Аналіз вмісту гумусу, кислотності, обмінних основ, ємності поглинання, ступеня насичення основами, гранулометричного складу ґрунтів, що вивчаються, кількість у них важких металів, еколого-ландшафтні умови генезису. Оцінка швидкості ґрунтогенезу.
Аннотация к работе
Напрямок розвитку ґрунтів визначають умовно незалежні фактори, а швидкість розвитку не постійна, процес має пульсуючий характер: стадії порівняно швидкого розвитку (стадія становлення) змінюються стадіями порівняно повільного розвитку (стадія клімаксу, квазірівноважного з факторами стану). Мета роботи - встановити закономірності еволюції ґрунтів природних та антропогенно змінених ландшафтів Надзбруччя в звязку зі змінами еколого-ландшафтних умов протягом останніх 2500-3000 років і розробити пропозиції щодо організації регіонального моніторингу ґрунтового покриву. Для досягнення мети вирішувалися такі завдання: 1) закласти розрізи та відібрати для аналітичних досліджень зразки різновікових ґрунтів районів Траянових валів за схемою: розріз ґрунту, похованого під валом - розріз ґрунту на валі - розрізи зональних ґрунтів безпосередньо поблизу валу в межах різних елементарних ландшафтів; Результати досліджень різновікових ґрунтів можуть використовуватись: 1) при виборі методики проведення палеоґрунтових і палеогеографічних обстежень; 2) при історико-археологічних пошуках для відтворення особливостей природи і діяльності населення на території Надзбруччя; 3) для встановлення напрямків еволюції ґрунтів і навколишнього середовища та розробки прогнозних моделей; 4) для оцінки екологічного стану, найперше - вмісту важких металів у ґрунтах; 5) у навчальному процесі при викладанні циклу географічних і ґрунтознавчих дисциплін. Автором самостійно проведено відбір зразків різновікових ґрунтів, аналітичні визначення показників ґрунтів, підготовку зразків ґрунтів до аналізу на вміст важких металів (визначення проводилось на кафедрі аналітичної хімії Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича); спільно з керівником роботи, д.б.н.Визначення властивостей ґрунтів проводились згідно з загальноприйнятими методами; вмісту важких металів - атомно-абсорбційною спектрофотометрією згідно з методикою ЦІНАО: валового - в азотнокислій витяжці з наступним випаровуванням пероксиду водню, рухомих форм - в ацетатно-амонійному буфері з РН=4,8; вік ґрунтів визначався радіокарбоновим методом (радіовуглецева лабораторія Інституту геохімії НАН України). Встановлено, що морфологічно похований під Траяновим валом ґрунт відповідає лучно-чорноземним, а під колійним валом - сірим лісовим, які на сьогодні є зональними на території дослідження. Потужність гумусового горизонту похованого ґрунту складає 40% від профілю, тоді як у зональних сірих лісових ґрунтів у 2-4 рази менше; гумусовані горизонти похованого ґрунту мають близьку зі всім профілем потужність, а у зональних - вдвічі менша; гумусовані горизонти похованого ґрунту в 1,67 рази перевищують потужність перехідних, коли у зональних - на 20-40% менші та, нарешті, у зональних ґрунтів перехідні горизонти займають 80-90% від потужності всього профілю, а у похованого - 60%. Загалом, спостерігається близька будова профілів у сірих лісових зональних і похованого під колійним валом ґрунтах, тоді як похований під Траяновим валом лучно-чорноземний ґрунт найбільш характерний за будовою профілю. У четвертому розділі «Особливості еволюції ґрунтів хроноряду агроландшафту Гермаківка» описано похований під Траяновим валом ґрунт, який морфологічно і структурно належить до чорноземів опідзолених, тоді як зональні ґрунти біля валу - це сірі лісові з певними особливостями, які формувалися при будівництві валу та внаслідок агровиробництва.