зважували на технічних вагах.

Інтенсивність транспірації визначали за методом швидкого зважування (Іванов Л.А., 1950), з одночасним встановленням мікрокліматичних умов - температури повітря на висоті 1 м за сухим і змоченим термометром психрометра Ассмана та наступним розрахунком відносної й абсолютної вологості повітря за психрометричними таблицями.

Листя для дослідження відбирали з південної частини крони на однаковій висоті від поверхні землі. Інтенсивність транспірації вологи вираховували на одиницю площі (1 г за 1 год на 1 м²) листя. Для визначення площі зважене дослідне листя обводили на міліметровому папері олівцем, після чого вирізали, зважували з точністю до 0,001 г і зіставляли з масою цього ж паперу площею 100 см².

Економічну ефективність лісів зеленої зони визначали за методиками, розробленими Я.В. Ковалем та І.Я. Антоненко (2004), а грошову оцінку лісів регіону як об'єкта багатоцільового використання розраховували за сумою оцінок земель лісового фонду, призначених для лісовирощування, та лісових насаджень на корені.

Вивчення ландшафтних лісових культур було здійснено на 26 тимчасових пробних площах, закладених у Святошинському, Дарницькому та Конча-Заспівському лісопаркових господарствах. На пробах під час проведення досліджень заміряно 1141 діаметр дерев на висоті 1,3 м у двох перпендикулярних напрямках та діаметри крон, а також висоти у 581 дерева. Тимчасові пробні площі закладали у свіжих, вологих та мокрих типах умов місцезростання.

Щільність ґрунтів визначали за 218 замірами, зробленими у 17 ґрунтових розрізах.

Інтенсивність транспірації листя та його водний режим досліджено на семи пробних площах, розташованих у середині біогруп та на узліссі. Всього було вивчено 140 зразків листя дуба червоного, клена гостролистого, клена татарського, берези повислої та липи дрібнолистої.

Корененаселеність ґрунтів досліджено на 12 пробних площах у ландшафтних культурах дуба червоного, клена гостролистого, клена татарського, берези повислої, липи дрібнолистої, ірги круглолистої, горіха чорного та модрини європейської. Із 120 відібраних монолітів було вилучено 1666 зразків дрібного і грубого коріння та визначено їх масу в абсолютно сухому стані.

Розділ 4. Особливості росту, добору типів ландшафтних культур та їх вирощування. У лісопаркових господарствах м. Києва нами вивчалися найпоширеніші породи, які використовуються при створенні ландшафтних культур. Такими є: сосна звичайна (Pinus sylvestris L.), ялина звичайна (Picea abies (L.) Karst.), модрина європейська (Larix decidua Mill.), береза повисла (Вetula pendula Roth.), верба біла (Salix alba L.), гіркокаштан звичайний (Aesculus hippocastanum L.), горіх грецький (Juglans regia L.), дуб червоний (Quercus rubra L.), клен гостролистий (Acer platanoides L.), клен сріблястий (Acer saccharinum Wangh.), клен татарський (Acer tataricum L.), липа дрібнолиста (Tilia cordata Mill.) та ірга круглолиста (Amelanchier rotundifolia Lam.).

Культури сосни звичайної зростають за різноманітних лісорослинних умов, а тому в досліджуваних умовах лісопаркових господарств її культурфітоценози широко представлені як у борових, так і у суборевих та судібровних умовах. Культури сосни у 120-річному віці при зростанні у судібровах мають високопідняту розлогу крону та створюють найкращі умови для відпочинку населення. Під їх пологом добре зарекомендували себе ландшафтні культури горобини звичайної, клена гостролистого та татарського, які не лише доповнюють декоративні якості краєвидів за рахунок контрастів у забарвленні стовбурів сосни та листяних порід, а й підвищують біологічну стійкість стиглих насаджень.

В умовах суборів, де ландшафтні культури сосни звичайної були створені біогрупою на галявині, у 30-річному віці спостерігалася певна закономірність у формуванні крон. У середині біогруп крона високо піднята (14,8 м), а у дерев, які зростають по краях біогруп, вона починає формуватися на 3 % нижче і площа проекцій тут на 35 % більша. Через це крона здається дещо розлогою, створюється враження купола і саме такі місця приваблюють відпочиваючих своєю красою та затінком. У сосен, які зростають у середині біогрупи та по її периферії, відзначається майже однакова висота, проте середні діаметри відрізняються на 42 %, що зумовлено більшою освітленістю по краях біогрупи.

