CC BY
11
НЛТУ
УКРЛ1НИ
t ,
Hl/IUB
Науковий bIch и к НЛТУУкраТни Scientific Bulletin of UNFU
http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40270912 Article received 10.11.2017 р. Article accepted 28.11.2017 р.
УДК 630*[43+561.24]
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
[^1 Correspondence author V. P. Voron [email protected]
В. П. Ворон, I. М. Коваль, О. М. Ткач, С. Г. Сидоренко
Укратський НД1 ярового господарства i агромелюрацп iм. Г. М. Висоцького, м. Хартв, Украта
ЗМ1НИ РАД1АЛЬНОГО ПРИРОСТУ В ПОШКОДЖЕНОМУ ПОЖЕЖЕЮ СОСНОВОМУ ДЕРЕВОСТАН1 В ЗАХ1ДНОМУ ПОЛ1СС1
Дендрохронолопчиими методами оцшено наслщки низово'' пожежi 2012 р. у 50^чному чистому сосновому насадженнi в Полюсь Выявлено, що пiсля пошкодження пожежею деревостану поряд з попршенням стану дерев спостерiгалася депре-ая радiального приросту сосни, яка посилювалася посухами. На основi середнього квадратичного вщхилення вiд багаторiч-ного ходу температури та опадiв (за перюд з 1945 по 2015 рр.) розраховано критерп, за якими визначають аномальнiсть по-годних умов. Встановлено особливост формування шарiв деревини у пошкодженому пожежею сосняку, зокрема залежно вiд категорiй санiтарного стану та клаав Крафта. Зменшення радiального приросту посилювалося iз погiршенням стану дерев. Порiвняно з допожежним перюдом вiдбулося зменшення шарiв рiчноí деревини: в ослаблених - на 44, дуже ослаблених - на 49 та у вщмираючих - на 75 %. Прирют до 2016 р. не вщновився до передпожежного рiвня i зберiг чiтку ieрархiчну тен-денцiю: найбiльший радiальний прирют - у панiвних дерев i вiдповiдно менший - у ствпашвних дерев. У пошкодженому насадженнi тсля пожежi спостерiгалося зменшення величин шарiв шзньо1 та ранньо!' деревини на 68 та 47 %. Водночас на контролi вiдповiднi величини становили 8 та 11 %. Побудовано регресшш моделi залежностi iндексiв радiального приросту сосни вiд висоти нагару на стовбурах.
Кл^чов^ слова: сосновi насадження; низовi пожежi; посухи; шари ранньо'!, шзньо1 та рiчноi' деревини; висота нагару; класи Крафта; категорiя санiтарного стану.
Вступ. Люи щор1чно потерпають в1д одного з найне-безпечшших чинник1в - пожеж, що призводять до ю-тотних еколопчних та економ1чних втрат (Voron et а1., 2011, 2016; Zibtsev & Вогеик et а1., 2012; Шепуа et а1., 2011). За перюд з 2003 р. по 2015 р. в УкраМ сталося 44,6 тис. люових пожеж, при цьому площа пошкодження л1ав становила 69,9 тис. га, а загальна варпсть запо-д1яних збитк1в - 455 млн грн. (Natsiona1ni dopovidi, 2004). Проблема пожеж у люах Полюся пов'язана 1з аномальним тдвищенням температури повиря в окрем1 роки 1з значною к1льк1стю спекотних 1 посушливих дшв. Тенденцп виникнення пожеж, негативш наслвдки 1х впливу на стан сосняшв 1 рад1альний прирют дерев висвилено у низщ публ1кацш (Voron & Kova1, 2011, ^гоп et а1., 2012; Zibtsev & Вогеик et а1., 2012; Шепуа et а1., 2011,). Водночас недостатньо вивченим е постт-рогенне формування рад1ального приросту як штег-рального показника стану та продуктивносп наса-джень.
Мета дослiдження - вивчити особливосп формування рад1ального приросту сосняшв, пошкоджених ни-зовими пожежами в Полюа.
