CC BY
24
УДК630*[116+228] Проф. В.С. Олшник, д-р с.-г. наук; астр. О.М. Ткачук -Прикарпатський НУ т. Василя Стефаника, м. 1еано-Франшвськ
Л1СОВИЙ ПОКРИВ Р1ЧКОВИХ БАСЕЙН1В ПЕРЕДКАРПАТТЯ ТА ЙОГО СТОКОРЕГУЛЮВАЛЬНА РОЛЬ
Охарактеризовано особливост люового покриву рiчкових басейнiв передгiр'я по-ршняно iз сусiднiми прськими умовами Карпат. Проан^зовано динамжу вiдсотка ль систосй, вжово! i породно! структури деревосташв i категорiй лiсiв водозборiв залежно вiд 1х середньо! висоти н.р.м. Наведено емшричш формули щодо впливу збiльшення ль систостi водозборiв на покращення режиму рiк та посилення 1х пiдземного живлення. Запропоновано шляхи оптимиаци лiсового покриву Передкарпатсько! височини з метою запобiгання виникненню поверхневого стоку води й розвитку ерозшних процесiв.
Ключовi слова: частка лкистосй, вiк i склад насаджень, категори лiсiв, водозбiр, опади, стш води, ерозiя грунту.
Довготривалi лкопдролопчш дослiдження в гiрських умовах Карпат [4, 10] свщчать, що для посилення захисно-регулювальних властивостей лiсу до-сить вагоме значення мае шдвищення лiсистостi водозборiв та оптимiзацiя вжо-во1' структури лiсового покриву у сена збшьшення у ньому насаджень старшого вшу, особливо пристигаючих i стиглих деревостанiв, та зменшення частини мо-лоднякiв. Важливе значення при цьому належить екологiчно-збалансованому спiввiдношенню категорш експлуатацшних лiсiв та лiсiв, вилучених iз головного користування - захисних, рекреацiйно-оздоровчих i природоохоронного призначення. На цей час обгрунтовано кшьккш показники лiсового покриву для прських водозборш, що спрямованi на посилення його пдролопчних i грун-тозахисних функцiй.
Ця проблема досить актуальна й для неввд'емно'' частини карпатського регюну - Передкарпатсько!' височини, де внаслвдок низки чинникiв - антропогенного зниження лiсистостi (до 30 %), перетворення структури 11 насаджень, ктотно'' розораностi (понад 40 %), розвинено!' зливово!' дiяльностi та поширення глейових та заболочених грунпв - часто виникае поверхневий стiк води, що призводить до iнтенсивних ерозшних процесш, якими охоплено 16 % земель. Важливою передумовою для оптишзацц лiсового покриву передгiрних водоз-борiв, спрямованих на запобiгання негативним процесам, е оцiнювання його су-часного стану (ввдсотка лiсистостi, вiковоí структури насаджень та категорш ль сш) i виконання ним стокорегулювальних функцш. З'ясування цих питань й становлять основну мету цього повiдомлення.
Для аналiзу лiсистостi водозборiв прийнято даш про вкритi лiсовою рос-линнктю землi в 1947 i 2010 рр. Перший iз них характеризував лкисткть на початку iнтенсивного використання лiсових ресурсiв у 50-80-х роках минулого столiття, другий - на сучасному еташ лiсокористування. За 1947 р. показники лкистосп водозборiв запозичено iз гiдрологiчного довiдника [8], а за 2010 р. -розраховано на основi релящйно'' бази ВО "Укрдержлкпроект" i джерела [1]. Окр1м цього, станом на 2010 р. вивчено структуру лiсових земель за вшом i складом насаджень двох найбшьш лiсистих басейнiв регiону дослщжень - рiк Болохiвка i Луква, а на чотирьох водозборах (ржи Бережниця, Ворона, Болохiв-ка i Луква) визначено також спiввiдношення категорiй лiсiв - експлуатацiйних i
виключених з головного користування. Характеристики лiсового покриву пе-редгiр'я порiвняно з аналопчними показниками гiрських умов, наведених у пуб-лiкацií [5]. Всього для ан^зу було задяно данi по 11 передпрних басейнах i 6 - прських.
