Башуцька У.Б. Антропогенно-природні сукцесії рослинності девастованих ландшафтів Червоноградського гірничопромислового району

Краткое содержание

Стан пи­тан­ня

До фі­то­ме­лі­ора­ції де­вас­то­ва­них зе­мель впер­ше вда­ли­ся ви­со­ко­роз­ви­не­ні кра­їни – Ве­ли­коб­ри­та­нія, США, Ні­меч­чи­на. Вив­чен­ню де­вас­то­ва­них лан­дшаф­тів і проб­ле­мам їх фі­то­ме­лі­ора­ції на­дається знач­на ува­га в кра­їнах СНД, на те­ри­то­рії яко­го фун­кці­онує ряд на­уко­вих шкіл, ство­ре­них пе­ре­важ­но в про­мис­ло­вих районах (Дон­бас, Кри­во­ріж­жя, Під­мос­ков­ний ба­сейн, Курсь­ка маг­ніт­на ано­ма­лія, Пів­ден­ний і Се­ред­ній Урал, Куз­бас, Пів­ніч­ний Ка­зах­стан, Кох­тла-Яр­вінсь­кий ба­сейн та ін.). Ши­ро­ко ві­до­мі те­оре­тич­ні роз­роб­ки ук­ра­їнсь­ких вче­них: фі­то­ме­лі­ора­ція при­бе­реж­но-вод­них зон (Ю.П. Бял­­ло­вич), сте­по­ве лі­со­роз­ве­ден­ня (Г.М. Ви­соць­кий, О.Л. Бель­гард, А.П. Трав­лєєв), місь­ка фі­то­ме­лі­ора­ція (В.П. Ку­че­ря­вий, О.О. Лаптєв), фі­то­ме­лі­ора­ція від­ва­лів (М.Л. Ре­ва, Б.І. Лог­гі­нов, Р.М. Па­нас). Іс­ну­ючі на­уко­ві та прик­лад­ні прин­ци­пи ство­рен­ня штуч­них на­сад­жень сто­сов­но спе­ци­фі­ки еко­ло­гіч­них чин­ни­ків сто­су­ють­ся, го­лов­ним чи­ном, по­ру­ше­них зе­мель сте­по­вої зо­ни. То­му вив­чен­ня ан­тро­по­ген­но-при­род­них сук­це­сій рос­лин­нос­ті по­род­них від­ва­лів ву­гіль­них шахт у клі­ма­тич­них умо­вах Ма­ло­го По­ліс­ся є не­об­хід­ним для роз­роб­ки ос­нов їх фі­то­ме­лі­ора­ції.

Прог­ра­ма, об'єкти і ме­то­ди

Прог­ра­мою пе­ред­ба­ча­ло­ся дос­лі­ди­ти закономірності формування рослин­ності відвалів шахт вугільної промисловості. Об'єктом дос­лід­жень є рос­лин­ний пок­рив по­род­них від­ва­лів шахт Малого Полісся.

