Потенціал екосистемних послуг плантацій павлонії в Україні: моделювання вікової динаміки
DOI:
https://doi.org/10.47414/be.2025.No1.pp5-10Ключові слова:
павловнія, депонування вуглецю, киснепродуктивність, біопаливо, екосистемні послугиАнотація
У статті наведено результати кількісної оцінки потенціалу депонування вуглецю, секвестрування вуглекислого газу, киснепродуктивності та біоенергетичної продуктивності павловнії Clone in vitro-112 [Paulownia elongata S.Y.Hu × P. fortunei (Seem.) Hemsl.] і павловнії повстистої [P. tomentosa (Thunb.) Steud.] впродовж перших п’яти років культивування на плантації у середмісті м. Києва. Встановлено, що у сприятливих умовах павловнія може генерувати значні об- сяги ресурсних і регуляторних екосистемних послуг. П’ятирічні плантації павловнії повстистої і Clone in vitro-112 депонували, відповідно, 29,62 і 39,10 т С на 1 га, секвестрували 108,57 і 143,36 т СО2 на 1 га, продукували 14,21 і 18,77 т кисню на 1 га. Біоенергетична продуктивність таких плантацій також є достатньо високою — відповідно, 1167,2 і 1524,9 ГДж га-1. Динаміка обсягів екосистемних послуг у перші п’ять років культивування є висхідною й адекватно апроксимується моделями експоненціальної регресії. Враховуючи вищу біопродуктивність та низьку інвазійну здатність через стерильність насіння, сорт павловнії Clone in vitro-112 рекомендовано до ширшого культивування в Україні.
Посилання
Bordus, O. Y., & Humentyk, M. Y. (2023). Improvement of Paulownia cultivation technology as a raw material for biofuel production. II All-Ukrainian Scientific and Practical Conference «Innovative Environmentally Friendly Technologies of Crop Production in Wartime Conditions, August 31, 2023, Bila Tserkva. BCAU, pp. 36–38.
Duralov, D. M., Tazabekov, A. Ch., Mirzaev, A. U., Nurbayev, K. M., Istablyaev, F. F., & Kurbunova, Sh. R. (2019). Advantages of Paulownia plantation cultivation experience of the Bulgarian company «Paulownia BG». International Conference of Young Scientists «Science and Innovation,» Tashkent, pp. 29–31.
García-Morote, F. A., López-Serrano, F. R., Martínez-García, E., Andrés- Abellán, M., Dadi, T., Candel, D., Lucas-Borja, M. E. (2014). Stem biomass production of Paulownia elongata× P. fortunei under low irrigation in a semi-arid environment. Forests. 5(10). 2505–2520.
Humentyk, M. Y., & Bordus, O. Y. (2023). Features of growth, development, and chemical composition formation of Paulownia biomass. Novitni Aghrotechnologii, 11(3).
Humentyk, M., Bordus, O., Fuchylo, Y., Atamaniuk, O., Zatserkovna, N., & Yakymenko, O. (2023). Prospects for Paulownia cultivation in the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Bulletin of Malyn Professional College, (2), 19–28.
Humentyk, M. Y., & Yaholnyk, O. O. (2020). Paulownia — a high-yielding crop for biofuel and timber production. Bioenergetyka, (2), 6–8.
Iesipov, O., Polyashenko, S., & Sorokin, S. (2023). Paulownia as a renewable energy source. Modern engineering and innovative technologies. (25–01). 48–53.
IPCC (1996). Land use change and forestry. In Revised. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Cambridge University Press, Cambridge, UK.
IPCC (2006). Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. The Institute for Global Environmental Strategies (IGES). URL: https://www.ipcc-nggip. iges.or.jp/public/2006gl/
Ivanyuk, A. P., Zayachuk, V. Y., Kharachko, T. I., Kolodiy, T. V., & Myakush, B. M. (2021). Physical properties of Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. wood. Scientific Bulletin of NLTU of Ukraine, 31(4), 71–75.
Ivaniuk, A. P., Zayachuk, V. Y., Lysiuk, R. M. & Darmohray, R. Y. (2023). Prospects for the use of Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud wood. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology. 52(2). 38–46.
Jakubowski, M., (2022). Cultivation potential and uses of Paulownia wood: A review. Forests. 13(5). 668.
Jiménez L., Rodriguez A., Ferrer J. L., Pérez, A., & Angulo, V. Paulownia. a Fast Growing Plant. as a Raw Material for Paper Manufacturing. Afinidad. Vol. 62. No. 516. 2005. pp. 100–105.
Joshi, N. R., Karki, S., Adhikari, M. D., Udas, E., Sherpa, S., Karki, B. S., Ning, W. (2015). Development of Allometric equations for Paulownia tomentosa to estimate biomass and carbon stocks: an assessment from ICIMOD Knowledge Park. Godavari. Nepal (p. 38). ICIMOD Working Paper 2015/10.
Karpuk, L. M., & Titarenko, V. A. (2023). Dry matter and chlorophyll content in Paulownia plants of different vegetation years in the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beets, (31), 38–46.
Klymenko, L. O., & Myronenko, I. V. (2020). Introduction and adaptation of Paulownia tomentosa in educational and research plots of secondary schools in Mykolaiv region (regional ecological project). Innovatika v Osviti, September (1), 75–79.
