Вартість відновлення екосистем малих міст Київщини як показник екозбалансованості

The purpose of the study is to analyze the dynamics of the structure of the territories of small towns of Kyiv region and to determine the eco-balance of the territories by comparative analysis of the towns by the cost of restoration of their ecosystems. The object of the study is the most widespread category of Ukrainian towns – small towns (with a population of 10 to 50 thousand inhabitants) of Kyiv Region, which accounts for 80 % of the total number of cities. It is found that the population in small towns of the region is significantly negatively correlated with the distance to Kyiv, in the area of influence of which these towns are located. For 20 towns in the region, there is a significant correlation between these indicators. The analysis of the territorial structure was carried out on the basis of the main indicators of the existing master plans of small towns. The cost of eco-stabilizing biotopes per 1 ha of urban area is calculated for the previous state of each town and for a 20-year perspective. It is found that 72 % of small towns were increasing with the expansion of their development. The highest levels of development are characterized by the towns of Vyshneve, Pereyaslav, Vasylkiv, Fastiv, and the smallest – Kagarlyk and Yagotyn. Considerable share of the total area of urban biotopes belongs to private gardens, which share varies from 4 to 30 %. Arable land is represented very unevenly and in some towns is absent, although their share in some towns reached 80 % and in the perspective plans – 50 %.There are no forests in the territory of one third of the experimental cities. The area of water surfaces has the most significant influence on the value of biotopes, and is characterized by uneven distribution and its share reaches 30 %. In most cases, gardens are the largest share in the total cost of urban biotopes. In some cases, they account for up to 85 % of the cost. The largest percentage of forests in the total value is determined for the towns of Rzhyshchiv, Vyshgorod, Irpin, and reservoirs – for Yagotyn, Tetiev, Myronivka, Boguslav, Kagarlyk. These indicators are important to take into account in future urban development plans, where not only recreational norms of green spaces for public use, but also a set of ecosystem services of multifunctional green territories, which will guarantee eco-balanced development of territories, must be taken into consideration to justify the normative area of green spaces.Проаналізовано динаміку структури територій малих міст Київщини та визначено екозбалансованість територій шляхом порівняльного аналізу міст за вартістю відновлення їх екосистем. Вартість екостабілізувальних біотопів на 1 га міської площі розраховано для попереднього стану кожного міста і на 20-річну перспективу. Виявлено, що зростання площі відбувалося у 72 % малих міст із розширюванням їх забудови. Найвищим рівнем забудови характеризуються міста Вишневе, Переяслав-Хмельницький, Васильків, Фастів, а найменшим – Кагарлик і Яготин. Значна частка в загальній площі міських біотопів належить присадибним садам, питома вага яких змінюється в межах від 4 до 30 %. Орні землі представлені вкрай нерівномірно і в деяких містах відсутні, хоча їхня частка в окремих містах сягала 80 %, а в перспективних планах – 50 %. Ліси відсутні на території третини дослідних міст. Площа водних поверхонь найістотніше позначається на вартості біотопів, характеризується нерівномірним розподілом і її частка сягає 30 %. Здебільшого присадибні сади займають найбільшу питому вагу в загальній вартості міських біотопів. В окремих випадках їм належить до 85 % вартості. Найбільший відсоток лісів у загальній вартості відзначено для міст Ржищів, Вишгород, Ірпінь, а водойм – для міст Яготина, Тетієва, Миронівки, Богуслава, Кагарлика. Ці показники важливо враховувати у перспективних планах розвитку міст, де для обґрунтування нормативної площі зелених просторів потрібно брати не тільки рекреаційні норми зелених насаджень загального користування, а сукупність екосистемних послуг багатофункціональних зелених територій, які гарантуватимуть екозбалансований розвиток територій

Evaluation of green space systems in small towns of Kyiv region

The current state of landscaping of small towns in Kyiv region, which includes 80% of all cities we analyzed. The difference between the classification of green plantings, which used in Ukraine and the world-wide approach of green infrastructure, is shown. That makes it incorrect to compare the indicators of landscaping of towns in Ukraine with other countries. Based on the data of master plans of towns, the generally accepted indicators of landscaping of urban areas were calculated: provision of greenery per capita and the level of landscaping. These indicators of landscaping for small towns according to different approaches were analyzed. It's is found out that according to the traditional calculation the provision of green plantations exceeds 300 m2 per capita only for 5 % of small towns of the region, and according to the approach of green infrastructure - for 70 %. Provision of green areas for public use meets the established state standards (8-11 m2 per capita) only for 35 % of small towns in the region.  Small towns are grouped into four clusters according to the similarity of landscaping indicators, where only the difference in the availability of green plantings of public use was unreliable among the clusters

