ОСОБЛИВОСТІ РОСТУ ЗАХИСНИХ ЛІСОВИХ НАСАДЖЕНЬ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ВЛАСТИВОСТІ ЕРОДОВАНИХ ҐРУНТІВ ОВРУЦЬКО-СЛОВЕЧАНСЬКОГО КРЯЖУ

Запас сосни у чистих лісонасадженнях у 50 років становить 236 м³/га, а у мішаних — 180 м³/га. За нашими даними, різниця у запасі між чистими (10С) і мішаними (з часткою сосни звичайної 7-9 одиниць) захисними лісонасадженнями у віці 20 років — 2,4 %, у 30 — 11 і в 50 років — 10 %, а між чистими і мішаними (із часткою участі сосни 3-6 одиниць) насадженнями становить відповідно 49, 64 і 31 %. Мішані насадження з лісівничої точки зору мають незаперечну перевагу (високопродуктивні та біологічно стійкі).

У результаті проведених досліджень на 25-ти пробних площах (ПП) встановлено, що на яружно-балкових землях переважаючими лісо-утворюючими породами є: сосна звичайна, береза повисла, акація біла, дуб звичайний і червоний, вільха чорна та супутні породи — клен гостролистий і ясенелистий, черемха звичайна. Чагарникові породи (підлісок) — бузина червона і чорна, свидина біла, бруслина європейська, ліщина; роль підліску виконує також підріст головних і супутніх деревних порід.

Досліджувані ЗЛН розташовані переважно на схилах гідрографічної мережі (різні експозиції) з похилом до 10°. Переважаючими типами умов місцезростання (ТУМ) є свіжі та вологі судіброви — С₂ — С₃.

За даними пробних площ, у віці 18-52 роки насадження мають висоту (І ярус) 8,5-19,8м, бонітет ІІ — І — Іа — Ів. Кількість дерев на 1 га — 0,61 — 3,88 тис. шт., середній діаметр (D) — 7,1-22,6 см, суму площ перерізів (G) — 15,5-39,2 м²/га, повноту (P) — 0,47-1,08, запас (М) — 77-336 м³/га. Переважна більшість лісових насаджень мають розвинутий підлісок або підріст.

У таблиці наведено лісівничо-таксаційну характеристику пробних площ з головною породою — сосною звичайною.

Мішані насадження, особливо із участю основних лісоутворюючих порід (сосна звичайна, дуб звичайний, береза повисла) безсумнівно переважають чисті (за висотою, бонітетом і запасом).

Так, для мішаних соснових насаджень (проби 14, 18) у 20 років характерна висота (Н) відповідно 11,9 та 11,8 м, бонітет — Ів і запас (М) — 153 і 158 м³/га, а для чистих (наприклад, поба 8) у віці, А — 22 роки — Н — 11,1 м, бонітет - Іа, М —154 м³/га.

Крім цього, мішані соснові насадження (проба 9) у 35 років мають Н — 15,4 м, бонітет — Іа, М — 336 м³/га; чисті соснові насадження (проба 12) у старшому віці (А — 38 років) — Н—13,3, бонітет — ІІ, М — 182 м³/га.

Як правило, бонітет (продуктивність) мішаних захисних лісових насаджень Іа-Ів, а чистих — І-ІІ (рідше Іа). Таким чином, продуктивність складних за формою та мішаних за складом лісонасаджень на 1-2 класи вища, ніж одноярусних чистих.

Динаміка росту за висотою сосни звичайної у протиерозійних насадженнях за модельними деревами (узагальнені дані) представлена на рис. 3 і рівнянням

де у — висота (Н), м; х — вік (А), роки.

Аналіз ходу росту за висотою сосни звичайної свідчить, що у 5 років насадження мають бонітет І, у 10 років — Іа, 20-25 років — Ів, 30-40 років — Іа.

