CC BY
15
УДК 630*[116+114] Астр. О.М. Ткачук; проф. В.С. Олшник, д-р с.-г. наук -Прикарпатський НУ iM. Василя Стефаника, м. 1еано-Франшвськ
ОСОБЛИВОСТ1 ВОДОПРОНИКЛИВОСТ1 ГРУНТ1В У ПЕРЕДГ1РНИХ I ПРСЬКИХ Л1САХ КАРПАТ
Наведено показники водопроникностi передпрних буроземно-опiдзолених i бурих гiрсько-лiсових грунпв пiд насадженнями вшом вiд 10 до 120 роюв, а також на зрубах i нелiсових угщдях. Висвiтлено ii вiдмiнностi у люових умовах поргвняно i3 польовими. Подано кшьюсну оцiнку впливу BiKy насаджень на iнтенсивнiсть поглинання вологи pi3-ними Грунтами. Охарактеризовано особливостi шфшьтраци у часi та на pi3rnx глибинах грунтового профшю. З'ясовано ii змши залежно вiд метеорологiчних умов. Розглянуто вплив лiсоексплyатацiйноi дiяльностi на водопроникливють грyнтiв.
Ключовi слова: грунт, волога, метеоумови, водопрониклишсть, лiсорослиннi умови, молодняки, стиглi деревостани, зруби, люоексплуатацш.
Для Карпатського perioHy притаманне часте виникнення зливових павод-KiB та ерозшно-селевих явищ, що завдають велико!' шкоди господарству i довкш-лю. Основним природним фактором !х запобтання е лiсовий покрив. Його пдро-логiчна i Грунтозахисна ефективнiсть пов'язана i3 покращенням головного чинни-ка водорегулювально! до лiсового бiогеоценозy - Грунтового блоку, зокрема його водопроникливосп та здатносп переводити шкiдливий поверхневий стiк води у корисний Грунтовий. На цей час доведено, що шфшьтрацшш властивостi Грунтш регiонy залежать вiд виду yгiдь, щебенистостi Грунпв, лiсiвничо-таксацiйних особливостей насаджень та лкогосподарсько! дiяльностi [3-5]. При цьому найкраще вивченi змiни водопроникливостi Грунтш тд впливом лкоексплуата-цiйного процесу. Мало з'ясованими залишаються питания впливу вжу насаджень на цi властивостi Грунту залежно ввд змiни лiсорослинних умов Карпат.
З метою заповнення ще! програми у 2012-2014 рр. проведено польовi дос-лiджения водопоглинання Грунту на двох об'ектах, розмiщених у рiзних лкотипо-логiчних умовах регюну. Перший iз них розташований на висоп 300-400 м н.р.м. у передпрних ялицево-буково-дубових лiсiв Передкарпатсько! височини iз буро-земно-опiдзоленими оглееними Грунтами (Богородчанське лiсництво ДП "Солот-винське лкове господарство"). Другий - у висотному дiапазонi 800-1100 м н.р.м. смуги буково-ялицево-ялинових лiсiв i бурими щебенистими Грунтами (Бистриць-ке лкництво ДП "Надвiрнянське лiсове господарство"). Окрш того, при аналiзi цього питання були задiянi i матерiали попередшх Грyнтово-лiсiвничих досль джень на стацiонарi "Хрипелiв" у поясi мiшаних ялинових лiсiв Карпат [4].
Вивчення водопроникливосп Грунту проведено у насадженнях рiзних вь кових категорiй - молодняках, середньовiкових, пристигаючих i стиглих дере-востанах, а також зрубах i нелiсових землях (пасовиськах i сшокосах). Дослiди проведено методом трубок iз змiнним напором води по Качинському [1]. Повтор-нiсть 15-кратна. Вона забезпечувала достатню статистичну достовiрнiсть отрима-них результатов (помилка вимiрiв становила 5-10 %). Розрахунковим шляхом ш-фiльтрацiя на всiх об'ектах приведена до температури води +10°. Визначення во-допроникливостi приурочувалося до верхнього 0-5 сантиметрового шару Грунту, який безпосередньо поглинае вологу атмосферних опадгв та талих снiгових вод, на глибинах 30 см (нижня частина найбшьш корененаселеного шару) i 60 см (нижня межа кореневих систем).