Санітарний стан соснових насаджень на рекультивованих землях

The purpose of the research is to determine the sanitary state of pine plantations on reclaimed lands, to identify the influence of biotic and abiotic factors on the changes in the sites and to provide recommendations for improving the biological resistance of pine forests in conditions of natural and man-made impact. The sanitary state of pine plantations created on the reclaimed lands of Yurkivskyi brown coal mine has been analyzed. Plants grow in difficult conditions on displaced, low-power soils with carbonaceous sands. The species composition of the lower tiers of forest phytocoenoses (undergrowth, understore, above ground layer), which is formed in medieval artificial pine plantations of fresh pine sites, indicates the restoration of flora diversity of reclaimed lands through forest amelioration. According to data of 61 circular test plots, which cover typical sites of pine plantations on the area of 141.1 hectares, indices of sanitary state of plantations have been calculated. The analysis of the sanitary index has shown that pine plantations are severely weakened. The weakened pine trees make up 44.7 %, and the sanitary index ranges from 3.01 to 3.41. The state of pine plantations of the V age class is approaching the category of plantations that are drying up with the highest value of the state index of 3.41. Weakening of plantations may cause the spread of fires in the fire danger period, outbreaks of diseases and the spread of anthropomorphs. We have revealed that the most influential factors of the significant deterioration of the sanitary state of pine plantations on the reclaimed lands of the Yurkivskyi brown coal basin are dangerous to the root sponge and the drying of trees as a result of a decrease in the nutrition of plants that reached the disturbed maternal horizon at a depth of more than 40-50 cm. In order to prevent the development of the root sponge, it is recommended to create mixed pine plantations with the introduction of up to 50 % of deciduous, which at the same time will serve as a fire barrier for the spread of grass fires. For the improvement of pine plantations, increasing the reclamation efficiency and eliminating the cells of the root sponge, it is expedient to perform continuous sanitary felling with the subsequent planting of deciduous species.Проаналізовано санітарний стан соснових насаджень, створених на рекультивованих землях Юрківського буровугільного кар'єру. Насадження ростуть у складних умовах на переміщених, малопотужних ґрунтах із вуглистими пісками. За даними 61 кругової пробної площі, які охоплюють типові умови зростання соснових культур на площі 141,1 га, обчислено показники санітарного стану насаджень. Аналіз показника санітарного стану показав, що соснові насадження належать до сильно ослаблених. Ослаблені дерева сосни становлять 44,7 %, а показник санітарного стану змінюється у межах 3,01–3,41. Стан соснових насаджень V класу віку наближається до категорії насаджень, що всихають з найвищою величиною показника стану 3,41. Встановлено, що найвпливовішими чинниками істотного погіршення санітарного стану соснових культур на рекультивованих землях Юрківського буровугільного басейну є ураження кореневою губкою і всихання дерев унаслідок зменшення живлення рослин, які досягли порушеного материнського горизонту на глибині понад 40–50 см. Для запобігання розвитку кореневої губки необхідно створювати мішані культури сосни звичайної з введенням до 50 % листяних порід, які водночас будуть протипожежним бар'єром поширення низових пожеж. Для оздоровлення соснових насаджень, підвищення меліоративної ефективності та ліквідації осередків кореневої губки доцільно проводити суцільні санітарні рубки з подальшим висаджуванням листяних порід

Особливості росту та фітомеліоративні властивості насаджень дуба червоного на рекультивованих землях Черкащини

