Дисертацію присвячено комплексному вивченню еколого-біологічних особливостей зростання ялини звичайної Picea abies (L.) Karst. та ялини колючої P. pungens Engelm. за дії різнорівневого забруднення в умовах промислового м. Кривий Ріг, розташованого у степовій зоні України. Досліджено біометричні параметри та життєвий стан 30–40-річних дерев P. аbies та P. pungens в умовах урботехногенного середовища, а також оцінено життєздатність рослин в куртинному типі посадки. Виявлено, що життєвий стан рослин P. аbies та P. pungens знижується в насадженнях при помірному та високому рівні забруднення у 2,3 та 1,7 разів порівняно з насадженнями контролю. Виявлені адаптивні реакції рослин на техногенний стрес за анатомо-морфологічними та фізіологічними характеристиками хвої ялин. Відмічено, вищий рівень вмісту фотосинтетичних пігментів у хвої P. pungens на всіх моніторингових ділянках у порівнянні з P. abies. Встановлено 13 типів патологій пилкових зерен і зростання кількості тератоморфного пилку в умовах урботехногенного середовища. Відмічено, що в умовах високого рівня забруднення у P. abies та P. pungens показники енергії проростання та лабораторної схожості насіння нижчі у 8,2; 5,6 та 3,6; 6,1 разів відповідно порівняно з рослинами контролю. Досліджено показник комплексної декоративності у рослин P. abies (2,3–4,8 бали) та P. pungens (2,9–4,9 бали), який досягав максимуму на ділянках із незначним рівнем забруднення. Оцінено перспективи використання видів роду Pісеа в урботехногенних умовах та визначено інформативні показники для біоіндикації забруднення середовища аерополютантами.^UThe dissertation is devoted to the complex study of ecological-biological features of growth of Picea abies (L.) Karst. and Picea pungens Engelm. under the action of multilevel pollution in the industrial city of Kryvyi Rih in the steppe zone of Ukraine. We investigated the biometric parameters of the 30–40-year-old trees of P. аbies аnd P. pungens in the urban environment of the city of Kryvyi Rih, and evaluated the viability of plants in the curtain type of planting. It was found that the vital state of P. abies and P. pungens plants is reduced in plantations with moderate and high levels of pollution by 2.3 and 1.7 times compared to control plantations. Adaptive reactions of plants to technogenic stress by anatomical-morphological and physiological characteristics of spruce needles were revealed. We noted that the content of photosynthetic pigments in P. pungens needles was higher in all monitoring areas compared to P. abies. We ascertained the 13 types of pathologies of pollen grains and increase in the amount of teratomorphic pollen in the conditions of urban technogenic environment. It is noted that in conditions of high level of contamination in P. abies and P. pungens the indicators of germination energy and laboratory germination of seeds are lower by 8.2; 5.6 and 3.6; 6.1 times, respectively, compared with control plants. The indicator of complex decorativeness in plants of P. abies (2.3–4.8 points) and P. pungens (2.9–4.9 points) was studied, which reached a maximum in areas with a low level of pollution. Prospects for the use of species of the genus Piсea in urban technogenic conditions are assessed and informative indicators for bioindication of air pollution by air pollutants are determined.

