Біопродуктивність та динаміка запасів вуглецю модальних соснових насаджень у Лівобережному Лісостепу України
Анотація
Моделювання вуглецевого бюджету лісів є важливим аспектом з погляду розуміння їхньої ролі у глобальному вуглецевому циклі, оцінювання їхнього потенціалу та сприяння ухваленню обґрунтованих рішень щодо сталого лісоуправління для оптимізації ролі лісового сектору у пом'якшенні зміни клімату. Для моделювання використовують різні інструменти, які базуються переважно на даних інвентаризації та моделях динаміки вуглецю у надземній та підземній фітомасі, сухостої, підстилці та мінеральних ґрунтах.
Для розроблення нормативів динаміки фітомаси та вуглецю використано дані тимчасових і постійних пробних площ та ділянок інтенсивного моніторингу у соснових лісах Сумської та Харківської областей. На пробних і моніторингових ділянках здійснювали інструментальне оцінювання характеристик основних компонентів лісових насаджень та вимірювання параметрів модельних дерев за загальноприйнятими методами. Базисну щільність деревини встановлювали як відношення маси зразка в повністю сухому стані до його об'єму у свіжозрубаному стані. Середню щільність деревини стовбурів сосни розраховували за формулою залежно від показників локальної щільності та діаметрів на відносних висотах стовбура.
У цьому дослідженні проаналізовано результати розрахунку біопродуктивності та динаміки вуглецю деревостанів за участю Pinus sylvestris L. у Лівобережному Лісостепу України для основних типів лісорослинних умов. Математичні моделі, що описують динаміку нагромадження фітомаси та вуглецю, розроблені окремо для свіжого субору та свіжого сугруду. На основі цих моделей сформовано таблиці біопродуктивності для модальних соснових насаджень. Моделювання біопродуктивності базувалося на регіональних моделях росту соснових насаджень та конверсійних коефіцієнтах, які відображають процеси росту деревостанів та формування фітомаси. Досліджені соснові насадження Лівобережного Лісостепу мали дещо нижчі запаси фітомаси порівняно з модальними насадженнями рекреаційних та оздоровчих лісів Київського регіону. Дані для Північного Степу вказують на нижчу продуктивність. При цьому темпи поглинання вуглецю сягають піку дещо раніше (у 35–45 років) і знижуються швидше після 50 років, порівняно з нашою моделлю.
У Лівобережному Лісостепу максимальний середній річний приріст запасу вуглецю в модальних соснових насадженнях I бонітету досягається у 45-річному віці в умовах В2 і у 40 років – в умовах С2. Максимум поглинання вуглецю, що спостережено у середньовікових насадженнях, свідчить про те, що коригування лісогосподарських заходів може оптимізувати як запас деревостанів, так і поглинання ними вуглецю. Однак за прогнозованого підвищення температури та зміни кількості опадів у Східній Європі виникне необхідність перегляду поточних підходів до управління. Розроблені моделі підвищують точність обліку вуглецю, сумісні з національною і міжнародною звітністю, вимогами ринку вуглецю та можуть підтримувати ефективніше управління лісами і впровадження кліматичної політики в Україні.
