CC BY
30
УДК 630*114
ГРУНТОЗАХИСН1 ОСОБЛИВОСТ1 Л1СУ НА ВОДОЗБОРАХ ПЕРЕДКАРПАТТЯ О.М. Ткачук1'2
Охарактеризовано основт чинники виникнення ерозiйних процесш на водозборах Передкарпаття. Висвiтлено ступiнь впливу лiсу на зменшення твердого стоку рiчок i i'x каламутностi. Проаншшовано показники розмиву берегiв рiчками на люових i польо-вих угщдях. Оцiнено роль лiсу у запоб^анш ерозшним процесам. Розраховано емшрич-ш залежностi мiж лiсистiстю рiчкових басейшв i модулями стоку твердих наноив. З'ясовано, що на тлi значного рiзноманiття природних умов регiону дослщжень лiсовий покрив вiдiграe важливу грунтозахисну роль.
Ключовi слова: вiдсоток люистосй, водозбiр, грунти, стiк води, стш наносiв, кала-мутнiсть води, захисна люистють, еродованi землi.
Вступ. Одшею i3 найбiльш важливих багатогранних функцш лiсу е його грунтозахисш властивост! Вони безпосередньо залежать вiд стокорегулюваль-но1 ролi насаджень. У лкових умовах, завдяки високим iнфiльтрацiйним влас-тивостям Грунту, основний чинник ерозшних процесiв - поверхневий стiк води - виникае вкрай рщко, тшьки в разi сильних злив. Тут ерозшш продукти формуються здебшьшого внаслiдок руслових процесш пiд час паводюв. На польових угiддях, навпаки, навiть у разi випадання звичайних дощiв виникае поверхневий стiк води, що спричиняе рiзнi види ерози: площинного змиву, яружних процесiв та розмиву берепв водотокiв. Тому в безлкних умовах показники ерози Грунтш значно бiльшi, нiж у лкових.
Основна характеристика водно-ерозшних процесш - об'еми наносiв рiчок (твердий стш), ят формуються внаслiдок змиву й розмиву грунпв. Ерозiя Грун-тiв з поверхнi водозборiв i надходження 11 продуктiв у гiдрографiчну мережу за-лежить вiд величини й iнтенсивностi опадiв, крутизни сх^в, стану рослиннос-тi, способiв ведення сiльського i лiсового господарств тощо. Показниками рiч-кових наносiв найчастше використовують модуль 1х стоку (маса перемщено! твердо!' речовини у тоннах з 1 км2 плошд водозбирання) i каламутнiсть води (маса завислих твердих часток у водi в кг-м-3) [4].
На цей час для карпатського репону добре вивчеш гiдрологiчнi та геомор-фологiчнi аспекти твердого стоку. Що ж стосуеться впливу на нього лку i його рубань, то лггературш данi iз цих питань поодинокi. Вони зводяться до такого. Зпдно з дослiдженнями О. В. Чубатого [7], на прських водозборах iз стиглими буковими деревостанами твердий стш пересчно становить 12 т- км-2. Пкля су-цiльних рубань вш збiльшуеться у 12 разiв, а пкля поступових - у 3,5 раза. При цьому досить негативш наслiдки спричиняе тракторне трелювання деревини iз лiсосiк. Так, у мшаних хвойних лiсах Бескид у зливовi дощi iз водозборш, де здшснювали рубання, стiк наносiв зростав у 270-1180 разiв, а на водозборах, де його не проводили, тшьки у 6-7 разiв [3].
Для передкарпатських умов питання протиерозшно! ролi лiсу у лiтературi не висвилено. Кiлькiсна його оцiнка для передпрного регiону досить важлива,
1 здобувач, асис. О.М. Ткачук - Прикарпатський НУ iM. Василя Стефаника, м. 1вано-Фран^ськ;
2 наук. кергвник: проф. В.С. Олшник, д-р с.-г. наук.
оскiльки тут внаслщок значно1 сiльськогосподарськоí освоeностi 59 %) та антропогенного зниження лiсистостi (30 %) ерозшними процесами охоплено майже 21 % територц [1]. Це один iз найвищих показникiв в Украíнi. Така оценка мае не тшьки наукове значения, але й прикладне для опрацювання лiсiвни-чих протиерозшних заходiв на водозборах з рiзною лiсистiстю.
