Екологічні основи перетворюючого впливу лісової рослинності на степове середовище (екотоп, взаємодія, дендроіндикація, типологія)

Комплексні біогеоценологічі дослідження лісових БГЦ степової зони України та одного з ведучих компонентів - кліматопу дозволили виявити 10 типів основних різновидів екоклімату, що відрізняються характеристиками тепловологозабезпеченості та іншими показниками. Виявлена ступінь сприятливості місць зростання, що є результатом середовищеперетворюючої функції лісових БГЦ, так, якщо арідний клімат напівпустелі і пустелі можна віднести до жаркого і винятково посушливого, то в умовах степу ми виділяємо: гемістеповий (дуже сухий і теплий), солонцевий (сухий і теплуватий), лісопільний (свіжуватий і відносно теплий), лучно-степовий (свіжий і відносно прохолодний), лучно-лісовий (вологуватий і прохолодний), лісовий (вологий і прохолодний), типово лісовий (вологий і холоднуватий), солончаковий (сирий і відносно теплий), болотяно-лісовий (сирий і холоднуватий), лісоболотяний (мокрий і холодний). На підставі інструментальних спостережень вивчена мінливість екокліматичних умов лісових БГЦ і встановлені оптимальні показники лісового кліматопу: по геліотопу - зниження освітленості до 10% стосовно степу; по термотопу - зниження температури повітря у літню пору до 3°С; по гігротопу - підвищення вологості повітря до 15%. Розроблені й апробовані коефіцієнти акумуляції грунтом опадів, витрати вологи за вегетаційний сезон, теплоутримуючої здатності грунтів, нагрітості грунтів, пертиненції, які характеризують екотопи лісових БГЦ у степу, що мають як наукове, так і прикладне значення для цілей степового лісорозведення.

Виявлено особливості стратифікації температур лісових БГЦ у різні сезони року. У літню пору для всіх місцезнаходжень між висотою 200 і 2 см спостерігається, як правило, негативний вертикальний градієнт температур повітря до 0.4-1.8°С (коли температура з висотою підвищується), в той час як у степу відзначається позитивний градієнт. Восени спостерігається стійка стратифікація (до 4.5°С), крім тальвегу байраків, що можна пояснити повітряним “заболочуванням” їхнього дна, де різниця в градієнтах температур не більша 0.6°С. У холодний час року на всіх ділянках відмічається позитивний вертикальний градієнт температур, за винятком східної експозиції байраків, де має місце протилежний процес, обумовлений характером інсоляції схилу.

Оцінка анемометричного режиму території дозволила встановити що: а) над діяльною поверхнею байрачного лісу утворюється вихрова зона з віссю, витягнутою уздовж тальвегу байраку, що як би притискається верхнім потоком повітря і руйнується біля крон лісових насаджень навітряних схилів, при цьому рух повітря по навітряному схилі йде убік зниження, тобто, виникає напрямок, не пов'язаний з основним потоком; б) в умовах пристіну повітряний потік узгоджується з напрямком течії ріки; в) зміна напрямку вітру призводить до зміни його температурно-вологових характеристик, особливо до зменшення негативного впливу південної складової; г) величина річного ходу швидкості вітру на залісених ділянках знижується в 3,5 рази і більше із квітня по листопад у зв'язку із сезонними особливостями стану БГЦ; д) повітряний обмін між ділянками байрачного лісу здійснюється через систему конвективних потоків, що утворюють у байраках багатошарову структуру, яка сприяє тепломасообміну в аеротопі і зниженню температур.

Потужність і щільність снігового покриву значною мірою визначає ступінь насиченості грунту вологою, особливо в першій половині вегетаційного періоду: а) максимальні висоти снігового покриву за зиму між ділянками коливаються у досить широких межах (відносно до показників степової цілини в лісових масивах плакору вони були в 2,3 рази більше, у нижніх частинах залісених схилів у 3 рази більше, а ділянки узлісся збирали снігу в 5 разів більше); б) щільність снігового покриву залежить від температури і вологості повітря, сили вітру під час випадіння снігу і вітрового навантаження ділянки. По максимальній величині щільності снігу виділяються степова цілина (0,31-0,32 г/см³) і узлісся західної експозиції байраку (0,29 г/см³). У лісових насадженнях з чагарниковим підліском щільність снігу знижена до 0,18 г/см³, але висота снігового покриву вище, тому вологозапаси більші і захист грунту від впливу негативних температур повітря в таких насадженнях більш ефективний.

