Каспрук О.І. Садово-паркові насадження старовинної частини міста Львова і шляхи підвищення їх фітомеліоративної ефективності

Краткое содержание

Теоретичні та прикладні аспекти фітомеліорації
міського середовища

Фітомеліорація міського середовища передбачає, відповідно до рівня урбанізації та особливостей впливу антропогенних чинників, створення та покращення стану зелених насаджень, підвищення їх санітарно-гігієнічних функцій, стійкості, фізіологічної активності, довговічності та декоративності, враховуючи не лише еколого-біологічні особливості рослин, але й метаболічну активність ґрунтів (Машинський, 1973; Кучерявий, 1981, 1991, 2001, 2003; Голубець, 1984; 1989; Горохов, Лунц, 1985).

Програма, об'єкти і методика досліджень

Програмою роботи передбачалося дослідження стану зелених насаджень в історичній частині міста Львова. Об'єктами дослідження були парки, сквери, бульвари. Історико-картографічні дослідження урбанізаційних процесів і розвитку зеленого будівництва здійснювали на основі архівних і літературних джерел.

Структуру садово-паркових фітоценозів (видову, просторову, екологічну) досліджували шляхом складання фітоценотичних описів за апробованими методиками (Корчагин, 1976; Кучерявий, 1981; Камышев, 1986). Особливості фітоценотичної структури насаджень комплексної зеленої зони (КЗЗ) міста Львова залежно від антропогенного впливу встановлювали методами статистичного аналізу. Еколого-біологічні особливості садово-паркових насаджень визначали за результатами спостережень і доповнювали літературними даними, а їх стан оцінювали за методикою IUFRO (Методика организации и пр., 1987) екологічного моніторингу за класами дефоліації та дехромації. Збереження та обробку матеріалів здійснювали у спеціально створеній базі даних у середовищі Acces – 2000 з використанням інформаційно-пошукової системи "Ботанік" (Кульчицький, Третяк, 1995).

Закладка і опис ґрунтових розрізів виконані за методиками, прийнятими в ґрунтознавстві. Вміст гумусу в ґрунтових зразках визначали за Тюріним; pH водне і сольове – потенціометричним методом; гідролітичну кислотність – за Каппеном; валовий азот – за К'єльдалем; рухомі форми фосфору і калію – за Кірсановим; щільність ґрунтів вимірювали ґрунтовим щільнометром Голубєва. Проведено атомно-абсорбційний спектральний аналіз ґрунту на вміст макро- і мікроелементів (Методические указания…, 1984).

Для оцінки стійкості функціонування комплексу ґрунтових мікроорганізмів використано нові показники, зокрема, залежність швидкості дихання мікроорганізмів (V basal) від їх біомаси (В) або залежність (V basal) від швидкості субстрат-індукованого дихання (V sir), визначені за методиками (Благодатская, Ананьева, 1990; Anderson, Do sch, 1990). У першому випадку показник отримав назву метаболічного коефіцієнта – qCO₂ (Vbasal/B), а в другому – коефіцієнта мікробного дихання – Qr (Vbasal/Vsir).

Декоративність виду оцінювали посезонно за методикою Н.В. Ко­те­ло­вої та О.Н. Виноградової (1974), а фітоценозів – за В.П. Кучерявим (1981). Проведено класифікацію пейзажних груп за участю різних видів, вичленування серій, типів і варіантів для озеленення із урахуванням їх екологічної ролі у міському середовищі. Фітомеліоративну ефективність вегетуючих поверхонь розраховували за методикою В.П. Кучерявого (1990).

Загалом складено 336 фітоценотичних описів, відібрано 82 ґрунтових зразки та виконано у них фізико-хімічні аналізи, у 50 зразках ґрунту проведено визначення вмісту рухомих форм важких металів і у 32 зразках дано оцінку дії полютантів на стійкість мікробних угруповань. Отримані аналітичні результати покладено в основу прогнозування розвитку садово-паркових насаджень та опрацювання системи заходів із підвищення їх життєвості і фітомеліоративної ефективності.

Природно-історичні особливості розвитку садово-паркового будівництва міста Львова

Культурфітоценози Львова і його приміської зони сформовані на тлі типових зональних клімато-гідрологічних і ґрунтово-лісорослинних умов, які значною мірою трансформовані урбогенними впливами. Мезо- та мікроклімат культурних ландшафтів Львова, порівняно з навколишнім агролісовим ландшафтом, відзначаються зміненим радіаційним балансом у напрямку меншого надходження та більшого відбиття сонячної енергії з локально вираженими чіткими контрастами, зумовленими співвідношенням різних типів поверхонь забудованих просторів. За безхмарної погоди відбувається підсилення контрастів освітленості, сумарної радіації і радіаційного балансу між освітленими і затіненими ділянками. Це ж стосується і гідрологічних умов. У цілому клімат щільно забудованої і замощеної частини міста істотно сухіший, з більшими екстремумами температур, що підвищує транспіраційну діяльність рослин і лімітує можливості їх виживання.

