CC BY
9
УДК631.4 О.Л. Орлов -Державний природознавчий музей НАН Украти
ЕНЕРГЕТИКА ГУМУСОВОГО БЛОКУ Л1СОВИХ ЕКОСИСТЕМ ПЕРЕДКАРПАТТЯ ТА КАРПАТ
Дослщжено теплотворну здатшсть гумусу, BMicT та запаси енергп в органiчнiй речовинi грунту та ii розподiл за групами гумусових речовин у первинних лiсових екосистемах Передкарпаття та Карпат.
Ключовi слова: екосистема, енергiя, гумус, органiчна речовина, теплота зго-рання.
O.L. Orlov -Doneck
The energy of humus blocs of forest ecosystems of Prikarpatie and Carpathians
The energy parameters of organic matter of ground in primary forest ecosystems Pri-karpatie and Carpathians were investigated. A considerable difference of the energetical characters on flat and mountain soils was detected. The grounds of Carpathians have low heat combustion and high-energy output of organic matter. And the grounds of Prikarpatie have high heat combustion and low energy output of organic matter.
Key words: ecosystem, energy, humus, organic matter, heat combustion.
Вступ
Гумус e найбшьш стабшьним блоком лково!' екосистеми. Його природа i склад вщображають весь комплекс умов формування та розвитку грунту, вш чинить визначальний вплив на функщональний стан та стшккть екосистеми [6].
Питанням бюенергетики екосистем Передкарпаття та Карпат присвя-чена значна кшьшсть роби [2-5]. Проте, в цих роботах вщсутш даш щодо енергетичних параметрiв грунту, хоча саме в грунп акумулюеться значна час-тина асимшьовано!' сонячно' енергп, яка залучаючись до бiотичного кру-гообiгу, значною мiрою спричиняе напрямок та iнтенсивнiсть якiсних i кшьккних перетворень в екосистемi.
З метою вивчення еколого-енергетично' диференцiацií грунтш Передкарпаття та Карпат, нами проведет дослщження енергетичних параметров гумусу найбшьш типових первинних лiсових екосистем репону.
Матерiали та методика
Дослiджувались бурi гiрсько-лiсовi середньоглибокi грунти волого' евтрофно!' смереково!' бучини квасеницево!' (Сколiвський район), сiрi отдзо-ленi грунти волого' евтрофно!' даброви лiщиново-зеленчуковоí (Самбiрський район), дерново-середньошдзолисп грунти волого!' мезотрофно!' грабово' даб-рови лiщиново-зеленчуковоí (Дрогобицький район).
Визначення енергетичних параметрiв органiчноí речовини проводило-ся за показниками теплотворно' здатносп гумiнових кислот, фульвокислот та гумшу, на основi усереднених даних калориметричних дослiджень кало-рiйностi гумусових речовин грунту [1].
Результати та обговорення
За отриманими результатами, найнижчою теплотворною здатнiстю серед обстежених группв характеризуеться гумус бурих прсько-лкових грун-тiв (табл. 1.), що зумовлено високим вмiстом у складi органiчноí речовини фульвокислот i свщчить про слабку стiйкiсть гумусу до бюдеградацп. Проте, питомний вмiст енергп в них е найбiльшим серед обстежених группв Перед-карпаття та Карпат. Цей високий ршень утворився за рахунок низько1 штен-сивносп процесiв трансформацií органiчних решток, що властиво для гiрських лiсових екосистем, та зумовлено продуктивнктю рослинних угрупо-вань, чисельнiстю i складом мшрофлори, гщротермганим режимом висотних пояйв тощо.
Табл. 1. Енергетична характеристика оргатчног речовини rрунтiв лкових екосистем Передкарпаття та Карпат
№* Теплотворна здатнiсть гумусу, кДж ■ г- Вмiст енергп органiчноí речовини в Грунтi, Дж ■ г-1 Групи гумусових речовин Запаси енергп в шарi 0-20 см, кДж 109га-1
Е гк | Е фк | гумш
Дж ■ г-1
1 14,6±0,3 2 204,7±9,3 1256,1±81,2 б59,1±26,5 289,5±55,7 3,5±0,1
2 16,2±1,2 643,1±4,0 278,7±9,1 99,6±3,6 264,8±2,0 1,5±0,1
3 16,1±1,8 680,5±7,1 409,5±28,6 1120,1±5,8 150,9±23,9 1,4±0,32
Примггка: 1 - бурий прсько-люовий грунт волого! евтрофно! смереково! бу-чини квасеницево!; 2 - дерново-середньошдзолистий грунт волого! мезотрофно! гра-бово! дiброви лiщиново-зеленчуково'í; 3 - Срий опiдзолений грунт волого! евтрофно! дiброви лiщиново-зеленчуково!.
