Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія аграрних наук України

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

06.01.02 - Сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки)

УДК 504.53.06:631.6

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Особливості трансформації природно-заповідних територій під впливом осушувальних меліорацій

Федотов Михайло

Миколайович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті гідротехніки і меліорації Національної академії аграрних наук

України (НААН)

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Цвєтова Олена Вікторівна Інститут гідротехніки і меліорації, провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України Слюсар Іван Тимофійович, ННЦ ”Інститут землеробства“ НААН, завідувач лабораторією землеробства на осушуваних землях кандидат сільськогосподарських наук, Зінчук Микола Іванович,

Волинський обласний державний проектно-технологічний центр охорони родючості ґрунтів і якості продукції «Облдержродючість», директор

Захист відбудеться “ 7 ” квітня 2011 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 в Інституті гідротехніки і меліорації за адресою:

03022, м. Київ-22, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації за адресою: 03022, м. Київ-22, вул. Васильківська, 37.

Автореферат розіслано “ ” березня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук, с.н.с Т.І. Топольнік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним із головних завдань ринкової економіки України є ефективне використання природно-ресурсного потенціалу регіонів. У зв'язку з активним розвитком екомережі, зокрема територій, що охороняються з охопленням ними земель різного функціонального призначення, актуальним є завдання удосконалення системи землеробства та оптимізація природокористування на меліорованих землях природно-заповідних територій. За сучасних умов трансформації соціально-економічних відносин у сільському господарстві довготривале меліоративне освоєння земель в межах природно-заповідних об'єктів потребує створення екологічно-збалансованої моделі природокористування із забезпеченням стабільності природних комплексів у поєднанні з економічно-ефективним використанням сільськогосподарських угідь, в тому числі осушуваних земель. Також актуальною є розробка системи інтегрованого управління якістю навколишнього середовища на основі гармонізації природних процесів і життедіяльності людини на пілотних об'єктах, найбільш показовими з яких є території, що мають природоохоронний статус і можуть бути використані як еталони регіонального значення. Актуальним є питання збалансування господарської та природоохоронної діяльності в межах природоохоронних територій, що мають в своєму складі меліоровані угіддя.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрямок наукових досліджень пов'язаний з виконанням науково-дослідних робіт держбюджетної тематики Інституту гідротехніки і меліорації за програмами Української академії аграрних наук, а саме: завдання 03.05.01 - 035 “Дослідити закономірності трансформації меліорованих агроландшафтів та розробити наукові основи інтегрованого управління водно-земельними ресурсами в зоні надлишкового зволоження”, 2006 - 2010 рр., номер державної реєстрації 0107U005092; завдання 3.02.02 - 050 “Дослідити процеси трансформації меліорованих територій, розробити системи їх комплексного захисту від деградації і підтоплення та моніторинг довкілля”, 2006 - 2010 рр., номер державної реєстрації 0106U005537.

Мета і завдання дослідження. Основною метою роботи є виявлення в межах природоохоронних територій з меліорованими землями напрямків змін еколого-меліоративного стану осушуваних земель, закономірностей трансформації територіальної структури геокомплексів під впливом осушувальних меліорацій, визначення економічно виправданих заходів землекористування та оптимізації природокористування.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішити наступні завдання:

- встановити напрями змін еколого-меліоративного стану осушуваних угідь та територіальної трансформації геосистем і їхніх окремих компонентів під впливом осушувальних меліорацій;

- визначити сучасний стан та напрямки землекористування в межах природно-заповідної території і, зокрема, на осушуваних та прилеглих до них землях за сучасних земельних відносин;

- розробити заходи з оптимізації сільськогосподарського використання угідь господарської зони природно-заповідних територій, в тому числі осушуваних і прилеглих до них земель з урахуванням соціально-економічних умов;

- розробити принципи прикладного ландшафтно-функціонального зонування територій що охороняються для умов Українського Полісся;

- розробити вдосконалену схему функціонального планування природоохоронної території з меліорованими землями, з урахуванням вимог її природоохоронного статусу та соціально-економічних потреб населення

Об'єкт дослідження - процеси трансформації територіальної структури та еколого-меліоративного стану земель природно-заповідного фонду під впливом осушувальних меліорацій.

Предмет дослідження - природно-територіальні комплекси природно-заповідних територій в умовах сільськогосподарського та водогосподарського використання.

Методи досліджень:

- історичний (ретроспективний) аналіз - визначення просторово-територіальної організації об'єкту дослідження та її змін упродовж історичного розвитку;

- ландшафтно-індикативний метод - аналіз змін компонентів на основі ландшафтного підходу;

- кластерний аналіз - визначення та групування територіальних та ландшафтних компонентів за спільними ознаками;

- графоаналітичний метод, що передбачає інтеграцію картографічних зображень та інформаційних баз даних для аналізу існуючої ситуації, просторових розрахунків, побудови проектних планів та схем;

- статистичний аналіз моніторингових даних.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в удосконалення методики оцінки еколого-меліоративного стану осушуваних земель, розробки принципів прикладного ландшафтно-функціонального зонування територій, що охороняються та схеми територіальної організації меліорованих агроландшафтів для потреб сільського господарства та охорони навколишнього природного середовища.

Вперше визначено:

- стан перетвореності ландшафтних комплексів природоохоронної території в умовах довготривалого меліоративного освоєння;

- можливості удосконалення територіальної структури природно-заповідних територій для потреб господарства та охорони природи;

- напрямки удосконалення системи землеробства на осушуваних землях природно-заповідних територій шляхом залучення в сільськогосподарський обіг ягідних культур.

Практичне застосування отриманих результатів. Отримані результати дослідження перетворення ландшафтів під впливом осушувальних меліорацій у поєднанні з існуючою системою еколого-меліоративного моніторингу осушуваних земель можуть бути використані у ландшафтних та природоохоронних дослідженнях, для проведення меліоративних заходів, для прийняття управлінських рішень раціонального природокористування та територіального планування.

