Полісся, в яких рубки догляду за лісом не проводять з часу аварії на ЧАЕС

Размещено на http://www.allbest.ru//

Полісся, в яких рубки догляду за лісом не проводять з часу аварії на ЧАЕС

В. В. Мельник

Досліджено радіальний приріст сосни звичайної у лісових культурах на територіях, де здійснюють належні лісогосподарські заходи (ДП ''Малинське ЛГ"), та де була заборонено лісогосподарську діяльність внаслідок значних рівнів радіоактивного забруднення території (ДП "Народицьке СЛГ"). Розраховано основні статистичні параметри деревно-кільцевих хро- нологій для визначення стану насаджень. Встановлено, що для середніх величин радіального приросту насаджень на пробних площах існує достовірна різниця значень ^факт=15,69^(1;174;095)=3,90). Так, максимальна ширина річного кільця у свіжих борах ДП "Малинське ЛГ" досягає в середньому 4,21 мм, а середня ширина кілець становить близько 1,50 мм; тоді як у ДП "Народицьке СЛГ" ці показники становлять 2,52 та 1,16 мм відповідно. Максимальну достовірну різницю в характері розвитку насаджень фіксують з 1930 по 1982 рр. ^факт=20,02^(1;106;095)=3,93). З 1983 р. абсолютні прирости насаджень на обох досліджуваних підприємствах мають практично однакові значення та достовірно не відрізняються між собою ^факт=1,00^(1;68;0,95)=3,99). З'ясовано, що впродовж всього періоду розвитку соснових насаджень як у ДП "Малинське ЛГ", так і у ДП "Народицьке СЛГ" помітні значні фізіологічні стреси. Варто зазначити, що соснові насадження, де своєчасно та належно проводили лісогосподарські заходи, виявились структурно стійкішими.

Ключові слова: дендрохронологічний аналіз; свіжий бір; лісогосподарські заходи; коефіцієнт чутливості; коефіцієнт варіації.Вступ

Під час аварії на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС) у навколишнє середовище надійшло багато різноманітних радіоактивних елементів, які поступово осідали на земну поверхню та призводили до радіоактивного забруднення наземних екосистем, зокрема і лісових. Найбільшого впливу, з огляду площ та величин радіоактивного забруднення, зазнали лісові насадження Полісся України. Це зумовлено розташуванням ЧАЕС у цьому регіоні та погодними умовами у період аварії та безпосередньо після неї. Радіаційна ситуація на конкретних площах змінювалась впродовж періоду надходження радіонуклідів із зруйнованого реактора, що спричинено як їх надходженням, так і розпадом (значна їх кількість мала невеликі періоди напіврозпаду). Під час останнього (1991-1992 рр.) обстеження лісів на радіоактивне забруднення у лісових масивах Житомирської та Київської (поза межами 30-км зони ЧАЕС) областей було виявлено площі лісів із значними рівнями щільності радіоактивного забруднення ґрунту. На таких територіях було заборонено здійснення лісогосподарських заходів, які традиційно проводять лісівники під час вирощування лісових культур (Krasnov, et. al., 2008). Потрібно також зазначити, що на цих площах у попередній час було створено велику кількість чистих або змішаних (з невеликою участю березиповислої) соснових культур. Дослідження, які було проведено 15-20 років тому, дали підстави науковцям зробити висновок про їх незадовільний стан на територіях, де було припинено догляд за сосновими культурами внаслідок значного радіоактивного забруднення (Krasnov, 2016). Водночас, за останні роки відбувається поступова реабілітація лісів, що зазнали радіоактивного забруднення (Krasnov, et. al., 2010) і, природно, необхідна інформація щодо сучасного стану даних лісових культур, що дало б змогу науковцям запропонувати конкретні рекомендації щодо поводження з ними.

