Трансформація перелогів київського полісся під впливом залісення

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Трансформація перелогів київського полісся під впливом залісення

Загальна характеристика роботи

насадження трав'яний переліг ентомокомплекс

Актуальність теми. Використання земельних ресурсів України не відповідає вимогам раціонального природокористування. В результаті господарської діяльності порушено екологічно допустиме співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь, лісових насаджень, зростають площі перелогів. На даний час в Україні нараховується близько 5 млн. га низькопродуктивних земель, які використовуються в сільському господарстві. Найбільша частка (до 70%) таких земель вилучено з сільськогосподарського користування на Поліссі у зв'язку з аварією на ЧАЕС. Це істотно загострило проблему подальшого поводження з перелогами в агропромисловому виробництві. Постає необхідність вирішити питання повернення староорних земель в господарський обіг для подальшого раціонального використання біоекологічного потенціалу та з метою відновлення природної рівноваги цих територій.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складником напрямів досліджень Інституту агроекології УААН (2008-2012 рр.). Роботу виконано в межах завдань науково-дослідних робіт (НДР) і проектів, зокрема за договором №24-1/19-2008: «Розробка рекомендацій з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення територій» (№ДР 0107U009873); №03/57-21 «Оптимізувати структуру угідь на радіоактивно забруднених територіях для організації ефективної системи господарювання» (№ДР 0111U003507).

Мета роботи:

Відновлення природної рівноваги на перелогах шляхом залісення.

Відповідно до цієї мети були сформульовані наступні завдання дослідження:

1. Виявити чинники, які обумовлюють процеси відтворення лісових ценозів на перелогах.

2. Виранжувати основні чинники (показники) за значимістю.

3. З'ясувати тривалість процесу відтворення ознак лісових ценозів на староорних землях.

4. З'ясувати динаміку процесу відновлення стабільності лісових ценозів на староорних землях.

5. Обґрунтувати рекомендації з екологічної ефективності штучного відновлення лісових ценозів на перелогах.

Об'єкт дослідження - середовищевідновлювальні процеси на перелогах в результаті залісення.

Предмет дослідження - закономірності зміни екологічного стану перелогів під впливом залісення на різних стадіях трансформації.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі використані наступні методи досліджень: лісівничо-таксаційні - для закладання пробних площ з метою встановлення таксаційних показників лісових насаджень; порівняльної екології - для типологічної характеристики насаджень; фітоіндикаційні - для індикації екологічних умов у насадженнях; лабораторно-аналітичні - для визначення фізико-хімічних і агрохімічних властивостей ґрунту; математико-статистичні - для обробки та аналізу експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів.

Для умов Київського Полісся вперше з'ясовано такі особливості сукцесії в штучних соснових насадженнях створених на перелогах в ході лісовідновлювального процесу за 100 років:

- запас надземної фітомаси в біоценозі є критерієм для визначення стадій сукцесії;

- перші ознаки клімаксу спостерігаються починаючи з 60-річного віку насаджень і свідчать про можливий початок господарської експлуатації насаджень;

- кінетика сукцесії задовільно апроксимується логарифмічною кривою з двома постійними коефіцієнтами регресії;

- плужна підошва в ґрунті руйнується в насадженнях з досягненням
100-річного віку.

Уточнено і виранжувано за значимістю перелік показників стану сукцесії: проективного покриття ярусів рослинного покриву, температури ґрунту, вмісту гумусу в горизонті НЕ.

Отримало подальший розвиток застосування гіпотези Ліндемана для моделювання динаміки сукцесії.

Практичне значення одержаних результатів. Дослідження особливостей трансформації перелогів у віковій динаміці дали змогу обґрунтувати доцільність і ефективність проведення їх залісення. За результатами досліджень розроблено рекомендації, впровадженням яких передбачено відновлення лісового покриву на перелогах, що сприятиме відновленню природної рівноваги техногенно-порушених земель ефективному використанню біоекологічного потенціалу та посиленню еколого-захисних функцій цих територій.

Отримані результати мають теоретичне і практичне значення та спрямовані на прийняття обґрунтованих управлінських рішень державними органами виконавчої влади.