A retrospective analysis of the cultivation of red oak on the territory of Ukraine and Europe, as well as modern scientific researches on the invasiveness of this species has been carried out. We have found that red oak is classified as invasive species due to the high competitiveness of natural regeneration and a significant increase in the renewal of autochthonous species in most European countries. In addition, there is a negative effect on the soil due to increased acidity, but on acid soils, the old arable and degraded lands, red oak has a number of advantages over autochthonous species. It is generalized that the distribution of red oak throughout Ukraine is unsystematic and its largest share is concentrated in the Western Forest-steppe; on the territory of Cherkassy Region only 3 % of plantations grow along with its participation, and within the limits of Yurkivskyi Coal-mining Quarry there are only 2.2 %. We have revealed that red oak as phytomeliorant has the best soil-improving properties comparing to conifers, but worse in comparison with other deciduous ones on the re-cultivated lands of the Yurkiv Coal-mining Quarry. Red oak is presented in 9 plots with a total area of 14.1 hectares in the forest-melioration fund of the Yurkiv Coal-mining Quarry. The share of red oak in the forest stands ranges from 10 to 90 %, as well as in three plots up to 5 %. Trial plots were laid in three of these plantations and a detailed analysis of physical and chemical parameters of soil samples was carried out. For the purpose of biometric analysis of the growth of red oak and common oak on laid trial plots, one model tree was cut down and a detailed analysis of their growth was made. It has been found that in comparison with common oak the model trees of red oak are characterized by higher fullness of the trunk and better indicators of growth and productivity after the third grade of age when the root system does not receive an adequate amount of nutrients. Therefore, red oak is a perspective species for cultivation on degraded lands, but it is necessary to provide a distance at least 500 m from the objects of the nature reserve fund in order to prevent its spread to natural ecosystems.Проведено ретроспективний аналіз вирощування дуба червоного на території України та Європи, а також сучасні наукові дослідження щодо інвазійності цього виду. Виявлено, що для більшості країн Європи дуб червоний віднесено до інвазійних видів через високу конкурентоздатність природного поновлення та значне притінення поновлення автохтонних видів. Окрім цього, відзначено негативний вплив на ґрунт через підвищення кислотності, однак на кислих ґрунтах, староорних і деградованих землях дуб червоний має низку переваг порівняно із автохтонними видами. Узагальнено, що поширення дуба червоного на території України має безсистемний характер і найбільша його частка зосереджена у Західному Лісостепу. На території Черкащини зростає всього 3 % насаджень за його участі, а у межах Юрківського буровугільного кар'єру на насадження дуба червоного припадає тільки 2,2 %. Встановлено, що на рекультивованих землях Юрківського буровугільного кар'єру дуб червоний, як фітомеліорант, має кращі ґрунтополіпшувальні властивості порівняно із хвойними, однак гірші порівняно з іншими листяними видами. Виявлено, що порівняно із дубом звичайним модельні дерева дуба червоного характеризуються вищою повнодеревністю стовбура і кращими показниками росту і продуктивності після ІІІ класу віку, коли коренева система не отримує належної кількості поживних речовин

Some peculiarities of growth of pine plantations on the recultivated land

Проаналізовано ріст соснових культур, створених на рекультивованих землях Юрківського буровугільного кар'єра. Соснові насадження у лісомеліоративному фонді є панівними, займають 47,6 % від загальної площі та досягли V класу віку. Насадження ростуть у складних умовах на малопотужних ґрунтах із вуглистими пісками. Санітарний стан соснових насаджень задовільний, але у більшості деревостанів є ознаки всихання дерев, пригнічених у рості. Частка усихаючих і сухостійних дерев становить 6-9 %, що свідчить про необхідність проведення лісівничих заходів. Соснові деревостани, як чисті, так і мішані – високопродуктивні, характеризуються високими показниками бонітету (І-Іb), однак значення діаметрів та висот нижні, ніж у нормальних деревостанах. Встановлено, що стовбури сосни на рекультивованих землях мають форму, яка відрізняється від стовбурів сосни нормальних насаджень. Здебільшого, за винятком молодняків, твірна деревних стовбурів нормальних насаджень наближається до параболоїда, а в досліджуваних моделях – до конуса, особливо після ІІІ класу віку, що свідчить про сповільнення росту насаджень. Аналіз росту модельних дерев у висоту і динаміки об'ємного поточного приросту також підтверджує зменшення інтенсивності росту сосни звичайної на рекультивованих землях після ІІІ класу віку.The growth of pine stands planted on re-cultivated lands of Yurkivka brown coal mine has been analyzed. Pine stands in the forest-melioration fund are predominant and occupy 47.6 % of the total area and have reached the V age grade. Plantations grow in difficult conditions on low-powered soils with carbonaceous sands. The purpose of the research is to reveal the peculiarities of the growth of pine plantations of different species in the re-cultivated lands, their dynamics and prospects of use. The object of the study is the pure and mixed pine plantations of the IV-V age classes on the re-cultivated lands of the Yurkivka coal-mining quarry. For the purpose of analyzing the growth of pine plantations on re-cultivated lands, 10 trial areas were chosen in accordance with the generally accepted methodology for forest inventory and forest management. The test areas were laid in the same type of forest species, in pure or with a small admixture of other tree species, plantings. The study of the peculiarities of pine plant growth on re-cultivated lands was carried out on the basis of the analysis of the growth of two model pine trees of the usual type. A complete analysis of the growth of model trees involved the definition of diameters and heights for each age class, as well as the volume current growth in absolute and relative units. The sanitary condition of pine plantations is satisfactory, but in most of the tree stands there are signs of drying of trees, depressed in growth. The percentage of declining and dead trees is 6-9 %, which indicates the need for thinning. Pine stands, pure and mixed, high-yielding, are characterized by high site index (I-Ib), but the values ​​of diameters and heights are lower than in normal tree stands. It is established that pine trunks on re-cultivated lands have a shape that differs from the trunks of the pines of normal plantations. In the vast majority of cases, with the exception of young age, the creation of tree trunks of normal plantings is approaching to paraboloid, and in the studied models – to the cone, especially after the third grade of age, indicating a slowdown in planting growth. An analysis of the growth of model trees in height and dynamics of the volume current increment also confirms the decrease in the intensity of pine plant growth in the re-cultivated lands after the third grade of age

