CC BY
40
УДК 630*116(23) Проф. В.С. Олшник, д-р с.-г. наук - Прикарпатський НУ
iM. Василя Стефаника, м. 1вано-Франк1вськ
ФАКТОРИ ВИНИКНЕННЯ ПАВОДКОВОГО СТОКУ ВОДИ В Г1РСЬКИХ Л1САХ КАРПАТ
Проан^зовано вплив атмосферних i лгшгенних фактор1в на формування паводюв у ripcbKMX люах. Показано, що на тлi складних природних умов !х гiдрологiчна роль не завжди чiтко виражена i значно лiмiтуeться погодними i Грунтовими чинниками.
Ключот слова: метеорологiчнi умови, Грунт, рельеф, геолопя, опади, паводковий стк, лiсистiсть, господарська дiяльнiсть.
Надм1рне атмосферне зволоження, р1зко розчленований рельеф i нез-начна потужнють Грунпв Карпат створюють умови для частого виникнення паводюв й супроводжуючих !х ерозшних процеив. Головним природним чинником запоб^ання цим негативним явищам е люовий покрив. Однак, нез-важаючи на те, що вш е основним рослинним компонентом ландшафпв регь ону (люистють пр сягае 59 %), стих1я систематично завдае значно! шкоди довюллю та р1зним галузям господарства. Це зумовлюе суперечливють пог-ляд1в щодо паводкорегулювально! здатносп люового покриву [1, 6, 8].
У раз1 недостатнього врахування специфжи прських умов пдролопч-ну роль люу можна як недоощнювати, так i перебшьшувати. Так, у засобах масово! шформацп та еколопчнш л1тератур1 катастроф1чшсть паводюв 1998, 2001 i 2008 рр. здебшьшого пов'язуеться 1з змшами в рослинному покрив1 та рубанням люу без надежного врахування метеоролого-синоптично! ситуацп та тдсилювально! ди Грунтово-геоморфолопчно! основи. Тому важливою пе-редумовою об'ективно! паводкорегулювально! ощнки люового покриву е ана-л1з абютичних, бютичних i антропогенних пдролопчних чинниюв i !х рангу-вання за ступенем впливу на виникнення шюдливого стоку води.
Численна пдролопчна лiтература визначае п'ять основних чинниюв водного режиму - кшмат, геологiю, рельеф, Грунти та рослиннiсть. На нього впливае антропогенна дiяльнiсть - сiльське i лiсове господарства, пдротех-нiчнi засоби регулювання вод, траси комунiкацiй, селггебш площi тощо. З по-зицш виконання лiсами Карпат захисних функцш, найбiльший iнтерес викли-кають фактори, що впливають на формування паводкового стоку - метеоро-логiчнi умови, рельеф, Грунти, лгголопя, структура насаджень та люогоспо-дарська дiяльнiсть. Вивчення !х ролi у формуваннi пдролопчних властивос-тей лiсу були складовою частиною дослiджень, якi ми проводили на трьох iерарxiчниx рiвняx водного режиму прсько! територп Карпат, а саме: одно-рiдниx дiлянкаx прських сxилiв у межах таксацiйниx видЫв, елементарних лiсовиx водозборах стацiонарiв "Свалява" i "Хрипелiв" у букових i ялинових лiсаx та басейнах рж iз рiзним процентом лiсистостi [4, 7]. Як доповнення до отриманих матерiалiв аналiзували також лiтературнi джерела, дат кшматич-них i пдролопчних довщниюв та картографiчнi матерiади люовпоряджень i Грунтово-лiсотипологiчниx обстежень.
