Ландшафтно-екологічний аналіз та оцінка території для цілей садівництва (на прикладі Хотинської височини)

Краткое содержание

Садово-ландшафтний комплекс – культурно-історичний ландшафт, таким чином це освоєний етносом (співтовариством) природний ландшафт. Поселенські та господарські системи, мова, духовна культура є атрибутикою етносів (співтовариств), але формуються в рамках можливостей, наданих природним ландшафтом. В результаті цього природні ландшафти наповнюються певним культурологічним змістом. Важливо, що поняття “культурний ландшафт” не обмежується матеріальними субстанціями, а включає семантичний шар, що створюється етносами і що фіксується у фольклорі і топонімії. Основним досліджуваним типом культурного ландшафту при цьому є сільський, оскільки він найкращим чином відображає етнічні та національні аспекти взаємодії людини і природи.

Теоретико-методологічною базою дослідження є праці вітчизняних та зарубіжних вчених: Андрейчука В.М., Арманда Д.Л., Берга Л.С., Бісті Є.Г., Болотова А.Т., Воропай Л.І., Гаттерера Й-К., Гвоздецького П.О., Григор’єва О.О., Гребницького А.С., Гродзинського М.Д., Гуцуляка В.М., Денисика Г.І., Драгавцева О.П., Жереліної І.В., Жучкова М.Г., Ісаченка О.Г., Калуцкова В.М., Канівця І.І., Кварацхелія Т.К., Колесникова В.А., Копитка П.Г., Куниці М.О., Лоске Е.Г., Мількова Ф.М., Міхелі С.В., Мічуріна І.В., Олдака П.Г., Пашкевича В.В., Пащенка В.М., Полинова Б.Б., Поповича П.Д., Преображенського В.С., Раковської Е.М., Реклю Е., Ритова М.В., Симиренка Л.П., Смирнова В.А., Солнцева М.О., Сочави В.Б., Сукачова В.М., Туманова І.І., Хортона Р., Чепурко Н.Л., Швебса Г.І., Шитта П.Г., Шищенка П.Г., та ін.

Емпіричні матеріали отримані автором під час польових та експедиційні досліджень (2001 – 2006) проводились згідно встановлених методик. Зібрана та опрацьована наступна інформація: 1) гідрогеологічна – пробурено 80 свердловин з середньою глибиною 25 м, досліджено та описано 1344 криниці, побудовано гідрогеологічний профіль, проведено спостереження за рівнем підземних вод; 2) геоморфологічна – закладено 4 геоморфологічні профілі; 3) геофізична – проведені річні спостереження за рядом метеорологічних показників, виконані радіометричні вимірювання;  4) гідрологічна – проведені спостереження на 16 пунктах річок басейну р. Гуків потягом зимової межені, весняної повені, літньо-осінньї межені; 5) грунтова – виконано комплексне обстеження ґрунтів Хотинської височини на чотирьох профілях при цьому застосовані дані аерофотознімання в масштабі від 1:2000 до 1:5000, відібрано 210 проб; 6) ландшафтна – закладено чотири профілі з детальним описом на ключах; 7) біогеографічна та екологічна – проведені фітоценологічні дослідження в басейні р. Гуків, виконано комплексне обстеження Хотинської височини на чотирьох профілях по вивченню поширення та визначенню видового складу шкідників плодово-ягідних культур; 8) садівнича – періодичні спостереження на ключах в т.ч. у власному саду, опитування місцевого населення – роздано 440 анкет в шістьох населених пунктах Хотинської височини. Результати польових досліджень складають емпіричну базу дисертаційної роботи.