Об'екти та методика дослщження. Оцшювання наслщшв пожеж1, що сталася в1д юкри тепловозу в бе-резш 2012 р. в 53-р1чному чистому сосняку (кв. 19 вид.
7) Немовицького люництва ДП "Сарненське ЛГ", проведено в непошкодженш i пошкодженiй частинах насадження. Вщдаль мiж двома постшними пробними пло-щами (ППП) становила 30 м. Тип лiсу дiлянки - В2ДС. ППП закладено за загальноприйнятими методикам (Vo-robev, 1967; HOST 16128-70, 1971) з урахуванням пошкодження дерев пожежею.
Радiальний прирют вивчали за прийнятими в ден-дрохронологп методиками (Lovelius, 1998). Керни вь дiбрано на висотi 1,3 м з 20-25 дерев на кожнш ППП. Товщину шарiв деревини вимiряли приладом HENSON з точшстю до 0,01 мм. Через можливють випадання рiч-них к1лець проведено 1х перехресне датування. Радiаль-ний прирют пошкодженого сосняку порiвнювали як з контролем, так i з перюдом до (2007-2011 рр.) та тсля пожеж1 (2012-2016 рр.). Проведено статистичний, коре-ляцшний та регресшний аналiзи (Dospekhov, 1985).
Для дослвдження впливу клiматичних чинник1в на радiальний прирiст сосни використано данi Рiвненськоl метеостанций У Захiдному Полiссi середня щомiсячна сума опадiв за 1945-2016 рр. становить 573 мм на рж. В окремi роки 1х к1льк1сть змiнюeться вiд 322 до 812 мм. Вiдмiчено як дефщит (сухi роки), так i надлишок опадiв (мокрi). Завдяки розрахованим ранше критерiям ано-мальностi, в основу яких покладено середне квадратич-
1нформащя про aBTopiB:
Ворон Володимир Пантелеймонович, канд. с.-г. наук, ст. наук. ствробЬник, завiдувач лабораторieю екологй' лку.
Email: [email protected] Коваль 1рина Михaйлiвнa, канд. с.-г. наук, ст. наук. ствробггник. Email: [email protected] Ткач Олег Миколайович, здобувач лабораторп екологй' лку. Email: [email protected] Сидоренко Сергiй Григорович, канд. с.-г. наук, наук. ствробггник. Email: [email protected]
Цитування за ДСТУ: Ворон В. П., Коваль I. М., Ткач О. М., Сидоренко С. Г. Змши радiального приросту в пошкодженому
пожежею сосновому деревосташ в Захщному полiссi. Науковий вкник НЛТУ Укра'ни. 2017. Вип. 27(9). С. 56-59. Citation APA: Voron, V. P., Koval, I. M., Tkach, О. M., & Sydorenko, С. H. (2017). Changes of Radial Growth in Pine Stand Damaged by Fire in West Polissya. Scientific Bulletin of UNFU, 27(9), 56-59. https://doi.org/10.15421/40270912
не вщхилення (Dospekhov, 1985) вiд середньо! величи-ни температури та onaAÍB (за перiод з 1945 по 2015 рр.), охарактеризовано погоднi умови за перюд спостере-жень (табл. 1). Посушливють погодних умов ощнювали за гiдротермiчним коефiцieнтом (ГТК) Г. Т. Селяншова (Marynych, 1989).