Особистий внесок здобувача. Сформульовані у дисертаційній роботі наукові положення, висновки і пропозиції належать особисто автору. Польовий експериментальний матеріал зібрано і проаналізовано безпосередньо дисертантом. Здобувачем розроблена програма досліджень, здійснено узагальнення наукової літератури і результатів досліджень дисертаційної роботи, підготовку наукових праць до друку, написання та оформлення дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень було представлено, обговорено та схвалено на ІІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 22 - 25 вересня 2009 р); ІV міжнародній конференції молодих науковців «Біологія: від молекули до біосфери» (Харків, 17 - 21 листопада 2009 р.); VII Всеукраїнській науковій конференції студентів, магістрів та аспірантів «Сучасні проблеми екології та геотехнологій» (Житомир, 24 - 26 березня 2010 р.); ІV Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Сколе 1 - 4 червня 2010 р.); науковому семінарі у відділі в Старому Полі Поморського осередку сільськогосподарського дорадництва в Гданську (Республіка Польща) 24.08.2010 р.; науковому семінарі-зустрічі - «25 років з дня аварії на ЧАЕС. Радіаційний стан Зони відчуження. Динаміка і сьогодення» (Чорнобиль, 5 квітня 2011 р.); Міжнародній конференції «Радіобіологічні і радіоекологічні аспекти Чорнобильської катастрофи» (Славутич 11 - 15 квітня 2011 р.); круглому столі «25 років з дня аварії на Чорнобильській АЕС. Сьогодення і майбуття» (Київ, 14 квітня 2011 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Екологічна безпека та збалансоване природокористування в агропромисловому виробництві» (Київ 5 - 6 липня 2012 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 10 наукових праць, із яких 4 статті - в наукових виданнях, які входять до переліку фахових видань ДАК України та 6 публікацій - у матеріалах і тезах конференцій.

1. Стан вивчення проблеми та обґрунтування напрямів досліджень (аналітичний огляд літератури)

Охарактеризовано стан проблеми наявності значних площ перелогів та викладено обґрунтування доцільності штучного відтворення соснових насаджень на цих землях в умовах Київського Полісся, наведена коротка історія лісовирощування на перелогах та основні результати досліджень з трансформації середовища в ході лісовідновлювального процесу.

Використання земельних ресурсів в нашій державі не відповідає вимогам раціонального природокористування. Свідченням цього є невиправдано високий рівень розораності території країни (60%) який майже вдвічі перевищує оптимальний рівень (30-40%). Ця проблема посилюється наявністю значної частки непридатних для сільськогосподарського використання земель, вони займають близько 5 млн. га. Найбільша частка таких земель (до 70%) зосереджена на Поліссі, де в минулому вони тривалий час використовувалися тривалий час для вирощування с/г культур, а після аварії на ЧАЕС перейшли в категорію перелогів. Питання подальшого поводження з перелогами не вирішено й досі. В зв'язку з цим постає необхідність оптимального вирішення проблеми щодо повернення цих земель в господарський обіг з подальшим раціональним використанням їх біоекологічного потенціалу та з метою відновлення природної рівноваги та посилення еколог-захисних функцій цих територій.

На значній частині покинутих земель процес відновлення лісової рослинності природним шляхом відбувається дуже повільно, так як на цих територіях переважають бідні ґрунти, заважає конкуренція щільного трав'яного покриву, періодичні пожежі і віддаленість від лісових масивів і джерел насіння. Сучасний рівень природного поновлення на перелогах Полісся оцінено в 0,1% рік^-1 (Бідна С.М., 1998). Тому, не має підстав сподіватися на швидке природне відновлення лісової рослинності на цих територіях в найближчі 20-40 років. Створення лісових культур дозволить пройти перші фази сукцесії і сформувати на 30-50 років раніше близькі до корінних деревостани (Святецька А.В., 2011).

