CC BY
30
УДК 630*43 Ст. наук. ствроб. В.П. Ворон, канд. с.-г. наук;
мол. наук. ствроб. €.€. Мельник; астр. С.Г. Сидоренко - Укратський НД1 лкового господарства та агролтомелюраци м. Г.М. Висоцького
Д1АГНОСТИКА ПОШКОДЖЕННЯ СТОВБУР1В СОСНИ ПРИ НИЗОВИХ ПОЖЕЖАХ
Вивчено пошкодження стовбурiв сосни при низових пожежах. Виявлено досто-вiрну кореляцшну залежшсть шдексу стану та частки всихаючих i сухостiйних дерев вiд пошкодження стовбура вогнем. Як критерш прогнозу стану пошкоджених поже-жею сосняюв запропоновано використовувати рiзницю висоти грубо! кори i нагару на стовбург
Ключовг слова: низовi пожежi, теплове випромшювання, висота нагару, товар-шсть, рiзниця висоти грубо! кори i висоти нагару.
Особливо небезпечним антропогенним чинником, д1я якого призво-дить до катастроф1чних економ1чних, еколопчних та сощальних збитюв для л1ив Укра!ни, е пожежь Ця проблема особливо актуальна для л1шв зелених зон великих мют, зокрема такого мегаполюа, як Харюв [1, 4, 7, 8].
У вир1шенш проблеми люових пожеж важливим насамперед попере-дження !х виникнення завдяки прогнозу, що базуеться на анал1з1 просторових 1 часових тенденцш пожеж у минулому [1, 2, 4, 9]. Однак не менш ютотними е збитки, як зазнае люове господарство внаслщок несвоечасного проведення рубок у пошкоджених пожежею деревостанах. Негативш змши стану пошкоджених пожежами сосняюв призводять до значного зниження виходу дшово! деревини [7]. Якщо у 60-80-р1чних сосняках зелено! зони м. Харкова частка дшово! деревини змшюеться вщ 67 до 78 %, то через деюлька мюящв тсля пожеж1 внаслщок попршення стану дерев вона знижуеться до 40-55 %, через 1-2 роки - до 30-41 %, а через 3-4 роки - до 13-17 %.
Для зменшення втрат вщ зниження товарносп деревини дуже важливим е вчасне проведення рубок, яке базуеться на прогноз! можливого тсля пожежного розвитку пошкоджених вогнем деревостатв. Але чггких критерь !в д1агностування дерев тсля такого пошкодження ще дои не впроваджено.
Наша робота е продовженням викладення результапв комплексних дослщжень лабораторп екологп люу УкрНД1ЛГА щодо вивчення основних законом1рностей тсля пожежного розвитку сосняюв зелено! зони Харкова [4-6]. У попередшх роботах проанал1зовано основт просторов1 та часов1 тен-денцп виникнення пожеж [1, 2], а також перш1 результати дослщжень деревостатв з р1зним перюдом тсля пожеж1 та вплив тепла [3].
Основна мета дослщження - встановити особливосп змти стану се-редньовжових дерев сосни, тсля пошкодження стовбур1в у раз1 низових пожеж. Для цього використано 15 постшних пробних площ (дал1 ППП) закладе-них в чистих сосняках Васищевського, та 3 ППП в Баба!вському люнищв ДП "Жовтневого ЛГ", пошкоджених пожежею весною 2009 та 2011 р. Все це сосняки I боттету, що зростають в умовах В2. 1хш таксацшш характеристики наведено у табл. 1. Оскшьки площ1 пожеж невелию, а юльюсть дерев на окре-мих ППП змтюеться вщ 50 до 200 шт., то вс дерева об'еднат в 3 групи за вь ком та роком пожежь Як показник пошкодження дерева використано середню висоту нагару, оскшьки мшмальне та максимальне значення нагару може ю-
Науковий вкник Н.1Т У Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.10
тотно вiдрiзнятися. Зпдно з Г.1. Купаловою [6], зв'язок вважають функщ-ональним за коефщента кореляцп -1,00, дуже сильним - 0,90-0,99, сильним -0,70-0,89, значним - 0,50-0,69, помiрним - 0,30-0,49, слабким - 0,10-0,29.
