АНТРОПОГЕННІ ЗМІНИ В БАСЕЙНАХ МАЛИХ РІЧОК ( НА ПРИКЛАДІ ВОЛИНСЬКОЇ ОБЛАСТІ)

Краткое содержание

У вступі  обґрунтовані актуальність, мета і завдання дисертаційної роботи, об’єкт і предмет дослідження, розкрито наукову новизну  і практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі “Особливості природних умов та сучасний стан території“ відмічається, що Волинська область займає вигідне географічне положення. Вона межує з республіками Польща та Білорусь. Регіон багатий на ліси, корисні копалини, водні ресурси, тваринний та рослинний світ.

            Територія області знаходиться на крайньому Північному Заході України і  розташована в межах північної частини Волино-Подільської плити і Галицько-Волинської западини. Північна частина області розміщена в межах Поліської низовини (Волинське Полісся), а південна – на Волинській височині.

Область характеризується поліськими і лісостеповими ландшафтами, де розповсюджені болота, луки, дубово-соснові і дрібнолистяні ліси та лучні степи, які тепер освоєні переважно під орні землі. Регіон відрізняється рівнинним, горбистим та височинним рельєфом, а також ґрунтами - від болотних і підзолистих - до чорноземних. Для території властиві специфічні риси сільськогосподарського освоєння, які обумовлені своєрідним рельєфом, кліматичними умовами, ґрунтовим покривом, лісом та інше.

Особливістю  басейнів рік Волині є їх залісенність, яка становить близько 31,2%. Ліси  зазнали значних змін із-за непланової їх вирубки, пожеж, випасу худоби та інше.

Волинська область багата на річки, які належать до басейнів Прип’яті та Західного Бугу. Більшість річок (85,7%) впадає в Чорне море, а (14,3%) – в Балтійське море. Середня щільність річкової мережі басейну р. Прип’яті складає 0,25-0,45 км/км², а Західного Бугу – 0,22-0,35 км/км².

За останніх 50-70 років на Волині кількість малих річок, в зв’язку з антропогенним впливом зменшилась у 8-10 разів, а забруднення басейнів малих річок різного роду викидами і відходами досягло загрозливих розмірів, що може привести  до невиправних наслідків.

Аналізуючи сучасний екологічний стан території можна відзначити, що площа забруднених сільгоспугідь  становить 163,1 тис.га, з них 73,6 тис.га – ріллі і 89,5 тис.га – природних кормових угідь. Протягом 2001 року на  підприємствах і в організаціях області токсичних відходів  утворилось 1,69 тис. тонн в  розрахунку 1,5 кг в рік на 1 мешканця. Внаслідок активізації ерозії ґрунтового покриву близько 19% площ орних земель підлягає змиву, 27,5% дефляційно небезпечні і близько 32% – підвищеної кислотності. Широкомасштабне осушення з загальною площею до 350 тис.га змінило водно-повітряний режим, гідрографію басейнів річок, ландшафти, літологію ґрунтів та біоту  місцевості.

Станом на 1.01.2003 року в межах області накопичено понад 750 тонн небезпечних токсичних відходів і близько 9 млн. тон побутових твердих відходів.

Загальна площа території, що зазнала підвищеного радіоактивного забруднення внаслідок аварії на ЧАЕС, становить майже 4 тис.км².

Дослідження показують, що сучасний рівень  антропогенезу області характеризується посиленням його негативної дії на довкілля, тваринний і рослинний світ, а головне, на здоров’я людини, що й  сприяє утворенню техногенних гідрогеохімічних аномалій, в яких  концентруються токсичні та канцерогенні речовини. Такі аномалії утворюються в басейнах малих річок навколо промислових підприємств та вздовж транспортних магістралей, яких в області є чимало.

Таким чином, басейн  малої річки є своєрідним індикатором особливостей природних умов та екологічного стану не тільки власної водозбірної площі, але й прилеглих до них територій.

Другий розділ “Характеристика об’єктів, завдання та методичні основи досліджень” містить опис об’єктів та методику досліджень.

На території області добре розвинута річкова мережа, загальна  довжина якої становить 3,26 тис.км. В межах регіону до басейну річки Прип’ять входить 105 річок і малих струмків, а до басейну Західного Бугу – 24 річки. Загальний об’єм стоку річок області в середньому за рік становить 3816 млн.м³. Автором  в роботі представлено опис річок Волині з їх особливостями. Басейни річок відображають різноманітність природно-кліматичних умов та ступінь господарського освоєння території, яке склалося історично.