Не менш декоративні й ландшафтні культури гіркокаштану звичайного, які зростають у судібровах під пологом 69-річного соснового насадження. Декоративність 39-річного культурфітоценозу підтримується за рахунок контрастності, яка проявляється у різному забарвленні кори стовбурів дерев. У дослідженому насадженні крона сосни займає верхню частину стовбура, а тому пропускає під полог достатньо світла. Зазвичай гіркокаштан формує крону широкоокруглої або яйцеподібної форми. Але під пологом соснових насаджень вона видовжено-яйцеподібна. Проте це не зменшує декоративних властивостей згаданої породи.

Ландшафтні культури з участю ялини європейської при створенні біогрупами з розміщенням садивних місць 1,5Ч1,5 м та 1,0Ч0,5 м у суборах більшою мірою відповідають лісівничим цілям. За такого розміщення ялина має незначущу різницю за висотою, а більші діаметр та площа проекції крон спостерігаються на краю біогрупи. На 0,95 рівні ймовірності (t=3,9-7,1) можна стверджувати, що місце зростання у середині та на краю біогрупи істотно впливає на ріст дерев за діаметром.

Культурфітоценозам модрини європейської властива ажурна крона, що вказує на доцільність її використання при створенні деревних угруповань прозорої конструкції. Нашими дослідженнями встановлено, що в суборах ландшафтній біогрупі, де модрина висаджувалася довільно по площі, її дерева відзначаються більшою на 9 % висотою і меншим на 26 % діаметром в середині біогрупи. На краю біогруп спостерігається протилежна ситуація - модрина має більший діаметр та площу проекції крони, однак меншу висоту. Тому на 0,95 рівні ймовірності (t=2,0-5,2) можна стверджувати, що довільне групове розміщення її дерев по площі істотно впливає на приріст за висотою в середині біогрупи та за діаметром на її краях.

Ландшафтні культури з участю берези повислої, створені за схемами садіння, які відповідають лише лісівничим вимогам, не відрізняються за висотою в середині і на краю біогрупи, а діаметри на 20-43 % та площі проекції крон на 50-61 % у таких культурах мають більші показники при зростанні дерев на краю біогруп, де краща освітленість крон, а відповідно і процеси накопичення біомаси відбуваються інтенсивніше. У насадженнях, створених біогрупами, береза повисла має більшу на 2-12 % висоту дерев та менший на 23-32 % діаметр у середині біогруп, що зумовлено підгінним впливом периферійних дерев на біогрупу. Виділяються декоративністю ландшафтні біогрупи берези повислої у поєднанні з кленом татарським. Такі біогрупи придатні для формування ландшафтів закритого простору вертикальної зімкнутості. Клен, займаючи простір під пологом берези, привертає увагу червонуватим забарвленням насіння, що надає біогрупам додаткової декоративності.

Насадження верби білої, які зростають уздовж берегів водойм, підсилюють декоративні якості краєвидів, особливо у випадках, коли гілля крони звисає до води. Ландшафтні культури верби білої, створені у мокрих судібровах, у 16-річному віці за діаметра 21,6 см і площі проекції крон 31,3 м² сягають висоти 7,0 м, а культури 52-річного віку - 15-метрової висоти за діаметра 54,6 см і площі проекції крон 205,5 м², що вказує на неабиякий потенціал цього виду верби для підвищення таксаційних і декоративних показників у культурах декоративного призначення.

У формуванні крон та діаметрів стовбурів у горіха грецького спостерігаються такі ж закономірності - в середині біогруп горіх порівняно з деревами, які зростають по периметру біогруп, має менші на 39 % діаметри та на 29 % площі проекції крон.

