Інтродуценти як результат антропогенної трансформації лісів в умовах заповідника "Розточчя"

Вступ. У ХХІ ст. природне довкілля на території України перебуває у стані постійної потужної антропогенної трансформації: розбудовуються міста, ведеться інтенсивне сільське та лісове господарство, розвивається промисловість, будуються транспортні магістралі, які "розрізають" природні ландшафти, біотопи, розривають їх на окремі ізольовані фрагменти. Території, які належать природно-заповідному фонду, мають забезпечувати охорону і збереження окремих видів, їх оселищ, біотопів, екосистем. Ключову роль у процесі мінімізації дії негативних антропогенних чинників відіграють природні та біосферні заповідники, національні природні парки. Відповідно до ст. 15 Закону України "Про природно-заповідний фонд України", перед природними заповідниками поставлено завдання "...збереження у природному стані типових або унікальних для даної ландшафтної зони природних комплексів". Більшість об'єктів природно-заповідного фонду України створено у другій половині ХХ ст., і очевидним є те, що вони певною мірою зазнавали антропогенного впливу й осередками дикої природи можуть вважатися умовно (Bondarenko, 2001). Природний заповідник "Розточчя", заснований з ініціативи Національного лісотехнічного університету України (тоді - Львівський лісотехнічний інститут) у 1984 р. на землях Страдчівського навчально-виробничого лісокомбінату та Львівського обласного рибокомбінату, не є винятком. Окрім еталонних природних букових, сосново-дубово-букових, вільхових лісів, до заповідника увійшли і штучні лісові насадження з участю інтродуцентів, що займають близько 3 % його території.

Мета дослідження - проаналізувати стан природного лісовідновлення на антропогенно трансформованих ділянках Природного заповідника "Розточчя".

Об' єкт дослідження - антропогенно змінені лісові екосистеми, а саме лісові культури за участю інтроду- центів.

Предмет дослідження - методи і засоби природного лісовідновлення в антропогенно змінених лісових екосистемах, утворених інтродукованими видами.

У науковій літературі спостерігається неоднозначне ставлення до екзотичних видів дерев, деякі автори вважають впровадження інтродуцентів доцільним (Hrynyuk, 2009; Bilyk, 2012; Huz, 2003), інші - не схвалюють їх використання (Grant, 1980; Danchuk, 2016). Доцільність використання екзотів виправдана в урбані- зованому середовищі, адже їх впроваджують передусім для озеленення, оздоровлення середовища, збільшення різноманітності видового складу, з огляду їхньої витривалості до несприятливих чинників. У ботанічних садах, дендрологічних парках ці види відіграють насамперед роль живої колекції і слугують наочним посібником для студентів, експериментальним матеріалом для науковців (Bilyk, 2012).

Багато лісівників вважають застосування інтроду- центів у лісовому господарстві доцільним та ефективним, адже вони відзначаються швидкістю росту, довговічністю, стійкістю до несприятливих чинників навколишнього середовища і підвищують продуктивність насаджень (Hrynyuk, 2009; Huz, 2003; Logynov, 1988). Серед порід, які варто впроваджувати в лісові культури, як найбільш перспективні на Розточчі, вважають модрину європейську та японську, псевдотсугу Мензіса, горіхи чорний і сірий, дуб північний та ін. (Hrynyuk, 2009; Huz, 2003). В. Б. Логінов вважає, що "... інтродукція, змінюючи породний склад лісостанів, стає радикальним засобом зміни вихідних параметрів лісових екосистем, через що вона може бути одним із найбільш ефективних шляхів оптимізації лісових культуроценозів2 (Logynov, 1988).

Проте більшість екологів негативно ставиться до впровадження інтродукованих видів у природні лісові біоценози. Міжнародний союз охорони природи (World Coservation Strategy) вважає, що процеси штучної акліматизації рослин є важливим чинником біологічного забруднення середовища (Grant, 1980), тому зрозуміло, що наявність на території заповідників екзотів є украй не бажаним. Найбільшу небезпеку для автохтонних угруповань становить дуб північний або червоний (Quer- cus borealis Michx, Q. rubra Du Rei.), який в умовах Розточчя дуже добре відновлюється і схильний до експансії в навколишні природні угруповання, тим самим він витісняє місцеві деревно-чагарникові та трав'янисті види, кардинально змінює лісове середовище. Постала проблема, яка потребує нагального вирішення: як уберегти природні лісові екосистеми від агресивного ін- тродуцента (Stryamets, 1999, 2004).