Метеорологiчнi умови - основний чинник водного режиму. Головна роль у формуванш паводюв належить атмосферним опадам. Тюнота зв'язюв мiж ними майже функцiонадьна - !х кореляцiйнi вiдношення становлять 0,92-
0,99. Найбшьше опадiв випадае протягом теплого перюду року - понад 70 % рiчноl 1х величини. У цей час дощi можуть повторюватися раз на 2-3 дш. Основна кiлькiсть опадiв припадае на зливовi дощi - понад 20 мм, 50-90 % во-логи яких витрачаеться на формування паводкiв [9]. Найбшьшою локалiза-цiею злив характеризуеться твшчно-схщний мегасхил регiону. Тут у 86 % випадюв розмiщенi осередки катастрофiчних опадiв його територii [2]. Силь-нi дощi тривають 1 -2, школи - 3 дш, за якi кiлькiсть опадiв може сягати 200300 мм. На швденно-захвдному мегасхилi (Закарпаття) максимальнi за величиною дощi часто випадають у холодний сезон року. Вони супроводжуються руйнуванням снiгового покриву.
1з збiльшенням опадiв зростання схилового стоку в рiзних природних умовах неоднакове [6]. Воно найбшьш iнтенсивне на польових упддях. До-сить плавно зростае стж за опадами у багатих люорослинних умовах бучин. 1з збiльшенням висоти гiрських схилiв та одночасною замiною букових типiв люу на ялиновi, паводки iнтенсифiкуються майже в два рази. У верхнш частит ялинового поясу з мшкими сильно-щебенистими Грунтами пiд час опадiв величиною 150 мм схиловий стж може сягати показниюв стоку польових угiдь. На величину паводюв iстотно впливають погоднi умови (табл.). Випа-дання опадiв на перезволожеш Грунти iнтенсифiкуе схиловий стж води в 1,512 разiв сильнiше, порiвняно iз 1х випаданням на вщносно сухi Грунти. Ана-логiчне явище спостерiгаеться iз переходом вщ помiрних дощiв до зливових.
Табл. Багаторiчнi показники паводки; на тсових водозборах у р1зш погодт умови
Характеристика паводюв
Опади, мм
Схиловий стж, мм
Коефь щент стоку
Буков1 люи (стационар "Свалява")
Середш показники паводюв у перюди без попереднього зво-ложення
у т.ч. лигой паводок 31.VII-5.VIII.1989 р. у меженний перюд Середш показники паводюв у перюди тсля попереднього зво-ложення
у т.ч. весняний паводок 17-23.IV.1986 р. тсля стготанення
48,3 69,1
48,8 73,3
2.24
2.25
7,35 27,3
0,05 0,03
0,15 0,37
Ялинов1 люи (стацюнар "Хрипелш")
Середш показники паводюв у перюди без попереднього зво-ложення
у т.ч. паводок 11-24.VIII.1979 р. ¡з добовим максимумом опа-щв 67 мм
Середш показники паводюв у перюди тсля попереднього зво-ложення
у т.ч. зливовий паводок 3-11.VI.1976 р. ¡з добовим максимумом опад1в 91 мм
49,5 158,1 63,8 105,9
10,7 45,1 23,9 72,1
0,23 0,29 0,37 0,66
Поряд iз метеоролопчними умовами, як головним чинником паводкового стоку, важливу роль у його формуванш вдаграють так званi "фактори пiдстилання поверхнi" - Грунти, геолопчна будова та рельеф. У 1х комплексi провiдне мiсце належить Грунтовому покриву. Найпоширен^ в гiрських умовах бурi лiсовi Грунти характеризуються невеликою потужнютю, що зрщ-ка перевищуе 100 см, i досить високою щебенистютю. 1з збiльшенням висоти та с^мкосл схилiв глибина Грунту зменшуеться i зростае його щебенис-
тють. Це зменшуе вологомiсткiсть Грунту i сприяе посиленiй вiддачi схило-вих вод у руслову мережу [5].
Негативною властивютю прських Грунпв е наявшсть у них вщносно-го водотривкого шару iз вкрай низькими фшьтрацшними властивостями. На ньому пiд час злив штенсивно формуеться внутрiшньо-Грунтовий ("контак-тний") стiк [1], швидкiсть якого значно бшьша, нiж пiдземного i за сво!м режимом вш подiбний до поверхневого стоку. Рiзке пiдняття рiвнiв води в руслах тд час дощiв зумовлене, зазвичай, формуванням "контактного" стоку.