У пiдтриманнi ршноваги передгiрних екосистем, оптимiзацií 1х водного режиму та захисп грунпв ввд ерозií й заболочення найважливiша роль належить лiсистостi територií регiону загалом та конкретним рiчковим басейном зокрема. Сучасна лiсистiсть Передкарпаття, як уже зазначалося, становить близько 30 %, а по окремих водозборах пдролопчно!' мережi змiнюeться у межах 21-59 % (табл. 1). При цьому вкрай низькою лiсистiстю (=20 %) характеризуються ба-сейни iз висотою до 330 м н.р.м. У регюнальному аспекта на бшьшосп рiчкових водозборах лiсистiсть на 10-15 % менша вiд захисного оптимального 11 показни-ка, який становить 35-40 % [4]. Лкисткть територií вiдносно стабiльна - за ос-танш 60 рокiв вона пересiчно зросла на 3 %, тальки по окремих малолкних водозборах збшьшення становило 5-9 %. Подiбне явище простежено i в гiрських умовах Карпат [5].
Табл. 1. Л'кист'кть рiчкових басейтв Передкарпаття
№ з/п Водозбiр ржи Середня висо-та, м н.р.м. Площа, 2 км Люисисть, % *
1947 рш 2010 рш
1 Бережниця до впадання в Дтстер 300 169 - 22
2 Дерелуй до с. Молодiя 300 289 21 30
3 Ворона до м. Тисмениця 330 657 24 29
4 Болохiвка до с. Томашiвцi 350 268 48 48
5 Саджавка до впадання у Бистрицю 410 161 - 40
6 Товмачик до впадання в Прут 430 115 - 48
7 Михидра до с. Лшовани 480 144 35 37
8 Луква до с. Боднарiв 480 185 59 59
9 Стрив^ор до м. Хирiв 500 355 55 -
10 Бистриця до с. Озимина 520 206 41 -
11 Малий Серет до с. Верхт Петрiвцi 550 488 47 -
* - даш вщсутш
Для виконання лком гiдрологiчних i грунтозахисних функцiй досить не-гативним явищем е нерiвномiрне його розмщення по площi водозборш. Лiсовi масиви, в основному, зосереджеш на межирiччях та верхш'ях ргк. Рiчковi доли-ни, як правило, безлкш. Мало збереглося лiсiв вздовж пдролопчно!' мережi. Все це сприяе площиннiй ерозп на схилах i ерозп берепв. Тому тут основну увагу потрiбно зосереджувати на формуванш стабiльних ландшафтiв шляхом створен-ня захисних насаджень вздовж водотоюв, залкнення низькопродуктивних, еро-зiйно небезпечних та еродованих земель, а також схилш крутизною понад 15 ° [3]. Технологда таких лiсомелiоративних заходав висвилено у роботi [2].
Оскiльки iз збiльшенням гiпсометричних ршшв у карпатському регюш погiршуються метеорологiчнi й грунтовi умови, зростае крутизна схилiв, що призводить до посилення шкiдливих стихшних явищ, то досить позитивним для запобтання цим процесам е зростання у цьому напрямку лiсистостi водозборiв. Як видно iз рис. 1, ця закономiрнiсть сильнiше виражена у передпрних умовах i слабше - у прських. Так, збшьшення середньо! висоти водозборш Передкарпат-
тя iз 250 до 500 м н.р.м. сприяе зростанню '1х пересiчноí люистоси iз 10 до 55 %, а на сусiдньому пiвнiчно-схiдному мегасхии Карпат у дiапазонi висот 7001200 м вона змiнюеться вщ 73 до 90 %.
