Наукові праці

 УДК 630*453
      
ВПЛИВ ЗООГЕННИХ І ПРИРОДНО-КЛІМАТИЧНИХ ФАКТОРІВ НА ЗМІНУ ДИНАМІКИ ЗРОСТАННЯ РІЧНИХ РАДІАЛЬНИХ КІЛЕЦЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

В.А. МИХАЙЛОВ – д.б.н., с.н.с. ДП «Степовий філіал УкрНДІЛГА»
С.В. НАЗАРЕНКОзаступник директора ДП «Степовий філіал УкрНДІЛГА»

Постановка проблеми. Одним із способів отримання інформації про минулі події, що відбувалися в тих чи інших лісових екосистемах, є дендрохронологія - дуже перспективна і успішно розвивається напрямок в екології. Дендрохронологія базується на хорошій пам’яті дерев, які в структурі, хімічному складі та розмірі річних радіальних кілець приросту стовбурів, чітко фіксують всі зміни, які відбувалися як всередині екосистеми, так і в зовнішніх умовах, що визначають їх розвиток [1].

Завдання і методика досліджень. Найбільш інтенсивний вплив на зміну параметрів радіального приросту надає часткова або повна дефоліація крон дерев, яка несе в собі значну інформацію про колишні зоогенні або природно-кліматичні фактори середовища. Як правило, інтенсивна дефоліація супроводжується значною редукцією радіального приросту [2, 3], що дає прекрасну можливість використовувати цей факт в ідентифікації періодів як масового розмноження шкідників, так і періодів збігу якогось одного або цілого ряду несприятливих факторів середовища, що призводять в остаточному підсумку до дефоліаціі деревостанів і до зниження приросту річних радіальних кілець.

            Помічено, що найбільш активний взаємозв’язок між наслідками, як зоогенних, так і природно-кліматичних факторів та зміною параметрів річних радіальних приростів сосни звичайної спостерігається в екстремальних умовах її зростання, де число лімітуючих факторів знижується до мінімуму [4].

Саме таким екстремальним, у всіх відношеннях, регіоном є піски Нижньодніпров'я, де штучні соснові насадження знаходяться за межами ареалу природного зростання сосни і вже в силу цього найбільшою мірою схильні до всіх стресових ситуацій, як зоогенного характеру, за частих спалахів масового розмноження ентомошкідників [5, 6], так і в силу великої кількості несприятливих природно-кліматичних факторів. Це і надзвичайно низька вологість повітря і періодично повторювані катастрофічне коливання рівня грунтових вод [7, 8] і найвищий рівень сонячної  радіації та різкі коливання температурного режиму і ще багато інших факторів [9]. Становище ускладнюється тим, що на відміну від давно усталених лісових екосистем лісостепової та лісової зон екосистема штучних соснових насаджень Нижньодніпров’я, вкрай нестійка і вже в силу цього піддається численним ризикам.

Результати досліджень. Скільки-небудь серйозних дендрохронологічних досліджень в умовах пісків Нижньодніпров’я до сих пір не проводилося. У зв’язку з цим нами зроблена спроба простежити в історичному розрізі вплив часткової або повної дефоліаціі крон сосни звичайної на зниження динаміки її радіального приросту.

Дослідження проводились у кв. 24 Рибальчанского лісництва ДП "Збур’ївське ЛМГ" Херсонського обласного управління лісового та мисливського господарства, де в період з 1993 по 2010 роки було зареєстровано кілька випадків об’їдання крон сосни звичайної личинками звичайного і рудого соснових пильщиків. У насаджені де спостерігалась дефоліація і в аналогічному насаджені де пошкодження не відмічалось, було закладено по одній пробній ділянці. На кожній з них було обрано по 50 модельних дерев, з яких буравом Преслера було взято по 50 кернів. Керни охоплювали період росту дерева з 1990 по 2009 роки. Основні таксаційні показники на момент відбору проб, тобто на 2010 р. були такими: тип умов зростання 70%АТ+30%В2, склад 10 Сзв, вік 45 років, бонітет 3, повнота 0,7.

На основі матеріалів Державного спеціалізованого лісозахисного підприємства «Херсонлісозахист» та власних досліджень ми відтворили хронологію дефоліації крон.

Вже починаючи з 1990 року на дослідній ділянці спостерігалося збільшення чисельності звичайного соснового пилильщика (ЗСП), який досяг критичного максимуму в 1993 році, причому дефоліація крон дерев сягала до 100%. Аналогічна ситуація повторилась і в 1994 році. Співвідношення самок і самців по рокам становило: 1,9:1 (1992р.), 2,5:1 (1993), 1,8:1 (1994), 1,7:1 (1995).