З позицш виконання лiсом захисно! рол^ iстотний iнтерес викликае питання водоакумуляцшно! мiсткостi системи "насадження-Грунт". Чим вона бшьша, тим менша ймовiрнiсть штенсифжацп паводкiв та ерозiйно-селевих явищ. Дослщження на стацiонарах свiдчать, що потенцшна здатнiсть ще! системи тд час випадання дощiв та сшготанення в ялинових лiсах може стано-вити 75-90 мм, а в букових - 140-160 мм. Вона, зазвичай, в 1,2-1,4 раза бшьша вщ показниюв суидшх нелюових угiдь. Однак у разi частого випадання опадiв фактичний резерв водоакумуляцшно! здатносп лiсу в 2-3 рази менший вiд його максимально можливих показниюв. Таю особливосп водоутримання люовими екосистемами мають iстотне значення для регулювання невеликих паводкоформувальних опадiв (40-60 мм). 1з збiльшенням !х юлькосп водоре-гулювальна роль системи "насадження-Грунт" послаблюеться i пiд час силь-них дощiв величиною понад 120-150 мм майже не проявляеться.
На формування поверхневих вод iстотно впливае геолопчна будова, основу яко! формуе карпатський флiш, тобто ритмiчне чергування глинистих сланцiв, пiсковикiв i мергелiв. Вiн не сприяе глибиннiй шфшьтрацп атмос-ферних опадiв i акумуляцп пiдземних вод на значних площах, а лише тдси-люе роль метеоролопчних чинникiв у формуваннi розгалужено! гiдрографiч-но! мережi поверхневого стоку води. Найбшьше це виражено на схилах з на-явнiстю у тдГрунп водонепроникливих глинистих сланцiв. Важливим стоко-формувальним чинником е прський рельеф. Чим стрiмкiшi схили, тим, як вь домо, iнтенсивнiший стж. Крутизна схилiв у регiонi мшлива. Для передпр-них територiй характерне дом^вання пологих схилiв крутизною до 10°, у Зовшшшх, Полонинсько-Чорногiрських Карпатах та Рахiвсько-Чивчинсько-му масивi схили переважно с^мю (понад 200), а на бшьшш частинi Водо-дшьно-Верховинських та Вулканiчних Карпат - спадисп (11-200) [8].
1з збiльшенням крутизни схилiв зменшуеться кiлькiсть усмоктано! Грунтом вологи i зростае величина поверхневого стоку. Найбшьше це прита-манно спадистим та, особливо, стрiмким схилам безлюних дiлянок [10]. У ль сi цей процес виражений значно слабше; основну частину дощово! вологи тут поглинае Грунт. Загалом, люовий покрив ослаблюе негативну стокоформу-вальну роль гiрського рельефу. Це мае неабияке пдролопчне значення, ос-юльки на стоконебезпечнi спадистi та с^мю схили в Карпатах припадае близько 75 %% загально! площi. У цих умовах лю виконуе важливу протиеро-зiйну роль. Так, мiж площею еродованих земель i люистютю iснуе тiсний зво-ротнiй зв'язок, коефщент кореляцп якого становить -0,83 [3].
На пдролопчний режим впливае також площа та нахили прських во-дозборiв. Рельеф у рiзних за розмiром басейнах неоднаковий. Зазвичай, iз
змeншeнням плoщi вoдoзбopiв зpocтаe нахил ïхнiх водотоюв. Кopeляцiйний аналiз, який ми пpoвeли для 45 баceйнiв piк i потоюв плoщeю вiд 2 до 740 км2 та нахилами водотоюв y мeжах 3,3 - 209%о, показав, що мiж цими двома паpамeтpами icнye тicний звopoтнiй кpивoлiнiйний зв'язок, eмпipична фopмyла якого мае такий вигляд:
I = 276 / F0,581 пpи n = 0,72±0,07, (1)
дe: I - нахил головного водотоку вoдoзбopy, %; F - площа вoдoзбopy, км2.
