Розділ 2
БІОЛОГІЧНА ПРОДУКТИВНІСТЬ ЛІСІВ ТА СТАН ЇЇ
ДОСЛІДЖЕННОСТІ
2.1. Біологічні складові продуктивності лісів
Біологічна продуктивність – це властивість угруповань або окремих їх
компонентів живих організмів утворювати, перетворювати й нагромаджувати
органічну речовину в біогеоценозах. За міру біологічної продуктивності для
наземних екосистем слугує біологічна продукція сухої органічної речовини або
енергії, яка утворюється на одиниці площі за одиницю часу [230, 240].
Таким чином, встановлюючи біологічну продуктивність лісових насаджень ми
враховуємо кількість деревини та інших складових рослинних елементів, які
нагромаджуються упродовж життя лісового фітоценозу [20]. У лісах Полісся
максимальна маса продукованої органічної речовини за рік на 1 га дорівнює майже
5–6 т і змінюється залежно від видового складу деревостанів [160, 168].
Біологічна продуктивність лісових насаджень характеризується утворенням
первинної продукції зеленими рослинами в процесі фотосинтезу. Вона залежить
насамперед від тривалості процесу фотосинтезу, його інтенсивності, загальної
фотосинтезуючої поверхні деревостанів, надходження певної кількості сонячної
радіації, умов зволоження та мінерального живлення. Продукування фітомаси, яке
відбувається у процесі життєдіяльності насаджень, є об’єктом господарського
використання. Лісові рослинні угруповання накопичують до 85% органічної маси
від всієї органічної речовини суші. Первинні продуценти – це найважливіша
частина біоценозу, адже практично решта організмів, що входять до його складу,
прямо чи опосередковано залежать від постачання енергією, яку накопичили
рослини [216, 217]. Кількість, ритм та результативність накопичення фітомаси в
лісових фітоценозах різних природних зон змінюється у досить широких межах і
залежить від лісорослинних умов [71].
На рис. 2.1 наведено розподіл загальної фітомаси лісів України за основними
компонентами. Зрозуміло, що ці дані є усередненими, оскільки вказані
співвідношення змінюються залежно від віку дерев та умов їх росту. Вони
показують, що стовбур забезпечує більше половини всієї деревини, яка
утворюється в ростучому дереві [168].
Рис. 2.1. Розподіл загальної фітомаси лісів України за основними
компонентами, % [160]:
1 – стовбур, 2 – корені, 3 – гілки, 4 – листя, 5 ? піднаметова.
Найбільш плідно у вивченні основних складників біологічної продуктивності лісів
України в останні десятиліття працював і продовжує працювати П.І. Лакида, який
вважає, що первинна біологічна продуктивність (надалі „біологічна
продуктивність”) – це продукція, що утворюється в надземній та підземній
частинах лісового біоценозу в процесі фотосинтезу за одиницю часу на одиниці
площі [125].
Фітомаса являє собою живу органічну рослинну речовину в надземній та підземній
частинах деревостану. Фітомасу рослин, залежно від функціональних,
морфологічних та господарських ознак, поділяють на фракції: зелені асимілюючі
органи, деревина стовбура, кора стовбура, деревина гілок крони, кора гілок
крони, генеративні органи, підземні (кореневі) органи. Визначають в сухому
стані в т•га-1.
Мортмаса – це мертва рослинна органічна речовина, включаючи сухостій, сухі
гілки в кроні, рослинний опад, відпад, лісову підстилку та мертві підземні
органи. Розраховують також у сухому стані в т•га-1.
Складником біологічної продуктивності вважають і поняття „продукція” – щорічно
створювана (генерована в результаті фотосинтезу) органічна рослинна речовина з
поділом на зелені асимілюючі органи (однорічні – листя, багаторічні – хвоя),
деревина стовбура, кора стовбура, кора гілок крони, генеративні органи,
підземні (кореневі) органи. Обчислюється у сухому стані в т•га-1 [13, 125].
Деревна зелень, згідно з Державним стандартом колишнього СРСР [56], що не
втратив чинності в Україні на даний час, 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 повністю
фракцію хвої (листя), дрібні гілки, генеративні органи та плоди.
Дрібні гілки – нездерев’янілі або частково здерев’янілі пагони крони, компонент
деревної зелені.
Живі гілки – всі гілки крони дерева, на яких продукують фотосинтезуючі органи.
Мертві гілки – сухі гілки, сучки, що знаходяться в кроні чи на стовбурі дерева,
на яких вже не продукують фотосинтезуючі органи.
Фітомаса стовбура – маса одного центрального стовбура (стебла) дерева в корі
(особливо це важливо для листяних порід, де трапляються двійчатки, пасинки
тощо).
Фітомаса крони – сумарна маса всіх живих гілок крони з листям (хвоєю, у тому
числі двійчатки, пасинки тощо).
Надземна фітомаса дерева – це сумарна маса компонентів надземної частини
дерева, яка включає: деревину та кору стовбура і гілок крони, листя
(хвою), генеративні органи та плоди.
Підземна фітомаса дерева – це сумарна маса компонентів кореневої системи і пня.
Розрізняють піднаметову фітомасу, під якою розуміють сумарну масу підросту,
підліску та живого наґрунтового покриву (включаючи їх кореневі системи) [125,
235].
Порівняльну оцінку біологічної продуктивності екосистем здійснюють за
величинами первинної продукції, а вивчення первинної продукції лісів дає
можливість створювати й вирощувати насадження оптимальної структури, густоти та
змішування [240].
2.2. Напрями дослідження біологічної продуктивності насаджень
Над дослідженням біологічної продуктивності лісів працювали вчені багатьох
країн світу. При цьому особливу увагу приділяли дослідженням фітомаси як
основного складника, проводячи їх донедавна у двох напрямах:
? біогеоцен