Результати досліджень включено до програми досліджень наукового відділу Шацького національного природного парку та програми розвитку сільськогосподарської галузі Шацького району Волинської області.

Особистий внесок здобувача. На підставі узагальнення отриманих результатів теоретичних та експериментальних досліджень автором особисто розроблено і сформульовано всі основні положення дисертаційної роботи щодо проблем ефективного природокористування на меліорованих землях у межах територій, що охороняються, проведення ландшафтно-функціонального зонування території та оцінки трансформації меліорованих агроландшафтів у сучасних умовах. Автор особисто проводив польові дослідження, аналіз експериментального матеріалу, узагальнення результатів досліджень і формування висновків і рекомендацій виробництву.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи розглядались на щорічних засіданнях відділу меліорації перезволожених земель Інституту гідротехніки і меліорації УААН (2006 - 2008 рр.); на третій всеукраїнській конференції “Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія” (м. Київ, 2006); VIIІ, ІХ та Х міжнародних наукових конференціях “Zagospodarowanie zlewni Bugu i Narwi w ramach zrуwnowaїonego rozwoju” (Dкbe (Польща), 2007, 2009; м. Варшава, 2010); науково-практичній конференції молодих учених “Роль меліорації в забезпеченні сталого розвитку землеробства” (м. Київ, 2007); міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очищення природних і стічних вод” (м. Миргород, 2008); 23-ій Європейській регіональній конференції “Прогресивні методи управління водними ресурсами для сільськогосподарського виробництва та розвитку сільських територій” (м. Львів, 2009); ІІІ міжнародній науково-технічній конференції “Актуальні проблеми водного господарства та природокористування” (м. Рівне, 2009); конференції, присвяченій 25-річчю Шацького національного природного парку “Особливості природоохоронної діяльності Шацького національного природного парку: планування, управління, фінансування” (с. Світязь, 2009); міжнародній науково-практичній конференції “Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель” (м. Мінськ, 2009).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 13 наукових праць, із них 4 статті у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, переліку використаних джерел із 172 найменувань, 7 додатків. Загальний обсяг дисертаційної роботи 212 сторінок. Текст дисертації ілюстровано 90 рисунками та 29 таблицями.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито сутність наукової проблеми, обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання, показано зв'язок роботи з науковими програмами, зазначено наукову новизну отриманих результатів, їхнє практичне значення.

У першому розділі “Стан та основні завдання дослідження процесів трансформації природно-заповідних територій під впливом довготривалого меліоративного освоєння” розкрито теоретичні основи антропогенної трансформації природно-територіальних комплексів. Проаналізовано літературні джерела з питань впливу осушувальних меліорацій на природні комплекси та їх складові.

Теоретичною базою вивчення антропогенної трансформації ландшафтів є наукові основи сучасної ландшафтної екології, розробленої М.Д. Гродзинським, геоекології - О.Г. Топчієвим, сучасні уявлення про геосистемний моніторинг розроблені А.В. Мельником, Г.П. Міллером, ландшафтно-геохімічної екології - В.М. Гуцуляком, Л.Л. Малишевою. Теоретична та прикладна інформаційна база змін природних компонентів під впливом осушувальних меліорацій висвітлена в працях В.Є. Алексєєвського, О.В. Цвєтової, О.В. Скрипника, В.Р. Бурдея, С.Т. Вознюка та ін.

У другому розділі “Природні умови території та методика досліджень” подається характеристика природних умов досліджуваної території, аналіз меліоративного її освоєння та система моніторингу за станом навколишнього природного середовища. В даному розділі розглянуто методику досліджень.

Для дослідження трансформації природно-територіальних комплексів під впливом осушувальних меліорацій обрано меліоративні природно-технічні системи межиріччя Західного Бугу і Прип'яті до якої входить територія Шацького національного природного парку. Дана територія характеризується типовістю природних умов поліської зони, частково збереженими природними комплексами та має велику історію розвитку осушувальних меліорацій.

Дослідження включали два основні етапи - оцінку зміни еколого-меліоративного стану досліджуваної території відповідно до методики, розробленої лабораторією природоохоронних заходів ІГіМ НААН на основі багаторічних моніторингових даних, та аналіз просторової трансформації меліоративних природно-технічних систем на основі кластерного аналізу.

Основними показниками еколого-меліоративного стану території є рівневий режим ґрунтових вод, що є визначальним у водному живленні сільськогосподарських культур, вміст хімічних елементів у ґрунтових водах та стан ґрунтового покриву, його водно-фізичні та агрохімічні показники.

Аналіз просторової трансформації меліоративних природно-технічних систем проводили на основі встановлення ступеня перетвореності лісових, лучних, орних земель та боліт, які є основними показниками, що характеризують природні комплекси за їхньою придатністю до господарського використання території. Оцінку трансформації проведено за допомогою ландшафтно-індикативного методу, суть якого полягає у використанні зовнішніх помітних особливостей місцевості (рельєф, рослинність, гідромережа тощо) як показників, що характеризують зміни ландшафтів. Для картографічного аналізу нами використано карти різних років виготовлення: військово-топографічна карта Росії (1867 р.), карта Варшавського Військового інституту (1933 р.), Головного управління геодезії і картографії при Раді Міністрів СРСР (1947 р.), Генерального штабу Радянської Армії (1970 р.), Київської військово-картографічної фабрики (1980 р.). Використовували також сучасні карти рельєфу, рослинного та ґрунтового покривів, карту функціонального використання території Шацького національного природного парку. Дослідження проводили шляхом опрацювання картографічного зображення за категоріями земель по роках за допомогою кластерного аналізу із встановленням особливостей динаміки їх просторово-територіального поширення. Динаміку змін структури земель визначали через порівняння площ лісів, боліт, лук та сільськогосподарських угідь, територіальне поширення їх (природна складова) та динаміку меліоративного навантаження - через порівняння довжини каналів та їхні площі впливу (антропогенна складова) за період 1867 - 2007 рр. Одержані результати покладено в основу удосконалення існуючої методики оцінки еколого-меліоративного стану шляхом залучення нових показників (зміни ландшафтів та їх компонентів) аналізу впливу осушувальних меліорацій на природні комплекси .