Упродовж останнього десятиріччя у практиці лісо- екологічних досліджень широко використовують радіальний приріст дерев, як інтегральний показник, що може досить оперативно й об'єктивно охарактеризувати стан лісових насаджень як у просторовому, так і в часовому аспектах, а також встановити ступінь пошкодження деревостанів природними або антропогенними стрес-факторами (Fritts, 1976; Bitvinskas, 1974; Are- fev, 2001). За дендрохронологічними методиками, долучившись до сучасної схеми збирання та оброблення інформації, в Україні здебільшого вивчали стан лісових насаджень у зонах впливу антропогенного атмосферного забруднення внаслідок діяльності тих чи інших підприємств (Koval, 2007). Так, через 10 років від п

чатку роботи хімічного підприємства РВАТ "Азот" через надходження токсикантів у атмосферне повітря і до лісових екосистем, помітно знизився радіальний приріст сосни звичайної (в 1,7-2,2 раза) (Koval, 2002; Vo- ron, et. al., 2011), а у зоні впливу Добротвірської ТЕС (Львівська область) відбувся спад радіального приросту деревних порід у різних типах лісорослинних умов (у свіжих та вологих суборах) у межах 4-37 % (Mazepa, et. al., 2009). Були також спроби використання радіального приросту для діагностики стану деревних порід на забруднених радіонуклідами територіях, але ці дослідження мали допоміжне відношення до вивчення лісів у районі аварії на ЧАЕС і мають описовий характер (Musaev, 1995; Shchetinkin & Shchetinkina, 2014).

Мета дослідження - визначити та порівняти величину радіального приросту сосни звичайної у лісових культурах на територіях, де заборонено лісогосподарську діяльність внаслідок значних рівнів радіоактивного забруднення території для визначення їх стану.

Об'єкти та методика дослідження. Дослідження проводили у лісових насадженнях, в яких щільність радіоактивного забруднення ґрунту, за матеріалами обстеження 1991 р., була понад 15 Кі/км2 і в яких з 1986 р. (30 років) не здійснювали будь-які лісогосподарські заходи - ДП "Народицьке спеціалізоване лісове господарство" (Народицьке лісництво - IIIIIІ № 1). Державне підприємство розташоване у північно-східній частині Житомирської обл. Контрольними ділянками підібрали лісові насадження у ДЛ "Малинське лісове господарство" (Малинське лісництво - III № 2), що розміщені південніше від ДД "Народицьке СЛГ". На контрольних ділянках останні 30 років проводили своєчасні та належні лісогосподарські заходи, оскільки щільність радіоактивного забруднення ґрунту не перевищувала 1 Кі/км2. Соснові насадження на пробних площах характеризуються тотожними таксаційними характеристиками (таблиця). Тип лісорослинних умов визначали за індикаторами з чагарничків та живого надґрунтового покриву із врахуванням рельєфу місцевості та ґрунтових умов.

Для дендрохронологічного аналізу на кожній пробній площі відібрано по 15 зразків (кернів) деревини на висоті стовбурів 1,3 м буравом Преслера. Величини річних кілець виміряно інструментом Corim Maxi з точністю 0,01 мм. Використано метод перехресного датування для того, щоб встановити для кожного річного кільця дерева дати його формування (Zielski & Krapi- ec, 2004; Tishin, 2015). У загальних деревно-кільцевих серіях для кожної пробної площі визначено середню абсолютну ширину кільця R(t) та її стандартне відхилення DR(t). Розраховано основні статистичні характеристики деревно-кільцевих хронологій.

