ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ СЕЗОННИХ СТАНІВ ЛАНДШАФТІВ КИЇВСЬКОГО ПОЛІССЯ ТА СЕРЕДНЬОГО ПОБУЖЖЯ

Краткое содержание

1. Теоретико-методологічні засади порівняльного дослідження сезонних станів ландшафтів. Аналітичний огляд фізико-географічних і ландшафтознавчих напрацювань з досліджуваної проблематики дає можливість дійти до висновку, що деякі питання, пов’язані зі станами ландшафтів, зокрема сезонними, перебували у полі зору географів принаймні ще з часів формування наукових підвалин ландшафтознавства. Такі розвідки стосувались окремих аспектів змін ландшафтів та їх складових (Г.М.Висоцький [1909], Б.Б.Полинов [1926], О.Д.Гожев [1930], Л.С.Берг [1931], М.А.Первухін [1932] та ін.). Проте упродовж майже півстоліття у ландшафтознавчих дослідженнях закономірно значно більшої уваги надавалося вивченню питань просторової – геокомпонентної і геокомплексної структури ланд­шафтів. Разом з тим протягом цього часу були закладені необхідні основи для подаль­шого вивчення часових аспектів існування ландшафтів (А.О.Григор’єв [1937], С.В.Калесник [1947], К.К.Марков [1950] та інші).

У 60-х роках ХХ ст. спостерігається помітне зростання уваги географів до питань функціонування і динаміки ландшафтів та пов’язаних з ними різночасових станів. Цей час став по-своєму рубіжним для вивчення ландшафтів і започаткував новий етап у розвитку ландшафтознавства. Починаючи з 1960-х років активно розробляється широке коло теоретико-методологічних, методичних проблем дослідження часової організації ландшафтів. Обґрунтовуються основні положення геосистемної парадигми та структурно-динамічного ландшафтознавства (В.Б.Сочава [1978]), досліджуються різні аспекти взаємозв’язку просторової і часової організації ландшафтів (В.С.Преображенський [1986], В.О.Ніколаєв [1989], В.О.Боков [1990], В.М.Пащенко [1993], М.Д.Гродзинський [1995]), виникає і розвивається новий розділ ландшафтознавства – геофізика ландшафтів, (Д.Л.Арманд [1967], К.М.Дьяко­нов [1988], Н.Л.Беручашвілі [1990]), опрацьовуються і реалізуються різні методики вивчення станів ландшафтів, зокрема сезонних (А.А.Краукліс [1979], Н.Л.Беручаш­вілі [1983], А.М.Грін [1984], Г.А.Ісаченко [1988], І.І.Мамай [1992], О.М.Маринич, В.Т.Гриневецький, Л.М.Шевченко [1993], В.М.Петлін [1998] та інші).

Неусталеність змісту поняття “стан ландшафту” зумовила необхідність його додаткового розгляду. Проаналізовано ряд визначень цього поняття, наведених у роботах Ф.М.Мількова [1981], Н.Л.Беручашвілі [1986], М.Д.Гродзинського [1995], В.О.Бокова, А.В.Єни, В.Г.Єни та ін. [1996], І.І.Мамай [1999] тощо. У цих визна­ченнях знайшли відображення найважливіші сутнісні риси станів ландшафтів – вираженість часової складової, відносна однорідність щодо змін певних власти­востей ландшафтів та процесів функціонування, зв’язок між вхідними у ландшафт потоками та станами ландшафтів тощо. У роботі стан ландшафту розглядається як відтинок існування ландшафту, протягом якого всі його визначальні характерис­тики не зазнають істотних якісних змін. Стани ландшафту – це прояви існування ландшафту, його структурно-функціональні варіанти. Вони є своєрідними часовими аналогами складових геокомплексної структури ландшафтів.

Під сезонним станом ландшафту розуміємо стан ландшафту, формування якого зумовлене закономірними сезонними змінами радіаційного режиму та атмосферної циркуляції. Сезонний стан ландшафту – цілісне просторово-часове утворення, що характеризується специфічними термічними властивостями повітряної, водної і ґрунтової складових ландшафту, особливостями ґрунтового зволоження, режиму поверхневих та підземних вод, характерними особливостями розвитку біоти, проя­вами певної сукупності ландшафтних (фізико-географічних) процесів. Сезонний стан ландшафту характеризується специфічною структурою та динамікою внутріш­ньосезонних станів і розгортається на тлі конкретного річного та різнотривалих багаторічних станів.

Здійснення порівняльного аналізу сезонних станів ландшафтів різних регіонів потребує цільового опрацювання відповідних теоретико-методологічних положень та методичних вирішень. У дисертації вони представлені у контексті подальшого розвитку теорії, методології і методики ландшафтознавчих, головним чином ланд­шафтознавчо-геофізичних, досліджень. Важливими складовими засад виконаного дослідження є знання про ландшафтний простір і час, метахронність ландшафтів, їх змінюваність та інерційність, континуальність та дискретність, організованість (просторову, часову і просторову-часову), про функціонування, динаміку та розвиток ландшафтів, їх ритмічність, процеси інтеграції та диференціації ланд­шафтів, позиційність ландшафтів, характерні часи процесів ландшафтогенезу тощо.

На основі цих знань визначено відповідні методологічні принципи дослідження і напрями їх реалізації. Для вивчення сезонних станів ландшафтів одними з найважливіших є: принцип врахування єдності ландшафтного простору і часу, який спрямовує дослідження на розгляд сезонних станів ландшафтів у тісному зв’язку з просторовою – геокомпонентною і геокомплексною структурою цих ландшафтів; принцип врахування ландшафтної метахронності, який дає можливість опрацювати аспект відмінностей у строках початку і закінчення сезонних станів у різних ландшафтах; принцип врахування змінюваності та інерційності ландшафтів, відповідно до якого при вивченні сезонних станів ландшафтів необхідним є врахування ефектів “пам’яті ландшафтів”, “післядії” і т. п.

Вихідні об’єктні та предметні складові досліджень сезонних станів ландшафтів зумовлюють необхідність взаємоузгодженого використання в таких дослідженнях низки підходів. Реалізація системного підходу дає можливість використати досвід системних інтерпретацій щодо структури ландшафтів, їх функціонування та динаміки, станів ландшафтів, зокрема сезонних; комплексного – найадекватніше відобразити комплексну сутність ландшафтів та їх станів, генетичного – враховува­ти при вивченні сезонних станів ландшафтів чинники їх формування, порівняльного – на основі порівняння об’єктів дослідження отримати нові знання про сезонні стани ландшафтів в цілому і досліджуваних регіонів зокрема, ландшафтознавчо-геофізичного – наповнити кількісними показниками та якісними характеристиками геофізичного змісту вербальні та інші моделі сезонних станів ландшафтів.

Методика, опрацьована у дисертації, представлена системою взаємоузгоджених послідовно задіяних у процесі своєї реалізації методів, спрямованих на вирішення мети та завдань дослідження. Основними етапами порівняльного дослідження сезонних станів ландшафтів є: 1) характеристика просторової – геокомпонентної і геокомплексної структури ландшафтів за допомогою методів аналізу літературних і фондових матеріалів, польових досліджень, картографування ландшафтів, зокрема методу ключових ділянок; 2) встановлення і характеристика основних чинників формування сезонних станів ландшафтів із використанням методів аналізу літературних, фондових матеріалів та польових досліджень; 3) визначення сезонних станів ландшафтів досліджуваних регіонів та їх порівняльна характеристика за допомогою аналізу літературних та фондових матеріалів, методів стаціонарних, напівстаціонарних і польових досліджень, методів характерних років, екстраполяції, картографування.