В ландшафтних культурах дуба червоного, створених за принципом ландшафтної біогрупи, в середині біогруп дуб виявляє кращий ріст на 1-18 % за висотою, але з меншим на 26-37 % діаметром, ніж на краю біогруп, де спостерігаються менша висота та більший діаметр стовбурів, а також значно більші на 43-68 % площі проекції крон. У культурах дуба, створених за хаотичного розміщення садивних місць, відмічається дещо вище закладання крон у середині біогруп порівняно з деревами по периметру. На ділянках, де насадження створені за лісівничими схемами садіння, різниця у висотах незначуща, а діаметри стовбурів на 35-75 % більші, ніж у середині біогрупи. Дуб червоний в ландшафтних культурах утворює рівномірно розвинену крону в середині біогруп, а по їх краях гілля, з якого формуються зовнішні контури біогруп, має довжину у 1,5-2,0 раза більшу, ніж у середині, що вказує на доцільність збільшення відстані між садивними місцями до 3-4 м та своєчасне проведення доглядових рубань з метою формування штамба і крони дерев. У насадженнях дуба червоного, який зростає у судібровних умовах, із висаджуванням дерев на відстані 2-4 м сформувалися розлогі крони, які надають декоративнішого вигляду культурфітоценозу, а тому значно привабливіші для відпочинку.

Клен гостролистий в біогрупах та на їх краях має майже однакову висоту, однак діаметри у периферійних дерев на 19-48 % і площа проекцій крон у 2,5 раза більші, ніж у таких, що зростають у середині біогруп. На ділянках, де ландшафтні культури клена оточені насадженням із зімкнутим пологом, суттєвого впливу світла на формування стовбурів у периферійних дерев не відмічалося. Незалежно від способів створення, у культурах виявлена значна різниця (t=7,0-21,2) у площі проекції крон, яка більша на 65-70 % у дерев, які ростуть по периметру насадження, ніж у середині біогруп, а крона формується вище у дерев, які знаходяться у центрі біогруп, що пояснюється гіршим проникненням світла через густу крону.

У межах регіону досліджень заслуговують також на культивування клени сріблястий і татарський. В ландшафтних культурах за участі клена сріблястого у біогрупах та по їх краях спостерігається несуттєва різниця (t=0,1-1,0) за висотою та істотна різниця (t=4,0-5,1) за діаметрами стовбурів (22-35 %), площею проекції (51 %) і висотою початку крон (23-26 %), що зумовлено неоднаковою кількістю світла, яке надходить до крон дерев. У біогрупі клена татарського встановлена різниця за висотою та діаметром, причому в середині біогрупи клен має більшу на 70 % висоту з меншим на 55 % діаметром, а на краю - навпаки більший діаметр за меншої висоти та на 62 % розлогішу крону. З раннього віку цей вид клена формує густооблистяну крону, яка перешкоджає поселенню в культурах світловибагливих трав'янистих рослин та добре затінює головні породи з боків.

Липа дрібнолиста в ландшафтних культурах при зростанні в середині і на краю біогруп не відрізняється за висотою, а діаметри в таких культурах мають вищі показники у дерев на краю біогруп, де більше сонячного світла і процеси накопичення біомаси відбуваються інтенсивніше. В біогрупах спостерігається різниця на 2-8 % за висотою дерев, зростаючих у середині біогрупи та по периферії, а за діаметрами різниця становить 26-50 %, що зумовлено підгінною дією периферійних дерев відносно дерев у біогрупі. Площа проекцій крон більша на 44-64 % у краще освітлених дерев і не залежить від способів створення насаджень.

Для ірги круглолистої виявлено різницю у рості в середині біогрупи з меншим на 19 % діаметром та більшою на 11 % висотою, а також у формуванні та площі крони, яка у периферійних дерев більша на 48 % і починає утворюватися в 2 рази нижче, ніж у середині біогрупи. Цю рослину варто широко використовувати в біогрупах і живоплотах, на узліссях та як підлісок. рекреаційне деревостан коренева водний

