Сірі лісові ґрунти Опілля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

УДК 631.445.3(477.8)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Сірі лісові ґрунти Опілля

11.00.05 - біогеографія та географія ґрунтів

Павлюк Наталія Мирославівна

Львів - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі ґрунтознавства і географії ґрунтів Львівського націо-нального університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат географічних наук, доцент Гаськевич Володимир Георгійович, Львівський національний університет імені Івана Франка, доцент кафедри ґрунтознавства і географії ґрунтів

Офіційні опоненти доктор географічних наук, професор Кривульченко Анатолій Іванович, Кіровоградський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка, завідувач кафедри географії та геоекології

кандидат географічних наук, доцент Тарасюк Ніна Адамівна, Волинський національний університет імені Лесі Українки, доцент кафедри географії

Захист відбудеться “24” вересня 2010 року о 13⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.051.08 у Львівському національному університеті імені Івана Франка за адресою: 79000, м. Львів, вул. Дорошенка, 41, ауд. 26

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка (79005, м. Львів, вул. Драгоманова, 17)

Автореферат розісланий 18.08.2010 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат географічних наук, доцент О.Г. Телегуз

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Сірі лісові ґрунти - модальні для території Опілля, сформувались в умовах слабохвилястого горбистого рельєфу, помірно-континентального типу клімату, під дубовими, дубово-грабовими лісами, на лесоподібних суглинках, внаслідок прояву елементарних ґрунтових процесів: дернового, лесиважу, опідзолення, оглеєння. Опілля займає площу - 6,0 тис. км², простягається з північного заходу на південний схід більш як на 150 км, тому умови ґрунтотворення в межах природних районів території дослідження характеризуються низкою відмінностей (фаціальними особливостями). Зміни чинників ґрунтотворення впливають на характер та інтенсивність розвитку елементарних ґрунтових процесів, на морфогенетичні, фізичні, фізико-хімічні, хімічні властивості сірих лісових ґрунтів.

Сприятливі природні умови та вигідне географічне положення Опілля зумовили освоєність даної території ще у ІІІ тис. до н. е. Саме тоді виникають землеробські поселення трипільської культури. Формування міст відбувалося у період ІX-XV ст., вони виникали на берегах лівих приток Дністра. Населені пункти розросталися, освоювалися нові території, у землеробство залучалися схили опільських горбів. Поступово антропогенне навантаження на біоценози Опілля зростало, досягнувши максимуму у ХІХ-ХХ ст., в умовах максимального сільськогосподарського освоєння.

Ґрунт як важливий компонент складної екологічної системи - біосфери, характеризується досить високою чутливістю до дії зовнішніх факторів. У разі необґрунтованого антропогенного впливу і порушення збалансованих природних екологічних зв'язків у ґрунтах розвиваються деградаційні процеси, які різко погіршують властивості ґрунтів, і призводять до локального руйнування ґрунтового покриву.

Проблема вивчення змін властивостей ґрунтів у разі їхнього окультурення і сільськогосподарського використання, діагностика їхнього культурного стану і розробка найефективніших методів окультурення відносяться до найважливіших завдань сучасного ґрунтознавства. Проблема ця виникла ще на початку ХХ століття. Зміна елементарних ґрунтових процесів при окультуренні ґрунтів призводить як до покращення, так і до погіршення їхніх властивостей. Така різноспрямованість трансформацій підтверджує необхідність детальних досліджень окультурених ґрунтів в залежності від ступеня їх освоєності та природних умов регіону. Тому дослідження сучасного стану, характеру і напрямку розвитку елементарних ґрунтових процесів і властивостей в окультурених ґрунтах є актуальним.

Сірі лісові ґрунти в межах Опілля складають основу земельних ресурсів. Володіючи низкою сприятливих властивостей, ці ґрунти є вкрай вразливими до антропогенного пресингу і швидко трансформуються при нераціональному викорис-танні. Свідченням цього є активізація деградаційних процесів на Опіллі.

Найпоширенішим і найнебезпечнішим деградаційним процесом у межах території дослідження є водна ерозія. Площа еродованих ґрунтів на Опіллі становить 1 тис. км² (20,8 % від площі обстеженої території). Ерозійні процеси завдають значних збитків сільськогосподарському виробництву, внаслідок чого вирощування сільськогосподарських культур на схилових землях є малорентабельним або збитковим. Тому встановлення причин водної ерозії, призупинення розвитку ерозійної деградації, підвищення продуктивності еродованих земель і покращення екологічної ситуації на схилових землях є надзвичайно важливою проблемою природного регіону Опілля.

Мета і завдання досліджень. Метою дисертаційного дослідження є вивчення регіональних умов ґрунтотворення, які визначають ґенезу та географію сірих лісових ґрунтів Опілля, виділення природних та природно-антропогенних елементарних ґрунтових процесів, які обумовили формування морфологічної будови, складу і властивостей досліджуваних ґрунтів та їхні територіальні відмінності у межах Опілля, оцінка сучасного стану ґрунтів, розвитку в них деградаційних процесів.

Досягнення поставленої мети вимагало рішення наступних завдань: оцінки територіальних відмінностей чинників ґрунтотворення у природних районах Опілля; створення цифрового варіанту карти ґрунтів Опілля; дослідження ґенези сірих лісових ґрунтів та їхньої географії у межах Опілля; встановлення інтенсивності, напрямку основних елементарних ґрунтотворних процесів у сірих лісових ґрунтах, зумовлених територіальними відмінностями чинників ґрунтотворення та впливом процесу окультурення; вивчення морфогенетичних, фізичних, фізико-хімічних, хімічних властивостей ясно-сірих та сірих лісових ґрунтів у розрізі природних районів Опілля і виявлення кількісних та якісних змін властивостей цих ґрунтів під дією тривалого сільськогосподарського використання; встановлення типів деградаційних процесів, поширених у ґрунтах Опілля та їхніх екологічних наслідків; проведення оцінки деградованих ґрунтів за основними діагностичними критеріями та показниками; розробки шляхів оптимізації використання сірих лісових ґрунтів на основі отриманих результатів.