Мета дослiдження - визначити протиерозшну роль передгiрних лiсiв на схилах водозборiв та берегах рiчок, а також 'х вплив на процеси зменшення заб-руднення природних вод продуктами ерозií грунтш.
Методика дослщження. Ерозiйнi процеси в умовах Передкарпаття представлен^ в основному, площинним змивом Грунту iз розораних схилiв та бiч-ною ерозiею - розмивом берегiв рiчками [6]. З огляду на це, для вивчення Грун-тозахисно! ролi застосовували два взаемодоповнювальнi методи. Перший - ана-лiз даних гiдрометеослужби про твердий стш рiчок басейшв рiзноí лiсистостi, який розкривае сумарну величину змиву i розмиву грунпв за рiзнi iнтервали часу з поверхш таких об'ектiв. Другий метод - маршрутне обстеження довжини боково! ерозií берегiв iз польовими i лiсовими упддями.
Для з'ясування впливу лiсистостi на величину наносiв передпрними рiками проаналiзовано багаторiчнi показники модулш твердого стоку й каламутностi води. У пдролопчних довiдниках iнформацiя щодо них наявна тiльки для п'яти водозборш (рiчок Бистриця, Малий Серет, Серет, Днктер i Березниця) iз змь ною лiсистостi вiд 41 до 52 %. Тому для розширення 1х статистичного ряду до аналiзу було залучено також показники п'яти суадшх гiрських водозборiв на територп виположено1 Стрийсько-Сянсько1 верховини, ят за морфологiею i рельефно-клшатичнпми умовами мало вiдрiзняються вiд передгiр'я. Внаслщок цього дiапазон лiсистостi водозборш зрк iз 31 до 61 %. У табл. 1 наведено íх морфометричнi й фiзико-географiчнi характеристики, а в табл. 2 - показники стоку наноав i каламутностi води.
Табл. 1. Основш морфометричт та фiзико-геогрaфiчнi характеристики водозборiв
■ о и ч К «= « В о Ц С Середнш похил, %0 § § к Э к о "к (Г1 о4 я Н О 'Н О К о ч
№ з/п Водозбiр (рша - пункт) Я Н к ч § и , & Й о> н О водозбори и « Е
1 Яблунька - м. Турка 690 136 122 5,7 1080 31
2 Стрий - с. Завадiвка 800 740 143 3,3 1254 35
3 Дтстер - с. Стршки 620 382 161 5,9 1018 40
4 Бистриця - с. Озимина 520 206 152 6,4 930 41
5 Малий Серет - с. Верхт Петрiвцi 550 488 80 7,7 845 47
6 Серет - м. Сторожинець 590 672 150 4,7 852 51
7 Дтстер - м. Самбiр 570 850 171 3,9 931 51
8 Березниця - с. Олексичi 370 102 60 5,9 878 52
9 Головчанка - с. Тухля 810 130 250 8,9 1190 54
10 Стрий - с. Матюв 860 106 161 7,2 1225 61
Табл. 2. Спик наноав i каламуттсть води на водозборах з рузною лiсистiстю
- о4 Я , я« Ц 'ч йчх я НТ1 .а -з Кшьюстъ дтв з каламутнютю
№ з/п Водозбiр ^чка - пункт) о ° а ю Я со 2 о Я О н 1И .Е § ец к §2 н § § « й Ен и ^ ЕЕ о и « а ^ § и к н ^ (Г1 ^ „ £ 1 § 3 о д « й § О 000! Ь"енон
1 Яблунька - м. Турка 31 130 31 220 данi вiдсутнi 6
2 Стрий - с. Завадiвка 35 190 43 270 108 4
3 Дшстер - с. Стрщки 40 161 49 267 80 8
4 Бистриця - с. Озимина 41 110 23 220 85 4
5 Малий Серет - с. Верхш Петрiвцi 47 110 25 222 70 3
6 Серет - м. Сторожинець 51 80 32 240 76 2
7 Дшстер - м. Самбiр 51 140 31 255 101 4
8 Березниця - с. Олексичi 52 35 7 99 32 0
9 Головчанка - с. Тухля 54 58 14 86 44 1
10 Стрий - с. Матюв 61 68 14 80 12 2
Вивчення боково!' ерозп проводили у долинах рiчок Луква i Болохiвка в Середньому Передкарпатп, якi досить близью за морфометркю, мають приб-лизно однаковi площi водозборiв i мало вiдрiзняються за часткою лкистосп (табл. 3). На них обстежено найбшьш репрезентативнi береговi дшянки довжи-ною 20 км, половина яких представляе польовi угiддя, а шша частина - зайнята лiсовою рослиннктю.