Останній етап роботи складається з кількох підетапів: а) аналіз багаторічної мінливості сезонних гідротермічних властивостей ландшафтів досліджуваних регіонів і вибір характерного року (чи років) для наступного детальнішого вивчення; б) виділення сезонних станів ландшафтів для обраного характерного року (чи років) на прикладі ключових ділянок; в) порівняльна характеристика визначених сезонних станів ландшафтів (в т.ч. через вивчення їх часової структури – поєднання внутрішньосезонних і добових станів), г) порівняльне вивчення просторової структури сезонних станів ландшафтів окремих ключових ділянок (для зимового стану ландшафтів таке вивчення проведено детальніше – з використанням методу картографування та екстраполяції); д) узагальнююча характеристика щодо просторово-часової структури сезонних станів ландшафтів досліджуваних ключових ділянок і регіонів у цілому.

Окремою складовою методики ландшафтознавчо-геофізичних досліджень сезонних станів ландшафтів є етап опрацювання можливих шляхів практичного використання отриманих результатів. Зокрема, в дисертації прикладом такого опрацювання є оцінювання ландшафтів досліджуваних ключових ділянок щодо їх здатності до снігонакопичення і промерзання ґрунту, для чого розроблено відповідну методику з використанням методу бальних оцінок.

2. Структурні особливості ландшафтів Київського Полісся та Середнього Побужжя. Відповідно до принципу врахування єдності ландшафтного простору і часу при вивченні сезонних станів ландшафтів обов’язковим є з’ясування особли­востей просторової ландшафтної структури досліджуваних регіонів, з необхідною деталізацією на прикладі ключових ділянок. Досліджувані території – ландшафтні області Київського Полісся та Середнього Побужжя – характеризуються рядом спільних і відмінних особливостей геокомпонентної і геокомплексної структур.

Ландшафти порівнюваних регіонів істотно відрізняються геокомпонентною структурою. Зокрема, на Київському Поліссі переважаючими типами антропоге­нових відкладів є льодовикові, водно-льодовикові, давньоалювіальні і сучасні алювіальні відклади піщаного і супіщаного гранулометричного складу; на Середньому Побужжі – лесовидні відклади суглинистого гранулометричного складу. Територія Київського Полісся є акумулятивною низовиною з середніми висотами 130–160 м, слабкою розчленованістю (перепади висот 25–50 м); Середнє Побужжя – структурно-денудаційна височина з висотами до 280–300 м і значним розчлену­ванням поверхні (перепади висот понад 50 м). З-поміж морфолітогенних чинників у диференціації властивостей сезонних станів ландшафтів Київського Полісся основна роль належить поверхневим відкладам, а в ландшафтах Середнього Побужжя – найяскравіше проявляється роль рельєфу земної поверхні.

Київське Полісся і Середнє Побужжя за кліматичними особливостями відрізняються значно менше порівняно з іншими геокомпонентними характе­ристиками – такі відмінності швидше кількісні, ніж якісні. Наприклад, у Київському Поліссі середня температура повітря за січень –6,3ºС, а середня температура за липень – +18,8ºС; у Середньому Побужжі ці показники становлять відповідно –5,5ºС і +19,0ºС. Річна сума опадів у Київському Поліссі і у Середньому Побужжі – близько 600 мм. Головними причинами відносно незначних відмінностей кліматичних характеристик є порівняно невелика відстань між досліджуваними територіями, а також згадані раніше відмінності у висотному положенні, які сприяють своєрідному “просуванню” Середнього Побужжя на північ за рядом гідротермічних показників.

Для Київського Полісся у порівнянні з Середнім Побужжям притаманними є порівняно незначна глибина залягання ґрунтових вод, які у багатьох ландшафтах істотно впливають на сезонні природні процеси; менша інтенсивність, проте більша інерційність коливань рівнів води у річках, що визначає особливості сезонних станів заплавних ландшафтів.

Фоновими у Київському Поліссі є дерново-слабо- і середньопідзолисті піщані, супіщані ґрунти неоглеєні та різного ступеню оглеєння, значну частку ґрунтового покриву займають болотні та дернові ґрунти. Для Середнього Побужжя пануючими є різні відміни сірих лісових та чорноземних ґрунтів (головним чином чорноземи опідзолені) суглинистого гранулометричного складу – вони значно відрізняються від поліських ґрунтів за водно-фізичними та тепловими властивостями.