Для обробки значного масиву даних, що отримані під час польових та експедиційних досліджень застосовані новітні інформаційні технології для перспективного картографування: OrthoEngine, Flash, Corel Bryce та 3D Studio Max 7. На цій базі створена картографічна  програма в середовищі розробки С++, яка дозволяє накладати карти та виводити реальні комплекси, присвоюючи їм конкретне бальне значення. Дана версія програми функціонує в середовищі Windows. Її алгоритм складається з шести основних етапів: етап 1 – бітове зображення перетворюється в текстовий файл; етап 2 – текстовий файл закодовується відповідним чином. Кожний елемент коду несе інформацію про якісний (кількісний) склад компоненту; етап 3 – відбувається злиття текстових кодів компонентів. Це етап формування матриці майбутньої синтетичної карти; етап 4 – отримана матриця пропускається через процедуру корегування де комбінації, які не передбачено, але технічно виконуються – знищуються; етап 5 – кожному варіанту закодованого комплексу присвоюється колір RGB або HSB та назва – створення легенди та відповідної кольорової гами; етап 6 – за заданими даними будується синтетична карта (бітове зображення).

2. Природні умови Хотинської височини

Територія Хотинської височини виділена нами на підставі басейнового підходу та тектонічної будови і окреслена басейнами таких річок: Онут, Молотківський, Рашків, Рукшин, Несвоя, Сталінешти, Щербинці, Черлена, Котилів, Дінауци, Рингач, Старий Кордон (Рокитна), Гуків, Шубранець.

Хотинська височина знаходиться в стані тектонічного підняття. На її території наявна велика кількість тектонічних розломів. Гірські породи представлені ордовицько-силурійськими та нижньодевонськими аргілітами і пісковиками, нижньокрейдовими пісками, алевролітами та піщаними флішами, сарматськими глинами, алевролітами та піщаниками.

Антропогенові відклади представлені трьома основними генетичними групами: елювіальні – жовто-бурі суглинки та піщано-кам’янисто-щебенисті нагромадження, делювіальні – переважно жовті суглинки та глини, алювіальні – галечники, піски, супіски та суглинки.

4. Рельєф височини характеризується наявністю таких основних типів: яружно-балковий, терасовий, грядово-горбистий, плосковершинний, ерозійно-зсувний, ерозійно-карстовий.

Діапазон рівня підземних вод дуже широкий і коливається від 1 м до 50-ти м. Як правило, неглибокі рівні в долинах річок, заплавах, глибокі – на вододілах та їх схилах. Ступінь мінералізації змінюється від 0,54 г/л до 1,76 г/л.

На досліджуваній території виділено аналоги місцевостей, подібних за умовами місцевого кліматотворення: 1 – вододілів і надвисоких терасованих рівнин, 2 – низьких заплав, 3 – низьких і середніх терас, 4 – днищ ярів та балок, 5 – стрімких схилів, 6 – схилів північної експозиції, 7 – схилів південної експозиції, 8 – схилів західної експозиції, 9 – схилів східної експозиції, 10 – північно-західних схилів, 11 – північно-східних схилів, 12 – південно-західних схилів, 13 – південно-східних схилів.

Основними річками території дослідження є рр. Гуків, Рокитна, Онут, Рингач, Черлена, Шубранець, Молотківський та ін. У всіх річок простежуються чотири фази водного режиму: зимова межень, весняна повінь, літньо-осіння межень та дощові паводки. На основі розрахунку числа Лохтіна та коефіцієнта стабільності Маккавєєва для русел річок басейну Гукова  оцінена вразливість річкових русел (потенційна екологічна напруженість) до антропогенних дій та несприятливих чинників природного характеру.

Ґрунтовий покрив Хотинської височини представлений такими основними генетичними типами та підтипами: 1 – алювіальні лучні, 2 – дернові, 3 – чорноземно-лучні, 4 – чорноземи опідзолені, 5 – темно-сірі лісові, 6 – сірі лісові, 7 – світло-сірі лісові, 8 – бурувато-підзолисті.

Згідно схеми фізико-географічного районування Хотинська височина знаходиться на стику трьох фізико-географічних районів: Хотинський височинний горбисто-грядовий, лісовий; Долиняно-Балковецький яружно-балковий, лісостеповий; Новоселицький котловинний, ступінчасто-терасовий, степовий.

3. Аналіз садово-ландшафтної структури Хотинської височини

Проведене крупномасштабне ландшафтне картографування території басейнів рр. Онута, Гукова, Рокитни дозволило виділити 141 урочище, які утворюють складну структуру із 39 місцевостей.