Ґрунти історичної частини міста повністю насипні з надлишком вапнистих і канцерогенних компонентів, особливо сполук важких металів. Якщо природні лісові ґрунти в межах КЗЗМ відрізняються підвищеною кислотністю (рН 4,5-4,9) та нестачею поживних речовин, то антропогенно-змінені насипні ґрунти характеризуються нейтральною або лужною реакцією (рН 7,1-7,9) і, як правило, достатньою кількістю поживних речовин. Водночас вони часто відзначаються високою дренажністю і низькою водоутримувальною здатністю та незбалансованістю гумінових і фульвових кислот.

Фітоценотичний покрив КЗЗМ сформований за участю зональних едифікаторів лісових і лучних угруповань та інтродуцентів, що добре адаптувалися.

Урбогенні ландшафти історичного ядра міста характеризуються складною історією розвитку, яка полягала у суперечливій взаємодії наростання міської забудови і редукції природних компонентів, зокрема фітоценотичного покриву. Характерними процесами були:

·      зменшення площ відкритого ґрунту та формування насипних ґрунтів;

·      зміна локальних клімато-гідрологічних умов у напрямку ксерофілізації;

·      забруднення атмосферного повітря, ґрунту та ґрунтових вод шкідливими хімічними речовинами;

·      зниження фізіологічних функцій деревних рослин та спад відпірності до ентомошкідників та фітозахворювань.

Рослинний покрив історичної частини міста формувався за рахунок найбільш адаптованих для умов міста видів місцевої флори. Поступово, в ході тривалої інтродукції, він збагатився:

·      середньоазійськими, сибірськими та далекосхідними видами, сортами та формами;

·      екзотами, завезеними головним чином з помірної зони Америки, меншою мірою з Азії;

·      сортами і формами західноєвропейської селекції.

Фітоценотична структура садово-паркових насаджень

Культурфітоценози садів і парків створювалися без урахування перспективи їх просторового (вертикального і горизонтального) розвитку, тоді, як видова структура ценозів досить різноманітна: виявлено 111 видів, що належать до родин Rosaceae, Salicaceae, Caprifoliaceae, Pinaceae, Aceraceae, Oleaceae. Серед них переважають представники північно-американської флори (17 видів). Меншу групу складають види євро-азійського типу ареалу (12 видів), тобто автохтонні деревні та чагарникові види. Більшість з адаптованих в умовах центру міста видів є екологічно пластичними, яким властива приналежність до широких географічних і зонально-поясних типів природних ареалів поширення, зокрема, неморально-монтанного (26 видів), неморального (13 видів), бореально-субтропічно-монтанного (10 видів). Переважна більшість видів є природними компонентами лісової, лісо-чагарникової, рідше чагарникової рослинності.

Дерева першої та другої величин, які формують вертикальну (ярусну) структуру парків "Високий Замок" та ім. Ів.Франка, відзначаються високими віолентними здатностями (20 видів). Низькорослі деревні види, що творять нижній ярус деревних насаджень, зростають, як правило, під кронами більш високих дерев, у гущавині парків і скверів (7 видів). Це, з одного боку, віоленти (стосовно чагарникової рослинності), а з іншого – патієнти, оскільки знаходяться під наметом дерев першої величини. Інші 25 видів, що належать до біоморф низьких дерев або кущів, внаслідок власної низькорослості та тіневитривалості відіграють у деревно-чагарникових насадженнях роль як віолентів, так і патієнтів. До суто патієнтів можна віднести 14 видів, а до експлерентів – 2 види.

Біогрупи з участю Quercus robur L., Fraxinus excelsior L., Robinia pseudoacacia L., Acer platanoides L., Acer negundo L., Acer pseudoplatanus L, Aesculus hippocastanum L., Carpinus betulus L. і Fagus sylvatica L. відзначаються помітним ценозотвірним впливом на інші види рослин, тобто формують мікроасоціації.

На відміну від лісових фітоценозів (контроль – лісопарк Погулянка), яким властива складна просторова структура, штучний підбір едифікаторів, субедифікаторів і асектаторів, а також рекреаційні навантаження в умовах старовинних парків і скверів призвели до спрощення садово-паркових фітоценозів. У зоні максимальних урбогенних навантажень, зокрема в скверах та на бульварах, взагалі відсутні ознаки фітоценозів: вони не формують піднаметового фітоклімату, в них немає підстилки, пухкого верхнього ґрунтового профілю, підліску та підросту.

У паркових насадженнях парцели (синузії) утворені типовими лісовими трав'яними видами займають всього 8,3 % обстеженої площі. Друге місце займають угруповання культурного та синантропного походження за домінуванням дернини злакових трав (20,6 %). Решта – це угруповання рудеральних тіневитривалих трав'яних рослин (48,2 %) У місцях інтенсивного рекреаційного навантаження трапляються сильно витоптані ділянки, стежки і окремі частини схилів (займають близько 19,7 % обстеженої площі), а площа, зайнята дорогами із водонепроникним покриттям, становить – 3,2 %.