Об'єкт і предмет досліджень. Об'єктом досліджень є ясно-сірі та сірі лісові ґрунти, сформовані на лесоподібних суглинках у межах Опілля. Предмет досліджень - ґенеза, особливості географії сірих лісових ґрунтів, просторові зміни морфогенетичних, фізичних, фізико-хімічних, хімічних властивостей ґрунтів Опілля та їхня трансформація під дією сільськогосподарського використання та деградаційних процесів, екологічні наслідки деградації ґрунтів.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертаційні дослідження пов'язані з “Національною програмою охорони земель” на 2001-2010 роки; державною науково-технічною програмою “Родючість ґрунтів” на 2001-2010 роки; кафедральною тематикою “Проблеми ґенези, географії і класифікації ґрунтів Західного регіону України” (ВС-77Б, державний реєстраційний номер 1010U001424); держбюджетною тематикою “Географічні проблеми розвитку депресивних регіонів України: оцінка розвитку депресивності в сільськогосподарських регіонах України” (ВС-220Ф, державний реєстраційний номер 0104U002137); госпдоговірною тематикою “Консервація деградованих і малопродуктивних земель Львівщини” (ВМ-17-06, державний реєстраційний номер 0107U003721).

Наукова новизна одержаних результатів:

- вперше у розрізі природних районів Опілля проведено детальне географо-екологічне дослідження ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів;

- вивчено морфогенетичні, фізичні, фізико-хімічні та хімічні властивості сірих лісових ґрунтів Опілля;

- схарактеризовано просторові зміни властивостей сірих лісових ґрунтів, спричинені зміною чинників ґрунтотворення у межах Опілля;

- встановлено негативні процеси антропогенного та природного характеру, які зумовили погіршення продуктивних та екологічних функцій ґрунтів Опілля;

- проаналізовано напрям та інтенсивність змін властивостей сірих лісових ґрунтів різного ступеня деградації.

Практичне значення одержаних результатів:

- одержані результати є внеском у розвиток географії та екології ґрунтів на регіональному рівні;

- рекомендується використовувати результати досліджень для проведення бонітетної оцінки ґрунтів і грошової оцінки земель;

- результати досліджень пропонується використовувати для розробки рекомендацій щодо організації території із оптимальними еколого-економічними умовами використання та охорони земель сільськогосподарського призначення;

- результати досліджень є основою для розробки програм раціонального використання та охорони земель, системи заходів зі збереження і поліпшення природних ландшафтів, відновлення і підвищення родючості ґрунтів;

- отримані результати рекомендується використовувати при складанні проектів землеустрою для землевласників і землекористувачів Державним підприємством “Львівський науково-дослідний та проектний інститут землеустрою”, районними управліннями земельних ресурсів для визначення ареалів земель, які потребують консервації, районними управліннями агропромислового розвитку та системою агросервісу для покращення агрофізичних і агрохімічних властивостей досліджуваних ґрунтів.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено польові і лабораторно-аналітичні дослідження, вивчено морфологічні, фізичні, фізико-хімічні, хімічні властивості сірих лісових ґрунтів та встановлено ступінь їхньої деградації; вивчено показники зміни і напряму ґрунтотворного процесу під впливом сільськогосподарського використання ґрунтів; виконано комплексну математично-статистичну обробку результатів дослідження; складено цифрову карту ґрунтів Опілля з допомогою засобів ГІС-технологій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на наукових конференціях, семінарах: міжнародній науковій конференції “Ґенеза, географія та екологія ґрунтів” (Львів, 2003); міжнародній науковій конференції до 120-річчя географії у Львівському національному університеті імені Івана Франка (Львів, 2003); міжнародній конференції “Екологічна географія: історія, теорія, методи, практика” (Тернопіль, 2004); міжнародній науковій конференції “Ландшафтознавство: традиції і тенденції” (Львів, 2004); міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта, 2004” (Дніпропетровськ, 2004); міжнародному науковому семінарі “Ґенеза, географія та екологія ґрунтів” (Львів, 2008); на VIII з'їзді ґрунтознавців і агрохіміків України (Житомир, 2010) та щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Львівського національного університету імені Івана Франка.

Публікації. За темою дисертації автором опубліковано 12 наукових статей. У фахових виданнях ВАК України опубліковано 6 статей.

Структура та обсяг дисертації. Повний обсяг дисертації становить 316 сторінок, у тому числі основна частина (вступ, вісім розділів, висновки) - 166 сторінок. Загалом робота містить 29 рисунків, 17 таблиць і 12 додатків. У списку використаних джерел - 218 найменувань.

Основний зміст роботи

Чинники ґрунтотворення

Опілля розташоване у північно-західній частині Подільської височини, в межах трьох адміністративних областей: Львівської, Івано-Франківської і Тернопільської. Згідно фізико-географічного районування України, Опілля знаходиться у південно-західній частині Східно-Європейської рівнини, у Західно-Українсь-кому краї зони широколистяних лісів, у Розтоцько-Опільській горбогірній області та включає три природні райони: Городоцько-Щирецький, Миколаївсько-Бережанський і Ходорівсько-Бучацький (Маринич, Пархоменко, Петренко, Шищенко, 2003).

Домінуючими ґрунтотворними породами на території Опілля є лесоподібні суглинки, властивості яких суттєво вплинули на напрям і темпи ґрунтотворення, позначились на ґрунтових режимах і процесах, а також на розвитку деградаційних процесів, зокрема водної ерозії.

Опілля - горбиста височина, розчленована широкими долинами рік Коропця, Золотої Липи, Нараївки, Гнилої Липи, Свіржу, Зубри. Основними формами рельєфу є опільські горби, котрі формують пасма, хвилясті рівнини та річкові долини. Геоморфологічний фактор прямо і опосередковано впливає на розвиток водної ерозії.