Для вирішення проблеми, яка склалася на сьогодні, раціональним виходом є залісення колишніх сільськогосподарських земель. Лісорозведення в наш час може здійснюватися переважно на лісових землях, де після вирубки лісів тривалий час проводилося вирощування сільськогосподарських культур, а потім вони перейшли в категорію перелогів [Ониськів М. І., О.Ю. Кайдик, 2006.]. Ліси України мають дуже важливе екологічне значення, що зумовлює необхідність прийняття заходів, спрямованих на збільшення їх площі з метою посилення екологічних функцій лісових насаджень [Погребняк П.С., 1951, Сукачев В.Н., 1964, Маурер В.М., 2000, Гордієнко М.І., 2002, Фурдичко О.І., 2006, Стадник А.П., 2008.].

Створення лісів на малопридатних, антропогенно-порушених територіях, які потребують відновлення їх природного стану є досить важливим завданням, результати досліджень з обґрунтування доцільності цих заходів мають важливе наукове і прикладне значення для розробки рекомендацій з прискореного відновлення природних екосистем Поліського регіону.

Багаточисельними дослідженнями [Погребняк П.С., 1955.; Тольский А.П., 1918.; Сахаров М.И., 1948.; Образцова З.Г., 2000; Воловик Л.Д., 1984; Зонн С.В., 1954; Мигунова О.С., 1993; Похитон П.П., 1959.; Оберто В.И., 1992; Гордієнко М.І., 2002. та ін.] доведено вплив екологічних факторів - світла, температури, вологості, ґрунтових характеристик (механічний склад ґрунту, вміст поживних елементів), видового складу і структури насаджень, складу надґрунтового покриву на екологічний стан території. Однак, незважаючи на наявність значного масиву інформації щодо важливості окремих екологічних факторів, немає досліджень щодо сумарної оцінки їх впливу на процеси трансформації перелогів в ході лісовідновлювального процесу. Тому при прийнятті рішень щодо поводження з покинутими сільськогосподарськими угіддями не завжди можна кількісно оцінити вагомість екологічних (а не господарських) чинників щодо перспектив використання порушених територій. Особливе науково-практичне значення мають дослідження відновлення екологічної рівноваги на перелогах після їх залісення.

2. Умови, програма, методика та об'єкти досліджень

Програмою досліджень передбачалось вивчення етапів трансформації староорних земель в ході лісовідновлювального процесу на перелогах.

Екологічні фактори, лісорослинні умови, лісовий фонд регіону досліджень і його стан, історію сільськогосподарського використання на лісових землях вивчали на основі аналізу літературних джерел та картографічних матеріалів. Розкрито характеристику фізико-географічних та ґрунтово-кліматичних умов регіону досліджень, наведено методику збору та обробки дослідних даних.

Кліматичні та едафічні умови регіону досліджень сприятливі для вирощування високопродуктивних і стійких насаджень сосни звичайної як головної лісоутворюючої породи. У Київському Поліссі переважають дерново-підзолисті ґрунти різних ступенів опідзолення, природне поновлення сосни у яких відбувається, як правило, незадовільно, тому основним способом лісовідновлення і лісорозведення тут є створення лісових культур.

На основі матеріалів лісовпорядкування та обліку лісового фонду визначено та підібрано найбільш характерні, однорідні за умовами місцезростання ділянки насаджень сосни звичайної, створені на староорних землях в Київській області.

Для проведення запланованих системних досліджень ряду екологічних показників в 2009 році було закладено п'ять постійних пробних площ: на перелозі, в 10, 24, 58 і 100 річних насадженнях сосни звичайної, створених на староорних землях, які розташовані на однорідному ландшафті в ідентичних грунтово-кліматичних умовах, поблизу колишнього с. Копачі в 30-км зоні відчуження. Умовним контролем слугував переліг.

В процесі досліджень використовували методи і прийоми, прийняті в сучасному лісівництві, лісовій таксації, ґрунтознавстві, екології та інших суміжних дисциплінах. Дослідження лісових фітоценозів проводилися методами порівняльної екології із дотриманням визначених вимог лісової таксації. Пробні площі закладали у відповідності до методичних вказівок щодо вивчення лісових культур (Анучин Н.П., 1977; Гордієнко М.І., Маурер В.М., Ковалевський С.Б., 2000). На пробних площах проводили геоботанічний опис, закладали ґрунтові розрізи, відбирали зразки ґрунту та підстилки для проведення фізико-хімічних та мікробіологічних аналізів, відбирали представників ентомофауни, визначали режим освітленості, температуру та вологість ґрунту.

