Природна здатність агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОГРАФІЇ

УДК 911.52: 63+504

Природна здатність агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення

11.00.01 - фізична географія, геофізика і геохімія ландшафтів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Ющенко Ярослава Ігорівна

Київ 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті географії НАН України.

Захист відбудеться “22” _вересня_1999 р. о “15” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.163.02 Інституту географії НАН України за адресою: 252003, м. Київ-3, вул. Володимирська, 44.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту географії НАН України, 252003, м. Київ-3, вул. Володимирська, 44.

Автореферат розісланий “18” _серпня_1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат географічних наук, старший науковий співробітник Передерій В.І.

Ющенко Я.І. Природна здатність агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеціальностю 11.00.01 - фізична географія, геофізика і геохімія ландшафтів. Інститут географії Національної академії наук України, Київ, 1999.

Вперше розроблені принципи вивчення і якісного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення. Викладена методика складання середньомасштабної карти ландшафтно-геохімічних систем для вивчення здатності ландшафтних комплексів до самоочищення (на прикладі басейну р. Росі). Проаналізована просторова ландшафтно-геохімічна структура басейну р. Росі. Охарактеризовані фактори, що визначають здатність агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення. За сукупністю факторів виділені й проаналізовані ландшафтно-геохімічні райони басейну р. Росі для трьох груп процесів самоочищення. Проведено якісне оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від пестицидів, свинцю, кадмію, міді та цинку.

Ключові слова: здатність до самоочищення, агроландшафт, ландшафтно-геохімічна система, ландшафтно-геохімічна структура, ландшафтно-геохімічний район, якісне оцінювання.

Ющенко Я.И. Природная способность агроландшафтов бассейна р. Рось к самоочищению. Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.01 - физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов. Институт географии Национальной академии наук Украины, Киев, 1998.

Нами впервые разработаны принципы изучения и качественного оценивания самоочищения агроландшафтов. Изложена методика составления среднемасштабной карты ландшафтно-геохимических систем для изучения способности ландшафтных комплексов к самоочищению (на примере бассейна р. Рось). Проведен анализ пространственной ландшафтно-геохимической структуры бассейна р. Рось. Охарактеризованы факторы, определяющие самоочищение агроландшафтов бассейна. По совокупности факторов выделены и проанализированы ландшафтно-геохимические районы бассейна р. Рось для трех групп процессов самоочищения. Проведено качественное оценивание способности агроландшафтов бассейна р. Рось к самоочищению от пестицидов, свинца, кадмия, меди и цинка.

Ключевые слова: самоочищение, агроландшафт, ландшафтно-геохимическая система, ландшафтно-геохимическая структура, ландшафтно-геохимический район, качественное оценивание.

Yushchenko Y.I. Natural ability of agrolandscapes of the Ros' river basin to purify themselves. The thesis is submitted for a Candidate's Degree. Speciality 11.00.01 - physical geography, geophysics and geochemistry of landscape. Institute of Geography, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1998.

The principles and methodological approaches to the research and the qualitative estimation of the landscape self-cleaning have been worked out. The methods to the average-scale landscape-geochemical system mapping have been worked out for studies of the landscape ability to purify themselves (the case studies of the Ros' river basin).

Landscape-geochemical analysis of spatial landscape-geochemical structure of the Ros' river basin is carried out. The factors determined the self-cleaning of the landscapes, have been characterised on the base of complex of factors. The landscape-geochemical regions of the Ros' river basin for three groups of landscape self-cleaning processes are picked out and analysed on the base of complex of factors. The qualitative estimation of the landscape self-cleaning from pesticides, lead, cadmium, copper, zinc is carried out.

Key words: the landscape self-cleaning, agrolandscape, landscape-geochemical system, landscape-geochemical structure, landscape-geochemical region, the qualitative estimation.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дисертаційного дослідження зумовлена постійно зростаючою інтенсивністю антропогенних навантажень на природу України, в тому числі збільшенням обсягів екологічно шкідливих речовин, що викидаються в навколишнє середовище.

Захисні механізми ландшафтного комплексу по відношенню до техногенного впливу проявляються в розкладі й трансформації забруднюючих речовин та транспортуванні їх геохімічними потоками за межі ландшафтного комплексу; тобто в здатності ландшафтного комплексу до самоочищення. Вивчення здатності ландшафтних комплексів до самоочищення спрямоване на визначення форми та інтенсивність природних геохімічних процесів та їх аналіз з точки зору геохімічної стійкості до техногенних навантажень.

Актуальною є дана проблема і для басейну р. Росі - території історично давнього господарського освоєння, який розміщений у лісостеповій зоні України. Басейн характеризується складною ландшафтною і ландшафтно-геохімічною структурами, значною площею агроландшафтів. Аналіз і оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі сприятиме розробці науково-обгрунтованої системи раціональної організації його території.

