Динаміка радіального приросту і санітарного стану соснових деревостанів в умовах аеротехногенного забруднення в Поліссі та Степу

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 робіт, із яких 8 статей (4 – у фахових журналах) і 6 публікацій у матеріалах і тезах конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 7 розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг роботи 214 сторінок, у тому числі 15 таблиць, 52 рисунки, 22 додатки. Список використаних літературних джерел містить 256 найменувань.

Зміст роботи

1. Стан насаджень. Радіальний приріст як показник продуктивності деревостанів під впливом зовнішніх факторів (огляд літератури)

У розділі проаналізовано і узагальнено матеріали, які характеризують закономірності впливу повітряного забруднення та клімату на стан та радіальний приріст соснових деревостанів; окреслено проблеми діагностики пошкоджень. Описано підходи до використання критеріїв оцінки стану деревостанів (Алексеев, 1982; Алексеев и др., 1988; Гетко, 1989; Duinker, 1987; Oren et al., 1989; Ярмышко, 1997).

Динаміка радіального приросту дерев відображає вплив на формування деревини комплексу екологічних факторів (Шиятов, 1986 Кайрюкштис, 1980, 1987; Колищук, 1967, 1979; Douglass, 1936), в т. ч. антропогенного впливу (Vins 1961, 1962; Lovelius, 1997; Стравинскене, 1980; Лиепа, 1985; Шовган, 1987; Грицан, 1990). Реакція рослин на дію повітряного забруднення залежить від складу токсикантів, їх концентрації, експозиції, віку насаджень, резистентності окремих видів дерев (Алексеев, 1990; Илькун, 1971, 1978; Николаевский, 1989; Duinker, 1987; Смит, 1985; Ворон, 1983; Voron et al., 1997). Несприятливі погодні умови (морози, посухи, висока відносна вологість повітря) посилюють реакцію рослин на забруднювачі (Сергєєва, 1971).

Однак до цього часу залишаються невирішеними питання, пов’язані з реабілітацією насаджень після зменшення техногенного впливу; механізмами спільного впливу комплексу токсикантів та кліматичних чинників на стан сосняків та формування радіального приросту сосни звичайної; розробка єдиного підходу до системи збору та обробки дендрохронологічної інформації.

2. Програма, методика, об’єкти та обсяг виконаних робіт

Програмою досліджень відповідно до мети роботи передбачалося:

Вивчити зміни стану соснових деревостанів під впливом повітряного

забруднення в лісовій (в районі РВАТ “Азот”) та степовій (в районі ЛРСПА) зонах.

2. Дослідити динаміку радіального приросту сосни під впливом повітряного забруднення промисловими викидами та кліматичних факторів, у т. ч. в умовах зниження аеротехногенного навантаження.

3. Виявити особливості динаміки формування ранньої та пізньої деревини.

4. Дослідити вплив клімату і аеротехногенного забруднення на формування ранньої та пізньої деревини сосни в зоні дії викидів підприємств ЛРСПА.

5. Встановити особливості динаміки радіального приросту сосни з урахуванням внутрішньоценотичних відносин у деревостанах.

Базовим у дослідженнях був метод порівняльної екології (Погребняк, 1968). При цьому досліджували соснові насадження у різних природних зонах – лісовій та степовій, а у межах насадження – на екологічних профілях, де пробні площі було закладено на різній відстані від джерел викидів у напрямку панівних вітрів: в лісовій зоні – на відстані 4, 5; 7, 5; 10 та 20 км від підприємства РВАТ “Азот”; у степу – на відстані 3; 5, 3; 7, 1 та 30 км від промзони ЛРСПА.

Процес деградації соснових деревостанів оцінено за категоріями санітарного стану дерев з урахуванням класів Крафта в межах пробних ділянок екопрофілів. Стан як окремих дерев, так і деревостану в цілому оцінювали згідно з методичними положеннями “Санітарних правил у лісах України” (1995) з урахуванням “Рекомендаций по повышению устойчивости зеленых насаждений к техногенному загрязнению атмосферы выбросами аммиака, сернистого ангидрида, окислов азота в условиях лесной и степной зон Украинской ССР” (Пастернак и др., 1987), розроблених лабораторією екології УкрНДІЛГА.

Ширину радіального приросту визначали шляхом замірів мікроскопом МБС-1 кернів деревини, відібраних буравом Преслера (із 25 дерев у напрямках північ-південь, захід-схід на висоті стовбурів 1, 3 м). Ступінь подібності дендрорядів оцінювали методами кореляційного аналізу.

Отримані дані обробляли за програмами Міжнародного банку даних деревних кілець (ITRDB) (Fritts, 1976). Якість вимірювання кілець контролювали за програмою COFECHA шляхом перехресного датування між серіями вимірювань. За допомогою програми ARSTAN обчислено хронології: STANDART, RESIDUAL, ARSTAN.

При обчисленні STANDART-хронології з серій вимірювань вилучали вікові тренди. Для цього до кожної індивідуальної серії підбирали криві для моделювання росту, які апроксимували негативною експонентою. Для отримання серій без трендів значення вимірювань у кожній серії ділили на відповідні значення кривої апроксимації, потім обчислювали середньоарифметичне індивідуальних серій. Без авторегресійного аналізу створюється тільки ця версія хронології.

Версія хронології RESIDUAL обчислювалася подібним способом, але із залишкових серій одновимірного авторегресійного моделювання. При цьому отримано апроксимацію для авторегресійного процесу для кожної серії окремо і знайдено середньоарифметичні значення індивідуальних серій.

Хронологію ARSTAN обчислено на основі коефіцієнтів авторегресії, отриманих при багатовимірному авторегресійному моделюванні. У залишкову хронологію повертається авторегресійна модель, якій властива циклічність. Це спроба “захопити” якомога більше кліматичних сигналів (Cook, 1985).

Індекси радіального приросту обчислювали для кожного дерева, потім вираховували середні для пробних площ. Проведено статистичну обробку матеріалу, кореляційний та регресійний аналізи залежностей радіального приросту від кліматичних умов та обсягів викидів