Ха­рак­те­рис­ти­ки по­род­них від­ва­лів що­до їх ві­ку, па­ра­мет­рів, ге­оло­гіч­них і тех­но­ло­гіч­них особ­ли­вос­тей здійсне­но з ви­ко­рис­тан­ням да­них від­по­від­них служб вуг­ле­до­був­них під­приємств, на гір­ни­чих від­во­дах яких роз­та­шо­ва­ні від­ва­ли. Дос­лід­жу­ва­ні від­ва­ли по­ді­ле­но на дві гру­пи: 1) не­ре­куль­ти­во­ва­ні – не­ді­ючі, ін­же­нер­но-тех­ніч­ний та бі­оло­гіч­ний ета­пи ре­куль­ти­ва­ції не здійсню­ва­лись, але ок­ре­мі від­ва­ли під­ля­га­ли пе­ре­фор­му­ван­ню з ме­тою лік­ві­да­ції про­це­сів го­рін­ня; субстрат пред­став­ле­ний пе­ре­го­рі­ли­ми і не­го­рі­ли­ми по­ро­да­ми; на­яв­ні ді­лян­ки са­мо­за­рос­тан­ня; 2) ре­куль­ти­во­ва­ні – плос­кі по­род­ні від­ва­ли по­ша­ро­во­го фор­му­ван­ня, на те­ра­си і схи­ли яких бу­ли на­не­се­ні ша­ри ґрун­то­су­мі­шей по­туж­ніс­тю до 50 см і ви­сад­же­ні лі­со­куль­ту­ри з ча­гар­ни­ка­ми. Фло­рис­тич­не вив­чен­ня здійсню­ва­ло­ся шля­хом збо­ру осо­бис­тих гер­бар­них зраз­ків під час ка­ме­раль­ної час­ти­ни дос­лід­жень і за на­тур­ним ма­те­рі­алом у поль­ових умо­вах. У ро­бо­ті ви­ко­рис­та­ний ано­то­ва­ний спи­сок ви­щих су­дин­них рос­лин реґіону дос­лід­жень, скла­де­ний за сис­те­мою А.Л. Тах­тад­жя­на (1966, 1987). У ме­жах ро­дів ви­ди роз­та­шо­ва­ні в ал­фа­віт­но­му по­ряд­ку. Наз­ви так­со­нів по­да­но за С.К. Че­ре­па­но­вим (1981), умов­ні поз­на­чен­ня – за "Оп­ре­де­ли­те­лем выс­ших рас­те­ний Ук­ра­ины" (1987). Вив­чен­ня еда­фіч­них влас­ти­вос­тей шах­тних по­рід і на­сип­них ґрун­то­су­мі­шей, ві­діб­ра­них від­по­від­но до ек­спо­зи­ції та ярус­нос­ті від­ва­лу, про­ек­тив­но­го вкрит­тя рос­лин­нос­ті, здійсню­ва­ло­ся з ви­ко­рис­тан­ням кла­сич­них ме­то­дик, прийня­тих у ґрун­тоз­нав­стві (Н.А. Ка­чин­ский, 1958, 1965; А.Ф. Ва­дю­ни­на, З.А. Кор­ча­ги­на, 1986; Е.В. Ари­нуш­ки­на, 1970). Мік­рок­лі­ма­тич­ні дос­лід­жен­ня здійсню­ва­ли за ме­то­ди­ка­ми С.І. Кос­ті­на, Т.В. Пок­ровсь­кої (1953) і Е.Б. Те­ре­хо­вої, Р.І. Ла­ні­ної (1978). Особ­ли­вос­ті рос­ту і фор­му­ван­ня на­сад­жень на від­ва­лах вив­ча­лись за ві­до­мою лі­сів­ни­чо-так­са­ційною ме­то­ди­кою Н.П. Ану­чі­на (1977). Бі­омет­рич­ний ана­ліз по­каз­ни­ків рос­ту штуч­них і при­род­них на­сад­жень по­род­них від­ва­лів здійсне­но на під­ста­ві ана­лі­зу ста­тис­тич­них по­каз­ни­ків ви­бір­ко­вих су­куп­нос­тей (А.К. Мит­ро­польский, 1969). При ви­сі­ван­ні де­рев­них по­рід у тех­но­зе­ми та ана­лі­зі бі­омет­рич­них по­каз­ни­ків сі­ян­ців ви­ко­рис­то­ву­ва­лись лі­со­куль­тур­ні ме­то­ди А.І. Но­во­сель­це­вої, Н.А. Смир­но­ва (1983). На ок­ре­мих ді­лян­ках здій­сню­­ва­ли об­ро­бі­ток субстра­ту "Бі­она­ту­рою", на ін­ших – зба­га­чу­ва­ли його шля­хом вне­сен­ня від­хо­дів мі­ко­ло­гіч­но­го ви­роб­ниц­тва. Ана­ліз фло­ри здій­сню­ва­ли за ме­то­дом кон­крет­них флор, роз­роб­ле­ним у пра­цях О.І. Тол­ма­чо­ва (1962, 1986), В.М. Шмід­та (1974, 1976, 1984), Б.О. Юр­це­ва (1974, 1980), Л.І. Ма­ли­ше­ва (1972, 1973). Еко­ло­гіч­на струк­ту­ра фло­ри по­да­на за схе­мою П.С. Пог­реб­ня­ка (1968), бі­омор­фо­ло­гіч­на – за сис­те­мою І.Г. Се­реб­ря­ко­ва (1962). Ге­ог­ра­фіч­на струк­ту­ра фло­ри роз­роб­ле­на на ос­но­ві схе­ми К.А. Ма­ли­новсь­ко­го (1980). Во­на виз­на­че­на на ос­но­ві да­них про по­ши­рен­ня ви­дів, вмі­ще­них у різ­них пуб­лі­ка­ці­ях (Флора СССР, 1934-1964; Флора УРСР, 1940-1965; Флора Европейской части СССР, 1974-1981). Фло­ро­це­но­ти­піч­на струк­ту­ра фло­ри ба­зується на кла­си­фі­ка­ції Б.В. За­ве­ру­хи (1985). Для си­нан­троп­ної рос­лин­нос­ті зас­то­со­ва­но кла­си­фі­ка­цію Я. Кор­на­ся (1968).