Потужність профілів похованих ґрунтів складає: лучно-чорноземного ґрунту Вигоди - 85 см (вміст фізичної глини у породі-76,6%); чорнозему опідзоленого Гермаківка - 81 см (69,0%); чорнозему опідзоленого Завалля - 150 см (65,3%); лучно-чорноземного ґрунту Залісся-75 см (88,4%). Валовий вміст важких металів характеризується іманентними особливостями у кожного з ґрунтів, проте, загалом, їхня кількість у похованих та у ґрунтах денної поверхні близька, а для окремих металів - більша у похованих ґрунтах. Материнські породи території дослідження (глини проблемного генезису, здебільшого доплейстоценового віку) стали причиною сповільненого водообміну та ослаблення процесів внутріґрунтового вивітрювання, що сприяло формуванню короткопрофільних, але з потужним гумусовим горизонтом ґрунтів, внаслідок гумусоакумулятивного процесу. Коефіцієнт диференціації мулу (КД) у похованих ґрунтах Вигоди, Гермаківки та Завалля завжди менший від такого у зональних і свідчить про слабкий перерозподіл дрібнодисперсних частинок у профілі ґрунтів того часу, тоді як сірі лісові зональні ґрунти за величиною КД належать до текстурно диференційованих. Аналіз будови профілів та властивості різновікових ґрунтів Надзбруччя свідчать про зростання гумідності клімату протягом останнього етапу голоцену (починаючи з 3000 р. т.н.), яке зумовило посилення низхідних міграційних потоків та сприяло елювіально-ілювіальній диференціації речовин, а зміна степової (лучної) рослинності лісовою - й розвиток процесів опідзолення.
План
Основний зміст роботи
Вывод
У роботі вперше для території України системно досліджені поховані під Траяновими валами ґрунти Надзбруччя та виявлено спрямованість природної еволюції ґрунтового покриву.
1. Під Траяновими валами Надзбруччя поховані лучні та опідзолені чорноземи, що характеризуються деякими спільними рисами морфології і морфометрії. Результатом слабкої інтенсивності радіальних потоків, безпосередньо повязаних з кількістю опадів та коефіцієнтом зволоження загалом, стала їх короткопрофільність, що свідчить про аридність клімату на етапі їх формування (коефіцієнт зволоження ? 0,70).
2. Виявлено, що будова профілів сучасних ґрунтів на земляних валах, тотожна з похованим ґрунтом, істотно відрізняючись від сучасних зональних відмін. Такий перебіг ґрунтогенезу вказує на вплив інформаційного поля сформованих генетичних горизонтів. Стохастичне насипання останніх при будівництві валу не змінює інформаційного коду раніше утвореного ґрунту, що підтверджується надалі при розвитку нового профілю на насипному матеріалі. Проте це питання потребує подальшого вивчення в умовах інших ландшафтів та експериментального моделювання.
3. Гранулометричний склад материнської породи визначально вплинув на перебіг елементарних ґрунтоутворюючих процесів і ґрунтогенез загалом. Потужність профілів похованих ґрунтів складає: лучно-чорноземного ґрунту Вигоди - 85 см (вміст фізичної глини у породі-76,6%); чорнозему опідзоленого Гермаківка - 81 см (69,0%); чорнозему опідзоленого Завалля - 150 см (65,3%); лучно-чорноземного ґрунту Залісся-75 см (88,4%).
4. Встановлено, що властивості похованих ґрунтів хронорядів різних елементарних ландшафтів ближчі між собою, ніж із зональними ґрунтами, розміщеними безпосередньо біля Траянових валів. В останніх менший вміст гумусу (порівняно з перерахованою кількістю у похованих), обмінного кальцію, суми обмінних основ та ступінь насиченості основами, але більша гідролітична кислотність, що підтверджує належність ґрунтів до чорноземних на час будівництва валів.
5. Валовий вміст важких металів характеризується іманентними особливостями у кожного з ґрунтів, проте, загалом, їхня кількість у похованих та у ґрунтах денної поверхні близька, а для окремих металів - більша у похованих ґрунтах. Отже, ґрунти сучасних ландшафтів не забруднені важкими металами, вміст яких досить стабільна величина. Встановлену кількість хімічних елементів доцільно використовувати як фонову для ґрунтів середнього Придністровя. Найбільших змін за час після будівництва валів зазнав профільний розподіл валового вмісту важких металів, максимуми яких приурочені до карбонатного, сорбційного, глеєвого, агрогенного геохімічних барєрів.
6. Головна відмінність за геохімією сучасних та палеоґрунтів полягає у підвищеній рухомості важких металів, що треба розглядати як позитивне явище у контексті забезпеченості культурних рослин агроландшафтів есенціальними елементами та негативне з точки зору зростання небезпеки виносу хімічних елементів з ґрунтосфери у навколишнє середовище. Останнє може супроводжуватися забрудненням поверхневих і підземних вод, а також зменшенням запасів мікроелементів у ґрунтах агроландшафтів.
7. Згідно з існуючими методиками дослідження палеоґрунтів можливо обчислити тільки середню за етап швидкість ґрунтогенезу, яка досить істотно змінюється у часі. Виявлено, що на початкових стадіях сукцесії вона може складати до 2 мм/рік (розріз В-6), надалі після формування верхнього гумусового горизонту швидкість ґрунтоутворення сповільнюється і становить 14-20 мм/100 років. Для ґрунтів непорушених ландшафтів середня інтенсивність ґрунтогенезу не перевищує 10 мм/100 років. Цей процес великою мірою залежить від динаміки ландшафтно-екологічних умов та субстрату на якому утворюється ґрунт.
8. Гранулометричний склад похованих і зональних ґрунтів у більшості випадків тотожний (зональні ґрунти мають вищий вміст пилу, найперше - крупного, поховані - дрібнодисперсних частинок), а відмінності стосуються, перш за все, профільного розподілу гранулометричних фракцій. Материнські породи території дослідження (глини проблемного генезису, здебільшого доплейстоценового віку) стали причиною сповільненого водообміну та ослаблення процесів внутріґрунтового вивітрювання, що сприяло формуванню короткопрофільних, але з потужним гумусовим горизонтом ґрунтів, внаслідок гумусоакумулятивного процесу.
Коефіцієнт диференціації мулу (КД) у похованих ґрунтах Вигоди, Гермаківки та Завалля завжди менший від такого у зональних і свідчить про слабкий перерозподіл дрібнодисперсних частинок у профілі ґрунтів того часу, тоді як сірі лісові зональні ґрунти за величиною КД належать до текстурно диференційованих. Їхніми аналогами за перерозподілом мулу є поховані ґрунти Залісся, причиною якого було оглинення на місці в умовах інтенсивного оглеєння ґрунтоутворюючої породи.
9. Аналіз будови профілів та властивості різновікових ґрунтів Надзбруччя свідчать про зростання гумідності клімату протягом останнього етапу голоцену (починаючи з 3000 р. т.н.), яке зумовило посилення низхідних міграційних потоків та сприяло елювіально-ілювіальній диференціації речовин, а зміна степової (лучної) рослинності лісовою - й розвиток процесів опідзолення. Відповідно, еволюція ґрунтів досліджуваної території відбувалася від чорноземів до темно-сірих і сірих лісових ґрунтів - під лісовою рослинністю та чорноземів опідзолених - під травянистою.
Рекомендації виробництву
1. Для організації моніторингу якісного стану ґрунтового покриву як в межах антропогенних, так і природних ландшафтів Надзбруччя нами пропонуються фонові величини вмісту важких металів: Pb - 14,8±4,01; Cd - 0,73±0,32; Cu - 16,6±4,55; Ni - 25,8±9,0; Cr - 12,7±5,12; Zn - 42,5±13,4; Mn-544±183; Cu-r - 0,54±0,40; Ni-r - 1,03±0,88; Cr-r - 0,56±0,19; Zn-r - 1,30±0,53; Mn-r - 12,8±22,5.
2. Будівництво земляних оборонних валів на території Надзбруччя відбувалося 2430 років тому, що доцільно враховувати при характеристиці історичних подій в Україні та аналізі діяльності людності залізного віку.
3. При палеогеографічних дослідженнях аналіз розвитку профілів різновікових ґрунтів доцільно проводити на основі відносних величин структури профілю, а не їх абсолютних потужностей. Для цього пропонуємо розраховувати відношення потужності гумусового горизонту, гумусованих та перехідних горизонтів до глибини залягання материнської породи.
Основні положення дисертації викладені у публікаціях
1. Дмитрук Ю.М. Кластерний аналіз геохімії ґрунтів елементарних ландшафтів Покутсько-Буковинських Карпат /Ю.М. Дмитрук, І.І. Слюсарчук // Фізична географія і геоморфологія. Вип. 46. Том 1. - Київ, 2004. - С. 48-56.
2. Дмитрук Ю.М. Районування екологічного стану ґрунтів Західного Лісостепу для цілей моніторингу / Ю.М. Дмитрук, І.І. Назаренко, І.І. Слюсарчук // Наук. записки Тернопільського держ. пед. ун-ту. Серія: географія. №2. - Част. 2. - 2004. - С. 85-90.
3. Слюсарчук І.І. Властивості ґрунтів, утворених на Траянових валах середнього Придністровя / І.І. Слюсарчук // Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова. - Серія 4. Географія і сучасність. - Вип. 19. - Київ: Ви-тво Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова. - С. 115-122.
4. Дмитрук Ю.М. Геохімія нікелю в ґрунтах агробіогеоценозів Прут-Дністровського межиріччя / Ю.М. Дмитрук, І.І. Слюсарчук // Генеза, географія та екологія ґрунтів. - Зб. наук. праць. - 2003. - Львів: Видавн. центр ЛНУ. - С. 126-130.
5. Слюсарчук І. Перерозподіл мулистої фракції у похованих ґрунтах Придністровя / І.І. Слюсарчук // Наук. вісник ЧНУ. - Вип. 391. Географія. - Чернівці: Рута, 2008. - С. 27-34.
7. Дмитрук Ю.М. Оцінка вмісту нікелю в ґрунтах елементарних ландшафтів Покутсько-Буковинських Карпат на основі геохімічних коефіцієнтів / Ю.М. Дмитрук, І.І. Слюсарчук // Ґрунтознавство. - 2003. - Том 4. - №1-2. - С. 78-83.
8. Дмитрук Ю.М. Вплив антропогенної діяльності на окремі показники ґрунтів агроландшафтів Прут-Сіретської лісолучної області / Ю.М. Дмитрук, І.І. Слюсарчук // Стан і розвиток агропромислового виробництва в межах єврорегіону «Верхній Прут». Матеріали 1-ї міжнар. наук.-практ. конф. Чернівці, 2003. - С. 8-10.
9. Слюсарчук І.І. Особливості профільного розподілу важких металів в сірих лісових ґрунтах агроекосистем Західного Лісостепу / І.І. Слюсарчук, Ю.М. Дмитрук // Наук. вісник ЧНУ. Вип.193. Біологія. - Чернівці: Рута, 2004. - С. 160-170.
10. Дмитрук Ю.М. Методика кластерного аналізу геохімії ґрунтів елементарних ландшафтів Покутсько-Буковинських Карпат / Ю.М. Дмитрук, І.І. Слюсарчук // Ландшафтознавство: традиції і тенденції. Матеріали міжнар. наук. конфер. 8-12 вересня 2004 р. - Львів, 2004. - С. 129.
11. Слюсарчук І.І. // Вміст важких металів у сучасних і похованих голоценових ґрунтах / І.І. Слюсарчук // Вісник аграрної науки. - 2008. - №1. - С. 69-71.