Мета і завдання роботи. Мета дисертаційного дослідження - розробити методичні підходи до вивчення і оцінювання природної здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення на основі аналізу факторів, що її обумовлюють. Для досягнення цієї мети необхідно вирішити такі завдання:

1) опрацювати теоретико-методичні основи вивчення і оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення;

2) розробити методику складання карти ландшафтно-геохімічних систем як основи вивчення здатності агроландшафтів до самоочищення;

3) провести якісний аналіз ландшафтної і ландшафтно-геохімічної структури басейну р. Росі;

4) виділити і дати характеристику ландшафтно-геохімічних районів за факторами та інтенсивністю процесів самоочищення;

5) провести якісне оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від пестицидів і важких металів.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єктом дослідження є агроландшафти басейну р. Росі, предметом - методика оцінювання їх здатності до самоочищення, здатність агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення і фактори, що визначають цю здатність.

Методологія, методи дослідження та використані матеріали. Методологічною основою дослідження є ландшафтознавчий і ландшафтознавчо-геохімічний підходи до оцінювання здатності ландшафтних комплексів до самоочищення від забруднювачів (Глазовська М.А, 1972, 1988; Сочава В.Б., 1978; Солнцев В.Н., 1981; Солнцева Н.П., 1981; Паулькявічус Г, Грабаускене І. 1986; Шищенко П.Г., 1988; Снитко В.А., 1992, Гродзинський М.Д., 1993; Пащенко В.М., 1993; Гриневецький В.Т., Маринич О.М., Шевченко Л.М., 1994; Гуцуляк В.М., 1995; Малишева Л.Л., 1998), в зв'язку з чим сформульовані такі принципові положення:

1. Структурно-функціональний принцип, який означає, що структура вихідних місцевих ландшафтно-геохімічних систем впливає на інтенсивність змін як природних, так і техногенних геохімічних процесів і визначає потенційну можливість до самоочищення;

2. Принцип відповідності, тобто кожній групі процесів самоочищення відповідає певна група факторів, що визначають здатність ландшафтних комплексів до самоочищення;

3. Принцип подібності, який означає, що реальне оцінювання здатності ландшафтних комплексів до самоочищення від забруднюючих речовин можливе лише по відношенню до подібних за реакцією-відповіддю на техногенний вплив ландшафтно-геохімічних систем;

4. Принцип провідних факторів, реалізація якого означає, що залежно від рівня вивчення самоочищення ландшафтних комплексів (локальний, регіональний та ін.) в основу оцінювання кладуться найбільш значимі на цьому рівні фактори здатності ландшафтних комплексів до самоочищення від забруднювачів.

5. Принцип сумісності або несумісності напряму і складу техногенного впливу з напрямом сучасних ландшафтно-геохімічних процесів (Солнцева, 1982). Здатність ландшафтних комплексів до самоочищення залежить як від напряму основних сучасних природних геохімічних процесів і загальних природних факторів їх функціювання, так і від властивостей забруднювача, характеру його метаболізму в умовах даного ландшафтного комплексу, форм і результатів взаємодії з компонентами ландшафтного комплексу;

6. Принцип імовірності комплексного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення, що складається з експертних оцінок відносного характеру якісних і важкооцінюваних факторів самоочищення (наприклад, біологічна активність грунту, грунтово-геохімічний фон, ландшафтно-геохімічні бар'єри, окислювально-відновлювальні умови).

Розробка теоретико-методичних положень дисертації спирається на праці відомих українських і зарубіжних дослідників: Д.Л. Арманда, М.А. Гвоздецького, К.Г. Геренчука, М.А. Глазовської, Є.І. Гончарука, М.Д. Гродзинського, А.І. Ісаченка, С.В. Калесника, Б.І. Кочурова, Л.Л. Малишевої, О.М. Маринича, Г.П. Міллера, Ф.М. Мількова, В.М. Пащенка, В.А Снитка, С.М. Соколова, М.А. Солнцева, Дж. Фортескью, Г.І. Швебса, П.Г. Шищенка.

В дисертації використані методи польової ландшафтної зйомки, лабораторних фізико-хімічних аналізів, порівняльно-географічний, історико-географічний, картографічний, математичний, метод ландшафтознавчо-геохімічного районування. Для розрахунків, побудови деяких картосхем використовувався персональний комп'ютер, зокрема програми PC VIEW COLOR і PAINT SHOP PRO. В роботі використані матеріали: офіційної статистики, власних польових ландшафтознавчих досліджень 1995 року, відділу ландшафтознавства Інституту географії НАНУ, державних об'єднань “Украгрохім” і “Київагрохім”, Київського обласного управління сільського господарства, Київської обласної агрохімічної лабораторії, інформація з опублікованих літературних та картографічних джерел.

Наукова новизна дослідження: 1) розроблені принципи вивчення й оцінювання здатності ландшафтних комплексів до самоочищення; 2) проаналізована ландшафтно-геохімічна структура басейну р. Росі і виявлені її особливості; 3) вперше складена карта ландшафтно-геохімічних систем басейну р. Росі (масштаб 1:200 000); 4) виділені ландшафтно-геохімічні райони басейну р. Росі за факторами та інтенсивністю самоочищення агроландшафтів від мінеральних і органічних забруднювачів; 5) на основі розроблених методичних підходів до якісного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення від пестицидів і важких металів (свинцю, кадмію, міді й цинку) проведене комплексне якісне оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від цих забруднювачів; 6) розроблено і вперше складено серію оціночних картосхем басейну р. Росі.