Табл. 1. Аномальшсть погодних умов вегетацшних
Температура Опади
PÍK серед- аномальшсть сума, аномальшсть ГТК
ня, оС мм
2007 14,6 Теплий 493 Мокрий 1,7
2008 15,1 Аномально теплий 609 Аномально мокрий 1,7
2009 15,2 Аномально теплий 316 Сухий 0,9
2010 15,3 Аномально теплий 593 Аномально мокрий 1,8
2011 15,4 Аномально теплий 265 Сухий 0,8
2012 16,1 Аномально теплий 510 Мокрий 1,4
2013 15,4 Аномально теплий 389 Нормальний 1,2
2014 15,4 Аномально теплий 471 Нормальний 1,5
2015 15,1 Аномально теплий 247 Аномально сухий 0,8
2016 14,9 Аномально теплий 287 Сухий 0,7
№ 1111 Висота, м d, см Перюд тсля по-жеж^ мю. Ро зподш за категориями стану, % 1с
груб. кори нагару 1 2 3 4 5 6
3 4,21 1,55 20,1 6 23 67 4 3 3 2,9
16 0 40 41 5 1 13 3,1
28 0 14 57 11 4 14 3,5
40 0 0 53 28 1 18 3,8
1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
Z„, мм
~~~~ Чч \
\
---Пошкоджена ППП --Контроль \
PÍK
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 20152016 Рис. 1. Динамжа рад1ального приросту в пошкодженому поже-жею сосняку та на контрол1
Результата дослщження та 1х обговорення. У
2012 р. у пошкодженш пожежею частинi сосняку серед-ня висота нагару на стовбурi становила 1,55 м (iнтервал коливання 1,0-3,0 м), висота грубо! кори на стовбурах -3,9 м. Стан деревостану через 3 мюящ ощнено як сильно ослаблений (1с = 2,96). Однак напришнщ вересня частка старого i свгжого сухостою становила 6 %.
Над^ спостерiгалося погiршення стану дерев (табл. 2). Через три роки тсля пожеж1 стан пошкодже-ного сосняку ощнювали як всихаючий. Частка свгжого сухостою становила 18 %.
Табл. 2 Динамжа розпод1лу дерев за категор1ями стану
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Рис. 2. Динамжа величин шар1в ранньо! деревини у пошкодженому пожежею сосняку та на контрол1
Вегетацшний перюд 2015 р. за шльшстю опащв був аномально сухим, а 2016 р. - сухим. ГТК 0,7-0,8 свщ-чить про посуху впродовж вегетацшних перiодiв цих рошв. Особливо посушливим був серпень 2015 р., коли випало лише 5,9 мм опащв. Внаслщок таких погодних умов ращальний прирiст у 2015 р. зменшився найбшь-ше в пошкодженому сосняку. У наступному, 2016 р., спостерiгалося незначне збiльшення приросту (див. рис. 1-3). 0,6 0,5 0,4
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Рис. 3. Динамжа величин шар1в шзньо! деревини
У пошкодженому сосняку рiчний радiальний при-рют пiсля пожеж1 (2012-2016 рр.), порiвняно з перiодом до пожеж1 (2007-2011 рр.), зменшився на 55 %. Водно-час на контролi прирют зменшився лише на 9 % (табл. 3).
Табл. 3. Змши радiального приросту сосни
До пожеж1 у пошкодженому сосняку величина радь ального приросту перевищувала радiальний прирiст на контролi на 1,34 мм (рис. 2). Максимальш значення ра-дiального приросту вiдзначено в 2008, а мшмальш - в 2009 i 2011 рр., коли за шльшстю опадiв вегетацiйнi пе-рiоди були сухими (див. табл. 1), а ГТК ввдповщно ста-новив 0,9 i 0,8.
Рiк пожеж1 (2012) за к1льк1стю опадiв (див. табл. 1) класифжували як мокрий i погоднi умови були сприят-ливi для формування приросту, що призвело до форму-вання максимального приросту на контролi (рис. 1-3). У пошкодженому сосняку пожежа призвела до глибоко! депресп приросту. Рiзниця мiж величинами шарiв рiч-но! деревини пошкодженого сосняку та контролю становила у рж пожеж1 60 %.