Табл. Таксацшна характеристика пошкоджених пожежею соснятв
№ групи Рк пожеж! Люництво № ППП Дата закладки Вж, роюв Нср, м Бср, см М, м/га шт./га Пов-нота
1 2009 Васищевське 1-7,9 29.07.2009 66 23,8 28,6 442 649 0,90
2 2011 13-15 22.07.2011 66 23,7 30,9 373 476 0,77
3 2011 Бабагвське 1,2,3 04.07.2011 51 19,3 18,6 339 1437 0,87
Щд час використання ушх дерев групи високо! повноти кореляцшного зв'язку мiж висотою нагару i категорieю стану встановити не вдалося. Порiв-нюючи 517 дерев групи 1, залежнють хоча i достовiрна (1(3,06) бiльше 0,01(2,58), але слабка (г=0,13). Це пов'язано з тим, що за одше! i пе! ж вели-чини нагару стан дерев може ютотно вiдрiзнятися.
Дерева в кожнш групi було розподшено на окремi ступенi за висотою нагару (по 0,5 м). Для кожного ступеня визначено щдекс стану та частку вси-хаючих та сухостшних дерев. Сильний достовiрний кореляцшний зв'язок за тако! системи розрахунку встановлено лише для дерев 1 групи (рис 1, 2). У двох шших групах кореляцiйна залежнють хоча i значно! повноти (г=0,62 -0,64), але не достсгарна ^ < 1з1;_0,01) (рис 1, 2).
В ушх групах вщзначено значний але не достовiрний кореляцшний зв'язок вщсотка всихаючих i сухостшних дерев iз висотою нагару ^ < 1з1;_0,01) (рис. 2). Стутнь пошкодження стовбура тепловим випромiнювання при низовш пожежi залежить вiд висоти та товщини грубо! кори, яка здатна захищати камбiй вiд високих температур. Встановлено дуже сильну повноту зв'язку мiж висотою грубо! кори та дiаметром (г=0,97; 1=11,28; 0,01=3,25; к=9) (рис. 3).
)1 група (у I) група (} 2) п3 група (уЗ) Ссрсдня висота нагару, м Рис. 1. Залежтсть м1ж станом Ь висотою нагару
Визначаючи пошкодження стовбура тепловим випромшюванням при низовiй пожежi, було застосовано показник "стутнь отку тонко! кори":
Ноп= (Нсер.наг — Нгр.к),
де: Ноп - стутнь oniKy тонко! кори, м; Нгр.к. - висота грубо! кори, м; Нсер.наг - середня висота нагару на стовбур^ м.
60,0т
Рис. 2. Залежтсть вiдсотка всихаючих i сухостшних дерев вiд висоти нагару дерев пошкоджених пожежею
Рис. 3. Залежтсть висоти грубоТ кори вiд дiамеmра стовбура сосни
Плюсове значення Нр показуе величину отку вогнем тонко! кори, тобто перевищення нагаром грубо! кори. Пщ час дослщження залежносп змь ни щдексу стану та вщсотка всихаючих дерев вщ цього показника встановле-но дуже сильну достовiрну залежтсть. Цей показник дав змогу читаше виз-начити ступiнь пошкодження дерев за висотою грубо! кори та бшьш надiйно прогнозувати негативнi змши в кожному конкретному випадку (рис. 4, 5).
Для вшх груп простежуемо негативнi змiни внаслiдок зменшення значення показника як для щдексу стану, так i для вщсотка усихаючих дерев. Мiж цими показниками встановлено дуже сильний обернений достовiрний кореляцшний зв'язок (рис. 4, 5).
Залежно вщ рiзницi висот грубо! кори i нагару в дерев 1 та 2 групи, простежуемо значт збiльшення кiлькостi всихаючих та сухостшних дерев, що дае змогу видшити 3 рiвнi пошкодження:
1 - якщо р1зниця висот грубо! кори \ нагару дерева бшьше шж - 4 м, то дерева майже не реагують на обгорання стовбура;
2 - при р1знищ вщ -1 до -4 м спостер1гаемо попршення стану насадження, частка усихаючих дерев змшюеться в межах 20 %;
3 - при р1знищ вщ -1 до +2 м \ нижче - спостер1гаемо р1зке попршення ста-
ну та збшьшення в1дсотка всихаючих дерев (40 % \ бшьше).