Табл. 3. Показники розмиву берегiв рiчками на лнсових i польових угiддях
Характеристика Рiчка та 11 водозбiр
р. Болох1вка до с. Томяплвтп р. Луква до с. Боднар1в
Загальна характе ристика рiчок, i 1х водозбо рiв
Довжина рiчки, км Середньозважений похил рiчки, %о 46 6,4 49 2,8
Характеристика водозборiв: площа, км2 середнш похил, %о середня висота, м н.р.м. розорашсть, % шсиспсть, % 203 39 350 40 48 185 46 480 30 59
Характеристика боково! ерозп берегiв рiчок
Довжина обстежених берегiв, км: всього з польовими угщдями з люовими насадженнями 10 5 5 10 5 5
Довжина пiдмитих берегiв, км: всього з польовими угщдями з люовими насадженнями 1,30 0,96 0,34 1,55 1,05 0,50
Середня довжина розмиву, м: для обох видiв упдь з польовими угщдями з люовими насадженнями 25 34 15 22 36 12
Результати дослщження та 1'х обговорення. Порiвняння, наведених у табл. 1 i 2 даних свдаать, що головним чинником запобкання твердим наносам i каламутносп природних вод е лiсистiсть водозборш. Розрахунки показали, що мiж ввдсотком лiсистостi водозборiв i характеристиками твердого стоку кнуе достовiрний зворотний зв'язок, коефщкнти кореляцií якого змiнюються у межах - 0,67... - 0,73. Вплив iнших природних чиннитв (атмосфернi опади, пло-ща, похил i висота водозборiв н.р.м.) на наноси i каламутнiсть води значно мен-ший. У цьому вимiрi тiснота зв'язкiв змiнюеться вiд 0,09 до 0,59 i не завжди статично достовiрна.
Регресивний аналiз матерiалiв свiдчить, що емпiричнi зв'язки мiж лкистк-тю (/Л, %) i модулями наносiв - рiчними (Мн.р) i максимальними мкячними (Мн.м), т-км2 - такi:
М„.р. = 283 - 3,8 • / за г = - 0,73±0,15; (1)
Мим. = 70 - 0,93 • / за г = - 0,66±0,18. (2)
Зпдно з цими формулами iз збшьшенням лiсистостi стiк твердих наносш зменшуеться. Теоретичне 1х припинення (тобто мiнiмiзацiя ерозiйних процесiв до нуля) можливе за частки лiсистостi водозборш близько 75 %.
Залежнiсть рiчноí каламутносп води (5р., кг м-3), кшьккть днк iз помини-ми i сильними ц показниками вiдповiдно понад 50 г м-3 (550) i 1000 гм-3 (51000) ввд лiсистостi водозборiв (fл, %), таю:
5р. = 454 - 5,6 • /л за г = - 0,68±0,15; (3)
550 = 218 - 3,13 • /л за г = - 0,79±0,12; (4)
51000 = 11 - 0,173 • /Л за г = - 0,67±°Д7. (5)
Зпдно з формулою (3), повну чистоту води вщ ерозп можна забезпечити за лкистосп понад 80 %. При цьому вмкт завислих частинок у водi масою понад 50 г- м-3 припиняеться за частки лкистосп понад 70 % (4), а вмкт твердо! речо-вини масою понад 1000 г м-3 - за частки лкистосп понад 60 % (5).