Лісова рослинність як елемент біогеоценотичного покриву має збільшену діяльну поверхню над- і підгрунтових утворень (аеротопу і едафотопу) і таким чином виступає головним середовищеперетворюючим фактором у степових умовах, так: а) над значними лісовими масивами, розташованими в долинах рік, має місце конвекція повітряних потоків із підвищеним градієнтом вологості, що призводить до збільшення частоти (у 0.3 рази) випадання опадів (над ними й у безпосередній близькості від них шляхом інтенсифікації малих кругообігів вологи), не змінюючи істотно їх загальної кількості, при цьому трансгресивний (позамежний) екокліматичний вплив степових лісів здійснюється через вологонасичення повітряних потоків (до 13%), перерозподіл вологи (перетворення поверхневого стоку в глибинний) і збільшення водоносності рік шляхом поліпшення їх меженного рівня; б) у природних лісових масивах степу спостерігається відповідність компонентів лісового біогеоценозу, але при цьому ліс у степу зберігає загальні риси зонального вологообігу, що підтверджують прибутково-витратні величини грунтової вологи, які залишаються для всіх екотопів відносно подібними з розходженням лише в величинах вихідних показників продуктивної вологи для кожного конкретного біогеоценозу внаслідок неоднакової акумуляції зимових і літніх опадів (зменшення при цьому нагрівання діяльного шару і збільшення гідрологічного об'єму грунту призводить, в остаточному підсумку, до становлення і розвитку стійких і довговічних лісових БГЦ, діапазон середовищеперетворюючого впливу яких значно розширюється, а своєрідність умов кліматопу обумовлює якісне поліпшення його компонентів); в) як доповнення до типологічної формули О.Л. Бельгарда (1971) запропоновано пертинентний показник, що містить у собі ряд узагальнених характеристик різноманітних процесів у лісових екосистемах степу і дає синтетичне уявлення про ступінь інтенсивності їх середовищеперетворюючої функції.

Запропоновано комп'ютерну програму створення лісових насаджень для різноманітних місцезростань з урахуванням їх лісопридатності, дається наукове обгрунтування використання природних лісових БГЦ як моделей для розробки методів і прийомів конструювання “лісопільного” ландшафту в степу в розумінні М.П. Акімова (1960).

Дослідження ділянок лісової рекультивації дозволили встановити особливості відтворення грунтового і приземного кліматопу техногенних територій: а) при розгляді впливу водно-фізичних властивостей насипних грунтів на їх водний режим встановлено, що недостатнє зволоження спостерігається в грунтах із прошарками супіску в зоні активного ризосферного шару (до 50 см) і при контакті останніх із підстилаючою шахтною породою. Варіанти з застосуванням гумусованих лесоподібних суглинків мають порівняно більший гідрологічний об'єм і кращі теплофізичні властивості. Капілярного підняття у вище лежачі прошарки від шахтної породи не спостерігається, тому що вона має важкосуглинистий склад і є відносним водопідпорним шаром, що запобігає адсорбції токсичних сполук шахтної породи верхніми родючими прошарками. У рекультиваційному об'ємі більше 120 см вологість має менші внутрішньосезонні коливання і її запаси можна визнати задовільними для вегетації деревних форм. Стратиграфія насипних грунтів, як і потужність насипки, не змінюють істотно характер загального промокання рекультиваційного шару, обумовленого його пухкістю, характерного для насипних грунтів; б) розвиток насаджень тіньової структури на супісках, лесах і гумусованих лесоподібних суглинках, потужністю більш метра йде по безперервно-нормальному типу (по С.В. Зонну, А.П. Травлєєву (1989)); в) характер промерзання насипних грунтів у значній мірі обумовлений їх фізичними властивостями, особливо зволоженістю. Едафотопи ділянок лісової рекультивації можна охарактеризувати як сильно промерзаючі, які цементуються льодом до глибини 15-20 см, при цьому насипні грунти без застосування гумусованих грунтів промерзають сильніше і глибше, ніж типові чорноземи. По інтенсивності охолодження в зимовий період більш близькі між собою варіанти з насипкою гумусованого грунту і шахтної породи (опір до охолодження останньої збільшується за рахунок виділення тепла при окисних процесах); г) перекриття шахтної породи насипними грунтами і проведення лісомеліоративних робіт дозволяє ізолювати контакт породи з зовнішнім середовищем, знизити процеси окислювання в шахтних породах, максимально наблизивши середовище відвалів до природних біотопів. Це підтверджує наявність сформованого аеротопу штучних насаджень, де змінюється вертикальний профіль температур (від інверсійного до стратифікаційного), що значною мірою обумовлює і більш холодний педокліматичний режим. Проте у літньо-осінній період в горизонтах рекультиваційного шару від 40 до 160 см температура в середньому до 2,0°С вище, ніж в еталонних екотопах (із глибиною позначається утеплююча дія породи); д) шахтна порода через несприятливі гідротермічні властивості та наявність токсичних сполук мало придатна для лісомеліорації без попередньої технічної рекультивації (перекриття грунтосумішами, устрій посадкових лунок, траншейне закладання грунтів і ін.); е) при проведенні лісовідновлюваних робіт порушених територій у степовій зоні на технічному етапі рекультивації доцільно штучно створювати зниження рельєфу з переважною орієнтацією схилів на північ, захід і схід, а посадку проводити в період найбільшого накопичення вологи в рекультиваційному прошарку, не порушуючи при цьому фенологічних термінів.

Дендроіндикаційний матеріал, який розкриває аспекти взаємодії деревних рослин із факторами середовища, пов'язані з поліпшенням і погіршенням ростових процесів, відображає масштаб участі рослин у середовищеперетворюючих процесах.