Посилання
Bilous, A. M., Kashpor, S. M., Myroniuk, V. V., Svinchuk, V. A., & Lesnik, O. M. (2021). Forest inventory handbook. Kyiv: Publishing house Vinicnenko. ISBN 978-966-981-403-6 [Білоус, А. М., Кашпор, С. М., Миронюк, В. В., Свинчук, В. А., Леснік, О. М. (2021). Лісотаксаційний довідник. Київ: Видавничий дім «Вініченко»] (in Ukrainian)
Brichta, J., Šimunek, V., Bílek, L., Vacek, Z., Gallo, J., Drozdowski, S. … Fuchs, Z. (2024). Effects of Climate Change on Scots Pine (Pinus sylvestris L.) growth across Europe: Decrease of Tree-Ring Fluctuation and Amplification of Climate Stress. Forests, 15, 91. https://doi.org/10.3390/f15010091
Brichta, J., Vacek, S., Vacek, Z., Cukor, J., Mikeska, M., Bílek, L., … Štefančík, I. (2023). Importance and potential of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in 21-st century. Central European Forestry Journal, 69, 3–20. https://doi:10.2478/forj-2022-0020
Buksha, I. F., Pyvovar, T. S., Buksha, M. I., Pasternak, V. P., & Buksha, T. I. (2021). Modelling and forecasting the impact of climate change on forests of Ukraine for 21st century time horizon. Forestry Ideas, 27, 470–482. https://www.researchgate.net/publication/360082545_MODELLING_AND_FORECASTING_THE_IMPACT_OF_CLIMATE_CHANGE_ON_FORESTS_OF_UKRAINE_FOR_21ST_CENTURY_TIME_HORIZON
Buras, A., & Menzel, A. (2019). Projecting Tree Species Composition Changes of European Forests for 2061–2090 Under RCP 4.5 and RCP 8.5 Scenarios. Frontiers in Plant Science, 9, 1986. https://doi:10.3389/fpls.2018.01986
Forest inventory sample plots. Establishing method (2006). Corporate standard 02.02-37-476:2006. (2007). Valid from May 1, 2006. Kyiv: Ministry of Agrarian Policy of Ukraine [Площі пробні лісовпорядні. Метод закладання: СОУ 02.02-37-476:2006. Київ: Мінагрополітики України, 2006. 32 с.] (in Ukrainian)
Gensiruk, S. A. (2002). Forests of Ukraine. Lviv: Shevchenko Scientific Society Publishing House [Генсірук, С. А. (2002). Ліси України. Львів: Наук. т-во ім. Шевченка. 496 c.] (in Ukrainian)
Hrom, M. M. (2010). Forest mensuration. 3rd edn. Lviv: RVV NLTU [Гром, М. М. (2010). Лісова таксація. 3-е видання. Львів: РВВ НЛТУ. 416 c.] (in Ukrainian)
Jagodzi´nski, A. M., Dyderski, M. K., Gesikiewicz, K., Horodecki, P., Cysewska, A., Wierczy´nska, S. & Maciejczyk, K. (2018). How do tree stand parameters affect young Scots pine biomass? Allometric equations and biomass conversion and expansion factors. Forest Ecology Management, 409, 74–83. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.11.001
Kim, H., Kim, Y.-H., Kim, R. & Park, H. (2015). Reviews of forest carbon dynamics models that use empirical yield curves: CBM-CFS3, CO2FIX, CASMOFOR, EFISCEN. Forest Science and Technology, 11(4), 212-222. https://doi.org/10.1080/21580103.2014.987325
Kovalevskyi, S. S. (2014). The development of multiple regression equations for the conversion coefficient of stands in the Dnieper upland Forest-Steppes. Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 24(7), 55–60. https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2014/24_7/10.pdf [Ковалевський, С. С. (2014). Розроблення множинних регресійних рівнянь конверсійних коефіцієнтів деревостанів Лісостепової Придніпровської височини. Науковий вісник НЛТУ України, 24(7), 55–60] (in Ukrainian)
Lakyda, I. P. (2015). Some peculiarities of bioproductivity assessment of recreational and sanitary forests on the example of pine stands of artificial origin of urban forests of Kyiv city. Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 25(6), 71–77. https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/914 [Лакида, І. П. (2015). Особливості оцінювання біопродуктивності рекреаційно-оздоровчих лісів на прикладі штучних сосняків міських лісів Києва. Науковий вісник НЛТУ України, 25(6), 71–77] (in Ukrainian)
Lakyda, P. I. (2002). Phytomass of Ukrainian forests. Ternopil: Zbruch [Лакида, П. I. (2002). Фітомаса лісів України. Тернопіль: Збруч. 256 с.] (in Ukrainian)
Lovynska, V. M., Sytnyk, S. A., Chorna, V. I., & Maslikova, K. P. (2021). Dynamic bioproductivity of Scots pine stands within Northern Steppe of Ukraine conditions. Agrology, 4(3), 108‒113 https://doi.org/10.32819/021014. [Ловинська, В. М., Ситник, С. А., Чорна, В. І., Маслікова, К. П. (2021). Моделювання динаміки біопродуктивності деревостанів сосни звичайної в умовах Байрачного Степу України. Agrology, 4(3), 108‒113] (in Ukrainian)