Дос­лід­жен­ня сук­це­сійних про­це­сів рос­лин­нос­ті здійсню­ва­ли­ся за ме­то­дом ря­ду пос­лі­дов­них ста­дій роз­вит­ку, кож­на з яких виз­на­ча­лась за фло­рис­тич­ним яд­ром згід­но з до­мі­нан­тною сис­те­мою. Ви­ді­лен­ня та ана­ліз мік­ро­асо­ці­ацій здійсню­вав­ся за ме­то­ди­кою А.А. Кор­ча­гі­на (1976). Ро­бо­та ба­зу­ється на те­оре­тич­них пра­цях з фі­то­ме­лі­ора­ції Ю.П. Бял­ло­ви­ча (1945, 1970), В.П. Ку­че­ря­во­го (1991, 2003), О.О. Лаптєва (1998).

Змі­ни ком­по­нен­тів лан­дшаф­ту Чер­во­ног­радсь­ко­го
гір­ни­чоп­ро­мис­ло­во­го району

Ін­тен­сив­не про­мис­ло­ве ос­воєння Чер­во­ног­радсь­ко­го гір­ни­чоп­ро­мис­ло­во­го району, який міс­тить ос­нов­ну час­ти­ну всіх ба­лан­со­вих за­па­сів ву­гіл­ля Львівсь­ко-Во­линсь­ко­го кам'яно­ву­гіль­но­го ба­сейну, приз­ве­ло до не­га­тив­них змін нав­ко­лишньо­го се­ре­до­ви­ща: заб­руд­нен­ня ат­мос­фе­ри, змі­ни мік­рок­лі­ма­ту, про­сі­дан­ня по­вер­хні зем­лі, вис­на­жен­ня во­до­нос­них го­ри­зон­тів, по­ру­шен­ня при­род­ної цир­ку­ля­ції вод та їх заб­руд­нен­ня. Всі ці яви­ща не­га­тив­но впли­ва­ють на здо­ров'я на­се­лен­ня (ма­со­вий флю­ороз та гі­поп­ла­зія зу­бів, си­лі­коз та ін.). Змі­ни у рос­лин­но­му пок­ри­ві приз­ве­ли до ма­со­во­го по­ши­рен­ня ад­вен­тив­них рос­лин, уні­фі­ка­ції фло­ри; рос­лин­ність по­род­них від­ва­лів ву­гіль­них шахт є но­вою під­сис­те­мою сук­це­сійної сис­те­ми реґіону.

Фор­му­ван­ня лі­со­рос­лин­них умов по­род­них від­ва­лів

Особ­ли­вос­ті фор­му­ван­ня лі­со­рос­лин­них умов по­род­них від­ва­лів роз­гля­да­ють­ся як фон роз­вит­ку ан­тро­по­ген­но-при­род­них сук­це­сій де­вас­то­ва­них лан­дшаф­тів Чер­во­ног­радсь­ко­го гір­ни­чоп­ро­мис­ло­во­го району.