У третьому розділі “Оцінка трансформації ландшафтних комплексів межиріччя Західного Бугу та Прип'яті в умовах довготривалого меліоративного освоєння” представлено результати оцінки еколого-меліоративного стану території дослідження та аналізу просторової трансформації меліоративних природно-технічних систем.

Оцінка зміни еколого-меліоративного стану. Станом на 2008 р. близько 68,7% осушуваних угідь по Шацькому району Волинської області були у задовільному стані, сприятливий меліоративний стан зафіксовано на площі лише 964 га (9,8%), незадовільний - на площі 2142 га (21,5%). Головною причиною формування незадовільного стану є близьке залягання рівня ґрунтових вод. Аналіз динаміки формування меліоративного стану осушуваних Шацького району за 1970 - 2007 рр. показує, що найбільш динамічні зміни простежувались у розподілі площ із задовільним та сприятливим станом. Встановлено, що відбувається поступове зменшення площі територій із сприятливим станом і перехід їх до категорії територій із задовільним меліоративним станом. Це пояснюється переформуванням водного режиму та збільшенням площ з рівнем ґрунтових вод понад 1 м (рис. 1). У розрізі сільськогосподарського року метеорологічні чинники більшою мірою впливають на меліоративний стан в передпосівний період. Водночас площі земель з несприятливим меліоративним станом переважно фіксуються в передпосівний період, зменшуючись (у півтора - два рази) у період вегетації (рис. 2).

Рис. 1 Розподіл територій Шацького району з різним рівнем залягання ґрунтових вод

Рис. 2 Відсоток територій Шацького району з несприятливим меліоративним станом до загальної площі с.-г. угідь

Рівневий режим ґрунтових вод осушуваних територій. Осушувальна система “Регулювання верхів'їв річки Прип'ять” протягом періоду моніторингових спостережень (1977 - 2008 рр.) на значній території забезпечувала норму осушення (глибина залягання ґрунтових вод 0,5 - 0,8 м від поверхні землі на передпосівний період та 0,8 - 1,0 м - на середину вегетаційного періоду). Зі збільшенням кількості опадів збільшувались площі з глибиною залягання рівнів ґрунтових вод 0,5 м до 3 - 5 % загальної площі. У посушливі роки ці площі зменшуються до 1 - 2 % загальної площі. Площі, де рівні ґрунтових вод залягають на глибинах 1,5 - 2 м, змінюються неістотно і в перезволожені роки становлять 0 - 2% загальної площі, а в посушливі роки - 1 - 3 %. Площі, з глибиною залягання рівнів ґрунтових вод залягають на глибинах 0,5 - 0,75 м і 0,75 - 1,5 м, що характеризує сприятливий і задовільний меліоративний стан, становлять 91 - 96 % загальної площі. Річні амплітуди коливань рівня ґрунтових вод до будівництва осушувальної системи становили 0,20 - 1,23 м, максимальні відмічені в 1976 - 1977 рр., тобто після поглиблення русла річки. Починаючи з 80-х років рівні залягання ґрунтових вод у межах території осушувальної системи мають чітку тенденцію поступового зниження до запланованих проектних відміток, а на сьогоднішній день чітко простежується тенденція до його підвищення (рис. 3). Аналізуючи коливання глибин залягання РГВ за багаторічний період спостережень в межах Копаївської осушувальної системи можна зробити висновок про те, що осушувальна система на більшій частині території не забезпечувала формування оптимального водного режиму. В передпосівний період несприятливий меліоративний стан (з РГВ вище 0,5 м) спостерігався на площі 700- 1000 га, а на середину вегетації - 700 - 800 га.

Це впливало і на врожайність сільськогосподарських культур на осушуваних землях системи, що становили 70 - 80 % проектної. Сприятливий меліоративний стан спостерігався в середньому на незначних площах (500 - 650 га) у верхній частині системи (рис. 4). Регулювання водного режиму ґрунту методом шлюзування здійснювалось на більшій частині території системи (2620 га) та було малоефективним, оскільки вплив заходів регулювання не поширювався більше за 10 -15 м від каналу в торфах та 25 - 30 м

Рис. 3 Рівень ґрунтових вод за свердловинами на території осушувальної системи “Регулювання верхів'їв р. Прип'ять” на передпосівний період за 2003 - 2009 рр.

Рис. 4 Розподіл рівнів ґрунтових вод на території Копаївської осушувальної системи на середину вегетаційного періоду 1993 р.

на мінеральних ґрунтах. Причиною цього є незадовільний технічний стан внутрішньогосподарської мережі, та, зі створенням Шацького національного природного парку, припинення ремонтно-експлуатаційних робіт в південній частині системи. Ефективніше затримання стоку відбувалось на дренованих територіях, але їхня площа не перевищувала 200 - 300 га. Внаслідок цього зниження рівнів ґрунтових вод до норми осушення (весною) відбувалось протягом 25 - 30 днів, у літній період - за 7 - 10 днів, швидкість зниження РГВ - близько 0,1 м/добу за найшвидшого зниження в зоні дії дренажу.

Хімічний склад ґрунтових вод території осушувальних систем межиріччя Західного Бугу і Прип'яті характеризується досить добре вираженим одноманіттям у період їхнього будівництва, введення в експлуатацію та інтенсивної експлуатації як за катіонним та аніонним складом, так і за мінералізацією.

По всій території переважають води гідрокарбонатно-кальцієві із середньою мінералізацією 330 мг/л.

На території осушувальних систем найпоширенішими є наступні типи ґрунтів: дерново-підзолисті, дернові, лучні та болотні. Внаслідок меліорації і спрацювання торфу на окремих масивах системи утворились антропогенно трансформовані ґрунти з різним вмістом органічної речовини.