Стандартне відхилення DR(t) характеризує різнорідність деревостану за приростом, що дає змогу робити висновки щодо ступеня організованості дерев в єдину стійку систему. Його підвищення показує процеси розпаду та подальше відновлення структури деревостану. Відношення стандартного відхилення до середнього приросту (коефіцієнт варіації): Ss(t)=DR(t)/R(t) показує частку аномальних складників приросту, що пов'язані зі втратою та відновленням цілісності деревостану і характеризує структурну стійкість насадження. Збільшення коефіцієнта варіації радіального приросту дерев характеризує зменшення структурної (механічної, струк- турно-ценотичної) стійкості дерев. Проведено стандартизацію індивідуальних хронологій через розрахунок співвідношення ширини суміжних кілець (коефіцієнт чутливості): Ki(t)=(Ri(t)-Ri(t-1))/(Ri(t)+Ri(t-1)), що, водночас, є показником чутливості дерев. Коефіцієнт чутливості змінюється в межах від -1 до +1. У стійкому стані він близький до 0, збільшення амплітуди коливань відповідає зменшенню стійкості та збільшенню ймовірності виходу коливань за певний пороговий рівень, відповідний загибелі дерева. Найпоказовіші - від'ємні значення, які свідчать про різке зниження приросту. Проте і різке збільшення приросту свідчить про на зменшення стійкості та зумовлене зазвичай аномальним його складником. Статистичне оброблення даних здійснено з використанням кореляційного i регресійного аналгав з використанням стандартних пакетів програм Microsoft Excel та Statistica 6.0. Для оцінювання істотності різниці середніх значень використано однофакторний дисперсійний аналіз.

Результати дослідження та їх обговорення. У Житомирському Поліссі свіжі бори є поширеними умовами місцезростання, у яких формуються достатньо продуктивні деревостани сосни звичайної. Відомо, що інтенсивність росту дерев залежить від численних внутрішніх і зовнішніх факторів. До перших можна віднести спадкові властивості конкретних особин або популяцій, їх вік; до других - екологічні фактори, що формують навколишнє середовище (клімат, ґрунтові умови, фіто- ценотичні взаємовідносини, господарська діяльність людини). Радіальний приріст конкретного дерева або деревостану певною мірою є інтегральним показником, який характеризує або який залежить від дії всього різноманіття екологічних факторів. Оскільки пробні площі підібрано у тотожних едафічних умовах, у насадженнях одного віку та складу і вони розташовані на близькій віддалі, можна припустити, що порівняння отриманих результатів дасть змогу виявити особливості росту сосни звичайної на площах, на яких упродовж 30 років не проводять рубки догляду за лісом. Після маркування кілець і встановлення календарної дати їх утворення, проаналізували динаміку радіального приросту культур сосни звичайної на території, де заборонено лісогосподарську діяльність внаслідок значних рівнів радіоактивного забруднення і на контролі (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка радіального приросту сосни звичайної у деревостанах з рубками догляду за лісом (ДП ''Малинське ЛГ") та без них (ДП "Народицьке СЛГ")

Величини річних кілець дерев дають змогу порівняти їх розвиток, адже відмінність між середніми значеннями радіального приросту насаджень статистично достовірна на 95 %-му довірчому рівні: Fфакm = 15,69 > F(l ;і74;о,95)=3,90. Так, максимальна ширина річного кільця у свіжих борах ДП "Малинське ЛГ" досягає в середньому 4,21 мм, а середня ширина кілець становить близько 1,50 мм. Натомість у тих самих лісорослинних умовах у ДП "Народицьке СЛГ" ці показники нижчі та становлять 2,52 та 1,16 мм відповідно.

Згідно з даними рис. 1, максимальну різницю в характері розвитку насаджень фіксують з 1930 по 1982 рр.: річні кільця дерев у ДП "Малинське ЛГ" на 257 % ширші, ніж у ДП "Народицьке СЛГ" ^факт=20,02 > F(1;106;0,95)=3,93). З 1983 р. абсолютні прирости на чистій та на забрудненій радіонуклідами території мають практично однакові значення і проведений однофактор- ний дисперсійний аналіз не виявив достовірної різниці між середніми значеннями ^факт = 1,00^(1;68;0,95)=3,99). Тому можна стверджувати, що характер розвитку дере- востанів за діаметром з 1983 по 2016 рр. істотно не відрізняється.

