Основними факторами, які слід враховувати при відновленні букових лісів, є періодичність плодоношення бука лісового, умови екотопу та вплив лісогосподарських заходів на екологічні умови лісової екосистеми, появу і виживання сходів під наметом деревостанів. У свіжих і вологих гігротопах буково-ялицево-смерекових та буково-ялицевих насаджень Буковинських Карпат та Передкарпаття найефективніше для насіннєвого відновлення головних лісоутворювальних порід застосувати при здійсненні рівномірно-поступових рубань трелювальні трактори зі спеціальними ланцюгами на ведучих колесах, що рихлять дернину і ґрунт лісосік. Забезпечується повноцінне лісовідновлення, збереження корінних типів лісу, гармонійне поєднання екологічних, економічних вимог щодо лісоексплуатації і лісовідновлення, створення сприятливих умов для отримання і формування надійного молодого покоління лісу природного походження. Запропонований метод заслуговує створення належних методичних та нормативно-організаційні умов для його ширшого впровадження у практику лісового господарства з урахуванням умов інших регіонів.

Отже, внаслідок надмірного пасовищного та господарського навантаження верхня межа лісу знизилась у регіоні на 200-300 м. У приполонинній смузі верхнього поясу гір Буковинських Карпат лісові фітоценози істотно деградовані. Це зумовило збільшення частоти і масштабів ерозійних процесів, порушення стабільності розвитку водозбірних басейнів. Тому відновлення рослинного покриву верхнього поясу гір є одним із базових напрямів підвищення екологічної ролі лісів у водозборах, відновлення стабільного гідрологічного режиму гірських ландшафтів. У цих умовах природне залісення луків і полонин, яке відбувається в 1990-2010 рр. унаслідок значного зменшення інтенсивності господарського використання цих земельних угідь, істотно прискорює розв'язання вказаної проблеми і сприяє здешевленню необхідних видатків. У смузі до 1-500 м від узлісь вологого смеречника та вологого ялицевого смеречника утворюється надійний підріст з належною кількістю рослин лісоутворювальних порід, здатний зімкнутися кронами і сформувати деревостани корінних типів. Ширина смуги природного залісення залежить від висоти над рівнем моря, крутизни схилу, та складу трав'яного покриву луків і полонин.

лісовий ресурс природний екологічний

3.2.2 Еколого-економічна оцінка стану лісових ресурсів Центрального Лісостепу в умовах антропогенного впливу

Досвід показує, що кожний регіон має свої особливості в реалізації зазначених завдань. Сприятливе для життя і доволі щільно заселене людьми Центральне Придніпров'я виділяється значною антропогенною трансформацією природно-територіальних комплексів, що істотно завадить відновленню «плівки життя» і потребує добре продуманої і ресурсно забезпеченої системи заходів [4]. У проекті регіональної екомережі обґрунтовано необхідність збільшення кількості природоохоронних об'єктів та територій до оптимального рівня і забезпечення структурно-функціональних зв'язків між ними. Важливу роль у розвитку екомережі відіграють ліси природно-заповідного фонду (ПЗФ) Черкаської області [4]. Серед них особливої уваги заслуговує проектований національний природний парк (НПП) «Холодний Яр». Це один з унікальних ландшафтів на території України, що доволі добре зберігся до наших днів і виділяється своєрідністю геологічної будови, рельєфу, багатством рослинного та тваринного світу, цілющими водами та іншими природними ресурсами. Лісовий масив «Холодний Яр» представлений високопродуктивними мішаними дубовими лісами природного та штучного походження. Задля збереження рідкісних видів рослин та тварин, занесених до Червоної книги України та природних пам'яток на території НПП створено низку об'єктів місцевого значення: «Зубівський», «Оля», «Білосніжний», «Грушківський», «Сквер учасників партизанського руху», «Тарасова криниця», «Дуб красень», «Тюльпан дібровний», «Монастирське джерело» [4].

НПП «Холодний Яр» має значну історичну цінність як територія зародження визвольної боротьби українського народу (Коліївщина, 1768 р.) та партизанського руху в роки Великої Вітчизняної війни. На території НПП виявлено залишки давніх поселень людини, нині діє Мотронинський монастир. Усе це місце викликає значний пізнавальний, рекреаційний і культурологічний інтереси, що стало підґрунтям використання цієї території як структурного об'єкту туристичного комплексу «Золота підкова Черкащини». Проте зростаючий потік відвідувачів наразі не має належної організації відпочинку на цих об'єктах, інфраструктура для забезпечення туризму є недосконалою, незавершеною, зокрема необладнані маршрутні стежки, необладнані або відсутні майданчики огляду, відпочинку. Кількість неорганізованих, стихійних рекреантів щороку зростає. Внаслідок надмірного антропогенного впливу все більше порушується цілісність природних комплексів, спостерігається збіднення біорізноманіття лісових екосистем НПП «Холодний Яр» тощо. Рекогносцирувальними дослідженнями встановлено, що найбільшого рекреаційного навантаження зазнають лісові екосистеми «Скверу учасників партизанського руху» (далі - Сквер). Тому метою дослідження на модельному об'єкті Центрального Лісостепу було виявити та проаналізувати особливості впливу рекреаційної діяльності на екосистему домінантного в НПП типу лісу - свіжої грабової діброви в межах зазначеного Скверу.