У табл. 1 наведено характеристики складу i вку насаджень дослвдних об'eктiв та показники всмоктування води поверхнею 1х грунте. ОIриманi резуль-тати свiдчать про iстотну вiдмiннiсть водопроникливостi грунпв рiзних лкорос-линних умов. У прських лiсах 11 показники в 2-3 рази бшьш^ нiж у передпрних. Передусш це зумовлено щебенистктю бурих лiсових грунпв, яка посилюе вер-тикальний дренаж вологи [5]. В обох лкорослинних зонах водопроникливкть ль сових грунпв значно бшьша, нiж грунпв сiльськогосподарських упдь. У перед-гiрних умовах 1хш вiдмiнностi 5-8-кратш, а у прських умовах вони сягають на-виъ 15-кратних величин.
Табл. 1.1нтенсившсть всмоктування вологи поверхнею Грунту _у передгiрних i гiрськихумовах_
№ з/п Тип лку Склад насаджень Вш насаджень, роюв Водопроникливкть поверхт Грунту
мм • хв-1 | %
Пе1 эедпрш ялицево-дубовi лки на висотах 300-400 м н.р.м.
1 С3ДЯЦ 9Яц1Ял 120 2 27±°,24 100
2 С3ЯЦД 5Дз4Яц1Ял 100 2,07±ид9 91,2
3 С3ДЯЦ 7Дчр2Ял1Яц 51 1,87±иД8 82,4
4 С3ДЯЦ 8Ял2Яц 48 1,84±и,23 81,1
5 С3ЯЦД 10Дчр+Дз 36 1,80±и," 79,3
6 С3ДЯЦ 5Яц3Ял1Бк1Бп 20 1,80±и,25 79,3
7 С3ДЯЦ 4Ял2Яц2Дз2Бп+Яв 20 1 41±и,2и 62,1
8 С3ДЯЦ 3Сз2Дз1Яц4Бп 19 1,38±и,26 60,8
9 С3ДЯЦ 5-рiчний зруб - 1,32±и,°4 58,1
10 - Пасовисько - 0 29±и,"6 12,8
Прсью буково-ялицево-ялиновi лки на висотах 800-1100 м н. э.м.
1 Д3БкЯцЯл 10Ял 90 7 24 100
2 С3БкЯцЯл 10Ял 70 5,48±0,45 75,7
3 С3БкЯцЯл 9Ял1Бп 40 4,00±ид8 55,2
4 Д3БкЯцЯл 6Ял4Яц 17 2,68±и,21 37,0
5 С3БкЯцЯл 10Ял 10 2,16±0,18 29,9
6 С3БкЯцЯл 6-рiчний зруб - 1,12±и,12 15,5
7 - Пасовисько - 0,48±°,°8 6,62
Склад лкосташв мало впливае на шфшьтрацшш показники. Основну роль у 1х змiнах вiдiграе вiк насаджень. Як у передпрних, так i гiрських лiсорослинних умовах iз його збшьшенням водопоглинальнi властивостi грунтгв зростають. Найменшi вони у молодняках, а найвищi - у стиглих деревостанах. Залежнiсть водопроникливостi грунту вщ вiку насаджень прямолiнiйна. Зв'язок досить тк-ний - його коефщкнт кореляцií перевищуе 0,7. У прських умовах цей процес бiльш женсивний, нiж у передгiрних.
Емпiричнi залежносп iнтенсивностi поглинання вологи поверхнею грунту (Ф, мм • хв-1) ввд вiку насаджень (А, роки) таи:
а) для передкарпатських умов:
Ф = 0,006 • А + 1,5 при г = 0,72±0,16; (1)
б) для прських мкцезростань:
Ф = 0,035 • А + 3,2 при г = 0,73±0,15; (2)
1з наведених формул випливае, що в передпрних умовах водопроникли-вiсть грунту в 10^чних молодняках становить 1,6 мм • хв-1, а 100-рiчних деревос-танах - 2,1 мм • хв-1. У гiрських умовах щ показники, вщповщно, становлять 3,6 i 6,7 мм • хв-1. У першому випадку вона зростае в 1,3 раза, а другому - майже в 1,9 раза. Як у прських, так i передпрних люах водопоглинання грунту бiльше вщ iнтенсивностi випадання зливових дощ1в - 1,1 мм • хв-1 [2]. Тому формування по-верхневого стоку води та розвиток ерозшних процеав зазвичай малоймовiрнi, за винятком ситуаций, що складаються п1д час екстремальних катастрофiчних опадiв.