За невисоко'1 лiсистостi Передкарпаття структура насаджень, що 11 утво-рюе, бтьш-менш сприятлива для виконання захисно-регулювальних функцш. Аналiз даних рис. 2 та лггературних джерел [1, 4, 5, 7] свщчить про таке. У люо-покритiй площi водозборiв частка молодняюв iз невисокими захисними власти-востями становить приблизно 20 %, середньовiкових насаджень iз кращими функщями - майже 50 %, i пристигаючих, стиглих та перестiйних деревосташв оптимально'' захисно'1 ролi - понад 30 %. Загалом спiввiдношення вжових груп насаджень на водозборах Передкарпаття майже аналопчне рiчковим басейнам ирсько'' частини Карпат.
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 Виеота, м н.р.м.
Рис. 1. Залежшсть лiсистостi водозборiв вiд Их середньо'1 висоти у передгiрних (а) i г^рськихумовах (б): водозборир1к до пунктгв: а) 1 - Бережниця - гирло; 2 - Дерелуй -Молодгя; 3 - Ворона - Тисмениця; 4 - Болохгвка - Томашгвцг; 5 - Саджавка - гирло; 6 - Товмачик - гирло; 7 - Михидра - Лтовани; 8 - Луква - Боднаргв; 9 - Стривкор -Хиргв; 10 - Бистриця - Озимина; 11 - Малий Серет - Верхш Петр1вц1; б) 12 - Сукель -Тисгв; 13 - Чечва - Спас; 14 - Кам'янка - Дора; 15 - Бистриця Надвгрнянська - Пасгчна; 16 - Свгча - Мислгвка; 17 - Лгмниця - Осмолода
У люовому покривi Передкарпаття панують коршт породи - бук, дуб i ялиця, яю маючи глибоко розвинет кореневi системи [6], добре виконують за-хисну роль. Ослаблювати щ корист властивоси люу можуть похщт ялинники, частка яких на окремих водозборах сягае 35 %. Поверхнева коренева система ялини та оглеет грунти сприяють частш '11 вггровальносп [9]. Упродовж остан-шх роюв до цього явища додаеться ще й штенсивне всихання породи. Тому в
ялинниках часто здДйснюють санiтарнi рубання, якД за впливом на захиснi влас-тивостД лiсу мало вiдрiзняються вiд насладив рубань головного користування.
Табл. 2. Структура лкового покриву водозборiв рт Болох1вки i Лукви
Характеристика Басейн рши Болохiв-ка до с. Томашiвцi Басейн рши Луква до с. Боднарiв
га % га %
Розподш площi водозборiв за упддями
Загальна площа Лiсовi земл^ всього 26800 13511 100 50,4 18500 11783 100 63,7
-лкопокрита площа (лiсистiсть) -незiмкнутi лiсовi культури -непокритi лiсом площi Нелiсовi землi 12894 251 617 13289 48,1 1,0 2,3 49,6 10930 211 853 6717 59,1 1,1 4,6 36,3
Розподiл лiсопокритоí площi за групами вшу насаджень
Молодняки I кл. вшу Молодняки II кл. вшу Середньовiковi Пристигаючi Стиглi й перестшт в т.ч. перестiйнi 829 1641 5790 2765 1869 183 6,4 12,7 44,9 21,5 14,5 1,4 632 1714 5158 1831 1595 80 5,8 15,7 47,2 16,7 14,6 0,7
Розподш лкопокрито'! площi за лiсоутворюючими породами
Листяш, всього в т.ч. бук дуб М'яколистят Хвойт, всього в т.ч. ялиця ялина 9931 3049 5068 464 3563 1784 861 72,4 23,6 39,3 3.6 27,6 13,8 6.7 4285 2231 1523 527 6647 1788 3791 39,2 20,4 13,9 4,8 60,8 16,4 34,7
Категори лiсiв на водозборах
Шси природоохоронного призначення Рекреацiйно-оздоровчi Захисш лiси Експлуатацiйнi лiси 69 5427 699 7824 0,5 38.7 5,0 55.8 28 2695 2238 7215 0,2 22,1 18,4 59,3