Практичне значення роботи. Методичні підходи до вивчення і оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення, що представлені у дисертації, можуть бути використані: при проведенні екологічного вивчення агроландшафтів інших районів, розробки схем раціональної територіальної організації регіонів, організації в їхніх межах природоохоронних заходів.

Реалізація розробок автора. Роботу виконано у відділі ландшафтознавства Інституту географії НАНУ в межах проведення науково-дослідних робіт за держбюджетними і госпдоговірними темами: “Ландшафтознавча концепція виявлення і аналізу й оцінювання екоситуацій в Україні” 1991-1994 рр., № держ. регістрації 01.9.10 015286; “Аналіз структури та сучасної еволюції ландшафтів з метою оцінювання ландшафтно-геохімічних умов забрудненої території” 1996 р.; “Принципи і методика еколого-геофізичних і еколого-геохімічних досліджень рівнинних ландшафтів України” 1995-1998 рр., № держ. регістрації 0195419507.

Особистий внесок автора. Розроблено методику і створено середньомасштабну карту ландшафтно-геохімічних систем басейну р. Росі; обгрунтовано принципи вивчення й оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення; виділено ландшафтно-геохімічні райони басейну р. Росі за факторами та інтенсивністю процесів самоочищення; обгрунтовано методичні підходи комплексного якісного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення від пестицидів і важких металів (свинцю, кадмію, міді, цинку) і зроблено оцінку здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від цих забруднювачів.

Апробація роботи. Публікації. Основні положення дисертаційної роботи представлялись на VII з'їзді Українського географічного товариства (Київ, 1995), Міжнародній науковій конференції “Сучасні проблеми охорони земель” (Київ, 1997).

За темою дисертації опубліковано 5 наукових робіт, з них 3 статті ( одна - у співавторстві).

Структура і обсяг роботи. Робота складається з вступу, трьох розділів, висновків та списку літератури (150 сторінок машинописного тексту, 24 малюнків, 22 таблиць, список літератури із 149 назв, 3 додатки, загальний об'єм - 208 сторінок).

Розділ 1. Розглянуто витоки та розвиток ідей комплексного вивчення самоочищення ландшафтних комплексів від забруднювачів. Викладено принципи і методичні підходи до якісного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення, висвітлено розроблену автором методику складання середньомасштабної карти ландшафтно-геохімічних систем.

Розділ 2 присвячено ландшафтознавчому і ландшафтознавчо-геохімічному аналізу структури агроландшафтів басейну р. Росі, факторів, що визначають їх здатність до самоочищення від забруднювачів мінерального і органічного походження.

Розділ 3. Виділені ландшафтно-геохімічні райони за факторами та інтенсивністю процесів самоочищення та охарактеризовані за властивостями компонентів ландшафтних комплексів, особливостями ландшафтно-геохімічної структури, факторів самоочищення, ступенем самоочищення. Наведено результати комплексного якісного оцінювання агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від пестицидів і важких металів - свинцю, кадмію, міді, цинку.

2. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Питання вивчення і оцінювання здатності ландшафтних комплексів до самоочищення від забруднювачів розробляли Л.А. Букс (1987), Є.І. Гончарук (1977), А.В. Дончева, Л.В. Кліменко (1985), М.Д. Гродзинський (1993), Б.І. Кочуров (1983), Малишева Л.Л., 1998; Є.І. Нікіфорова (1985), Г. Паулькявічус, І. Грабаускене (1986), С.А. Ракіта (1992), В.А. Снитко та ін. (1992), С.М. Соколов та ін. (1981), Н.П. Солнцева (1981), А.В. Хорошев (1993), А.І. Щетніков (1986).

Вперше питання здатності ландшафтних комплексів до самоочищення з ландшафтно-геохімічної точки зору розглянуто М.А.Глазовською (1972). Вона виділяє відносне самоочищення основних ландшафтних комплексів шляхом винесення і розсіювання забруднюючих речовин в геохімічно залежні ландшафтні комплекси, що приводить до очищення одних і забруднення інших ландшафтно-геохімічних систем. Повне самоочищення від забруднюючих речовин усіх компонентів ландшафтного комплексу та ландшафтно-геохімічної системи (ЛГС) в цілому відбувається при розкладі забруднювачів до нетоксичних речовин або до їх повної мінералізації і залежить, крім природних факторів, від властивостей самого забруднювача, характеру його метаболізму в місцевих умовах, форм і результатів взаємодії з компонентами середовища (Глазовська, 1979).

На нашу думку, здатність ландшафтних комплексів до самоочищення слід розуміти як сукупність ландшафтно-геофізичних, ландшафтно-геохімічних і біогеохімічних процесів, що обумовлюють розклад, нейтралізацію та іммобілізацію забруднюючих речовин і їх виведення геохімічними потоками за межі ландшафтного комплексу. Наведене визначення здатності ландшафтних комплексів до самоочищення відповідає його розумінню М.А. Глазовською (1979), Є.І. Нікіфоровою (1985), Ю.М. Семеновим (1991), В.А. Снитком (1992), Л.Л. Малишевою (1988).