Для досліджень були використані матеріали паспортизації річок України, які ведуться з 1960 року та інша довідкова література. Крім того, як об’єкти досліджень виступали еталонні осушувальні системи Волинської області: “Турська”, “Стир-Стохідська”, “Верхів’я Прип’яті”, “Оконська”, “Тростянецька” та інші..

Автором були узагальнені та удосконалені раніше існуючі методики визначення антропогенної трансформації геосистем Н.С.Казанської, 1980; Ф.М.Мількова, 1973; Л.І Мухіної, 1989; П.Г. Шищенка, 1988; Т.Хмілевського, 1996;   Г.І.Денисика, 1998 ; М.Д.Будза, 1996 та інші.

Дослідження антропогенних змін басейнів малих річок проводилось за основними видами антропогенного навантаження, зокрема: сільськогосподарським, промисловим, транспортним, меліоративним, радіаційним, рекреаційним, силітебним та іншим. В межах басейнів малих річок можна виділити такі основні джерела антропогенних змін, а в зв’язку з цим і забруднювачі: 1) машинобудування та обробка металів; 2) транспортні підприємства; 3) легка промисловість; 4) будівельна індустрія; 5) лісова і деревообробна промисловість; 6) харчова ; 7) нафтохімічна; 8)  комунальне господарство; 9) сільське господарство; 10) добувна промисловість .

Для  картографічного аналізу матеріалу використовувались топографічні карти масштабу 1:100000, 1:50000 різних років видання, карти  внутрішньогосподарського користування, ґрунтового покриву, аерофото та космознімки. На кожній ділянці басейну здійснювались виміри  та вивчалась динаміка зміни структури басейну річки за часом, зайнятої болотами, заболоченими територіями, лісом, озерами, водотоками, сільськогосподарськими угіддями, забудовами, автомобільними та іншими шляхами, меліоративними каналами та інше.

Через співвідношення природних і антропогенно-змінених площ, визначався показник антропогенних змін  в басейнах малих річок.

Третій розділ “Теоретичні і прикладні аспекти антропогенних змін в басейнах малих річок.” Теоретичною базою визначення антропогенних змін в басейнах малих річок є наукові основи сучасної ландшафтної екології, розробленої в працях М.Д.Гродзинського, 1993,1995; О.Г.Топчиєва, 1996; А.В.Мельника, Г.П.Міллєра, 1993; В.М.Гуцуляка, 1995; Л.Л.Малишевої, 1998; А.Г.Ісаченка, 1980; П.Г.Шищенка, 1988; Г.І.Швебса, 1989 та інших. Ландшафтно-екологічний аналіз регіону здійснювався з використанням праць Ю.А.Ісакової, Н.С.Казанської, 1980; В.С. Преображенського, Т.Д.Алєксандрової, 1998; Л.Г.Руденка, І.О.Горлєнко, Л.М.Шевченко, 1990; В.М.Пащенка, 1993 та інших.

Сучасні риси антропогенних басейнів малих річок ( АБМР) Волинської області зумовлені історико-географічними особливостями господарського освоєння як річок, так і їх заплав. У роботі подано історико-географічний аналіз господарського освоєння річок від початку нашого тисячоліття і до сьогоднішнього дня. Відмічено, що на початку ХХ століття значна кількість малих річок була зарегульована, а інтенсивні осушувальні роботи у 65-85 роках сприяли  антропогенним змінам басейнів малих річок.

Поступово змінивши ПТК басейнів малих річок на АБМР, людина вплинула на хід фізико-географічних процесів. Сформувались свої аквальні райони, що внесло зміни в географію Полісся і Лісостепу Волині.

Вибір і обґрунтування об’єктів антропогенних змін з урахуванням комплексу природних чинників дали можливість автору здійснити типізацію ландшафтних басейнів малих річок за природними умовами і за ступенем використання в них природних ресурсів  та виконати ландшафтно-господарське районування (ЛГР), виділивши в межах регіону сім ЛГР. Районування здійснено з урахуванням природних, господарських і еколого-економічних умов кожної місцевості, що є основою для планування і раціонального розміщення сільськогосподарського виробництва та покращення середовища. У роботі наведена характеристика кожного ЛГР.