Виявлено, що в степових умовах мозаїчний тип лісових культур і лісосмуги не менш ефективні, ніж масивні насадження і можуть бути оптимальними формами лісомеліорації степового середовища. Для реалізації концепції створення “лісопільного” ландшафту і боротьби з ерозією грунтів рекомендується: суцільне залісення долинно-терасового (заплав і арен), придолинно-балочного (пристінів і балок), привододільно-балочного (балок), і прилиманно-терасового (пристінів і арен) ландшафтів; створення на плакорах лісосмуг, а при формуванні масивних лісопосадок використання принципу “групи і простору” (за Сидельником (1960)) і різновисотних конструкцій, віддаючи перевагу зниженням рельєфу або використовуючи горбкуватий рельєф; відновлення оптимальної лісистості, у тому числі і лісових областей, із метою посилення трансгресивного впливу лісів на нелісові території. При смужковому залісенні великих територій умови місцеп5ребувань для південноW частини Степу, відповідно до правила заміщення В.В. Альохіна (1950), будуть наближатися і співвідноситися з умовами справжнього степу, а його - із Лісостепом, і таким чином виникнуть кліматопи лісопілля - нового природного ландшафту, які нададуть клімату степової зони риси, пов'язані з позитивною середовищетвірною функцією лісу.

Як відомо, настання спустелювання тісно пов'язано зі станом біорізноманіття (за Шеляг-Сосонко, Ємельяновим, (1997)), який цілком обумовлює стійкість екосистем і їх динамічний розвиток. Локально-катастрофічні сукцесії, викликані антропотехногенезом (за Зонном, Травлєєвим (1989)), призводять до інтенсивної втрати біотичного, ландшафтного й екокліматичного різноманіття, тому, в певній мірі, створення оптимальної лісистості і правильне розміщення лісових насаджень в залежності від екокліматичних особливостей території буде сприяти кращому перерозподілу вологи, переводу поверхневого стоку в глибинний і, таким чином, поліпшенню умов не тільки для розвитку насаджень, але і для відтворення стійких збалансованих природних комплексів степової зони.

Першочерговими завданнями для цілей інтенсифікації степового лісорозведення, на наш погляд, варто вважати: збільшення лісистості території до 12% за рахунок залісення земель, непридатних для сільськогосподарського використання; утворення захисних насаджень і лісопаркових зон у малолісних районах; підвищення продуктивності і біологічної стійкості лісів, посилення їх водоохоронно-захистної та гідрологічної функції і, таким чином, середоперетворюючої ролі; освоєння і залісення еродованих територій. Комплексний, широкомасштабний розвиток лісомеліорації повинен бути частиною загальнодержавної стратегії подальшого розвитку степових районів України в період переходу від глобального мислення до дій.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Грицан Ю.І. Екологічні основи перетворюючого впливу лісової рослинності на степове середовище. - Дніпропетровськ: ДДУ, 2000. - 300 с.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Лесные экосистемы Украины и тепло-влагообеспеченность. - С-Пб: Петровская академия наук и искусств, 1998.- 336 с.

Ловелиус Н.В., Бельгард А.Л., Грицан Ю.И. Эффект аномалий активности Солнца в росте древесных растений полуаридных территорий // Докл. АН Украины.- 1992.- № 12.- С. 118-121.

Ловеліус М.В., Грицан Ю.I. Багаторічні тенденції в зміні тепла і вологи в Україні // Доп. НАН України.- 2000.-№ 2- С. 200-204.

Биоэкологические особенности охраны лесных биогеоценозов и лесной рекультивации техногенных ландшафтов Западного Донбасса / Травлеев А.П., Зверковский В.Н., Цветкова Н.Н., Альбицкая М.А., Грицан Ю.И. // Проблемы охраны, рационального использования и рекультивации черноземов.- Москва: Наука.- 1989.- С. 175-207.

Грицан Ю.И. Дендроиндикация экологических особенностей местообитаний лесных биогеоценозов в степи // Экологические аспекты охраны и рационального использования биологических ресурсов.- Днепропетровск: ДГУ.- 1989.- С. 27-32.

Грицан Ю.И. Микроклимат приводораздельных естественных степных биогеоценозов // Биогеоценологические исследования лесов техногенных ландшафтов степной Украины.- Днепропетровск: ДГУ.- 1989.- С. 74-83.

Грицан Ю.И. Биометеорологический аспект дендроиндикации // Вопросы лесной биогеоценологии, экологии и охраны природы в степной зоне.- Куйбышев: КуГУ.- 1990.- С. 29-46.

Грицан Ю.И. Особенности вертикального распределения температуры воздуха в тальвеге байрака // Антропогенные воздействия на лесные экосистемы степной зоны.- Днепропетровск: ДГУ. - 1990.- С. 21-24.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Метеорологические условия и радиальный прирост лиственных пород деревьев правобережного Присамарья // Кадастровые исследования степных биогеоценозов Присамарья Днепровского, их антропогенная динамика и охрана.- Днепропетровск: ДГУ.- 1991.- С. 29-40.

Грицан Ю.И. Характеристика снежного покрова в условиях приводораздельно--балочного ландшафта Присамарья // Кадастровые исследования степных биогеоценозов Присамарья Днепровского, их антропогенная динамика и охрана.- Днепропетровск: ДГУ.- 1991.- С. 171-176.

