П.І.ЛАКИДА, В.М.ВОЛОДИМИРЕНКО

ШТУЧНІ ЯЛИНОВІ ДЕРЕВОСТАНИ

УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ  ПРОГНОЗ РОСТУ

ТА ПРОДУКТИВНОСТІ

Монографія

Київ

ННЦ „Інститут аграрної економіки”

2008

УДК 630*17:582.475:630*232(477.87)

ББК 43.90

Л 19

Рецензенти: А.А.Строчинський, член-кореспондент УААН, доктор сільськогосподарських наук;

Г.Т.Криницький, доктор біологічних наук

Рекомендовано до друку вченою радою Національного аграрного університету України (протокол № 9 від 23 квітня 2008 р.)

Лакида П.І., Володимиренко В.М.

Л 19 Штучні ялинові деревостани Українських Карпат  прогноз росту та продуктивності: Монографія. – К.: ННЦ ІАЕ, 2008. – 158 с.

ISBN ___________

Широке застосування комп’ютерних систем та технологій в умовах переходу лісової галузі на засади сталого управління потребує розробки комплексу коректних і адекватних нормативно-інформаційних матеріалів для оцінки і прогнозу росту та продуктивності головних лісоутворювальних порід України. Ялинові (смерекові) деревостани Карпат є важливим компонентом біоекоценологічного комплексу регіону, з непересічними економічними, екологічними і соціальними функціями. У монографії науково обґрунтовано та практично реалізовано систему алгоритмів і математичних моделей для оцінки росту та прогнозу продуктивності штучних модальних ялинових деревостанів регіону досліджень.

Розраховано на науковців і фахівців лісової та природоохоронної галузей, аспірантів і студентів лісогосподарських, екологічних та біологічних факультетів вузів.

УДК 630*17:582.475:630*232(477.87)

ББК 43.90

ISBN © Лакида П.І., Володимиренко В.М.,

2008

ВСТУП

Лісові екосистеми становлять менше однієї сьомої частини території України, однак у відносинах людини з навколишнім середовищем вони відіграють важливу роль як стабілізуючий фактор розвитку держави. Незаперечна роль Карпатського регіону, де сконцентровано 22% лісового фонду України, та вплив стану ведення лісового господарства у цьому регіоні на кліматичні й екологічні умови не тільки в Карпатах, а й у цілому в Україні.

Ліси Карпат відзначаються високою продуктивністю, що викликає інтерес до лісової галузі цього регіону. Всихання ялинників у Карпатах науковцями і практиками розглядається як стихійне лихо, головними причинами якого є зниження природного імунітету та ослаблення насаджень унаслідок глобального потепління клімату, техногенного забруднення атмосфери й ґрунту та невідповідної лісогосподарської діяльності у минулому. Враховуючи актуальність проблеми всихання ялинників Карпат, виникла необхідність термінового здійснення заходів щодо їх оздоровлення, поліпшення якісного складу, поновлення захисних властивостей та підвищення продуктивності. В 2003 році Україна підписала „Рамкову конвенцію про охорону та сталий розвиток Карпат, в якій передбачено насамперед ведення лісового господарства на засадах сталого розвитку, що для Карпат з їхньою лісистістю особливо актуально. З метою впровадження засад сталого розвитку у лісове господарство даного регіону необхідно вирішити складну задачу щодо підвищення продуктивності, біологічної стійкості та поліпшення якісного складу лісових насаджень.

Одним із напрямів концепції реформування та розвитку лісового господарства передбачено вдосконалення системи інформаційного забезпечення галузі та впровадження інформаційних технологій у лісове господарство. Це вимагає розробки широкого спектра коректних і адекватних нормативно-інформаційних матеріалів оцінки і прогнозу росту головних лісоутворювальних порід України. Актуальною сьогодні в системі лісовпорядкування для підтримки бази даних лісового фонду країни є система актуалізації таксаційних показників лісостанів. Актуалізація потребує виконання великого обсягу інтелектуальних робіт як із методики її проведення, так і розробки системи математичних моделей динаміки росту головних лісоутворювальних порід України. Певні наукові напрацювання у цьому напрямі досліджень виконані, однак вони потребують подальшого вивчення із залученням більш повного переліку деревних порід. У відповідності до цього нагальним є наукове обґрунтування системи нормативно-довідкових даних росту штучних модальних ялинників Карпат − головної лісоутворювальної породи регіону та їхньої подальшої актуалізації.

Наявність надійної інформації про склад та прогнозування динаміки лісового фонду необхідна для ефективного управління лісовими ресурсами. Актуалізація та прогнозування лісового фонду становлять одну із важливих складових лісовпорядкування. Моделі прогнозу росту деревостану необхідні для оцінки стану лісових насаджень, розробки проектів господарських заходів, встановлення розмірів проміжного і головного лісокористування.