Науковий вкник НЛТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.10
-9 -К -7 -6 -5-4-3-2-10123 о1 трупа (у I) Д2 трупа (у 2) пЗ трупа (уЗ) Величина о тку тонко! кори, м
Рис. 4. Залежтсть стану дерев в1д ступени опту тонког кори пошкоджених
пожежею соснякв
шина ошку тонко! I
Рис. 5. Залежтсть в1дсотка всихаючих Ь сухостшних дерев в1д ступетв опшу
тонког кори
Водночас для дерев 3 групи видшеш рiвнi пошкодження не вщповща-ють дшсносп. У них лише на вiдрiзку до -4 м дерева майже не реагують на пошкодження, а далi прямо пропорцiйно значенню "величин опiку тонко! кори" збшьшуеться частка всихаючих дерев. Особливо сильно попршуеться стан та збiльшуеться частка всихаючих дерев при значенш Нр вщ -3 м до 2 м (рис. 5). Таку рiзницю мiж групами пояснюють вiдмiнностями у вщ та в дь аметрi (табл.), при цьому дерева 3 групи мали меншу висоту грубо! кори (рис. 4) i вплив вогню на них був сильшшим. Така вщмшшсть в реакцп дерев 1, 2 та 3
груп на пошкодження не дають змоги створити едину шкалу вщпаду. Оскшьки причиною розбiжностi е вiковi вщмшност для отримання достовiр-них прогнозiв, потрiбно побудувати шкали i таблиц для кожного класу вiку i бонiтету.
2. Екологiя довкiлля
67
Висновки:
1. 3i збiльшенням висоти нагару на стoвбyрi дерев стан сoснякiв особливо при перехoдi межi грубо! та тонко! кори ютотно попршуеться.
2. Високу повноту дoстoвiрнo! кoреляцiйнo! залежност мiж станом та висо-тою нагару дерев простежуеться до висоти переходу грубо! кори до тонко!.
3. Залежно вщ рiзницi висот грубо! кори i нагару в дерев 1 та 2 груп просте-жуемо рiзкi збiльшення клькосп всихаючих та сyхoстiйних дерев, що дае змогу видiлити рiвнi пошкодження, тобто прогнозувати змiни стану деревосташв пошкоджених низовими пожежами.
4. Для отримання дoстoвiрних прoгнoзiв пoтрiбнo побудувати шкали i таб-лицi для кожного класу вiкy, бoнiтетy, ступешв товщини насаджень.
Л1тература
1. Ворон В.П. Тенденцп виникнення пожеж у люах зелено! зони м. Харкова / В.П. Ворон, €.€. Мельник // Лгавництво i агролюомелюращя : зб. наук. праць. - Харгав : Вид-во УкрНД1ЛГА. - 2009. - Вип. 115. - С. 207-214.
2. Ворон В.П. Залежнють виникнення пожеж вщ тишв люу i характеристик деревосташв та !х розвиток тсля пожеж / В.П. Ворон, В.О. Лещенко, €.€. Мельник // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 20.8. -С. 64-71.
3. Ворон В.П. Особливосп розвитку соснягав тсля низових пожеж за р1зних титв пошкодження дерев / В.П. Ворон, €.€. Мельник, С.Г. Сидоренко // Науковий вюник НЛТУ Укра-!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2011. - Вип. 21.13. - С. 28-35.
4. Ворон В.П. Науков1 основи д1агностики антропогенного пошкодження люових еко-систем / В.П. Ворон // Люовий журнал. - К. : Вид. д1м "Еко-шформ". - 2011. - № 1. - С. 2428.
5. Косов И.В. Устойчивость хвойных пород к воздействию лесных пожаров : дисс.... канд. с.-х. наук / И.В. Косов. - Красноярск, 2006. - 134 с.
6. Купалова Г.1. Теор1я економ1чного анал1зу : навч. поабн. / Г.1. Купалова. - К. : Вид-во "Знання", 2008. - 639 с.
7. Лещенко В.О. Прям! втрати люового господарства вщ пожеж у сосняках державного тдприемства "Змивське люове господарство" / В.О. Лещенко // Науковий вюник НЛТУ Укра-!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2009. - Вип. 19.8. - С. 91-98.
8. Усеня В.В. Лесные пожары, последствия и борьба с ними / В.В. Усеня. - Гомель : ИЛ НАН Беларуси, 2002. - 206 с.
Ворон В.П., Мельник Е.Е., Сидоренко С.Г. Диагностика повреждения стволов сосны при низовых пожарах
Изучены повреждения стволов сосны при низовых пожарах. Установлена достоверная корреляционная зависимость между состоянием деревьев и повреждением ствола. Как критерий прогноза состояния предложено использовать разницу высоты грубой коры и нагара на стволе.
Ключевые слова: низовые пожары, тепловое излучение, высота нагара, товарность, разница высоты грубой коры и высоты нагара.
Voron V.P., Melnik E.E., Sidorenko S.G. Determination of pine stems damage value from surface fires
The article is devoted to studying the damage pine trunks thermal radiation at surface fires. A reliable correlation between the percentage of utterly trees and degree of damage to the stem scorch. Suggested that a difference in the height of rough bark and medium height scale on the trunk as a criterion for degradation of damaged pine forests.
Keywords: surface fire, thermal radiation, height of char, marketability, the difference in height of rough bark and high of char, scorch value of thin bark.