У дисертаційній роботі узагальнено вітчизняний та зарубіжний досвід щодо збереження лісових генетичних ресурсів in situ. Наведено характеристику умов формування, та оцінено стан лісових генетичних ресурсів та плюсових насаджень і плюсових дерев в умовах Правобережного Лісостепу України. Удосконалено основні засади щодо індивідуального та популяційного відбору основних лісотвірних порід. Розроблено та запроваджено сучасні методологічні підходи щодо тестування потомства та сортовипробування деревних порід в умовах зміни середовища (у тому числі кліматичних змін) на основі продуктивності, репродуктивної здатності та екологічної пластичності. Розроблено та запроваджено нові підходи щодо створення об'єктів збереження генофонду ex situ.За результатами досліджень встановлено, що лісові генетичні резервати та плюсові насадження відображають лише четверту частину усього різноманіття лісових екосистем. Втрата функціональної придатності насаджень зумовлена зниженням частки основної лісотвірної породи, зрідженням лісостанів та погіршенням стану дерев. Основними чинниками погіршення ефективності індивідуального відбору є: незадовільний стан дерев та низькі селекційні показники. На основі екологічних моделей «генотип – середовище» та «сорт – середовище» відібрано найкращі потомства, а також розроблено концепцію тестування плюсових дерев.^UAccording to the results of complex experimental researches of in situ forest genetic resources (forest genetic reserves, plus stands, plus trees), destructive changes were made to reduce the share of the main forest species (Quercus robur L. and Quercus petraea L.) in the composition forest stands due to the influence of the complex of abiotic and biotic factors of the environment. It has been established, that selected forest genetic reserves and plus stands represent less than 30% of the diversity of forest ecosystems in the Right Bank Forest-steppe of Ukraine.Based on environmental models, the “genotype – environment” interaction and “variety – environment” selected the best genotypes of English oak, which are characterized by high energy growth and environmental sustainability. In the estimation of the growth energy of the oak offspring in the progeny tests of Vinnytsia, Khmelnytsky and Ternopil regions, the prevalence of genotypes of Vinnytsia (B-7, B-9, B-67) and Ternopil (T-13, T-15 and T-20), which exceed the control variant in height by 5–40% and are characterized by high parameters of breeding estimation (1,5–2,0). With regard to performance and environmental stability, “genotype – environment” interaction has the best properties of the progeny of the plus trees B-8, B-43 and B-72.The most productive and environmentally resistant varieties of fast-growing tree species are offered. The 10 cultivars of poplars in the conditions of the Right Bank Forest-steppe on the basis of the environmental model of the interaction of the “variety – environment” made it possible to highlight the most productive and environmentally stable. Prospective cultivars were varieties Lvivska and Novoberlinska, which have high productivity, sufficiently adapted for the conditions of the region and can be used to create plantations of high-speed species. It is expedient to introduce a variety of Volosysta as one of the most stable in conditions of lowering moisture content.High reproductive capacity of pine (Pinus sylvestris L.) and European fir (Picea abies L.) is established under conditions of environment change. The increase of the average and maximum temperatures by 3.3–3.6 C, the decrease of the Seljaninov index twice did not lead to deterioration of the condition and slowdown of the growth of trees. High reproduction and environmental plasticity characteristics distinguish clones of northern origin (Finland) E80, E1883, E2254 and E618. The spatial analysis of the intensity of the formation of microstrobilus indicates the tendency towards their greater formation in the illuminated southeastern part of the plantation.The growth of average temperatures up to 3.6 C, as well as a decrease in the level of Seljaninov index twice did not reduce the intensity of reproduction of these species. For all phenological forms of English oak (early, early intermediate, intermediate, late intermediate and late), low fecundity is eliminated. The positive influence on the level of the reproduction of oak is usual: the increase in average annual temperatures and the sum of temperatures for the year and during the growing season, as well as an increase for precipitation in the previous year.The European fir in the region has a marked periodicity of seed loss in recent years at the level of 0.0–2.1 points. The growth of average temperatures up to 3.6 C, as well as a decrease in the level of Seljaninov index twice does not reduce the intensity of reproduction of the species. The northern genotypes E2089, E1511 and E11 have higher reproductive performance than the local population.For all phenological forms of English oak, characteristic low fruiting (mean score 1.2). There are established tendencies in reducing the intensity of the formation of reproductive organs during the last 9 years. The most significant decrease in the formation of ovaries and fruiting is inherent in the late phenology form of oak, as more demanding to moisturizing. Positive influence on the level of reproduction of oak conventional has an increase in average annual temperatures (r=0.41–0.43) and the sum of temperatures per year and during the growing season (r=0.32–0.67). The positive effect of increasing the amount of precipitation in the previous year on the growth of the flowering intensity (r=0.60–0.80), as well as the decrease for precipitation during the growing season (r=-0.38…-0.54).