1з фopмyли випливае, що найбшьшими показниками нахилiв хаpактe-pизyютьcя водотоки батейшв плoщeю мeншe 100 км2. Змeншeння poзмipiв вoдoзбopiв за одночашого збiльшeння нахилiв ïхнiх водотоюв rnp^e пост-лeнню вoдoвiддачi та збiльшeнню швидкocтi cтiкання води шд чаc злив i crn-шта^нм навiть в умовах виcoкoï лicиcтocтi (понад 60 %). Залeжнicть моду-лiв макcимальнoгo cтoкy вiд плoщi вoдoзбopiв звopoтна. Ïï eмпipичнe piвнян-ня такe:
Ms = 1452 / F0,207 ^и n = 0,61±°,10, (2)
дe: M, - cepeдньoбагатopiчнi мoдyлi макcимальнoгo cтoкy, л-c"1 з км2; F - площа вoдoзбopy, км2.
Згiднo iз фopмyлoю (2), у pазi змeншeння плoщi вoдoзбopiв вiд 700 до 100 км2, мoдyлi cтoкy зpocтають нe дyжe iнтeнcивнo, затe з подальшим змeн-шeнням (<100 км2) - достть piзкo. Icтoтнoмy збiльшeнню макcимальнoгo стоку на наймeнших вoдoзбopах cпpияe нe тiльки нeвeлика площа iз значними нахилами водотоюв, one й тe, що вона одночашо oхoплюeтьcя дощами [8].
На rai cкладних пpиpoдних умов Каpпат лic ocлаблюe poль кшмато-мeтeopoлoгiчних i rpyнтoвo-лiтoгeнних чинникiв фopмyвання водного peжи-му гipcькoï тepитopiï [5, 6]. Пopiвнянo з польовими упддями, вiн в 1,6 pаза по^ащуе заpeгyльoванicть piчкoвoгo cтoкy. Гiдpoлoгiчна poль лicy пост-люeтьcя зi збiльшeнням вiкy наcаджeнь. Бiльш iнтeнcивнo да пpoявляeтьcя у букових лicах i пoвiльнiшe - в ялинових. Aлe за eкcтpeмальних мeтeoyмoв за-хшша poль лicy, нeзалeжнo вiд його в^, piзкo змeншyeтьcя, внаcлiдoк чого iнтeнcифiкyютьcя паводки i cyпpoвoджyючi ïх epoзiйнo-ceлeвi i зcyвнi пpoцe-ст, що вiдбyвалocя пiд чаc останшх катаcтpoфiчних павoдкiв 1998, 2001, 2008 pp. Важливим чинником змши гiдpoлoгiчних умов е гocпoдаpcька дiяль-нють. Дocлiджeння на cтацioнаpах [7, 10] cвiдчать, що найбiльш icтoтнo впливають на водний peжим cyцiльнi pyбання, якi здатнi збiльшyвати cхилo-вий стж павoдкiв майжe у два pази. Нeгативнi гiдpoлoгiчнi наcлiдки поступо-вих i вибipкoвих pyбoк вщповщно мeншi у 2,5 i 10 pазiв.
Тpeба зазначити, що у вшх лicopocлинних умовах Каpпат л^по^ит i нeлicoвi yгiддя можна poзглядати як двi дiамeтpальнo пpoтилeжнi катeгopiï зeмeль з фopмyвання вoлoгooбмiнy. Щодо зpyбiв, то ïх дoцiльнo оцшювати як тpeтю пpoмiжнy катeгopiю мiж двома пoпepeднiми. З одного боку, да зу-мoвлeнo вiдcyтнicтю на них дepeвocтанy, внаcлiдoк чого змeншyeтьcя cyмаp-нe випаpoвyвання i збiльшyeтьcя cхилoвий cтiк води, а з шшого, - тим, що 1рунти зpyбiв нe cтають польовими, вони значною мipoю збepiгають cвoï œp-вicнi фiльтpацiйнi влаcтивocтi, а тому фopмyвання цього виду cтoкy води тут мeншe, нiж на телюових yгiддях [5].
