Воднобалансова характеристика соснових біогеоценозів Присамар’я Дніпровського

УДК 556.1:502(477.63)

О. В. Кухар, О. В. Котович
Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна, kuharoxanka1@mail.ru

О. V. Kukhar, О. V. Kotovych
Oles Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

Дніпропетровська область займає одне з перших місць в країні за екологічним різноманіттям різних природних умов. Разом із тим степове Придніпров’я – один із самих техногенно-трансформованих регіонів України. Тому весь комплекс біогеоценозів, прилеглих до р. Самара, потребує уваги як один із найкраще збережених природних комплексів степової зони України.

Одним із головних показників сталості природних біогеоценозів у зоні недостатнього зволоження є еколого-гідрологічні умови, які у свою чергу визначаються гідротермічним градієнтом, глибиною залягання ґрунтових вод, їх гідрохімічними показниками, водно-фізичними властивостями водовмісних порід і ґрунтів зони аерації, а також геоморфо­логічними особливостями місцевості. Предметом досліджень обрано гідродинамічний режим ґрунтових вод та основні балансові показники, а також режим і баланс вологи ґрунтів зони аерації. При цьому використовували методи гідродинамічного аналізу рівневого режиму ґрунтових вод, водно-балансовий – ґрунтово-гідрологічний.

Досліджено два типи соснових біогеоценозів, що характеризують екологічний ряд від сухого бору – тип лісу АВ0, через різнотравно-сухуваті – АВ0–1 і свіжуваті бори – АВ1–2. Сезонна рівнева динаміка ґрунтових вод тут найчіткіше проявляється у зимово-весняних підйомах, весняно-осінніх спадах і осінніх підйомах при мінімальних змінах під час зимового періоду. Споживання ґрунтових вод деревною рослинністю тут починається у середньому на дві декади раніше, ніж у заплавних дібровах, і припадає на квітень, що зумовлено швидкими темпами споживання ґрунтової вологи.

У сухому бору при середньому рівні залягання ґрунтових вод 5 м підйом їх рівня забезпечується атмосферними опадами, у середньому 52,0 мм/рік, або 10 % від опадів, що випали. Падіння рівня відбувається у результаті фізичного та фізіологічного випаровування, у середньому 74,2 мм/рік. Бічний відтік компенсується бічним підтоком. У середньому за рік витрати в результаті бічного відтоку становлять 0,18 мм/добу, або 65,7 мм/рік. Цей показник характеризує середньорічні значення, властиві для соснових біогеоценозів Присамар’я Дніпровського. Споживання ґрунтових вод сосновими біогеоценозами тут найнижче серед досліджуваних біогеоценозів – 40,3 мм. Показники стовбурової продуктивності також найнижчі – 117,5 м3/га.

Ґрунтові води у суховатому бору залягають у середньому на глибині 3,8 м. Умови живлення за рахунок атмосферних опадів тут деякою мірою кращі, ніж у сухих борах. Так атмосферне живлення тут становить 94,0 мм, або 13,5 % загальної кількості опадів. Зниження рівня ґрунтових вод відбувається за рахунок фізичного (106,5 мм) та фізіологічного (84,4 мм) випаровування. Бічний відтік і підтік урівноважені. Стовбурова продуктивність становить 187,5 м3/га.

Свіжі умови формуються за рівня залягання ґрунтових вод 2,6 м – свіжуватий бір. Інфільтраційне живлення тут становить 116,0 мм, або 22,0 % опадів. Загальні витрати – 108,2 мм. Унаслідок десукції втрачається 74,0 мм ґрунтових вод. Стовбурова продуктивність становить 244 м3/га.

Дослідження закономірностей загального вологообігу у соснових біогеоценозах проводили на прикладі сухуватого бору. Зволоження цієї ділянки – атмосферно-ґрунтове (із капілярної кайми ґрунтових вод). Із гідрологічної точки зору головна типологічна ознака даного біогеоценозу – низька вологоємність піщаних ґрунтів.

Вологість півтораметрової товщі ґрунтів на початок вегетаційного періоду, під час проведення досліджень, змінювалась у межах 130–190 мм, у середньому – до 166 мм вологи. Під час вегетаційного періоду з того ж шару ґрунту витрачається у середньому 71 мм вологи. За умов позитивного водного балансу тут формується періодично промивний тип водного режиму ґрунтів. До цього визначення можна додати термін «десуктивно», як це пропонує М. Ф. Кулик (1979), що, на нашу думку, цілком справедливо, оскільки паралельно з низхідним рухом гравітаційної вологи тут формуються висхідні потоки внаслідок десукції деревинної рослинності. Узагалі вологообіг перебуває тут на рівні 571 мм вологи. При цьому локальний коефіцієнт зволоження становить 0,69.

Отримане значення наближується до показників, властивих зволоженню степової зони, та відповідає умовам недостатнього зволоження. Оцінюючи фактори вологозабезпеченості даного типу біогеоценозів на фоні степових біогеоценозів, можна зазначити, що загальні умови зволоження, які тут переважають, хоч і наближуються до умов степового плакору, але деякою мірою поліпшуються за рахунок ґрунтових вод, частка яких у загальному водному балансі становить 16 %. У цілому умови зволоження, що тут панують, вузько місцеві, їх формування відбувається під впливом, у першу чергу літолого-геологічних і геоморфолог­гічних особливостей місцевості, при цьому зволоження відповідає інтразональному типу. На підставі виконаної роботи можна визначити:

– рівень ґрунтових вод у суховатому бору становить 180, в суборі – 420 см;

– зміни рівня відбуваються за рахунок транспіративної активності рослин і акумуляції атмосферних опадів;

– зволоження ґрунтів залежить від атмосферного зволоження та підйому води за рахунок капілярних сил;

– волога у ґрунтовому профілі розташовується нерівномірно;

– максимальна концентрація вологи у ґрунтовому профілі у свіжому суборі спостерігається в горизонті 130–160 см, у суховатому бору найбільша концентрація вологи на глибині 10–20 см, із 120 до 150 см спостерігається поступове збільшення, максимальний вміст вологи у степових едафотопах спостерігається у горизонті 10–40 см;

– водний баланс степових біогеоценозів формується з атмосферних опадів, тоді як досліджувані лісові екосистеми використовують ґрунтові води;

– за глибини залягання ґрунтових вод до 1,7 м їх відсоток у загальному водному балансі становить майже 25 %, інша частина балансу – волога атмосферних опадів; за більш глибокого залягання ґрунтових вод у суховатому борі їх відсоток участі у водному балансі знижується до 3,3 %; для степового плакору характерна стовідсоткова залежність від атмосферних опадів.


Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 37-38.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники