РОЛЬ КАЛЬЦІЮ ТА АЛЮМІНІЮ В ФУНКЦІОНУВАННІ ЛУЧНИХ БІОГЕОЦЕНОЗІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ (НА ПРИКЛАДІ ВОЛОВЕЦЬКОЇ ВЕРХОВИНИ)

Краткое содержание

У першому розділі - Вивченість лучних біогеоценозів Українських Карпат висвітлено ступінь дослідження біогеографічних особливостей Українських Карпат на різних етапах їх вивчення. На першому етапі вченими стверджується про основний вплив на формування рослинного покриву кліматичних умов. В наступні етапи багаточисельними дослідженнями (Голубець, 1967; Фодор, 1966) встановлюється залежність продуктивності та видового складу біогеоценозів від рельєфу, літологічних порід та частково властивостей грунтового покриву.

В останній період окрема група авторів (Гоголев, 1986; Топольний, 1991) досліджувала фізико-хімічні властивості, кислотно-основні параметри та вміст рухомого алюмінію в буроземах Карпат. Проте питання впливу цих характеристик на продуктивність та ботанічний склад травостану залишається і на даний час недостатньо вивченим.

Другий розділ – Умови і методика досліджень. При проведенні польових дослідів в районі Воловецької Верховини, що входить до складу Вододільно-Верховинської геоморфологічної області шляхом дрібноділяночних досліджень (Щерба, 1967) вивчався вплив внесення кальційвмістних сполук на зміну травостою та фізико-хімічних властивостей грунту.

При маршрутно-експедиційних дослідженнях, які проводилися в межах Воловецької Верховини і Вододільного хребта застосовувались загальноприйняті геоботанічні методи вивчення природних лук різного ботанічного складу та характеру використання: удобрювані господарські сіножаті та пасовища, неудобрювані угіддя, косимі і некосимі лісові галявини, місця стоянок худоби, задернілі лісові дороги. В процесі експедиційних досліджень з допомогою профільного методу вивчалась морфологічна будова та морфологічні ознаки буроземів, відбирались, відповідно до загальноприйнятих методик зразки грунту. Вивчення фізико-хімічних властивостей грунтів проводилось за допомогою методів і методик, які запропоновані в посібнику (Агрохимические методы исследования почв, 1965).

При проведенні вегетаційних досліджень, з метою вивчення ролі рухомого алюмінію у рості та розвитку рослин, застосовувалась методика розроблена Б.А.Голубевим (1947), яка була удосконалена автором стосовно унікальних за кислотністю та вмістом рухомого алюмінію грунтів Карпат. В процесі проведення польових дослідів вивчено погодні умови за 1997-1999 роки та проведено їх порівняння з середніми багаторічними кліматичними характеристиками.

Третій розділ – Характеристика чинників ландшафтоутворення. В розділі вивчені ті з чинників, які мають безпосередній вплив на формування грунтового покриву, його властивості, видовий склад і продуктивність лучних біогеоценозів.

Дослідження проводились переважно в межах геоморфологічної області Вододільно-Верховинських Карпат (Цись, 1964), в якій наявний низькогірний рельєф Стрийсько-Сянської та Воловецької Верховини, середньовисокий рельєф Верховинського хребта.

Клімату досліджуваної території властива вертикальна поясність (Андріанов, 1957, 1968). В зв’язку з тим, що район досліджень приурочений до Вододільно-Верховинської геоморфологічної області, кліматичні характеристики вивчались за даними метеостанції (МС) Нижні Ворота (496,5 м н.р.м.). Відсутність у даній області метеостанції на середньогір’ї зумовила необхідність використовувати дані МС Плай (1331,0 м н.р.м.), що розташована в межах Полонинського хребту. Аналіз метеорологічних даних дозволяє судити, що дана територія характеризується значною кількістю опадів при незначному забезпеченні теплом. Так при середній багаторічній кількісті опадів на МС Нижні Ворота – 1030 мм, сума температур >10⁰ складає 2100⁰С, а на МС Плай при 1770 мм опадів – лише 1050⁰С. В зв’язку з тим луки середньогір’я характеризуються дуже короткою тривалістю періоду активної вегетації (t>10⁰), яка сягає лише 75 днів, збільшуючись в низбкогір’ї до 150 днів. 

Відповідно схеми вертикальної поясності Українських Карпат (Андріанов, 1968) територія дослідження відноситься до відноситься до менш теплої підзони помірного кліматичного поясу (åt 1800-2200⁰) та до прохолодного (åt 1400-1800⁰).

У формуванні мезоклімату значну роль відіграють температурні інверсії, які зумовлюють досить низькі температури в міжгірних долинах і котловинах взимку, пізні весняні та ранні осінні приморозки. Помірні температури та значна кількість вологи, яка надходить в грунти внаслідок їх високої водопроникності, створює сприятливі умови для високої біологічної активності в даних грунтах та відповідно поживні речовини для росту і розвитку рослинності.

Лучна рослинність Українських Карпат представлена післялісовими луками гірсько-лісового поясу та високогірними луками субальпійського та альпійського поясів. Післялісовим лукам властиві угруповання, які об’єднують в 4 класи формацій: справжні, остепнені, збіднені, гідромезофітні (Крись, 1990). Справжні луки представлені високозлаковими, низькозлаковими, великобобовими, низькобобовими, великорізнотравними, низькорізнотравними групами формацій, на їхню долю припадає 25-35% площ лук. Збіднені луки представлені переважно формаціями біловусу стиснутого, щучника дернистого, мітлиці тонкої, орляка звичайного і займають 60-70% від загальної площі лук. Остепнені луки становлять біля 1% від лучних площ. Гідромезофітні луки представлені формаціями, в яких основу травостану складають види з підвищеною потребою до водозабезпечення і здатністю рости на неаєрованих грунтах, займають 2-4% від усіх лучних площ.

Грунтовий покрив характеризується значною одноманітністю. На території досліджень сформувались практично повсимісно бурі гірсько-лісові грунти, що зумовлено помірним кліматом, значною водопроникністю грунтів і грунтоутворюючих порід, наявністю лісової рослинності.

За морфологією грунтового профілю буроземи характеризуються слабкою диференціацією профілю, його бурим забарвленням, зернисто-грудкуватою структурою і значним вмістом щебеню. У грунтах сформованих на бідній основами, але багатій калієм породі (фліш) відбувається винесення калію біологічна акумуляція кальцію, фосфору і сірки. Ці грунти характеризуються відносно невеликою кількістю обмінних катіонів, які представлені головним чином кальцієм і магнієм (4,0-8,0 мг-екв. на 100 г гр. кальцію, 3,2-5,9 мг-екв. магнію). Водень у грунтовому вбирному комплексі займає біля 1 мг-екв. на 100 г грунту, що складає менше 20% від ємності вбирання. Бурі лісові грунти містять підвищену кількість рухомого алюмінію – 80-110 мг на 100 г грунту (Гоголев, 1965), який у реакціях обміну участі практично не приймає. Характерною властивістю буроземів є значний вміст гумусу – 3-5% (Андрущенко, 1970). Гумус низької якості з переважанням фульвокислот. Вміст гумусу з висотою над рівнем моря збільшується за рахунок зниження біологічної активності грунтів і погіршення процесу гуміфікації органічних решток, тому з висотою спостерігається накопичення, так званого, грубого гумусу. Цим грунтам властива кисла і сильнокисла реакція – рН_KCl  3,4-4,3 (Топольний, 1979).

Українським Карпатам притаманне зменшення лісистості внаслідок розселення людей і розвитку сільського господарства, будівництва шляхів сполучення і зв’язку, розвитку промисловості та урбанізації, що зумовило антропогенну трансформацію природних угідь, але вона має свою специфіку, пов’язану з гірським положенням, історичними та етнічними умовами.

Вироблена протягом багаторічного розвитку ландшафтів екологічна (динамічна за Вернадським, 1960) рівновага в екосистемах порушується в процесі освоєння, особливо таких екологічно нестійких територій, якими є гори. В першу чергу рівновага порушується при суцільній вирубці лісів, що призводить до погіршення екологовідтворчих функцій в гірських ландшафтах. Кризові екологічні ситуації, які почастішали в останні роки в межах Українських Карпат приводять до погіршення видового складу та зменшення продуктивності лучних фітоценозів. Серед деградаційних та деструктивних процесів, які погіршуючи властивості буроземів Карпат, приводять до зниження продуктивності лук, слід віднести водну ерозію (площинний змив та глибинний розмив), селі, зсуви та лавини. Значний вплив на пасовищні фітоценози має випасання худоби, яке не рідко приводить до пасовищної дигресії. Практично всі громадські пасовища, які розташовані біля великих сіл на землях запасу, є дуже низькопродуктивні та вимагають термінового покращення шляхом регулювання випасу (так зване загінне випасання) та поверхневе поліпшення. Природні кормові угіддя розташовані на бувших орних землях, характеризуються великою щебенистістю грунтів, що призводить до розрідження травостою. Тому слід відмітити, що у фомуванні лучних біогеоценозів значну роль крім природних чинників відіграють антропогенні, а наявні зараз луки слід рахувати природно-антропогенними екосистемами.