Спостереження за водним режимом мінеральних ґрунтів показали, що в умовах відсутності двостороннього регулювання на осушуваних масивах відбувається глибоке спрацювання вологозапасів ґрунту за вегетаційний період. В умовах сухого та нормального щодо зволоження вегетаційних періодів вологість ґрунту знижується до рівня ВРК (вологість розриву капілярів) - ВВ (вологість в'янення) і лише у вологі роки протягом всієї вегетації вологість ґрунту наближається до оптимальних значень. Водний режим торфових ґрунтів залежить від особливостей та інтенсивності осушення. Спостереження показують, що у весняний період вологість ґрунту становить 90 % ПВ (повної вологоємкості) і вище. Більшу частину вегетаційного періоду вологість верхнього шару (0 - 50 см) підтримується на рівні 70 - 75% ПВ, що близько до оптимальних значень, і лише короткочасно орний шар пересихає до ВРК. Нижня частина ґрунтового профілю більшу частину року перебуває в перезволоженому стані на рівні 90 % ПВ і вище. Після великих злив такі ґрунти періодично перезволожуються, особливо за повільного відведення надлишкової води дренажною системою.

Ґрунти переважно слабко кислі з величиною рН від 4,5 до 7, слабко забезпечені гумусом (0,2 - 2 %), елементами живлення (рухомі форми азоту, фосфору і калію). Вміст нітратного азоту в ґрунті постійно змінюється в зв'язку з високою його рухомістю і не перевищує 10 мг на 100 г сухого ґрунту. Мінеральні ґрунти також мало забезпечені фосфором та калієм. Вміст рухомого фосфору коливається в межах 0,8 - 10 мг на 100 г мінерального ґрунту і 0,5 - 14 мг на 100 г торфових ґрунтів. За вмістом обмінного калію (K2O) ґрунти в більшості випадків також слабко забезпечені. Лише в окремих випадках в мінеральних ґрунтах його вміст сягав 26 мг на 100 г ґрунту, а в торфових - 58,8 мг на 100 г ґрунту.

Аналіз просторової трансформації меліоративних природно-технічних систем

Просторово-територіальна трансформація меліорованих територій

Як свідчать картографічні джерела, осушувальні роботи мали місце на досліджуваній території ще з середини ХХ століття. Встановлено, що частина площі впливу роботи осушувальних каналів на ландшафтне різноманіття територій національного парку протягом останніх 150 років не була меншою за 17,8 % (в 1947 р.) його сучасної території, а максимальний показник сягав 87 % у 1980 р., на який припадає пік розвитку осушувальних робіт у ХХ столітті.

Переважна частина парку характеризується незмінною структурою лісовкритої площі, що свідчить про високу стійкість даного елементу ландшафтів до антропогенного втручання, в тому числі до осушувальних меліорацій. Досить значна територія національного парку характеризується позитивними тенденціями розвитку, що вказує на високий потенціал лісових масивів до відтворення. Періодична динаміка розвитку лісів притаманна невеликій території, а від'ємна взагалі не простежується. Отже, слід підкреслити, що лісонасадження є одним із важливих факторів нейтралізації негативних антропогенних впливів на ландшафти Полісся, а лісомеліорація - потужний фактор розвитку лісових масивів.

Щодо малих озер, то динаміка площ їхнього водного дзеркала є дещо складнішою, але в загальних рисах вона також є дуже подібною до багаторічного розподілу опадів. Складність динаміки площ водного дзеркала для малих озер пояснюється їхньою значно вищою чутливістю до впливу будь-яких факторів через їх малі розміри та незначні глибини. Але відсутність різких коливань дзеркала води озер вказує на їхню стійкість до зростаючого антропогенного навантаження, високий потенціал до саморегулювання та самовідтворення в сучасних умовах і відповідає багаторічній динаміці режиму озер.

Рис. 7 Динаміка площі заболочених територій Шацького НПП

Надлишково-зволожені території. Болота та заболочені землі досліджуваної території, які власне і були основним об'єктом осушувальних меліорацій, виявились найбільш трансформованими природно- територіальними комплексами. Територіальні зміни болотних комплексів упродовж історичного розвитку не однозначні та досить динамічні (рис. 7). Динамічні зміни територіального поширення боліт пояснюються широким набором антропогенного навантаження, пов'язаного з соціально-економічними факторами та низькою здатністю болотних екосистем протистояти цьому впливу.

Зменшення територіального поширення заболочених територій чітко простежується з 1970-х років, що корелюється з початком розвитку широкомасштабних осушувальних меліорацій, які власне і були направлені на перетворення низькопродуктивних боліт у високопродуктивні сільськогосподарські угіддя. Отримані дані трансформації площ боліт підтверджують відомі тези про слабку стійкість болотних систем, на місці яких у межах Шацького НПП з'явились інші меліоровані агроландшафти.

Лучні комплекси та сільськогосподарські угіддя. У динаміці територіальних змін різкі коливання площ сільськогосподарських угідь національного парку (включаючи лучні комплекси, ріллю, землі під забудовами та транспортними комунікаціями) відсутні лише за останні 30 років (рис. 8). Найбільші коливання територіальної динаміки сільськогосподарських угідь простежуються до середини ХХ століття, що спричинено відповідними економічними та соціальними факторами тих часів. Результати кластерного аналізу динаміки просторово-територіального розвитку сільськогосподарських угідь також показують, що переважна частина території національного парку характеризується в цілому стабільністю розвитку геосистем, винятком є території осушувальних систем, де болотні масиви перетворювали на сільськогосподарські угіддя.