У стввДдношенш площ рiзних категорiй лiсiв Передкарпаття виражена iстотна диспропорцiя. Найменша частка лiсiв природоохоронного призначення (< 3 %). Невелика площа й захисних лiсiв. 1х частка у лДсовому покривi рДчко-вих басейнiв коливаеться вiд 2 до 18 %, а подекуди взагалi вiдсутня (наприклад на водозборi рiки Молниця iз площею 117 км2). Бiльшi плошд займають рекре-ацiйно-оздоровчi лiси (>20 %); особливо це виражено бДля мiст обласного пДд-порядкування. Так, на водозборах, прилеглих до м. Чершвщ, 1х частка у лковому покривi перевищуе 30 %. Найбiльшi плошi належать експлуатацiйним лД-сам - на них пересДчно припадае 55-60 % насаджень рiчкових басейнДв перед-гiр'я. 1х частка досить стабДльна i мало залежить вiд висотного розмiшення во-дозбирання. 1стотне зниження процента цiеí категорп лiсiв притаманне тiльки при збшьшенш висоти гiрських водозборiв. Цд закономiрностi добре прослДдко-вуються Дз даних табл. 2 на прикладi рДчкових басейнДв Середнього Передкар-
паття й сусщнього гiрського масиву Горган (1вано-Франювська область). Дис-пропорц1я у розподш категорiй передкарпатських лiсiв, особливо домшування експлуатацiйних, в яких застосовуються негативш у еколого-лiсiвничому аспек-тi суцтьнолюо^чш рубання лiсу на базi тракторного трелювання деревини, створюе постiйну загрозу зниженню захисних властивостей лiсистостi водозбо-рiв, рiвень яко'1 й без цього тут е критичним.
У зв'язку iз такими особливостями люового покриву рiчкових басейнiв iстотний штерес представляе кiлькiсна оцiнка найважливiшого складника захисних функцш - стокорегулювальних властивостей. Як показуе досвiд люопд-рологiчних дослiджень у Карпатах [4], основним чинником покращення водного режиму рж потрiбно приймати частка люистосп 1х водозборiв, а позитивни-ми наслiдками його впливу - збтьшення коефiцiента природно'1 зарегульова-носп стоку та об'ему пiдземного живлення протягом року.
Рис. 2. Залежшсть частки експлуатацшних лiсiв (%) вiд середньо'1 висоти водозборiв: а) передгiрних, б) гiрських (нумеращя об'eктiв вiдповiдаe даним рис. 1)
Перший iз них характеризуе внутрiшньорiчну рiвномiрнiсть стоку рш у сена зменшення птв паводкiв та водоптля i збтьшення водносп пiд час сухих сезотв. Другий показник свiдчить про можливють примноження найбтьш корисного складника водного балансу - ресурав тдземних вод, що у люопдро-лопчнш лiтературi приймаеться за основний критерш водоохоронно'1 ролi лiсу. Кореляцiйний аналiз названих показникiв лiсистостi i стоку води для наведених у табл. 1 рiчкових басейнiв показав таке.
Коефщент природного зарегулювання стоку ч^ко зростае у мiру збть-шення лiсистостi водозборiв i 'х площ1 Ця залежнiсть описуеться таким емт-ричним рiвнянням:
Ф=3,4-10-4-F+4,4• 10-3/л-0,046 при Я=0,80±0,13, (1)
де: ф - коефiцiент зарегулювання стоку (вщ 0 до 1); ^ - площа водозбирання, км2; / - лiсистiсть водозбирання, %.