Kozakiewicz, P., Laskowka, A., & Ciołek, S. (2020). A Study of Selected Features of Shan Tong Variety of Plantation Paulownia and Its Wood Properties. Annals of Warsaw University of Life Sciences. SGGW. Forestry and Wood Technology 111: 116–123. URL: https://www.researchgate.net/publication/348761752
Linnik, A. (2020). Paulownia as power culture. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural Sciences. 22(92). 19–22.
López, F., Pérez, A., Zamudio, M. A., De Alva, H. E., & García, J. C. (2012). Paulownia as raw material for solid biofuel and cellulose pulp. Biomass and Bioenergy, 45, 77–86.
Magar, L., B., Khadka, S., Joshi, J. R. R., Pokharel, U., Rana, N., Thapa, P., & Parajuli, N. (2018). Total biomass carbon sequestration ability under the changing climatic condition by Paulownia tomentosa Steud. International Journal of Applied Sciences and Biotechnology. 6(3). 220–226.
Makukh, Y. P., Remenyuk, S. O., Riznyk, V. M., & Moshkivska, S. V. (2022). The influence of weeds on the growth and development of Paulownia. Bioenergetyka, (1–2), 45–47.
Martenyuk, H. M., Borysevych, L. V., & Buhaienko, R. V. (2021). Paulownia — a promising tree species. Aspects of Sustainable Development of Forestry, Agriculture, Water, and Energy Management in the Polissya Zone of Ukraine: Proceedings of the All-Ukrainian Scientific and Practical Conference (April 11, 2021), Zhytomyr, p. 120.
Matskevych, O. V., & Lisovyi, M. M. (2023). Features of in vitro propagation of Paulownia hybrid. VI International Scientific and Practical Conference «Biotechnology: Achievements and Hopes» (Dedicated to the 120th Anniversary of NUBiP of Ukraine), p. 218.
Olave, R., Forbes, G., Muñoz, F., & Lyons, G. (2015). Survival, early growth and chemical characteristics of Paulownia trees for potential biomass production in a cool temperate climate. Irish Forestry. Vol. 72. 42–57.
Pegoretti Leite de Souza, H.J.; Muñoz, F.; Mendonça, R.T.; Sáez, K.; Olave, R.; Segura, C.; de Souza, D.P.L.; de Paula Protásio, T.; Rodríguez- Soalleiro, R. Influence of Lignin Distribution, Physicochemical Characteristics and Microstructure on the Quality of Biofuel Pellets Made from Four Different Types of Biomass. Renew. Energy 2021, 163, 1802–1816.
Podhayetskyi, A. A., Matskevych, V. V., Filipova, L. M., Kravchenko, N. V., & Karpuk, L. M. (2022). Optimization of Paulownia (Paulownia Siebold & Zucc.) in vitro cultivation technology. Journal of Native and Alien Plant Studies, (18), 191–208.
Roik, M., Kovalchuk, N., & Humentyk, V. (2023). Features of Paulownia hybrid propagation in vitro and methods of transferring plantlets to soil conditions. Proceedings of the All-Ukrainian Scientific and Practical Internet Conference «Innovative Development of Agriculture on the Basis of Ecological and Economic Balance,» Rivne, pp. 113–114.Domínguez, E., Romaní, A., Domingues, L., & Garrote, G. (2017). Evaluation of strategies for second generation bioethanol production from fast growing biomass Paulownia within a biorefinery scheme. Applied Energy, 187, 777–789.
Spirchez, C.; Japalela, V.; Lunguleasa, A.; Buduroi, D. (2021). Analysis of Briquettes and Pellets Obtained from Two Types of Paulownia (Paulownia tomentosa and Paulownia elongata) Sawdust. BioResources, 16, 5083–5095.
Testa, R., Schifani, G., Rizzo, G., & Migliore. G. (2022). Assessing the economic profitability of Paulownia as a biomass crop in Southern Mediterranean area. Journal of Cleaner Production. 336. 130426.
Vusić, D.; Migalić, M.; Zečić, Ž.; Trkmić, M.; Bešlić, A.; Drvodelić, D. Fuel Properties of Paulownia Biomass. In Proceedings of the Natural Resources, Green Technology and Sustainable Development/3-GREEN, Zagreb, Croatia, 5–8 June 2018; pp. 126–130. URL: https://urn.nsk.hr/urn: nbn: hr:108:838890 (accessed on 22 April 2022).
What are the Sustainable Development Goals? URL: https://www.undp. org/ukraine/sustainable-development-goals
Yadav. N. K.. Vaidya. B. N.. Henderson. K.. Lee. J. F.. Stewart. W. M.. Dhekney. S. A.. & Joshee. N. (2013). A review of Paulownia biotechnology: A short rotation. fast growing multipurpose bioenergy tree. American Journal of Plant Sciences. 4(11). 2070–2082.
Yadav, N., Rakholia, S., & Yosef, R. (2024). Decision Support Systems in Forestry and Tree-Planting Practices and the Prioritization of Ecosystem Services: A Review. Land, 13(2), 230.
Zachar, M.; Lieskovský, M.; Majlingová, A.; Mitterová, I. Comparison of Thermal Properties of the Fast-Growing Tree Species and Energy Crop Species to Be Used as a Renewable and Energy-Efficient Resource. J. Therm. Anal. Calorim. 2018, 134, 543–548.
Zuazo, V. H. D., Bocanegra, J. A. J., Torres, F. P., Pleguezuelo, C. R. R., & Martínez, J. R. F. (2013). Biomass yield potential of paulownia trees in a semi-arid Mediterranean environment (S Spain). International Journal of Renewable Energy Research. 3(4). 789–793.