Ідею вилучення цього виду із заповідної території було висунуто у 1999 р. і згодом впроваджено на окремих ділянках лісових культур у природному заповіднику "Розточчя". Думку, що інтродуценти є чужорідними елементами для навколишнього природного середовища в умовах природоохоронних територій, висловив також О. Дан- чук (2016). Саме впровадження інтродуцентів до створюють такі види: підмаренник запашний, квасениця звичайна, ожина шорстка, щитник шартрський, осока пальчаста, копитняк європейський, печіночниця звичайна, горлянка повзуча, гравілат міський, щитник чорення заповідника було тим антропогенним чинником, який потрібно усувати згодом.

Матеріали та методи дослідження. Методика досліджень передбачає польові рекогносцирувальні обстеження лісостанів ПЗ "Розточчя" з участю інтродуцентів, є загальноприйнятою для лісівничих і таксаційних досліджень із використанням методів узагальнення, компонентного аналізу. Облік підросту, а далі й оцінку успішності природного лісовідновлення проводили за методикою М. М. Горшеніна (1977), закладали площадки розміром 2^2 м. На кожній обліковій площадці за породами і групами віку рахували кількість сходів і підросту. За потреби у кожній групі окремо враховували насіннєвий і порослевий підріст. Якість підросту узагальнено характеризували двома категоріями: 1 - здоровий і надійний; 2 - всохлий, хворий. За віком природне поновлення поділяли на 1-річки, 2-3-річки, 4-7-річки, старше 7 років. Для оцінення природного відновлення кількість підросту прирівнювали до віку 4-7 років, використовуючи такі коефіцієнти: для однорічок - 0,15; 2- 3-річок - 0,6; 4-7-річок - 1,0, старше 7 років - 1,5. Визначали ступінь проективного покриття трав'яною рослинністю (%), видовий склад. Кількісні показники природного поновлення на облікових площадках переводили на 1 га.

Результати дослідження та їх обговорення. У Ве- рещицькому природоохоронному науково-дослідному відділенні природного заповідника "Розточчя", відповідно до таксаційного опису, у 27 виділах площею від 0,2 до 6,2 га лісові культури утворені з участю екзотів переважно у 60-70-х роках ХХ ст. Близько половини з них (13 ділянок площею 26,2 га) - культури з участю дуба північного, на другому місці за чисельністю - з модриною японською та європейською, по одній ділянці - зі сосною Веймутовою та псевдотсугою Мензіса.

Дослідна ділянка № 1. Верещицьке ПОНДВ, квартал 2, виділ 6, площа 2,1 га. Для обліку природного відновлення закладено 60 площадок. Лісові культури утворені у 1968 р. за участю модрини японської. Лісівничо- таксаційні характеристики за 1986 та 2002 рр. наведено у табл. 1. Унаслідок природної конкурентної боротьби зі складу насадження витіснено дуб звичайний, його замінив бук лісовий, модрина японська нині домінує, утворюючи перший ярус, інші породи - у другому ярусі.

ворена переважно опадом хвої модрини, слабо розкладена, ймовірно, є природним бар'єром для проростання насіння автохтонних деревних порід, а щільне зімкнення крон не дає змоги повноцінно розвиватись і виживати самосіву. Результати обліку природного лісовідновлення наведено в табл. 2. Кількість підросту дуже мала, переважають сіянці бука віком 1-3 роки, ще рідше трапляються клен гостролистий та явір, наявний дуб червоний. Природне лісовідновлення незадовільне.

Дослідна ділянка № 2. Верещицьке ПОНДВ, квартал 2, виділ 7, площа 2,1 га, закладено 60 площадок для обліку підросту. У 60-х роках були утворені лісові культури з участю сосни Веймутової, яка спочатку відзначалася гарним ростом, і у 1986 р. займала три одиниці у складі насадження, а згодом поступово під дією різноманітних чинників, зокрема ураження грибом Pe- ridermium strobi, відбувся значний природний відпад. На цей час залишилося тільки декілька екземплярів си- роростучих дерев, більшість - сухостійних або зламаних. Дуже слабке поновлення автохтонних видів, подекуди відновлюються бук лісовий та явір.