Стан крон за період з 1993 по 2009 роки наведено в таблиці №1.

Пошкодження крон ентомошкідниками не спостерігалось в період з 1995 по 1998 роки.

У 1999 році спостерігається не значний підйом чисельності ЗСП на всіх пробних ділянках. Дефоліація крон до 5%, куртинами 10-20%, окремі дерева на 30-40%.

На початку третьої декади червня 2000 р. пошкодження крон дерев ЗСП становило від 15 до 20%, куртинами до 30%. Кількість коконів першої генерації - від 15 до 20 шт. на одне дерево.

У 2001 р. на пробних ділянках спостерігалося збільшення чисельності РСП, дефоліація крон 30-50%, куртинами до 70%. Кількість коконів РСП у підстилці становила 130 штук на один квадратний метр.

Таблица 1 – Стан крон сосни звичайної на пробних ділянках у кварталі 24 Рибальчанського лісництва ДП «Збур’ївське ЛМГ»

Рік
Стан крони
Контроль
Дослідна

 1993

 Дефоліація відсутня

 ЗСП дефоліація 100%

 1994

 Дефоліація відсутня

 ЗСП дефоліація 100%

 1995

 Дефоліація відсутня

 Дефоліація відсутня

 1996

 Дефоліація відсутня

 Дефоліація відсутня

 1997

 Дефоліація відсутня

 Дефоліація відсутня

 1998

 Дефоліація відсутня

 Дефоліація відсутня

 1999

 ЗСП дефоліація до 5%, куртинами 10-20%, окремі дерева на 30-40%.

 2000

 ЗСП першої генерації дефоліація від 15 до 20%, куртинами 30%.

 2001

 РСП дефоліація від 30 до 50%, куртинами понад 70%.

 2002

 РСП дефоліація від 40 до 50%, а на узліссі до 70%.

 2003

 РСП дефоліація в середньому 20-25%, окремі дерева до – 40%.

 2004

 РСП дефоліація 10%.

 2005

 РСП та ЗСП сумарна дефоліація 10-20%, в тому числі ЗСП друга генерація не більше 5%.

 2006

 РСП та ЗСП сумарна дефоліація 10-20%, в тому числі ЗСП друга генерація не більше 5%.

 2007

 РСП  дефоліація 25-30%, личинками ЗСП першої генерації – до 5%.

 2008

 РСП дефоліація 26-50%.

 2009

 РСП дефоліація 5%. ЗСП дефоліація 5%.

Наприкінці квітня 2002 р. личинками РСП було пошкоджено 5-10% крон дерев, а в липні вже 40-50%, на узліссях навіть до 70%. Кількість коконів на один квадратний метр підстилки сягала до 70 шт., з яких половина кокони 2002 р.

2003 рік. На пробних ділянках цілих коконів ЗСП не виявлено всі кокони були пошкоджені ентомофагами. Кількість яєць РСП на 1 дерево припадало від 702 до 1078 шт. На початку другої декади червня пошкодження насаджень в середньому 20-25%, окремі дерева до – 40%.

Незначна дефоліація крони, до 10%, була відмічена на пробних ділянках у 2004 році.

Наступне не значне сумарне пошкодження крон дерев РСП та ЗСП у весняний період 2005 та 2006 року і становило 10-20%, пошкодження звичайним сосновим пильщиком другої генерації, в той же період, не перевищував 5%.

В останній декаді квітня 2007 року в кварталі 24 були проведені винищувальні заходи проти личинок РСП вірусним препаратом «Вірін-Діпріон» з нормою витрати 0,03л/га з додаванням сублітальної дози препарату «Альтекс» 0,005 л/га. Ефективність обробки склала 91%. На початку червня в кварталі 24 були проведені винищувальні заходи проти личинок ЗСП першої генерації вірусним препаратом «Вірін-ЗСП» з нормою витрати 0,1л/га. Ефективність обробки склала 94%. Станом на початок липня в кварталі 24 пошкодження личинками РСП складало 25-30%, личинками ЗСП першої генерації – до 5%.

2008 році на пробних ділянках пошкодження крон дерев сосни звичайної личинками РСП становило 26-50%.

У 2009 році спостерігалось незначне пошкодження крон як личинками РСП так і ЗСП – до 5%.