Дослідження лісових насаджень проведено в межах Корогодського лісництва ДСКП «Чорнобильська пуща».

Біометричні характеристики насаджень та визначення запасів надземної фітомаси проводили методом відбору модельних дерев з наступним розрахунком параметрів за загальноприйнятою методикою (П.І. Лакиди, 2002).

Для визначення типу ґрунту та його фізико-хімічних і агрохімічних властивостей на пробних площах закладали ґрунтові розрізи.

Для проведення фізико-хімічних і мікробіологічних аналізів на кожній пробній площі було відібрано зразки ґрунту та підстилки. Фізико-хімічні аналізи підстилки та ґрунту були виконані в грунтово-хімічній лабораторії при ВО Укрдержліспроект.

У ґрунтових зразках визначено: гранулометричний склад - за Качинським; валовий, або загальний вміст гумусу - за Тюріним; валовий вміст азоту - за Кьєльдалем; рН сольової витяжки - потенціометрично; поглинуті основи (Са⁺⁺, Mg³⁺) - за Гедройцем, гідролітичну кислотність - за Каппеном; обмінну кислотність - за Соколовим, зольність підстилки - методом спалювання.

Аналіз мікобіоти відібраних зразків підстилки і ґрунту було проведено у відділі фізіології та систематики мікроміцетів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАНУ. Виділення культур мікроскопічних грибів із зразків проводилось методом накопичення в чашках Петрі з використанням поживних середовищ різного складу: сусло-агару, картопляно-глюкозного агару, агаризованого середовища Чапека. Виділення мікроміцетів з ґрунту проводили методом розведення. Культивування досліджених зразків проводили при температурі 26 - 28^оС. Ізольовані культури вивчали в світловому мікроскопі МБІ-6 за прийнятою в мікологічних дослідження методикою. Визначення ізольованих грибів проводили за загальновизнаними визначниками (Билай В.И., 1977.; Гребенюк Н.В., 1970.; Мирчинк Т.Г., 1988.; Полянская Л.М., Головченко А.В., Звягинцев Д.Г., 1995 та ін.).

Вимірювання освітленості на дослідних ділянках проводилось на 50 точках в 10-кратній повторності за допомогою люксметра Ю-116.

Температуру ґрунту визначали на п'яти пробних площах ґрунтовим термометром-щупом в 10-кратній повторності, на глибині 10, 30, 60, 100 і 150 см.

Вологість ґрунту на різній глибині визначали термоваговим методом.

Динаміку опаду органічної маси вивчали на облікових ділянках розміром 1 м² в 3-х кратній повторності.

Ярусність рослинного покриву визначали візуально у відсотках на кожній із п'яти дослідних ділянок. Для кожного ярусу визначили його роль в будові фітоценозу, за такими градаціями: слабка (до 20%), середня (21-50%), важлива (51-80%), переважаюча (81%).

Характеристику живого надґрунтового покриву описували на дослідних ділянках за методикою Циганова. На кожній дослідній ділянці було закладено 15 облікових ділянок, на яких фіксували види рослин і їх кількість. Склад рослинного покриву оцінювали за двома параметрами: рясність і зустрічність виду.

Проведено екоморфологічний аналіз, екоморфна (ценоморфна, трофоморфна та гігроморфна) належність видового складу трав'яного покриву визначалась для з'ясування спрямованості сукцесійних змін у відповідності з рекомендаціями (Бельгард О.Л., 1959).

Оцінку екологічної амплітуди видів проведено на основі аналізу літературних даних і геоботанічних описів ценозів за допомогою методу синфітоіндикації, розробленого у відділі екології фітосистем Інституту ботаніки НАНУ (Дідух Я.П., Плюта П.Г., 1994; Екофлора України, 2000).

Дослідження ентомокомплексів проводили в період піку розповсюдження комах (травень, липень 2010 р.) за методом Фасулатті. Видовий склад та таксономічну приналежність визначали за допомогою ряду спеціалізованих визначників (Байтенов М.С., 1974; Бейко В.Б., 1992; Бровдій В.М., 1974; Гусєв В.І., 1962 та ін.).