1з комплексу наведених формул випливае, що сучасна 30 %-ва лiсистiсть Передкарпаття зменшуе величину наносш (ослаблюе ерозiйнi явища) в 1,61,7 рази. Максимально можливе зниження твердого стоку до нормального ршня 12 т км-2 [7] властиве для лiсистостi водозборiв понад 70 %. Звичайно, що в умовах значного сшьськогосподарського освоення та густонаселеностi регiону такий показник лiсових площ забезпечити нереально. Тому iз позицiй мшмаль-но доцшьно! 11 захисностi можна прийняти 35 % величину. Як свщчать досль дження [5], у разi зниження лiсистостi менше 30-35 % ерозшнкть земель штен-сивно зростае, а за перевищення цього рiвня 11 темпи знижуються. Окрш цього, наведений показник збкаеться iз рашше отриманим Ю.П. Бялловичем [2] рiв-нем оптимально! лiсистостi для регкну.
Важливу роль у розвитку ерозшних процесiв вiдiграють процеси розмиву берепв. Як видно iз табл. 3, 13-16 % берегово! лiнií розмиваеться течiею рiк. Проте на рiзних упддях цi явища проявляються неоднаково. Довжина шдмитих берегiв з лковими насадженнями у 2-3 рази менша, нiж на дшянках польових
упдь. Загалом берегова ероз1я мало залежить ввд морфометричних i природних характеристик та лкистосп водозборiв. Головний чинник 11 запобiгання - лко-вий прибережний покрив.
Висновки. Лiсовий покрив Передкарпаття ввдграе важливу грунтозахисну роль. Сучасна 30 %-ва лiсистiсть водозборш ослаблюе на них ерозiйнi явища в 1,6-1,7 рази, а насадження по берегах рiчок зменшують 1х розмиви у 2-3 рази. Розрахунки свщчать, що повне уникнення ерозiйних явищ на водозборах мож-ливе за частки лкистосп понад 75-80 %. З метою посилення грунтозахисно1 ро-лi лiсу потрiбне 11 збшьшення на низьколiсистих водозборах, особливо тих, де 11 ршень менший шж 30-35 %. Якщо не можливо збiльшити частку лiсистостi, до-щльно створювати по горизонталях рельефу стокорегулювальш смуги. З метою зменшення боково! ерозií у рiчкових долинах i запобiганню потрапляння у пд-рографiчну мережу твердого стоку ерозiйного походження, береги водотокiв, за змогою, мають бути максимально залiсненими.
Лiтература
1. Белова Н.В. Агроландшафти Передкарпаття, i'x геоекологiчна оцшка i шляхи оптишзаци : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. геогр. наук: спец. 11.00.11 "Конструктивна географiя i рацiональне використання природних ресурсов" / Н.В. Белова. - Львiв, 2016. - 20 с.
2. Бяллович Ю.П. Нормативы оптимальной лесистости равнинной части УССР / Ю.П. Бяллович // Лесоводство и агролесомелиорация : респ. межвед. темат. науч. сб. - К. : Вид-во "Урожай". - 1972. - Вып. 28. - С. 54-65.
3. Кульчицький-Жигайло I.C. Вплив люоексплуатацшних заходов на стж води та наносив у притоках рiчки Головчанки / I.G. Кульчицький-Жигайло, Н.С. Приболотна, O.G. Ошкуревич // Лiсове господарство, люова, паперова i деревообробна промиакгасть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Львш : Вид-во НЛТУ Украши. - 2006. - Вип. 32. - С. 109-118.
4. Михайлов В.Н. Общая гидрология / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1991. - 368 с.
5. Олшник В.С. Еродовашсть земель в агроландшафтах Передкарпаття / В.С. Олшник, Н.В. Белова // Геополггика i екогеодинамша регюшв : наук. журнал. - 2014. - Т. 10, вип. 2- С. 361-364.
6. Цись П.М. Геоморфологш i неотектонжа / П.М. Цись // Природа Украшських Карпат : зб. наук. праць. - Львгв : Вид-во Львгв. ун-ту, 1968. - С. 50-86.
7. Чубатий О.В. Захисна роль карпатських лТов / О.В. Чубатий. - Ужгород : Вид-во "Карпати", 1968. - 136 с.
