Юхновський Василь Юрійович. Наукові основи оптимізації лісоаграрних ландшафтів рівнинної частини України : Дис... д-ра с.-г. наук: 06.03.01; 06.03.02 / Національний аграрний ун-т. — К., 2003. — 363арк.+ дод. : 346арк. — Дві кн. одиниці. — Бібліогр.: арк. 310-363.
Анотація до роботи:
Юхновський В.Ю. Наукові основи оптимізації лісоаграрних ландшафтів рівнинної частини України. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальностями: 06.03.01 – лісові культури та фітомеліорація, 06.03.02 – лісовпорядкування і лісова таксація. – Національний аграрний університет, м. Київ, 2003.
У дисертації розроблено новий напрямок вирішення проблеми підвищення продуктивності і поліпшення екологічного стану аграрних територій шляхом оптимізації структури земельного фонду та складових лісової компоненти агроландшафтів рівнинної України. Проаналізовано динаміку, сучасний стан, структуру, агролісомеліоративні параметри, антропогенні впливи, які зумовили трансформацію лісоаграрних ландшафтів рівнинної України і призвели до погіршення екологічної ситуації. Вивчено стійкість агроландшафтів до антропогенних навантажень, розроблено кількісні показники оцінювання стійкості, обґрунтовано запровадження агролісомеліоративного моніторингу для направлення і контролю процесу оптимізації лісоаграрних ландшафтів. Розроблено методику визначення оптимальної полезахисної лісистості у розрізі грунтово-кліматичних зон. Одержано математичні (графічні та аналітичні) моделі залежностей між головними агролісомеліоративними параметрами лісоаграрного ландшафту, встановлено норми оптимального співвідношення основних компонентів ландшафту (ріллі, лісів та лук). Виявлено залежність між захищеністю полів полезахисними лісовими смугами та урожайністю озимої пшениці в лісоаграрних ландшафтах Лісостепу та Південного Степу. Визначено кількісні показники біологічної продуктивності захисних лісових насаджень типового лісоаграрного ландшафту лісостепової зони за компонентами фітомаси. Обґрунтовано та доповнено асортимент цінних у декоративному відношенні деревно-кущових порід для захисних лісонасаджень. Розроблено систему нормативно-довідкових даних для лісотаксаційної оцінки полезахисних лісових смуг і проведення рубок догляду. Розроблено еколого-економічну модель оптимізації структури земельного фонду лісоаграрного ландшафту. Обґрунтовано місце географічних інформаційних систем у реалізації оптимізаційних моделей і проектуванні агролісомеліоративних заходів. Сформульовані основні принципи конструювання оптимальних лісоаграрних ландшафтів. Встановлено, що еколого-економічна ефективність лісоаграрних ландшафтів вища на 20–30% і більше, ніж відкритих територій.
У дисертації наведено теоретичне узагальнення та експериментальне обґрунтування оптимальних лісоаграрних ландшафтів рівнинної України, що відкриває новий напрямок вирішення проблеми підвищення продуктивності і поліпшення екологічного стану аграрних територій. Проведено аналіз антропогенного впливу на агроландшафти, що зумовило їх трансформацію і призвело до погіршення екологічної ситуації. Виявлено залежності між основними агролісомеліоративними параметрами лісоаграрного ландшафту, розроблено модель оптимізації структури земельного фонду, складено лісотаксаційні нормативи для лісової компоненти ландшафту, а також сформульовано основні принципи формування оптимальних ландшафтів рівнинної України.
Оптимізація лісоаграрного ландшафту – це система заходів, спрямованих на охорону й поліпшення природних умов життя людей, збереження та відтворення природних ресурсів на основі змодельованої науково-обґрунтованої структури земельного фонду. Ліс і поле – єдина екологічна система. Оптимізація лісоаграрних екосистем веде до оптимізації її складових частин (співвідношення площі лісу і поля, структури захисних лісових насаджень та їх просторового розміщення, добору дерево-чагарникових порід тощо).