У лісопарковій частині зеленої зони м. Києва ландшафтні культури зазвичай створювалися із залученням кількох типів. За першого деревні рослини висаджувалися 1-3-річними саджанцями, з розміщенням садивних місць із шириною міжрядь 1,5-2,5 м та кроком садіння у рядах 0,5-1,0 м, що більшою мірою зумовлювало відповідність декоративних насаджень лісівничим, а ніж рекреаційним цілям. Через три роки приживлюваність створених у суборевих умовах культур (пп. 5, 6, 15, 16, 18, 19, 22) становила 85-95 %, а декоративних якостей такі насадження досягали лише після зімкнення крон. За другого - великомірні 2-5-річні саджанці із сформованим штамбом та кроною висаджували на галявинах біогрупами, в яких налічувалося від 30 до 60 дерев. Відстань між висадженими деревами становила від 1 до 3 м, а приживлюваність досягала 90 % (пп. 3, 4, 7, 24, 26). На заліснюваних ділянках більшої площі біогруп висаджувалася й більша кількість дерев - від 100 до 200 шт., на ділянках площею понад 0,5 га розміщувалося 300 дерев і більше. Відстань між деревами у таких насадженнях вибиралася у межах від 1,5 до 4 м. Основна мета таких посадок полягала у створенні штучних гаїв, які в майбутньому набули б вигляду природних насаджень. У середині таких насаджень для відпочинку залишалися галявини до 20 м² (пп. 2, 9, 21). У перші три роки приживлюваність саджанців лишалася на рівні 60-80 %, а в наступні роки спостерігалося подальше зменшення кількості дерев. Також мало місце створення культурфітоценозів пейзажного типу, які являли собою штучно створені насадження на фоні вже існуючих солітерно зростаючих дерев. Зазвичай поруч із такими деревами розміщували декоративні види деревних рослин згідно з композиційним задумом чи вздовж прогулянкових маршрутів та по берегах водойм. Збереженість згаданих культур досягала 95-100 %.

В біогрупах, де висаджувалися 1-3-річні сіянці, а також саджанці декоративних видів дерев та кущів із застосуванням зональних типів лісових культур агротехнічні догляди за ґрунтом у перші роки вирощування проводилися такі ж самі, як і в лісових культурах експлуатаційного призначення та полягали у розпушуванні ґрунту й прополюванні бур'янів у рядах і міжряддях. Кількість агротехнічних доглядів за ґрунтом у перший рік була 3-кратна, протягом другого - 2-кратна, на третій рік - однократна, а в наступні два роки організовувалося 3-кратне викошування трав у міжряддях.

Лісівничі догляди у ландшафтних культурах відповідали доглядам, які здійснюються в лісах експлуатаційного призначення, однак мали свої певні особливості. Так, у ландшафтних культурах з участю сосни звичайної (пп. 18), ялини європейської (пп. 13), берези повислої (пп. 5, 13), дуба червоного (пп. 16, 19), клена сріблястого (пп. 12, 13) та липи дрібнолистої (пп. 22) проводились освітлення та прочищення, які більшою мірою характерні для лісів лісогосподарського призначення, а не вимогам із формування лісопаркових ландшафтів. У змішаних насадженнях берези з ялиною (пп. 11) та клена гостролистого (пп. 6, 15), крім звичайних доглядових рубань, ще й формували штамб та здійснювали догляд за ним, що позитивно вплинуло на декоративні якості насаджень. У біогрупах, створених висаджуванням 2-5-річних саджанців із сформованим штамбом та кроною, у перший рік після садіння організовували два ручних агротехнічних догляди в пристовбурних лунках та 4-кратне викошування трав у міжряддях. У наступні три роки передбачалося лише 3-кратне косіння трав. Такі агротехнічні догляди сприяли підвищенню приживлюваності культур та утриманню рекреаційних ділянок у стані, придатному для відпочинку.

Лісівничі догляди у біогрупах, створених за цих типів, були спрямовані на підтримання їхнього декоративного стану, і здебільшого полягали у проведенні санітарних рубань, які здійснювалися вибірково, з видаленням сухостійних та всихаючих, а також буреломних й сніголамних дерев. Вирубувалися і дерева, пошкоджені шкідниками та збудниками хвороб, що у майбутньому могло призвести до їхнього відмирання.