На прикладі басейну р. Гуків розраховано ступінь антропогенної перетвореності. Коефіцієнт антропогенної перетвореності у межах басейну змінюється від 2,1 до 9,2. Середнє значення коефіцієнту становить 5,91. Такий коефіцієнт характерний і для інших частин Хотинської височини.

Вивчення садових насаджень Хотинської височини здійснювалось наступним чином: 1) історичний огляд розвитку садівництва на території височини; 2) аерофотознімання території Хотинської височини та на його основі складання карти садових насаджень; 3) опитування місцевих власників садів та садових господарств.

Історія садівництва Хотинської височини має чотири періоди: дорадянський, радянський, пострадянський та сучасний. Дорадянський період характеризується початком садівничої діяльності на території височини; радянський – розквіт садівництва, створення високоефективних СЛК, пострадянський – частковий занепад садівничої галузі, розукрупнення господарств, знищення інфраструктури та садових насаджень, сучасний – відновлення садівництва в межах височини та її околицях.

Встановлені домінуючі садово-ландшафтні комплекси на території Хотинської височини. Найпоширенішими є яблуневі СЛК – під ними знаходиться 42% території. Вони, як правило, приурочені до схилових місцевостей і рідко трапляються в долинах річок та на вододілах. Сливові СЛК, займають 34% території. Вони мають значно ширше просторове положення і зустрічаються практично у всіх ландшафтних місцевостях височини. Порівняно мало горіхових насаджень, їх всього 20%. Горіхові СЛК, у більшості випадків, тягнуться вздовж доріг і рідко спостерігаються у вигляді садових насаджень, тому мають найширший спектр розповсюдження. Зовсім незначна частка грушевих і вишневих СЛК – ними зайнято 2% території. Їх асоціації можна зустріти у всіх місцевостях, але найбільша кількість зосереджена в долинних місцевостях.

Садово-ландшафтні комплекси Хотинської височини формують своєрідну просторову структуру, яка названа садовими кільцями. Садові кільця формуються під впливом специфічного розміщення населених пунктів височини. Виділені такі кільця як: Велике садове, Мале центральне садове, Велике центральне садове, Північне садове та Західне садове (рис. 1.).

Для детального вивчення СЛК на даний час, проведено анкетне опитування власників садів на території Хотинської височини в шести населених пунктах з такими основними питаннями: адреса саду, тип, площа, вік, середня висота дерев, розмах крони, стан стовбура (задовільний, незадовільний), стан гілок (задовільний, незадовільний), стан листя (задовільний, незадовільний), стан коріння (задовільний, незадовільний), вразливість до морозів (слабка, сильна), посухостійкість (слабка, сильна), рельєф (тип, експозиція, крутизна), ґрунти (ґрунтова відміна), ґрунтові води (глибина залягання), плодоношення (періодичність), продуктивність (кількість кг з одного дерева), пошкодженість шкідниками (слабке, сильне), переважаючі шкідники, внесення добрив (тип, періодичність), агротехнічні заходи.

4. Ландшафтно-екологічна оцінка території для цілей садівництва

Схема ландшафтно-екологічної оцінки території для цілей садівництва полягає в присвоєнні відповідного балу конкретній відміні кожного компоненту ландшафтного комплексу. В основу оцінювання покладені два принципи – ландшафтний та екологічний. Ландшафтний полягає у виявлені якісних відмін території і на його базі будується карта ландшафтних комплексів території дослідження. Екологічний принцип базується на кількісних показниках (межі толерантності ландшафтних комплексів по відношенню до зростання в них плодових культур). Межі толерантності є похідними від ряду екологічних законів: максимуму та мінімуму, сукупності спільної дії природних факторів, рівнозначності всіх умов життя, екологічної кореляції тощо.

Всі рослини, в тому числі і плодові, підпорядковуються законам максимуму та мінімуму. Цей закон діє на кількох базових положеннях: організми можуть мати широкий діапазон толерантності стосовно одного фактора і вузький стосовно іншого; організми з широким діапазоном толерантності до всіх факторів, як правило, вирізняються великою розповсюдженістю в природі; якщо умови за одним фактором не оптимальні для виду, то можна звузити і діапазон толерантності до інших факторів навколишнього середовища; в природі організми дуже часто потрапляють в умови, які не відповідають оптимальному значенню того чи іншого фактора, виявленого в лабораторії, і тоді роль компенсуючого приймає якийсь інший фактор (або фактори).