Наші методичні підходи до вивчення і якісного оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення побудовані на конкретно-наукових принципах, що розроблені на основі принципів теоретичного ландшафтознавства і прикладної фізичної географії.

Ландшафтознавчо-геохімічний аналіз і якісне оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення побудовані на таких принципах.

Структурно-функціональний принцип: Здатність агроландшафтів до самоочищення, динаміка винесення забруднюючих речовин і поширення їх ореолів розсіювання залежить, в першу чергу, від типу структури ландшафтно-геохімічних систем. Цей принцип виходить з системного підходу до вивчення геосистем, достатньо розробленого в ландшафтознавстві.

Ландшафтно-геохімічні системи зв'язані єдиним міграційним потоком, що спрямований від елювіальної частини до субаквальної і визначає характер міграції і перерозподілу як природних, так і техногенних речовин. У зв'язку з цим речовини, які надходять до ЛГС, нерівномірно розповсюджуються; формуються зони стійкого виносу і зони акумуляції. Елювіальні ЛГС є геохімічно автономними, більш стійкими, ніж інші типи, які є геохімічно підпорядкованими. Тому, потоки забруднюючих речовин рівної напруги і складу небезпечні в більшій або меншій мірі залежно від того, чи надходять вони у верхні ланки катени (і таким чином можуть охоплювати всю катену) або локалізуються в її нижніх ланках і утворюють менші за обсягом техногенні аномалії. Геохімічно підпорядкованою позицією, а також розвитком комплексних ландшафтно-геохімічних бар'єрів обумовлена слабка здатність до самоочищення ландшафтно-геохімічних систем річкових заплав, давніх водно-льодовикових прохідних долин, балок, западин.

Принцип відповідності: кожній групі процесів самоочищення відповідає певна група факторів, що визначає здатність ландшафтних комплексів (в тому числі агроландшафтів) до самоочищення (табл.1). Кожна група включає базові фактори, які можна охарактеризувати в часі залежно від мети і рівня дослідження. Методичні опрацювання на Димерському стаціонарі дають можливість аналізувати ці фактори на базі вивчення станів ландшафтних комплексів (Гриневецький, О.М. Маринич, Л.М. Шевченко, 1994).

На основі комплексного аналізу цих взаємопов'язаних факторів можна оцінити інтенсивність самоочищення ландшафтних комплексів.

Таблиця 1. Групи процесів і факторів здатності ландшафтних комплексів до самоочищення (за М.А. Глазовською , 1988; М.Д. Гродзинським, 1993; В.П. Солнцевою, 1981; Дж. Фортескью, 1985)

Принцип подібності. Прогноз імовірної здатності агроландшафтів до самоочищення від забруднювачів можливий лише по відношенню до подібних за відповіддю на техногенний вплив ландшафтно-геохімічних систем. Три групи факторів, що визначають три групи процесів самоочищення, дозволяють об'єднати ці ландшафтно-геохімічні системи у ландшафтно-геохімічні райони (ЛГР). В наших дослідженнях, ландшафтно-геохімічні системи, що входять до одного ландшафтно-геохімічного району, повинні, по-перше, мати подібний напрямок та інтенсивність протікання процесів самоочищення, які входять до однієї з трьох груп, по-друге, при “пошкодженні” ландшафтно-геохімічної системи утворювати подібні типи техногенних аномалій.

Принцип провідних факторів. Набір факторів для виділення ландшафтно-геохімічних районів і оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення залежить від масштабу досліджуваної території. Залежно від рівня вивчення самоочищення агроландшафтів (локальний, регіональний та ін.) в основу оцінювання беруться найбільш значимі на цьому рівні фактори, які мають просторові зміни і можуть бути зображені у заданому масштабі.

Визначення реакції кожного виду ландшафтно-геохімічної системи на техногенний вплив потребує вивчення не тільки факторів самоочищення даної ЛГС, а й поведінки конкретного забруднювача в цих умовах. Для цього необхідно використати принцип сумісності або несумісності напрямку і складу техногенного впливу з напрямком сучасних ландшафтно-геохімічних процесів (Солнцева, 1981). Цей принцип використаний нами при оцінюванні здатності агроландшафтів басейну р. Росі до самоочищення від пестицидів і важких металів (свинцю, кадмію, міді й цинку).

Принцип імовірності: якісне оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення носить імовірний характер, оскільки складається з декількох якісних оцінок окремих груп процесів самоочищення, які, в свою чергу, грунтуються на якісній або кількісній оцінці факторів самоочищення. Кількісне оцінювання здатності агроландшафтів до самоочищення можливе лише на основі стаціонарних ландшафтознвчо-геофізичних, ландшафтознавчо-геохімічних і біологічних досліджень.