Захисні лісові насадження запобігають водній ерозії ґрунту (змиву та розмиву) і покращують його фізико-хімічні властивості — кислотність (актуальну, обмінну і гідролітичну), суму ввібраних основ, ємність вбирання катіонів, склад обмінних катіонів, ступінь насичення ґрунту основами; фізичні — об’ємну і питому вагу, пористість, структуру, механічний склад; водно-фізичні — водопроникність, вологість ґрунту, польову вологоємкість, запас продуктивної вологи; агрохімічні — азотний, фосфатний і калійний режим, вміст гумусу [5, 11, 17].

Результати досліджень властивостей грунту свідчать про позитивний захисний вплив лісонасаджень. На початкових етапах росту активні зміни відбуваються у верхніх шарах ґрунту, потім, з віком, поширюються вглиб. Наприклад, об’ємна маса суттєво поліпшується внаслідок інтенсивного розвитку кореневих систем (їхньої розпушуючої дії), а також завдяки нагромадженню органічної речовини (лісової підстилки) та діяльності фауни (дощові черв’яки, жуки тощо).

Аналізуючи експериментальний матеріал нами був використаний коефіцієнт грунтопокращення (інтегральне грунтопокращення), який запропонував О.І.Пилипенко [11].

Вплив захисних лісонасаджень на зміну об’ємної маси (абсолютна величина, г/см³) 0-10-сантиметрового шару ґрунту залежно від віку можна представити рівнянням:

де у — об’ємна маса, г/см³;
х — вік (А) лісонасаджень, роки.

Отже, у віці 10-20 років об’ємна маса становить 1,2-1,3 г/см³, а у 60-70 років — близько 0,9 г/см³.

Таким чином, грунтопокращення (за об’ємною масою) у 10-20 років складає близько 5 % (по відношенню до контролю — еродований схил), з віком насаджень воно зростає, і у 60-70 років досягає 40 % (в 1,4 раза).

Зміни запасів гумусу в 1-метровому шарі ґрунту під впливом захисних лісових насаджень на яружно-балкових землях залежно від віку дерев представлені рівнянням:

де у — запас гумусу, т/га ;
х — вік (А) лісонасаджень, роки.

Отже, у 20-річних насадженнях запас гумусу в ґрунті становить близько 80 т/га, а у 70-річних — 150 т/га.

Вплив захисних лісонасаджень на збільшення запасів гумусу (%) в 1-метровому шарі ґрунту залежно від віку (А; х, роки) визначається рівнянням:

де у — запас гумусу, %;
х — вік (А) лісонасаджень, роки.

Отже, у віці 20 років збільшення запасів гумусу складає близько 40 % (в 1,4 раза), а у 70 років — 120 % (у 2,2 раза).

Вплив захисних лісонасаджень на вміст елементів живлення свідчить про позитивні зміни у підвищенні родючості ґрунту [10].

Так, вміст гідролізованого азоту від дуже низького ступеня забезпеченості (1,19-2,20 мг на 100г ґрунту в контролі) зростає до середнього і навіть високого (4,57-8,34 мг на 100 г ґрунту) рівня у верхніх шарах ґрунту мішаного соснового деревостану віком 65 років. Чисті насадження з участю дуба звичайного (головна порода) мають низьку і середню (3,50-4,54 мг азоту на 100 г ґрунту), а мішані дубові у 40 років — середню і високу забезпеченість (5,00-7,40 мг азоту на 100 г ґрунту) у верхніх шарах ґрунту.

Забезпеченість доступними формами фосфору змінюється від низького ступеня (1,40-3,72 мг на 100 г ґрунту, контроль) до середнього (6,17 мг на 100 г ґрунту) в чистому і підвищеного (10,2-14,2 мг на 100 г ґрунту) у мішаному 65-річному сосновому насадженні, а також до середнього (8,26-10,0 мг на 100 г ґрунту) ступеня в 40-річному дубовому лісостані.