У межах області значні площі займають рекреаційні території. Зародження рекреації, як і перших рекреаційних ландшафтів, зафіксовано ще в Київській Русі. В роботі подана історія формування рекреаційних ландшафтів, починаючи з кінця ХУІІ – початку ХУІІІ сторіччя. Ландшафтна структура рекреаційних комплексів визначається і формується трьома групами чинників - властивостями і будовою ландшафтних комплексів, місцем розташування, характером та історичними особливостями рекреаційного освоєння території.

Дослідження басейнів малих річок, їх економічні і лісівничі особливості та рекреаційний процес дали можливість розробити інтегральну оцінку визначення рекреаційних територій та її придатність для організації санаторно-курортного лікування, відпочинку і туризму. Особливу  роль в цьому відіграє природно-заповідний фонд області, який складається з 381 об’єкта. Оцінка рекреаційного стану території та його змін здійснюється з врахуванням цілого ряду соціальних, виробничих і природних факторів, що дало змогу диференційовано оцінити стійкість території до навантажень і виразити її в балах. Для кожного із факторів складалась  відповідна карта його бальної оцінки. Шляхом накладання отриманих карт сформовано карту бальної оцінки рекреаційних територій басейнів малих річок Волинської області.

Найважливішою характеристикою природних компонентів є їх соціоекологічна безпека. Стратегія природокористування основана на збереженні довкілля та пріоритетах економічного зростання регіону.  Оцінка соціоекологічного навантаження в регіоні  здійснювалась автором  за допомогою відповідних коефіцієнтів, які враховують цілий ряд соціальних, виробничих і природних факторів і визначаються за шкалою від 1 до 3 балів. Все це  відображено автором у вигляді карт .

Внаслідок взаємодії соціальних, екологічних і природних складових виникають диспропорції, які формують соціально-економічну ситуацію, а  інтегратором стану їх взаємодії є рівень життя людей.

У четвертому розділі “Еколого-гідрогеохімічний аналіз басейнів малих річок” особлива увага приділена дослідженню гідроморфних ґрунтів та екологічній ролі боліт в умовах  антропогенних змін.

Під дією осушення, яке  інтенсивно проводилось в 1965-1985 роках, відбувається еволюція гідроморфних ґрунтів, рослинності, мікроклімату, тваринного світу, тобто всього ПТК. Осушення впливає на гідрологічний режим як меліорованої, так і прилеглих територій до 6-10 км і більше в залежності від механічного складу ґрунту. При цьому осушення ґрунтів легкого механічного складу викликає збільшення їх  фільтраційних властивостей в 5 і більше разів, а тяжкого механічного складу, навпаки, – зменшення фільтрації в 10-50 разів. Меліорація сприяє регіональному зниженню рівнів ґрунтових вод в басейнах і заплавах річок до  5-10 і більше метрів.

Антропогенний вплив змінив ландшафтно-геохімічні параметри басейнів малих річок, завдяки чому спостерігається геохімічна зональність торфових ґрунтів, яка віддзеркалюється на їх агрономічних властивостях. Перша група – ґрунти Прип’ятського Полісся, друга  група – центральна частина області, третя група – заплави річок Волинського Лісостепу. Встановлено, що щороку низинні торфовища спрацьовуються до 15-20 тонн сухої маси з 1 га, а після 20 річного їх використання спрацювання досягає 0,5-1,06 т/га.

Антропогенні зміни в басейнах малих річок викликають зміну хімічного складу як поверхневих, так і підземних вод. Результати виконаних робіт з аналізу хімічного складу річкових вод дали можливість встановити, що навесні хімічний склад вод Прип’яті і Західного Бугу практично не відрізняється, а вміст аміаку і заліза в Прип’яті  значно більший, ніж у Західному Бузі. У водах Прип’яті (верхів’я) більше спостерігається нітратів і нітритів. Встановлено, що навесні хімічний склад води р. Прип’ять менш сприятливий, ніж в Західному Бузі. В середині вегетаційного періоду загальна мінералізація вод р. Прип’ять менша, ніж в р.Західний Буг. Кількість магнію у водах р.Прип’ять менша, ніж у Західному Бузі, а кальцію – навпаки. Нітратів, нітритів, хлоридів, сульфатів, фосфатів та заліза  спостерігається більше у  водах Західного Бугу, ніж у Прип’яті (верхів’я).