Результати застосування кластерного аналізу динаміки трансформації ландшафтних комплексів під впливом осушувальних меліорацій

Використання кластерного аналізу на основі встановлених результатів напрямків динаміки територіальної трансформації лісових, болотних, лучних ландшафтів та орних земель дало можливість виявити основні тенденції комплексного розвитку територій для кожної функціональної зони та національного парку загалом. За допомогою даної методики нами виділено райони за схожими тенденціями розвитку ландшафтних систем, що показують напрямки просторово-територіальної трансформації геокомплексу Шацького національного природного парку під впливом

Господарська зона характеризується досить строкатим набором динамічних процесів у ландшафтах, чільне місце серед яких займають періодичні територіальні зміни ландшафтних комплексів, які простежуються в південній, східній та частково північній частині функціональної зони, тобто в межах територій інтенсивного меліоративного, лісомеліоративного та інших видів господарського освоєння. Центральній частині зони, тобто селитебній території та області поширення орних земель, притаманний стабільний розвиток ландшафтних систем, що не спричинило ніяких перетворень ландшафтних компонентів протягом останніх 150 років господарського освоєння. Основну частину заповідної зони займають незмінені або відносно не змінені ландшафтні комплекси, що спостерігаються на даній території з середини ХІХ століття.

Досить значну територію займають ландшафти з позитивною динамікою розвитку. Території поблизу озер Мошно, Острів?янське та Люцимер характеризуються періодичними змінами ландшафтів, що спричинено розвитком як меліоративних (поблизу озера Мошно), так і рекреаційних видів господарського освоєння.

Протягом досліджуваного періоду функціональна зона стаціонарної рекреації характеризується відносно не зміненими ландшафтами на північ від озера Пісочне та ландшафтами з періодичною динамікою розвитку, що є наслідком розвитку рекреаційного господарства. Функціональній зоні регульованої рекреації, подібно до господарської, властивий широкий набір динамічних перетворень ландшафтів. Більша частина зони характеризується періодичними змінами у ландшафтних комплексах. Відносно не зміненими вважаються території заплавних комплексів річок Прип'ять та Західний Буг, більша частина узбереж озер Кримно та Світязь та західне узбережжя оз. Пулемецьке. Позитивна динаміка розвитку ландшафтів частково властива узбережжю оз. Пулемецьке та міжозерному комплексу Світязь - Перемут. Територія, де простежувались динамічні зміни природно-територіальних комплексів, охоплює північне узбережжя оз. Луки.

Встановлено, що в межах досліджуваної території трансформація ландшафтів протягом останніх 150 років відбувалась як закономірна історична зміна геокомплексу внаслідок соціально-економічного розвитку регіону без суттєвих негативних перетворень.

Отже, отримані результати виявлених напрямків трансформації геосистем території Шацького НПП під впливом осушувальних меліорацій свідчать про те, що ландшафтні компоненти є важливим індикатором оцінки антропогенного впливу на навколишнє середовище і вказують на можливість застосовувати використану методику оцінки впливу даного виду антропогенного навантаження на природні комплекси і на інші території гумідної зони з метою їх оцінки та розробки відповідних заходів соціально-економічного розвитку регіонів.

У четвертому розділі “Сільськогосподарське використання осушуваних угідь та його ефективність” розкрито особливості ведення сільськогосподарського виробництва на осушуваних землях досліджуваної території. угіддя меліорація геосистема землекористування

За даними інвентаризації 2008 р. із 9951 га осушуваних сільськогосподарських угідь Шацького району Волинської області рілля займає 3472 га, сіножаті 3586, пасовища 2893 га (рис. 10), при цьому у сільськогосподарському виробництві у 2009 р. використовується лише 3900 га (39 %). Найбільша площа, що не використовується, припадає на сінокоси - 48 % (рис. 11 ).

Головними причинами зменшення площ використання осушуваних с.-г. угідь є організаційно-господарські, передусім розпаювання земель, і як наслідок збільшення кількості землевласників та подрібнення землеволодіння. Іншими вагомими причинами даної ситуації є незадовільний технічний стан осушувальної мережі та пов'язані з цим розвиток процесів підтоплення та заболочення. Фактично 71 % осушуваних земель с.-г. призначення на сьогодні є розпайованими, а основними землекористувачами є громадяни (1934 осіб), які використовують 6149,47 га угідь. В районі діє 8 недержавних сільськогосподарських підприємств, з яких лише 1 фермерське господарство (880 га). Слід зауважити, що 65 % території Шацького адміністративного району займає національний парк, що є також одним із землекористувачів. Із загальної площі парку близько 42 % - це землі безпосереднього користування національного парку. Сільськогосподарськими угіддями зайнято 23 % території парку, 98,9 % з яких використовують інші користувачі і лише 1,2 % - землі постійного користування НПП. У межах його території сільськогосподарським виробництвом займаються 8 колективних сільськогосподарських підприємств та 1 державне науково-дослідне господарство (табл. 1). На приватних земельних ділянках сільськогосподарським виробництвом займаються: 6,2 тис. особистих підсобних господарств - їх загальною площею 2,3 тис. га; 3 селянських фермерських господарства загальною площею близько 60 га. Рілля на визначеній території займає 11,4 тис. га (15 %), сіножаті - 4,6 тис. га (6%), пасовища 6,0 тис. га (8%). Основними культурами, типовими для зони надлишкового зволоження, є зернові (головним чином озима пшениця, жито), картопля, льон-довгунець та меншою мірою кормові коренеплоди. Станом на 2008 р. урожайність зернових культур загалом на землях Копаївської осушувальної системи становила 10 ц/га, ОС “Регулювання верхів'їв р. Прип'ять” - 14,1 ц/га, тоді, як в середньому по Волинській області даний показник становив 25,2 ц/га, урожайність озимої пшениці відповідно 11,5 та 8 ц/га, жита - 9,3 та 10,8 ц/га.