Вiдомо, що водопроникливють грунту нерiвномiрна у часi. Найбiльшi 11 показники властивi для стадп первiсного поглинання вологи (процес шфшьтра-цп). Пiсля насичення нею грунтових пор процес проникнення води стабш-зуеться, переходячи у стадiю фтьтрацп [7]. Дослiди свiдчать, що в насадженнях i нелiсових угiддях передпрних i гiрських територiй цi процеси неоднаковi (рис.). Перехiд вiд шфшьтрацп до фiльтрацií якнайшвидше вiдбуваеться на нелюових угiддях - вiн тривае всього 20-25 хв. Дещо довший цей процес у передгiрних ль сах - 30-60 хв i найтривалiший у гiрських лiсах - 60-80 хв. Загалом, за комплексом показниюв водопроникливостi грунту, особливо 11 швидкостi i набуття нею стадп фшьтрацп, гiрськi лiси мають вищий водорегулювальний ефект порiвняно iз передгiрними лiсами.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120130 140150160170180 дослщу, хв Рис. Змти в чаа водопроникливост1 tpyHmieр1знихyzidb: а) буроземно-отдзолений Грунт Передкарпаття (1 - пасовисько, 2-30-р1чне насадження, 3-50-ргчне насадження, 4-100-ргчний деревостан); б) темно-бурий ггрський (1 - поляна, 2-10-ргчний молодняк, 3-40-р1чне насадження, 4-80-ргчний деревостан)
1з глибиною шфшьтрацш грунту зменшуеться, що зумовлюеться природ-ним збшьшенням його щшьносп й зменшенням пористостг У табл. 2 наведено
показники змш водопроникливосп Грунту в насадженнях рiзного вжу, на неввд-новлених зрубах i нелiсових дiлянках передгiрних i гiрських лiсорослинних умов. На обох об'ектах найвищою iнфiльтрацieю характеризуеться Грунт у стиг-лих деревостанах. У найбшьш корененаселеному його шарi (до 40 см) водопро-никливiсть у декшька раз вища, нiж у Грунтах безлкних угiдь. Однак на глибиш 60 см (нижня частина ризосфери) показники шфшьтрацп обох категорш приб-лизно однаковi.
Табл. 2. Водопроникливкть Грунтiв у передгiрних i гiрських лках
Мкце визначення
Водопроникшсть грунту, мм • хв-
з поверхш грунту
на глибинi 30 см на глибиш 60 см
Передriрш умови (Богородчанське лiсництво), С3ДЯц
120-рiчний деревостан
2,27±
1,89±
0,20±
100-рiчний деревостан
2,07±
1,70±
0,17±
50-рiчне насадження
1,87±
1,52±
0,15±
36-рiчне насадження
1,80±
1,43±
0,13±
20-рiчне насадження
1,38±
1,22±
0,11±
5-рiчний зруб
1,32±
1,07±
0,09±
Пасовисько
0,39±
0,27±
0,08±
Гiрськi умови (стацiонар "Хрипелiв"), С3БкЯцЯл
100-рiчний деревостан
6,22±
6,82±
1,17±
15-рiчний молодняк
5,53±
5,55±
1,05±
5-рiчний зруб
4,83±
4,17±
1,38±
Поляна
0,48±
3,25±
1,43±
Варто зазначити, що на показники водопроникливосп Грунтш, окрш стану рослинного покриву, iстотно впливае 1х щебенистiсть. У поясi прських ялино-вих лiсiв у зв'язку iз значним вмiстом у Грунтах твердоуламкових включень вона в декшька разгв вища поршняно iз передпрними лiсами, Грунти, яких переважно, дабнозернистг
На невiдновних зрубах водопроникливiсть верхшх горизонтiв Грунту в 1,5-3 рази зменшуеться вiдносно аналогiчних показникiв у стиглих деревостанах. Це спричинено певним замуленням пор пiд впливом мехашчно! до на Грунт до-щових крапель, яка пiсля рубок зростае у зв'язку з ввдсутнктю лкового намету i зникненням лiсовоí шдстилки. Незважаючи на це, iнфiльтрацiя Грунту на зрубах залишаеться загалом вищою, нiж на нелiсових угiддях. У сформованих молодня-ках 11 показники вже мало вiдрiзняються вiд показниюв у стиглих насадженнях.