2. Для просторового визначення здатності ландшафтних комплексів до самоочищення на основі розроблених методичних підходів нами складена середньомасштабна карта ландшафтно-геохімічних систем басейну р. Росі (масштаб 1:200 000). Карту побудовано на основі аналізу комплексу природних факторів, які впливають на розподіл і міграцію хімічних речовин, зокрема: особливостей будови четвертинних відкладів, морфології рельєфу, глибини залягання грунтових вод і їх хімічного складу, властивостей середовища, в якому протікає міграція речовин (кислотно-лужні і окислювально-відновлювальні умови), характеру грунтово-рослинного покриву (Шевченко, Ющенко, 1996).

При складанні карти ландшафтно-геохімічних систем нами була використана ландшафтна основа басейну р. Росі, яка складена на основі карт ландшафтних комплексів Київської області (Давидчук В.С., Зарудна Р.Ф., Міхелі С.М, Сорокіна Л.Ю., 1984), Черкаської області (Шищенко П.Г., Романчук С.П., Щур Ю.П., 1988), басейну р. Росави (Гриневецький В.Т., 1988) і доопрацьована нами на Вінницьку область. Масштаб карти 1:200 000.

При складанні карти ландшафтно-геохімічних систем були грунтовно опрацьовані літолого-морфовластивості ландшафтних комплексів басейну; проведено їх узагальнення (на рівні виду) і збагачено геохімічними показниками. Таким чином, не маючи достатньо фактажу польових ландшафтознавчих досліджень, ми намагались розкрити ландшафтно- геохімічні властивості ландшафтних комплексів через комплекс геохімічних показників, які представлені у легенді карти “Ландшафтно-геохімічні системи басейну р. Росі” (рис. 1, табл. 2).

3. В результаті ландшафтознавчо-геохімічного аналізу басейну р. Росі виявлено такі особливості його ландшафтно-геохімічної просторової структури. В західній частині басейну (відповідає верхній течії р. Росі та її верхніх приток) домінують елювіальні й транселювіальні ландшафтно-геохімічні системи з окислювальними умовами, промивним і періодично промивним водним режимом класу слабокислих Н⁺-Са²⁺ з темно-сірими лісовими проградованими грунтами і з чорноземами вилугованими. В заплавах річок і струмків, а також днищах балок з постійними водотоками розміщуються супераквальні ЛГС з уповільненим водним режимом, постійним перезволоженням, переважно відновлювальними умовами, гідрокарбонатно-кальцієвими водами з мінералізацією 0,4-0,75 г/л класу слабокислих Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з дерновими глеюватими грунтами під злаково-бобово-різнотравними луками, в басейні р. Кам'янки - з болотяними грунтами під чорновільховими болотнотравними лісами. Днища балок і лощин з тимчасовими водотоками займають супераквальні ЛГС з активним водообміном, сезонним водним режимом і окислювально-відновлювальними умовами, гідрокарбонатно-кальцієвими водами з мінералізацією 0,4-0,75 г/л класу слабокислих Н⁺-Са²⁺ з дерновими грунтами під різнотравно-злаковими луками.

На півночі і сході середньої частини басейну Росі (відповідає середній течії р. Росі і басейну р. Росави) переважають елювіальні і транселювіальні ЛГС з окислювальними умовами, періодично промивним і непромивним водним режимом класу нейтральних Ca²⁺-HCO₃^- з чорноземами типовими, на фоні яких виділяються елювіальні ЛГС межиріч з відновлювально-окислювальними умовами і періодично промивним водним режимом класу слаболужних Ca²⁺,H⁺-Fe²⁺/HCO₃^- з лучно-чорноземними солонцюватими грунтами і класу слаболужних Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з лучно-чорноземними грунтами. Ця частина виділяється розповсюдженням супераквальних ЛГС напівзамкнених депресій з періодичним зволоженням, відновлювально-окислювальними умовами, періодичним виходом на поверхню гідрокарбонатно-кальцієвих вод з мінералізацією до 1 г/л класу слаболужних Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з лучно-чорноземними грунтами. В заплавах рік і днищах балок з постійними водотоками переважають супераквальні ЛГС з уповільненим водним режимом, постійним перезволоженням, переважно відновлювальними умовами, гідрокарбонатно-кальцієвими водами з мінералізацією 0,4-0,75 г/л класу слабокислих Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з дерновими глеюватими грунтами під злаково-бобово-різнотравними луками і з болотяними грунтами під чорновільховими болотнотравними лісами, в днищах балок з тимчасовими водотоками - супераквальні ЛГС з активним водообміном, сезонним водним режимом і окислювально-відновлювальними умовами, гідрокарбонатно-кальцієвими водами з мінералізацією 0,4-0,75 г/л класу нейтральних Ca²⁺-HCO₃^- з чорноземами олуговілими.