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ И РОСТ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОСУШИТЕЛЬНЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ

A retrospective analysis of the formation and development of drainage reclamation in Volyn Polissya was carried out. The growth of pine plantations within the controlled drainage system and under the control was simulated. The data of samples and materials of the database of plantations growing on drained and control plots were used for modelling of height dynamics and changes in stocks with age. Dynamics of heights and stocks are described by the models of the polynomials of the second degree and the exponent equations. It was established that by the middle of the 3rd age class, the height of plantations on drained areas exceeds the height of plantations under the control of 2.1 m. Starting from the 3rd age class, pine stands on drained areas sharply increase the growth and at the age of quantitative ripeness, the difference in heights reached 3.0 m. Pine plantations in land reclamation areas pass into the upper class of productivity. The difference between the average heights in the 5th age class is 2.7 m. The effect of drainage is traced after 30 years, when the root system penetrates deeper horizons. The growth of roots on the control sites close to the surface of the water table is inhibited. At the same time, the soil saturated with oxygen stimulates the growth processes of the wood plants between the drainage channels, which lead to an increase in the productivity of the plantings. Comparative analyses of changes in planting stock shows that in the fourth age class the stock of pine stands on drained areas exceeds 15 %, and at the age of quantitative maturation this difference reaches 21 %, which makes 89 m3∙ha-1 and is a significant argument for the use of drainage reclamation in the wetlands of Volyn Polissya. The analysis of the hydrological regime of the drainage system "Strashevo" for the 14-year period showed that the water table during 2010–2017 sharply decreased reaching a stable value of 124–140 cm, whereas by 2009 it had fluctuated within the limits of 61–83 cm. The prolonged and significant decrease in water table leads to the declining of plantations, therefore, to ensure optimal hydrological regime of forest areas it is necessary to sluice channels or reconstruction of the drainage system in the system of bilateral action.Здійснено ретроспективний аналіз становлення і розвитку осушувальної меліорації у Волинському Поліссі. Змодельовано ріст соснових насаджень у межах регульованої осушувальної системи і на контролі. Встановлено, що до середини ІІІ класу віку висоти насаджень на осушених ділянках перевищують висоти насаджень на контролі на величину 2,1 м. Починаючи з ІІІ класу віку, сосна на осушених ділянках стрімко збільшує приріст й у віці кількісної стиглості різниця у висотах сягає 3,0 м. Соснові насадження на меліоративних ділянках переходять у вищий клас бонітету. Різниця між середніми висотами у VІІ класі віку становить 2,7 м. Порівняльний аналіз змін запасів соснових насаджень показує, що в IV класі віку запаси сосни на осушених ділянках перевищують 15 % від контролю, а у віці кількісної стиглості ця різниця сягає 21 %, що становить 89 м3∙га-1 і є вагомим аргументом застосування осушувальної меліорації на надмірно зволожених землях Волинського Полісся. Аналізуючи гідрологічний режим осушувальної системи "Страшево" за 14-річний період, з'ясовано, що рівень ґрунтових вод упродовж 2010–2017 рр. стрімко знижується, сягаючи стабільної величини 124–140 см, тоді як до 2009 р. він змінювався в межах 61–83 см. Тривале і значне пониження рівня ґрунтових вод призводить до всихання насаджень, тому для забезпечення оптимального гідрологічного режиму лісових ділянок потрібно застосовувати шлюзування каналів або реконструкцію осушувальної системи у систему двосторонньої дії.Осуществлен ретроспективный анализ становления и развития осушительной мелиорации в Волынском Полесье. Смоделирован рост сосновых насаждений в пределах регулируемой осушительной системы и на контроле. Установлено, что к середине III класса возраста высоты насаждений на осушенных участках превышают высоты насаждений на контроле на величину 2,1 м. Начиная с III класса возраста, сосна на осушенных участках резко увеличивает прирост и в возрасте количественной спелости разница в высотах достигает 3,0 м. Сосновые насаждения на мелиоративных участках переходят в более высокий класс бонитета. Разница между средними высотами в VII классе возраста составляет 2,7 м. Сравнительный анализ изменений запасов сосновых насаждений показывает, что в IV классе возраста запасы сосны на осушенных участках превышают 15 % от контроля, а в возрасте количественной спелости эта разница достигает 21 %, что составляет 89 м3∙га-1 и является весомым аргументом применения осушительной мелиорации на избыточно увлажненных землях Волынского Полесья. Анализируя гидрологический режим осушительной системы "Страшево" за 14-летний период, установлено, что уровень грунтовых вод в течение 2010–2017 гг. резко снижался, достигая стабильной величины 124–140 см, тогда как в2009 г. он колебался в пределах 61–83 см. Продолжительное и значительное понижение уровня грунтовых вод приводит к усыханию насаждений. Поэтому для обеспечения оптимального гидрологического режима лесных участков необходимо применять шлюзование каналов или реконструкцию осушительной системы в систему двустороннего действия