Забезпеченість обмінним калієм змінюється від дуже низького ступеня (1,08-3,0 мг на 100 г ґрунту, контроль) до низького (3,04-6,38 мг на 100 г ґрунту) у чистих сосновому і дубовому насадженнях; до підвищеного (12,9 — 14,0 мг на 100 г ґрунту) у мішаному 65-річному сосновому та середнього (8,56-9,60 мг на 100 г ґрунту) ступеня в 40-річному дубовому насадженні.

Інтегральне грунтопокращення (Кr, %) — середньозважена величина за показниками: запаси гумусу та рухомих форм азоту, фосфору і калію в 1-метровому шарі ґрунту та інші, під захистом лісонасаджень залежно від їх віку (рис.4) можна представити рівнянням:

де у — інтегральне грунтопокращення, %;
х — вік (А) лісонасаджень, роки.

Так, у віці 10 років воно складає близько 20 % (в 1,2 раза), у 20 років — 50 %; з віком грунтопокращення зростає, у віці 50 років — 110 %, тобто в 2,1 раза порівняно з контролем (відкритим еродованим схилом).

ВИСНОВКИ

1. Територія Овруцько-Словечанського кряжу характеризується ерозійно-небезпечними ґрунтами та інтенсивним розвитком ерозійних процесів (глибина місцевого базису ерозії — 60-120 м, розчленування території — 1,1-1,2 км/км², максимальна інтенсивність злив — 3-5 мм/хв).
2. Динаміка росту за висотою сосни звичайної (за даними матеріалів лісовпорядкування). Наведений аналіз свідчить про перевагу мішаних соснових насаджень у молодому віці (10-20 років) та у 50 років мішані лісові насадження мають висоту близько 18 м (І бонітет), чисті — 17м (ІІ бонітет), що можна пояснити лісорослинними умовами та малим кругообігом поживних речовин залежно від складу лісонасаджень.
3. Динаміка росту за запасом. Запас сосни у чистих соснових лісонасадженнях у 50 років становить 236 м³/га, мішаних — 180 м³/га. Різниця у запасі між чистими (10С) і мішаними (з часткою участі сосни звичайної 7-9 одиниць) захисними лісонасадженнями становить у 20 років — 2,4 %, у 30 — 11 % і в 50 років — 10 %. Різниця у запасі між чистими і мішаними (з часткою сосни 3-6 одиниць) насадженнями становить у 20 років — 49 %, у 30 — 64 % і в 50 років— 31 %. Така різниця пояснюється неврахуванням запасу супутніх деревних порід (берези, дуба тощо). Мішані насадження з лісівничої точки зору мають незаперечну перевагу (високопродуктивні та біологічно стійкі).
4. Мішані насадження (особливо із участю основних лісоутворюючих порід — сосна звичайна, дуб звичайний, береза повисла) безсумнівно переважають чисті (за висотою, бонітетом і запасом). Так, мішані соснові насадження (проба 14, 18) у 20 років мають висоту (Н) відповідно 11,9 та 11,8м, бонітет — Ів і запас (М) — 153 і 158 м³/га, а чисті (проба 8) у віці, А — 22 роки — Н — 11,1м, бонітет - Іа, М —154 м³/га.
5. Мішані соснові насадження (проба 9) у 38 років мають Н — 15,4 м, бонітет — Іа, М — 336 м³/га; чисті (проба 12) — Н — 13,3 м, бонітет — ІІ, М — 182 м³/га. Як правило, мішані захисні лісові насадження мають бонітет (продуктивність) Іа-Ів, а чисті — І-ІІ, рідше Іа. Таким чином, складні за формою та мішані за складом лісонасадження мають продуктивність на 1-2 класи вищу, ніж одноярусні чисті насадження.
6. На ріст сосни звичайної за висотою (за модельними деревами) на яружно-балкових землях впливає еродованість схилів, крутизна, експозиція, а також склад насаджень і наявність чагарнику. Переважають мішані (або за участю чагарнику) лісові насадження (проба 9, 14, 16), які розташовані на пологіших схилах та експозиціях північних румбів (Пн, ПнЗ, ПнС). Вони мають бонітет Іа-Ів.
7. Відносно інтенсивний ріст має чисте насадження (проба 8), яке розташоване на ділянці з невеликою крутістю (нахил 2-4°) південно-східної експозиції. У 22 роки висота насадження становить 11,1 м, бонітет — Іа.
   На сильноеродованих схилах (нахил 6-8°; південна інсольована експозиція) лісонасадження (проба 12) відрізняється найменш інтенсивним ростом; у 38 років сосна має висоту 13,3 м, бонітет — ІІ.
   Таким чином, наведені вище 3 групи лісових насаджень з покращенням лісорослинних умов мають таку продуктивність — бонітети ІІ-Іа-Ів.
8. Захисні лісонасадження захищають ґрунт від водної ерозії (змиву та розмиву) і покращують фізико-хімічні, водно-фізичні, фізичні та агрохімічні властивості ґрунту. Так, у 10-20 років об’ємна маса становить 1,2-1,3 г/см³, а у 60-70 років — близько 0,9 г/см³.
9. Із збільшенням віку лісонасаджень запаси гумусу в ґрунті (1-метровий шар) зростають: у 20 років — близько 80 т/га, у 70 років — 150 т/га. У відносних показниках запаси гумусу ґрунту (у тому ж шарі) також із віком лісонасаджень збільшуються: у 20 років на 40 % (в 1,4 раза), а у 70 років — на 120 % (у 2,2 раза).
10. Інтегральне (середнє, сумарне) грунтопокращення (К_r, %) залежно від віку лісонасаджень (А; х, років) моделює рівняння:
    у = -0,0186 х² + 3,367 х — 9,4085; R² = 0,908.
    