Розроблена уніфікована схема лісоаграрного ландшафту, яка показує чітке місце елементів кожного рівня у ландшафтній системі, висвітлює взаємозв’язки і взаємовпливи лісівничих компонентів із природними і антропогенними факторами, слугує основою для оптимізації природокористування перш за все через раціональну організацію земельного фонду і системи захисних лісових насаджень. Параметрична структура лісоаграрного ландшафту й обґрунтовані в ній агролісомеліоративні показники становлять базу для моделювання залежностей між ними, їх кількісного оцінювання і розробки оптимізаційних моделей.
Cукупність антропогенних навантажень зумовила значні трансформації агроландшафтів і сформувала сучасну екологічну ситуацію: сприятлива екологічна ситуація збереглася на даний час лише на 11% площі; ландшафти із задовільною, конфліктною, передкризовою і кризовою екологічною ситуацією займають відповідно 18%, 22%, 25% і 24% території України. Загальна закономірність загострення екологічної ситуації в Україні простежується із північного заходу на південний схід і пов’язана із природними закономірностями, історією розвитку сільського господарства та лісорозведенням. Заходи щодо зменшення антропогенних впливів зводяться до нормування навантажень на лісоаграрні ландшафти, формування збалансованого еколого-економічного розвитку з урахуванням специфіки конкретного регіону, підняттям ролі лісової політики, яка повинна проводитись у контексті загальної концепції сталого розвитку України.
Обґрунтовано поняття стійкості лісоаграрного ландшафту, його складної властивості, що проявляється у сукупності різних форм. Критерієм порушення стійкості ландшафту є відмова – подія виходу ландшафту з області допустимих або нормальних станів. Розроблені показники кількісної оцінки стійкості лісоаграрних ландшафтів, які слугують основою для вирішення ряду важливих проблем агролісомеліорації та сучасного ландшафтознавства: нормування антропогенних навантажень на ландшафти, обґрунтування схем оптимальної організації території, оптимізації структури земельного фонду.
Доказана необхідність організації агролісомеліоративного моніторингу лісоаграрних ландшафтів, першочерговими задачами якого є обґрунтування методів збору, обробки, передачі та інтерпретації системи показників, які у повній мірі характеризували б лісову й аграрну компоненти лісоаграрного ландшафту. Агролісомеліоративний моніторинг є невід’ємною складовою системи екологічного моніторингу України і його організаційна, територіальна та функціональна організація ґрунтується на спільних принципах.
Розроблені моделі оптимальної полезахисної лісистості агроландшафтів залежно від ґрунтово-кліматичної зони, генотипу ґрунтів, кількості рядів та ширини полезахисних лісових смуг. Оптимальна полезахисна лісистість на глинястих і суглинкових ґрунтах становить 1,2-6,2%, а на супіщаних і піщаних – 2,7-11,2%. З переміщенням у меридіальному напрямку (з півночі на південь) та зміною механічного складу ґрунту (глинясті – піщані) лісистість зростає від 1,5% до 11,2%.
Встановлено, що основні агролісомеліоративні показники за їхньою значущістю в лісоаграрному ландшафті розміщуються в такій послідовності: еродованість земель середньозважений ухил лісистість загальна і полезахисна відсоток луків і багаторічних трав захищеність полів захисна висота лісових смуг розораність території заяруженість ландшафту.
Розроблена трифакторна регресійна модель, яка описує залежність еродованих земель від лісистості території, полезахисної лісистості та комплексу екостабілізуючих факторів – відсотку луків і багаторічних насаджень. Для любого лісоаграрного ландшафту, адміністративного району, регіону за моделлю можна розрахувати таке оптимальне співвідношення площ лісів, захисних насаджень, луків та багаторічних насаджень, при яких еродованість земель буде зведена до мінімуму.