В результаті проведених досліджень встановлена роль природних умов щодо вирощування плодово-ягідних культур: рельєфу (експозиція, крутизна, тепловий режим схилів, вологозабезпечення схилів, гіпсометричні рівні); підземних вод (глибина залягання першого водоносного горизонту, ступінь загальної мінералізації); клімату (температура початку вегетації, температура початку цвітіння, необхідна сума активних температур, температура настання періоду листопаду, температура настання біологічного спокою, кількость опадів у період вегетації, кількость опадів протягом року, тривалість вегетаційного періоду, вологість повітря); об’єктів гідрографії; ґрунтів (товщина кореневмісного шару, гранулометричний склад, глибина залягання високолужних горизонтів, вміст гумусу, вміст скелетної частини).

Для здійснення детального аналізу формування та функціонування СЛК проведені фітоіндикаційні дослідження в межах заплавних ландшафтів басейну р. Гуків. Встановлено реакцію відповідних фітоіндикаторів на рН ґрунту та вміст гумусу. Також на підставі методів фітоіндикації встановлені оптимальні ґрунтові умови для вирощування найпоширеніших плодових культур.

В подальшому був створений алгоритм оцінки ландшафтів території для цілей садівництва (рис. 2.). Він включає в себе п’ять блоків: 1) оцінка рельєфу (320 бальних категорій), 2) оцінка підземних вод (16 бальних категорій), 3) ерозійнонебезпечність (4 бальних категорії), 4) оцінка мікрокліматів (13 бальних категорій), 5) оцінка ґрунтів (2520 бальних категорій).

В основу алгоритму оцінки рельєфу покладені три характеристики рельєфу: експозиція, крутизна та висотні рівні. Експозиція розміщена за ступенем освітлення в такому спадаючому порядку: південний – 8б, південно-східний – 7б, південно-західний – 6б, східний – 5б, західний – 4б, північно-східний – 3б, північно-західний – 2б, північний – 1б. Крутизна згрупована в п’ять груп: 0 – 5,0є – 5б; 5,1 – 10,0є – 4б; 10,1 – 15,0є – 3б; 15,1 – 20,0є – 2б; 20,1 – 25,0є – 1б. Висотні рівні мають вісім груп: до 150 – 8б; 151 – 200 – 7б; 201 – 250 – 6б; 251 – 300 – 5б; 301 – 350 – 4б; 351 – 400 – 3б; 401 – 450 – 2б; 451 і вище – 1б.

Для оцінки підземних вод покладені дві характеристики: глибина залягання водоносного горизонту (<1 м –1б; 1,1-2,0 м – 2б; 2,1-3,0 м – 4б; 3,1< м – 3б.) та ступінь мінералізації підземних вод, г/л (дуже слабкий (<0,5) – 2б; слабкий (0,6-2,0) – 3б; середній (2,1-6,0) – 4б; сильний (6,1<) – 1б).

Оцінка ерозійнонебезпечності полягає у впливі об’єктів гідрографії на ерозійну ситуацію території: мінімальна ерозійна небезпека – 4б (тимчасові водотоки, притоки річок та ріки не впливають на територію); слабка ерозійна небезпека – 3б (вплив річки та приток); середня ерозійна небезпека – 2б (вплив тимчасових водотоків, річок та їх приток); сильна ерозійна небезпека – 1б (вплив ставів, підсилений діями тимчасових водотоків, приток та головної річки).

Оцінка мікрокліматів по відношенню до сприятливості вирощування плодово-ягідних культур багато в чому повторює оцінку рельєфних умов, а саме експозиційну складову: мікроклімати вододілів і надвисоких терасованих рівнин – 9б, низьких заплав – 8б, низьких і середніх терас – 10б, днищ ярів та балок – 2б, стрімких схилів – 1б, схилів північної експозиції – 3б, схилів південної експозиції – 13б, схилів західної експозиції – 6б, схилів східної експозиції – 7б, північно-західних схилів – 4б, північно-східних схилів – 5б, південно-західних схилів – 11б, південно-східних схилів – 12б.