Ловелиус Н.В., Бельгард А.Л., Грицан Ю.И. Радиальный прирост сосны обыкновенной в степи и лесостепи в эпохи максимумов и минимумов 11-летнего цикла активности Солнца // Биомониторинг лесных экосистем степной зоны.- Днепропетровск: ДГУ.- 1992.- С. 71-81.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Черты единства в реакции сосны обыкновенной и лиственных пород Самарского бора на изменение природных условий // Биомониторинг лесных экосистем степной зоны.- Днепропетровск: ДГУ.- 1992.- С. 27-44.

Грицан Ю.И. Дендроиндикация микроклиматических условий // Вестник Днепропетровского университета. Биология и экология.- Днепропетровск: ДГУ.- 1993.- Вып.1.- С. 208-209.

Грицан Ю.И. Микроклиматические особенности условий существования лесных экосистем правобережного Присамарья // Мониторинговые исследования биогеоценотических катен степной зоны.- Днепропетровск: ДГУ.- 1995.- С. 34-61.

Радиальный прирост сосны обыкновенной в зоне подтопления урочища «Богдановские пески» (Западный Донбасс) / Н.В Ловелиус, Ю.И. Грицан, В.Н. Зверковский, А.П. Меленть-ев // Изв. РГО.- 1995.- Т. 127, Вып. 3.-С. 60-65.

Грицан Ю.И. Экоклиматическая характеристика условий местопроизростания лесной растительности (микроклиматический аспект дендроиндикации) // Вопросы степного лесоведения и лесной рекультивации.- Днепропетровск: ДГУ.- 1996.- С. 53-70.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Аномальные изменения радиального прироста древесных двудольных и метеорологические условия в Украине // Вопросы степного лесоведения и лесной рекультивации земель. Днепропетровск: ДГУ.- 1997.-С. 49-56.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Влияние засух на лесоагроценозы степной зоны Украины // Изв. РГО.- 1997.- Т. 130, Вып. 2.- С. 32-35.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Дендроиндикационная летопись временной и пространственной изменчивости состояния лесных экосистем Украины (на примере Днепровско-Орельского государственного заповедника) // Вiсник Днiпропетровського унiверситету. Бiологiя та екологiя.- Дніпропетровськ: ДДУ.- 1997.- Вип. 3.- С. 150-162.

Дендроиндикация состояния лесных насаждений на участках рекультивации в Западном Донбассе (на примере Robinia pseudoacacia L.) / Н.В. Ловелиус, Ю.И. Грицан, В.Н. Зверковский, Э.В. Гаврилова // Вопросы степного лесоведения и лесной рекультивации земель.-Днепропетровск: ДГУ.- 1997.- С. 185-191.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Многолетние изменения тепло- и влагообеспеченности в Украине // Изв. РГО.- 1997.- Т. 129, Вып. 4.- С. 65-74.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Изменение урожайности сельскохозяйственных культур и тепло-влагообеспеченность // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія та екологія.- Дніпропетровськ: ДДУ.- 1998.- Вип. 4.- С. 132-137.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Итоги дендроиндикационных исследований временных и пространственных изменений природных процессов и состояния лесных экосистем на территории Украины // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія та екологія. -Дніпропетровськ: ДДУ.- 1998.- Вип.5.- С. 149-162.

Цветкова Н.Н., Грицан Ю.И. Микроклиматические и фитоценотические аспекты мониторинга байрачных лесов Присамарья // Вопросы степного лесоведения и лесная рекультивация земель.- Днепропетровск: ДГУ.- 1998.- С 28-37.

Грицан Ю.И. Экоклимат байрачных лесов Присамарья // Вопросы степного лесоведения и лесной рекультивации земель.- Днепропетровск: ДГУ.- 1998.- С. 37-45.

Грицан Ю.И. Анемометрическая характеристика приводораздельных лесных биогеоценозов Присамарья // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель.- Дніпропетровськ: ДДУ.- 1999.- Вип. 3. - С. 30-38.

Грицан Ю.І., Волкова В.О. Екоклімат мікробіогеоценозо-систем Самарського бору // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія та екологія. - Дніпропетровськ: ДДУ. - 1999. - Вип. 7. - С. 170-176.

Ловеліус М.В., Грицан Ю.I. Аномальні явища клімату і продуктивність фітоценозів (на прикладі Дніпропетровської області) // Україн. бот. журнал.- 1999.-Т.56, № 4.- С. 381-387.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Контроль загрязнения природных экосистем с использованием методов дендроиндикационного анализа // Малоотходные технологические процессы и сокращение промышленных выбросов в металлургической промышленности: Тез. докл. Республик. науч.-технич. конфер.- Запорожье.- 1989.- С. 165-166.

Грицан Ю.И. Особенности термического режима и увлажнения почвы участков лесной рекультивации Западного Донбасса // Тез. докл. VIII Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 14-18 августа 1989г.- Новосибирск.- 1989.- С. 199-200.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Дендроиндикация особенностей роста и развития лесных биогеоценозов степной зоны // Проблемы устойчивости биологических систем: Тез. докл., Севастополь, 15-20 октября 1990г.- Харьков.- 1990.- С. 164-165.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Дендроэкспертиза особенностей роста и развития лесных насаждений на нарушенных землях в Западном Донбассе // Проблемы дендрохронологии и дендроклиматологии: Тез. докл. V Всесоюз. совещ. по вопросам дендрохронологии, 29-31 мая 1990.- Свердловск.- 1990.- С. 101-102.