Ґрунтові води Опілля приурочені до четвертинних відкладів, мають важливе значення для формування автоморфних, напівгідроморфних і гідроморфних ґрунтів, розвитку процесу оглеєння.

Клімат Опілля помірно-континентальний атлантичного типу з промивним водним режимом, що сприяє розвитку дернового, підзолистого процесів ґрунтотворення, лесиважу, оглеєння, вилуговування від карбонатів та ерозійних процесів.

Рослинний покрив представлений дубовими, буковими, дубово-грабовими лісами, заплавними і суходільними луками, болотними угрупуваннями, культурною рослинністю. Зведення природної рослинності на більшій частині Опілля є однією з причин розвитку водної ерозії.

Сірі лісові ґрунти Опілля: географія, ґенеза, ступінь вивченості

На території Опілля фоновими є сірі лісові (ясно-сірі і сірі лісові) і опідзолені (темно-сірі і чорноземи опідзолені) ґрунти (рис. 1.).

Вивчення сірих лісових ґрунтів Опілля пов'язано з іменами С.О. Скорини, Г.О. Андрущенка, Н.Б. Вернандер, Я.С. Оленчука і А.Г. Николина, С.О. Онопрієнка, І.Д. Ткачука і О.С. Сідлярчука, Т.С. Ямелинця та ін.

Сірі лісові ґрунти Опілля вивчені недостатньо. Особливо актуальними є дослідження їхнього сучасного стану, географії ґрунтів, трансформації під дією антропогенного навантаження і деградаційних процесів.

Природні умови Опілля спричинили розвиток дернового, підзолистого, лесиважу, глейового ґрунтотворних процесів, які визначили ґенезу ґрунтів. Поєднання ґрунтових режимів і процесів обумовили формування сірих лісових ґрунтів, просторових змін їхніх властивостей, визначили напрям та інтенсивність сільськогосподарського використання.

Ясно-сірі лісові ґрунти займають найвищі частини вододільних плато: вершини горбів та верхні частини їхніх схилів. Середня і нижня частина схилів опільських горбів вкрита сірими лісовими ґрунтами. Площа ясно-сірих лісових ґрунтів становить 253,0 км² , сірих лісових - 890,0 км². Досліджувані ґрунти зай-мають 23,8% від площі обстеженої території Опілля. На схилах пасм, внаслідок розвитку ерозійних процесів, сформувались сірі лісові різного ступеня еродовані ґрунти. Водною ерозією уражено 302,1 км² досліджуваних ґрунтів.

Ясно-сірі лісові ґрунти у межах Городоцько-Щирецького природного району займають площу 10,0%, у Миколаївсько-Бережанському районі - 5,5%, а у Ходорівсько-Бучацькому - 3,1%. Найбільші масиви сірих лісових ґрунтів сконцентровані у Миколаївсько-Бережанському природному районі, де вони вкривають 19,0% площі регіону. У Городоцько-Щирецькому і Ходорівсько-Бучацькому природних районах площа досліджуваних ґрунтів, відповідно, становить 17,3% і 18,5%.

Методика досліджень

При вивченні географії, будови, складу і властивостей сірих лісових ґрунтів застосовано систему географічних і ґрунтознавчих методів досліджень: порівняльно-географічний, порівняльно-профільний (морфолого-генетичний), порівняльно-аналітичний і статистичний.

На території Опілля, в межах трьох природних районів, вибрано 4 модальні ділянки, на яких закладено 20 ґрунтових розрізів. Розрізи на дослідних ділянках закладались на однотипних елементах рельєфу та ґрунтотворних породах, в межах одного ґрунтового різновиду. Щоб встановити якісні та кількісні зміни властивостей ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів під дією сільськогосподарського використання розрізи закладались в природних біоценозах (ліс) і агроценозах (сільськогосподарські угіддя).

Морфологічні особливості ґрунтів

У морфологічних ознаках, будові профілю ґрунтів відображені їхня ґенеза і еволюція, а також природні і природно-антропогенні елементарні ґрунтові процеси, під дією яких формуються ґрунти. Досліджено непорушені профілі цілинних ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів під лісовою рослинністю. Не виявлено неосвоєних сірих лісових ґрунтів у Ходорівсько-Бучацькому природному районі, оскільки Опілля є регіоном давньої культури землеробства і значні площі родючих ґрунтів в його межах розорані.

Вивчення територіальних змін морфологічних особливостей ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів Опілля проводилось шляхом порівняння й аналізу морфологічної будови профілів ґрунтів трьох природних районів.

За гранулометричним складом ґрунти Городоцько-Щирецького природного району - піщано-легкосуглинкові, Миколаївсько-Бережанського району - піщано- і грубопилувато-легкосуглинкові, а на території Ходорівсько-Бучацького природного району - грубопилувато-середньосуглинкові. Зміна кольору ґрунтотворної породи у межах Опілля від світло-палевого, палевого (північ) до темно-палевого (південь) відобразилася у забарвленні нижніх горизонтів сірих лісових ґрунтів, котрі на півдні характеризуються інтенсивнішим і темнішим бурим кольором, ніж на півночі. Новоутворення (хімічного походження) - діоксид Силіціуму (SiO₂) - у ґрунтах Опілля представлене у різних формах. Верхні горизонти сірих лісових ґрунтів Миколаївсько-Бережанського природного району багаті білими плямами і гніздами SiO₂, діаметром 3-4 см, а у ґрунтах Городоцько-Щирецького природного району виявлена рясна кремнеземиста присипка.