Південь середньої частини басейну характеризується складним поєднанням елювіальних ландшафтно-геохімічних систем межиріч з окислювальними умовами, з періодично промивним водним режимом класу слабокислих Н⁺-Са²⁺ з сірими лісовими грунтами, періодично промивного і непромивного водного режиму класу нейтральних Ca²⁺-HCO₃^- з чорноземами типовими, промивного водного режиму класу слабокислих Н⁺ з дерново-підзолистими грунтами, місцями під свіжими суборами, а також елювіальних ЛГС межиріч з відновлювально-окислювальними умовами і періодично промивним режимом класу слаболужних Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з лучно-чорноземними грунтами. Серед транселювіальних ЛГС переважають транселювіальні із зсувами з відновлювально-окислювальними умовами і промивним водним режимом класу слабокислих Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з дерновими оглеєними грунтами під різнотравно-злаковими остепненими луками. Супераквальні ЛГС заплав річок і струмків, балок і лощин подібні до півночі цієї частини басейну.

В східній частині (відповідає нижній течії р. Росі) домінуючими є елювіальні ЛГС з окислювальними умовами, періодично промивним і промивним водним режимом класу слабокислих Н⁺-Са²⁺ з сірими і темно-сірими лісовими грунтами, чорноземами вилугованими. Серед супераквальних ЛГС високих терас переважають ландшафтні комплекси з глибоко залягаючими гідрокарбонатно-кальцієвими і кальцієво-магнієвими водами з мінералізацією до 1 г/л окислювальними умовами класу слабокислих Н⁺ з дерново-підзолистими грунтами під борами і суборами і класу нейтральних Ca²⁺-HCO₃^- з чорноземами типовими. На боровій терасі р. Росі, що накладається на терасу р. Дніпра, домінують супераквальні ЛГС високих терас з глибоко залягаючими підземними гідрокарбонатно-кальцієвими і кальцієво-магнієвими водами з мінералізацією до 1 г/л, переважно окислювальними умовами класу слабокислого Н⁺ з дерново-підзолистими грунтами, під борами і суборами, і класу слабокислих Н⁺-Са²⁺ з чорноземами опідзоленими , супераквальні ЛГС низьких надзаплавних терас з неглибоко залягаючими підземними гідрокарбонатно-кальцієвими і кальцієво-магнієвими водами з мінералізацією до 1 г/л, відновлювально-окислювальними умовами класу слабокислих Ca²⁺/H⁺-Fe²⁺ з торфяно-болотяними грунтами під мокрими судібровами.

4. Ландшафтно-геохімічні райони за факторами та інтенсивністю самоочищення можна об'єднати у три групи: 1) за здатністю до розкладу забруднювачів органічного походження; 2) за здатністю до геохімічної трансформації і акумуляції мінеральних та органічних забруднювачів; 3) за здатністю до міграції мінеральних і органічних забруднювачів водними і повітряними потоками за межі ЛГС. Ландшафтно-геохімічні райони характеризують переважаючі в цих районах ландшафтно-геохімічні процеси самоочищення. Виділені ЛГР дають можливість якісно оцінити, як буде йти процес їх самоочищення, зробити попередній прогноз.

За розкладом органічних забруднювачів на території басейну виділено 13 ЛГР, які відрізняються умовами розкладу на поверхні агроландшафту і в грунтах. Використано 4 показники: величина сумарної сонячної радіації за рік, сума днів з температурою більше +10^оС за рік, сума днів з грозою за рік, вміст вуглецю у метровому шарі грунту агроландшафтів. Ні в одному з районів не спостерігається дуже слабка потенційна здатність до розкладу речовин на поверхні агроландшафтів і тільки в одному районі, що охоплює борову терасу р. Росі, яка накладається на терасу р. Дніпра, спостерігається дуже слабка здатність до розкладу органічних забруднювачів у грунтах. Сприятливі умови для розкладу органічних забруднювачів обумовлені високою енергетикою ландшафтно-геохімічних процесів.

За здатністю агроландшафтів до акумуляції забруднювачів мінерального і органічного походження на території басейну р. Росі виділено 10 ландшафтно-геохімічних районів, які відрізняються окислювально-відновлювальними і кислотно-лужними умовами елювіальних ЛГС, кількостю гумусу в грунтах цих систем і ємністю біогеохімічно-сорбційних бар'єрів. Більшість районів характеризуються сильною, помірною і слабкою здатністю агроландшафтів до акумуляції забруднювачів.

На території басейну р. Росі виділено 13 ландшафтно-геохімічних районів за здатністю агроландшафтів до міграції забруднювачів водними і повітряними потоками. При виділенні ЛГР використані 8 показників: густота розчленування території, річний річковий стік, річна кількість опадів, різниця між опадами і випаровуваністю за рік, переважаючий водний режим у агроландшафтах, дні з швидкістю вітру більше 10 м/с² за рік, переважаючі напрямки вітру і переважаючий напрямок річок. Самоочищення ландшафтних комплексів шляхом винесення забруднювачів веде, з одного боку, до очищення агроландшафтів ЛГР з сильною і дуже сильною здатністю до їх винесення, а з другого боку, в умовах ЛГР із слабкої і дуже слабкої здатності агроландшафтів до винесення забруднюючих речовин до вторинної акумуляції забруднювачів. Таких небезпечних районів у басейні р. Росі виділено п'ять (басейни р. Протоки, Росави, Порезовщини, борова тераса р. Росі, яка накладається на терасу р. Дніпра).

