Екологічна оцінка впливу структури соснових деревостанів на процеси оптимізації, відновлення та розвитку лісових екосистем: на прикладі Дахнівського лісництва (ДП «Черкаське лісове господарство»)

Abstract

Підвезений В.О. «Екологічна оцінка впливу структури соснових деревостанів на процеси оптимізації, відновлення та розвитку лісових екосистем: на прикладі Дахнівського лісництва (ДП Черкаське лісове господарство)»

Актуальність теми. Лісові біотопи являють собою складну систему різноманітних видів рослин і інших живих організмів пов’язаних взаємовпливом на основі постійного обміну речовин, енергії та інформації, й таким чином інтегрованих в сучасні природні лісові екосистеми. Кожен типу лісу має певний набір лісової рослинності, відповідно до тих чи інших природних умов. В умовах Дахнівського лісництва ДП «Черкаське лісове господарство» значного поширення набули угруповання звичайнососнових лісів, основним лісотвірним видом яких є сосна звичайна (Pinus sylvestris L.), яка, зокрема, формує правобережні фітоценози Черкаського Бору. Серед особливостей Черкаського соснового бору на піщаних ґрунтах Дніпровських плакорних біотопів є його рукотворне походження. Сучасні бори відносять до інтразональних природних лісових формацій Середнього Подніпров’я. Практичне запровадження відповідних лісокультурних заходів, щодо штучного відтворення насаджень і посприяло формуванню деревостанів за участю сосни звичайної (Pinus sylvestris L.). Вивчення екологічних та фітоценотичних особливостей формування лісових ценозів на ділянках Дахнівського лісництва дає можливість виявити багатофункціональність прирічкових екосистем, які формуються на пісках по території Черкаської області, їх значення у розвитку лісових біотопів, складі природної і культурної рослинності, що і визначає актуальність досліджень. Метою роботи є провести оцінку впливу існуючих лісорослинних умов на структуру соснових деревостанів, екологічних особливостей розвитку лісових фітоценозів і запропонувати заходи щодо їх збереження та відновлення в умовах змін клімату. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання: 1. Проаналізувати фізико-географічні, кліматичні особливості територій дослідження та ознайомитись з характером розподілу земель лісогосподарського призначення в Черкаському лісовому господарстві; 2. Вивчити розподіл площ і запасів деревостанів за панівними породами та групами віку, ознайомитись з розподілом площ вкритих лісовою рослинністю земель за повнотою і класами бонітету; 3. Провести маршрутні обстеження соснових борів Дахнівського лісництва, скласти геоботанічні описи лісових фітоценозів, використовуючи методики опису рослинності Браун-Бланке і визначник рослинних асоціацій Й. Матушкевича; 4. Провести комплексне дослідження рослинного покриву, ґрунтів на основі досліджень профілю ґрунту й кількісних і якісних показників його шарів, а також впливу типу лісорослинних умов на розвиток екосистем лісу; 5. Охарактеризувати соснові ліси як інтегральні індикатори якості природного довкілля, визначити наслідки рекреаційного і антропогенного впливу на природні екосистеми лісового господарства; 6. На основі набутих теоретичних і методологічних підходів, розробити заходи щодо збереження соснових борів в умовах змін клімату. Об’єкт дослідження: насадження сосни звичайної штучного походження, розміщені на території Дахнівське лісництво. Предмет дослідження – умови функціонування, видова