Основний зміст роботи стан вивчення питання росту, розвитку та формування лісів сосни звичайної в українських карпатах

Сосна звичайна, порівняно з іншими карпатськими породами, є малопоширеним реліктовим видом в Українських Карпатах, проте 10-11 тис. років тому вона домінувала в цьому регіоні. Це доводять ґрунтовні дослідження Козія Г.В. (1934) на торфовищах Чорногори, Ральської-Ясевічової М. (1980) на торфовищах Безщад та Калинович Н.О. (2000, 2003) на основі відкладів дністровських торфовищ, а також дослідження Koperowa W. (1962), Krippel E. (1963) відкладів торфовищ Татрів.

Дослідження лісостанів сосни звичайної в Карпатах розпочалися досить давно, проте великої уваги їй не приділяли, порівняно з іншими типовими карпатськими породами. Загалом дослідження, пов’язані із вивченням поширення та росту сосни звичайної у Карпатах, можна поділити на чотири періоди: австрійський (1772-1918), польський (1918-1939), радянський (1939-1991) та український (1991-2013).

Так, у роки австрійського та польського періодів видано праці, що присвячені опису рослинного світу Карпат та зокрема особливостям поширення, росту та розвитку сосни звичайної (Herbich F., 1860; Woloszchzak, 1892; Kauss A., 1893; Zapalowicz H., 1889; Zdarek R., 1892; Рах F., 1913; Raciborski M.O., 1911; Miklaszewski J., 1928; Sokolowski M., 1932, 1935; Dengler A., 1932; Zlatnik A., 1935; Zajaczkowski M., 1936).

За часу радянського періоду продовжують дослідження рослинного світу Карпат (Генсірук С.А., 1964; Комендар В.І., 1966; Мякушко В.К., 1978; Улановський М.С., 1958), а також розпочинають з дослідження, відновлення та створення штучних насаджень сосни звичайної у Карпатах (Бакаленко Є.М., 1972 та ін.). Вивчають селекційні особливості цієї породи, відбирають плюсові дерева (Яцик Р.М., 1981), розпочинають дослідження типологічного характеру (Герушинський З.Ю., 1958), встановлюють основні типи лісу для сосни звичайної (Шевченко С.В., 1964), вивчають фітоценотичну структуру (Мілкіна Л.І., 1974, 1975, 1987). Встановлюють, що ця порода в Карпатах є реліктовою та вперше наголошують на необхідності збереження та охорони ділянок із корінними реліктовими деревостанами сосни звичайної в Українських Карпатах (Стойко С.М., 1966, 1980).

У роки українського періоду продовжують дослідження типологічного характеру (Копій Л.І., 2001; Скробала В.М., 2008), встановлюють екологічну фігуру сосни звичайної у Карпатах та уточнюють її типи лісу (Герушинський З.Ю., 1996). Розпочинають генетичні дослідження у різних ізольованих між собою ценопопуляціях та встановлюють їх генетичну дистанцію (Волосянчуком Р.Т., 1996; Гут Р.Т., 2006, 2008, 2009). Проводять ґрунтовні фенологічні спостереження за різними ценопопуляціями та встановлюють основні типи їх ізоляції (Петрова І.В., Санніков С.М., 1996). У цей період всі наявні природні локалітети цієї породи взяті під охорону (Стойко С.М., 1991, 1993, 1997, 2009; Яцик Р.М., 2008; Чернявський М.В., 2007, 2011).

Програма, об'єкти і методики досліджень

Програмою досліджень передбачено вивчити та встановити: літературні відомості, щодо поширення, росту та розвитку популяцій реліктової сосни звичайної в Українських Карпатах, особливості формування цих популяцій, доцільність подальшого вивчення питань, що залишилися поза увагою вчених; розподіл цих деревостанів на природні та штучні, корінні та похідні; вікову структуру та висотну диференціацію; лісотипологічний аналіз соснових лісів; основні лісівничо-таксаційні показники лісостанів, тип просторового розміщення дерев та причини його формування; механізм зміни соснових типів лісу у Карпатах; фітоценотичну структуру досліджених лісостанів; видовий склад макроміцетів лісів за участю реліктової сосни звичайної; вплив мікрокліматичних показників різних експозицій схилу на природне відновлення, формування, ріст та розвиток лісостанів; кількість підросту під наметом материнських деревостанів різних типів лісу; чинники, які впливають на процес природного відновлення; вплив ґрунтових умов на поширення реліктової сосни звичайної; корисні функції, які виконують реліктові соснові ліси в Українських Карпатах; вплив антропогенних чинників на ріст та розвиток досліджуваних деревостанів; біологічну стійкість соснових лісів шляхом використання методики ІUFRO; електрофізичні показники дерев, вміст пігментів у хвої; санітарну оцінку соснових деревостанів; взірці зараженої деревини; причини всихання дерев сосни звичайної в Українських Карпатах; закономірності зміни біометричних розмірів шишок сосни звичайної; посівні властивості насіння; смолопродуктивність реліктової сосни звичайної та вплив на неї лісотипологічних умов.

Об’єктами досліджень є лісостани сосни звичайної, що збереглися з часів раннього голоцену у досить незначній кількості у жорстких лісорослинних умовах, приурочених до скель та скельних розсипів ямненського пісковика та оліготрофних торф'яних боліт прирічкових терас гірських річок. Дослідження проведено на 30 закладених постійних пробних площах (ППП) на території Карпатського держспецлісгоспу АПК, Карпатського НПП, ДП "Осмолодське лісове господарство", ДП "Болехівське лісове господарство", ДП "Вигодське лісове господарство", ДП "Міжгірське лісове господарство" та одному типологічному профілі на території ДП "Надвірнянське лісове господарство".