В основу алгоритму оцінки ґрунтів покладені п’ять характеристик за якими ведеться оцінка: 1-ша – тип ґрунту (бурувато-підзолисті – 2б, світло-сірі лісові – 4б, сірі лісові – 6б, темно-сірі лісові – 7б, чорноземи опідзолені – 8б, лучні – 3б, болотні – 1б.). 2-га – рН (<4 – 1б, 4,1 – 8,0 – 3б, 8,0< - 2б). 3-тя – кількість гумусу (<1 – 1б, 1,1 – 3,0 – 2б, 3< – 3б). 4-та – змитість (незмиті – 5б, слабозмиті – 4б, середньозмиті – 3б, змиті – 2б, сильно змиті – 1б). 5-та – механічний склад (піщані – 3б, супіщані – 5б, легкосуглинкові – 7б, середньосуглинкові – 6б, важкосуглинкові – 4б, легкоглинисті 2б, глинисті – 1б).

Оцінка території для цілей садівництва проводиться в умовних балах. Умовні бали розміщені пропорційно до шкали толерантності природних умов Хотинської височини щодо плодових рослин. Мінімальні та максимальні показники одержують низькі бали; показники внутрішньої динамічної рівноваги – високі бали.

Оцінено ландшафтні місцевості за розробленим алгоритмом, зважаючи на те, що максимальний бал 72, а мінімальний 12 (рис. 3.): дуже несприятливі – до 22б. (це місцевості каньйоноподібних долин малих річок складених галечниками, пісками, супісками і суглинками на нижньодевонських аргілітах і пісковиках та нижньокрейдових пісках, алевролітах та піщаних флішах з чорноземно-лучними та лучними карбонатними ґрунтами під сухостеповими елементами рослинності з включеннями великої кількості рудеральних асоціацій, а також яри та балки складені суглинками та щебенем на верхньобаденських сірих глинах, гіпсах, алевролітах, пісковиках та нижньосарматських глинах, алевролітах і пісковиках з темно-сірими та сірими лісовими ґрунтами під лісовою та різнотравно-лучною рослинністю з включеннями галявинних асоціацій), несприятливі – 23-33б. (заплава складена галечниками й пісками, що перекриті лесоподібними супісками та суглинками на сірих вапнистих глинах із прошарками алевролітів і піщаників та нижньодевонських аргілітах та пісковиках з дерновими та лучними алювіальними ґрунтами під різнотравно-лучною рослинністю з включеннями великої кількості вербових та болотних асоціацій, а також коритоподібні днища малих річок, складені галечниками, пісками, супісками і суглинками на нижньосарматських глинах, алевролітах та пісковиках з дерновими, лучними та чорноземно-лучними ґрунтами під формаціями лучно-болотної рослинності та верболозом), слабосприятливі – 34-44б. (низькі тераси складені галечниками й пісками, що перекриті лесоподібними суглинками на пліоценових відкладах з чорноземами лучними під злаковою рослинністю з включенням великої кількості рудеральних асоціацій; схили бокових приток складені перевідкладеними алювіальними відкладами: галечниково-гравійними, піщаними й супіщано-суглинистими на нижньосарматських глинах, алевролітах та пісковиках з сірими лісовими та темно-сірими лісовими ґрунтами під різнотравно-бобовою рослинністю з невеликими включеннями рудеральних асоціацій; вододіли складені суглинками та щебенем на нижньосарматських глинах, алевролітах та пісковиках з світло-сірими та бурувато-підзолистими ґрунтами під лісовою рослинністю з переважанням грабу та буку а також ерозійно-карстові лощини стоку складені лесоподібними супісками й суглинками з розсіяною в них алювіальною галькою на нижньобаденських глинах, гіпсах, алевролітах та пісковиках з чорноземами опідзоленими під різнотравно-лучною рослинністю), сприятливі – 45-55б. (середні тераси складені валунами та галечниками, що перекриті пісками, супісками й жовто-бурими суглинками на нижньодевонських аргілітах і пісковиках з темно-сірими лісовими ґрунтами під різнотравно-злаковою рослинністю з включеннями рудеральних асоціацій а також схили вододілів складені лесоподібними супісками та суглинками з розсіяною в них алювіальною галькою на нижньосарматських глинах, алевролітах та пісковиках з сірими лісовими ґрунтами під різнотравно-лучною рослинністю з включеннями галявинних асоціацій), дуже сприятливі – 56-66б. (переважно середні та високі тераси, складені валунами та галечниками, що перекриті пісками, супісками й жовтими суглинками на пліоценових відкладах та нижньосарматських глинах, алевролітах та пісковиках з темно-сірими та сірими лісовими ґрунтами під різнотравно-злаковою та бобовою рослинністю з включеннями рудеральних асоціацій), надзвичайно сприятливі – 67 і більше балів (такою сприятливістю володіють окремі урочища попередньої категорії оцінки).