Для аналізу і синтезу одержаних результатів скористались гіпотезою Р. Ліндемана, оприлюдненою в 1942 році (R. Lindeman, 1942.). Суть цієї гіпотези зводиться до того, що сукцесія в біоценозі супроводжується зростанням біопродуктивності та приростом енергії в ньому лише до настання клімаксного угруповання, після чого відбувається зниження загальної продуктивності. Сукцесії призводять до максимального накопичення енергії, а в клімаксному угрупованні цей показник стає більш-менш постійним.

Оскільки кореляційним аналізом первинних даних було виявлено, що вікова динаміка досліджуваних показників, що характеризує кількість біомаси в біоценозі має тенденцію асимптотичного наближення до певної межі, аналогічно до передбачення Р. Ліндемана стосовно енергії, в зв'язку з цим було зроблено припущення, що кількість енергії в біоценозі може бути пропорційна кількості біомаси в ньому. Тому за узагальнений показник стану біоценозу обрали кількість надземної біомаси в ньому.

Статистичну обробку отриманих результатів та їх кореляційний аналіз проведено методами математичної статистики (Никитин К.Е., Швиденко А.З., 1978; Поляков А.В., Юдицкий Я.А., 1986) та на ПК за допомогою пакету Microsoft Excel.

3. Мікрокліматичні умови в соснових насадженнях різного віку створених на перелогах

Трансформація перелогів під впливом соснових насаджень різного віку обумовлює зміну світлового і температурного режимів, вологості ґрунту [Морозов Г.Ф., 1971; Высоцкий Г.Н., 1962; Воейков А.И., 1884; Адамов Н.П., 1898; [Алексеев В.А., 1967; Молчанов А.А., 1980.; Ермилова П.Т., 1965; Образцова З.Г., 2000.].

Світловий режим. Отримані результати досліджень режиму освітленості свідчать про те, що режим освітленості на перелозі, та в соснових насадженнях різного віку створених на староорних землях суттєво відрізняється (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка освітленості на пробних площах залежно від віку насаджень

Встановлено, що на рівень освітленості в лісі окрім зовнішніх факторів середовища впливають вік насаджень, висота, повнота і зімкнутість намету.

Зі збільшенням віку, висоти деревостанів та зімкнутості крон рівень освітленості в насадженнях знижується. Починаючи з 24-річного віку насадження в значній мірі впливають на освітленість під наметом насадження. Рівень освітленості в рядах складає лише 5,4% від рівня освітленості на контрольній ділянці. Під наметом 58-річних насаджень освітленість складає 7,8% від контролю, а в 100-річних насадженнях - 6%.

Такі зміни позначаються на процесах зволоження, температурному режимі, накопиченні та мінералізації лісової підстилки, розростанні трав'яних рослин, та мохів.

Температурний режим ґрунту. Динаміка світлового режиму та пов'язані з цим зміни екологічних факторів обумовлюють температурний режим ґрунту на перелозі та в насадженнях сосни різного віку.

Таблиця 1. Температура ґрунту на пробних площах,°С

Зі збільшенням віку та зімкнутості культур амплітуда коливань температури ґрунту з глибиною зменшується (табл. 1). На перелозі відмічено зміну температури ґрунту на різній глибині, яка складає в сонячний день від 15,5⁰С до 11⁰С, тоді як у 100-річних насадженнях, коливається від 12,5 до 13⁰С. При порівнянні перелогу із сформованим лісовим середовищем, можна зробити висновок, що найбільша денна амплітуда коливання температури ґрунту на різній глибині відзначається на відкритій (контрольній) ділянці. Отримані результати свідчать про те, що лісовий біоценоз нівелює перепади температури ґрунту на різній глибині і утримує її в більш стабільному стані.