Тривале сільськогосподарське використання сірих лісових ґрунтів Опілля викликало низку змін у будові їхнього профілю та у морфологічних ознаках генетичних горизонтів, що підтверджено результатами статистичної обробки морфологічних показників. Профіль ясно-сірих та сірих лісових ґрунтів під ріллею - трансформований. В окультурених ґрунтах внаслідок глибокої оранки сформувався орний горизонт потужністю 30-35 см, простежується тенденція до збільшення потужності генетичного профілю, про що свідчить глибше, порівняно з цілинними відмінами, залягання границь генетичних горизонтів, понизилася глибина появи ознак оглеєння.

У ґрунтах під ріллею суттєвих змін зазнали наступні морфологічні ознаки: інтенсивність забарвлення верхніх генетичних горизонтів, структура та щільність ґрунту. Колір орного шару ясно-сірих лісових ґрунтів візуально визначається як сірий з буруватим відтінком, а гумусово-елювіальний і елювіальний слабогумусований горизонти ґрунтів під лісом, відповідно, характеризуються, як ясно-сірий з буруватим відтінком і ясно-сірий з білястим відтінком. Структура в орному шарі окультурених ясно-сірих лісових ґрунтів порохувато-грудкувата, на відміну від цілинних аналогів, де структура зернисто-грудкувата. Гумусовий горизонт окультурених ґрунтів щільніший. Змінився також характер переходу між гумусово-елювіальним горизонтом НЕ_gl та елювіальним слабогумусованим горизонтом Е(h)_gl. Якщо в цілинних ясно-сірих лісових ґрунтах він ясний або помітний, то в окультурених відмінах - різкий, співпадає з глибиною оранки.

Візуально колір гумусово-елювіального горизонту сірих лісових ґрунтів під лісом характеризується як сірий, а орного шару окультурених аналогів - темнувато-сірий. Структура в орному горизонті окультурених ґрунтів пилувато-грудкувата, брилувато-грудкувато-пилувата, на відміну від цілинних сірих лісових ґрунтів, де структура дрібногрудкувата та дрібногрудкувато-зерниста. Переважання брилуватих та пилуватих агрегатів в орному шарі сірих лісових ґрунтів агроценозів, пов'язане із руйнуванням структури ґрунту сільськогосподарською технікою. Окультурені ґрунти в гумусовому горизонті більш ущільнені. В цілинних сірих лісових ґрунтах перехід між гумусово-елювіальним горизонтом НЕ та ілювіальним елювійованим гумусованим горизонтом Ihе ясний, в окультурених ґрунтах - різкий і співпадає з глибиною оранки.

Морфологія сірих лісових ґрунтів, приурочених до схилів різної крутизни, зазнала суттєвих змін внаслідок розвитку водної ерозії. В еродованих ґрунтах встановлено: зменшення потужності генетичних горизонтів, яке корелює зі збіль-шенням ступеня еродованості ґрунтів, зміну забарвлення в сторону потемніння і появи буризни в орних горизонтах, що зумовлено як зменшенням вмісту гумусу, так і залученням в орний шар ілювіальних горизонтів, ущільнення верхніх горизонтів, переважання у структурно-агрегатному складі брилуватих і пилуватих агрегатів.

Фізичні властивості ґрунтів

Сірі лісові ґрунти Опілля характеризуються легкосуглинковим та середньосуглинковим гранулометричним складом. У напрямку з північного заходу на південний схід гранулометричний склад досліджуваних ґрунтів змінюється від піщано-легкосуглинкового до грубопилувато-важкосуглинкового, що пов'язано з поважчанням гранулометричного складу лесоподібних суглинків у вказаному напрямку. Загалом, значних відмінностей між гранулометричним складом цілинних і окультурених ґрунтів не виявлено (таблиця 1).

У гранулометричному складі ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів переважає фракція грубого пилу (0,01-0,05 мм), вміст якої коливається в межах 44,0-65,2% у піщано- та грубопилувато-легкосуглинкових різновидах, 47,5-62,6% у грубопилувато-середньосуглинкових ґрунтах. У напрямку з північного заходу на південний схід у гранулометричному складі сірих лісових ґрунтів встановлене значне зменшення вмісту фракції дрібного піску (0,05-0,25 мм), збільшення фракції фізичної глини (<0,01 мм) і зокрема вмісту мулуватих частинок (<0,001 мм). Профіль сірих лісових ґрунтів диференційований за вмістом мулу, максимальне накопичення якого наявне в ілювіальній частині профілю ґрунтів.

Цілинні ясно-сірі і сірі лісові ґрунти характеризуються задовільним та добрим структурним станом. У структурно-агрегатному складі даних ґрунтів переважають агрономічно-цінні агрегати розміром 0,25-10 мм (>50%), проте вміст брилуватих агрегатів (>10 мм) також високий. У напрямку з північного заходу на південний схід у структурно-агрегатному складі ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів встановлене збільшення вмісту макроагрегатів (>10 мм) та зменшення вмісту мезоагрегатів (0,25-10 мм), що пов'язано із поважчанням гранулометричного складу ґрунтів у вказаному напрямку.

Структура сірих лісових ґрунтів під впливом сільськогосподарського використання і процесу водної ерозії здебільшого інтенсивно деградує. Це проявляється у зміні форми, розмірів структурних агрегатів, їхніх кількісних співвідношень, водостійкості. В окультурених та еродованих сірих лісових ґрунтів встановлені наступні зміни структурно-агрегатного стану: зменшення вмісту агрономічно-цінних мезоагрегатів (0,25-10 мм); збільшення кількості агрегатів розміром >10 мм; різке переважання у структурно-агрегатному складі брилуватої фракції; зниження коефіцієнту структурності до 0,75-0,98 в окультурених ґрунтах і до 0,47-0,59 у змитих відмінах; агрегатний стан орних горизонтів окультурених ґрунтів та їх еродованих відмін оцінюється, відповідно, як задовільний та незадовіль-ний; зменшення вмісту водотривких агрегатів розміром > 0,25 мм; погіршення водостійкості структурних агрегатів. ґрунтоутворення антропогенний деформація природний

Щільність твердої фази в гумусових горизонтах ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів коливається від 2,54 до 2,66 г/см³. Сільськогосподарське використання спричинило незначне збільшення щільності твердої фази в орних шарах, що зумовлено зменшенням вмісту гумусу в окультурених ґрунтах. Найвищими значеннями щільності твердої фази характеризуються орні горизонти змитих ґрунтів, що пояснюється зменшенням у них вмісту гумусу та виходом на поверхню ілювіальних горизонтів, збагачених півтораоксидами (див. табл. 1).