    Так, у 10 років воно складає близько 20 % (в 1,2 раза), а у 70 років — 140 %, (в 2,4 раза). Переважають складні за формою (1-й і 2-й яруси, чагарник) та мішані за складом.

11. Лісові породи. З урахуванням різноманітності категорій лісомеліоративних площ, лісорослинних умов (ТУМ) яружно-балкової системи, необхідності ефективної боротьби з ерозією грунтів і забезпечення біорізноманіття створюваних лісонасаджень, рекомендуються такі лісові породи: сосна звичайна та дуб звичайний (основні, на міжяружних ділянках), береза повисла, акація біла та вільха сіра (на відкосах ярів з виходом материнської породи та сильноеродованих схилових землях), вільха чорна, верба біла та тополя (канадська, бальзамічна, осика) (у нижній частині гідрографічної мережі); супутні — липа дрібнолиста та клени гостролистий і польовий, груша звичайна і яблуня лісова; чагарники — ліщина, бузина чорна і червона, скумпія, кизильник блискучий, терен, обліпиха і маслинка. Підготовка грунту — смугами, площадками, шурфи (ямки). Кількість рослин (посадкових місць, тис.шт/га): 4,0 (2,5х1,0м) — 13,3 (1,5х0,5м).
12. На схилах балок, розчленованих лінійними формами ерозії (промоїни, яри), або на схилах з крутизною понад 12°, захисні лісонасадження створюють площадками (ширина — 0,5м, довжина — 1,5-2м), які розташовують у шаховому порядку впоперек схилів (чи відкосів ярів) рядами (віддаль між центрами площадок в ряду — 2,5-3м, між рядами площадок — 1,5-2м); на одній площадці — 3-4 рослини (через 50 см), кількість рослин на 1 га — 6,0-8,8 тис. шт.
    