Для Київського Полісся у природному стані характерним було панування лісів формації сосни звичайної з відповідними субформаціями чистих соснових лісів (борів), дубово-соснових (суборів), грабово-дубово-соснових лісів (складних суборів). Для Середнього Побужжя – лісів формації дуба звичайного, серед них субформації грабово-дубова і чисто дубова, зі степовими ділянками зі злаково-різнотравною рослинністю. На сьогодні більша частина лісів знищена, а лісостепові ландшафти зі степовою рослинністю суцільно розорані. Лісова рослинність у ландшафтній структурі Київського Полісся ще відіграє значну роль, залісеність цієї території складає у різних її частинах від 20 до 45%.

У геокомплексній структурі досліджуваних територій спостерігаються відмінності, виражені вже на рівні підкласів і типів ландшафтів – ландшафти Київського Полісся відносяться до низовинного підкласу і мішанолісового типу, а Середнього Побужжя – до височинного підкласу і лісостепового типу. Це знайшло відображення у їх типологічній структурі: для Київського Полісся фоновими є мішанолісові ландшафтні місцевості водно-льодовикових, моренно-водно-льодовикових, давньоалювіальних низовинних рівнин з дерново-слабо- і середньопідзолистими ґрунтами з борами і суборами, частково розорані; для Середнього Побужжя – лісостепові ландшафтні місцевості лесових височинних рівнин з сірими лісовими ґрунтами та чорноземами опідзоленими із дубово-грабовими і дубовими лісами, переважно розорані, у меншій мірі – лісостепові місцевості лесових височинних рівнин з чорноземами типовими малогумусними у минулому з різнотравно-злаковою рослинністю, суцільно розорані.

Для ландшафтної структури Київського Полісся притаманна значна строкатість ландшафтів, яка пов’язана з мозаїчністю розповсюдження поверхневих відкладів, значним впливом на ландшафтоутворення ґрунтових вод, глибина залягання яких істотно варіює у різних місцеположеннях на порівняно незначних за площею ділянках; особливістю геокомплексної структури Середнього Побужжя є збільшення частки ерозійних і різноекспонованих схилових ландшаф­тних фацій та урочищ.

У дисертації проаналізовано особливості геокомпонентної і геокомплексної ландшафтної структури наявних ключових ділянок з відповідними розрахунками щодо співвідношення площ, зайнятих різними ландшафтами (рівня ландшафтних урочищ та фацій), що є необхідним для розуміння закономірностей формування сезонних станів ландшафтів більшої просторової розмірності. Димерська ключова ділянка є репрезентативною для вивчення сезонних станів ландшафтів місцевостей моренно-зандрових рівнин та терас з дерново-підзолистими ґрунтами; Тетерівська – ландшафтів місцевостей водно-льодовикових рівнин з дерново-слабопідзолистими ґрунтами та терас з дерново-слабопідзолистими, дерново-підзолистими глеюватими та глеєвими ґрунтами; Вінницька – ландшафтів місцевостей лесових рівнин з чорноземами опідзоленими та сірими лісовими ґрунтами; Гайсинська – ландшафтів місцевостей лесових рівнин з сірими лісовими ґрунтами різного ступеня оглеєння.

3. Сезонні стани ландшафтів Київського Полісся та Середнього Побужжя. Властивості сезонних станів ландшафтів, закономірності їх часових змін визначаються низкою чинників різного походження. Доцільно розрізняти три основні групи чинників формування сезонних станів ландшафтів: гідрокліматичні, морфолітогенні та грунтово-рослинні. Усі ці чинники реалізуються взаємозв’язано, їхній прояв значною мірою залежить від просторової структури та позиції дослід­жуваних ландшафтів.

Гідрокліматичні чинники є провідними у формуванні сезонних станів ландшафтів: сезонні зміни гідрокліматичних показників – це перша ланка у ланцюгу природних змін, результатом яких є виникнення сезонних станів ландшафтів. З-поміж чинників цієї групи основними є сонячна радіація і циркуляція атмосфери, які визначають температурний режим, режим надходження вологи та інші важливі характеристики сезонних станів ландшафтів. Вплив гідрокліматичних чинників на формування сезонних станів безпосередньо відбувається через погоди різних типів. У цілому особливості гідрокліматичних чинників у досліджуваних регіонах є досить схожими, але проявляються по-різному.