Аналіз вітчизняної та іноземної наукової літератури сфокусовано на біотичному та абіотичному впливі на біологічну стійкість лісової екосистеми та її важливої складової – деревного виду. Проаналізовано структурні відмінності деревини у різних типах лісу як природного полімеру, який складається з целюлози, геміцелюлози та лігніну. Біологічне руйнування деревини у ростучому дереві пов’язано із живими організмами – грибами, бактеріями та комахами, для яких вона є потенційним джерелом живлення. Проаналізовано комплексну дію різних видів патогенів із різних екологічних груп комах фітофагів, вплив яких істотно змінює захисні функції лісової екосистеми. Біодеградацію стовбурної деревини ялиці білої розглянуто в контексті ураження ялицевих деревостанів шкідниками (короїд, вусач тощо) та грибами (коренева губка, опеньок та інші збудники стовбурної гнилизни), що відчутно впливають на кваліметричні ознаки стовбурної деревини. Літературний огляд результатів дослідження властивостей деревини ялиці білої проведено в розрізі її структурних та фізичних відмінностей від біотичних чинників з врахуванням впливу висотно-екологічних умов та типів лісу. Встановлено, що питання вивчення природної стійкості стовбурної деревини ялиці білої проти поверхневої плісняви, деревинозафарбувальних та деревиноруйнівних грибів у розрізі зміни її фізичної якості деревини та кваліметричних ознак круглих лісоматеріалів залишається малодослідженим. Для вивчення природної стійкості деревини Abies alba Mill. в лісорослинних умовах Українських Карпат відібрано 14 ялицевих деревостанів у ДП “Перечинське лісове господарство”, ДП “Великоберезнянське лісове 3 господарство” та ДП “Берегометське лісомисливське господарство”. Район дослідження характерний чіткою вертикальною поясністю лісової рослинності та мішаних насаджень за участю ялиці білої від 350 до 1045 м н.р.м. Вивчення природної стійкості стовбурної деревини ялиці білої та зміни її фізичних властивостей під дією біологічних пошкоджень (поверхневої плісняви; деревинозафарбувальних та деревиноруйнівних грибів, комахами) проведено у вологій буковій суяличині та яличині, вологій грабово-буковій суяличині та яличині, вологій смереково-буковій суяличині та яличині.^UThe analysis of domestic and foreign scientific literatures was focused on the biotic and abiotic impact on the biological resilience of the forest ecosystem and its important component such as tree species. The structural features of wood in the different forest types as a natural polymer consisting of cellulose, hemicellulose and lignin was analyzed. The biological destruction of wood in a growing tree was associated with living organisms – fungi, bacteria, insects and other pests, for which it is a potential source of nutriment. The complex action of different types of pathogens from different ecological groups of phytophagous insects, the influence of which significantly changes the protective functions of the forest ecosystem, was analyzed. The issue of biodegradation of Silver fir stem wood was considered in the context of damage of fir stands by pests (bark beetle, woodwasp, etc.) and fungus (root sponge, honeysuckle and other pathogens of stem rot), which significantly affect the qualimetric characteristics of the stem. Literature review of the results of the study of the wood properties of Silver fir states that the structural and physical wood features influencing by biotic factors in the various altitude and forest types were studied. It has been established that the issue of studying the natural resistance of white fir stem wood against surface mould, wood-staining and wood-destroying fungi in terms of changes in its physical quality and qualimetric characteristics of round timber remains unexplored. To study the natural wood resistance of Abies alba Mill. in the forest conditions of the Ukrainian Carpathians, 14 fir stands were selected in the State Enterprises “Perechynske Forestry”, “Velykobereznyanske Forestry” and “Berehomet 8 Forestry”. The research area was characterized by a clear vertical zonation of forest vegetation and mixed plantations with the participation of Silver fir from 350 to 1045 m above sea level. The study of the natural resistance of Silver fir stemwood and changes in its physical properties under the impact of biological damages (surface mold; wood-staining and wood-destroying fungi, insects) was carried out in wet beech-fir and wet beech-hornbeam-fir forest types.

  Скачати повний текст