Таблиця 1. Фізичні властивості ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів Опілля

Щільність будови цілинних сірих лісових ґрунтів становить 1,07-1,19 г/см³. У ґрунтах під ріллею щільність будови зростає, досягаючи значень 1,31-1,43 г/см³ в орних горизонтах. Еродовані сірі лісові ґрунти володіють найвищими значеннями щільності будови та характеризуються як щільні та дуже щільні. Величини даного показника в орному горизонті слабо- і середньозмитих відмін коливаються, відповідно, в межах 1,42-1,51 г/см³ і 1,47-1,56 г/см³. Із зростанням ступеня еродованості щільність будови ґрунтів збільшується (див. табл. 1).

Загальна шпаруватість у гумусових горизонтах сірих лісових ґрунтів природних біоценозів Опілля коливається в межах 50-60%. Ґрунти, які використовуються під ріллею, характеризуються переважно задовільною і незадовільною загальною шпаруватістю в орному шарі. Величини цього показника в орних горизонтах досліджуваних ґрунтів досягають значень 45,2-50,0% у незмитих відмінах, 41,4-46,2% в слабозмитих ґрунтах і 39,1-45,0% в середньозмитих відмінах (див. табл. 1). Це спричинено переущільненням ґрунтів через надмірне використання важкої техніки, погіршення структурно-агрегатного стану.

Фізико-хімічні властивості ґрунтів

Територіальні відмінності чинників ґрунтотворення в межах Опілля зумовили просторові зміни фізико-хімічних властивостей ґрунтів. Тривале сільськогосподарське використання ґрунтів спричинило трансформацію гумусового стану, кислотно-основних властивостей, складу ввібраних катіонів.

За показниками гумусового стану, ясно-сірі лісові ґрунти характеризуються дуже низьким вмістом - 1,97% і запасами гумусу в шарі 0-20 см - 42,4 т/га на пів-нічному заході та низьким вмістом - 2,30 % і запасами гумусу - 51,9 т/га на південному сході. У напрямку з північного заходу на південний схід у ясно-сірих лісових ґрунтах збільшуються вміст і запаси гумусу. Тип гумусу ясно-сірих лісових ґрунтів - гуматно-фульватний, співвідношення Сгк:Сфк у гумусово-елювіальному горизонті становить 0,7-0,8 (таблиця 2). Встановлені просторові зміни якісного складу гумусу досліджуваних ґрунтів. Ясно-сірі лісові ґрунти характеризуються середнім (29,8%) у Городоцько-Щирецькому та високим (39,8%) у Ходорівсько-Бучацькому Опіллі ступенем гуміфікації. Дані ґрунти володіють високим (67,8%) на північному заході та дуже високим (81,2%) на південному сході вмістом “вільних” гумінових кислот, дуже низьким (8,7%) вмістом гумінових кислот, зв'язаних з Кальцієм, у Городоцько-Щирецькому Опіллі та відсутністю цієї фракції у Ходорівсько-Бучацькому Опіллі, високим (23,5%) на північному заході та середнім (18,8%) на південному сході вмістом міцнозв'язаних гумінових кислот. Вміст гуміну у ясно-сірих лісових ґрунтах - низький - 26,4% і 13,6%, відповідно, у Городоцько-Щирецькому та Ходорівсько-Бучацькому Опіллі. З північного заходу на південний схід у складі гумусу ясно-сірих лісових ґрунтів зменшується вміст “агресивної” фракції фульвокислот і зростає вміст фракцій ФК-1 та ФК-3 (див. табл. 2).

Сірі лісові ґрунти характеризуються низьким вмістом - 2,40-3,20% та запасами гумусу - 56,2-73,8 т/га в шарі 0-20 см, зростанням ступеня гуміфікації з заходу на схід, гуматно-фульватним (Сгк:Сфк рівне 0,9) у Городоцько-Щирецькому та фульватно-гуматним (Сгк:Сфк - 1,1) у Миколаївсько-Бережанському Опіллі типом гумусу. Досліджувані ґрунти володіють високим (64,2-77,8%) вмістом фракції “вільних” гумінових кислот, дуже низьким (17,9%) вмістом гумінових кислот, зв'язаних з Са²⁺, у Городоцько-Щирецькому природному районі та відсут-ністю їх у Миколаївсько-Бережанському районі, середнім (17,9%) та високим (22,2-26,1%) вмістом міцнозв'язаних гумінових кислот. Вміст гуміну у сірих лісових ґрунтах середній (55,4-57,8%) у Городоцько-Щирецькому Опіллі та низький (10,0-23,9%) у Миколаївсько-Бережанському природному районі. У напрямку з заходу на схід у груповому складі гумусу сірих лісових ґрунтів, за рахунок суми фракцій ФК-1а+1, збільшується вміст фульвокислот (див. табл. 2).

Окультурення сірих лісових ґрунтів привело до зменшення вмісту гумусу та зміни його якісного стану. Вміст гумусу в орному шарі ясно-сірих лісових ґрунтів становить 1,46-1,94%, у сірих лісових ґрунтах - 1,72-3,19%. В окультурених ґрунтах спостерігається розширення відношення Сгк:Сфк, за рахунок збільшення відносного вмісту суми гумінових кислот і фракції ГК-2, зв'язаної з Са²⁺, і змен-шення вмісту ФК (див. табл. 2). Загалом, окультурення ґрунтів спричиняє тенденції до покращення якісного складу гумусу.