Надтшла до редакцп 13.07.2016р.
Ткачу к О.М. Почвозащитные особенности леса на водосборах Предкарпатья
Охарактеризованы основные факторы возникновения эрозионных процессов на водосборах Предкарпатья. Освещена степень влияния леса на уменьшение твердого стока рек и их мутности. Проанализированы показатели размыва берегов реками на лесных и полевых угодьях. Оценена роль леса в предотвращении эрозионным процессам. Рассчитаны эмпирические зависимости между лесистостью речных бассейнов и модулями стока твердых наносов. Установлено, что на фоне существенного разнообразия природных условий региона исследований лесной покров играет важную почвозащитную роль.
Ключевые слова: процент лесистости, водосбор, почвы, сток воды, сток наносов, мутность воды, защитная лесистость, эродированные земли.
Tkachuk О.М. Some Forest Features of Soil Protection on Carpathian Catchments
The characteristic of main factors of erosion in Precarpathians catchments is provided. The article deals with the degree of influence of the forest into reduction of the solid runoff of rivers and turbidity. Some indicators of coastal erosion in rivers of forest and field lands are
analysed. We evaluated the role of forests in preventing erosion processes. We also calculated empirical dependence between forestation of river basins and flow modules of solid sediment. It was found that forest cover plays an important role in protecting of soil, on the background of substantial diversity of natural conditions in region of research.
Keywords: percentage of forest cover, columbine, soils, evaporation of moisture, the flow of solid overburden, the flow of water, water turbidity, protective forest cover, eroded land.
УДК 581.46:712.41
ПОЛ1ПШЕННЯ ВИДОВОГО СКЛАДУ ЧАГАРНИК1В ПАРК1В I СКВЕР1В М1СТА ЛУГАНСЬКА
О.П. Трунов1, М.С. Коленкта2, С.1. Скаковський3
На теригорц парюв i скверiв Луганська визначено 14 вищв чагарниюв, зокрема 3 ви-ди голонасшних, як належать до 2 родiв i 1 родини, га 11 вищв покритонасшних, що належать до 11 родiв i 7 родин. Листопадш - 11 вищв, вiчнозеленi 3 види. Переважають штродуковаш види. Бiльшiсгь видiв свiглолюбнi, морозостшю, зимосгiйкi, посухос-гiйкi, олiгогрофи, квгшуть весною. Наведено рекомендаци щодо збереження, збагачен-ня видового асортименту чагарникових порiд паркiв i скверiв Луганська та захисту, як можуть бути використаш у межах степово! зони Украши.
Ключовi слова: озеленения, парки та сквери, степова зона, чагарники, iнгродуценги.
Вступ. Парки та сквери - озеленеш дiлянки площею вщ 0,5 га до десяткв гектарiв, розташованi переважно в мiськiй забудовi та призначенi для коротко-часного i тривалого вiдпочинку, прогулянок, зустрiчей, транзитного руху шшо-ходiв, художньо-декоративного оформления населених пунктав. Цi дшянки ви-користовують в естетичних, виховних, природоохоронних та оздоровчих цiлях [5]. У насадженнях парк1в i скверш значне мiсце посiдають чагарники, асорти-мент яких потрiбно пiдтримувати та збшьшувати.
Чагарники в Степу Украши мають велике значення, як елемент бюлопчно!' стiйкостi створюваних насаджень, а також е цiнними з погляду декоративностi. Водночас упродовж останнiх роив на Сходi Украши цим питанням на об'ектах озеленення загального користування придiляють недостатньо уваги. Старi наса-дження, якi не повнiстю виконують сво1 функцл, практично не оновлюють, а новi поодинокi посадки представлеш переважно бирючиною звичайною та юлькома видами ялiвцiв. 1нколи працiвники сфери озеленення надмiрно захоп-люються багатьма новими видами та формами чагарниюв, як масово завозять з-за кордону. Для цих чагарниюв недостатньо розроблено агротехшку вирошу-вання. Частина цих чагарниюв не актматизоваш та не адаптоваш для грунтово-клiматичних умов Украши, що нерщко призводить до часткового, а iнодi i пов-ного випадання чагарникiв з насаджень.