Величина шарiв Достовiрнiсть Змша
деревини, мм рiзницi прирос-
№ Вид де- ту до та
111111 ревини до по- тсля tтеор. тсля
жежi пожежi 1факт. поже- ж1, %
Пошкоджена рiчна 1,29 0,58 2,39* 2,06 -55
тзня 0,51 0,16 2,36* 2,06 -68
рання 0,79 0,42 2,36* 2,06 -47
Контроль рiчна 1,25 1,12 0,05 2,15 -10
тзня 0,50 0,46 0,08 2,10 -8
рання 0,75 0,66 0,12 2,12 -11
Прим1тка * - р1зниця достов1рна на р1вш 0,05 значущоси.
Важливим для вивчення пiрогенних змш приросту е визначення особливостей формування ранньо! та шзньо! деревини. Початком активного росту вважають третю декаду квггня - першу половину травня. Форму-
вання ранньох деревини завершуеться наприк1нц1 чер-вня - липня, а всього р1чного к1льця - до початку верес-ня (Rusa1enko, 1986).
Шсля пожеж1, пор1вняно з допожежним перюдом (див. табл. 3), виявлено зменшення шар1в тзньо1 та ранньо1 деревини в1дпов1дно на 68 та 47 %. Водночас на контрол1 ввдповвдш величини становили 8 та 11 %.
Зменшення ращального приросту виявлено за попр-шення стану дерев: ослаблених - на 44, дуже ослабле-них - на 49 та ввдмираючих - на 75 % (рис. 4). У ввдми-раючих дерев стр1мке зменшення рад1ального приросту
дерев почалося шсля сильно! посухи 2009 р.
2„, мм
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0
— Ослаблен! дерева — Вщмиракга дерева --Дуже ослаблен! дерева
--- N
\ ч --
Рк
¿007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 20152016 Рис. 4. Динамжа радiального приросту у дерев рiзних категорш стану в сосняку, пошкодженому пожежею: ZR, мм - поточний радiальний прирют
Шсля пожеж1 рад1альний прирют сосни зменшився у дерев уах клаав Крафта: у надпашвних - на 44, пашв-них - 38 та пригшчених - на 75 % (рис. 5). Надпашвш дерева у 2012 р. зреагували на пожежу зменшенням приросту (його мшмум зафжсовано у 2013 р.). У пашв-них та сшвпашвних дерев найменший прирют зафжсо-вано рашше, у 2012 р. Тобто, надпашвш дерева на вплив пожеж1 вщреагували шзшше, шж пашвн та пригшчеш внаслвдок бшьшо1 стшкосп до впливу стрес-фактор1в. Рад1альний прирют сосни не вщновився до передпожежного р1вня до 2016 р. 1 зберп чгтку 1ерарх1ч-ну тенденцш: найбшьший - у пашвних дерев 1 в1дпо-ввдно менший - у сшвпашвних дерев.
3,0Т
'/.,,, мм
— Надпашвш дерева
- ■ Сшвпашвш дерева
_ - - " ■ ■ . . — HaHiBHi дерева
_ * ,
■ч *
\ \ ----
PiK
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Рис. 5. Динамжа радiального приросту сосни за класами Краф-та в сосняку, пошкодженому пожежею
М1ж максимальною висотою нагару та 1ндексами ра-д1ального приросту за 2015 р. встановлено пряму сильна кореляцшну залежшсть (г = 0,72, t факт. = 2,51, t теор. = 2,45 на р1вш 0,05 значущосп (рис. 6)).
4,5 § 4,0
а 3,5 ™ S 3,0
§2 2,0 1,5
8 1,0
I 0,5
* 0
1
у = 6,8536х-3,8151 R2 = 0,5113
ф
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1 1,2
1ндекси рад1ального приросту Рис. 6. Залежшсть шдекав рад1ального приросту за 2015 р. вщ максимально! висоти нагару на стовбур!
Висновки. У 50^чному чистому сосняку пiсля ранньовесняно! пожеж1 у 2012 р. поряд iз погiршенням стану дерев почалася депреая !х рaдiaльного приросту, яка тривае понинi, посилюючись в аномально сухi перь оди.