Грицан Ю.И. Особенности роста и развития лесных насаждений на нарушенных землях в Западном Донбассе // Ботанические исследования в Украине.- К.: Наук. думка.- 1990.- С. 22-23.

Грицан Ю.И. Экоклиматический аспект дендроиндикации // Возможности методов измерения: Труды Физ.-Техн. ин-та АН СССР.- Л.- 1990.- С. 143-154.

Зверковский В.Н., Грицан Ю.И., Тупика Н.П. Лесомелиорация как способ восстановления плодородия земель // Проблемы лесоведения и лесной экологии: Тез. докл., Минск, 20-23 сентября 1990.- Часть II.- Москва.- 1990.- С. 486-488.

Оптимизация ландшафтов, нарушенных горнодобывающей промышленностью Западного Донбасса / Зверковский В.Н., Цветкова Н.Н., Кулик А.Ф., Грицан Ю.И., Доценко Л.В. // Экологические проблемы охраны живой природы: Тез. Всес. конф.- Ч. III.- Москва.- 1990.- С. 29-30.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Оценка состояния насаждений на участках лесной рекультивации Западного Донбасса //Растения и промышленная среда: Тез. докл. I Всесоюзн. научн. конфер., Днепропетровск, 20-22 марта, 1990г.- Днепропетровск.- 1990.- С. 232-233.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Прирост деревьев как показатель механизма адаптации к условиям среды // Механизмы адаптации животных и растений к экстремальным факторам среды: Тез. докл. 6-й Ростовской областн. научн.-практ. школы- семинара, 10-14 сентября 1990г.- Ростов- на-Дону.- 1990.- С. 115-116.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Радиальный прирост годичных колец как индикатор изменчивости и потенциальной продуктивности лесных биогеоценозов // Лесная типология в кадастровой оценке лесных ресурсов: Тез. докл. Всесоюзн. конфер.- Днепропетровск: ДГУ.- 1991.- С. 128-130.

Береснева И.А., Грицан Ю.И., Парпан В.И. Экоклиматическая типизация лесопокрытых территорий // Лесная типология в кадастровой оценке лесных ресурсов: Тез. докл. Всесоюзн. конфер.-Днепропетровск: ДГУ.- 1991.- С. 136-138.

Грицан Ю.И. Педоклімат лісових культур у техногенних умовах Західного Донбасу // IХ з'їзд Українськ. ботан. товариства: Тез. доп. / Відп. ред. К.М. Ситник .- Київ: Наук. дум.- 1992.- С. 61-62.

Химический аспект дендроиндикации / Н.В. Ловелиус, Ю.И. Грицан, А.Н. Мисюра, Н.П. Грицан // Проблемы экоинформатики: Тез. докл.- Москва.- 1992.- С. 47-48.

Грицан Ю.И. Биологическая рекультивация земель // Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности: Тез. докл. Всеукраинск. науч.-практ. конфер.- Днепропетровск.- 1993.- С. 33-34.

Біоекологічні аспекти моніторінгу лісових насаджень техногенних ландшафтів Західного Донбасу / В.М. Звєрковський, Ю.I. Грицан, Н.П Тупіка, Г.Я. Кочергіна // Проблеми раціонального використання соціально-экономічного та природно-ресурсного потенціалу регіону: Тез. доп. Республік. наук.-практ. конфер.- Част. II.- Луцьк.- 1993.- С. 100-102.

Грицан Ю.И. Дендроиндикация - научное направление по изучению природных процессов и антропогенных воздействий // Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности: Тез. докл. Всеукраин. науч.-практ. конфер.- Днепропетровск.- 1993.- С. 149-150.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.И. Прирост деревьев - показатель естественных и техногенных изменений состояния экосистем // Промышленная ботаника: состояние и перспективы развития: Тез. докл. Междунар. конфер., Кривой Рог, май 1993г.- Донецк.-1993.- С. 245-246.

Грицан Ю.И. Теоретические аспекты фитоиндикации в экологическом мониторинге территорий, нарушенных горнодобывающей промышленностью // Теория и практика решений экологических проблем в горнодобывающей и металлургической промышленности: Тез. докл. Всеукраинск. науч.-практ. конфер.- Днепропетровск.- 1993.- С. 139-140.

Gritsan N.P., Gritsan Y.I. Anthropogenically-related trace elements in sous-east of Ukraine and their phytotoxicity // Second Inter. Conf. on the Biogeochemistry of trace elements, Taipei, Taiwan, Sept. 5-10, 1993. - Taiwan. - 1993. - P. 34-35.

Токсичні метали в грунтах Дніпропетровської області / Н.М. Цвєткова, А.Ф. Кулік, В.М. Звєрковський, Ю.I. Грицан // Тез. доп. IV з'їзду грунтознавців і агрохіміків України, серпень 1994р.- Харків.- 1994.- С. 84-85.