Таким чином, за ступенем впливу на паводковий режим прських лiсiв Карпат основш стокоформувальш чинники можна рангувати у такому порядку: 1) атмосферш фактори (погодш умови); 2) чинники тдстильно! поверхнi (грунти, геологiчна будова, рельеф); 3) лiсiвничi умови (люистють, таксацiйнi особливостi насаджень); 4) люогосподарська дiяльнiсть (способи i види рубок, люовщновлення).
Висновки. Формування стокоформувально! ролi гiрських лiсiв досить складне. Передуим, вона залежить вiд атмосферних i лiтогенних чинникiв i меншою мiрою вiд бiотичних особливостей люового покриву та антропогенно! дiяльностi. Ii здатнi емiлювати метеорологiчнi ситуацп i просторова мш-ливiсть природних умов. Тому у люопдролопчних дослщженнях першочер-говим завданням е виявлення залежностей водного режиму вiд абютичних чинникiв, пiсля чого необхiдно з'ясовувати вплив на нього люу та люогоспо-дарських заходiв.
Л1тература
1. Бефани Н.Ф. Прогнозирование дождевых паводков на основе территориально общих законом1рностей / Н.Ф. Бефани. - Л. : Гидрометеоиздат, 1977. - 184 с.
2. Голуб Е.В. О катастрофических осадках в Украинских Карпатах / Е.В. Голуб // Метеорология и гидрология. - 1971. - № 7. - С. 90-93.
3. Копш Л.1. Ошташзащя люистосп захщного регюну Укра!ни : автореф. дис. на здобут-тя наук. ступеня д-ра с.-г. наук: спец. 06.03.03 - люознавство та лгавництво / УкрДЛТУ. -Льв1в, 2003. - 32 с.
4. Олшник В.С. Методичш особливосп вивчення i оцшки гщролопчно! рол1 прських л> сш Карпат / В.С. Олшник // Науковий вюник НАУ : зб. наук. праць. - Сер.: Лгавництво. - К. : Вид-во НАУ. - 2000. - Вип. 25. - С. 159-166.
5. Олшник В.С. Процеси вологообм1ну системи "грунт-насадження" в р1зних висотних поясах Карпат / В.С. Олшник // Науковий вюник НАУ : зб. наук. праць. - Сер.: Лгавництво. -К. : Вид-во НАУ. - 2001. - Вип. 46. - С. 75-82.
6. Олшник В.С. Вплив люу на формування схилового стоку води в Карпатах / В.С. Олшник // Лгавництво i агролюомелюращя : зб. наук. праць. - Харгав : Вид-во "Майдан". - 2002. - Вип. 101. - С. 102-105.
7. Олшник В.С. Основш результати 50-р1чних стацюнарних експериментальних люопдролопчних дослщжень у Карпатах / В.С. Олшник // Науков1 пращ Лгавничо! академи наук Украши : зб. наук. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 8. - С. 38-45.
8. Перехрест С.М. Шюдлив1 стихшш явища в Укра!нських Карпатах та засоби боротьби з ними / С.М. Перехрест, С.Г. Кочубей, О.М. Печковська. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1971. -200 с.
9. Тепловой и водный режим Украинских Карпат / под ред. Л.И. Сакали. - Л. : Гидрометеоиздат, 1985. - 366 с.
10. Чубатый О.В. Водоохранные леса Закарпатья / О.В. Чубатий, В.С. Олийник // Принципы выделения защитных лесных полос. - М. : Изд-во "Наука", 1977. - С. 42-51.