Встановлені кількісні показники біологічної продуктивності лісової компоненти лісоаграрного ландшафту. Максимальні запаси біомаси сконцентровані у стовбурній деревині, кореневій системі і корі. Надземна біомаса в цілому від сумарних запасів становить 81,7%, коренева система – 18,3%. У переведенні на 1 га захисних лісових насаджень кількість сухої біомаси становить 335,8 т, а на 1 га земельних угідь – 10,1 т.
Розроблена система нормативів (таблиці ходу росту, стандартні таблиці сум поперечних перетинів і запасів) для таксації дубових та білоакацієвих полезахисних лісових смуг дозволить виробництву збільшити точність таксації під час інвентаризації лісосмуг; слугуватиме нормативною основою для призначення рубок догляду у смугових насадженнях; прогнозувати ріст лісосмуг; виступати однією із основних передумов визначення економічної ефективності смугових насаджень.
Порівняння абсолютних повнот масивних і смугових насаджень стверджує очікувані тенденції у великій перевазі сум площ перетинів смугових насаджень над масивними. Різниця між абсолютними повнотами смугових і масивних насаджень становить 70-80% в базовому віці і зменшується до 40-45% з досягненням віку стиглості.
За результатами моделювання окоренкового збігу у лісосмугах складені нормативи залежностей між товщиною пенька та діаметром на висоті грудей для основних деревних порід – дуба, берези, ясена, клена, липи. Порівняльний аналіз розроблених нормативів з існуючими для масивних насаджень показав більшу збіжистість стовбурів у смугових насадженнях. З віком спостерігається тенденція зменшення діаметра на висоті грудей при одній і тій же товщині пенька у смугових насадженнях у порівнянні з масивними. У дубових лісосмугах ця величина не виходить за межі 5%, а у березових сягає 9%. Нормативи і моделі залежності (діаметр пенька – діаметр на висоті грудей) можна використовувати як проміжний етап для подальшого визначення об'ємів стовбурів, вибраних у лісомеліоративних насадженнях під час рубок догляду або інших лісогосподарських заходах.
Розроблені нормативи рубок догляду у дубових лісових смугах, які включають вибірку маси стовбурів, що характеризують природний відпад у лісових смугах. Для змішаних насаджень розробка нормативів рубок догляду повинна враховувати біологічні особливості порід, біометричні показники дерев, особливо у частині формування поточного об’ємного приросту, та інші характеристики. У всіх випадках як у чистих, так і в змішаних за складом полезахисних лісових смугах, слід особливо відноситися до зрідження (омолодження) наявного чагарнику. Із появою нормативів зріджування чагарнику можуть вноситись корективи у частину деревостану, що вибирається у сторону її деякого збільшення.
Сформульовані основні принципи конструювання оптимальних лісоаграрних ландшафтів: адекватності (копіювання та використання агроландшафтами природних закономірностей); сумісності (взаємозв’язок з природними компонентами); відповідності фітоценозу умовам місцезростання (агролісомеліоративне районування, добір порід, взаємодії порід у заново створених фітоценозах); пріоритету фітомеліорації – врахування перетворювального впливу рослинності на довкілля; просторового і видового фіторізноманіття – наповнення структури ландшафту різнорідними рослинними угрупуваннями з метою підвищення його стійкості до антропогенних навантажень; обліку мікрозональності природних умов, тобто особливостей території (гідрологічні, ґрунтові, мікрокліматичні та інші) та їх урахування в мікрозональному аспекті – горизонтальному і вертикальному; природного балансу та економічності (забезпечення простого і надалі розширеного відтворення життєво важливих факторів природного середовища, окремих його компонентів).
Формування оптимального екологічно стійкого ландшафту рекомендується вести шляхом послідовної розробки концепцій, програм, проектів агролісомеліоративного впорядкування на базі врахування природного потенціалу, що передбачає раціональне використання земельних ресурсів і такого екологічного навантаження, яке сприяло б не тільки самозбереженню функціональних зв’язків існуючих природних компонентів, але й їх поліпшенню і збагаченню.