Зберовский А.В., Карнаух Н.Г., Грицан Ю.И. Состояние и перспективы повышения безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды при разработке месторождений открытым способом // Мат. III Междунар. науч.-технич. конфер. “Проблемы экологического мониторинга и охраны труда”, 4-8 сентября 1995г.- Севастополь.- 1995.- С. 107-108.

Лесной мониторинг на нарушенных землях Западного Донбасса / В.Н. Зверковский, Ю.И. Грицан, Д.Г. Емшанов, А.П. Мелентьев // Устойчивое развитие: загрязнение окружающей среды и экологическая безопасность. I Междунар. науч.-прак. конф.- Днепропетровск.- 1995.- С. 119-120.

Зверковский В.Н., Грицан Ю.И. Биоэкологические аспекты мониторинга лесопокрытых техногенных ландшафтов Западного Донбасса // Влияние атмосферного загрязнения и других антропогенных и природных факторов на дестабилизацию состояния лесов центральной и восточной Европы: Тез. докл. Междунар. конфер.- Мытищи.- 1996.- С. 101-102.

Дендроиндикация динамики химических элементов растений в годичных слоях древесины растений (на примере Robinіa preudoacacia L.) / Н.В. Ловелиус, Ю.И. Грицан, Н.Н. Цветкова, А.Ф. Кулик // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи утворення екологічно чистих технологій: Матер. Всеукраїн. конфер., 14-16 жовтня 1996р. - Дніпродзержинськ. - 1996. - С 165-167.

Звєрковський В.М., Грицан Ю.I., Тупіка Н.П. Деякi пiдсумки лiсової мелiорацii порушених земель Захiдного Донбасу. // Матер. Мiжнар. наукової конф., присвяченої 90-рiччю з дня народження проф. М.О. Беркаревича “Земельнi ресурси України: рекультивація, раціональне використання та збереження”.- Днiпропетровськ.- 1996.-С. 108-109.

Шляхи лiсової меліорацiї порушених земель Захiдного Донбасу / А.Ф. Кулік, В.М. Звєрковський, Ю.I. Грицан, Н.П. Тупіка // Франція та Україна. Наук.-практ. досвід у контексті діалогу націон. культур: Тез. доп. III Мiжнар. конфер., 14-16 травня 1996р.- Дніпропетровськ.- 1996.- С. 89-90.

Preservation and restoration of the landscape and recreative complexes on the unbroken lands of the West Donbass / Zverkovsky V.N., Tsvetkova N.N., Grizan U.I., Kulik A.F., Yemshanov D.G. // Sustainable development: system analysis in ecology. 2nd International Conference, Sevastopol (Ukraine), September 9-12, 1996. - Севастополь.- 1996.- С. 71-72.

Лекарственные растения на рекультивируемых породных отвалах Западного Донбасса / Зверковский В.Н., Цветкова Н.Н., Грицан Ю.И., Кулик А.Ф., Тупика Н.П. // IV Міжнар. конфер. з медич. бот.- Київ.- 1997.- С. 95-97.

Лесная рекультивация нарушенных земель Западного Донбасса / В.Н. Зверковский, Н.Н. Цветкова, А.Ф. Кулик, Ю.И. Грицан // Матер. Всеукраїнськ. конф. “Охорона довкiлля: екологічні, освітянські, медичні аспекти”.- Кривий Ріг.- 1997.- С. 17-21.

Цвєткова Н.М., Грицан Ю.І., Дубина А.О. Стiйкiсть i стабiльнiсть лiсових насаджень степової зони України // Проблеми ботанiки i мiкологii на порозi третього тисячолiття: Матер. X з'їзду Українськ. ботан. товариства, Полтава, травень 1997р.- Полтава.- 1997.- С. 270-271.

Грицан Ю.И., Дубина А.А. Учет ритмических процессов в системе среда-древостой при оценке состояния лесных экосистем урбанизированных территорий // Матер. Всеукраїн. конф. “Охорона довкiлля: екологічні, освітянські, медичні аспекти”.- Кривий Ріг.- 1997.- С. 14-16.

Звєрковський В.М., Грицан Ю.I. Біоіндикаторна роль лісових насаджень в умовах техногенного ландшафту Західного Донбасу // Вопросы биоиндикации и экологии: Матер. Междунар. конфер.- Запорожье.- 1998.- С. 12-13.

Звєрковський В.М., Грицан Ю.I. Відновлення грунтів техногенних територій Західного Донбасу// Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженного ресурсного забезпечення: Тез. доп. наук.-практ. конфер., Київ, 26-29 жовтяня 1998р..-Київ.- 1998.- С. 88-89.

Ловелиус Н.В., Грицан Ю.I. Гидрометеорологические условия степной зоны Украины // Актуальнi питання збереження i вiдновлення степових екосистем: Мат. Мiжнар. конф., прис. 100-рiч. запов. асканiйського степу, Асканiя-Нова, 21-23 травня 1998.-Асканія-Нова.- 1998.- С. 197-199.

Грицан Ю.И. Дендроиндикационная информация в экосистемном мониторинге // Роль охоронюваних природних територій у збереженні біорізноманіття: Матер. конфер., присв. 75-річчю Канівського природ. заповід., м. Канів, 8-10вересня 1998р.- Канів.- 1998.- С. 274-275.

