Cталий розвиток територій: лісомеліорація Яворівського гірничо-промислового району

Природні ландшафти України знаходяться на межі стійкого функціонування, а їхнє подальше руйнування може призвести до повної втрати самовідновлюючих біосферних функцій природи. На теренах України площа техногенних ландшафтів займає понад 220 тисяч гектарів, із них близько 70% порушено внаслідок відкритого видобутку покладів корисних копалин. При застосуванні цього способу знищується рослинний та ґрунтовий покрив, а забруднене повітря пригнічує ріст рослин, знижуючи їх життєздатність та довговічність [1,2].

В структурі земельних угідь Львівщини переважає рілля – 44,2% (при цьому більшість орних земель осушена гончарним дренажем). Друге місце займають площі покриті лісом – 38,8%, населені пункти (8,5%) і луки (6,7%). Аналіз структури земельних угідь показує, що на гірничопромислові потреби відведено близько 380 км2 або 1,8% площі області.

За таких умов суттєво погіршується екологічний стан відвальних ландшафтів, їхні санітарні, естетичні та рекреаційні якості. Тому реалізація стратегії збалансованого природокористування та природовідтворення господарського комплексу Яворівського гірничопромислового району (ГПР), лісомеліорація техногенних ландшафтів, вирішення соціально-екологічних проблем на основі сучасних інформаційно-аналітичних методів та біотехнологій є актуальним.

Враховуючи, що лісові ценози використовують до 90% сонячної енергії (агроценози - лише 40%), а також зважаючи, що гармонійний розвиток суспільства з природою потребує співвідношення лісової рослинності до агроландшафтів у межах 50% [3,4], на землях, які зазнали техногенного впливу, доцільно створювати лісові культурфітоценози, які виконували б різноманітні життєво важливі захисні функції. Заліснення таких земель буде сприяти покращенню якості довкілля, збільшенню лісистості гірничодобувних районів та залученню до господарського обігу земель з порушеним ґрунтовим покривом.

Мета роботи - теоретичне обґрунтування фітоценотичних основ заліснення відвальних ландшафтів та практична реалізація біологоценотичних засад технології створення лісових культур на рекультивованих землях, які відповідають концепціям природозберігаючих парадигм і базуються на даних морфофізіологічного моніторингу та застосуванні мікоризаційних технологій у лісокультурній практиці.

Об'єктом порівняльних досліджень вибрані сингенетичні фітомеліоранти: очерет звичайний (Phragmites australis); жовтець їдкий (Ranunculus acris); хвощ польовий (Equisetum arvense); очеретянка звичайна (Phalaroides arundinacea); верба козяча (Salix coprea). Дослідний матеріал відібрано з території підземної виплавки сірки (ПВС), ділянок, прилеглих до Яворівського кар’єру, контрольні зразки – з прилеглої непорушеної місцевості. Кількісне визначення пігментів проводилось стандартним спектрофотометричним методом, а також методом похідної спектроскопії. Активність фотосинтетичного апарату досліджувалась методом фотоіндукованої флуоресценції хлорофілу [5]. Активність мікоризації визначено за кількістю спор на см3 препарату. Для оцінки результатів досліджень використано критерієй Стюдента.

Отримані результати [6] вказують на інактивацію фотосинтезу внаслідок дисбалансу пігментного комплексу. Зміна вмісту пігментів впливає не лише на інтенсивність фотосинтезу, але і на загальний рівень метаболізму, рух асимілянтів, синтез ростових речовин. Порівняльний аналіз результатів визначення вмісту пігментів вказує на високу точність методу похідної спектроскопії (рис.1) в порівнянні з спектрофотометричним.

Проведені дослідження показали статистично достовірні зміни кількісного складу пластидних пігментів у листках рослин на всіх досліджених ділянках стосовно відповідних їм фонових значень. При цьому, відзначено появу видоспецифічних змін пігментного комплексу деревних рослин у трансформованих умовах середовища існування. У рослинних тканинах зафіксовано загалом знижений вміст каротиноїдів, статистично достовірно відмінний від фонових значень, що обумовлено морфофізіологічними особливостями досліджуваних рослин.

Зміни в пігментному комплексі відображають адаптованість фізіологічних функцій рослин до різних екологічних умов і є основною причиною інактивації фотосинтезу. Для досліджених видів характерним є зниження суми пластидних пігментів у ряді: поля підземної виплавки сірки < кар’єрні відвали < непорушена фонова територія.

 

Рис 1 Спектр поглинання екстрагованої витяжки пігментів листків очерету звичайного (Phragmites australis) з трьома вибраними аналітичними довжинами хвиль відповідно для хлорофілу «a», «b» і каротиноїдів

 

Простежується відмінність у характері зміни окремих пластидних пігментів деревних рослин на територіях різного функціонального призначення. В досліджуваних зразках рослин спостерігається достовірне послідовне зниження вмісту хлорофілів «а» та «у ряді досліджених ділянок стосовно до відповідних фонових. Відзначено зміни у співвідношенні хлорофілів «а», «та каротиноїдів у листках досліджених видів на різнофункціональних девастованих ландшафтах Яворівського ГПР порівняно із фоновою територією. Спостерігається зниження відсоткової частки хлорофілу «а» та зростання частки каротиноїдів у асиміляційних органах рослин.