Висновки

1. При оцінці території Хотинської височини для цілей садівництва встановлено, що найбільш раціонально використовувати такі підходи: класичний географічний, історико-географічний, інформаційно-аксіологічний та басейновий. В дисертаційному дослідженні ці підходи знайшли значне застосування та зазнали певного вдосконалення.

2. Авторська комп’ютерна програма в середовищі розробки С++ дозволяє створювати синтетичні карти як якісного, так і кількісного характеру. Вона може бути застосована не тільки з метою оцінки території для цілей садівництва, але й використовуватися в значно ширших межах.

3. Ландшафтна структура Хотинської височини складна та різноманітна. Вона представлена тісним переплетенням різногенетичних вододільних, водододільно-схилових, схилових, терасових, долинних, заплавних та ярково-балкових комплексів. Така структура зумовлює строкатість природних умов, що в свою чергу спричиняє різноякісність екологічних ніш для оптимальних умов росту плодово-ягідних культур.

4. У географічному сенсі садово-ландшафтний комплекс (СЛК) – культурний ландшафт, не просто результат співтворчості людини і природи, але також цілеспрямовано і доцільно формований природно-культурний комплекс, який володіє структурною, морфологічною і функціональною цілісністю і розвивається в конкретних фізико-географічних і культурно-історичних умовах. Його компоненти утворюють певні характерні поєднання і знаходяться в певному взаємозв'язку і взаємообумовленості. СЛК – складне комплексне утворення не тільки у зв'язку з його внутрішнім системним устроєм, але майже завжди – у зв'язку з управлінням, оскільки в його межах існують і взаємодіють різні суб'єкти права – користувачі, власники, власники земель, власники природних ресурсів, будівель й інших інженерних споруд.

5. Проведене анкетне опитування власників садів Хотинської височини показало, що найкращі умови для вирощування плодово-ягідних культур отримуються на схилах південної та суміжної з нею експозицій, з крутизною, яка не перевищує 10⁰, глибиною залягання першого водоносного горизонту в межах 2,5 – 3,5 м і загальною мінералізацією (0,8 – 1,8 г/л), темно-сірими ґрунтами та чорноземами опідзоленими, з реакцією ґрунтового розчину наближеної до нейтральної, багатими на гумус (більше 3%), незмитими та слабо змитими, легко- та середньосуглинистого механічного складу.

6. Встановлені критерії оцінки території для цілей садівництва дозволили розробити алгоритм оцінки території для оптимального існування плодових культур. В його основі лежить ландшафтний (а)  та екологічний (б) принципи: а) ландшафтний – якісні складові (компоненти ландшафту та їх структурні складові – рельєф (експозиція, крутизна, гіпсометричні рівні), підземні води (глибина залягання першого водоносного горизонту, ступінь загальної мінералізації), мікроклімати, ґрунти (тип, рН, кількість гумусу, змитість, механічний склад), б) екологічний – кількісні (межі толерантності природного середовища (в нашому випадку компонентів ландшафту – їх абіотичні та біотичні складові).

7. Проведена комплексна оцінка території по семи категоріях сприятливості: (дуже несприятливі – до 22б, несприятливі – 23-33б, слабо сприятливі – 34-44б, сприятливі – 45-55б, дуже сприятливі – 56-66б, надзвичайно сприятливі – 67 і більше балів).