Таблиця 1 Сільськогосподарські угіддя Шацького НПП

Угіддя	Разом в межах ШНПП	с.-г. угіддя в межах земель
		наданих парку в постійне користування	які в ходять до парку без вилучення у користувачів
	га	% загальної площі НПП	га	% загальної площі НПП	га	% загальної площі НПП
Сільгоспугіддя	11696,0	23,87	140,9	0,28	11555,1	23,59
з них: - рілля	4781,6	9,75	43,3	0,08	4738,3	9,67
- багаторічні насадження	3,3	0,01			3,3	0,01
- сіножаті	3557,2	7,26	81,3	0,17	3475,9	7,09
- пасовища	3353,9	6,85	16,3	0,03	3337,6	6,81

Такі культури, як картопля та льон-довгунець у межах даних систем у промислових об'ємах взагалі не вирощували. Динаміка урожайності зернових культур, починаючи з 90-х років, для досліджуваних осушувальних систем вказує на постійне її зниження і завжди була нижчою від середньої по Волинській області. Найбільш продуктивними в межах осушувальних систем є покращені сінокоси (урожайність 6 - 10 ц/га).

Загалом на ефективність використання осушуваних земель та рівень урожайності сільськогосподарських культур на цих землях впливає цілий комплекс факторів, а саме:

1. меліоративний стан, особливо в передпосівний період (через технічний стан внутрішньогосподарської мережі), роль якого є вирішальною в тривалості термінах відведення поверхневих вод і зниження рівня ґрунтових вод та, опосередковано, в строках сівби і проведення агротехнічних заходів;

2. меліоративні заходи (шляхом регулювання водного режиму), що переважно позначаються на урожайності сільськогосподарських культур опосередковано, через створення умов і додержання термінів проведення весняних польових робіт;

3. зміна у землекористуванні та власності на землю, що відбиваються у подрібненні землевласників - недостатній рівень економічної ефективності вирощування сільськогосподарських культур на осушуваних землях і відсутність мотивації для господарювання.

У п'ятому розділі “Удосконалення природокористування як основа формування сталих агроландшафтів у межах природно-заповідних територій” наведено основні напрямки оптимізації природокористування на осушуваних землях у межах природно-заповідних територій.

Зміна структури природокористування на осушуваних землях та покращення системи землеробства. Основні напрямками оптимізації природокористування можуть бути представлені наступними блоками: екологічний - часткова ренатуралізація осушуваних угідь; технічний - часткова реконструкція осушувальної мережі; економічний - оптимізація системи землеробства меліорованих територій.

Низький рівень використання осушуваних угідь, погіршення технічного стану осушувальних систем призвели до вторинного заболочення сільськогосподарських угідь та поширення процесів їх заліснення. Близьке розташування таких територій до Шацького НПП та відповідність відновлюваних умов на них до типово поліських дають підстави для можливості ренатуралізації цих осушуваних територій та надання їм природоохоронного статусу. Основним напрямком підвищення ефективності використання осушуваних земель у межах заповідних територій є залучення в сільськогосподарський обіг нових перспективних культур, насамперед ягідних, типових для даної території. Такими культурами можуть бути чорниця високоросла, малина, смородина чорна, порічка, суниця.

Таблиця 2 Продуктивність сільськогосподарських культур

Культура	Оптові закупівельні ціни, грн/т	Урожайність, т/га	Вартість продукції, грн/га
Пшениця 3 класу	1200	1,15	1380
Жито	980	0,93	911,4
Ячмінь	900	0,9	810
Картопля	4000	15,4	61600
Чорниці	9000	28,06	252540
Суниця	8000	1,7	13600
Порічки	11500	1,77	20355
Смородина	12500	1,67	20875
Малина	17500	11,5	201250

За даними Міністерства аграрної політики України, станом на 1 квітня 2010 р. оптові закупівельні ціни на сільськогосподарську продукцію по Волинській області становили: пшениця озима 3-го класу - 1200 грн/т, жито - 980 грн/т, ячмінь - 900 грн/т; середня закупівельна вартість 1 кг картоплі та коренеплодів - 4 грн/кг (4000 грн/т). Оптові закупівельні ціни на ягідні культури: - чорниця - 9 грн/кг (9000 грн/т), суниця - 8 (8000), порічки - 11,5 (11500), смородина чорна - 12,5 (12500) і малина 17,5 грн/кг (17500 грн/т). Найвищі закупівельні ціни на сьогоднішній день склалися саме на ягідну продукцію. Враховуючи сучасну середню урожайність зернових та технічних культур, а також проектну урожайність ягідних культур, встановлено, що найбільший валовий збір урожаю з одного гектара меліорованих угідь припадає на чорницю (28,06 т/га), картоплю (15,4 т/га) та малину (11,5 т/га). Враховуючи середні оптові закупівельні ціни на сільськогосподарську продукцію, встановлено, що в грошовому еквіваленті найбільша продуктивність 1 га меліорованих угідь території Волинського Полісся припадає саме на чорницю, малину та картоплю (табл. 2).

Найбільша продуктивність на осушуваних землях гумідної зони досягається шляхом вирощування чорниць, малини, а також картоплі. Хоча суниця, порічки та смородина і є на нижчих позиціях від вищеназваних культур, але все ж дають набагато більшу продуктивність в грошовому еквіваленті, ніж зернові культури. Найвищі ж показники економічної ефективності маємо за вирощування ягідних культур (малини та суниці), рентабельність яких досягає більше 300 % (табл. 3). При цьому економічні показники вирощування зернових культур в зоні надлишкового зволоження значно нижчі. Підвищення ефективності використання меліорованих земель може досягатися шляхом запровадження сучасних технологій вирощування технічних культур та розширення посадки ягідних культур.