Рaдiaльний прирют сосни зберiг чiтку iерaрхiчну тенденцш: нaйбiльшi шари рiчноi деревини ввдшчено у пaнiвних дерев i вщповвдно меншi - у спiвпaнiвних.
Зменшення рaдiaльного приросту посилюеться iз по-гiршенням сaнiтaрного стану дерев: у ослаблених - на 44, дуже ослаблених - на 49 та для ввдмираючих - на 75 % порiвняно з допожежним перюдом:
Побудовано модель регресшно! залежносп мiж ш-дексами рaдiaльного приросту та висотою нагару на стовбург
Перелш використаних джерел
Dospekhov, B. A. (1985). Metodyka polevoho opyta [Methodology of
field research]. Kyiv: Ahropromyzdat. 351 p. [in Russian]. HOST 16128-70. (1971). Ploshchady probnye lesoustroytelnye [Pilot sites for forest management]. Moscow: Hoskomstantartyzdat. 23 p. [in Russian].
Lovelius, N. V. (1998). Lesnye ekosystemy Ukrayny u teplovlahoobes-pechennost [Forest ecosystems and supply of warmth and humidity]. Sankt-Peterburh. 335 p. [in Russian]. Marynych, O. M. (Ed.). (1989). Heohrafichna entsyklopediia Ukrainy (Vol. 1). Kyiv: Ukrainska radianska entsyklopediia im. M. P. Baz-hana. 416 p. [in Ukrainian]. Natsionalni dopovidi. (2004). Pro stan tekhnohennoyi ta pryrodnoyi bezpeky v Ukraini 2004-2015 rokakh [About state of anthropogenic and natural safety in Ukraine 2004-2015]. Retrieved from: http://www.mns.gov.ua/content/national_lecture.html. [in Ukrainian].
Rusalenko, A. Y. (1986). Hodychnyi pryrost derevev i vlahoobespec-hennost [Tree annual growth and supply of moisture]. Minsk: Nau-ka i tekhnika. 238 p. Usenya, V. V., Katkova, E. N., & Uldynovych Usenya S. V. (2011). Lesnaya pyrolohyya [Forest pirology]. Homel: HHU im. F. Skoryny. 264 p. [in Russian]. Vorobev, D. V. (1967). Metodyka lesotypolohycheskykh issledovanyy [Methodology offorest typological research]. Kyiv: Urozhay. 386 p. [in Russian].
Voron, V. P., & Koval, I. M. (2011). Influence of ground fire on dynamic of pine radial growth in forest steppe zone of Ukraine. Scientific Bulletin of UNFU, 21(7), 45-50. [in Ukrainian]. Voron, V. P., Koval, I. M., & Leman, A. V. (2011). Metodychni pidkhody do vyvchennya vplyvu nehatyvnykh faktoriv na radialnyy pryrist sosnyakiv v Polissi [Methological approaches to research of negative factors on pine radial growth in Polissy]. Naukovi pratsi Lisivnychoyi akademiyi nauk Ukrayiny [Scientific papers of Forest Academy of Sciences], 9, 156-161. [in Ukrainian]. Voron, V. P., Sydorenko, S. H., Melnyk, Ye. Ye., & Ivashynyuta, S. V. (2012). Osoblyvosti rozvytku derev pry riznykh typakh poshkodzhennya sosnyakiv pislya nyzovykh pozhezh [Traits of development of tree in different types of pine stands after ground fires]. Naukovi pratsi Lisivnychoyi akademiyi nauk Ukrayiny [Scientific papers of Forest Academy of Sciences], 10, 148-154. [in Ukrainian].
Voron, V. P., Tkach, O. M., & Sydorenko S. H. (2016). Osoblyvosti poshkodzhennya pozhezhamy lisiv u Polissi [Traits of damage of forests by fires in Polissya]. Naukovi pratsi Lisivnychoyi akademiyi nauk Ukrayiny [Scientific papers of Forest Academy of Sciences], 14, 38-44. [in Ukrainian]. Zibtsev, S. V., & Borsuk, O. A. (2012). Okhorona lisiv vid pozhezh u sviti ta v Ukrayini - vyklyky XXI storichchya ta perspektyvy rozvytku [Protection of forests from fires in the world and Ukraine - challenges in XXI century]. Lisove i sadovo-parkove hospo-darstvo [Forest and park and garden economy], 1, 49-63. [in Ukrainian].