З метою виявлення взаємозалежності між процесами дефоліації крон сосни звичайної, в результаті діяльності соснових пильщиків, і зміною динаміки річного радіального приросту їх стовбурів на двох пробних ділянках, був побудований графік (рис.).

Зміна динаміки річного радіального приросту їх стовбурів на двох пробних ділянках

Рис. Динаміка радіального приросту дерев сосни
на дослідній і контрольній ділянках

Як видно з рисунку, динаміка річного радіального приросту дерев сосни звичайної на дослідній та контролі майже синхронний, а коефіцієнт кореляції середніх показників динаміки радіального при­росту дерев на контролі та в осередку становить 0,88. Чітко видно, що майже синхронне зменшення радіального приросту дерев співпадає з роками найбільшої інтенсивності дефоліації крон викликану личинками пильщиків. Зменшення річного радіального приросту дерев у 1994, 1999, 2002 і 2007 роках узгоджується з відомостями про роки пошкодження хвої сосно­ви­ми пильщиками. На дослідній ділянці середній за 20 років радіальний при­ріст сосни становив 1,19 ± 0,06 мм, на контролі – 1,39 ± 0,07 мм (табл. 2).

Зменшення радіального приросту на контролі де не спостерігалось значне зоогенне навантаження можна пояснити загальним погіршенням фізіологічного стану дерев як на контролі так і на досліді.

Таблиця 2 – Статистичні показники ширини річного приросту деревини сосни в осередках соснових пильщиків у Рибальчанському лісництві


  Рік
Радіальний приріст, мм
Достовірність різниці між середніми значеннями річного приросту деревини на контрольній і дослідній ділянках

 дослід

 контроль

 t факт.

 t0,01

 t0,05

 t0,1

 1990–2009

 1,19±0,07

 1,39±0,07

 2,05

 2,63

 1,98

 1,66

 1990

 1,37±0,16

 1,63±0,15

 1,24

 2,63

 1,98

 1,66

 1991

 1,29±0,15

 1,53±0,14

 1,18

 2,63

 1,98

 1,66

 1992

 1,07±0,11

 1,47±0,14

 2,28

 2,63

 1,98

 1,66

 1993

 0,92±0,10

 1,38±0,13

 2,86

 2,63

 1,98

 1,66

 1994

 0,76±0,08

 1,14±0,09

 3,23

 2,63

 1,98

 1,66

 1995

 1,04±0,11

 1,35±0,10

 2,04

 2,63

 1,98

 1,66

 1996

 1,13±0,10

 1,35±0,09

 1,60

 2,63

 1,98

 1,66

 1997

 1,51±0,14

 1,81±0,14

 1,55

 2,63

 1,98

 1,66

 1998

 1,74±0,16

 1,87±0,13

 0,62

 2,63

 1,98

 1,66

 1999

 1,55±0,11

 1,87±0,13

 1,95

 2,63

 1,98

 1,66

 2000

 1,70±0,14

 1,97±0,15

 1,33

 2,63

 1,98

 1,66

 2001

 1,39±0,10

 1,68±0,13

 1,78

 2,63

 1,98

 1,66

 2002

 0,99±0,09

 1,27±0,11

 1,90

 2,63

 1,98

 1,66

 2003

 1,01±0,10

 1,25±0,11

 1,62

 2,63

 1,98

 1,66

 2004

 1,05±0,10

 1,07±0,09

 0,18

 2,63

 1,98

 1,66

 2005

 1,15±0,08

 1,15±0,09

 0,02

 2,63

 1,98

 1,66

 2006

 1,16±0,09

 1,11±0,07

 0,41

 2,63

 1,98

 1,66

 2007

 0,91±0,07

 0,91±0,07

 0,02

 2,63

 1,98

 1,66

 2008

 1,03±0,08

 1,02±0,08

 0,01

 2,63

 1,98

 1,66

 2009

 0,97±0,08

 1,02±0,07

 0,41

 2,63

 1,98

 1,66

Різниці за величиною річного радіального приросту дерев сосни на дослідній і контрольній ділянках для всієї вибірки даних були достовірними (Р<0,05). Приріст дерев на дослідній ділянці достовірно поступався контролю на рівні Р = 0,01 у 1993 та 1994 роках, на рівні Р = 0,05 – у 1990, 1992 і 1995 рр., а у 1999 і 2002 рр. радіальний приріст на дослідній ділянці достовірно на рівні Р = 0,1 був вищим, ніж на контролі.