5. На території басейну р. Росі спостерігається дуже сильна та сильна здатність до самоочищення від пестицидів на заході (верхів'я басейну р. Роставиці, район витоку Росі, басейни річок Самця, Смотрухи, Кози, Роськи) і сході (басейни річок Нехворощу, Фоси, Порезовщини) басейну. Це пов'язано на заході із слабкою здатністю агроландшафтів до накопичення пестицидів та сильною і дуже сильною здатністю до міграції забруднювачів водними і повітряними потоками, що обумовлено слабкою мікробіологічною активністю, невисокими величинами гідролітичної кислотності й вологоємкості грунтів агроландшафтів цієї частини басейну. На сході дуже сильна і сильна здатність до самоочищення від пестицидів пов'язана із дуже сильною та сильною здатністю до розкладу цих забруднювачів (висока енергетика ландшафтно-геохімічних і біохімічних процесів) і помірною та слабкою здатністю до їх накопичення (низька гідролітична кислотність і вологоємкість грунтів агроландшафтів).

В басейні р. Росави і на терасі р. Росі, що накладається на борову терасу р. Дніпра, спостерігається слабка і дуже слабка здатність агроландшафтів басейну до самоочищення від пестицидів, що пов'язано із їх сильною здатністю до накопичення цих забруднювачів (високий вміст в грунтах агроландшафтів гумусу з переважанням гумінових кислот, глинистих частин, велика поглинальна здатність і низька кислотність грунтів, непромивний водний режим, наявність біогеохімічно-сорбційних й лужно-сорбційних бар'єрів).

Самоочищення ландшафтних комплексів від важких металів носить відносний характер, в зв'язку з тим що вони дуже повільно виносяться з ландшафтних комплексів при вилуговуванні, поглинанні рослинами, ерозії і дефляції, а також в результаті переведення їх у неактивні форми, накопичення на ландшафтно-геохімічних бар'єрах і, таким чином, виведення з біологічного кругообігу речовин. Для важких металів характерне накопичення у грунтах в сорбційних і органо-мінеральних слаборухомих формах. Дані форми є небезпечними, бо накопичуються в гумусових горизонтах грунтів не тільки при непромивному режимі, а й при добре промивному.

Більшість агроландшафтів басейну р. Росі мають помірну, слабку і дуже слабку імовірну здатність до самоочищення від свинцю і міді внаслідок їх здатності до сильного та дуже сильного накопичення цього забруднювача. Особливо небезпечними є басейни р. Протоки, Красної, Узину, Рокити, Гороховатки, Росавки, Росави, Поправки, Насташки, Жигалки, Порезовщини, тераса р. Росі, що накладається на борову терасу р. Дніпра. Тут переважають агроландшафти з дуже слабкою здатністю до самоочищення від свинцю і міді, що пов'язане з поширенням на території цих районів ландшафтних комплексів із нейтральними кислотно-лужними умовами, підвищеним вмістом у грунтах глинистих часток і гумусу з переважанням гумусових кислот, періодично промивним і непромивним водним режимом. У верхів'ях басейнів річок Роставиці й Росі, верхній і середній частині басейну р. Роськи переважають агроландшафти з сильною здатністю до самоочищення від цих важких металів внаслідок дуже сильної здатності ландшафтних комплексів району до міграції забруднювачів водними і повітряними потоками.

По відношенню до цинку і кадмію у верхів'ях річок Роставиці і Росі, верхньої і середньої частин басейну р. Роськи переважають агроландшафти із дуже сильною та сильною здатністю до самоочищення. Басейни Кам'янки, Роставиці, Сквирки, Березянки, Горіхової, Торця, Таргану, нижньої частини басейну р. Роськи, в нижній течії Росі характеризуються переважанням агроландшафтів із сильною і помірною здатністю до самоочищення. В басейнах р. Молочної, Поправки, Насташки, Жигалки, Красної, Узину, Рокити, Гороховатки, Росавки, Котлуги, Киндюхи, Старої Синиці, Хороброї, Порезовщини, північно-східних і східних приток р. Росави переважають агроландшафти із слабкою здатністю до самоочищення від кадмію і цинку. Екологічно небезпечними є басейни річок Протоки і Росави, а також тераси р. Росі, що накладається на борову терасу р. Дніпра, агроландшафти яких характеризуються дуже слабкою здатністю до самоочищення від цих важких металів.

Оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі від важких металів дозволяє виявити райони, ландшафтні комплекси яких мають дуже слабку і слабку здатність до самоочищення від цих забруднювачів і їх надмірне надходження у ландшафтні комплекси може привести до несприятливої екоситуації. До таких районів відносяться басейни річок Протоки, Поправки, Насташки, Жигалки, Красної, Узину, Рокити, Гороховатки, Росавки, Росави, Порезовщини, тераса р. Росі, що накладається на борову терасу р. Дніпра.

Результати проведеного дослідження свідчать про необхідність урахування здатності ландшафтних комплексів до самоочищення від забруднювачів при розробці науково-обгрунтованої раціональної організації території будь-якого регіону.