Дендрологические аспекты лесной рекультивации нарушенных земель Западного Донбасса / Зверковский В.Н., Цветкова Н.Н., Дубина А.А., Грицан Ю.И., Тупика Н.П. // Проблемы дендрологии, цветоводства и плодоводства: Мат. докл. VI Межд. конф., г. Ялта (Украина), ГНБС, 5-8 октября 1998г.-Ялта- 1998.- С. 29-35.

Лесная рекультивация земель, нарушенных угледобывающей промышленностью / В.Н. Зверковский, Ю.И. Грицан, А.Ф. Кулик, Н.П. Тупика // Проблемы ботаники на рубеже ХХ-ХХI веков: Тез. докл. предст. II (Х) съезду РБО, Санкт-Петербург, 26-29 мая 1998г.- Т. I.- Санкт-Петербург.- 1998.- С. 255-256.

Грицан Ю.И. Мезоклиматические аспекты рекультивации нарушеных земель Западного Донбасса // Промислова ботаніка: стан та перспектива розвитку. III Міжнар. конфер., 3-5 вересня 1998г.- Донецьк. - 1998.- С 98.

Грицан Ю.I., Звєрковський В.М., Тупіка Н.П. Особливості педоклімату лісових біогеоценозів Південного Сходу України // Агрохімія і грунтознавство. Спеціальний випуск до V з'їзду УТГА, Рівне, 6-10 липня 1998р. Грунти-екологія-продовольство.- Част. II.- Харків.- 1998.- С. 80-82.

Грицан Ю.I. Ритмические процессы в природных экосистемах Украины // “Наука і освіта'98”: I Міжнар. конфер. Дніпропетровськ-Одеса-Харків-Запоріжжя, 28-30 квітня 1998.- Дніпропетровськ: Наукова думка.- 1998.- С. 30-31.

Экоклиматические аспекты рекультивации нарушенных земель Западного Донбасса / Ю.И. Грицан, Н.Н. Цветкова, В.Н. Зверковский, А.Ф. Кулик // Франція та Україна, наук.-практ. досвід у контексті діалогу нац. культур: Тез. доп V Міжнар. конф., 19-21 травня 1998р.- Т. 2, Част. III.-Дніпропетровськ. - 1998. - С. 18-19.

Эколого-экономические аспекты лесной рекультивации земель Западного Донбасса, нарушенных угледобывающей промышленностью / Ю.И. Грицан, Н.Н. Цветкова, А.Ф. Кулик, В.Н. Зверковский // Проблеми землеустрою, земельного кадастру та екології навколишнього середовища в умовах здійснення земельної реформи: Тез доп. Міжнар. наук.-вироб. конф. присв. 100-річчю з дня нар. д.е.н., проф. Г.Г. Горохова, 12-13 жовтня 1999 р., м. Харків. - Харків,- 1999. - С. 230-232.

Грицан Ю.І. Екологічні основи перетворюючого впливу лісової рослинності на степове середовище (екотоп, взаємодія, дендроіндикація, типологія): Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Дніпропетровський державний університет, Дніпропетровськ, 2000.

Дисертація присвячена узагальненню результатів багаторічних стаціонарних екокліматичних досліджень в лісових біогеоценозах степової зони України. Наводяться дані екологічних характеристик лісового екотопу, пов'язані із середовищеперетворюючими властивостями насаджень в степу. Дається наукове обгрунтування використання природних лісових біогеоценозів як моделей для розробки методів і прийомів комп'ютерного конструювання лісопільного ландшафту в степу. Обгрунтовано новий науковий напрямок - лісову пертинентну біогеоценологію - концепцію про середовищеперетворюючу роль природних і штучних лісових біогеоценозів у степовій зоні.

Ключові слова: екотоп, едафотоп, кліматоп, середовищеперетворення, лісопілля, лісова пертинентна біогеоценологія, лісовий біогеоценоз, лісова рекультивація.

Грицан Ю.И. Экологические основы средопреобразующего воздействия лесной растительности на степную среду обитания (экотоп, взаимодействие, дендроиндикация, типология): Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.16 - экология. - Днепропетровский государственный университет, Днепропетровск, 2000.

Выполнение работы связано с развитием нового направления в науке о степных лесах профессора А.Л. Бельгарда - лесной пертинентной биогеоценологии - концепции о средопреобразующей роли естественных и искусственных лесных биогеоценозов в степной зоне Украины. Проведенные исследования показали, что, существенно преобразуя экологические условия степи и формируя особый экоклимат, посредством которого осуществляется воздействие лесонасаждений на среду обитания, лесные биогеоценозы являются мощным средопреобразующим фактором. Формирование лесоаграрного ландшафта - “лесополья” (в понимании М.П. Акимова (1960)) - следует рассматривать как наиболее благоприятное для устойчивого развития природных и искусственных комплексов степной зоны. Результаты исследований средопреобразующих свойств лесов степной зоны для всесторонней оценки взаимодействия древостоев с факторами земного и гелиофизического происхождения являются основой для макробиогеоценозо-системного изучения формирующихся экосистем и составной частью научных разработок по созданию устойчивых долговечных, обладающих высокими средопреобразующими свойствами защитных насаждений в степной зоне и на территориях, нарушенных горнодобывающей промышленностью.