НПП «Холодний Яр» (загальною площею 6509 га) було створено відповідно до Указу Президента України «Про Національну програму відродження та розвитку Українського козацтва на 2002-2005 роки», «Національної Програми екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води» (1997 р.), а також «Загальнодержавної програми формування національної екомережі України на 2000-2015 роки», (лист Мінекоресурсів України за № 672/18-5/94/18 від 08.02.02 р.).

«Холодний Яр» з 1968 р. - комплексна пам'ятка природи республіканського значення (853 га). Територія «Холодного Яру» розміщується в межах двох адміністративних районів Черкаської області - Чигиринського та Кам'янського та двох лісництв ДП «Кам'янське лісове господарство» - Креселецького та Грушківського (Кресельське л-во, кв. 31-37, 41, 42, 48, 49, 54, 55, 57, 59). Природний лісовий масив має добре збережений оригінальний яружно-балковий рельєф, численні природні джерела. Згідно з фондово-обліковими матеріалами Черкаського ОУЛМГ, видовий склад проектованого НПП «Холодний Яр» налічує 124 види дерев і чагарників, з них 75 - місцеві. Тут зростають Quercus robur L., Pinus sylvestris L., Fraxinus excelsior L. , Betula pendula Roth., Tilia cordata Mill., Castanea Tourn, рідкісні у регіоні Pinus strobus L., Larix sibirica Ledeb., Larix decidua Mill. та ін. Основу деревостанів складає Q. robur - 81 % площі. Є насадження також з переважаючою породою F. excelsior та насадження C. betulus L. з домішками інших листяних порід - 10 %. Хвойні, в основному насадження P. sylvestris з незначними домішками Acer platanoides L. та F. excelsior займають 6 % площі. За віковою структурою переважають середньовікові стиглі та перестійні насадження. З чагарників зустрічаються бруслина бородавчаста та європейська, бузина чорна, ліщина звичайна та ін. В травостої домінують осока волосиста, яглиця звичайна, кропива дводомна, зеленчук жовтий, копитень європейський, переліска багаторічна.

Флористичною особливістю лісового масиву є велика за площею вияву та високочисельна популяція цибулі ведмежої. Досить значна, чисельна і унікальна для рівнинної частини України популяція підсніжника складчастого. Багатий і тваринний світ: лось, олень, козуля, свиня дика, борсук, лисиця, лісові птахи. Ґрунти переважно дерново-підзолисті, місцями типові чорноземи. «Холодний Яр» входить до складу Національного історико-культурного заповідника «Чигирин».

Вплив рекреації на НПП досліджували на прикладі найбільш навантаженого Скверу. Відповідно до принципів порівняльної екології в ідентичних за лісівничо-таксаційними показниками насадженнях Х класу віку було закладено екологічний профіль з трьох пробних площ на різній відстані від туристичного пікнікового майданчика і основної лісової дороги: у зонах інтенсивного - ПП1, середнього - ПП2 та помірного - ПП3 рекреаційного навантаження. Насадження характеризували за комплексом лісівничо-таксаційних показників [3].

Деревостан у Сквері має склад 4Д2Яс4Г+Кл. У першому ярусі зростають дуб звичайний з домішкою ясена звичайного, в'яза шорсткого (ільма), берези завислої, осики; у другому ярусі: граб, клен гостролистий і польовий, липа, груша, яблуня. Підісок з ліщини, бруслини, бузини чорної, свидини; подекуди зустрічаються шипшина, глід, горобина, клен татарський. Трав'яний покрив: зірочник лісовий, копитняк, зеленчук, печіночниця звичайна, медунка темна, осоки волосиста і пальчаста, фіалка дивна, купина багатоквіткова, маренка запашна, розхідник звичайний, грястиця збірна, гравілат міський, підмаренник проміжний, тонконіг дібровний, куцоніжка лісова.

У першому ярусі деревостанів Скверу домінує Q. robur, його супутником є F. excelsior, у підрості - C. Betulus (табл. 4). Хід росту основних деревних порід взонах інтенсивного, середнього та рекреаційного навантаження показаний на рис. 1-3.

Таблиця 4

Лісівничо-таксаційна характеристика дубових деревостанів екологічного профілю

а)

б)

в)

Рис. 1. Хід росту Q. Robur залежно від ступеня рекреаційного навантаження:

а) інтенсивного; б) середнього; в) помірного

а)

б)

в)

Рис. 2. Хід росту C. betulus залежно від ступеня рекреаційного навантаження: а) інтенсивного; б) середнього; в) помірного

а)

б)

в)

Рис. 2. Хід росту F. excelsior залежно від ступеня рекреаційного навантаження: а) інтенсивного; б) середнього; в) помірного

Ступінь рекреаційного навантаження на мішані дубові деревостани залежить від частоти влаштування і розмірів місць відпочинку, густоти мережі доріг та стежок. Зокрема про це свідчать показники механічного пошкодження дерев (рис. 4). Так, у зоні І інтенсивного рекреаційного впливу (в радіусі 30 м від необладнаного пікнікового майданчика і основної дороги) пошкоджено 82,8 % дерев, загальна площа механічних пошкоджень дерев складає - 3489 см2. У зоні ІІ середнього рекреаційного впливу (на відстані 30-60 м від майданчика і дороги) частка пошкоджених дерев майже в 2,5 рази, а загальна площа пошкоджень - втричі менша. На найвіддаленішій (60-90 м) ділянці, що зазнає помірного впливу, пошкоджених дерев і ран в 10 разів менше ніж поблизу з майданчиком.

Рис. 4. Пошкодженість дубових деревостанів екологічного профілю залежно від зон рекреаційного навантаження

* Умовні позначення: 1 - зона інтенсивного рекреаційного навантаження; 2 - зона середнього рекреаційного навантаження; 3 - зона помірного рекреаційного навантаження;

- площа механічних пошкоджень дерев, см2; - частка пошкоджених дерев, %.

В зонах інтенсивного і середнього рекреаційного навантаження змінюються лісорослинні умови, внаслідок чого покращуються таксаційні показники: середні висота, діаметр стовбурів і густота підросту C. betulus L. (табл. 5). Хоча стан дерев у міру наближення до пікнікових майданчиків і доріг погіршується з рівня ослабленого (слабо пошкодженого) до дуже ослабленого (середньо пошкодженого).

Таблиця 5

Санітарний стан дубових деревостанів екологічного профілю

* Примітка: дерев V і VI категорій стану не виявлено

Санітарний стан деревостанів також погіршується з наближенням до пікнікових майданчиків і лісових доріг від ослабленого (Іс=1,7 на ПП3) до дуже ослабленого (Іс=2,9 на ПП1) (табл. 6). У зоні інтенсивного впливу здорових дерев у насадженні лише 23%, решта - різною мірою ослаблені, у т.ч. 8,5% - сильно ослаблені. Тоді як, у зонах помірного і середнього впливу частка дерев І категорії стану складає більше третини. Причому показник СКК (2,3-2, 5) свідчить, що по мірі віддалення від об'єктів рекреації з 30 до 50% зростає участь у категорії «здорові дерева» содомінантів. І, навпаки, з наближенням до них частка зростає серед ослаблених особин. Хоча загальна кількість ослаблених дерев зменшується з 2/3 до 1/3, проте зростає в 10 разів (з 3 до 31%) кількість середньо ослаблених особин III класу Крафта. І якщо в зоні помірного рекреаційного навантаження відмираючих дерев немає, то за середнього впливу їх 4,8, а в у мовах сильного - 8,5%. Причому це не тільки дерева IV класу Крафта, половину з них за сильного навантаження складають особини ІІІ класу (СКК=3,5).

Таблиця 6

Пошкодженість поверхні ґрунту рекреаційною діяльністю

У зоні інтенсивного рекреаційного використання НПП сформувались густа мережа стежок (22% площі), доріг з розмивами і наносами (78% площі) (табл. 4; ПП1). Порушення лісової підстилки і витоптування ґрунту зменшується з віддаленням від пікнікових майданчиків і лісових доріг. У зоні помірного впливу (ПП3) ґрунт на 76% площі неушкоджений, зустрічаються тільки поодинокі проходи і незначні стежки.

Рекреаційне навантаження впливає на таксономічну структуру і кількісний склад трав'яного покриву через пряме механічне пошкодження і деградацію поверхневого шару ґрунту. В зоні інтенсивного впливу загальне проективне покриття (ЗПП) ґрунту не перевищує 15%. Тут зберігаються переважно Impatiens parviflora DC. - 98%, зустрічаються Geum urbanum L. - 1%, Erodium cicutarium L. - 0,5, Euonymus europaeus L. - 0,5%. Однаково (по 25%) представлені родини Balsaminaceae, Rosaceae, Geraniaceae та Celastraceae. За середнього впливу ЗПП вище 28% (I. parviflora - 91%, E. cicutarium - 5%, Asarum europaeum L.- 2%, Euonymus verrucosus L. - 2%). Це рослини Balsaminaceae, Geraniaceae, Aristolochiaceae та Celastraceae. Загальне проективне покриття зони помірного впливу - 40% (I. parviflora - 91%, E. cicutбrium - 3%, Galium aparine L. - 2%, G. urbanum - 2%, Polygonatum odoratum L. - 1%, Viola mirabilis L. - 1%). Трав'яний покрив має більше різноманіття родин: Balsaminaceae, Geraniaceae, Rubiaceae, Rosaceae, Ruscaceae та Violaceae. Тут поширені типові лісові види - P. odoratum, V. mirabilis, G. urbanum. У міру наближення до пікнікових майданчиків і доріг збільшується витіснення сильвантів (V. mirabilis, Gerбnium sylvбticum L., Lamium maculatum L. тощо) рудерантами та степантами (I. parviflora, G. aparine тощо), наслідком чого є задерніння ґрунту.

Отже, в результаті недостатньо врегульованої рекреаційної діяльності пошкоджуються всі структурно-функціональні компоненти дубових насаджень «Скверу учасників партизанського руху» проектованого НПП «Холодний Яр». Це проявляється в: механічних пошкодженнях дерев, витоптуванні трав'яного покриву, лісової підстилки і поверхневого шару ґрунту, задернінні його злаками та бур'янами, витісненні лісових трав'яних видів. В зоні середнього і особливо інтенсивного впливу рекреації лісові екосистеми поступово деградують і трансформуються. З наближенням до необлаштованих пікнікових майданчиків зріджується пошкоджений деревостан, що спричиняє активізацію розвитку підросту і особливо підліску. Деградовані лісостани потребують лісовідновних заходів. Для збереження дубових насаджень рекреаційної зони НПП необхідно облаштувати стежково-дорожну і майданчикову інфраструктуру відпочинку і туризму та забезпечити регулювання рекреаційного навантаження відповідно до чинних норм. Це дасть змогу не тільки стабілізувати екологічну рівновагу лісових екосистем цієї території, але й покращити їх естетичну привабливість.

3.2.3 Антропогенна трансформація природних умов та лісових ресурсів Західного Полісся

Відтворення природних рис рослинного покриву є дуже актуальним завданням особливо для Західного Полісся, де антропогенна трансформація (гідротехнічна меліорація) набула великого розмаху. Починаючи з другої половини ХІХ століття, територію Західного Полісся інтенсивно осушували. На цей час, унаслідок припинення доглядів за осушувальними мережами, на багатьох осушених в минулому ділянках спостерігаються процеси повторного заболочення, що помітно знижує рівень ґрунтових вод, змінюючи й водний режим на меліорованих землях, внаслідок чого зазнають змін структура й флористичний склад рослинних угруповань території. З огляду на це, виникла потреба дослідити стан рослинного покриву на осушених землях. У якості характерної території вибрали ландшафтний заказник місцевого значення «Градіївський» (с. Граддя, Маневицький район, Волинська область), де внаслідок недостатньо врегульованого природокористування значної трансформації зазнали всі структурно-функціональні компоненти природної екосистеми заказника. Заказник «Градіївський» (806,6 га) створений у 2006 р. та розташований у зоні Західного Полісся. Основні типи ґрунтів - дерново-підзолисті, опідзолені та дернові. На території заказника охороняється заболочений низькобонитетний лісовий масив сосни звичайної та берези повислої.

На досліджуваному об'єкті виявлено осушене торфовище з наявною системою замулених меліоративних каналів, яке використовується для сільськогосподарських цілей. Відповідно до принципів порівняльної екології у міру віддалення від осушеного торфовища було закладено екологічний профіль з трьох пробних площ: у типовій зоні заказника, контроль (ПП1); на відстані 100-200 м від осушеної ділянки (ПП2) та осушена ділянка (ПП3). Лісові насадження досліджували за комплексом лісівничо-таксаційних та екологічних показників характеристики деревостану відповідно до загальноприйнятих у таксації та лісівництві методик [3].

Встановлено, що екосистема заказника зазнає значного впливу антропогенних чинників на її структурно-функціональні компоненти. Відбувається інтенсивне використання лісових ресурсів за рахунок збільшення сільськогосподарських земель, здійснення меліорацій, що спричинило деградацію трав'яного покриву, зниження його екологічної ролі у водозборах, зниження біотичного і ландшафтного різноманіття, зростання екологічних ризиків на заповідній території. Порушення структурно-функціональних зв'язків між основними компонентами екосистеми виявляються як на меліорованій території заказника, так і на значних площах прилеглої території. Порівняльна оцінка лісових ділянок екологічного профілю показала, що стан насаджень низькобонітетної сосни звичайної залежить від наближеності до осушеного торфовища.

На ПП3 територія характеризується середньою тривалістю осушення, наявна система замулених меліоративних каналів у осінній період (глибина 0,6-0,8 м та ширина нарізки 200-300 м). Осушувальна система функціонує незадовільно, слабко впливає на продуктивність деревостану. По периферії ділянки деякі частини розорані, порушується природохоронний режим. Зустрічаються піщані острівці. Торф чорний низинно-перехідний із високим коефіцієнтом теплоємності. Потужність покладів від 1,0 до 1,5 метрів. Територія не залісена, з різко зміненим гідрорежимом. Спостерігається активна фаза ксерофітизації: на осушеній ділянці переважають ксеромезофіти (35,5%) та мезофіти (25,5%). Крім мезофітних і ксеромезофітних видів, виділяється ще група гігрофітних видів біля каналу, які складають 10,5%. У травостої домінують лучні злаки з широкою амплітудою відносно зволоження - Deschampsia caespitosa, Festuca pratensis, Poa pratensis, P. triviales, Dactylis glomerata, а також Epilobium palustre, Juncus effusum, Ranunculus repens, Rumex confertus. На зниженнях поширені також ділянки луків характерних для союзу Calthion, асоціації Epilobio-Juncetum effuse. Зустрічаються осередки адвентивних і рудеральних видів. Унаслідок випадання з рослинного покриву гідрофільних видів та формування вільних екологічних ніш на цю територію проникають неболотні види, витісняючи аборигенні види рослин та формуючи нову сукцесійну стадію: зміну болотного на злаковий та злаково/різнотравний фітоценози. Такі ділянки, зазвичай, використовують як сіножаті або як пасовища, зокрема поряд із каналом знаходяться сільськогосподарські угіддя.

Вздовж меліоративних каналів, що проходять через досліджувану ділянку, поширені вільхові деревостани (Alnus glutinosa (L.) Gaerth), для яких низинний рельєф з відповідним проточним зволоженням і близьким заляганням підземних вод є оптимальними умовами для їх зростання, та біогрупи берези повислої (Bйtula verrucуsa (L.), 3-5 особин, Hсер = 10-15м, Dсер = 15,5 см; N=95 шт./га; Iссер=2,1; середня відстань між біогрупами сягає 15-20 м). Розвиваються розріджені зарості осок та очерету. Поблизу меліоративного каналу трав'яний покрив представлений Vaccinium myrtellus L., Pleurozium Schreberi Mitt., Dicranum undulatum Ehrh., Pteridium aquilinum Kuhn., Rubus caesius L., Ledum palustre L., Eriophorum vaginatum L. тощо.

За літературними даними відомо, що осушувальна меліорація впливає на лісівничо-таксаційні показники соснових насаджень позитивно: збільшення приросту за запасом на одиниці лісопокритої площі, збільшення середньої повноти та класу бонітету. Спад величини цих показників (зокрема зменшення інтенсивності росту соснових деревостанів та погіршення санітарного стану через слабофункціонуючу осушувальну систему) є характерним для соснових насаджень на відстані 50-100 м від невдало осушеного торфовища (Iссер=2,4) (рис. 5), що свідчить, що на цій ділянці вже почалося повторне заболочування через утримання стоку й акумуляцію вологи (табл. 7, 8).

Таблиця 7

Характеристика лісових насаджень у заказнику на відстані більше 150 м від торфовища

Рис. 5. Розподіл дерев сосни звичайної за категоріями стану залежно від віддаленості від осушеної території

На відстані 100-200 м (ПП2) знаходиться масив сосни звичайної (ІІ бонітет, Hсер = 18,5 м, Dсер = 22,5 см; N=180 шт./га; зімкненість крон 0,6; Iссер=1,9) (рис. 5, табл. 7) із незначною домішкою берези та вільхи, який має кращі таксаційні показники. Характерним є збільшення середньої повноти (до 0,6) та збільшення приросту за запасом на одиниці лісопокритої площі. Досить високі таксаційні показники для цих лісорослинних умов має також контрольна ділянка (ПП1, повнота 0,6, Hсер = 20,5 м, Dсер = 24,5 см; N=200 шт./га; Iссер=1,4), де переважають типові лісові види. Видів, які потребують особливої охорони на території України на екологічному профілі не виявлено.

Таблиця 8

Санітарний стан соснових деревостанів екологічного профілю

Ми не ставили завдання встановити та описати ці складні за природою прямі і опосередковані багатьма каналами взаємодії зв'язки “осушувальна гідромеліорація - ліс”. Вони доведені численними дослідженнями, деякі з яких згадані у постановці проблеми. Ми скористаємося аналізом структури деревостанів за часткою пошкоджених дерев, яка відображає інтегральний ефект взаємодії екологічних факторів.

В цілому, санітарний стан соснових насаджень по перефірійній частині торфовища задовільний, про що свідчить індекс стану деревостану та СКК (табл. 8). З наближенням до осушувальної системи зменшується кількість здорових насаджень з 23,5% до 15,2% та відповідно збільшується кількість «старого сухостою» з 4% до 9%. Ця ж тенденція є характерною й для категорії «ослаблені» - 22%; 40,5 та 41% відповідно. З наближенням до недіяльного, замуленого каналу та сільськогосподарських угідь всихають дерева навіть ІІ класу Крафта. Основною причиною подальшого погіршення стану та всихання соснових насаджень може бути прямий та опосередкований антропогенний вплив (зміна гідрологічного режиму території). Інтенсивність всихання сосняків залежить також від їхнього віку. В молодняках частка здорових дерев становить 35-45%, ослаблених - 13-30%, сильно ослаблених - 3-15%, всихаючих - 2-8%, свіжого сухостою - 3-8%. Всихання тут відбувається також за рахунок відстаючих у рості та розвитку дерев. Певною мірою це пов'язано з поширенням кореневої губки (Hemerobasidion annosum (Fr.) Bref.) та інших захворювань, розмноженням шкідників та розвиток патогенних епіфітотій. Встановлено, що коренева губка уражує, головним чином, молоді особини сосни, які до 15-20-річного віку не набули необхідної природної стійкості з тих чи інших, переважно господарських, причин.

Отже, на розглянутому екологічному профілі чітко простежується градієнт збільшення деградації соснових насаджень з наближенням до невдало осушеного торфовища, де навколо замуленого каналу почалися процеси вторинного заболочення. В усіх обстежених соснових деревостанах тією чи іншою мірою всихають дерева, що зумовлено впливом комплексу негативних біотичних і абіотичних факторів, які доцільно розділити на дві групи. Перша група - фактори, які зумовлюють послаблення дерев і депресію їх росту: антропогенне порушення гідрологічних умов, яке спричиняє розвиток в ослаблених насадженнях первинних шкідників і хвороб. Друга група - фактори, які прискорюють всихання дерев, розладнання деревостанів, фітоценозів і деградацію екосистеми (несвоєчасний захист лісу; переважно вторинні стовбурові шкідники, хвороби). Розподіл низькоповнотних насаджень на екологічному профілі свідчить про наявність значного потенціалу для інтенсифікації лісовирощування, покращання структури, продуктивності та екологічної ролі лісів.

Основними причинами погіршення стану рослинного покриву у заказнику є антропогенні впливи, зокрема: зміна і, насамперед, зарегулювання гідрологічного режиму, кліматичні перепади, несвоєчасний захист лісу, а також пошкодження соснових насаджень ентомошкідниками та фітопатогенами. Внаслідок осушення торфовища болотні фітоценози трансформувалися на злаково/різнотравні та злакові, відмічена тенденція до збільшення частки мезофільних видів рослин та сининтропізації. Розвиток соснового лісу на місці поліських боліт є природним процесом, він є визначальним у формуванні екологічного середовища, оскільки зумовлює ренатуралізацію трансформованих болотних екосистем регіону, але вже на інших екологічних рівнях. Внаслідок осушення території відбувається постантропогенна зміна природного напряму сукцесії болотних фітоценозів Полісся - зміна екосистеми торф'яного болота на екосистему «соснове насадження».

Одним з пріоритетних завдань міжнародної політики охорони навколишнього природного середовища та протидії негативним наслідкам змін клімату є збереження й раціональне використання торфових боліт. Це зумовлено тим, що одним з найуразливіших типів водно-болотних угідь є торфові болота. Це надзвичайно важливі екосистеми з унікальним біорізноманіттям, вони мають фітоісторичне, ботаніко-географічне значення, виконують водорегулюючу функцію. В сучасних умовах торфові болота перебувають під загрозою деградації. Антропогенна діяльність призвела до порушення динамічної рівноваги в водно-болотних екосистемах, трансформації структури та порушення зв'язків між їх основними компонентами, що зумовлено низькою стійкістю таких екосистем до різких коливань природних умов, їх генезисом і ландшафтним розподілом. Подібних кардинальних змін вони зазнають після меліорацій та, часто необґрунтованого з екологічних та економічних позицій, використання цих територій, як сільськогосподарських угідь [10, 14]. Великомасштабні пожежі торфовищ трапляються в Російській Федерації, Білорусі, країнах Прибалтики, Польщі. В Україні пожежі на торфовищах найчастіше виникають у межах Українського Полісся, Передкарпаття, Малого Полісся, де зосереджені головні масиви торфових ґрунтів. В земельному кодексі України вказано, що «торфовища з глибиною залягання торфу більше 1 м і осушені незалежно від глибини...», належать до особливо цінних земель, а отже, потребують особливої охорони і раціонального використання.

На сьогодні в Україні близько 1 млн. га осушених торфовищ, основна частина яких знаходиться в Правобережному Поліссі в межах саме Рівненської області. Площа земель меліоративного фонду Рівненської області становить 534,8 тис. га (26,7% від загальної площі земель), з яких меліоровані торфові ґрунти займають 32% меліорованих земель області [5]. Серед низки небажаних процесів, що простежуються на осушених торфовищах, є їх деградація під впливом пірогенного фактору. В особливо посушливі роки затяжні пожежі на торфовищах регіону можуть тривати до кількох тижнів, завдаючи значних матеріальних збитків, порушуючи екологічну рівновагу НПС та завдаючи непоправної шкоди людству. Та, не зважаючи, на важливість біосферної ролі торфовищ, проблема пірогенної деградації є маловивченою. Тому дослідження причин виникнення пожеж на торфовищах, особливостей проходження та наслідків пірогенної деградації цих екосистем щодо впливу цього явища на довкілля є актуальним.

Пірогенну деградацію торфового ґрунту досліджували на напівстаціонарних дослідних ділянках експедиційним методом на осушувально-зволожувальній системі «Суйми» у межах фізико-географічної області Малого Полісся на території с. Дермань ІІ Здолбунівського району Рівненської області (заплава витоки р. Устя). Площа родовища становить близько 47 га, з яких 0,07 га пробної ділянки вигоріли в результаті локальної торфової пожежі 2011 р. Об'єктом дослідження був осушений меліорований торфовий грунт (контроль, вересень 2010 р.) та пірогенно-деградований торфовий ґрунт (наступний рік після пожежі, червень 2012 р.). Предмет досліджень - трансформація морфологічних особливостей, фізико-хімічних властивостей ґрунту; хімічних властивостей поверхневих вод торфовища під впливом процесів пірогенезу.

Для характеристики будови профілю непорушеного торфового ґрунту наведемо опис розрізу, закладеного в долині р. Устя Рівненської області, Здолбунівського району, с. Дермань ІІ у 2010 р. Поверхня ґрунту задернована. Глибина ґрунтових вод - 235 см.

Нd (0-6 см) - дернина;

Нк (6-37 см) - гумусований наносний мінеральний горизонт, темно-коричневий, неоднорідний, легко-суглинковий, грудкувато-зернистої структури, свіжий, щільний, пронизаний корінцями рослин;

Нрк (38-50 см) - перехідний наносний мінеральний горизонт, менше гумусований від попереднього, темнувато-сіруватий, неоднорідний, середньо-суглинковий, крупнозернисто-грудкуватої структури, свіжий, щільний, подекуди присутні корінці рослин;

Т1 (50-78 см) - торфовий горизонт, темно-коричневий, добре розкладений, вологий, слабко ущільнений, карбонатний, зрідка трапляються напіврозкладені корінці рослин;

Т2 (78-150 см) - торф, коричнево-бурий, слабко розкладений, вологий, губчастий, багато напіврозкладених решток рослин;

Т3 (150-235см) - торф, бурувато-коричневий, нерівномірно розкладений, неоднорідний, карбонатний, подекуди мушлі молюсків, з глибини 235 см просочується вода.

Два пірогенні утворення мають еліпсоподібну форму розміром 10х25 м та 17х23 м. Поверхня обох нерівна, купиняста, з подекуди з підвищеннями 10-20 см. Колір поверхні пірогенних утворень неоднорідний - від темно-сірого до чорного, з окремими бурими плямами. Глибина появи ґрунтових вод - 85 см. Для позначення прошарків попелу в характеристиці будови профілю пірогенних утворень скористались індексом Сns [3].

Cns1 (0-5 см) - попіл сірого кольору з коричневими плямами забарвлення, безструктурний, пухкий;

Cns2 (5-25 см) - попіл світло-коричневого забарвлення, неоднорідний, у разі незначної зовнішньої дії руйнується, більш вологіший, пухкий, відчутний незначний вміст мінеральних частинок (кварцу), карбонатний;

Cnsm (25-27 см) - пірогенно-змінений торф чорного кольору, вологий, щільний, карбонатний;

Т (27-45 см) - торф коричнево-бурий, сирий, можна розім'яти в пластичну однорідну масу, трапляються окремі рештки болотних рослин;

РТ (45-55 см) - перехідний горизонт, прошарки сірого піску з торфом бурого забарвлення, неоднорідний;

РGl (55-85 см) - алювіальні відклади, пісок.

Відомо, що головною першопричиною пожеж на торфовищах і пірогенної деградації торфових ґрунтів є антропогенна діяльність - меліоративне пересушення торфових ґрунтів, відсутність систем регулювання рівня ґрунтових вод, що призводить до швидкого пересихання органічної маси. У межах Здолбунівського району пірогенної деградації зазнають торфовища в місцях сучасних або закинутих торфорозробок. На місці вигорілих торфових осушених ґрунтів формуються специфічні пірогенні утворення: пірогенно-перегнійні, пірогенно-піщані, піщані, пірогенно-дерев'янисто-піщані й пірогенно-торфові [2, 10, 14, 15-16, 20, 58]. Процеси пірогенезу спричиняють глибокі деструкції в будові профілю і властивостях торфових ґрунтів [10, 14, 15-16]. В зв'язку з цим виконано порівняння морфологічних ознак та фізико-хімічних властивостей недеградованого і пірогенно видозміненого ґрунту частково осушеного лісового торфовища.

Морфологія та фізико-хімічні властивості грунту. Пірогенна деградація поверхневих горизонтів частково осушеного торфового ґрунту істотно впливає на його загальні фізико-хімічні властивості: зміна щільності будови ґрунту, загальною пористості, вологоємності тощо. Окрім того, пірогенний чинник спричиняє майже повну втрату торфовим ґрунтом органогенного горизонту, потужність якого у деградованому ґрунті становить 20 см, тоді як у недеградованому ґрунті сягає 150-200 см. За фізичними і фізико-хімічними властивостями пірогенні утворення відрізняються від непорушених торфових ґрунтів (табл. 9).

Таблиця 9

Фізико-хімічні властивості досліджуваних ґрунтів

Пірогенно трансформовані шари торфового грунту є пухкими, неоднорідними, під механічним впливом легко руйнуються. Гігроскопічна волога становить 4,4-7,5 %, що свідчить про високий ступінь дисперсності попелу (табл. 9). Характерною особливістю постпіроегенного утворення є підвищена лужність: рН водного розчину становить 9,67-10,15, рН сольове - 8,10-8,33, що пояснюється наявністю в попелі великої кількості поташу (K2CO3). Генетичні горизонти, що виникли в результаті повного вигоряння, мають лужну реакцію середовища (зольний горизонт), в той час як при частковій термічній деградації торф'яного ґрунту реакція відповідних горизонтів залишається кислою. До пожежі ці показники були іншими: рН був на рівні 6,12-9,33, що відповідає значно кислішій реакції, рН сольове відповідно - 6,83-7,35. Вміст карбонатів кальцію у попелі пірогенних утворень коливається в межах 21,88-24,13%, до пожежі генетичні горизонти Нк та Нрк містили 32,2-48,5% CaCO3. Встановлено, що постпірогенно-торфове утворення (0,25-0,29 г\смі) радикально відрізняється за значенням щільності будови від непорушеного торфового ґрунту (0,69-0,77 г/смі), що пояснюється вмістом, по-перше, суміші дрібнодисперсних частинок золи та обугленої органічної маси у деградованому ґрунті, а по-друге, органогенні горизонти непорушеного торф'яного ґрунту також характеризуються підвищеним значенням щільності, що пояснюється присутністю в їх складі піску, внесеного, можливо, при проведенні меліоративних робіт. Отже, за певними фізико-хімічними властивостями пірогенні субстрати, зазнали глибокої термічної деформаціії та стали найбільш близькими за властивостями до піску мінерального дна, в той час як субстрати, які зазнали часткової деградації тяжіють до непорушеного торф'яного ґрунту.

Хімічні властивості поверхневих вод. Пірогенна мінералізація торфу супроводжується появою великої кількості золи (табл. 9), з якої розчинені речовини вилуговуються атмосферними опадами та потрапляють в річкові води. В районі торф'яної пожежі вплив пірогенного фактора виразно проявляється також і в хімічному складі води торф'яного кар'єру, що знаходиться поряд з вигорілими ділянками. Виявлено значне підвищення рівнів концентрацій SO42, Cl-, NO3-, PO43- (табл. 10). Особливо слід відмітити підвищення вмісту фосфат-іонів та високу концентрацію нітратного азоту, адже загальновідомо, що надходження значних кількостей сполук азоту і фосфору в річкову мережу може призвести до евтрофікаціі водних об'єктів та різкого зниження якості річкових вод [2, 20]. Загалом, збільшення вмісту іонів SO42-, Cl-, NO3-, PO43- стало причиною зростання величини мінералізації, яка перевищила 0,52 г/дм3, тобто вода стала солонуватою. Концентрація Na +, K+, Ca 2+ , Mg 2+ порівняно з показниками 2010 р. навпаки зменшилася.

Таблиця 10

Граничні і середні концентрації розчинених речовин в об'єкті гідросфери в районі торф'яної пожежі, мг/дм3

Рослинність пірогенних утворень. До пожежі по периферії частково осушеного лісового торфовища розріджений деревний ярус утворювала сосна звичайна (Pinus sylvestris L.), береза пухнаста (Betula pubescens L.), осика (Рориlus tremula L.), верба попеляста (Sаlіх cinerea Willd), верба Старке (Sаlіх starkeana Willd). У травяному ярусі домінував, занесений до Червоної книги України, сашник іржавий (Schoenus ferrugineus L. - з проективним покриттям 80%), а також молінія голуба (Molinia caerulea (L) Mocneh.Т - 10-15%) та осока жовта (Carex flava L. - 10%). У формуванні травостою також брали участь Carex brizoides Juslen, Carex vaginata Tausch, Lysimachia vulgaris L., Phragmites australis L. Моховий покрив був сформований Drepanocladus sendinerі, Phylonotis calcarea та ін. Подекуди вздовж меліоративних каналів траплявся золотушник канадський (Solidago canadensis (L.).