Під час досліджень маршрутним методом обстежено 622 га лісостанів за участю сосни звичайної, закладено 30 ППП та один типологічний профіль загальною площею 7,99 га. Форма і розмір ППП насамперед залежала від розміру популяції і розміщення дерев. На закладених площах обміряно 10097 дерев, під час вивчення природного відновлення зафіксовано більше 27 тис. шт. підросту. Незважаючи на досить бідні ґрунтові умови, виявлено та визначено 66 трав'янистих видів, а під час дослідження видового складу шапинкових макроміцетів встановлено 85 видів. Під час мікрокліматичних досліджень отримано та опрацьовано 10392 показники. Досліджуючи вплив світлового потоку на кількість підросту сосни проведено 1047 замірів освітленості територій під наметом лісу. Встановлення кількості пігментів у хвої сосни здійснено із взірців хвої, які отримано зі 45 дерев, виміряно електрофізіологічні показники 1125 дерев. Морфологічну мінливість шишок визначено серед зібраних 1174 генеративних органів.

Підбір місць для закладання ППП здійснено на основі попередньо проведеної інвентаризації та маршрутного огляду популяцій реліктової сосни звичайної.

Польові дослідження проведено методом закладання ППП згідно з ОСТ 56-69-83. Прив'язку ППП здійснено шляхом встановлення географічних координат за допомогою GPS-технологій. Всю територію ППП розбивали на квадрати розміром 10х10 м та присвоювали умовні координати Х та У для подальшого визначення координат розташування дерев на ППП.

На ППП проведено суцільний перелік дерев з одночасним заміром окружностей дерев. Нумерацію дерев виконано білою фарбою. Замір висот здійснено лазерним висотоміром TruPulse 360 B. Присвоєння кожному дереву індивідуальних умовних координат виконано шляхом використання попередньо встановленої умовної сітки координат. Оцінювання санітарного стану дерев та поділ їх на категорії здійснено згідно з методикою, наведеною в "Санітарних правилах в лісах України" (2012). Підрахунок кількості підросту на всій ППП виконано за методикою Горшеніна М.М. (1959) та встановлено його місце розташування на ППП шляхом використання координатної сітки, а також за допомогою неї нанесено абрис розповсюдження ЖНП для встановлення частки та характеру його поширення. Показники освітленості визначено згідно з методикою Алєксеєва В.А. (1963) за допомогою люксметра Ю-116 за діагоналями ППП. Визначення діелектричних показників прикамбійної тканини дерев реліктової сосни звичайної проведено за допомогою приладу Ф 4320 на частоті 1 кГц згідно з методикою Криницького Г.Т. (1992).

Визначення типів лісу здійснено шляхом використання практичних рекомендацій та методик Герушинського З.Ю. (1997). Таксаційні та біометричні показники лісостанів визначено згідно з методиками та практичними рекомендаціями Горошка М.П. (2004), Грома М.М (2005). Середні висоти дерев вирахувано згідно з формулою Чамана-Ріхарсона. Тип просторового розміщення дерев на ППП визначено шляхом визначення індексу Клафама-Кокса. Видову структуру визначено за індексом Шенона.

Вплив кліматичних факторів (температури та вологості повітря) на формування соснових лісостанів досліджено шляхом встановлення приладів температуро-вологомірів DATA LOGGER DT-171 на ППП. Заміри проводено на різних експозиціях схилів однієї гори на висоті 750 м н.р.м. із використанням методики мікрокліматичних досліджень Міщена З.А., Ляшенка Г.В. (2007) із зняттям відповідних показників на висоті 2 м над земною поверхнею о 13 год. із інтервалом в три години.

Стійкість насаджень за методикою IUFRO (Міжнародна спілка лісових дослідних організацій), що є новим напрямом в українській лісівничій науці, встановлено на основі аналізу розподілу кількості дерев за класами ІUFRO.

Інтенсивність смолопродуктивності визначено згідно з методикою мікропідсочки Осадчука Л.С. (2012). Вміст зелених і жовтих пігментів у хвої дерев реліктової сосни звичайної різних категорій санітарного стану встановлено спектрофотометричним методом на спектрофотометрі ФЕК КФК–3 за методикою Починка Х.Н. (1976). Оптичну густину отриманих витяжок визначено за довжинами хвиль в 440,5, 649 і 665 нм. Концентрацію хлорофілів у екстрагованому розчині розраховано за формулами Вернона, а каротиноїдів – за Веттштейном (Мусієнко М.М., 2005). Діагностику взірців деревини на зараженість кореневою губкою проведено згідно з методикою Юсиповича Ю.М, Ковальової В.А., Гута Р.Т. (2013). Ці дослідження здійснено у лабораторії молекулярно-генетичних маркерів рослин кафедри лісівництва НЛТУ України.

Мінливість форми шишок та апофізу досліджено згідно з методиками Steven H. (1950) та Правдіна Л.Ф. (1964) із доповненнями Жмурка С.В. (2008). Посівні властивості насіння визначено згідно з ГОСТ 13056.4-67 та ГОСТ 13056.6-75, ГОСТ 13056.6-75, ДСТУ-5036:2008. Збір та зберігання грибів здійснено за методикою Бондарцева А.С. (1950). Усі зібрані зразки ідентифіковано за допомогою визначників, іноземних джерел та інтернет-ресурсу. Cистематичні таксони та сучасні назви грибів узгоджено з 10-тим виданням «Ainsworth and Bisby’s Dictionary of the Fungi» (Kirk et al., 2008) та номенклатурною базою даних «CABI Bioscience Databases. Index fungorum».