    На схилах менше 12° і при довжині гонів понад 30-50м захисні лісонасадження створюють рядами впоперек схилів (з частковою підготовкою ґрунту); віддаль між рядами — 1,5-2м, між рослинами в ряду — 0,7-1м; кількість рослин на 1 га — 5-9,5 тис. шт.
    На суглинкових слабо- і середньозмитих ґрунтах: головна лісоутворююча порода — дуб звичайний; супутні — клен гостролистий та польовий, липа дрібнолиста, граб звичайний, чагарники — бузина чорна і червона, ліщина та ін. На середньо-, сильнозмитих і змитих ґрунтах: головні породи — сосна звичайна, акація біла, береза повисла.
    Схеми змішування. Варіант 1. 3-5 рядів площадок — сосна звичайна; 1 ряд площадкок — береза повисла (1-2 рослини в центрі), по краях площадки чагарник (бузина чорна, ліщина, терен тощо) і т.д.
    Варіант 2. 3-5 рядів — сосна звичайна, 1 ряд — береза повисла + чагарник.

Список літератури

1. Бодров В.А. Полезащитное лесоразведение (Теоретические основы). — К.: Урожай, 1974. — 200 с.
2. Высоцкий Г.Н. Защитное лесоразведение. Избранные труды. — К.: Наукова думка, 1983. — 208 с.
3. Довідник з агролісомеліорації (за ред. П.С. Пастернака). — К.: Урожай, 1988. — 288 с.
4. Докучаев В.В. Избранные сочинения. — М.: Сельхозгиз, 1949. — Т.2.— 427 с.
5. Дударець С.М. Вплив соснових та дубових насаджень на водно — фізичні властивості еродованих грунтів // Науковий вісник НАУ. — К., 1999. — Вип. 19.— С. 235-238.
6. Закон України "Про Загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000-2015 роки" // Урядовий кур’єр. — № 207. — С. 3-16.
7. Зыков И.Г. Особенности роста хвойных пород в культурах на эродированных землях степи УССР // Лесоводство и агролесомелиорация. — К., 1970. — Вып. 20. — С. 84-90.
8. Калиниченко Н.П., Ильинский В.В. Лесомелиорация овражно-балочных систем. — М.: Лесная промышленность, 1976. — 200 с.
9. Малюга В.М. Лісівничі особливості та меліоративна роль протиерозійних і водоохоронних насаджень // Науковий вісник НАУ. — К., 1997. — Вип. 8. — С. 154-158.
10. Малюга В.М., Радучич М.І. Зміна фізико-хімічних властивостей грунту під дією захисних лісових насаджень // Науковий вісник НАУ. Лісівництво. — К., 2004. — Вип. 71. — С. 184 — 190.
11. Пилипенко А.И. Лесоводственные особенности и мелиоративное влияние полезащитных лесных полос в условиях черноземной Степи Украины (Теоретическое и экспериментальное обоснование оптимальных конструкций лесополос). — К.: Изд-во УСХА, 1992. — 75 с.
12. Пилипенко О.І., Юхновський В.Ю. Ліс і поле — єдина екологічна система // Вісник аграрної науки. Спеціальний випуск, НАУ — 100 років, 1998. — С. 91-93.
13. Радучич М.І. Протиерозійні лісові насадження на землях Словечансько-Овруцького кряжу // Науковий вісник НАУ. Лісівництво. — К., 2002. — Вип. 54. — С. 258-264.
14. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948. — 308 с.
15. Сурмач Г.П. Водорегулирующая и противоэрозионная роль насаждений. — М.:Лесная промышленность, 1971. — 110 с.
16. Юхновський В.Ю. Лісоаграрні ландшафти рівнинної України: оптимізація, нормативи, екологічні аспекти / За ред. О.І. Пилипенка — К.: Інститут аграрної економіки, 2003. — 273 с.

ОСОБЕННОСТИ РОСТА ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА ЭРОДИРОВАНЫХ ПОЧВ ОВРУЧСКО-СЛОВЕЧАНСКОГО КРЯЖА