Тема 6. Моніторинг лісів

Антропогенне і техногенне навантаження на навколишнє середовище особливо відчутно проявляється на функціонуванні лісів. Зменшується біорізноманіття, спрощується породний склад, вертикальна і горизонтальна структура деревостанів, знижується стійкість і продуктивність лісових екосистем, погіршується санітарний стан лісів. В сукупності це обумовлює зниження захисних і середовищетвірних функцій лісів, що веде до відчутного, а у перспективі і критичного, ускладнення екологічної ситуації, особливо у гірських екосистемах – виникнення паводків, зсувів, селевих потоків, ерозії грунтів, вітровалів, зниження водності рік (обміління).

Моніторинг лісів ведеться Держкомлісгоспом України з метою вивчення взаємозалежності між антропогенним впливом і станом лісів, прогнозування динамічних змін у лісових екосистемах в умовах техногенезу та розробки стратегії і планів дій щодо збереження екологічних функцій лісів і сталого лісокористування.

Основною методикою проведення моніторингу є європейська програма “ISP-Forest”.

Перший рівень моніторингу базується на спостереженнях на основних ППС, розміщених у растровій сітці 1616 км. Для організації локального моніторингу лісів навколо промислових об’єктів, які забруднюють атмосферне повітря створюється мережа ППС у растровій сітці 44 км. На ППС вивчаються таксаційні показники деревостанів, дехромація і дефоліація дерев. Спостереження проводяться у серпні – вересні щорічно, або через 2-3 роки.

Другий рівень моніторингу передбачає закладання у лісах постійних пробних площ (ППП) площею 0,5-1 га (не менше 200 дерев) у відповідності з ОСТ 5669-83, а також відбір зразків для проведення хімічних аналізів із наступних компонентів лісових екосистем – атмосферні опади, поверхневі і підземні води, листя, мохи, лишайники, кора, деревина, трав’яне вкриття, підстилка, грунт.

Залежно від мінливості показників періодичність їх вивчення різна:

• перша група показників (динамічні показники) – не менше 3 раз на місяць: хімічний склад повітря і атмосферних опадів, кислотність опадів;

• друга група показників (показники стійких змін) – періодичність 1-2 роки: маса опаду і підстилки, видовий склад і маса мохів та лишайників на деревах; інтенсивність дехромації і дефоліації; хімічний склад поверхневих і підземних вод;

• третя група показників (показники глибоких змін) – періодичність 3-5 років: потужність гумусового горизонту і кількість гумусу у грунтах; фізичні параметри грунту (об’ємна і питома маса, пористість); вміст у грунті і рослинах важких металів, радіонуклідів; структура і співвідношення угідь на водозборах рік (ліси: рілля: луки: водно-болотні угіддя).

Контрольні запитання

1. Що таке моніторинг лісів?

2. Об’єкти та суб’єкти моніторингу лісів.

3. Рівні та показники моніторингу лісів.

Тема 7. Моніторинг грунтів

Моніторинг земель і грунтів – система комплексного контролю за структурою, станом і цільовим використанням земель та їх продуктивної частини – грунтів. Необхідність моніторингу грунтів визначається тим, що грунтововий покрив необхідно підтримувати у такому стані, при якому він зберігає здатність до регуляції циклів біофільних елементів та виконання важливих екологічних функцій, в першу чергу родючості.

Мета моніторингу грунтів – збір інформації щодо цільового використання земельних ресурсів, інтенсивності сучасних грунтоутворюючих процесів, процесів руйнування і деградації грунтового покриву та рівнів забруднення грунтів.

При виборі параметрів контролю повинні враховуватись функції грунтового покриву, грунтодеструктивні процеси (ерозія, зсуви), основні режими і властивості грунтів, структура грунтового покриву, трансформація угідь.

Моніторинг грунтів охоплює наступні питання:

• загальна кількість земельних ресурсів (угідь);

• площі різних типів грунтів;

• урожайність культур на певних типах грунтів;

• поширення і динаміка екзогенних процесів (зсуви, селі, обвально-осипні та ерозійні процеси, руйнування берегів річок та ін.);

• прояви гідроморфізму (ареали перезволожених грунтів);

• техногенні зміни грунтів (осушення, зрошення, рекультивація);

• властивості грунтів та їх зміни (глибина грунту, механічний склад, об’ємна і питома маса, водопроникність; кислотність, вміст гумусу і основних поживних елементів);

• забруднення грунтів пестицидами, важкими металами, радіонуклідами;

• засолення грунтів.

Зміни структури земельних ресурсів, грунтового покриву і властивостей грунтів встановлюються шляхом порівняння щорічних даних земельного кадастру, грунтових карт різних термінів складання, результатів постійних спостережень на ППС і ландшафтно-геохімічних полігонах за властивостями і хімізмом грунтів.