Ландшафтно-функціональне зонування території. Метою ландшафтно-функціонального зонування території є виділення її елементів за переважаючим типом цільового використання, характером та інтенсивністю господарської діяльності та відтворення природних ресурсів. Відповідно до

Оптимізація функціонування меліорованих агроландшафтів для охорони природи. Розроблена нами оптимізаційна схема включає три блоки:

І. Блок охорони та відтворення меліорованих агроландшафтів. Основними категоріями його є:

1) формування екологічного ядра на основі ландшафтних комплексів існуючої заповідної зони національного парку, яким властивий найменший ступінь їх перетвореності;

2) створення буферної зони для забезпечення стійкого розвитку та охорони найцінніших ландшафтних угрупувань, що характеризується неперетвореними ландшафтами та розташовується навколо заповідного ядра;

3) встановлення екологічних коридорів, якими можуть виступати території, на яких простежується позитивна тенденція розвитку ландшафтних комплексів. Дані території володіють високим потенціалом самовідтворення, тому потребують спеціального природоохоронного статусу;

4) виділення так званої відновлюваної території, якою є район, прилеглий до міжозерного комплексу Луки - Перемут. Ландшафтні угрупування даної території були порушені внаслідок меліоративного освоєння (функціонування Копаївської осушувальної системи), характеризуються періодичною динамікою розвитку і володіють високим ступенем самовідновлення (територія перспективної ренатуралізації воно-болотних угідь).

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі висвітлено результати оцінки зміни еколого-меліоративного стану осушуваних земель та трансформації ландшафтів в умовах довготривалого меліоративного освоєння природоохоронних територій, що мають у своєму складі меліоровані угіддя.

1. На основі багаторічних досліджень підтверджено, що еколого-меліоративний стан меліорованих агроландшафтів території межиріччя Західного Бугу і Прип'яті під впливом довготривалих осушувальних меліорацій (1960 - 2009 рр.) в цілому характеризується як сприятливий та задовільний для вирощування сільськогосподарських культур: рівні ґрунтових вод знаходяться в межах проектних відміток (0,5 - 0,8 м у передпосівний період і 0,8 - 1,0 м у вегетаційний), відповідають нормі осушення і повністю залежать від метеорологічних факторів; вміст хімічних елементів у ґрунтових водах є набагато нижчим за граничнодопустимі концентрації.

2. В умовах довготривалої експлуатації меліоративних систем вологість верхнього шару (0-50 см) ґрунту підтримується на рівні 70-75% ПВ, що близьке до оптимальних значень для вирощування сільськогосподарських культур. За хімічним складом осушувані ґрунти бідні на поживні речовини: вміст гумусу - 0,2 - 2 %, вміст обмінного калію в мінеральних ґрунтах - 4 - 8 мг на 100 г ґрунту, а в торфових - 8 - 10 мг на 100 г ґрунту, вміст рухомого фосфору коливається в межах 0,8 - 10 мг на 100 г ґрунту на мінеральних ґрунтах і 0,5 - 14 мг на 100 г ґрунту на торфових ґрунтах, вміст нітратного азоту в ґрунті постійно змінюється в зв'язку з високою його рухомістю і не перевищував 10 мг на 100 г сухого ґрунту.

3. Збільшення в межах осушувальних систем площ , що характеризуються задовільною меліоративною обстановкою із 18 до 68 % (по Шацькому району) і відповідне зменшення (із 68 до 10%) із сприятливою спричинене погіршенням технічного стану внутрішньогосподарської мережі, зниженням рівня експлуатації та агротехніки вирощування сільськогосподарських культур на меліорованих землях.

4. На основі аналізу територіальної трансформації ландшафтних комплексів встановлено, що більша частина території Шацького національного природного парку характеризується стабільним та позитивним розвитком ландшафтних компонентів протягом останніх 150 років. За цей період співвідношення лісових, надлишково-зволожених, лучних комплексів та сільськогосподарських угідь практично не змінилися і коливаються в межах 10 - 13 %, що вказує на фактично зрівноважений хід розвитку ландшафтів досліджуваної території. Території із сприятливим і задовільним станом трансформованості ландшафтів становлять 39197,6 га, або 80 % території Шацького національного природного парку.

5. Реформування економічних відносин в аграрному секторі економіки, високий відсоток розпаювання осушуваних земель сільськогосподарського призначення (71%) спричинило подрібнення землеволодінь, погіршення технічного стану осушувальної мережі та зниження попиту на сільськогосподарську продукцію зумовило погіршення рівня використання меліорованих територій, поширення процесів підтоплення і заболочення територій, зниження урожайності зернових культур (з 26 до 10 ц/га) та виведення з промислового обігу типових для Полісся культур (картопля, кормові коренеплоди, льон-довгунець).

6. Підвищення ефективності використання осушуваних земель у складі природоохоронних об'єктів у сучасних умовах може бути здійснено шляхом запровадження в сільськогосподарське виробництво ягідних культур, типових для поліської зони, це чорниця високоросла, малина, смородина, порічка та суниця. Рентабельність виробництва даних культур становить близько 100%, а малини та суниці до 300 %, що обумовлюється високими закупівельними цінами на дану продукцію та високу урожайність культур.

7. Базуючись на результатах оцінки еколого-меліоративного стану та просторово-територіальної трансформації меліоративних природно-технічних систем з метою удосконалення територіальної структури Шацького національного природного парку для потреб господарства та охорони природи розроблено ландшафтно-функціональне зонування та схему оптимізації природно-територіальних комплексів, що включає три блоки: охорони та відтворення меліорованих агроландшафтів; оптимального господарського використання меліорованих природно-технічних систем; оптимізації заходів функціонуючих меліоративних об'єктів. За даною схемою відповідний територіальний розподіл блоків 38,2 %, 36,1 % та 15,2 % (13 % території парку займають озера) забезпечить оптимальне функціонування природних об'єктів у поєднанні з інтенсивним використанням сільськогосподарських угідь.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах довготривалого меліоративного освоєння осушуваних земель Західного Полісся рекомендовано:

- північну частину території осушувальної системи “Регулювання верхів'їв річки Прип'ять”, що прилягає до Шацького національного природного парку (від с. Положеве до с. Забужжя), де простежується незадовільний меліоративний стан, поширюється вторинне заболочення та природне заліснення, перевести до природно-заповідної території.