Водна ерозія спричинила погіршення гумусового стану орних горизонтів ґрунтів, а зокрема зменшення вмісту і запасів гумусу. Здебільшого вміст і запаси

гумусу в еродованих ґрунтах оцінюються як низькі і дуже низькі. У змитих сірих лісових ґрунтах вміст і запаси гумусу зменшуються відповідно до збільшення ступеня еродованості (див. табл. 2).

Таблиця 2. Фізико-хімічні властивості ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів Опілля

* “-” даний показник не визначався у ґрунтах

Сірі лісові ґрунти Опілля характеризуються реакцією ґрунтового розчину від сильнокислої до середньолужної, що зумовлено генетичними особливостями і ступенем окультурення. Найвищою кислотністю володіють цілинні ясно-сірі і сірі лісові ґрунти (див. табл. 2). Не простежується закономірних просторових змін актуальної і потенційної кислотності ґрунтів. Окультурення та заходи хімічної меліорації (вапнування) спричинили зменшення ґрунтової кислотності, що позитивно відобразилось на їхніх фізико-хімічних і агрономічних властивостях.

Ясно-сірі і сірі лісові ґрунти Опілля характеризуються дуже низьким вмістом ввібраних катіонів. У ґрунтово-вбирному комплексі даних ґрунтів переважають катіони Кальцію та Магнію. У напрямку з північного заходу на південний схід у гумусових горизонтах ясно-сірих лісових ґрунтів зменшується вміст катіонів Кальцію і збільшується вміст катіонів Магнію. Ступінь насичення основами ха-рактеризується як низький у Городоцько-Щирецькому районі і дуже низький у Ходорівсько-Бучацькому районі. У сірих лісових ґрунтах у напрямку з заходу на схід зменшується кількість ввібраних катіонів Са²⁺ та ступінь насичення ґрунтового вбирного комплексу основами. Сільськогосподарське використання позитивно відобразилось на ємності катіонного обміну. В окультурених ґрунтах зростає ємність катіонного обміну і сума ввібраних катіонів, у складі ввібраних катіонів збільшився вміст Кальцію, підвищився ступінь насичення ґрунтів основами до високого та підвищеного, зменшився вміст рухомого Алюмінію, що має позитивний вплив на фізичні і фізико-хімічні властивості ґрунтів. Не простежується чітких закономірностей між ступенем еродованості ґрунтів та складом ввібраних основ, вмістом катіонів Са²⁺ і Mg²⁺, ступенем насичення основами.

Валовий хімічний склад

Мінеральна частина ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів за хімічним складом практично двокомпонентна, вона включає оксид Силіціуму (SiO₂) та півтораоксиди (Al₂O₃ і Fe₂O₃). Незначна частка припадає на оксиди Кальцію, Магнію, Калію, Натрію, Фосфору. Вміст SiO₂ в гумусово-елювіальному горизонті НЕ цілинних ясно-сірих лісових ґрунтів становить 80,24-86,80%, у сірих лісових ґрунтах - 83,81-84,79% від ваги прожареного ґрунту, з глибиною його вміст поступово зменшується. Другим, за вмістом, компонентом мінеральної частини сірих лісових ґрунтів є півтораоксиди (Al₂O₃ і Fe₂O₃) (таблиця 3). Профільний розподіл оксидів Алюмінію та Феруму у досліджуваних ґрунтах характеризується вираженою диференціацією, що виявляється у відносному накопиченні Al₂O₃ і Fe₂O₃ у ілювіальному горизонті цих ґрунтів. Хімічний склад мінеральної частини сірих лісових ґрунтів відображає їхнє формування під впливом комплексу елювіально-ілювіальних ЕҐП та дернового процесу.

Таблиця 3. Валовий хімічний склад ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів Опілля

Встановлені просторові зміни валового хімічного складу сірих лісових ґрунтів Опілля: відносне зменшення частки SiO₂ у елементному складі ґрунтів у напрямку з північного заходу на південний схід, взаємопротилежна зміна вмісту півтораоксидів Al₂O₃ і Fe₂O₃, незначні коливання вмісту оксидів Кальцію (СаО) та Магнію (MgO), деяке зменшення частки К₂О і Na₂O у хімічному складі мінеральної частини ґрунтів у вказаному вище напрямку, звуження молярних відношень SiO₂:Al₂O₃, SiO₂:Fe₂O₃, SiO₂:R₂O у напрямку з північного заходу на південний схід.

Окультурення ґрунтів Опілля зумовило незначні зміни консервативної властивості - валового хімічного складу. Для ґрунтів агроценозів властиві менші втрати Al₂O₃ і Fe₂O₃ у верхніх горизонтах, вужчі значення співвідношень SiO₂:Al₂O₃, SiO₂:Fe₂O₃, SiO₂:R₂O₃, порівняно з цілинними ґрунтами. Накладання антропогенного на природний процес ґрунтотворення у сірих лісових ґрунтах агроценозів, згладжує дію останнього, інтенсивність елювіально-ілювіальних процесів слабшає.

Деградаційні процеси в сірих лісових ґрунтах. Шляхи оптимізації їхнього використання

У межах Опілля досліджували фізичну групу деградаційних процесів, а саме: водну ерозію, ущільнення ґрунту, знеструктурення. За діагностичними рівнями проведена оцінка ступеня деградації сірих лісових ґрунтів:

- слабо- та середньозмиті сірі лісові ґрунти за нормативним параметром ерозійної деградації - потужністю змитої товщі, перебувають, відповідно, у передкризовому та кризовому стані. За втратами гумусу, еродовані ґрунти зазнали деградації від слабкого до кризового рівнів;

- аналіз показників та критеріїв деградаційного процесу - ущільнення ґрунту, вказує на високий та кризовий ступінь деградації ґрунтів за щільністю будови та середній і високий рівень деградації за величиною загальної шпаруватості;

- еродовані ґрунти Опілля характеризуються високим рівнем деградації структурно-агрегатного стану.

