Моделі динаміки надземної фітомаси дерев ялини європейської залежно від їхніх таксаційних показників у переважаючих типах лісорослинних умов Полонинського хребта Українських Карпат

Abstract

Для аналізу надземної фітомаси дерев ялини європейської залежно від їхніх таксаційних показників на основі встановленої щільності в абсолютно сухому стані компонентів фітомаси, розрахованих на основі лабораторного опрацювання зразків із загалом 120 модельних дерев? розроблено відповідні математичні моделі, які адекватно описують динаміку досліджуваних комипонентів залежно від таксаційних ознак дерев у типах лісорослинних умов С3 та D3. Значення фітомаси збільшується із збільшенням значення діаметра та висоти стовбура в обох досліджуваних типах лісорослинних умов (ТЛУ). Для більшості компонентів надземної фітомаси дерев ялини відзначено вищі значення в ТЛУ D3, порівняно із аналогічними значеннями в C3, за винятком фітомаси хвої. Встановлено, що різниця у значеннях досліджуваних компонентів надземної фітомаси в різних типах лісорослинних умов відрізняється незначно і для фітомаси: деревини стовбурів спадає від 12,4 до 8,8 %; кори стовбурів – від 6,2 до 1,8 %; деревини гілок – від 18,0 до 14,6 %; кори гілок – від 10,8 до 6,4 %; стовбура у корі – від 11,7 до 8,3 %; крони – від 3,6 до 3,2 %; надземної фітомаси дерев – від 9,1 до 7,0 %. Тільки для фітомаси хвої виявлено збільшення різниці у значеннях для різних ТЛУ: від 14,2 до 14,8 %. Загальна фітомаси крони дерева опосередковано повторює динаміку фітомаси деревини гілок крони та фітомаси хвої. Ці два компонента комплексно впливають на формування фітомаси крони. Встановлено, що в ТЛУ D3 частка фітомаси хвої у загальній фітомасі крони є нижчою, порівняно із ТЛУ C3, та максимально становить до 45 % фітомаси крони. Залежність сумарного значення надземної фітомаси від висоти та діаметра стовбура дерева характеризується збільшенням значення цього показника зі збільшенням значень таксаційних показників: для ТЛУ С3 – від 14,1 до 1607,1 кг, а для ТЛУ D3 – від 15,5 до 1727,9 кг.

The components of above-ground phytomass of spruce trees as one of the main type forming species of Ukraine in general and the Ukrainian Carpathians in particular are an extremely interesting object investigated by many scientists for quite a long period of time. The purpose of research is to implement simulation of components of above-ground phytomass of spruce trees depending on height and diameter of tree trunk in modal stands in the C3 and D3 forest types (on the territory of Polonynsky Range of the Ukrainian Carpathians. The authors used research data obtained in the result of setting 28 temporary trial plots on the territory of Polonynsky Range of the Ukrainian Carpathians in order to study the dynamics of above-ground components of tree trunk phytomass of spruce stands. We evaluated fractions of above-ground tree phytomass according to the methodology by prof. P. Lakyda (2002). As a result of the conducted cross-correlation analysis, we have defined that tree trunk phytomass components correlate most closely with trunk diameter (0.92–0.94) and trunk high (0.78–0.83), and crown phytomass components correlate with trunk height (0.79–0.82) and trunk diameter (0.89–0.92) accordingly, and also with diameter (0.74–0.76) and volume of crowns (0.79–0.84). Considering the value of determination coefficients for describing dynamics of above-ground phytomass of spruce trees in modal mountain forest stands, we used the value of diameter and height of a tree trunk. To assess spruce stand phytomass we used the value of material density in the absolutely dry state. Higher values of phytomass of trunk wood are inherent to the spruce trees in D3 (from 9.9 to 1194.8 kg), comparing to values in C3 (from 8.6 to 1089.8 kg). The phytomass of trunk bark in D3 has higher values that change from 1.2 to 92.6 kg and in C3 from 1.2 to 90.9 kg accordingly. The value of phytomass of branch wood for both investigated forest types with the increase of height and diameter of trunk increase: for С3 – from 1.8–3.1 at a diameter a 8 cm to 174.6–215.8 kg – 50 cm, and for D3 are from 2.2–3.8 to 204.4–252.7 kg accordingly. Phytomass of bark of crown branches increases for С3 are from 0.3 to 22.5 kg, and for D3 – from 0.3 to 24.0 kg. The value of needle phytomass increases for С3 from 2.2 to 189.1 kg, and for D3 – from 2.0 to 164.7 kg. The value of phytomass of tree trunk in bark increases for С3 from 9.8 to 1180.2 kg, and for D3 – from 11.1 to 1286.8 kg. The value of crown phytomass increases for С3 from 4.3 to 426.9 kg, and for D3 – from 4.5 to 441.1 kg. The total phytomass of tree crown indirectly repeats the dynamics of phytomass of crown branches wood and needle phytomass. These two components have complex influence on forming of crown phytomass. The share of needle phytomass in D3 in total crown phytomass is defined to be smaller comparing to C3, and maximally presents up to 45 % of crown phytomass. Dependence of total value of above-ground phytomass on a height and diameter of tree trunk is characterized by the increase of value of this index with the increase of values of assessment indices: for С3 it ranges from 14.1 to 1607.1 kg, and for D3 it ranges from 15.5 to 1727.9 kg.