Трав'яне вкриття розріджене, його утворюють ожина шорстка, щитник шартрський, копитняк європейський, квасениця звичайна, щитник чоловічий, підмаренник запашний, осока пальчаста, одинарник європейський, зеленчук жовтий, осика волосиста, просянка розлога.

Дослідна ділянка № 3. Верещицьке ПОНДВ, квартал 3, виділ 14, площа 3,4 га, закладено 50 площадок для обліку підросту. Лісові культури висаджено в 1965 р., утворені дубом північним та звичайним, липою дрібнолистою. Дуб північний поступово витіснив супутні породи (див. табл. 2), на цей час повністю домінує. Відновлюється найкраще граб звичайний, дуб північний, менше - явір, бук лісовий, зрідка клен гостролистий. Трав'яне вкриття доволі розріджене, становить 15-20 %, утворене такими видами: зірочник ланцетовидний, ожина шорстка, щитник чоловічий, підмаренник запашний, копитняк європейський, просянка розлога, осока пальчаста, чорниця звичайна. інтродуцент екосистема лісовідновлення заповідник

Дослідна ділянка № 4. Верещицьке ПОНДВ, квартал 4, виділ 21, площа 1,7 га. Закладено 60 площадок для обліку природного лісовідновлення. Лісові культури утворені у 1979 р., у складі насадження - модрина японська (див. табл. 2). Унаслідок природних процесів сформувалося складне насадження, у якому дуб звичайний відстає в рості, модрина японська - у хорошому стані, у складі наявні береза повисла та граб звичайний природного походження. Підлісок: ліщина звичайна, бузина чорна, крушина ламка. Трав'яне вкриття - рідке, формується з таких видів: фіалка Рейхенбаха, ожина шорстка, зірочник ланцетовидний, просянка розлога, чорниця звичайна, перлівка поникла. Природне поновлення незадовільне, найбільше спостерігається підросту граба звичайного, зрідка бука лісового та клена гостролистого.

Дослідна ділянка № 5. Верещицьке ПОНДВ, квартал 8, виділ 7, площа 1,8 га. Закладено 60 площадок для обліку природного відновлення. Лісові культури утворені в 60-х роках минулого століття, у склад впроваджено дуб північний, як інтродуцент, що добре відповідає ґрунтово-кліматичним умовам Розточчя. На час дослідження насадження сформувалося як двохярусне. Перший ярус утворюють культури сосни звичайної і дуба північного, другий ярус - бук лісовий та граб звичайний. Відзначено наявність сухостійних дерев сосни звичайної. Підлісок утворює ліщина звичайна. Трав'яне вкриття розріджене, наявні такі види: мерінгія трижил- кова, ожина шорстка, щитник шартрський. У підрості - різновіковий граб звичайний, бук лісовий та дуб північний, природне відновлення нерівномірне, приблизно однаково розподілене у відсотковому вимірі між породами.

Дослідна ділянка № 6. Верещицьке ПОНДВ, квартал 9, виділ 24, площа 1,1 га. Закладено 70 площадок розміром для обліку природного відновлення. Лісові культури утворені в 1965 р. Під час створення культур використано два інтродуценти: псевдотсугу Мензіса, модрину японську (див. табл. 2). На момент дослідження природного поновлення у складі насадження переважає модрина європейська, присутні кілька екземплярів псевдотсуги Мензіса. Виходить в перший ярус природний бук лісовий, граб звичайний. Підлісок відсутній. Трав'яне вкриття є дуже розріджене і представлене такими видами: ожина шорстка, щитник шартрський, зеленчук жовтий, квасениця звичайна, копитняк європейський, чорниця звичайна, ожика гайова. Збіднення видового складу відбувається внаслідок зміни гідрологічних і мікрокліматичних умов, наявності грубого шару опаду хвойних порід і нерозкладеної підстилки.

Поновлення інтродуцентів відсутнє, найкраще відновлюється бук лісовий, менше - явір, клен гостролистий, граб звичайний (див. табл. 2). Трав'яне вкриття: ожина шорстка, щитник шартрський, зеленчук жовтий, квасениця звичайна, копитняк європейський, чорниця звичайна, ожика гайова.

Під час дослідження підросту в лісових культурах з участю інтродуцентів виявлено, що з часу утворення заповідника належного догляду за лісовими культурами не проводили, сприятливих умов для росту інтродуцен- тів не створювали, тому є змога вивчати міжвидову конкурентну боротьбу між автохтонними та інтродуко- ваними видами.