У контексті збереження лісів та збалансованого розвитку України для подальшого розвитку і вдосконалення лісокористування особливо важливим залишається ведення лісового господарства на типологічній основі. Дослідження закономірностей росту модальних ялинових деревостанів, що зростають у раменях, сураменях та бучинах, субучинах, дає змогу оцінити стан лісових насаджень, виявити їх зміну в динаміці.

Для розв’язання цих задач актуальною є проблема теоретичного і методичного обґрунтування, практичної реалізації моделювання та прогнозу росту деревостанів, у результаті чого будуть одержані математичні моделі та інші таксаційні нормативи для актуалізації і прогнозу динаміки росту штучних ялинових деревостанів Карпат.

Щиру подяку автори висловлюють співробітникам кафедр лісової таксації та лісовпорядкування, лісового менеджменту ННІ Лісового і садово-паркового господарства Національного аграрного університету України за цінні поради та консультаційну допомогу в опрацюванні дискусійних питань роботи. Особлива вдячність колишнім і нинішнім співробітникам цих кафедр (Березівський Л.М., Щербина А.Г., Гірс О.А., Колосок О.М., Пастернак В.П.), студентам лісогосподарського факультету, які брали участь в експедиційних роботах зі збору дослідних даних і первинної їх обробки.

Автори з вдячністю приймуть усі критичні зауваження і практичні поради щодо змісту роботи та перспектив їх опрацювання.

1. Теоретичні засади методики моделювання росту та продуктивності насаджень

Впровадження і розвиток інформаційних технологій у лісовому господарстві нерозривно пов’язані з математичним моделюванням росту лісу та лісогосподарських процесів. [12,14,16]

Математичні методи дослідження операцій – це важлива складова сучасного періоду розвитку наукового методу пізнання. Закони і категорії діалектики лежать в основі розвитку наукових понять, форм пізнання, взаємоз’язку понять, вироблення системного підходу до уявлення про світ та його закономірностей.[22] Так, інформація, як філософська категорія – невід’ємна частина діалектичного процесу пізнання, з іншого боку – це конкретні відомості, що відносяться до певних процесів чи явищ. Кількісна інформація – ядро наукового пізнання. З точки зору практичного лісівництва інформація ділиться на три групи: первинна, похідна або модельна і нормативно-довідкова. Інформація, що використана в даних дослідженнях, достатня, зіставима, її кількість та обробка забезпечують необхідну точність результатів.

Уперше питання про методи пізнання складних об’єктів було поставлено в роботах філософів. Це методи, що ведуть шляхом вивчення від абстрактного до конкретного, єдності логічного та історичного, діалектичного розуміння аналізу та синтезу.

Діалектичний метод пізнання знайшов своє відображення при виконанні наукових досліджень у представленій роботі. Актуалізація нормативно-довідкових даних для регіону досліджень виконувалася за схемою від окремого до загального, а на другому етапі відбувався пошук можливостей використання загальних положень для опису регіональних особливостей росту деревостанів.

1. Системний підхід у моделюванні росту лісу

Наукову методологію другої половини XX століття не можна розглядати без таких понять, як „система” і „системний підхід”. Система – це сукупність взаємопов’язаних елементів чи підсистем, які взаємодіють таким чином, що забезпечують функціонування системи в цілому, а зміна одного з них веде до зміни інших і системи в цілому. Лісова екологічна система найважче піддається адекватному вивченню та математичній інтерпретації. В таких системах необхідно враховувати велику кількість різноманітних факторів. Тому застосування системного підходу в науковому пізнанні таких складних систем, як ліс, набуло широкого використання в лісовій галузі.

У системних дослідженнях основну роль відіграють теоретичні та методичні положення лісівництва, лісової таксації, біометрії і математичної статистики з використанням математичного моделювання.

Системний підхід включає такі етапи дослідження:

• формулювання мети дослідження;

• встановлення межі об’єкта як системи;

• розподіл об’єкта на однорідні елементи;

• розробка математичних моделей зв’язку між елементами системи;

• моделювання загальних властивостей системи;

• визначення моделі об’єкта;

• імітація функціонування системи;

• системний аналіз результатів роботи моделі об’єкта.

Системи в лісовому господарстві діляться на дві групи:

1. існуючі в природі (окрема клітина, дерево, насадження, біогеоценоз);

2. системи, що включають комплекс заходів для розв’язання певних проблем (лісовпорядкування – система для інформаційного, наукового та нормативного забезпечення). Сюди ж входять системи управління.

Незаперечно, що перші передбачають подальше управління та оптимізацію, а другі відображають вже існуючу ситуацію.

Інформаційне забезпечення автоматизованих систем управління в лісовому господарстві передбачає створення системи лісогосподарської інформації. Інформація надходить в моделі (росту, прогнозування насаджень, рубок догляду). Такі моделі слугують за основу в розробці нормативно-довідкових даних, їх актуалізації, росту та прогнозу насаджень.