Розподiл енергп за групами гумусових речовин (табл. 1) свщчить про значну акумуляцiю енергií гумiновими кислотами, на ят припадае 57,0 % енергп оргашчно!' речовини грунту. Фульвокислоти мктять 29,9 % енергií, найменша кшьккть енергií мiститься в нерозчинному залишку (гумiнi) -289,5 Дж-г-1.
Представлеш данi свiдчать, що для бурих прсько-лкових грунпв сме-реково!' бучини притаманнi значна акумулящя енергií в оргашчнш речовинi грунту, слабка штенсивнкть трансформацií енергií та низька яккть енерге-тичних зв'язкiв.
Для грунпв первинних лiсових угруповань Передкарпаття притаманна значно вища теплотворна здатнiсть оргашчно1 речовини, нiж для буроземiв, що пояснюеться посиленням iнтенсивностi потоку енергп та покращенням ефективностi 11 трансформацп в лiсах ршнинних територiй, порiвняно з кар-патськими лiсами. Теплота згорання органiчноí речовини цих грунпв близька за значениями i змiнюються в незначних межах. Так, теплотворна здатнкть гумусу сiрих опiдзолених грунпв становить 16,1 кДж-г-1, а дерново-се-редньопiдзолистих - 16,2 кДж- г-1 гумусу.
Дерново-середньопiдзолистi грунти Передкарпаття мктять в гумус набагато менше енергп, нiж бурi гiрсько-лiсовi грунти Карпат (табл. 1). Малу енергомктккть та низькi запаси енергп цих грунпв можна пов'язати iз приш-видшенням в ршнинних лiсах кругообку речовини та iнтенсивностi трансформацп енергп, порiвняно з екосистемами Карпат.
46
Ллнвницью дослщження в УкраКш
Розподш енерги за фракциями гумусових речовин у дерново-тдзолистих Грунтах вщбуваеться таким чином, що найбшьше енерги мктять гумшов1 кис-лоти 278,7 Дж-г-1 Грунту енерги, в найменш рухомш груш оргашчно!' речовини - гумШ мктиться дещо менше енерги (264,8 Дж- г-1 Грунту). Найменше енерги мктить добре розчинна у вода група - фульвокислот (99,6 Дж-г-1 Грунту).
Для срих ошдзолених Груипв, як 1 для дерново-шдзолистих, харак-терний промивний водний режим, який сприяе вимиванню гумусових речовин вниз по профшю, швидкий кругообк речовин та штенсина трансформация енерги [2]. Це зумовлюе низький вмкт енерги акумульовано!' в оргашчнш речовиш гумусово-елюв1ального горизонту та низью 11 запаси в шар1 0-20 см (табл. 1).
Фракцшно-груповий розподш енерги у с1рих лкових Грунтах вказуе на значне ц нагромадження в гумшових кислотах, на як1 припадае близько 60 % уск1' енерги, акумульовано!' оргашчною речовиною в гумусово-елю-в1альному горизонта. Значно менша кшьккть енерги мктиться у фульвокис-лотах (120,1 Дж-г"1), що пов'язано з високою розчиннктю 1х у вод1 та бшьшою окисленктю пор1вняно з гумшовими кислотами. У гумЫ мктиться близько 22 % енерги оргашчно!' речовини.
Отримаш матер1али св1дчать про посилення 1нтенсиф1каци трансфор-маци речовини та енерги, зменшення акумуляцп енерги та покращення якос-т1 енергетичних зв'язкш в Грунтах лкових бюгеоценоз1в Передкарпаття по-р1вняно з лковими бюгеоценозами низько - та середньопр'я Карпат.
Висновки
1. Первинш лков1 екосистеми Передкарпаття та Карпат характеризуются значними вщмшностями в енергетичних параметрах 1'х гумусового блоку, що св1дчить про зонально-висотну диференщацда Грунтового покриву регюну.
2. Оргашчнш речовиш Грунпв первинних лкових бюгеоценоз1в Карпат притаманш низька теплотворна здатнкть (14,6 кДж-г4 оргашчно1' речовини) та значний вмкт акумульовано!' енерги (2 204,7 Дж-г-1 Грунту), значна частина яко1' припадае на гумшов1 кислоти.