Описи трав'яного покриття засвідчують його трас- формованість у насадженнях із високою часткою хвойних інтродуцентів, особливо модрини європейської та японської. У насадженнях, утворених з участю дуба північного, трав'яне вкриття розріджене, але переважно відповідає наявним типам лісу. Усі досліджені ділянки лісових культур було створено на місці суцільних рубок, переважно букових лісів, тому на них видовий склад трав'яного вкриття (мегатрофи, мезофіти) загалом відповідає попереднім типам лісу. Проте за 40-50 років з часу створення штучних насаджень спостерігається зменшення видового різноманіття, трапляння та чисельності окремих видів, наприклад, відсутні рідкісні види, типові для автохтонних рослинних угруповань. Багато видів рослин перебувають у пригніченому стані, простежується експансія ожини шорсткої.

На відміну від арборетуму ботанічного саду в умовах Розточчя, де відбувається природне відновлення хвойних екзотів (Melnyk, Ivchenko & Melnyk, 2005), на території заповідника на досліджуваних ділянках не виявлено жодного екземпляра інтродуцентів.

Висновки

1. Одним із проявів антропогенної трансформації лісів на заповідних територіях є використання інтродуцентів під час штучного лісовідновлення у минулому.

2. За результатами досліджень штучних насаджень у природному заповіднику "Розточчя", утворених з участю дуба північного, сосни Веймутової, модрини японської, псевдотсуги Мензіса, виявлено, що з перелічених видів лише дуб північний здатний до природного відновлення. Підросту інших інтродукованих видів не виявлено.

3. Відновлення дуба північного є небажаним на території заповідника, має інвазивний характер, кардинально змінює лісове середовище та автохтонні рослинні угруповання. Виявлено значну присутність молодих дерев цього виду на багатьох інших природних ділянках лісу, на відстані 500 м і більше від лісових культур з його участю.

4. Під наметом штучних насаджень з участю сосни Веймутової, модрини японської, псевдотсуги Мензіса спостерігається незадовільне або недостатнє відновлення місцевих порід (бука лісового, граба звичайного, явора і клена гостролистого). Спостерігається обернено пропорційний зв'язок між участю інтродуцентів у складі насадження і кількістю підросту автохтонних видів. Природне відновлення краще там, де інтродукованих видів менше.

5. Трансформація трав'яного вкриття проявляється у зменшенні видового різноманіття, траплянні та чисельності фонових і відсутності рідкісних видів, характерних для цих умов.

Перелік використаних джерел

1. Bilyk, O. M. (2012). hrtroduktsiia ta zberezhennia bioriznomanittia derev ta chaharnykiv v dendrolohichnomu parku "Ustymivskyi". Henetychni resursy roslyn, 10-11, 47-57. Retrieved from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/grr 2012 10-11 7. [in Ukrainian].

2. Bondarenko, V. D. (2001). Kontseptsiia absoliutnoi zapovidnosti: Pro i contra. Roztochanskyi zbir-2000. Mater. mizhnar. nauk.-prakt. konferentsii, s. Starychi 17-18 lystopada 2000 r. Vol. 1, 184-189. Lviv: Merkator. [in Ukrainian].

3. Danchuk, O. T., & Danchuk-Dvoretska, T. I. (2016). Introdukovani derevni porody v umovakh pryrodookhoronnykh terytorii: ryzyky ta problemy. Scientific Bulletin of UNFU, 26(7), 49-55. https://doi.org/10.15421/40260707. [in Ukrainian].

4. Grant, V. (1980). Gene flow and homogeneity of species populations. Biol Zentr. B1, Vol. 99, 157-169.

Анотація

Одним із проявів антропогенної трансформації лісів на заповідних територіях є використання інтродуцентів під час штучного лісовідновлення у минулому. Проаналізовано наукову літературу щодо доцільності використання екзотів у лісових екосистемах. Досліджено стан природного лісовідновлення на антропогенно змінених ділянках лісу ПЗ "Розточчя". Досліджено 6 ділянок у лісових культурах за участю екзотів, закладено 360 тимчасових площадок для обліку природного поновлення, проведено опис трав'яного покриття. Оцінено вплив інтродуцентів на природне лісовідновлення. Встановлено, що під наметом досліджених штучних насаджень з участю Pinus strobus L., Larix leptolepis (Sieb. et Zucc.) Gord., Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco спостерігається незадовільне або недостатнє відновлення місцевих порід (Fagus sylvatica L., Carpi- nus betulus L., Acerplatano^des L., Acerpseudoplatanus L.), а відновлення інтродукованих порід (за винятком Quercus borealis Michx) - відсутнє. Відновлення Q. borealis має інвазивний характер і є загрозою для автохтонних рослинних угруповань. Виявлено обернено пропорційний зв'язок між участю інтродуцентів у складі насаджень і кількістю підросту автохтонних видів. Природне відновлення краще там, де інтродукованих видів менше. Трансформація трав'яного вкриття проявляється у зменшенні видового різноманіття, траплянні і чисельності фонових і відсутності рідкісних видів, характерних для цих умов.