ВИСНОВКИ ДИСЕРТАЦІЙНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ

Проведені ландшафтознавчі й ландшафтознавчо-геохімічні дослідження в межах басейну р. Росі дають можливість зробити такі висновки:

Методологічною основою даного дослідження є ландшафтознавчо-геохімічний і басейновий підходи, котрі взаємодоповнюють і збагачують один одний.

Здатність ландшафтних комплексів до самоочищення слід розуміти як сукупність ландшафтно-геофізичних, ландшафтно-геохімічних і біогеохімічних процесів, що обумовлюють розклад, нейтралізацію та іммобілізацію забруднюючих речовин і їх виведення геохімічними потоками за межі ландшафтного комплексу.

Здатність агроландшафтів до самоочищення визначається трьома групами факторів: а) інтенсивністю розкладу органічних забруднювачів у агроландшафтах; б) інтенсивністю геохімічної трансформації й акумуляції забруднювачів в агроландшафтах; в) інтенсивністю міграції забруднюючих речовин водними і повітряними потоками. На основі комплексного аналізу цих взаємопов'язаних факторів можна оцінити здатність агроландшафтів до самоочищення.

Укладання середньомасштабної карти ландшафтно-геохімічних систем з метою вирішення питань можливості самоочищення агроландшафтів повинно базуватись на вивченні всього комплексу природних факторів, які впливають на розподіл і міграцію хімічних речовин, зокрема: специфіки будови четвертинних відкладів, морфології рельєфу, глибини залягання грунтових вод і їх хімічного складу, властивостей середовища, в якому протікає міграція речовин (кислотно-лужні і окислювально-відновлювальні умови), характеру грунтово-рослинного покриву.

Аналіз трьох груп факторів, що визначають здатність агроландшафтів до самоочищення від забруднювачів, дозволяє виділити ландшафтно-геохімічні райони за факторами та інтенсивністю процесів самоочищення: 1) за здатністю до розкладу забруднювачів органічного походження у ландшафтно-геохімічних системах; 2) за здатністю до геохімічної трансформації і акумуляції мінеральних та органічних забруднювачів у ЛГС; 3) за здатністю до міграції мінеральних і органічних забруднювачів водними і повітряними потоками за межі ЛГС.

За розкладом органічних забруднювачів на території басейну р. Росі виділено 13 ландшафтно-геохімічних районів, які відрізняються умовами розкладу на поверхні агроландшафтів і в грунтах. За здатністю до акумуляції забруднювачів мінерального і органічного походження на території басейну р. Росі виділено 10 ландшафтно-геохімічних районів, які відрізняються пануючими окислювально-відновлювальними і кислотно-лужними умовами елювіальних ландшафтно-геохімічних систем, кількості гумусу в грунтах цих ЛГС і ємності біогеохімічно-сорбційних бар'єрів. На території басейну р. Росі виділено 13 ландшафтно-геохімічних районів за здатністю до міграції забруднювачів водними і повітряними потоками.

Оцінювання здатності агроландшафтів басейну р. Росі від пестицидів і важких металів дозволяє виявити райони, агроландшафти яких мають дуже слабку і слабку здатність до самоочищення від цих забруднювачів і їх надмірне надходження у агроландшафти може привести до несприятливої екоситуації. До таких районів відносяться басейни річок Протоки, Поправки, Насташки, Жигалки, Красної, Узину, Рокити, Гороховатки, Росавки, Росави, Порезовщини, тераса р. Росі, що накладається на борову терасу р. Дніпра.

В результаті дослідження ми можемо встановити переважаючий процес самоочищення, дати йому якісну оцінку; отримані ландшафтно-геохімічні показники ландшафтних комплексів і виділені ландшафтно-геохімічні райони дають можливість якісно оцінити, як буде йти процес їх самоочищення.

Результати проведеного дослідження свідчать про необхідність урахування здатності ландшафтних комплексів до самоочищення при розробці науково-обгрунтованої раціональної організації території, обгрунтуванні програми відновлення і оптимізації структури агроландшафтів.

самоочищення агроландшафт геохімічний

ПУБЛІКАЦІЇ З ТЕМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. До методики укладання середньомасштабної ландшафтно-геохімічної карти (на прикладі басейну р. Росі) // Український географічний журнал. - 1996. - №4. - С. 28-33 (у співавторстві з Л.М. Шевченко).

2. Методичні підходи до якісної оцінки самоочищення ландшафтів від забруднюючих речовин // Український географічний журнал. - 1997. - №2. - С. 20-25.

3. Здатність агроландшафтів до самоочищення від пестицидів (на прикладі басейну Росі) // Український географічний журнал. - 1998. - №1. - С. 33-36.

4. Якісна оцінка здатності грунтів до самоочищення від забруднювачів // Материалы конференции “Современные проблемы охраны земель”. - К., 1997. - Ч. 3. - С. 100-101.

5. До методики вивчення здатності ландшафтів України до самоочищення // Тези доп. на VII з'їзді Українського географічного товариства. - К., 1995. - С. 162-163.

Размещено на Allbest.ru