На водорегулювальш властивостi Грунту сильно впливають метеоролопч-нi умови. Дослiди свiдчать, що внаслвдок дошдв iнфiльтрацiя знижуеться в 2-3 рази поршняно iз 11 показниками в суху погоду. Найбшьш притаманно це молодня-кам, у яких в разi надшрного зволоження водопоглинання Грунтом може мало вiдрiзнятися вiд аналогiчних процесiв на аграрних угiддях. Насичення Грунту во-логою i зменшення його шфшьтрацп - важлива передумова формування значних паводюв навiть у лiсових умовах регюну. Яскравим прикладом таких явищ е ка-тастрофiчний паводок у липш 2008 р., коли обсяги стоку iз лiсових угiдь майже сягали показникiв стоку iз ввдкрито! мiсцевостi [6]. Таким чином, дослщження свiдчать про мiнливiсть водопроникливостi Грунту залежно вiд лiсорослинних умов, вжу насаджень i метеорологiчних умов.
Пошкодження грунту лкоексплуатащйними роботами pi3KO знижуе штен-сивнiсть поверхневого всмоктування вологи. Цей процес сильнiше виражений у передпр'1, нiж у гipських умовах. Так, у першому випадку на дшянках пошко-джень iнфiльтpацiя може бути меншою 0,01-0,02 мм • хв-1, а другому - становити 0,04 мм • хв-1 [5]. Дослщження свiдчать, що на тракторних волоках зруб1в Перед-карпаття грунти майже втрачають здатнiсть поглинати вологу. Так, водопроник-ливiсть 1хньо1 повеpхнi становить менше 0,01 мм • хв-1, на глибиш 30 см ц показ-ники доpiвнюють 0,04 мм • хв-1, а на глибиш 60 см - 0,06 мм • хв-1. У цьому випадку спостеркаеться зворотна залежнiсть у змЫ iнфiльтpацií i3 глибиною, що викликано механiчним ущiльненням грунту у зв'язку з наземним трелюванням деревостану. На таких дшянках у грунтовому шаpi глибиною 0-30 см водопро-никливiсть у десятки й сотш раз менша, нiж у насадженнях i непошкоджених мiсцях зpубiв.
Висновки. Водопpоникливiсть гpунтiв карпатського pегiону залежить вiд лiсоpослинних умов (типiв грунту), вжу насаджень, погодних ситуацiй та лко-експлуатацiйних pобiт. Показники шфшьтрацп грунту у гipських умовах у 2-3 рази вишд, шж у пеpедгipних. 1з збiльшенням вшу насаджень вони зростають в обох випадках. На непошкоджених дшянках зpубiв 1х водопpоникливiсть зни-жуеться стосовно показнитв стиглого лiсу, але у сформованих молодняках вона вiдновиться. Однак цей процес майже не властивий для тракторних волокiв, де грунти значно деградують. Такi закономipностi пдролопчних властивостей грун-тiв потpiбно враховувати при видшенш категоpiй захисностi лiсiв, багатоцшьово-му веденнi лiсового господарства та протипаводковш оpганiзацií теpитоpií.
Лггература
1. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М. : Изд-во Агропромиздат, 1986. - 416 с.
2. Голуб Е.В. О катастрофических осадках в Украинских Карпатах / Е.В. Голуб // Метеорология и гидрология: научно-техн. журнал. - 1971. - № 7. - С. 90-93.
3. Киселевский-Бабинин Р.Г. Противоэрозионные особенности горнолесных почв Украинских Карпат / Р.Г. Киселевский-Бабинин // Лесоводство и агролесомелиорация : респ. меж-вед. те-мат. научн. сб. - К. : Изд-во "Урожай". - 1968. - Вып. 15. - С. 147-155.
4. Олийник В.С. Влияние рубок и трелевки древесины на почвенно-гидрологические условия малых водосборов в еловых лесах Карпат / В.С. Олейник // Лесоводство и агролесомелиорация : респ. межвед. темат. научн. сб. - К. : Изд-во "Урожай". - 1986. - Вып. 72. - С. 26-30.
5. Олшник В.С. Пдролопчна роль лiсiв Украшських Карпат : монографiя / В.С. Олшник. -1вано-Франкшськ : Вид-во НА1Р, 2013. - 232 с.
6. Парпан В.1. Паводкорегулювальне значення прських лвдв та шляхи !х оптишзаци / В.1. Парпан, В.С. Олшник // Науковi пращ Живничо! академи наук Украши : зб. наук. праць. -Львш : Вид-во РВВ НЛТУ Украши, 2008. - Вип. 6. - С. 12-15.