Концепція моніторингу грунтів в Україні розроблена наприкінці 80-х років ХХ століття. У ній розглянуто просторово-часову систему спостережень для оцінки і прогнозу стану грунтів. Концепція включає кілька видів моніторингу [Медведєв, Лактіонова, 2003].

Фоновий (еталонний) – вихідна оцінка, умовно прийнята за нульову позначку, стосовно якої порівнюються одержані дані у рамках поточних спостережень. Через те, що для грунту, який тривалий час використовується у виробництві, одержати такого роду оцінку практично не можливо, за нульову беруть характеристики грунтів на цілині, заповідній ділянці, у лісі. За неможливості одержати зазначену оцінку через відсутність об'єкта (наприклад, суцільну розораність) до фонового можна віднести початковий цикл спостережень, що умовно вважають нульовою оцінкою. Наприклад, усі порівняння в агрохімічному обстеженні (їх було в Україні 7 турів через кожні 5 років) здійснюють стосовно першого туру.

Як фонові можуть також використовуватися модальні (що найчастіше трапляються) фізичні, хімічні, біологічні характеристики, а також середній вміст елементів у грунтоутворюючій породі (кларки). Такі оцінки можуть виявитися достатніми для висновку про просторово-часову диференціацію грунту або свідчити про акумулятивні тенденції при антропогенному забрудненні грунтового покриву.

Еталонами можуть виступати оптимальні параметри грунтів, при створенні яких у кореневмісному шарі культурні рослини здатні максимальною мірою реалізувати свій потенціал.

Виробничий (базовий, поточний) – власне моніторинг як систематичні спостереження за грунтом у просторі і часі. Кінцевий результат моніторингу –картографо-аналітична автоматизована інформаційна система, прогноз змін грунтів і обгрунтування заходів з їх охорони.

Кризовий – моніторинг грунтів, у яких істотно порушені екологічні і продуктивні функції і які перейшли на деградаційний шлях розвитку. Кризовий моніторинг – це оперативний контроль забруднених, засолених, еродованих та інших деградованих грунтів, що перебувають у катастрофічному стані.

Спеціальний –це система спостережень над одним або кількома процесами у грунті. До спеціального відносяться меліоративний моніторинг – спостереження за окремими меліоративними властивостями грунтів; радіаційний моніторинг – спостереження за поводженням радіонуклідів у системі „грунт – рослина – тваринницька продукція”; урбомоніторинг – спостереження за штучними грунтоподібними субстратами і „закритими” грунтами у населених пунктах; моніторинг грунтів під багаторічними насадженнями (у садах, виноградниках); моніторинг рекультивованих земель, земель особливого призначення (військові полігони, землі біля водойм; землі водного фонду, транспорту, резерву, рекреаційні землі та ін.).

Науковий (прогностичний) – інформація підвищеної точності й ємності, за допомогою якої можна якісно збагатити виробничий моніторинг, значною мірою уточнити зміст управлінських рішень і створити більш надійні прогностичні моделі. Такий моніторинг представлений тривалими польовими дослідами, балансовими і лізиметричними дослідженнями, імітаційними та математичними моделями.

Природні грунти під дією розораності втратили частину властивих їм генетичних рис і трансформувалися в антропогенно перетворені грунти. Про це свідчать:

• глибокі зміни у структурі, формування специфічних орних і підорних шарів, окремих прошарків, принципово інших структур і порового простору;

• інший тип перетворення речовин і енергії (дефіцитний баланс гумусу, азоту, фосфору, калію, кальцію, зміна рН, мікробіологічних властивостей), істотне зростання рівноважної щільності та її виражена сезонна динаміка;

• дегуміфікація розораних грунтів зі швидкістю 0,5- 1,5 т/га в рік з тенденцією згасання втрат;

• зростання дефіцитності балансу рухомих поживних речовин, особливо азоту і калію;

• підкислення чорноземних грунтів;

• переущільнення, особливо помітне в західному Лісостепу, й у цілому розповсюджене орієнтовно на 40% ріллі, руйнування структури;

• ерозійне зниження потужності верхнього шару грунту;

• вторинне осолонцювання та засолення зрошуваних грунтів, спрацювання торфовищ;

• інші негативні процеси – забруднення (радіонуклідами і важкими металами), заболочування, підтоплення, озалізнення, окарбоначування, алюмінізація, аридизація, підлуження й утворення соди.

Контрольні запитання

1. Що таке моніторинг земель і грунтів?

2. Які основні питання охоплює моніторинг земель і грунтів?

3. Види моніторингу земель і грунтів.