У культурфітоценозах пейзажного типу, створених на фоні вже існуючих солітерно зростаючих дерев, агротехнічні догляди за ґрунтом проводилися у пристовбурних лунках, а за необхідності здійснювалося викошування трав. У перші 2-3 роки після садіння лісівничі догляди були спрямовані виключно на збереження створених ландшафтних культур у здоровому стані. З цією метою використовували лише вибіркові санітарні рубання, за яких видаляли тільки хворі або пошкоджені дерева. На місце цих дерев висаджували подібні до попередника екземпляри, щоб не порушувати первинний композиційний задум.

Отже, збереження та підтримання ландшафтних культур у належному стані досягається своєчасним проведенням агротехнічних та лісівничих доглядів.

Розділ 5. Архітектоніка кореневих систем, водний режим листя в ландшафтних культурах та економічна ефективність їх створення. Корененаселеність ґрунтів слугує за показник інтенсивності їх освоєності корінням деревних рослин. Найбільша заселеність ґрунтів корінням відзначається у його верхніх шарах. Погіршення росту й загального стану дерев у зв'язку зі зміною фізичних властивостей та водно-повітряного режиму ґрунтів свідчить про порушення їх аерації, а також процесів постачання деревним рослинам елементів мінерального живлення і води. За зростання в умовах рекреаційних навантажень життєздатність деревних рослин передусім визначається потужністю кореневої системи, глибиною її проникнення у ґрунт, реакцією на несприятливі впливи тощо. Освоєння ґрунтів дрібним корінням у ландшафтних культурах наведено в табл. 1 і табл. 2, а щільність ґрунту - на рис. 1 і рис. 2.

Таблиця 1. Корененаселеність ґрунту в ландшафтних культурах, свіжі субори

Примітка. Деревна порода / клас рекреаційної дигресії.

В умовах суборів, де ґрунтовий покрив формують дерново-слабо- і дерново-середньопідзолисті ґрунти піщаного та супіщаного механічного складу, їхня пухка, дисперсна структура вказує на наявність шпарин, які й займає коріння у процесі росту. Дисперсність та інші властивості визначають вміст у ґрунтах вологи у різних її формах, повітря, дрібних мінеральних й органічних часток, які після взаємодії з кислотами, вуглекислим газом та іншими сполуками перетворюються у водяні розчини та засвоюються рослинами. Важливим фактором, який істотно впливає на формування кореневих систем, є їх механічний склад.

Рис. 1. Щільність супіщаних дерново-підзолистих ґрунтів у ландшафтних біогрупах.

Проведеними дослідженнями було встановлено, що основна маса 29,7-77,5 % дрібного коріння в ландшафтних культурах охоплює верхній 20-сантиметровий шар ґрунту. Оскільки більшість порід, які вивчаються, середньовибагливі до родючості ґрунту, то їхнє коріння інтенсивніше освоює верхні більш родючі горизонти. Із збільшенням глибини родючість ґрунту поступово знижується, що закономірно викликає зменшення і маси коріння.

Зважаючи, що межа стійкості лісових фітоценозів знаходиться між третьою і четвертою стадіями рекреаційної дигресії, нами було досліджено щільність ґрунтів у ландшафтних культурах, які умовно було поділено на дві групи: І група - 1-3-й клас рекреаційної дигресії (див. рис. 1, крива 2; див. рис. 2, крива 4); ІІ група - 4-5-й клас рекреаційної дигресії (див. рис. 1, крива 1; див. рис. 2, крива 3).

Опідзолені темно-сірі, сірі та світло-сірі лісові ґрунти, які формуються на лесах і лесових суглинках, характерні для судібровних умов зростання деревних порід у зеленій зоні м. Києва. Таким типам ґрунтів притаманне переважання дрібних глинистих й мулистих часток, які й визначають їх трофність. Разом із тим, дрібні частки підвищують щільність ґрунтів, зменшують їх шпаруватість та збільшують механічний опір корінню. У генетичних горизонтах ґрунтів, де глинисті й мулисті частки скріплюються, має місце значне ущільнення, що ускладнює, а то й унеможливлює поширення коренів.

Таблиця 2. Корененаселеність ґрунту в ландшафтних культурах, свіжі судіброви

Примітка. Деревна порода / клас рекреаційної дигресії.