Мета дослщження - iнвентаризацiя видового складу чагарниюв паркiв i сквер1в Луганська для встановлення ефективних шлях1в кнього збереження, вiдновления та розвитку в репош.
1 доц. О.П. Трунов, канд. с.-г. наук - Харкгвський НАУ 1м. В.В. Докучаева;
2 ст. викл. М.С. Коленкша, канд. с.-г. наук - Харкгвський НАУ 1м. В.В. Докучаева;
3 асист. С.1. Скаковський - Луганський Ну 1м. Тараса Шевченка
Мкце, методика дослвдження. Польовi та камеральнi дослщження проведено у парках i скверах Луганська. Загалом у чотирьох районах мiста нарахо-вуеться 26 таких об'екпв, велика частина знаходиться в Леншському райош, а сквер ш. Геро!в Велико!' Вiтчизняноí вшни i сквер iм. Геро'в Молодо!' Гвардп е пам'ятками садово-паркового мистецтва мкцевого значения.
Дослiдження здiйснено ввдповщно до " Iнструкцií' по швентаризацп зелених насаджень у населених пунктах Украши" [7] з використанням доввдково!' лгге-ратури [2-4]. Географiчний анатз вирощуваних чагарникiв паркiв i скверiв Луганська здiйснено на основi флористичного подiлу свiту за АЛ. Тахтаджяном [9]. За геоботанiчним районуванням Украши мiсто Луганськ розташоване в До-нецькому лiсостеповому окрузi дубових лкк, лучних та рiзнотравно-злакових та петрофиних степiв Чорноморсько-Азовсько!' степово!' шдпровшцц Понтич-но!' степово!' провiнцií' бвразшсько!' степово!' областi.
Грунтовий покрив територп представлений чорноземами звичайними на лесових породах. Клiмат району посушливий, з нестшкою зимою та спекотним лггом, недостатнiми опадами. За агроклшатичним районуванням Украши тери-торк належить до посушливо!' дуже тепло!' агроклiматичноí' зони з гiдротермiч-ним коефiцiентом за теплий перiод року 0,82, зокрема липень - 1,36, травень -0,92, червень - 0,97, липень - 0,79, серпень - 0,63, вересень - 0,74. Перехад тем-ператури пов^я через 0 °С у Луганськiй обл. спостережено в першш декадi бе-резня, через +5 °С - наприкiнцi березня - на початку квiтия. Сума активних температур вище за 10 °С становить 2920° -3148°С. Середня багаторiчна рiчна температура повiтря в Луганську змшюеться вiд 7,4 °С до 8,8 °С, найбшьш теплим мкяцем е липень (20,9-22,4 °С). Кiлькiсть опадк середньобагаторiчна -428 мм, за теплий перюд року - 258 мм. Тривалкть вегетацшного перiоду становить 205-215 дшв, перiоду активно!' вегетацií' (з температурою вище 10 °С) -170-176 дшв. Запаси продуктивно!' вологи у метровому шарi грунту на початку вегетацп в середньому становлять 110-160 мм, наприкшщ вегетацií' - до 5060 мм. Повторюванкть атмосферно!' помiрноí' посухи становить до 60 дшв на рк, суворо!' - 20-40 днiв [8].
Результати дослщження. За даними польових дослвджень встановлено, що на територií' парив i скверiв Луганська ростуть 14 видк чагарниюв. Серед них 3 види голонасшш, якi належать до 2 родк i 1 родини та 11 видiв покрито-наанних, що належать до 11 родiв i 7 родин (табл. 1).
Табл. 1. Частота виявлення чагарниюв у парках i скверах Луганська
Родина
Кшьюсть видiв
Кшьюсть парюв i craepiB, у яких виявлено чагарники
Oleaceae Lindl.
3
18
Cupressaceae F.W. Neger.
12
Rosaceae Juss.
Caprifoliaceae A.L. Jussien.
Hydrangeaceae Endl.
Adoxaceae E. Mey.
Berberidaceae Juss.
Anacardiaceae R. Br.
3
2
7
2
4
1
8
1
3
1
6
1
2