Розроблена програма оптимізації структури земельного фонду лісоаграрного ландшафту, критерієм оптимальності якої слугує максимальна врожайність основної зернової культури – озимої пшениці за умови дотримання нормативних екологічних показників: оптимальної полезахисної лісистості, лісистості водозбору, раціональної структури сільськогосподарських угідь (рілля, луки, пасовища, багаторічні насадження). Програма написана на мові “Borland Pascal 7.1” з використанням симплекс-методу.
Важливим етапом у реалізації одержаних оптимізаційних моделей є управління процесом оптимізації ландшафтів і цілеспрямований вплив на них, постійне стеження за тим, чи набувають вони бажаних оптимізованих рис. У цьому безперечна роль агролісомеліоративного моніторингу та агролісомеліоративних управлінських структур різних рівнів.
Могутнім інструментом для ефективного проектування та успішного виконання агролісомеліоративних програм є застосування географічних інформаційних систем, здатних забезпечити проектні та виконавчі органи різнорідною просторовою інформацією. Такі функції ГІС як перекриття, об’ємність, бази даних, ефективність проектування мають непересічне значення для забезпечення впровадження оптимізаційних моделей в агролісомеліорації.
Обґрунтування схем і проектів агролісомеліоративного впорядкування необхідно здійснювати шляхом екологічної й економічної оцінки створюваного лісоаграрного ландшафту. У цьому плані рекомендуємо використовувати такі екологічні показники: рекреаційна ємкість, облісненість сільськогосподарських угідь, розораність, обводненість території, об’єм газообміну і конденсації пилу. Виявлено, що еколого-економічна ефективність лісоаграрних ландшафтів вища на 20–30% і більше (у ряді випадків – у 1,5-2 раза), ніж відкритих територій.
Публікації автора:
Монографія
Юхновський В.Ю. Лісоаграрні ландшафти рівнинної України: оптимізація, нормативи, екологічні аспекти. – К.: Інститут аграрної економіки, 2003. – 273 с.
Статті у журналах та збірниках наукових праць:
Штофель М.А., Юхновский В.Ю. Нормативы целевых рубок ухода в дубовых полезащитных лесных полосах // Совершенствование ведения лесного хозяйства и защитного лесоразведения. – К.: УСХА, 1988. – С. 58–62 (автором особисто закладено дослідні об’єкти, проведено камеральну обробку матеріалів, виконано моделювання вибірки за запасом).
Штофель М.А., Юхновский В.Ю. Закономерности формирования текущего прироста стволов дуба в полезащитных лесных полосах // Полезащитное лесоразведение и его эффективность. – Волгоград: ВНИАЛМИ, 1990. – Вып. 2 (100). – С. 75–82 (автором особисто закладено дослідні об’єкти, встановлено залежності між поточним приростом і параметрами стовбурів дуба).
Юхновский В.Ю. Система нормативно-справочных данных для таксации полезащитных лесных полос // Агролесомелиоративные исследования в СССР. – Волгоград: ВНИАЛМИ, 1991. – Вып. 14(70). – С. 143–144.
Штофель М.А., Юхновский В.Ю. Полнодревесность и объем стволов дуба в полезащитных лесных полосах // Лесовыращивание и защитное лесоразведение. – К.: УСХА, 1992. – С. 121–127 (автором особисто закладено дослідні об’єкти, встановлені залежності між показниками повнодеревності та об’ємом стовбурів).
Юхновский В.Ю. Таксационное строение полосных насаждений по диаметру // Наука – лесохозяйственному производству. – К.: УГАУ, 1993. – С. 52–56.
Юхновський В.Ю. Нормативи росту і продуктивності білоакацієвих (Robinia pseudoacacia) лісових смуг // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1998. – Вип. 4. – С. 184–193.
Юхновський В.Ю. Агролісомеліоративні параметри лісоаграрного ландшафту // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1998. – Вип. 8. – С. 131–139.