Досліджувані ландшафтні культури горіха грецького і дуба червоного в судібровах поширюють свої корені у верхньому 40-сантиметровому прошарку ґрунту, а кореневі системи берези повислої, клена гостролистого та липи дрібнолистої охоплюють лише 20-сантиметровий горизонт. Однак на глибині 61-80 см згадані породи формують другий ярус коріння. Тобто у метровій товщі ґрунтів спостерігається нерівномірне ущільнення ґрунтових горизонтів (див. рис. 2), що й позначилося на поширенні коріння у ґрунтовій товщі та зумовило збільшення маси коріння на глибині 61-80 см.

Рис. 2. Щільність суглинистих ґрунтів у ландшафтних біогрупах.

В умовах важких суглинистих ґрунтів на формування кореневих систем значною мірою впливає нерівномірне ущільнення їх генетичних горизонтів. Природна монолітність ґрунту, яка є результатом впливу його фізико-хімічних властивостей, порушується наявністю ходів землерийних тварин, хробаків, старих коренів, різноманітних тріщин, внаслідок чого утворюються зони менш щільної структури. Корені у процесі росту активно використовують біо-, ризо- й архітектоніку ґрунту. На відміну від піщаних, у суглинистих ґрунтах утворюється значно більша й глибша мережа мікроділянок зниженої щільності, що власне й полегшує проникнення коренів на більшу глибину.

За дослідженнями водного режиму листя деревних порід за умови групового культивування рослини більшості порід випаровують вологу інтенсивніше на узліссі. Однак у берези повислої, яка зростала на узліссі, ми спостерігали меншу інтенсивність транспірації, ніж у біогрупі. Швидше за все, тут проявився вплив її місцезростання поблизу водойми, з поверхні якої також випаровується волога. Це зумовлює збільшення вологості повітря та призводить до зменшення інтенсивності транспіраційних процесів у рослинах.

Показники дефіциту та відносного вмісту вологи в листі перебувають у прямій залежності від інтенсивності транспірації. За даними досліджень (табл. 3), найбільший дефіцит вологи властивий рослинам, які зростають на узліссі, а відносний вміст вологи більший у листі рослин, які знаходяться під пологом, де інтенсивність сонячного проміння та випаровування менші.

Нагромадження сухої речовини (див. табл. 3) відбувається ефективніше у рослин з більшою інтенсивністю випаровування вологи. В ландшафтних культурах з участю липи дрібнолистої, які зростають під пологом, сума площ поперечних перерізів у перерахунку на 1 га менша, ніж у культурфітоценозах, які знаходяться на відкритих площах. У дуба червоного інтенсивність транспірації та інші показники водного режиму незалежно від умов місцезростання майже однакові. Проте в насадженнях, які знаходяться під пологом, сума площ поперечних перерізів у дуба менша, ніж на відкритих ділянках. У клена гостролистого, який зростав у свіжих суборах, спостерігалася незначна різниця за сумою площ поперечних перерізів порівняно із такими на відкритому просторі.

Таблиця 3. Основні показники водного режиму листя деревних рослин у ландшафтних лісових культурах, які зростають у свіжих суборах

Примітки:

1. У чисельнику - під пологом, у знаменнику - на узліссі.

2. Дослідження проводилися за таких умов: температура повітря +22 - +24 ?С; відносна вологість повітря 60 %; освітленість 3200 люкс.

У структурі використання лісових ресурсів важлива роль належить соціальним функціям лісу, до яких відносяться рекреаційні, санітарно-гігієнічні та культурно-естетичні властивості. Для рекреації найбільш сприятливі лісопаркові масиви зелених зон міст, окремі масиви вздовж берегів річок та озер. Методичні підходи, які застосовуються для оцінки рекреаційних функцій лісу, базуються на рентній і затратній концепціях. Однак існуючі підходи до економічного оцінювання рекреаційних функцій лісу нині недостатньо обґрунтовані, оскільки не враховують споживчої вартості рекреаційних функцій лісу, а також показники реального ефекту від їх використання в рекреаційній якості. Тому видається закономірним вимір рекреаційних функцій лісу через зіставлення величини приросту продукції у промисловості (соціальній сфері), з урахуванням росту продуктивності праці та витрат, пов'язаних з упорядкуванням рекреаційного лісу як засобу праці.