Наведена формула свщчить, що площа водозбирання починае вщчутно покращувати режим рiчкового стоку iз величини 90-100 км2, а його люовий покрив - iз показника 8-10 %. Розрахунки показують, що 30 % вщ сучасно'1 ль
систосп регюну здатна покращувати зарегулювання pi4K0B0r0 стоку майже в три рази поршняно i3 безлiсними дшянками. У прських умовах, у зв'язку i3 dpiM^™ рельефу, вплив лiсу на режим рж слабший [4]. Так, 57 % лкисткть водозборш сусiднього смерекового поясу Карпат посилюе зарегулювання стоку тшьки в 1,6 рази. Що стосуеться пiдземного живлення передкарпатських рш, то його величина залежить як вщ опадiв, так i ввд вiдсотка лiсистостi водозборiв. Емпiрична формула аналiзованих характеристик мае такий вигляд:
Qu=0,09-Р+0,32-/л-60 при Я=0,68±0,19, (2)
де: Qu - шар рiчного пiдземного стоку, мм; Р - рiчнi атмосфернi опади, мм;/-лiсистiсть водозбирання, %.
1з формули (2) випливае, що на кожш 100 мм збшьшення атмосферних опадiв пiдземний стш зростае пересiчно на 9 мм, а приркт лiсистостi на 1 % призводить до його збшьшення на 0,32 мм. Загалом один гектар передпрних ль сш сприяе щорiчному приросту об'емш джерельно!' води на 320 м3. Порiвнюючи щ данi iз показниками впливу смерекових гiрських лiсiв на пiдземне живлення рж [4], варто зазначити таке. Як у прських, так i передпрних лiсах, прирiст цього виду стоку води шд впливом атмосферного зволоження однаковий - 9 мм на кожш 100 мм збшьшення опадш. Але шд впливом лку примноження шдзем-ного живлення гiдрографiчноí мережi у горах сильнiше - 900 м3-га-1, тобто в три рази бшьше, нiж у передпр'ях. Це пов'язано iз рiзними фiльтрацiйними властивостями !'х лiсових грунтов, вiд яких залежить ступiнь переведения атмосферно!' вологи i поверхневого стоку у шдземш води. У горах цей процес досить штенсивний у зв'язку iз щебенистiстю Грунте, а в передгiр'í' водопоглинання Грунтами уповшьнюеться через !'х оглеення.
Висновки. Лiсистiсть рiчкових водозборiв Передкарпаття менша вiд пд-ролопчно-ефективног Однак вона характеризуемся вiдносно сприятливою вь ковою й породною структурою насаджень, що здатш покращувати режим рiч-кового стоку й примножувати ресурси шдземних вод. З метою оптимiзацií' за-хисних, особливо гiдрологiчних функцiй лкового покриву водозборiв доцiльне пiдвищення !'х лiсистостi, замiна похвдних ялинникiв корiнними деревостанами i збiльшення площ захисних категорiй лiсiв унаслiдок зменшення частки експлуатацшних. Цi заходи доцiльно передуам приурочувати до малих водоз-борiв площею менше 100 км2 iз невисоким зарегулюванням стоку води.
Лггература
1. Белова Н.В. Особливосй розподшу лiсiв на водозборах Передкарпаття / Н.В. Белова // PerioH-2014: суспiльно-географiчнi аспекти : матер. наук.-практ. конф. - Харкiв, 2014. - С. 257-259.
2. Гаврусевич А.М. Оздоровления земельного фонду в карпатському регюш шляхом застосування засобiв тсомелюраци / А.М. Гаврусевич, Р.1. Бродович, В.С. Олшник, В.Д. Гудима // Науюга працi Живничо! академи наук Украши : зб. наук. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украши. - 2004. - Вип. 3. - С. 55-58.
3. Копш Л.1. Зонування територи захщного регiону Украши для потреб розширення площi лiсових насаджень / Л.1. Копгй // НяуковГ працi Лгсгвннчо! академи наук Украши : зб. наук. праць. - Львгв : РВВ НЛТУ Украши. - 2004. - Вип. 3. - С. 47-54.