При вивчені впливу пошкоджень комахами дерев на приріст деревини часто не враховується, що цей показник віддзеркалює вплив навколишнього середовища, сусідніх дерев та попередні історії стану кожного конкретного дерева. Дерева в одному виділі можуть по різному реагувати на пошкодження крон комахами і одні і ті ж дерева можуть однаково реагувати на дії факторів різної природи (пожежі, посухи, пошкодження крон комахами або збудниками хвороб). В різних екологічних умовах як приріст верхівкового пагону сосни, так і радіальний приріст можуть відрізнятись в десятки разів. Як і маса листя, радіальний приріст дерев різної категорії санітарного стану відрізняються [10]. Так в осередку РСП радіальний приріст 40-річного дерева сосни I, II, III та IV категорій санітарного стану становив 1,39±0,08; 0,95±0,06; 0,53±0,06 та 0,66±0,06 мм відповідно, а дерева 1, 2, 3, 4 та 5 класів Крафта – в осередку 1,5±0,09; 0,99±0,06; 0,89±0,06; 0,84±0,06 і 0,34±0,06 мм, а на контролі – 1,71±0,09; 1,20±0,06± 1,14±0,09; 0,54±0,05 та 0,98±0,13 мм.

Висновки та пропозиції. Дендрохронологія є одним з найбільш перспективних напрямків в екології. Базуючись на добрій пам'яті дерев вона, через хімічний склад і розміри річних радіальних кілець, чітко фіксує всі зміни, що відбуваються як всередині екосистеми, так і в зовнішніх умовах, що визначають їх розвиток. Найбільш надійний зв'язок між впливами зоогенних факторів і факторів зовнішнього середовища на змінення параметрів річних радіальних приростів спостерігається в регіонах з екстремальними умовами вирощування деревостанів, де число лімітуючи факторів знижується до мінімуму. Саме до таких регіонах відносяться піски Нижньодніпров'я, де соснові насадження знаходяться практично за межами свого природного ареалу і, в силу чого, піддаються численним стресовим ситуаціям.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:

1. Матвеев С.М. Дендроиндикация динамики состояния соснових насаждений Центральной лесостепи: Монография/ С.М.Матвеев; Воронеж. гос.лесотехн. акад. – Воронеж: Изд.воронеж. гос. ун-та, 2003 – С. 3-5.
2. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных - Новосибирск: Наука, 2000 – 232 с
3. Свидерская И.В., Пальникова Е.Н. Радиальный рост сосны в связи с - дефолиацией сосновой пяденицей // Лесоведение – 2003,№5. –С.44-53.
4. Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. – М.: Наука, 1986. – 136 с.
5. Михайлов В.А.,Назаренко С.В. К вопросу о составе, особенностях формирования и структурных изменениях вредной энтомофауны искусственных сосновых насаждений Нижнеднепровья // Лісівнича наука: Мат –ли наук. конф., присвяченої 80 риччю від заснування УКРНДІЛГА (12 -14 жовтня 2010 р., м. Харків)- С. 192-194.
6. Фомин В.І., Назаренко С.В., Вовк Т.П. Вплив окремих факторів на величину радіального приросту сосни звичайної (Pinis silvestris L.) на стан насаджень //Проблеми фундаментальної і прикладної єкології, єкологічної геології та раціонального природокористування. Мат-ли 4 Межд. Наук.-практ. конф. Кривиї Ріг, 2009- С.269-272.
7. Сірик А.А., Свистула Г.Е., Морозова І.Г., Тарасенко І.М. Пролокальне усихання сосні на пісках Нижнього Дніпра // Лісовий журнал, 1993. - №3 (157) – С.16-17.
8. Шевчук В.В., Фомин В.И., Назаренко С.В. Усыхание сосновых насаждений Херсонской области. // Сб. матер. Междунар. научн.-практ. конф. « Состояние и мониторинг лесов на рубеже ХХ1 века».- Минск, 1988. – С.241-243.
9. Фомин В.І, Назаренко С.В. Лісопатологічні процеси та причини іх появи у Держлісфонді на Нижньодніпровських пісках // Ліс, наука, суспільство: Мат-ли межд. ювіл. конф., присвяченої 75 риччю із дня заснування Укр НДІЛГА (30-31 березня 2005 р., м. Харків) – Харків, 2005 – С. 55-56.
10. Мешкова В.Л. Количественные оценки влияния вредных насекомых на состояние деревьев и древостоев.// Болезни и вредители в лесах России: век ХХ1. Матер. Всесоюзн. конф. с междунар. участием и V ежегодн. чтен. Памяти О.А.Катаева. Екатеринбург, 20-25 сентября 2011 г. – С.123-125.