В. П. Ворон, И. М. Коваль, А. М. Ткач, С. Г. Сидоренко
Украинский НИИ лесного хозяйства и агромелиорации им. Г. М. Высоцкого, г. Харьков, Украина
ИЗМЕНЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА В ПОВРЕЖДЕННОМ ПОЖАРОМ
СОСНОВОМ ДРЕВОСТОЕ В ЗАПАДНОМ ПОЛЕСЬЕ
Дендрохронологическими методами оценены последствия низового пожара 2012 г. в 53-летнем чистом сосновом насаждении в Полесье. Выявлено, что после повреждения пожаром древостоя наряду с ухудшением состояния деревьев наблюдается депрессия радиального прироста сосны, которая усиливается засухами. На основе среднеквадратичного отклонения от многолетнего хода температур и осадков (за период с 1945 по 2015 гг.) вычислены критерии, по которым определяется аномальность погодных условий. Установлены особенности формирования слоев древесины в поврежденном пожаром сосняке в зависимости от категорий санитарного состояния и классов Крафта. Уменьшение радиального прироста усиливалось с ухудшением состояния деревьев. В сравнении с допирогенным периодом произошло уменьшение слоев годичной древесины: у ослабленных деревьев на 44, очень ослабленных - на 49 и у отмирающих - на 75 %. Прирост до 2016 г. не возобновился до предпожарного состояния и сохранил четкую иерархичную тенденцию: наибольший радиальный прирост наблюдался у господствующих деревьев и соответственно меньший - у согосподствующих деревьев. В поврежденном насаждении после пожара наблюдалось уменьшение слоев поздней и ранней древесины на 68 и 47 %. В то же время на контроле соответствующие величины составили 8 и 11 %. Построены регрессионные модели зависимости индексов радиального прироста от высоты нагара на стволах.
Ключевые слова: сосновые насаждения; низовые пожары; засухи; слои ранней, поздней и годичной древесины; высота нагара; классы Крафта; категория санитарного состояния.
V. P. Voron, I. M. Koval, О. M. Tkach, С. H. Sydorenko
Ukrainian Research Institute Forestry And Agromelioration named after H. M. Vysotskiy, Kharkiv, Ukraine
CHANGES OF RADIAL GROWTH IN PINE STAND DAMAGED BY FIRE IN WEST POLISSYA
The authors have estimated the consequences of surface fire in 2012 on 50-year-old pure pine stand in Polissya by dendrochrono-logical methods. In the course of study we have detected depression of pine radial growth that was intensified by droughts and worsening of sanitary tree state after damaging stand by forest fire. Criterias of anomality of weather conditions were calculated on basis of deviation temperature and precipitation from long-term average series of temperature and precipitation (1945-2015).Some features of formation of tree rings in damaged by fire stand including dependence on categories of sanitary state of trees and Kraft classes. Decrease of radial growth was heightened with worsening of tree state. Decrease of width tree rings was revealed at comparison period after fire with period before one: for broken trees by 44 %, very broken trees by 49 % and for dying trees by 75 %. Radial growth didn't recover till state before fire and saved clearly hierarchy tendency: dominant trees had the biggest radial growth and sub-dominant trees had less growth. In damaged stand after fire decrease of width of late (by 68 %) and early wood (by 47 %) we detected at comparison the period after fire and the period before fire. In control stand appropriate values were 8 % and 11 %. Regression model regarding dependence of index radial growth from height of deposit on stems was built.
Keywords: pine stands; forest surface fire; droughts; late wood; early wood; annual tree rings; height of stem deposit; Kraft class; categories of sanitary state of trees.