Пилипенко О.І., Юхновський В.Ю. Обґрунтування параметрів оптимальної полезахисної лісистості // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1998. – Вип. 10. – С. 326–342 (автором проведено аналітичний огляд літератури, моделювання параметрів полезахисної лісистості, аналіз результатів).
Пилипенко О.І., Юхновський В.Ю. Ліс і поле — єдина екологічна система // Вісник аграрної науки / Спец. вип. – Вересень 98. – К.: Аграрна наука, 1998. – С. 91–93 (автором проведено обґрунтування проблеми, аналітичний огляд літератури, аналіз результатів досліджень).
Юхновський В.Ю. Моделювання окоренкового збігу дерев у лісосмугах // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1999. – Вип. 17. – С. 279–284.
Юхновський В.Ю. Перспективи ГІС в агролісомеліорації // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1999. – Вип. 19. – С. 229–235.
Юхновський В.Ю., Штофель М.О., Джос М.М. Моделі зв’язку між основними агролісомеліоративними параметрами лісоаграрного ландшафту // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 1999. – Вип. 20. – С. 188–195 (автором проведено моделювання залежностей між основними параметрами агроландшафтів, аналіз результатів досліджень).
Пилипенко О.І., Юхновський В.Ю. Оптимальні зональні конструкції полезахисних лісових смуг // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2000. – Вип. 25. – С. 266–271 (автором розроблені моделі росту лісосмуг для різних конструкцій, проведено статистичну оцінку результатів досліджень).
Юхновський В.Ю., Пилипенко О.І. Біологічна продуктивність лісової компоненти лісоаграрного ландшафту // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2001. – Вип. 34. – С. 225–231 (автором особисто закладені дослідні об’єкти, проведено камеральну обробку зібраних матеріалів, визначення продуктивності лісосмуг за компонентами фітомаси).
Малюга В.М., Юхновський В.Ю. Захисні лісові насадження – складова національної екологічної мережі // Аграрна наука і освіта. – К.: УАННП "Фенікс", 2001. – Т. 2. – № 1–2. – С. 90–94 (автором проведено постановку проблеми, огляд літератури, обґрунтовано місце лісонасаджень в екомережі).
Юхновський В.Ю. Методологічні основи досліджень в агролісомеліорації // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2001. – Вип. 46. – С. 214–223.
Widrlechner M.P., Schutzki R.E., Yukhnovskyy V.Y., and Sviatetsky V.V. Collecting Landscape Trees and Shrubs in Ukraine for the Evaluation of Aesthetic Quality and Adaptation in The North Central United States // FAO/IPGRI Plant Genetic Resources Newsletter, No. 126, 2001. – Р. 12–16 (автором закладені дослідні об’єкти, проведено камеральну обробку матеріалів, аналіз результатів).
Юхновський В.Ю. Агролісомеліоративний моніторинг лісоаграрних ландшафтів // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2002. – Вип. 50. – С. 236–242.
Юхновський В.Ю., Малюга В.М. Складові екологічної оптимізації лісоаграрного ландшафту // Аграрна наука і освіта. – К.: УАННП "Фенікс", 2002. – Т. 3. – № 1–2. – С. 58–64 (автором проведено аналітичний огляд літератури, обґрунтовано місце і роль насаджень в оптимізації агроландшафту).
Юхновський В.Ю. Нормування антропогенних навантажень на лісоаграрні ландшафти рівнинної України // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2002. – Вип. 54. – С. 233–246.
Пилипенко О.І., Юхновський В.Ю. Дуб звичайний у захисному лісорозведенні // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2003. – Вип. 61. – С. 61–69 (автором особисто закладені дослідні об’єкти, розроблені нормативи).
Юхновський В.Ю., Святецький В.В., Widrlechner M.P., Schutzki R.E. Біорізноманіття лісової компоненти лісоаграрного ландшафту // Аграрна наука і освіта. – К.: УАННП "Фенікс", 2003. – Т.4. – № 1-2. – С. 70-75 (автором закладені дослідні об’єкти, проведено камеральну обробку матеріалів, аналіз результатів).