Морфолітогенні чинники, порівняно з гідрокліматичними, мають підпорядковане значення у формуванні сезонних станів ландшафтів – внаслідок їх впливу здійс­нюється перерозподіл масоенергопотоків, що надходять у ландшафт ззовні протягом різних сезонів року. З-поміж чинників вказаної групи особливо важливими для формування сезонних станів ландшафтів є: абсолютні висоти території, ступінь її розчленованості, кути похилу та експозиція схилових елементів поверхні, грануло­метричний склад поверхневих відкладів. Морфолітогенні чинники, як правило, зумовлюють зростання просторової диференціації властивостей сезонних станів ландшафтів. У Київському Поліссі така диференціація властивостей сезонних станів ландшафтів визначається головним чином літологією поверхневих відкладів (їх строкатістю), а у Середньому Побужжі – перш за все, особливостями рельєфу (різноманітністю його морфометричних характеристик).

Ґрунтові і рослинні чинники за своєю роллю і специфікою впливу на формування сезонних станів ландшафтів значною мірою схожі з морфолітогенними чинниками – вони впливають на трансформацію масоенергопотоків, які надходять до ландшафту. Разом з тим прояв рослинних чинників у формуванні сезонних станів характеризує­ться і деякими іншими аспектами, які пов’язані з сезонними особливостями розвит­ку рослинної складової ландшафту. З-поміж факторів вказаної групи найважливіши­ми для формування сезонних станів ландшафтів є: фізичні властивості ґрунтів, просторова структура рослинного покриву, особливості внутрішньорічного розвит­ку рослинних угрупувань досліджуваних територій. У Київському Поліссі, де поши­рені ґрунти переважно піщаного та супіщаного складу, як правило, формуються сезонні стани з меншими запасами ґрунтової вологи, ніж у Середньому Побужжі, де переважають ґрунти суглинистого складу. Вплив рослинних чинників на формуван­ня сезонних станів ландшафтів досліджуваних територій дуже тісно пов’язаний з діяльністю людини; але в Середньому Побужжі такий зв’язок є більш вираженим.

Властивості сезонних станів ландшафтів зазнають закономірних багаторічних коливань, пов’язаних зі складною ритмікою кліматичних змін. Вивчення сезонних станів ландшафтів із різними властивостями доцільно здійснювати на прикладі окремих характерних років, які є типовими щодо таких властивостей сезонних станів. Для детальнішої характеристики сезонних станів ландшафтів досліджуваних територій обрано період з грудня 1982р. по грудень 1983р. Цей період за своїми кліматичними характеристиками є типовим для теплих і сухих років. Зростання повторюваності таких років у зв’язку з глобальним потеплінням клімату стало однією з причин вибору цього періоду для детальніших досліджень.

На прикладі ключових ділянок для обраного року визначено часові межі сезонних станів ландшафтів. При такому визначенні доцільним є застосування методу провідного фактора. Таким фактором закономірно обрано термічний фактор – у формі дат переходу середньодобових температур повітряної складової ландшафтів через 0ºС (межа зимового стану) і 15ºС (межа літнього стану).

Порівняння сезонних станів ландшафтів у багаторічному розрізі показало, що зимові стани ландшафтів на Київському Поліссі триваліші, ніж на Середньому Побужжі, весняні – коротші, тривалості літніх і осінніх станів приблизно однакова. Проте у досліджуваний рік спостерігається деяка невідповідність багаторічній закономірності у відношенні тривалості зимових і весняних станів, що пов’язано з особливостями атмосферних циркуляційних процесів протягом цього року.

Для кожного сезонного стану ландшафтів притаманний своєрідний набір природних (фізико-географічних) процесів і особливостей їх прояву. Характер цих процесів у ландшафтах Київського Полісся та Середнього Побужжя значно відрізняється. Такі відмінності спостерігаються протягом усіх сезонів року, найяскравіше вони виражені у теплу частину року.