Викладені обставини свідчать про правомірність економічного оцінювання екологічних і соціальних функцій лісу на основі витрат, які необхідні для відновлення й вирощування лісових насаджень, що використовуються як засіб праці в галузях матеріального виробництва та суттєво впливають на підвищення його ефективності. На даний час як екологічні, так і соціальні функції лісу при визначенні показників економічної ефективності не враховуються, що не дозволяє встановити частку лісів у суспільному продукті та національному багатстві.

Прямі витрати на створення ландшафтних культур, за нашими розрахунками, у 3,5 раза перевищують такі на створення звичайних лісових культур. Тобто, вартість створення ландшафтних культур значно більша, ніж звичайних, що пов'язано з великими обсягами ручної праці, яка й визначає вартість лісокультурних робіт. Приживлюваність ландшафтних культур упродовж трьох років після садіння становить 85-95 %, а введення до хвойних культурфітоценозів листяних деревних рослин істотно знижує клас пожежної небезпеки лісостанів у місцях масового відпочинку населення.

Середньорічний економічний ефект від вирощування 1 га соснових лісостанів експлуатаційного призначення становить 190 грн, а за культивування ландшафтних культур, які виконують рекреаційні, санітарно-гігієнічні та інші захисні й екологічні функції, може у 136 разів перевищувати ефективність насаджень експлуатаційного призначення. З урахуванням соціальної вартості лісів ефект від вирощування та експлуатації ландшафтних культур може сягати 26 тис. грн, що свідчить про доцільність їх культивування у лісопарковій частині зеленої зони м. Києва.

ВИСНОВКИ

За дослідженням особливостей культивування ландшафтних культур обґрунтовано такі висновки:

1. Зелена зона м. Києва знаходиться на межі Полісся і Лісостепу України та охоплює все розмаїття лісорослинних умов від борів до дібров. Найбільш поширеними умовами місцезростання є свіжі субори (В₂) та судіброви (С₂), а також вологі судіброви (С₃). Саме в них і створено основну частку ландшафтних культур.

2. Лісопаркові масиви зеленої зони м. Києва за естетичними властивостями і рекреаційною ємністю малопридатні для рекреаційного використання, що зумовлює потребу впровадження комплексу заходів зі створення ландшафтних культур.

3. До ландшафтних біогруп лісопаркової зони м. Києва вводяться дуб червоний, береза повисла, клени гостролистий, сріблястий і татарський, липа дрібнолиста, модрина та ялина європейські, оскільки саме ці види деревних рослин вирізняються високою декоративністю й стійкістю проти чинників рекреаційного навантаження.

4. У ландшафтних культурах, які зростають за умов антропогенного навантаження, щільність верхнього 5-сантиметрового шару ґрунтів становить: у суборевих екотипах на дерново-підзолистих свіжих супіщаних ґрунтах - 11-15 кг·(см²)^-1; у судібровних екотипах на сірих лісових глеювато-супіщаних ґрунтах - 23-34 кг·(см²)^-1. Корененаселеність ґрунтів за таких умов місцезростання має пряму залежність з їхньою щільністю. На ущільнених ґрунтах основна маса коріння деревних рослин знаходиться у менш родючому 20-30-сантиметровому прошарку.

5. У деревних рослин, які зростають у ландшафтних лісових культурах, інтенсивність транспірації води листям під пологом на 40-88 % менша, ніж на відкритих просторах. Показники дефіциту та відносного вмісту вологи в листі прямо пропорційні інтенсивності транспірації. Нагромадження сухої речовини у листі деревних рослин, зростаючих у суборах, становить 65-497, а у судібровах - 269-694 г•(м ²)^-1. Для лісових культурфітоценозів, зростаючих під пологом лісостанів, характерна менша сума площ поперечних перерізів стовбурів, ніж у насадженнях відкритих просторів, що зумовлює й менше нагромадження запасу біомаси в таких насадженнях.