Фізична деградація зумовлює погіршення екологічно важливих властивостей ґрунту. Вона призводить до зменшення глибини кореневмісного шару (потужності ризосфери), зниження діапазону активної вологи та доступності її рослинам, зменшення об'єму повітропровідних шпар, рухомості елементів живлення.

Оптимізація використання сірих лісових ґрунтів Опілля полягає в управлінні та покращенні властивостей і режимів ґрунтів на основі науково-вмотивованих прийомів і заходів: внесення оптимальних доз органічних і мінеральних добрив, мінімізація обробітку, впровадження контурно-меліоративної системи землеробства, консервація деградованих земель.

Висновки

1. Умови ґрунтотворення в межах природних районів Опілля характеризуються низкою відмінностей (фаціальними особливостями). Зміни чинників ґрунтотворення впливають на характер та інтенсивність розвитку елементарних ґрунтових процесів: дернового, лесиважу, опідзолення, оглеєння, які визначають морфологічну будову, склад, властивості сірих лісових ґрунтів Опілля. Антропогенна діяльність спричинила трансформацію ґрунтових режимів, елементарних ґрунтотворних процесів, визначила їхню спрямованість і швидкість, зумовила появу нових, невластивих цілинним ґрунтам, антропогенних (утворення орного та підорного горизонтів) і деструкційних (водна ерозія) процесів. В окультурених ґрунтах Опілля ґрунтотворний процес розглядається як природно-антропогенний.

2. Найбільш поширеними ґрунтами на Опіллі є ясно-сірі, сірі лісові та темно-сірі опідзолені ґрунти. Ясно-сірі лісові ґрунти займають найвищі частини вододільних плато: вершини горбів та верхні частини їхніх схилів. Середня і нижня частина схилів опільських горбів вкрита сірими лісовими ґрунтами. Площа ясно-сірих лісових ґрунтів становить 253,0 км², сірих лісових - 890,0 км². Досліджувані ґрунти займають 23,8% від площі обстеженої території Опілля. Значні масиви сірих лісових ґрунтів еродовані. Водною ерозією уражено 302,1 км² досліджуваних ґрунтів.

3. При дослідженні сірих лісових ґрунтів застосовано систему географічних і ґрунтознавчих методів досліджень: порівняльно-географічний, порівняльно-про-фільний (морфолого-генетичний), порівняльно-аналітичний і статистичний, що дозволило схарактеризувати географію і ґенезу, морфогенетичні, фізичні, фізико-хімічні, хімічні властивості ґрунтів, їхню трансформацію під дією сільськогосподарського використання, встановити типи деградаційних процесів, поширених у ґрунтах Опілля, провести оцінку деградованих ґрунтів, розробити заходи охорони ґрунтів.

4. Територіальні відмінності чинників ґрунтотворення на Опіллі зумовили просторові зміни морфологічних ознак ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів.

У напрямку з північного заходу на південний схід змінюється гранулометричний склад досліджуваних ґрунтів, від піщано-легкосуглинкового до грубопилувато-середньосуглинкового. З півночі на південь колір генетичних горизонтів досліджуваних ґрунтів темнішає, зростає інтенсивність бурого забарвлення. Новоутворення діоксид Силіціуму (SiO₂) представлене у ґрунтах західної частини Опілля рясною присипкою, а у ґрунтах на сході - білими гніздами і плямами SiO₂.

Тривале сільськогосподарське використання ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів привело до зміни будови профілю і морфологічних ознак. В окультурених ґрунтах встановлено збільшення потужності ґумусово-елювіального горизонту, розтягування ілювіальної частини ґрунтового профілю, тобто відбулася трансформація генетичного профілю. У процесі сільськогосподарського використання сірих лісових ґрунтів змінилися морфологічні ознаки: колір, структура, щільність, характер переходу між генетичними горизонтами.

Ерозійні процеси зумовили зміни морфологічної будови, властивостей та ознак в окультурених ґрунтах Опілля, а саме:

– скорочення ґрунтового профілю, зменшення потужності генетичних горизонтів, особливо гумусово-елювіального НЕ;

– зменшення інтенсивності сірого кольору і збільшення бурого в орному горизонті, що пов'язано із зменшенням вмісту гумусу та приорюванням верхньої частини ілювіального горизонту;

– збільшення кількості брилуватих агрегатів у структурно-агрегатному складі еродованих ґрунтів;

– ущільнення генетичних горизонтів.

Такі зміни мають негативний характер і призводять до зниження родючості та зменшення екологовідтворювальних функцій ґрунтів.

5. Внаслідок довготривалого, інтенсивного використання ясно-сірих і сірих лісових ґрунтів відбулася трансформація їхніх фізичних властивостей:

– в еродованих відмінах сірих лісових ґрунтів намітилась тенденція до поваж-чання гранулометричного складу;

– спостерігається деградація структурно-агрегатного складу ґрунтів, за рахунок зменшення вмісту агрономічно-цінних мезоагрегатів та зростання вмісту брилуватих агрегатів розміром >10 мм. Структурний стан орних горизонтів окультурених ґрунтів характеризується як задовільний, а їхніх змитих відмін - як незадовільний;

– збільшення величини щільності будови та зменшення величини загальної шпаруватості. Ґрунти слабого і середнього ступеня еродованості характеризуються як щільні та дуже щільні, і володіють незадовільною для орного шару загальною шпаруватістю.

6. При дослідженні фізико-хімічних властивостей сірих лісових ґрунтів виявлені їхні просторові зміни. У ясно-сірих лісових ґрунтах в напрямку з північного заходу на південний схід збільшуються вміст і запаси гумусу. За показниками гумусового стану, дані ґрунти характеризуються дуже низьким на північному заході та низьким на південному сході вмістом і запасами гумусу. Сірі лісові ґрунти характеризуються низьким вмістом гумусу. Встановлені просторові зміни якісного складу гумусу досліджуваних ґрунтів: зростання ступеня гуміфікації з заходу на схід та південний схід, дуже низький вміст гумінових кислот, зв'язаних з Кальцієм, у західній частині Опілля та відсутність цієї фракції на сході і півдні, збільшення вмісту фульвокислот з заходу на схід.