Результаты исследований, полученные на участках лесной рекультивации, раскрывают положительную средопреобразующую роль насаждений. Биогеогоризонты 20-летних посадок имеют улучшенные показатели аэротопа по сравнению со степными участками а также высокую степень затенения лесного дна, что препятствует вторжению под полог насаждений степных ксерофитных растений. Изученный фитомелиоративный эффект насаждений различного состава и конструкций дал возможность выявить перспективные типы древесных и кустарниковых пород для лесной рекультивации и определить пути оптимизации экоклиматического режима искусственных лесных насаждений на нарушенных землях.

Детально рассмотрены особенности климатопа как структурного компонента естественных и искусственных лесных БГЦ, расположенных в степной зоне Украины, с характеристикой сезонной и многолетней изменчивости факторов среды; определен характер влияния зональных климатических условий на древесную растительность; выявлены особенности тепловлагообеспеченности исследуемой территории. Дано экоклиматическое обоснование устойчивости байрачных, пристенных и долинных лесов как естественно-исторических природных образований. Особое внимание уделено характеристике средопреобразующего влияния леса на среду обитания, предложены интегральные коэффициенты оценки средопреобразующей функции лесной растительности. Установлено, что развитие лесных биогеоценозов способствует улучшению водно-физических, физико-химических свойств и гидротермического режима исходных почвогрунтов, что в свою очередь обусловливает лучший рост и развитие насаждений, способствует формированию комплекса слагающих климатопа, является мощным фактором оптимизации экологической среды степной зоны.

Биологический круговорот в лесных экосистемах степи имеет более широкую амплитуду охвата воздушной и почвенной среды (с вертикальным масштабом лесного и степного круговоротов), что приводит к расширению их экологических функций. Качественное улучшение черноземов является итоговым процессом развития лесного сообщества в степи. Представления об изменчивости природных условий и тепловлагообеспеченности местообитаний, интенсивности воздействия факторов внешней среды на лесные БГЦ дают возможность полнее оценить климатические ресурсы исследуемой территории. Предложен метод компьютерного моделирования схем создания лесных культурбиогеоценозов, который может быть положен в основу теоретического и практического прогнозирования, а также анализа поведения экосистем с большим числом параметров и объемным статистическим выборочным материалом. Показано, что устройство и конструкция устойчивых защитных насаждений степи должны проводиться с учетом экоклиматических особенностей местообитаний, а само лесоразведение строиться на экологически ориентированных подходах.

Выявлена взаимосвязь ростовых, климатических, гидрологических и гелиофизических процессов, предопределяющаяся автоколебательными процессами в климатической системе, обусловленными, в частности - солнечной активностью с особенностями проявления ее в различных средах. Уточнены представления о временных и пространственных границах характеристик тепловлагообеспеченности исследуемой природной зоны и ее подзон. Получены новые расчетные характеристики интервалов жизненного цикла древесных растений при оценке влияния внешних факторов и на этой основе предложено понятие дендрологического года. Показана возможность использования дендроклиматограмм для оценки аномальности среды и реакции растений как для отдельных местопроизрастаний, так и для природной зоны в целом. Выполненная работа создает предпосылки для предвычисления направленных процессов в естественных и искусственных экосистемах, а также имеет прикладную значимость для целей лесоразведения и лесной мелиорации земель. Выявлены ритмы роста, характерные для основных лесообразующих пород, а также колебательный процесс, характерный их климатопу. Обобщение представлений о ритмических процессах в средах и прогнозная оценка развития лесов являются теоретической основой для постановки экологического мониторинга на исследуемой территории. Показана возможность использования методов лесной пертинентной биогеоценологии для решения задач степного лесоразведения, лесной рекультивации нарушенных земель, охраны окружающей среды, оценки техногенных воздействий и ряда положений экологии.

Ключевые слова: экотоп, эдафотоп, климатоп, средопреобразование, лесополье, лесная пертинентная биогеоценология, лесной биогеоценоз, лесная рекультивация.

Gritsan Yu.I. The ecological bases of transformational influence of forest vegetation on the steppe environment (ecotop, interaction, dendroindication, typology). - Manuscript.

The dissertation for the degree of Doctor of Biological Scienеs on speciality 03.00.16 - Ecology. - Dniepropetrovsk State University, Dniepropetrovsk, 2000.

The results of longstanding stationary ecoclimatic research in the forest ecosystems of Ukraine are generalized. The information about physical characteristic of forest ecosystems connected with transformation property of forest in the steppe has been given. The scientific substantiation of natural forest ecosystem usage, as a model for computer methods of forest-field's elaboration and landscape construction in steppe has been presented. The new scientific direction - forest pertinention biogeocenology - that is a conception about transforming role of natural and artificial forest ecosystems in the steppe areas has been substantiated.

Key words: ecotop, edafotop, climatop, transformational influence, forest-field, forest pertinention biogeocenology, forest ecosystem, forest recultivation.

Размещено на Allbest.ru