Рис. 2. Динаміка температури на поверхні ґрунту на пробних площах залежно від віку насаджень

Встановлено, що найбільше нагріваються відкрита ділянка (переліг), а температура на поверхні ґрунту в соснових насадженнях зі збільшенням їх віку поступово знижується. Так в 10-річних культурах сосни температура на поверхні ґрунту протягом дня є нижчою ніж на перелозі на 0,5-1⁰С, в 24-річних культурах - на 2,1-2,2⁰С, в 58-річному насадженні - на 2,3-2,7⁰С, а в 100-річних культурах температура на поверхні ґрунту є нижчою на 2,5-3⁰С від контрольної ділянки (рис. 2).

Вологість ґрунту. Вологість ґрунту визначає його гідрологічний режим, і є важливим чинником, який обумовлює формування умов середовища притаманного лісовим біоценозам.

Зі збільшенням віку насаджень спостерігаються коливання показників рівня польової вологості ґрунту за глибиною. Так на контрольній ділянці відмічено найбільшу кількість вологи у верхній частині профілю, зокрема в шарі 0-5 см, та простежується закономірне зменшення її вмісту з 9,64% на перелозі до 4,55% у 100-річних насадженнях (рис. 3).

Рис. 3. Профільні зміни польової вологості ґрунту в соснових насадженнях залежно від віку насаджень

Зменшення вологості верхнього шару і збільшення відсотку польової вологості глибинних шарів ґрунту зі збільшенням віку насаджень пов'язано із накопиченням шару лісової підстилки, яка акумулює і затримує значну частину вологи на поверхні ґрунту.

Рис. 4. Профільні зміни гігроскопічної вологи в ґрунті на пробних площах залежно від віку насаджень

Зі збільшенням віку деревостанів у верхній частині ґрунтового профілю змінюється характер кількісного розподілу гігроскопічної вологи (рис. 4). В 0-5 см шарі ґрунту починаючи з 24-річного віку її вміст починає зростати. При цьому найбільші показники гігроскопічної вологості спостерігаються в 5-10 см шарі ґрунту. К 58-річних насадженнях і складає 1,98%, а у 100-річних зростає до 2,8%. Збільшення кількості гігроскопічної вологи у 10 см шарі ґрунту вказує на зміни в структурі ґрунту, пов'язані з накопиченням органічних речовин.

Отже, створення і формування лісових культур на староорних землях вже в перші десять років обумовлює зміни режиму освітленості, температурного режиму та вологості ґрунту. Цей фактор визначає інтенсивність росту деревних і розростання трав'яних рослин, а також впливає на інтенсивність протікання процесів, які відбуваються у підстилці та ґрунті.

Отримані результати підтверджують позитивний вплив лісової рослинності на формування едафотопу і можуть бути одними з критеріїв оцінки трансформації перелогів під впливом лісових насаджень. Результати досліджень зміни параметрів мікроклімату в насадженнях дали можливість виявити взаємозв'язки з іншими екологічними факторами.

4. Особливості формування трав'яного покриву та його роль як індикатора трансформації перелогів під впливом залісення

Основа складного впливу лісу на ґрунт полягає у трансформації структури і складу надґрунтового покриву, який у свою чергу обумовлює склад органічної речовини через надземний і кореневий відпад та лісову підстилку. Живий надґрунтовий покрив є одним із найбільш чутливих і динамічних індикаторів, який досить швидко реагує на зміну екологічних умов середовища.

Динаміка ярусної структури рослинного покриву в соснових насадженнях різного віку. У соснових насадженнях, створених на староорних землях, із збільшенням віку насаджень змінюється проективне покриття живого надґрунтового покриву та його ярусність. Зміни ярусів рослинного покриву зі збільшенням віку насаджень показано на рис. 5.

Проведена синфітоіндикаційна оцінка особливостей трансформації перелогів під впливом залісення екологічних факторів на перелозі та в соснових насадженнях різного віку. Результати дослідження живого надґрунтового покриву підтверджують висновок про покращення, в цілому, гідрологічних і трофічних умов під впливом залісення зі збільшенням віку насаджень.

5. Характеристика ентомокомплексів в соснових насадженнях залежно від віку

Таксономічна і видова характеристика угруповань комах. Встановлено, що домінуючими на перелозі є комахи ряду Coleoptera та Diptera. Для 10-річних насаджень характерними є комахи чотирьох рядів: Coleoptera, Hemiptera, Diptera, Hymenoptera (табл. 3).