НАДЗЕМНЫЕ ФИТОМАССЫ ДУБА ОБЫКНОВЕННОГО В ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОСАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УКРАИНЫ

The article is devoted to research of above-ground biomass of oak (Quercus robur L.) windbreaks. Described are the morphological, biological, ecological and forest meliorative properties of common oak growing in windbreaks. The dependence between the amount of biomass components and the main mensurational and meliorative indices such as protective height and openness in the crowns of windbreaks has been established. As a result, mathematic models for the assessment of both the above-ground components of a tree,the crown, and a windbreak, as a whole, have been developed. It is determined that the relative density of the trunk has less accuracy than openness in the crown in the assessment of the components of above-ground phytomass of a windbreak. For a separate tree of 36 cm in diameter at breath height, 24 m in height, a 0.8 windbreak density and a 10 % openness of crown in windbreak, the share of trunk biomass is higher in a massive stand in comparison with a windbreak. However, the crown biomass in a windbreak is 6% larger than in a massive stand. The standards for determination of the amount of phytomass components for trunks and crowns of separate trees and oak windbreaks, as well as that of sequestered carbon have been developed. The developed models and standards were analyzed. and the structure of phytomass on the components and sequestered carbon done. The comparative analyze has revealed the trends towards increased share of crown phytomass in the oak windbreaks with increasing their biometric characteristics as compared to massive stands.Досліджено надземну фітомасу дуба звичайного (Quercus robur L.), що росте у полезахисних лісових смугах (ПЛС). Описано морфологічні, біологічні, екологічні та лісомеліоративні властивості дуба звичайного. Встановлено залежність між кількістю компонентів фітомаси та основними таксаційними і меліоративними показниками – захисною висотою та ажурністю у кронах. Розроблено математичні моделі оцінки надземних компонентів для окремого дерева і насадження. Встановлено, що для оцінки компонентів надземної фітомаси ПЛС відносна щільність стовбура має меншу точність, ніж ажурність крони. Для окремого дерева діаметром 36 см на висоті грудей, висотою 24 м, повнотою смуги 0,8 і просвітністю у кроні (ажурність) фітомаса стовбура в масивних насадженнях на 10 % перевищує аналогічний показник у лісових смугах. Однак фітомаса крони дуба полезахисних смуг на 6% перевищує цей показник для масивних насаджень. Розроблено нормативи кількості компонентів фітомаси і депонованого вуглецю для стовбурів і крон дерев дуба у ПЛС.Исследована надземная фитомасса дуба обыкновенного (Quercus robur L.), произрастающего в полезащитных лесных полосах (ПЛП). Описаны морфологические, биологические, экологические и лесомелиоративные свойства дуба обыкновенного. Установлена зависимость между количеством компонентов фитомассы и основными таксационными и мелиоративными показателями – защитной высотой и ажурностью в кронах. Разработаны математические модели оценки надземных компонентов для отдельного дерева и в целом для насаждения. Установлено, что для оценки компонентов надземной фитомассы ПЛП относительная плотность ствола имеет меньшую точность, чем ажурность кроны. Для отдельного дерева диаметром 36 см на высоте груди, высотой 24 м, полнотой полосы 0,8 и просветностью в кроне (ажурность) фитомасса ствола в массивных насаждениях на 10% превышает аналогичный показатель в лесных полосах. Однако фитомасса кроны дуба полезащитных полос на 6% превышает этот показатель для массивных насаждений. Разработаны нормативы количества компонентов фитомассы и депонированного углерода для стволов и крон деревьев дуба в ПЛП