7. Роде А. А. Водный режим почв и его регулирование / А. А. Роде. - М. : Изд-во АН СССР, 1963. - 122 с.
Ткачук О.М., Олийник В. С. Особенности водопроницаемости почв в предгорных и горных лесах Карпат
Приведены показатели водопроницаемости предгорных буроземно-подзолистых и бурых горно-лесных почв под насаждениями возраста от 10 до 120 лет, а также на вырубках и нелесных угодьях. Освещены их отличия в лесных условиях по сравнению с полевыми. Дана количественная оценка влияния возраста насаждений на интенсивность поглощения влаги разными почвами. Охарактеризованы особенности инфильтрации во времени и на разных глубинах почвенного профиля. Выяснены ее изменения в зависимости
от метеорологических условий. Рассмотрено влияние лесоэксплуатационный деятельности на водопроницаемость почв.
Ключевые слова: почва, влага, метеоусловия, водопроницаемость, лесораститель-ные условия, молодняки, спелые древостои, вырубки, лесоэксплуатация.
Tkachuk O.M., Olijnyk V.S. The Features of Soils Water Permeability in the Foothill and Mountain Forests of the Carpathians
The figures of water permeability of foothill brownsoil-podzolic and brown mountain-forest soils under plantations from 10 to 120 years old, as well as on the cut and non-forest lands are given. The differences in forest conditions compared to the field conditions are highlighted. The quantification of the plantations age impact on the moisture absorption intensity by different soils is given. The features of infiltration at the time and at different depths of the soil profile are characterised. Its changes depending on the weather are found. The influence of forest exploitation activity on water permeability of soils is examined.
Key words: soil moisture, weather conditions, permeability, site conditions, mature stands, houses, forest exploitation.
УДК 630*[231:174.754](477.41/42) Астр. М.Р. Феденишин;
проф. В.Г. Мазепа, д-р с.-г наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
ОСОБЛИВОСТ1 ПРИРОДНОГО ПОНОВЛЕННЯ СОСНИ ЗВИЧАЙНО1 В УМОВАХ МАЛОГО ПОЛ1ССЯ УКРАШИ
Наведено результати природного поновлення у соснових деревостанах та на !х зру-бах в умовах ДП "Радехiвське ЛМГ". Чисельшсть самоиву сосни звичайно! у стиглих деревостанах становить 33,1-34,5 тис. шт.-га-1, у перестшних - 1,3-8,2 тис. шт.-га-1, на зру-бах - 2,7-16,6 тис. шт.-га-1. На зрубах сосняюв в умовах вологого сугрудку природне поновлення е добрим, а в умовах свiжого субору - задовшьним. Встановлено, що шсля здшснення заходiв сприяння природному поновленню юльюсть самоиву сосни досягае 170 тис. шт.-га-1. Чисельшсть самосшу сосни залежить вщ вщсташ до стши лку i досягае найбшьшо! величини на вщсташ 10-30 м вщ стши деревостану.
Ключовi слова: сосновi насадження, зруб, перестiйнi деревостани, природне поновлення, самосiв.
Вступ. Окремi пращвники лiсового господарства Украши вважають, що сосновi лiсостани ввдзначаються незадовiльним природним поновленням. Вiдтак, на виробнищш переважно застосовують суцiльнi рубки, а дшянки в подальшому закультивовують штучно, шляхом створення лiсових культур. Хоча загальновь домо, що сосновi лiсостани природного походження вданачаються вищою бюло-гiчною стiйкiстю, поршняно iз штучними насадженнями.
Природне поновлення соснових лкосташв в умовах Полiсся Украши в ос-таннi роки вивчали: В О. Бузун, М.М. Ведмiдь, С М. Данькевич, О.О. Мелещук, Ю.А. Срук, В. Д. Шкудор. Вони встановили, що в умовах регюну в багатьох ви-падках природне поновлення е усшшним. Водночас, шляхом проведения заходав сприяння природному поновленню можна ктотно збiльшити кiлькiсть пiдросту сосни [1-3, 5].
Метою роботи. Вивчити юльккш та якiснi характеристики природного поновлення шд наметом соснових насаджень та на зрубах соснових деревосташв Лопатинського лкництва ДП "Радехнвське ЛМГ".
Об'екти i методи дослщжень. Об'ектами наших дослщжень були сосновi насадження та 1-3^чш 1х зруби у Лопатинському лкнищш ДП "Радехкське