Активний розвиток гідромеліорації в 60-80 роках значною мірою вплинув на формування хімічного складу та мінералізацію ґрунтових вод. На урбанізованій території і в межах  малоповерхової забудови  сільських населених пунктів, в колодязях повсюдно встановлено перевищення ГДК за вмістом барію, марганцю, рідше титану, хрому, нікелю. Крім того, несприятливий  вплив на якість поверхневих вод та деякі показники основних водоносних горизонтів мають наслідки аварії на ЧАЕС. Радіаційного забруднення зазнали басейни малих річок Маневицького, Любешівського і Камінь-Каширського, частково Ковельського, Ківерцівського і Рожищенського  районів.  Встановлено, що площа  радіаційного забруднення сільськогосподарських угідь становить 158,3 тис.га, з них ріллі – 87,7 тис.га, природних кормових угідь 70,6 тис.га. У громадському секторі зосереджено 73% всіх угідь. Починаючи з 1995 року,  спостерігається тенденція до поступового зниження радіоактивності ґрунтових різновидів до  22,1 Бк/кг. У 2002 році ситуація  у радіаційно забруднених лісах дещо інша. Рівні забруднення в них залишаються незмінними. Все це викликане замкнутим колом  циркуляції радіонуклідів: лісова підстилка – трав’яниста, чагарникова і деревна рослинність – листовий ( хвойний) опад – лісова підстилка, тобто постійної циркуляції радіонуклідів за трофічним ланцюгом. Автором  розроблена карта районів еколого-радіаційного стану території Волині, де виділено три райони: дуже несприятливий, умовно несприятливий та помірно несприятливий.

Одним з найнебезпечніших чинників, в умовах антропогенних змін, є ерозійно-дефляційні процеси як наслідок науково необгрунтованого  ведення господарства  (порушення прийомів агротехніки, хімічне і механічне забруднення, знищення лісів, не завжди виправдане здійснення  гідромеліоративних заходів та інше).  Особливої уваги досліджень в межах області заслуговує площинна та ярова ерозія, яка має активний  рельєфоутворюючий природно-техногенний процес, що найбільш проявляється в південній частині області.

Автором виконана оцінка потенціалу  ерозії та дефляції ґрунтів зі  щільності та  ураження площ. Вірогідність реалізації  потенціалу  в одиницю часу може бути названа “ризиком” розвитку процесу. Це дало можливість визначити площі можливих втрат сільськогосподарських угідь в басейнах малих річок від розвитку ерозії та дефляції, виразивши останню у  відсотках, і побудувати відповідну картосхему.

В межах області на 1 січня 2003 року осушено 416,6 тис.га. Протяжність відкритої сітки каналів складає 18,5 тис.км. У складі осушувальних систем нараховується 798,1 км експлуатаційних доріг, 15512 гідротехнічних споруд, зволоження проводиться 6791 шлюзом – регулятором. Гончарний дренаж побудований на 57% осушених земель. Меліорації здійснюють вплив на грунт, рослинність, мікроклімат, тобто на весь природний комплекс басейнів малих річок.

Осушення викликає зміну в заплавно-русловому комплексі (ЗРК) річок, що спричиняє розвиток негативних явищ: міління і заростання русел, замулення і пересихання річок та інше. В межах Волинської області меліорацією каналізовані середні річки до 25-30%, малі річки більш як на 60-65% , а деякі до 100%. Виконаний комплекс досліджень дав можливість здійснити районування басейнів малих річок Волинської області за ступенем перетворень заплавно-руслового комплексу. Критеріями для виділенні районів були: а) сумарна зміна середньої щільності річкової мережі за 40-річний період; б)ступінь меліорованості території басейнів річок; в) зміна морфологічних типів річкових заплав та русел; г) зміна  структури річкових систем. Всього   виділено 16 районів, які об’єднані у три групи (райони з сильними перетвореннями ЗРК, райони з середніми та райони зі слабкими перетвореннями ЗРК). Встановлено, що коефіцієнт трансформації загальної кількості штучних водотоків в середньому складає 17,2 при коливанні в окремих басейнах - від 9,2 до 23,4, а від загальної їх довжини - в середньому складає  6,2.

 Використання відкритих способів осушення сприяє збільшенню гідрографії місцевості в 15-20 і більше разів, що викликає зміни підземного і поверхневого стоку. В зв’язку з осушенням заплав змінились ландшафти, а разом з тим й рослинно-тваринний світ.