4. Олшник В.С. Пдролопчна роль лвдв Украшських Карпат : монографш / В.С. ОлГйник. -Ьшо-ФранюЕськ : Вид-во НА1Р, 2013. - 232 с.
5. Олшник В.С. Динамiка лiсового покриву прських водозбор]в Карпат / В.С. Олшник, В.1. Блистав, О.М. Ткачук // Науковий вiсник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.1. - С. 9-14.
6. Пастернак П.С. Лiсовi культури в Карпатах / П.С. Пастернак, А.М. Гаврусевич, З.Ю. Герушинський. - Ужгород : Вид-во Закарп. обл. книжк.-газет. вид-во, 1963. - 108 с.
7. Поибник Карпатського лiсiвника. - Ужгород : Вид-во "Карпати", 1980. - 336 с.
8. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. - Л. : Гидрометеоиздат. - 1976. - Т. 6, вып. 1. - 623 с.
9. Трибун П.А. Про причини масових вггровалш на Прилуквшськш височпш 1вано-Франкхвсько! област в 1964 р. / П.А. Трибун // Природы умови та природш ресурси Украхнських Карпат. - К. : Вид-во "Наук. думка", 1968. - С. 59-65.
10. Чубатий О.В. Прськ люи - регулятори водного режиму / О.В. Чубатий. - Ужгород : Вид-во "Карпати", 1984. - 102 с.
Олийник В.С., Ткачук О.М. Лесной покров речных бассейнов Пред-карпатья и его стокорегулирующая роль
Охарактеризованы особенности лесного покрова речных бассейнов предгорья по сравнению со смежными горными условиями Карпат. Проанализирована динамика процента лесистости, возрастной и породной структуры древостоев и категорий лесов водосборов в зависимости от их средней высоты над уровнем моря. Приведены эмпирические формулы относительно влияния увеличения лесистости водосборов на улучшение режима рек и усиление их подземного питания. Предложены пути оптимизации лесного покрова Предкарпатской возвышенности с целью предотвращения возникновения поверхностного стока воды и развития эрозионных процессов.
Ключевые слова: процент лесистости, возраст и состав насаждений, категории лесов, водосбор, осадки, сток воды, эрозия почвы.
Olijnyk V.S., Tkachuk O.M. The Forest Cover of River Basins of Precar-pathians and its Flow Adjusting Role
The features of river basins forest cover of foothills compared to the neighbouring conditions of the Precarpathians are characterized. The dynamics of forest cover percentage, forest stands species and age structure, and also forest watersheds categories based on their average height above sea level are analysed. The empirical formulas for the effect of watersheds forest cover increasing to improve rivers regime and enhance their underground supply are given. The ways of optimizing of the Precarpathian hills forest cover to prevent the occurrence of surface water runoff and erosion development are proposed.
Key words: percentage of forest cover, age and composition of plantations, forest categories, watershed, precipitation, water runoff, soil erosion.
УДК 630 *[5+64+(23)](477.83/86) Доц. Г.Г. Гриник, д-р с.-г. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
МАТЕМАТИКО-СТАТИСТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВИД1ЛЕННЯ ЕКСПОЗИЦ1ЙНО-ОРОГРАФ1ЧНИХ ГРУП ЯЛИНОВИХ ДЕРЕВОСТАН1В УКРАШСЬКИХ КАРПАТ
Представлено теоретичш основи та методичш шдходи щодо оцшювання росту та продуктивност прських ялинових деревосташв Украшських Карпат iз врахуванням ек-спозицiйно-орографiчних характеристик мюць 1хшх розташування та тишв люорослин-них умов.
За результатами дослщжень встановлено особливост дпнамжи основних такса-цшних показнпюв прських ядиннпюв Украшських Карпат, проаналiзовано особливост росту з урахуванням експозицiйно-орографiчних характеристик мюць !хнього розташування, встановлено вщповщш тенденцп та закономiрностi. На основi математико-ста-