різноманітність та фітоценотична структура соснових деревостанів на території Дахнівського лісництва. Методи дослідження: основу роботи складають методи комплексної оцінки лісорослинних умов та лісових насаджень, таксаційні, розрахункові та статистичні методи, натурні польові дослідження. Результати дослідження. Проведені дослідження територій виявили переважання лісових (Д) біотопів сформованих сосновим лісом, утвореним Pinus sylvestris (штучно створені насадження сосни звичайної) середньої та молодої груп вікової категорії. Щоб описати ярусність фітоценозу було використано наступну систему означень: деревний ярус – А, чагарниковий – В, трав’яний – С, мохово-лишайниковий – D. Виділялися також і під’яруси: А1, С1. В результаті проведення обстежень щодо ідентифікації належності лісових територій до пралісів, квазіпралісів і природних лісів відповідно до вимог «Методики визначення належності лісових територій до пралісів, квазіпралісів і природних лісів» встановлено, що обстежені насадження, згідно з визначенням статті 1 Лісового кодексу України, не відносяться до пралісів, оскільки є штучно створеними. Сформований ліс має антропогенне походження, бідніший видовий склад, порівняно з природними екосистемами і тому є вразливішим до різного роду несприятливих процесів і явищ. Дерново-підзолисті ґрунти легкого гранулометричного складу мають низький потенціал родючості та погіршену агроекологічну стійкість. Ґрунтотвірними породами є водно-льодовикові, моренні, давньоалювіальні відклади різного гранулометричного складу (переважно супіщані та піщані). За результатами досліджень на пробних ділянках встановлено, що природне насіннєве поновлення сосни є дуже слабким, оскільки умови на піщаних ґрунтах є критичними для сіянців сосни, їм не вистачає поживних речовин та вологи, а дощі можуть спричинити вимивання сіянців з піщаних ґрунтів. Тому природне відновлення майже неможливе. Запропоновано заходи щодо відновлення та збереження соснових борів. Наукова новизна: Дослідженнями доведено, що сформований ліс має антропогенне походження, оскільки видовий склад бідніший, порівняно з природними екосистемами і тому є вразливішим до різного роду несприятливих процесів і явищ. Визначено сформованість екосистеми, встановлено стійкість існуючих взаємозалежних зв’язків між її складовими й сформованість ярусності лісу, але формування ґрунту уповільнене. Верхній ярус сосни не утворює зімкнуту крону і вільно пропускає сонячне світло до поверхні ґрунту, що дає можливість розвиватися підліску та трав’янистому покриву й утворення дернини. Охарактеризовано зміни видового складу деревостанів й порушення їх самовідновлення в умовах зростаючого потепління клімату. Теоретичне і практичне значення: проведено aнaліз нaукoвoї літератури та узaгaльнено нaукoвo-теoретичні і експериментальні дані, сформульовані рекомендації щодо усунення ерозійних процесів, запропоновано заходи стосовно підвищення якості лісових ґрунтів та відновленню насаджень сосни звичайної. Результати досліджень можуть бути використані для продовження вивчення фітоценотичної структури соснових лісів. Структура та обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається зі анотації, вступу, двох розділів, висновків, переліку посилань (24 джерела), графічної документації до кваліфікаційної роботи магістра, додатків. Повний обсяг роботи – 67 сторінок друкованого тексту, основна частина – 58 сторінок.