Протягом зимових станів основними процесами у досліджуваних ландшафтах є процеси, пов’язані, головним чином, з промерзанням грунту і утворенням снігового покриву. У теплу частину року різноманітність природних процесів різко зростає. Для весняних станів ландшафтів характерними є процеси сніготанення, відтанення ґрунту, вологонакопичення, водної та вітрової ерозії, активні біотичні процеси, в окремі роки мають місце ґрунтові засухи, пилові бурі. Літні стани характеризуються активними ерозійними процесами, чергуванням процесів накопичення і втрат вологи, деяким зменшенням активності біотичних процесів тощо. Осінні стани ландшафтів відзначаються зменшенням активності ерозійних процесів, посиленням процесів вологонакопичення, подальшим послабленням біотичних процесів.

Оскільки середньосезонні показники не розкривають багатьох особливостей досліджуваних станів ландшафтів, то їх вивчення доцільно доповнити розглядом станів меншої часової розмірності – внутрішньосезонних станів (сезонних фаз) ландшафтів. Виділення таких фаз пропонується за специфічним набором добових станів (на рівні їх типів і підтипів). У дослідженні встановлено, що характерною особливістю часової структури сезонних станів ландшафтів є різна кількість фаз у кожному з таких станів, яка часто суттєво відрізняється від традиційних кліматичного і фенологічного поділів сезонів року.

Вивчення просторової структури сезонних станів ландшафтів проведено на прикладі зимового стану 1982/83 рр. ландшафтів Димерської і Вінницької ключових ділянок. Для цих ключових ділянок укладено серію картосхем зимових фаз ландшафтів, на яких для кожного ландшафтного урочища відображено основні характеристики цих фаз (глибину промерзання ґрунту, висоту снігового покриву та їх тенденції, інтенсивність основних ландшафтних процесів) (приклад картосхеми див. на рис. 1).

Спільною для зимових станів досліджуваних територій є значна зконсолідо­ваність цих станів, яка полягає у зменшенні просторових відмінностей властивостей зимових станів ландшафтів порівняно з іншими сезонними станами. Разом з тим ступінь зконсолідованості зимових станів ландшафтів у Київському Поліссі є дещо меншим порівняно із Середнім Побужжям, що зумовлено більшою строкатістю ландшафтів Київського Полісся.

Аналіз усієї серії створених картосхем дає можливість зробити деякі висновки щодо просторово-часових закономірностей зимових станів ландшафтів досліджу­ваних територій. З-поміж таких закономірностей необхідно відзначити прояви т. з. ефекту післядії та метахронності. Одним з наслідків метахронності зимових станів є значні відмінності властивостей окремих зимових станів ландшафтів з лісовою рослинністю і без неї, схилових ландшафтів різної експозиції, ландшафтів, що знаходяться у стані близькому до природного та антропогенно модифікованих; прикладом післядії є залежність властивостей наступних фаз від властивостей попере­дніх, у механізмі її прояву основна роль належить грунту та сніговому покриву.

Дослідження сезонних станів ландшафтів, окрім наукового мають важливе практичне значення. Прикладом цього є оцінювання ландшафтів Київського Полісся та Середнього Побужжя щодо їх здатності до снігонакопичення та промерзання ґрунту. У результаті такого оцінювання зроблено висновок про те, що фонові для Київського Полісся ландшафтні місцевості моренно-водно-льодовикових і водно-льодовикових рівнин з дерново-підзолистими ґрунтами з борами і суборами характеризуються дещо меншою здатністю до снігонакопичення у порівнянні з фоновими для Середнього Побужжя ландшафтними місцевостями лесових рівнин з сірими лісовими ґрунтами з дубово-грабовими лісами. Проте сучасний стан збереження рослинності досліджуваних територій визначає кращі умови для снігонакопичення у ландшафтах Київського Полісся, де лісова рослинність збереглася значно краще. Господарське освоєння ландшафтів зменшує відмінності в реалізації цього процесу у ландшафтах досліджуваних територій.