Юхновський В.Ю., Терещенко Л.І., Гукасова Г.О. Моделювання врожайності озимої пшениці в лісоаграрних ландшафтах // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2003. – Вип. 63. – С. 231–237 (автором проведено постановку проблеми, аналітичний огляд літератури, моделювання урожайності, аналіз результатів).
Авторське свідоцтво
Способ таксации лесонасаждений: А.с. 1514278, СССР, MKI4 A 01 G 23/00 / Юхновский В.Ю., Курило В.С. Опубл. 15.10.89. Бюл. 38. – 3 с.
Штофель М.А., Юхновский В.Ю. Нормативы абсолютной полноты и запаса дубовых полезащитных лесных полос // Труды респ. н.–т. конф. "Совершенствование ведения хозяйства в лесах Украины и Молдавии". – К.: УСХА, 1990. – С. 138–140.
Юхновский В.Ю., Кашпор С.Н. Моделирование роста в высоту полосных насаждений дуба // Труды респ. н.–т. конф. "Актуальные проблемы защитного лесоразведения и степного лесоведения". – К.: УкрНИИНТИ, 1990. – Вып. 1. – С. 17–18.
Радчук Н.Ф., Юхновский В.Ю., Кашпор С.Н. Моделирование пространственного снегоотложения и влагонакопления под защитой лесных полос, пройденных рубками ухода различной интенсивности // Труды всес. конф. Молодых ученых и специалистов "Охрана и рациональное использование лесных ресурсов". – М.: МЛТИ, 1991. – С. 39–40.
Юхновський В.Ю. Критерій оптимальності в лісоаграрних ландшафтах // Праці конф. проф.-викл. складу і асп. УДАУ. – К.: УДАУ, 1993. – С. 28.
Юхновський В.Ю. Структурна схема лісоаграрного ландшафту // Праці наук. конф. проф.-викл. складу і асп. НАУ "Проблеми АПК: Пошук, досягнення". – К.: НАУ, 1994. – С. 34.
Yukhnovskiy V.Y. The Growth Features and Standards for Black Locust (Robinia Pseudoacacia) Windbreaks Estimation // Proceedings of IUFRO Conference "Modelling Growth of Fast-Growing Tree Species". September 3–5, 1997. – Chile: Valdivia university, 1997. – P. 135-146.
Штофель М.А., Юхновський В.Ю. Лісівничо-меліоративні аспекти рубок догляду у лісосмугах // Матеріали міжнар. конф. “Лісівнича наука і освіта: стан і перспективи розвитку”. – К.: НАУ, 1997. – С. 204–206.
Василенко Ю.А., Герасименко П.І., Дударець С.М., Малюга В.М., Пилипенко О.І., Штофель М.А., Юхновський В.Ю. Лісомеліоративні заходи як один із аспектів покращення екологічного стану Дніпра // Матеріали міжнар. конф. “Лісівнича наука і освіта: стан і перспективи розвитку”. – К.: НАУ, 1997. – С. 206–209.
Yukhnovskiy V.Y. The Growth Features of Oak Windbreaks in Ukraine // Proceedings of International Conference on the Inventory and Monitoring of Forested Ecosystems "Integrated Tools for Natural Resources Inventories in the 21st Century". August 16–20. – USA: USDA, 1998. – P. 146.
Yukhnovskiy V.Y. Optimization Model of Forest-Agricultural Landscape // Proceedings of The Sixth Conference on Agroforestry in North America. June 12–16, 1999. – USA, Arkansas,: USDA, 1999. – P. 208.
Юхновський В.Ю. Антропогенна трансформація лісоаграрних ландшафтів // Праці міжн. конф. “Проблеми сучасної екології”(Запоріжжя, 24–26 червня 2002 р.). – Запоріжжя: Вид-во ЗДУ, 2002. – С. 90.