- На території Шацького національного природного парку:

- створити буферну зону за рахунок територій з найменшим ступенем антропогенної перетвореності ландшафтів та територій з високою буферною здатністю ландшафтних компонентів, що займатиме площу 9800 га і повністю відокремлюватиме від господарської зони заповідне ядро та мінімізуватиме антропогенний вплив на нього;

- на площі 2400 га (від оз. Пулемецьке до південного узбережжя оз. Пісочне та від східного узбережжя озера Світязь до північної околиці смт. Шацьк) провести формування екологічних коридорів у межах осушувальних систем в районах поширення процесів вторинного заболочування та заліснення, які сполучать основні екологічні ядра даного регіону;

- території, яка охоплює міжозерний комплекс Луки-Перемут надати особливого заповідного статусу, оскільки ландшафтні угрупування були порушені внаслідок меліоративного освоєння (функціонування Копаївської осушувальної системи) та простежуються процеси природної ренатуралізації.

- осушувані землі з добре відрегульованим водним режимом рекомендується використовувати під посадки ягідних культур, а на територіях із незадовільним меліоративним станом рекомендується провести заходи з ренатуралізації.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ НА ТЕМУ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у фахових виданнях

1. Федотов М. М. Напрями антропогенної трансформації осушуваних земель для ефективного управління якістю природного середовища / Федотов М. М. // Меліорація і водне господарство. - 2007. - Вип. 95. - С. 215 - 221

2. Федотов М. М. Вивчення стійкості ландшафтів до перетворень внаслідок антропогенного впливу на основі кластерного аналізу / Федотов М. М. // Меліорація і водне господарство. - 2008. - Вип. 96. - С. 131 - 136

3. Федотов М. М. Оцінка розвитку процесів на меліорованих осушуваних і прилеглих до них територіях на основі геоінформаційних систем / Федотов М. М. // Меліорація і водне господарство. - 2009. - Вип. 97. - С. 134 - 141

4. Федотов М.М. Ефективність використання осушуваних земель Волинського Полісся / Федотов М.М. // Вісник аграрної науки. - 2010. - Вип. 11. - С. 78 - 80

Наукові статті

1. Федотов М.М. Особливості трансформації надлишково-зволожених земель за даними моніторингу / Федотов М.М. // Вісник НУВГП. - 2007. - Вип. 3 (39) Частина 1. - С. 407 - 412

2. Федотов М.М. Оптимізація територіального планування меліорованих агроландшафтів за даними еколого-меліоративного моніторингу / Федотов М. // Вісник НУВГП. - 2009 . - Вип. 3 (47) Частина 1. - С. 225 - 230

3. Федотов М. М. Ландшафтно-функціональне зонування території Шацького Національного природного парку / Федотов М. М. // Вісник Волинського Національного університету імені Лесі Украинки. - 2009. - Вип. 1. - С. 91 - 95.

4. E. Tsvetova Monitoring jacosci podziemnych wod prawego bregu Bugu Zachodniego w granicach Szackiego narodowego parku przyrodniego / E. Tsvetova, M. Fedotov // Zlewnie rzek Bugu i Narwi. Zasoby wodne i przyrodnice. Monografia. - Warszawa, 2007. - C. 44 - 46.

Тези доповідей

1. Федотов М. М. Просторово-територіальна трансформація меліорованих територій як визначальний фактор впливу на зміни ландшафтних комплексів / Федотов М. М. // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очищення природних і стічних вод”, 14 - 18 квітня 2008 року, м. Миргород / Редкол. В. А. Сташук та ін. - К. : Т-во “Знання” України, 2008. - С. 45 - 47.

2. Федотов М.М. Трансформація ландшафтних комплексів Шацького Національного природного парку / Федотов М.М. // Матеріали науково-практичної конференції молодих учених “Роль меліорації в забезпеченні сталого розвитку землеробства”, 4 - 5 грудня 2008 року, м. Київ / Редкол. П.І. Коваленко та ін. - К. : ІГіМ, 2007. - С. 44 - 46

3. М. Федотов Использование мелиорированных земель в пределах заповедных территорий междуречья Западного Буга и Припяти / М. Федотов, Н. Хомик // Program i streszecenia referatov X Miкdzynarodowa konferencja naukowa “Zagospodarowanie zlewni Bugu I Narwi w ramach zrуwnowaїonego rozwoju”, 29 - 30 wrzeњnia 2010. - Warszawa, 2010. - P. 26

4. Цветова Е. Интегрированное управление мелиорированными агроландшафтами на основе эколого-мелиоративного мониторинга / Цветова Е., Федотов М. // Материалы междунар. Научн.-практ. конференции “Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель”, 15 - 16 сентября 2009 года, г. Минск / Редкол. Н.К. Вахонин и др. - Минск, 2009. - С. 184 - 185

5. M. Fedotov The landscape-functional zoning as one of the methods of territory differentiation by natural and anthropogenic indicators / M. Fedotov // Progress in managing water for food and rural development. Abstracts of papers of 23-rd European regional conference. May 17 - 24, 2009, Lviv. - P. 72.

АНОТАЦІЇ

Федотов М.М. Особливості трансформації природно-заповідних територій під впливом осушувальних меліорацій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки). - Інститут гідротехніки і меліорації Національної академії аграрних наук України, Київ, 2011.

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці напрямків ефективного використання агроресурсного потенціалу природно-заповідних територій Полісся в умовах довготривалого розвитку осушувальних меліорацій.

Проведено ретроспективний аналіз формування еколого-меліоративного стану осушуваних територій в межах природно-заповідної території з урахуванням потреб її господарського використання та охорони. У роботі подано основні напрямки територіальної трансформації ландшафтних комплексів межиріччя Західного Бугу і Прип'яті під впливом осушувальних меліорацій. Запропоновано методику оцінки просторових змін меліоративних природно-технічних систем на основі кластерного аналізу та графоаналітичних методів обробки інформації.