Угруповання комах в 24-річних насадженнях під наметом лісу характеризується значно меншим видовим різноманіттям і представлено одним домінантом ряду Diptera, а в міжряддях 24-річних насаджень зустрічається значна кількість видів комах з 10 рядів, домінанти представлені комахами п'яти рядів: Diptera, Hymenoptera, Hemiptera, Coleoptera, Lepidoptera. 58 та 100-річних насадження представлені значно біднішим видовим складом угрупувань комах оскільки досліджувані види характеризують видовий склад ентомофауни травостою, а в багаторічних лісових насадженнях фітоценоз травостою збіднений, що спричинило зниження видового багатства комах.

Таким чином одержаний математичний образ динаміки запасу надземної біомаси (логарифмічна крива) і з'ясована вагомість чинників, що супроводжують і визначають перебіг сукцесії є основними елементами моделі сукцесії в штучних соснових насадженнях на староорних землях.

Висновки

У дисертації здійснено узагальнення підходів щодо дослідження відновлення екологічної ситуації на перелогах Полісся під впливом залісення. На основі систематизації та вивчення впливу екологічних факторів визначено їх роль в поверненні екологічної рівноваги на техногенно-порушених територіях, шляхом штучного лісовідновлення.

1. Встановлено, що в процесі відновлення лісових ценозів на староорних землях відбувається:

- трансформація фітоценозу;

- ускладнюється просторова структура фітоценозу;

- зміна фізико-хімічних і мікробіологічних властивостей ґрунту, покращення фізико-хімічних властивостей ґрунту,

- зміна параметрів мікроклімату, пом'якшенню фітоклімату.

- збільшення і накопичення запасів біомаси;

- інтенсифікуються процеси кругообігу речовин, потік енергії екосистеми

- збагачується видовий склад біотичних компонентів, збагачення (відновлення) біорізноманіття;

- відновлення класичних лісових умов, які притаманні даному регіону.

2. В процесі досліджень виявлено ряд чинників, які обумовлюють (характеризують) процеси відновлення ознак лісових біоценозів на староорних землях, та з'ясовано їх ранговість за значимістю. Основними показниками, що характеризують динаміку сукцесії з коефіцієнтом детермінації не нижче 0,5 є: проективне покриття ярусів надґрунтового покриву, температура на поверхні ґрунту, частка сильвантів в трав'яному покриві, запас підстилки, вміст гумусу в горизонті НЕ, рівень освітленості, кількість видів ентомофауни, та кількість видів трав'яного покриву.

3. Підтверджено, що запас надземної фітомаси може бути критерієм для визначення стадії сукцесії в штучних соснових насадженнях і змінюється аналогічно (відповідно) до зміни кількості енергії в біоценозі. Розраховано запас надземної фітомаси, який складає на перелозі 4,5 т/га, в 10-річних насадженнях - 75,7 т/га, в 24-річних - 148,7 т/га, в 58-річних - 180,8 т/га, а в 100-річних насадженнях 177,1 т/га.

4. Перші ознаки динамічної рівноваги (клімаксу) в штучних соснових насадженнях проявляються в 60-річному віці насаджень.

5. Тривалість процесів відтворення ознак лісових ценозів на староорних землях складає біля 100 років. Основними показниками з яких є: відновлення структурно-функціональної цілісності біотичних та абіотичних компонентів лісових біогеоценозів, руйнування плужної підошви, що відбувається за період 60-80 років після залісення. Динаміка сукцесії в штучних соснових насадженнях на староорних землях впродовж 100 років задовільно апроксимуються логарифмічною кривою.

6. Описано математичну модель відновлення ознак лісових ценозів на староорних землях, за якою залісення призводить до зміни їх екологічного стану. Одержано математичний образ моделі кінетики сукцесії і з'ясована ранговість чинників які є основними елементами моделі сукцесії в штучних соснових насадженнях на перелогах.

7. Розроблено рекомендації з екологічної ефективності залісення староорних земель для прийняття управлінських рішень органами самоврядування. Отримані результати можуть забезпечити економічне обґрунтування щодо доцільності залісення вилучених із сільськогосподарського обігу земель.

Размещено на Allbest.ru