Олийнык В.С. Факторы образования паводкового стока воды в горных лесах Карпат
Проанализировано влияние атмосферных и литогенных факторов на формирование паводков в горных лесах. Показано, что на фоне сложных природных условий их гидрологическая роль не всегда четко выражена и значительно лимитируется погодными и почвенными факторами.
Ключевые слова: метеорологические условия, почва, рельеф, геология, осадки, сток воды, лесистость, хозяйственная деятельность.
Olijnyk V.S. Factors of flood runoff forming in Carpathian Mountain
forests
The influence of atmospheric and lithogenic factors on the floods formation in mountain forests are analyzed. Hydrological role of mountain forests often is not clear on the background of natural conditions and it is significantly limited by weather and soil factors.
Keywords: weather conditions, soil, topography, geology, precipitation, flood runoff, forestation, economic activity.
УДК 630*15:639.12:502(477.42) Доц. О.Л. Кратюк, канд. бюл. наук -
Житомирський НАЕУ
Л1С1ВНИЧА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗИМОВИХ СТАЦ1Й ПЕРЕБУВАННЯ ГЛУШЦЯ (TETRAO UROGALLUS L.) В УМОВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПОЛ1ССЯ
Проведено детальний аналiз зимових стацш перебування глушця в умовах Центрального Полюся. Проаналiзовано 212 зустрiчей з птахами. З'ясовано вплив л^вни-чих чинниюв на розташування птахiв. Глушщ зустрiчаються переважно в умовах А1-А2 (46,7 %) та В2-В3 (33,0 %). Насадження представлеш здебiльшого деревостанами вжом 40-80 рокiв (65 0%). За несприятливих умов птахи тяжтоть до галявин (70,3 %о) та люових дорiг (25,5 %) у межах рiзних насаджень.
Ключовг слова: глушець, Tetrao urogallus, стацiя, зимове розташування, л^в-ничi чинники.
Вступ. Глушець, як вщомо, осший птах, який протягом року тримА-еться у межах пор1вняно невелико! територп рад1усом 2-3 км навколо токовища, а взимку - на ще менших дшянках площею 0,2-50,0 га [6]. Стащальний розподш глушщв неоднорщний як у межах ареалу, так i протягом року, про що свщчать численш публжацп [1-3, 7 та ш.]. Вивчення закономiрностей та особливостей бютошчного розподiлу важливо у вшх частинах ареалу, а особливо на його межь Зимовий перюд е визначальним у функцюнуванш популя-ци глушця, а ключовим чинником тут виступають лiсiвничi аспекти стацш.
Матерiали та методика дослщження. Матерiал щодо зимового по-ширення глушця в умовах Центрального Полюся збирали на територп По-люького природного заповiдника, ДП "Словечанське ЛГ", ДП "Олевське ЛГ", ДП "Лугинське ЛГ", ДП "Словечанське ЛГ АПК", ДП "Лугинське ЛГ АПК". Загальна юльюсть тимчасових пробних площ, як ми описали у зимовий перь од становить 212. Вивчення стацш глушця у зимовий перюд проводили за слщами життедiяльностi (по!ди, слщи, екскременти), а також безпосереднiм вiзуальним спостереженням за птахами. Цiнну шформащю мае опис умов розташування купок екскрементiв у передвесняний перiод. За ними можна визначити не лише локалггет перебування птаха взимку, а й штенсивнють ви-користання ще! стацп [4, 5].
Результати дослщження. За типом люорослинних умов у зимовий перюд птахiв виявили 127 (59,9 %%) разiв у борах та 85 (40,1 %%) у суборах (табл.).
У борових умовах глушщ вщдають перевагу едатопам А1-А2. Кшьюсть трапляння птахiв у таких умовах становить 99 (46,7 %). Зустрiч з птахами, !х виявлення за ознаками життедiяльностi у суборах характеризуемся змiщенням переважно! !х бiльшостi у свiжi та волоп гiгротопи. Загальна юль-