Сірі лісові ґрунти у межах Опілля характеризуються дуже низьким вмістом ввібраних катіонів. У ґрунтово-вбирному комплексі даних ґрунтів переважають катіони Кальцію та Магнію. У напрямку з північного заходу на схід та південний схід у гумусових горизонтах сірих лісових ґрунтів зменшується кількість ввібраних катіонів Са²⁺ та ступінь насичення ґрунтового вбирного комплексу основами.

Тривале використання під ріллею спричинило зміни у фізико-хімічних властивостях ґрунтів, які проявилися у трансформації гумусового стану, складу ввібраних катіонів, кислотно-основних властивостях, а саме:

– зменшення вмісту гумусу в окультурених ясно-сірих до 1,46-1,94% і в сірих лісових ґрунтах до 1,72-3,19%, порівняно з цілинними аналогами, в яких вміст гумусу становить 1,97-2,30% у ясно-сірих лісових ґрунтах і 2,40-3,20% у сірих лісових ґрунтах. Запаси гумусу у ґрунтах природних біоценозів та агроценозів приблизно однакові;

– ерозійні процеси призвели до зменшення вмісту, запасів гумусу, понизили збагаченість гумусу Нітрогеном у ґрунтах на схилах;

– зміни якісного складу гумусу в окультурених ґрунтах проявляються у збіль-шенні відносного вмісту гумінових кислот та зменшенні вмісту фульвокислот, що привело до розширення відношення Сгк:Сфк до 1,6-3,0;

– у фракційному складі гумінових кислот зменшився вміст мобільної фракції ГК-1 і збільшився вміст фракції ГК-2, зв'язаної з Кальцієм;

-в окультурених ґрунтах збільшилась сума ввібраних основ, зросла насиченість ґрунтового вбирного комплексу основами, у складі ввібраних основ переважає катіон Са²⁺;

-у ґрунтах тривалого освоєння спостерігається зменшення актуальної та потенційної кислотності.

7. Досліджено географічні особливості валового хімічного складу сірих лісових ґрунтів Опілля: відносне зменшення частки SiO₂ у елементному складі ґрунтів у напрямку з північного заходу на південний схід, взаємнопротилежна зміна вмісту півтораоксидів Al₂O₃ і Fe₂O₃, незначні коливання вмісту оксидів Кальцію (СаО) та Магнію (MgO), деяке зменшення частки К₂О і Na₂O у хімічному складі мінеральної частини ґрунтів у вказаному вище напрямку, звуження молярних відношень SiO₂:Al₂O₃, SiO₂:Fe₂O₃, SiO₂:R₂O у напрямку з північного заходу на південний схід.

Інтенсивне сільськогосподарське використання ґрунтів Опілля зумовило незначні зміни консервативної властивості ґрунтів - валового хімічного складу. Окультуреним ясно-сірим лісовим ґрунтам характерні вужчі значення співвідношень SiO₂:Al₂O₃, SiO₂:Fe₂O₃, SiO₂:R₂O₃, порівняно з цілинними ґрунтами. Для ґрунтів агроценозів властиві менші втрати Al₂O₃ і Fe₂O₃ у верхніх горизонтах. Накладання антропогенного на природний процес ґрунтотворення у ясно-сірих лісових ґрунтах агроценозів, згладжує дію останнього.

Окультурені сірі лісові ґрунти характеризуються вищим вмістом півтораоксидів, меншим вмістом SiO₂ і вужчими співвідношеннями SiO₂:Al₂O₃, SiO₂:Fe₂O₃, SiO₂:R₂O₃ у горизонтах НЕ і Іhe, ніж цілинні відміни. Це пояснюється тим, що у ґрунтах агроценозів інтенсивність елювіально-ілювіальниих процесів слабша.

8. Ґрунти Опілля зазнають фізичної деградації, яка зумовлює такі негативні процеси переважно антропогенної ґенези як зменшення потужності гумусових горизонтів, вмісту гумусу, ущільнення, погіршення структурно-агрегатного стану окультурених ґрунтів.

З метою оптимізації використання ґрунтів та раціоналізації землекористування в межах Опілля необхідно впроваджувати наступні заходи:

– розширення площ під угіддями, які стабілізують екологічну ситуацію (сіножаті, пасовища, ліси) і скорочення орних земель, котрі впливають дестабілізуюче на агроекосистеми;

– зміна структури посівних площ з виключенням просапних культур на землях із крутизною понад 3°;

- з метою попередження інтенсифікації деградаційних процесів необхідно проводити консервацію деградованих земель;

- у межах Опілля доцільно ввести контурно-меліоративну організацію території.

Список наукових праць за темою дисертації

1. Павлюк Н.М. Эрозионно-деградационные процессы в почвах ополья Украины / Н.М. Павлюк // Lucrгrile conferinюei internaюionale єtiinюifico-practice “Solul - una din problemele principale ale secolului XXI”.-Moldova, Chiєinгu: 2003.-Р. 213-214.

2. Павлюк Н.М. Фактори інтенсифікації ерозійних процесів у сірих лісових ґрунтах Опілля / Н.М. Павлюк // Збірник матеріалів Всеукраїнської науково-практичної конференції “Молодь, освіта, наука, культура і національна свідомість”. - Київ: Видавництво Європейського університету.-2003.-С. 270-272.

3. Павлюк Н.М. Структурно-агрегатний стан сірих опідзолених ґрунтів Бібрсько-Перемишлянського Опілля / Н.М. Павлюк // Ґенеза, географія та екологія ґрунтів. Збірник наукових праць. - Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка.-2003.-С. 278-282.

4. Павлюк Н.М. Іст...