Pіdvezenyi V.O. «Ecological assessment of the influence of the structure of pine stands on the processes of optimization, restoration and development of forest ecosystems: on the example of Dakhniv Forestry (SE Cherkasy Forestry)»

Actuality of theme: Forest biotopes represent a complex system of various types of plants and other living organisms connected by mutual influence on the basis of constant exchange of substances, energy and information, and thus integrated into modern natural forest ecosystems. Each type of forest has a certain set of forest vegetation, according to certain natural conditions. In the conditions of Dakhniv Forestry of SE "Cherkasy Forestry", groupings of Scots pine forests, the main forest-forming species of which is Scots pine (Pinus sylvestris L.), which, in particular, forms the right-bank phytocenoses of the Cherkasy Forest, have become widespread. Among the features of the Cherkasy pine forest. on the sandy soils of the Dnipro plakorny biotopes. is its man-made origin. Modern bogs belong to the intrazonal natural forest formations of the Middle Dnieper. The practical introduction of appropriate silvicultural measures, regarding the artificial reproduction of plantations, contributed to the formation of stands with the participation of Scots pine (Pinus sylvestris L.). The study of the ecological and phytocenotic features of the formation of forest coenoses in the areas of the Dakhniv Forestry makes it possible to reveal the multifunctionality of riparian ecosystems that are formed on the sands in the territory of the Cherkasy region, their importance in the development of forest biotopes, the composition of natural and cultivated vegetation, which determines the relevance of research. The purpose of the work is to assess the impact of existing forest vegetation conditions on the structure of pine stands, ecological features of the development of forest phytocenoses, and to propose measures for their preservation and restoration in the face of climate change. To achieve the set goal, it was necessary to solve the following tasks: 1. To analyze the physical-geographical and climatic features of the study areas and to get acquainted with the nature of the distribution of forestry land in the Cherkasy Forestry; 2. To study the distribution of areas and stocks of stands by dominant breeds and age groups, to familiarize with the distribution of areas covered with forest vegetation by completeness and credit classes; 3. To carry out route surveys of pine forests of the Dakhniv Forestry, to compile geobotanical descriptions of forest phytocenoses, using the Braun-Blanke vegetation description methods and the identifier of plant associations J. Matushkevich; 4. Conduct a comprehensive study of vegetation cover, soils based on studies of the soil profile and quantitative and qualitative indicators of its layers, as well as the influence of the type of forest vegetation conditions on the development of forest ecosystems; 5. To characterize pine forests as integral indicators of the quality of the natural environment, to determine the consequences of recreational and anthropogenic impact on the natural ecosystems of forestry; 6. On the basis of acquired theoretical and methodological approaches, develop measures for the preservation of pine forests in conditions of climate change. The object of the study: plantations of ordinary pine of artificial origin, located on the territory of Dakhniv Forestry. The subject of the study operating conditions, species diversity and phytocenotic structure of pine stands on the territory of Dakhniv Forestry. Research methods: the basis of the work is the methods of comprehensive assessment of forest vegetation conditions and forest plantations, taxation, calculation and statistical methods, field studies. Results of the research. The carried out studies of the territories revealed the predominance of forest (D) biotopes formed by pine forest formed by Pinus sylvestris (artificially created plantations of Scots pine) of the middle and young age groups. To describe the stratification of the phytocenosis, the following system of definitions was used: tree stratum - A, shrub - B, grass - C, moss-lichen - D. Sub-strata were also distinguished: A1, C1. As a result of surveys to identify the belonging of forest territories to primeval forests, quasi-prime forests and natural forests in accordance with the requirements of the "Methodology for determining the affiliation of forest territories to primeval forests, quasi-prime forests and natural forests", it was established that the surveyed plantations, according to the definition of Article 1 of the Forest Code of Ukraine, do not belong to primeval forests, as they are artificially created. The formed forest has an anthropogenic origin, a poorer species composition, compared to natural ecosystems, and is therefore more vulnerable to various adverse processes and phenomena. Sod-podzolic soils of light granulometric composition have low fertility potential and degraded agro-ecological stability. The soil-forming rocks are water-glacial, moraine, ancient alluvial deposits of different granulometric composition (mainly sandy and sandy). According to the results of research in test plots, natural seed regeneration of pine is very weak, because conditions on sandy soils are critical for pine seedlings, they lack nutrients and moisture, and rains can cause seedlings to be washed out of sandy soils. Therefore, natural recovery is almost impossible. Measures for restoration and preservation of pine forests are proposed. Scientific novelty: Studies have proven that the formed forest is of anthropogenic origin, since the species composition is poorer compared to natural ecosystems and therefore more vulnerable to various adverse processes and phenomena. The formation of the ecosystem was determined, the stability of the existing interdependent relationships between its components and the formation of the forest stratification were established, but the formation of the soil is slowed down. The upper layer of the pine does not form a closed crown and freely transmits sunlight to the surface of the soil, which makes it possible to develop the understory and grassy cover and the formation of sod. Changes in the species composition of stands and disruption of their self-renewal in conditions of increasing climate warming are characterized. Theoretical and practical significance: an analysis of scientific literature was carried out and scientific-theoretical and experimental data were summarized, recommendations were formulated to eliminate erosion processes, measures were proposed to improve the quality of forest soils and to restore Scots pine plantations. The research results can be used to continue studying the phytocenotic structure of pine forests. Structure and scope of work. The master's thesis consists of an abstract, introduction, two sections, conclusions, a list of references (24 sources), graphic documentation for the master's thesis, appendices. The full volume of the work is 67 pages of printed text, the main part is 58 pages.