На хронограмі чітко видно піки та депресії росту дерев на обох лісогосподарських підприємствах. Періодами високих приростів соснових насаджень у ДП "Малинське ЛГ" є 1931-1936, 1941-1945, 1955-1961, 19901993 рр., у ДП "Народицьке СЛГ" - 1930-1933, 19351939, 1944-1961, 1981-1994 рр. Помітно, що деякі роки високих приростів збігаються. Проте цікавим є той факт, що з моменту аварії на ЧАЕС у 1986 р. збільшується ширина річних кілець на забрудненій радіонуклідами території, так само, як і на контролі. З 1987 по 1991 рр. радіальний приріст насаджень сосни звичайної у ДП "Малинське ЛГ" та у ДП "Народицьке СЛГ" збільшився на 33 та 18 % відповідно. Деякі вчені (Є. К. Мусяєв, В. О. Козлов та ін.) вважають, що в разі дії на рослини малих доз радіації радіобологічні ефекти виражаються у посиленні процесів росту.

Доволі важливу інформацію щодо розвитку лісових насаджень дає порівняння значень коефіцієнтів чутливості та варіації (рис. 2, 3). Для обох досліджуваних лісових господарств характерне варіювання коефіцієнта чутливості, який свідчить про стан природної стійкості насаджень. Упродовж усього розвитку насаджень сосни звичайної у ДП "Малинське ЛГ" помітні стресові реакції, а найбільші фізіологічні стреси сосна відчувала у 1932, 1946, 1998, 2012, 2016 рр. У ДП "Народицьке СЛГ" фізіологічні стреси сосна відчувала також впродовж всього циклу розвитку, однак максимальні зафіксовано у 1934, 1998, 2009, 2013, 2015 рр.

Рис. 2. Фізіологічна стійкість сосни звичайної у деревостанах з

рубками догляду за лісом (ДП "Малинське ЛГ") (а) та без них (ДП "Народицьке СЛГ") (б)

Рис. 3. Структурна стійкість сосни звичайної у деревостанах з рубками догляду за лісом (ДП "Малинське ЛГ") (а) та без них (ДП "Народицьке СЛГ") (б)

Зазвичай фізіологічна нестійкість, що проявляється в різких коливаннях радіального приросту, загрожує загибеллю дерев, а отже - зрідженню деревостану. У разі часткової загибелі деревостану вона ініціює структурну нестійкість. Упродовж всього періоду розвитку соснові насадження як у ДП "Малинське ЛГ", так і у ДП "Народицьке СЛГ" виявились структурно нестійкими. Значний структурний стрес насаджень в обох лісогосподарських підприємствах встановлено від початку 1988 р. дотепер. Лінії трендів, наведені на графіках, узагальнюють закономірності щодо стійкості насаджень. Отримані результати свідчать про деяку різницю розвитку соснових деревостанів на "чистій" і на забрудненій радіонуклідами територіях. Ґрунтуючись на отриманих значеннях коефіцієнтів варіації, можна стверджувати, що в лісових господарствах, де не проводять лісогосподарські заходи, соснові насадження мають знижену структурну стійкість.

Висновки

За результатами здійсненого дослідження можна зробити висновок, що динаміка радіального приросту сосни звичайної у лісових культурах ДП "На- родицьке СЛГ" (I IIIIІ № 1) та ДП "Малинське ЛГ" (I IIIIІ № 2), які зростають у свіжих борах, майже однакова. !роте, аналізуючи основні статистичні характеристики деревно-кільцевих хронологій на досліджуваних ділянках, виявлено, що сосновим насадженням у ДЛ "Народицьке СЛГ" характерні значні фізіологічні стреси. Отже, можна стверджувати, що здійснення належних лісогосподарських заходів позитивно впливає на структурну стійкість деревостанів та покращує санітарний стан насаджень загалом.

Перелік використаних джерел

сосна догляд ліс

Arefev, S. P. (2001). Otcenka ustoichivosti lesa v dendrokhronologic- heskikh riadakh. Problemy vzaimodeistviia cheloveka i prirodnoi sredy, (pp. 83-87). Tiumen: Publishing IPOS SO RAN. [In Russian]. Bitvinskas, T. T. (1974). Dendroklimaticheskie issledovaniia. Leningrad: Gidrometeoizdat, 170 p. [In Russian].

Fritts, H. C. (1976). Tree rings and climate. London, San-Francisco: Academic press, 576 p.

Размещено на Allbest.ru