Отримані параметри фотоіндукованої флуоресценції хлорофілу показують, що в умовах деградованого середовища Яворівського ГПР індекс життєвості рослин у порівнянні з контрольними зразками нижчий. Згідно даних флуоресцентного тестування, на фоні відносно високих значень індексу життєвості досліджуваних рослин, прослідковується тенденція його зниження в умовах деградованого середовища, у порівнянні з контролем. Фіксовані значення індексу життєвості рослин вказують на відносну достатність деградованих умов для існування і розвитку піонерного рослинного покриву.

Кореляція даних вимірювань вмісту пігментів і флуоресцентного тестування рослин показує, що адаптація пігментного апарату рослин до відповідних екологічних умов є складовою стратегії виживання видів в конкретному середовищі.

Отримані результати і літературні дані про лісові культури, що зростають на порушених ґрунтах, свідчать про можливу успішність рекультивації сучасних відвалів гірничодобувних кар'єрів за допомогою культур змішаного складу за участю Quercusrobur та домішкою Аlnus glutinosa, Роpulus tremula, Ріnus sylvestris. Незважаючи на низьку продуктивність, ці насадження відзначаються достатньою біологічною стійкістю. Успішність фітомеліорації в першу чергу залежить від правильного підбору комплексу агротехнічних та лісокультурних заходів у відповідності до екологічної специфіки девастованих ландшафтів. При цьому особливе значення має підбір асортименту фітомеліорантів та послідовність їх застосування. Здійснення фітомеліоративних заходів повинно забезпечити послідовне формування стійких серійних рослинних угруповань. Кінцевою метою фітомеліорації є рослинні угруповання субклімаксового характеру - у лісостеповій зоні деревно-чагарникових та лучно-степових типів. В межах суходільних поверхонь кар'єрів локальні гідрокліматичні та геліотопічні умови близькі за своїми характеристиками до умов навколишнього ландшафту, вкритого лісовою та лучною рослинністю.

При розробці фітомеліоративних заходів та підборі фітомеліорантів відзначається будова техногенних форм рельєфу, умови формування едафотопічних умов девастованих ландшафтів, береться до уваги специфіка кожного елементу кар'єрно-відвальних ландшафтів. На основі цього синтезуються координаційно-класифікаційні схеми кар'єрно-відвальних комплексів.
На схилах відвалів, де лише ініціюються ерозійні процеси, ефективними природними фітомеліорантами є Саlamagrostisepigeios, Рhragmites australis, Tussilago farfara. Прибережні зони заповнених водами кар'єрних виїмок та підтоплювані суходільні схили потребують фітомеліоративних заходів з метою припинення водної ерозії шляхом створення смуг з Phragmites australis та гігрофільної деревної та чагарникової рослинності, зокрема вільшаників, верболозів тощо.

 


Рис.2. Територія Яворівського рекреаційно-господарського комплексу

                Процес фітомеліорації території Яворівського ГПР (рис.2) проходить екстенсивно (самозаростання) та інтенсивно (штучне зарощування) забезпечуючи припинення техногенної деградації земель та повернення девастованих територій до рекреаційно-господарського використання.

На ділянках земель цієї категорії переважають ґрунти різного механічного складу та еродовані (різного ступеня змиті та розмиті), виходи материнських порід.

Найкращим чином такі землі можуть бути використані для вирощування лісомеліоративних насаджень, які відіграють значну роль у охороні земель від руйнування та деградації, підтримують екологічну рівновагу в регіонах, забезпечують відновлення функцій саморегуляції ландшафтних систем, утрачених у процесі високого антропогенного навантаження.

Такі принципи [7] розміщення лісових насаджень на площі землекористувань пройшли широке випробування у світі і знайшли позитивну оцінку у землевласників та підтримку у впровадженні від урядів і міжнародних екологічних фондів. Наукові програми з лісового землеробства підтримуються Радою Європи протягом останніх десятиліть.

Таким чином, першочерговими завданнями та пріоритетами лісомеліорації регіону є:

  • розробка нового лісомеліоративного районування на основі комплексного оцінювання несприятливих природо-антропогенних явищ;
  • захист, збереження і формування земельних ресурсів шляхом застосування адаптивних лісомеліоративних комплексів;
  • розробка оптимальних екологічних параметрів техногенних ландшафтів, які забезпечать стійкість їх функціонування й підвищення використання біокліматичного потенціалу (БКП).
  • поступове створення за допомогою систем захисних лісових насаджень умов для відновлення у ландшафтів функцій саморегулювання й самопоновлення, здатності реалізації додаткових можливостей БКП;
  • стабілізація водно-ресурсного потенціалу басейнів основних річок, що впадають у Яворівське озеро, у системах захисних лісових насаджень і поліпшення якості озерної води.
  • перехід захисного лісорозведення на селекційно-генетичні та біонанотехнологічні основи створення нових насаджень;
  • підвищення кормового, технічного та екологічного потенціалу існуючих і майбутніх лісомеліоративних насаджень;
  • розробка програми інтродукції лісомеліоративних насаджень для ефективного використання інтродукованих порід;
  • розробка ефективних систем лісових насаджень на специфічних техногенних ландшафтах.