Еда­фіч­ні влас­ти­вос­ті шах­тних по­рід і на­сип­них ре­куль­ти­ва­ційних ша­рів ґрун­то­су­мі­шей. По­род­ні субстра­ти від­ва­лів шахт згід­но з прийня­тою кла­си­фі­ка­цією ґрун­тів (Ка­чинсь­кий, 1965) за гра­ну­ло­мет­рич­ним скла­дом від­но­си­мо до ка­те­го­рії круп­но­улам­ко­вих ще­бе­нис­тих ґрун­тів. На­сип­ні ґрун­то­су­мі­ші ре­куль­ти­во­ва­них від­ва­лів, пред­став­ле­ні су­піс­ка­ми пі­ща­но-су­пі­ща­нис­ти­ми і суг­лин­ка­ми лег­ки­ми гру­бо­пи­лу­ва­то-лег­ко­суг­лин­ко­ви­ми, знач­но спо­віль­ню­ють про­це­си фі­зич­но­го та хі­міч­но­го ви­віт­рю­ван­ня, про що свід­чить зна­чен­ня ске­лет­нос­ті під­сти­ла­ючих шах­тних по­рід.

За­галь­ні фі­зич­ні влас­ти­вос­ті (щіль­ність твер­дої фа­зи субстра­ту, щіль­ність бу­до­ви субстра­ту, за­галь­на шпа­ру­ва­тість, аера­ція та сту­пінь аера­ції) не­пе­ре­го­рі­лих і пе­ре­го­рі­лих шах­тних по­рід та на­сип­них ґрун­то­су­мі­шей є близь­ки­ми до оп­ти­маль­них зна­чень, вста­нов­ле­них для суг­ли­нис­тих і гли­нис­тих ґрун­тів. Але по­каз­ни­ки поль­ової во­ло­гос­ті шах­тних по­рід і на­сип­них ґрун­то­су­мі­шей є ду­же низь­ки­ми, що під­твер­джує лі­мі­ту­ючий вплив зво­ло­жен­ня на роз­ви­ток рос­лин­нос­ті. Крім то­го, со­лі і ток­сич­ні спо­лу­ки, що вхо­дять до скла­ду по­рід, а та­кож низь­кий вміст гу­му­со­вих ре­чо­вин упо­віль­ню­ють про­це­си при­род­но­го за­рос­тан­ня.

Кис­лот­ність по­род­них субстра­тів змі­нюється від 4,25 до 5,80. Для штуч­них еда­фо­то­пів ха­рак­тер­не нейтраль­не і, час­тко­во, сла­бо­луж­не се­ре­до­ви­ще. Ємність пог­ли­нан­ня пе­до­зе­мів є ви­щою, по­рів­ня­но з ана­ло­гіч­ни­ми по­каз­ни­ка­ми лі­то­зе­мів. Ефек­тив­ність гу­му­со­наг­ро­мад­жен­ня в дос­лід­жу­ва­них субстра­тах є ду­же низь­кою. Вміст гу­му­су у лі­то­зе­мах – до 0,75 %, у пе­до­зе­мах – до 2,10 %. Шах­тні по­ро­ди і на­сип­ні ґрун­то­су­мі­ші за вміс­том азо­ту, фос­фо­ру, ка­лію на­ле­жать до ма­ло­за­без­пе­че­них. У ре­зуль­та­ті життєді­яль­нос­ті рос­лин-пі­оне­рів прос­те­жується по­віль­не збіль­шен­ня кіль­кос­ті цих еле­мен­тів.

Мік­рок­лі­ма­тич­ні умо­ви. На ре­куль­ти­во­ва­них і не­ре­куль­ти­во­ва­них від­ва­лах найбіль­ше прог­рі­ва­ють­ся пів­ден­ні схи­ли: тем­пе­ра­ту­ра по­вер­хні субстра­ту – 56ºС і 63ºС від­по­від­но, наймен­ше – пів­ніч­ні (42º і 51ºС від­по­від­но). Різ­ни­ці за по­каз­ни­ком тем­пе­ра­ту­ри субстра­ту на гли­би­ні 5 см цих схи­лів ся­га­ють 11ºС на обох ти­пах від­ва­лів, різ­ни­ці во­ло­гос­ті по­віт­ря на ви­со­ті 0,2 м ста­нов­лять 7 % і 12 % від­по­від­но. Вплив ек­спо­зи­ції на наг­рі­ван­ня схи­лів і на во­ло­гість ві­доб­ра­жається та­кож по­се­лен­ням на пів­ніч­них схи­лах біль­шої кіль­кос­ті ме­зо­філь­них рос­лин, а на пів­ден­них – ксе­ро­філь­них.