Більшість досліджених видів виявляє обмежену екологічну амплітуду, зокрема трофотопічну та гігротопічну приналежність. Приуроченими виключно до дібров і судібров виявились 43 види. Лише 5 видів є вираженими оліготрофами, що характерні для борів і суборів. Мезотрофи (12 видів) – середньовимогливі до родючості ґрунту рослини, а тому в оліготрофних умовах гинуть через нестачу живлення. В мегатрофних умовах вони часто поступаються рудеральним видам. Типовими для дібров і судібров у міських фітоценозах є лише 11 видів. Індиферентність до родючості ґрунтів виявили лише 4 види.

До сухих і свіжих гігротопів приурочені 18 видів. Пристосованість до широкої амплітуди гігротопічних умов виявляють 4 види.

Найчастіше потужні піднаметові гіперсинузії формують Geum urbanum L., Sambucus nigra L., Swida sanguinea (L.) Opiz., Impatiens parviflora DC., Urtica dioica L., Aegopodium podagraria L., Dactylis glomerata L. тощо.

Особливості ґрунтового покриву

За характером походження ґрунти центральної частини міста відносимо до насипних, які в окремих місцях, мають значну товщину від 3-6 метрів (парк ім. Ів.Франка) до 0,5-1,2 метра (бульвар на проспекті Свободи), містять велику кількість будівельного сміття і відрізняються нейтральною або лужною реакцією (рН 7,1-7,9).

В цих умовах залежно від рівня зволоження ґрунтоутворення відбувається у напрямку формування свіжих, вологих і сирих сугрудів і грудів. Значна шпаруватість і висока карбонатність підстеляючих порід зумовили в окремі роки (1999, 2001) надмірне осушення ґрунтів, що і стало причиною пригнічення деревної рослинності. В цілому, суттєво погіршується стан едатопів, а при сильному рекреаційному навантаженні на легких суглинках на мікропідвищеннях під дією витоптування спостерігаються процеси ксерофілізації, а на мікропониженнях – гігрофілізації. Вміст гумусу, загального і рухомого фосфору у насипних ґрунтах у два-три рази вищий від контролю. Об'єм­­на маса поверхневого шару ґрунту, порівняно з контролем (лісопарк Погулянка) до глибини 10-15 см, на 80-90 % більша, а його шпаруватість менша на одну третину. У найбільш відвідуваних ділянках парків опір зім'яттю досягає 45-50 кг/см². Ґрунт з таким ступенем ущільнення втрачає структуру і аераційну здатність і родючість.

Вологообіг історичної частини міста значно різниться від такого самого на природних неурбанізованих територіях. Однак більша частина площ, зайнятих центральною частиною міста, практично водонепроникна. Під кронами старих деревостанів, повнотою 0,8, вологість ґрунту по всьому профілю нижча, ніж на відкритому просторі. Зокрема, на бульварі проспекту Свободи під деревостаном вологість ґрунту на глибині 30-40 см у 2,4- 2,6 рази менша ніж на газоні, а на глибині 50-60 см – у 3,1-3,3 рази, в шарі 70-160 см – в 2,2-2,9 рази.

Для насипних ґрунтів характерним є підвищений вміст Cu, Cd, Mn, Fe, Pb, Zn, що подекуди у десять і більше разів перевищує гранично допустимі концентрації (ГДК). Вміст рухомих форм важких металів на порядок перевищує фонові значення (лісопарк Погулянка) і в декілька разів – ГДК в ґрунті рухомих форм свинцю, міді, цинку (табл. 1). Найвищою виявилась концентрація свинцю (Pb) у парку "Високий Замок": близько 24,3 мг/кг, що в 14 разів перевищує контроль. Вміст рухомих форм цинку (Zn) в насипних ґрунтах нелінійно пов'язаний із pH і вмістом органічної речовини, що узгоджується із даними Барбера (1988). Найвища його концентрація виявлена на бульварі Свободи в зразках ґрунтів, які розміщені у безпосередній близькості до полотна автомагістралі (вміст (Zn) – 61,5 мг/кг, що в 3 рази перевищує ГДК). Концентрація міді (Cu) становить близько 1,08 мг/кг (найвищий показник) і не перевищує ГДК на всіх досліджуваних об'єктах. У природних ґрунтах лісопарку Погулянка виявлено найменшу концентрацію рухомих форм кадмію (Cd), що становить 0,03 мг/кг. Концентрації рухомих форм магнію (Mn) і заліза (Fe) майже не перевищують ГДК і становлять близько 46 мг/кг (Mn) і 9,9 мг/кг (Fe). Для всіх досліджуваних об'єктів визначався сумарний коефіцієнт забруднення.