Яворівський ГПР розташований (80%) в межах Передгірно-височинної фізико-географічної області і лише незначна частина в межах Розточчя. Авторами [8] закартовано 4 ландшафти та 15 видів індивідуальних антропогенних місцевостей (13,3% площі району), в тому числі 1 – кар’єрного, 3 – відвального, 4 – відстійного і 7 – аквального видів та 43 антропогенних урочища. Для Яворівського ГПР характерні процеси заболочення, площинний змив і карст. Ці дані враховані для проективних і посадкових лісомеліоративних робіт.

Для фітооптимізації техногенних ландшафтів [9] створено препарат мікоризації лісопосадкового матеріалу на основі видів Suillus luteus, Amanita musraria, Tuber melanosporum, а також дріжджів Torulopsis candida. Отриманий мікоризований лісопосадковий матеріал використано при створенні біогруп на девастованих ділянках. Це дасть змогу ефективно використати три функції мікоризи: трофічну (забезпечення рослин якісним живленням і водою); гормонально-інформаційну (регулювання і сприяння плодоношення); комунікаційну (створення складних екосистем), що забезпечить ендоекогенетичну сукцесійну стадію фітомеліорації Яворівського ГПР.

Аналіз природо-кліматичних умов Яворівського ГПР свідчить про доцільність і необхідність лісомеліоративної трансформації техногенних, деградованих і малопродуктивних земель. Регіональні особливості прояву деградаційних процесів зумовлюють суттєві переваги застосування лісомеліоративного захисту земель над іншими. Розроблена ефективна ґрунто-водо-охоронна система забезпечує оптимальну рекультивацію техногенних ландшафтів шляхом лісомеліоративного облаштування.

Завдяки високій ефективності мікоризованого лісопосадкового матеріалу, лісомеліорація техногенних ландшафтів посідає чільне місце у комплексі заходів щодо екологічного моніторингу, екологічної безпеки, локалізації деградаційних процесів, вдосконалення структури земельного фонду та стійкого розвитку гірничопромислових регіонів.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1993. – 316 с.
2. Н.В. Прохорова, Кавеленова JI. М. Проблемы организации системы фитомониторинга городской среды в условиях лесостепи. — Самара: Изд-во «Самарский университет», 2003. 124 с.
3. Бровко Ф.М. Лісова рекультивація відвальних ландшафтів Придніпровської височини України: монографія / Ф.М. Бровко. - К.: Арістей/ 2009. - 263 с.
4. С.В. Трохимчук, І.В. Ковальчук, Я.С.Кравчук, Некотоpые аспекты изучения антpопических изменений пpиpоды Западного Подолья // Тез. докл. pесп. научн. конф. “Пpиpодные pесуpсы Каpпат и Пpиднестpовья, вопpосы их pационального использования и охpаны”. – Чеpновцы, 1978. – С. 125–127.
5. Капустяник В.Б., Мокрий В.І. Оптико-спектральні методи в науково-технічній експертизі: Практикум. Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка,2004.–с.207.
6. Копій Л.І., Мокрий В.І., Оліферчук В.П. Експрес-тестування та оптимізація фітомеліорантів девастованих ландшафтів Яворівського ГПР. / Захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування // Зб. матеріалів І Міжнародного конгресу. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2009. –с.41-42.
7. Гладун Г. Б., Л. В. Дем’яненко. Лісівництво і агролісомеліорація. Харків: УкрНДІЛГА, 2009. – Вип. 115.
8. Іванов Є.А. Еколого-ландшафтознавчий аналіз гірничопромислових територій (на прикладі Львівської області). Автореф. дис. на здобуття наук. ст. к.географ. н., Київ, 2001.
9. Mokryi V.I., Kopiy L.I., Paslavskyy M.M., Pankivskyy Y.I. The complex monitoring of the degraded landscapes of Chervonograd mining-industrial region // Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna «Przyrodnicze wykorzystanie ubocznych produktow spalania wegla, biomasy oraz wegla z biomasa» // Szczecin-Ostoja  5.11.2010, – Zachodniopomorski universytet technologiczny w Szczecinie, 2010. – р.41-44.

УДК 551.131; 581.174.1
Мокрий В.І. Cталий розвиток територій: лісомеліорація Яворівського гірничо-промислового району [Електронний ресурс]  / [Мокрий В.І., Копій Л.І., Капустяник В.Б. та ін.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.2. – С.641–644. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf:

Оцінка: 
0
No votes yet