Myronyuk, V. V., Bilous, A. M., & Bidolah, D. I. (2020). Scientific-methodical recomendations for inventory of forest resourses of Ukraine. Kyiv: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine [Миронюк, В. В., Білоус, А. М., Бідолах, Д. І. (2020). Науково-методичні рекомендації для інвентаризації лісових ресурсів України. Київ: НУБіП України. 48 с.] (in Ukrainian)
Ostapenko, B. F. (2003). Forest types of plane territory of Ukraine. Scientific Bulletin of Ukrainian State Forestry University, 13(3), 27–42. https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2003/13_3/27_Ostapenko_13_3.pdf [Остапенко, Б. Ф. (2003). Типи лісу рівнинної території України. Науковий вісник УкрДЛТУ, 13(3), 27–42] (in Ukrainian)
Pasternak, V. P., Nazarenko, V. V. & Karpets, Yu. V. (2014). The qualitative characteristics of Scots pine wood and phytomass of pine stands in forest-steppe in Kharkiv Region. Forestry and Forest Melioration, 125, 38–45. https://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/issue/view/8/125-pdf [Пастернак, В. П., Назаренко, В. В., Карпець, Ю. В. (2014). Якісні характеристики деревини сосни звичайної та фітомаса сосняків Лісостепу Харківщини. Лісівництво і агролісомеліорація, 125, 38-45] (in Ukrainian)
Pasternak, V. P., Pyvovar, T. S. & Garmash, A. V. (2024). Models for modal man-made pine stands characteristics dynamics in the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Forestry and Forest Melioration, 144, 44–51. https://doi.org/10.33220/1026-3365.144.2024.44 [Пастернак, В. П., Пивовар, Т. С., Гармаш, А. В. (2024). Моделі динаміки показників модальних штучних соснових деревостанів Лівобережного Лісостепу України. Лісівництво і агролісомеліорація, 144, 44-51] (in Ukrainian)
Pasternak, V., Pyvovar. T., & Yarotsky, V. (2020). Forest carbon stock in Left-bank Forest-Steppe of Ukraine according to intensive forest monitoring data. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 20, 120–130. https://doi.org/10.15421/412011
Pilli, R., Kull, S. J., Blujdea, V. N. B., & Grassi, G. (2018). The Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector (CBM-CFS3): customization of the Archive Index Database for European Union countries. Annals of Forest Science, 75, 71. https://doi.org/10.1007/s13595-018-0743-5
Schelhaas, M-J., Eggers, J., Lindner, M., Nabuurs, G., Pussinen, A., Paivinen, R., … Zudin, S. (2007). Model documentation for the European forest information scenario model (EFISCEN 3.1. 3): Wageningen, The Netherlands: Alterra.
Slyva, O. A. (2021). Growth dynamics and productivity of pine stands of the Chornobyl Exclusion Zone. Abstract doctoral dissertation, National Agrarian University, Kyiv, Ukraine. Retrieved from https://dglib.nubip.edu.ua/items/8d768deb-e4e5-44d8-b4fc-d7af4480f536 [Слива, О. А. (2021). Динаміка росту та продуктивність соснових насаджень Чорнобильської зони відчуження: автореф. дис. ... канд. с.-г. наук: 06.03.02. Київ: НУБіП України] (in Ukrainian)
Terentiev, A., Bala, О., Lakyda, P. & Bondar, H. (2023). Current state and productivity of Scots pine modal stands of the Forest Steppe of Ukraine. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 14(1), 105–123. https://doi.org/10.31548/forest/1.2023.105
The Paris Agreement (2015). Retrieved from https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement
Vasylyshyn, R., Lakyda, M., Bidolah, D. & Lakyda, I. (2023). Carbon sequestrative capacity of Scots pine stands in urban forests of Kyiv city. Scientific reports of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 2(102). http://dx.doi.org/10.31548/dopovidi2(102).2023.016 [Василишин, Р.Д., Лакида, М.О., Бідолах, Д.І., Лакида, І.П. (2023). Вуглецедепонувальна здатність соснових насаджень у міських лісах м. Києва. Наукові доповіді НУБіП України, 2(102)] (in Ukrainian)
Yarotskiy, V., Pasternak, V., & Nazarenko, V. (2019). Phytomass and mortmass assessment in pine Forests of Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Silva Balcanica, 20(2), 63–71. https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/12156
Yarotskiy, V. Yu., Pyvovar, T. S., Pasternak, V. P., & Garmash, A. V. (2016). The structure of pine stands at the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 26(4), 56–59. https://doi.org/10.15421/40260408 [Яроцький, В. Ю., Пивовар, Т. С., Пастернак, В. П., Гармаш, А. В. (2016). Структура соснових деревостанів Лівобережного Лісостепу України. Науковий вісник НЛТУ України, 26(4), 53–59] (in Ukrainian)