Бі­омет­рич­ний ана­ліз по­каз­ни­ків рос­ту на­сад­жень по­род­них від­ва­лів. Ста­тис­ти­ки ря­дів роз­по­ді­лу кіль­кос­ті де­рев за ос­нов­ни­ми так­са­ційни­ми по­каз­ни­ка­ми ві­доб­ра­жа­ють особ­ли­вос­ті фор­му­ван­ня лі­со­во­го фі­то­це­но­зу-ме­лі­оран­та. Нап­рик­лад, у на­сад­жен­нях, ство­ре­них штуч­ним шля­хом на ре­куль­ти­ва­ційно­му ша­рі на­сип­них ґрун­то­су­мі­шей, мін­ли­вість ос­нов­них так­са­ційних по­каз­ни­ків є ниж­чою, при­чо­му для лі­со­вих куль­тур схи­лу пів­ніч­ної ек­спо­зи­ції ко­ефі­цієнт ва­рі­ації є ниж­чим, по­рів­ня­но з по­каз­ни­ком пів­ден­но­го схи­лу, що зу­мов­люється мік­рок­лі­ма­тич­ни­ми умо­ва­ми.

Фло­ра по­род­них від­ва­лів шахт

Су­куп­ність по­пу­ля­цій ви­дів, які спон­тан­но по­се­ля­ють­ся, а та­кож штуч­но ство­ре­ні лю­ди­ною, від­но­си­мо до фло­ри по­род­них від­ва­лів. До неї вхо­дить 271 вид ви­щих су­дин­них рос­лин із 190 ро­дів та 59 ро­дин, 45 по­ряд­ків, 7 кла­сів, 5 від­ді­лів (таб­ли­ця). 10 про­від­них ро­дин вклю­ча­ють 182 ви­ди, що ста­но­вить 67 % фло­ри дос­лід­жу­ва­ної те­ри­то­рії. Біль­шість ро­дин ма­ють низь­кий рі­вень фло­рис­тич­но­го ба­гат­ства (5-1 ви­ди). 16 про­від­них за кіль­кіс­тю ро­дів об'єдну­ють 61 вид фло­ри (22,5 %). Роз­та­шу­ван­ня на пер­ших міс­цях у спек­трі про­від­них ро­дин Fa­ba­ceae, Ro­sa­ceae, La­mi­aceae, Bras­si­ca­ceae, Car­yophylla­ceae свід­чить про при­сут­ність тер­мо­філь­них ви­дів, що за­ко­но­мір­но для ді­ля­нок із теп­лоємким субстра­том.

Еко­ло­гіч­но­му спек­тру фло­ри по­род­них від­ва­лів сто­сов­но зво­ло­жен­ня субстра­ту при­та­ман­не до­мі­ну­ван­ня ви­дів ме­зо­філь­ної гру­пи, сто­сов­но троф­нос­ті пе­ре­ва­жа­ють ме­зот­ро­фи, сто­сов­но хі­міз­му субстра­ту найчи­сель­ні­шою є гру­па ін­ди­фе­рен­тних ви­дів. Ніт­ро­філь­ні ви­ди пред­став­ле­ні, пе­ре­важ­но, се­ге­таль­ни­ми і ру­де­раль­ни­ми рос­ли­на­ми, хо­ча є та­кож луч­ні та лі­со­ві ви­ди. Ви­ди-аци­до­фі­ли ма­ють найвуж­чий так­со­но­міч­ний спектр, але у при­род­но­му са­мо­за­рос­тан­ні від­ва­лів ма­ють важ­ли­ве зна­чен­ня. Се­ред каль­це­фі­лів пе­ре­ва­жа­ють луч­ні та лі­со­ві ви­ди, що сприяє фор­му­ван­ню рос­лин­нос­ті, близь­кої до зо­наль­ної.