3. Гумусовий блок лкових екосистем Передкарпаття характеризуется се-редньою теплотворною здатнктю (16,1-16,2 кДж-г-1 оргашчно1'речовини) та низьким вмктом енергií (643,1-680,5 Дж-г-1 Грунту). Деяка вщмннкть мгж оргашчною речовиною с1рих ошдзолених та дерново-шдзолистих Грунта спостеркаеться лише у розподш енерги за групами гумусових речовин.
Лггература
1. Алиев С.А. Биоэнергетика органического вещества почв. - Баку: Изд-во ЭЛМ, 1973. - 66 с.
2. Голубец М.А., Крок Б.А., Одинак Я.П., Шевчук А.И. Эффективность использования ФАР, воды и минеральных ресурсов лесными и луговыми биогеоценозами Украинских Карпат// Стабильность и продуктивность лесных экосистем. - Тарту, 1985. - С. 31-33.
3. Голубец М.А., Чернобай Ю.Н., Одинак Я.П. Эффективность трансформации энергии подстилки в лесных биогеоценозах Карпат и их предгорий// Стабильность и продуктивность лесных экосистем. - Тарту, 1985. - С. 33-34.
4. Малиновский К. А. Трансформацiя речовин i енерги// Бiологiчна продуктивнiсть лучних бiогеоценозiв субальпшського поясу Карпат. - Ки'!в: Наукова думка, 1974. -С. 219-232.
5. Чорнобай Ю.Н. Энергетика подстилок и почв лесных биогеоценозов Карпат// Закономерности развития органического мира и научные основы его использования. - Минск: Наука и техника, 1978. - С. 185-186.
6. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. - Л.: Наука, 1980. - 221 с.
УДК 630*116 Ст. наук. ствроб. В.С. Олшник, канд. с.-г. наук - УкрНДЫрлк
ВОДОРЕГУЛЮЮЧА РОЛЬ Л1С1В КАРПАТ П1Д ЧАС КАТАСТРОФ1ЧНИХ ПАВОДК1В
Дано оцшку водорегулюючо! здатност букових i ялинових лiсiв. Прошалiзова-но особливост формування катастрофiчних паводкiв в прсько-люових умовах.
Ключовi слова: лiсистiсть, деревостани, вирубки, водозбiр, опади, паводки, грунт.
V.S. Olijnyk
Water regulating role of the Carpatian forest during flood catastrofes
Water regulating capacity of beech and forests has been evaluated. Peculiarities of flood formation in mountain forests have been analyzed.
Key words: forest percentage, stand, felling area, catchments basin, precipitation, flood, soil.
Одним Í3 найбшьших природних лих для репону Карпат е штенсивна паводкова дыльнкть, яка час ввд часу набувае катастрофiчного характеру. Водна стихш завдае суттевих збиттв рiзним галузям господарства. Шд час таких паводкiв затоплюються населен пункти, замулюються сшьськогоспо-дарськi упддя, нищаться шляхи сполучення, лiнií зв'язку, е людськ жертви. Надзвичайно руйшвними були повенi на Закарпаттi в листопадi 1998 i берез-нi 2001 рр. Тому ввдомий теоретичний i практичний iнтерес викликае питания ролi лiсу в запобканш стихл. Лiтературнi данi в цьому ввдношенш неод-нозначнi. Так, пдролопчш публiкацií [2,4] свiдчать, що руйнiвнi паводки притаманнi режиму рiчкового стоку i формуються пiд впливом пдрометеоро-логiчноí ситуацií, яка шдсилюеться гiрським рельефом. На думку еколопв [1,3], катастрофiчнiсть паводкiв зумовлюеться неращональною госпо-дарською дiяльнiстю, передусш змшами в рослинному покривi та рубанням лiсу. Для з'ясування цього питання нами проаналiзовано показники водоутри-муючо!' i паводкорегулюючо!' ролi ялинових i букових лiсiв та 1х вирубок, процент лiсистостi i структуру лкового покриву рiчкових басейнш, а також пдрометеоролопчш характеристики найбшьших паводкiв останшх десяти-лiть, яш формувались в басейнах рр. Днктер i Прут (червень 1969 р.) та р. Тиси (листопад 1998 i березень 2001 рр.). Пдролопчш показники лку i виру-бок отримаш шд час експериментальних дослщжень на стащонарах УкрНД1-гiрлiс "Хрипелш" i "Свалява" за методикою, наведеною в робоп [5], характе-
48
Лiсiвницькi дослщження в УкраКш