Ключові слова: екзоти; лісовідновлення; лісові культури; підріст; автохтонні види.

Одним из проявлений антропогенной трансформации лесов на заповедных территориях является использование интро- дуцентов при искусственном лесоразведении в прошлом. Проведен анализ научной литературы относительно оправданности использования экзотов в лесных экосистемах. Исследовано состояние естественного лесовосстановления на антропогенно измененных участках леса ПЗ "Расточье". Исследовано 6 участков в лесных культурах с участием экзотов, заложено 360 временных площадок для учета естественного возобновления, проведено описание травяного покрытия. Проведена оценка влияния интродуцентов на естественное лесовосстановление. Установлено, что под пологом исследуемых искусственных насаждений с участием Pinus strobus L., Larix leptolepis (Sieb. et Zucc.) Gord., Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco наблюдается неудовлетворительное или недостаточное восстановление местных пород (Fagus sylvatica L., Carpinus betu- lus L., Acer platano^des L., Acer pseudoplatanus L.), а восстановление интродуцированных пород (за исключением Quercus borealis Michx) - отсутствует. Восстановление Q. borealis имеет инвазионный характер и представляет угрозу для автохтонных растительных сообществ. Определена обратно пропорциональная связь между участием интродуцентов в составе насаждений и количеством подроста местных видов. Естественное возобновление лучше там, где интродуцированных видов меньше. Трансформация травяного покрытия проявляется в уменьшении видового разнообразия, повторяемости и численности фоновых и отсутствии редких видов, характерных для данных условий.

Ключевые слова: экзоты; лесовосстановление; лесные культуры; подрост; автохтонные виды.

Anthropogenic transformation of natural ecosystems in the 21st century has reached significant proportions. One of the manifestations of anthropogenic transformation of forests in protected areas is the use of introducents for artificial reforestation in the past. The state of the natural reforestation on anthropogenically altered areas of the forest of the Nature Reserve "Roztochya" was investigated by M. Gorshenin's method. In 27 species of the tract Vereshchytsa, forest crops ranging from 0.2 to 6.2 hectares are formed with the participation of exotic species, mainly in the 60-70 s of the last century. On 6 plots in forest crops with the participation of various types of exotic species, 360 temporary sites for the natural regeneration have been planted; a description of the grass cover has been made. The authors have revealed that under the tent of investigated artificial plantations with the participation of Pinus stro- bus L., Larix leptolepis (Sieb. Et Zucc.) Gord.), Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco there is no restoration of introduced species. In these areas, unsatisfactory or insufficient recovery of local Fagus sylvatica L. species from 0.9 thousand thing / hа to 3.7 thousand thing / ha, Carpinus betulus L. from 0.3 thousand thing t/ha to 19.5 thousand thing/ha, Acer platamhdes L. from 0.2 thousand thing/ ha to 2.3 thousand thing/ ha, Acer pseudoplatanus L. from 0.1 thousand thing/ ha to 0.6 thousand thing/ha. The restoration of Quer- cus borealis ranges from 1.9 thousand thing/ ha to 5.2 thousand thing/ ha. It has an invasive nature and is a threat to autochthonous plant communities. There is a significant presence of young trees of this species on many other natural forest areas, at a distance of 500 m or more from forest crops with its participation. There is an inverse-proportional relationship between the introduction of introducents in the composition of the planting and the number of growth of autochthonous species. Natural recovery is better where introduced species is less. The transformation of the grass covering is manifested in the reduction of species diversity, the occurrence and number of backgrounds and the absence of rare species characteristic of these conditions.

Keywords: exotic species; reforestation; forest crops; growth; autochthonous species.

Размещено на Allbest.ru