6. У лісопарковій зоні м. Києва можливе створення ландшафтних культур: 1-3-річними саджанцями, висадженими за типовими зональними схемами; 2-5-річними саджанцями, із сформованими штамбом та кроною; садінням великомірних саджанців на галявинах, прогалинах, уздовж прогулянкових маршрутів та берегів водойм, із формуванням груп пейзажного типу.

7. Створення ландшафтних культур більш трудомістке та затратне, ніж лісових культур, а основний економічний ефект проявляється у рекреаційній, екологічній та санітарно-гігієнічних сферах. Середньорічний економічний ефект від використання ландшафтних культур у соціальній сфері може у 136 разів перевищувати ефективність соснових культур експлуатаційного призначення. Економічний ефект від 1 га ландшафтних культур, які виконують рекреаційні, санітарно-гігієнічні та інші захисні функції, з урахуванням соціальної вартості лісів може сягати 26 тис. грн, що свідчить про доцільність їх створення у зеленій зоні м. Києва.

Практичні рекомендації. За результатами проведених досліджень для створення ландшафтних культур у лісах рекреаційного призначення та місцях масового відпочинку рекомендовано:

1. Проектом зі створення ландшафтних культур передбачати композиційний задум, а запроектовані для садіння деревні рослини добирати відповідно до типів лісорослинних умов, які б ефективно виконували рекреаційні, екологічні та санітарно-гігієнічні функції.

2. При створенні ландшафтних культур у суборах та судібровах передпосадковий обробіток ґрунту слід проводити: на ділянках, не зайнятих лісом - суцільно на глибину гумусового горизонту; на ділянках, де неможливий суцільний обробіток, для садіння 2-4-річних саджанців деревних порід копанням ямок розмірами 0,7Ч0,7Ч0,7 м, а для кущів - розмірами 0,5Ч0,5Ч0,5 м з обов'язковим внесенням у ямки гумусованої маси зональних ґрунтів.

3. Для заліснення рідколісь добирати деревні рослини, які здатні забезпечувати максимальний пейзажний ефект. До складу культур включати не більше 3-5 видів, з яких виділяти акцентні та допоміжні дерева, а за необхідності - передбачити вирубування зайвих дерев. Ландшафтні культури слід доповнювати кущами, які красиво квітнуть і плодоносять, як наприклад глід, жимолость, ірга тощо.

4. Ландшафтні культури на відкритих ділянках необхідно створювати з урахуванням категорії лісокультурних площ (вирубки, прогалини, галявини і т. п.), рельєфу місцевості, наявності деревної і трав'янистої рослинності тощо. На відкритих ділянках площею до 500 м² доцільне формування гаїв, у складі яких домінувала б одна деревна порода з розміщенням садивних місць від 1,5Ч1,5 м до 2,0Ч2,5 м. За такого розміщення забезпечується швидке змикання крон дерев та зменшення витрат на проведення агротехнічних доглядів за ґрунтом. На ділянках площею понад 0,5 га пропонується висаджувати 2-3 види декоративних порід та облаштовувати галявини площею до 250 м². На таких лісокультурних площах можлива механізація трудомістких процесів, зокрема підготовка ґрунту, садіння і проведення агротехнічних доглядів за ґрунтом.

5. На невеликих за площею галявинах ландшафтні групи слід розміщувати на узліссях, а на великих (понад 1 га), фітогрупи створювати і на галявинах. На відкритих ділянках варто застосовувати шаховий тип змішування, що уможливлює використання лісосадильних машин та застосування механізованого обробітку ґрунту. Розміри груп ("шахматок") можуть бути 20Ч20 м і більше, а для кущів - 10Ч10 та 10Ч20 м. Після зімкнення крон регулярні контури "шахматок" змінюються проведенням ландшафтних доглядових рубань.

6. До повного зімкнення крон ґрунт у ландшафтних групах повинен підтримуватися в чистому від бур'янів стані. Розпушувати його необхідно на глибину до 10 см, запобігаючи цим ушкодженню фізіологічно активного коріння, яке розвивається в поверхневих найбільш родючих шарах ґрунту. Зважаючи, що суглинисті ґрунти схильні до ущільнення, пропонується така загальна кількість агротехнічних доглядів: у судібровах - 10-кратна упродовж чотирьох років; у суборах - 6-кратна упродовж трьох років.