РОЗДІЛ 2
СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕННЯ БІОЛОГІЧНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ЛІСІВ
2.1. Стан проблеми вивчення біологічної продуктивності лісових деревостанів
Біологічна продуктивність лісових деревостанів визначається кількістю деревини та інших складових частин, які нагромаджуються за період життя фітоценозу (рис. 2.1) [21, 146]. У лісах помірної зони максимальна маса продукованої органічної речовини за рік на 1 га дорівнює приблизно 5-6 т і
Рис. 2.1. Розподіл загальної фітомаси лісів України за основними компонентами [146]
змінюється залежно від кліматичних факторів та видового складу дерево станів [171].
Біологічна продуктивність фітоценозів характеризується утворенням фітомаси (первинної продукції) рослинами під час фотосинтезу. Вона залежить від інтенсивності фотосинтезу рослинами, тривалості його періоду, загальної фотосинтезувальної поверхні деревостанів, яка виражається індексом листової поверхні та пов'язана з характером розміщення листя у полозі, надходженням певної кількості фотосинтезувальної радіації, умовами зволоження, мінерального живлення тощо.
Продукування фітомаси, яке відбувається у процесі життєдіяльності фітоценозів, є об'єктом господарського використання. Завдяки довговічності деревних порід, лісові рослинні угрупування накопичують до 85% органічної маси від всієї органічної речовини суші [203]. М.В.Диліс та інші дослідники відмічають [61], що масштаби, ритм і результативність накопичення фітомаси в лісових фітоценозах різних природних зон змінюються у досить широких межах і залежать від умов місцезростання.
Фітомасу рослин розділяють на компоненти (фракції) за функціональними, морфологічними ознаками та господарськими критеріями. У деревостанах виділяють наступні фракції фітомаси: зелені асимілюючі органи, деревина стовбура, кора стовбура, деревина гілок крони, кора гілок крони, генеративні органи, підземні органи і корені. Фітомасу вимірюють у сухому стані в т?га-1.
Змістовні результати вивчення основних складників біологічної продуктивності лісів України наведені в монографічній роботі П.І.Лакиди [113], який вважає, що первинна біологічна продуктивність (надалі "біологічна продуктивність") - це продукція, яка утворюється в надземній та підземній частинах лісового біогеоценозу в процесі фотосинтезу рослин за одиницю часу на одиниці площі. За фітомасу приймається жива органічна рослинна речовина в надземній та підземній частинах деревостану.
Деревна зелень, згідно з Державним стандартом колишнього СРСР [50], що застосовується поки що в Україні, - це охвоєні (вкриті листям) дрібні пагони крони дерева, діаметр яких у місці зрізу для різних деревних порід не перевищує 1 см. Деревна зелень як компонент фітомаси дерева включає фракцію хвої (листя), дрібних гілок, генеративних органів та плодів.
Живі гілки - це гілки крони рослин, на яких знаходяться фотосинтезуючі органи. За мертві гілки приймаються сухі гілки, сучки, що знаходяться в кроні чи на стовбурі дерева. На них не має фотозинтезуючих органів. Дрібні гілки - це живі гілки, які мають діаметр до 1 см.
Фітомаса стовбура - це маса одного центрального стовбура дерева або стебла в корі. До уваги приймаються двійчатки, пасинки, які часто зустрічаються у листяних порід та рідше у хвойних. Фітомаса крони складається з сумарної маси всіх живих гілок крони з листям (хвоєю) у т. ч. двійчаток, пасинків тощо. Надземна фітомаса деревних рослин - це сумарна маса компонентів надземної частини, яка включає деревину і кору стовбура, гілки крони, листя (хвою), генеративні органи та плоди.
Вивченням біологічної продуктивності лісових деревостанів займались дослідники багатьох країн світу: серед них В.М.Горбатенко, В.В.Протопопов [47], П.І.Лакида [111, 113], В.К.М'якушко [143, 144], Л.І.Половніков [162], Є.Л.Родін, Н.П.Ремезов, Н.І.Базілевич [177], А.І.Уткин [240-249], H.A.I.Madgwick [278], H.E.Youg et al. [284] та інші. Важливу роль у розвитку цих досліджень відіграла Міжнародна біологічна програма (МБП), яка сформувалась на початку 70-х років минулого століття і сприяла науковій розробці та практичній реалізації низки екологічних і біогеоценологічних питань. Завдяки цим дослідженням у наукову літературу ввійшло поняття "первинна біологічна продуктивність". Визначення якої, перш за все, обумовлює можливість кількісного, у тому числі й для цілей математичного моделювання аналізу продукційного процесу біогеоценозів в однорідних одиницях (маси і/або енергії) [18].
Важливим при вивченні біологічної продуктивності лісового біоценозу вважається виявлення біологічного потенціалу деревних порід у різних умовах місцезростання вираженого річною продукцією фітомаси та складання відповідних нормативів продуктивності за компонентами фітомаси, карт продуктивності, де можна було б побачити не тільки фактичну продуктивність окремих деревних порід, але й відхилення її від потенційної, обумовленої, перш за все грунтовим та кліматичними факторами [18, 64].
Аналіз результатів біологічної продуктивності лісів за компонентами фітомаси, які отримані в період виконання МБП показали, що вони недостатні, оскільки дослідження проводились у двох напрямках: біогеоценологічному (екологічному), пов'язаному з вивченням закономірностей нагромадження, кругообігу речовин і енергії у фітоценозі та ресурсознавчому, що передбачає оцінку фітомаси лісу як ресурсного потенціалу галузі за необхідними для народного господарства компонентами. Крім цього, у 1965-1975 рр. дослідники віддавали перевагу вивченню продуктивності цінних твердолистяних порід і тільки за зональними типами рослинності, а в багатьох регіонах лісової зони в рослинному покриві переважають деревостани м'яколистяних порід, штучні насадження та похідні ліси, біологічна продуктивність яких ще вивчена недостатньо [18]. Також, методика досліджень Міжнародної біологічної програми не передбачала розробку нормативів оцінки компонентів біологічної продуктивності дерев та деревостанів, а проведені дослідження носять, в осн