6.2. Стаціонарні та напівстаціонарні дослідження ландшафтів

Стаціонарні ландшафтознавчі дослідження - це польові до- слідження особливостей функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних комплексів в стаціонарних умовах, на протязі три- валого часу і за допомогою технічних приладів.

Кількісні характеристики функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних комплексів поділяють на характеристики вертикального і горизонтального простягання. Характеристиками вертикального про- стягання являються характеристики окремих природних компонентів, які формують вертикальну (ярусну) структуру ландшафтних комплек- сів і відображають процеси вертикального переміщення енергії і речо- вини. При дослідженні вертикальних енергетичних і речовинних пото- ків в ландшафтних комплексах вивчають: 1) радіаційний режим атмос- фери і земної поверхні: 2) тепловий режим повітря: 3) тепловий режим грунтів; 4) режим вологості повітря; 5) режим вологості грунтів; 6) віт- ровий режим; 7) режим випадання атмосферних опадів; 8) динаміка хімічного складу грунтів.

Радіаційний режим атмосфери і земної поверхні - це часова (добо- ва, річна і багаторічна) зміна кількості сонячної радіації. Він визнача- ється радіаційним балансом. Радіаційний баланс - це сума надходжен- ня і витрат радіації, яка поглинається і випромінюється атмосферою підстилаючої поверхнею. Проходячи через атмосферу, сонячна радіація частково відбивається, а частково поглинається і до земної поверхні надходить у вигляді прямих та розсіяних променів. Пряму сонячну ра- діацію (І) вимірюють за допомогою актинометра, розсіяну (S) реєстру- ють за допомогою альбедометра. Пряма і розсіяна сонячна радіація ра- зом утворюють сумарну сонячну радіацію (Q). Вона розраховується за формулою: Q = І + S. Відбиту радіацію характеризує альбедо - відно- шення відбитої радіації (D) до сумарної радіації (Q). Відбита коротко- хвильова радіація, як і розсіяна, реєструється за допомогою альбедоме- тра. Альбедо розраховується за формулою: А = D/Q і визначається в частках одиниці або у відсотках. Тривалість сонячного сяяння визна- чають геліографом. За добу провадиться 6-8 строків спостережень за загальноприйнятим для метеорологічних станцій єдиним часом - у 00, 03,06,09, 12, 15, 18, 21 год.

Земна поверхня поглинає сонячну радіацію, перетворює її в тепло- ву і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання назива-

ють земним (ез). Атмосфера, поглинаючи радіацію, також нагрівається і випромінює довгохвильову радіацію. Це випромінювання називають атмосферним (Е_А). Різниця між земним і атмосферним випромінюван- ням становить ефективне випромінювання (Е_РФ). Ефективне випромі- нювання визначається двома способами: безпосередньо за допомогою піргеометра або за розрахунковою формулою (Ено = ез - Е/0 за метео- рологічними спостереженнями. Отже, Земля одночасно одержує соняч- ну радіацію і віддає її у міжпланетний простір. Різниця між прибутком і видатком сонячної радіації складає радіаційний баланс, який розрахо- вується за формулою R = Q (1 - А) - Е, де Q - сумарна радіація. А - альбедо земної поверхні, Е - ефективне випромінювання. В залежності від переважання прибутку або видатку радіаційний баланс може бути додатнім (наприклад, вдень) або від'ємним (вночі).

Тепловий режим повітря - це часова зміна температури повітря. Добові і річні (сезонні) коливання температури повітря досліджуються за допомогою метеорологічних термометрів (строкового, максимально- го і мінімального). Термометри розміщують у психрометричних будках на висоті 2 метри від земної поверхні.

Тепловий режим грунтів - це часова зміна температури на поверхні грунтів і на різних глибинах ґрунтового профілю. Температуру на по- верхні грунту вимірюють за допомогою строкового, максимального і мінімального метеорологічних термометрів. Температуру верхніх ша- рів грунту (5-20 см) вимірюють колінчастими термометрами Савінова, а на глибинах понад 20 см - глибинними витяжними термометрами ТМВ-50 і термометрами-щупами АМ-6. Термографи ведуть автоматич- ні і цілодобові спостереження за температурою повітря і грунтів.

Радіаційний і тепловий режими земної поверхні і нижнього шару атмосфери складають тепловий баланс земної поверхні. Він визначаєть- ся як сума потоків тепла, що приходять на земну поверхню і випромі- нюються з неї. завжди дорівнює нулю і відображається рівнянням R + Р + LE + В = 0, де R - радіаційний баланс земної поверхні, Р - турбулен- тний потік тепла від земної поверхні в атмосферу, LE - затрати тепла на випаровування або на конденсацію водяної пари (утворення роси), L - прихована теплота пароутворення, Е - шар води, що випарувався, В - потік тепла від поверхні Землі до нижніх шарів грунту. Для вимірю- вання випаровування при стаціонарних дослідженнях використовують випаровувачи, роси - росографи. Співвідношення компонентів балансу змінюється у часі в залежності від властивостей підстилаючої поверхні, кліматичних умов, пір року і доби. Характером теплового балансу ви- значаються особливості і інтенсивність більшості природних процесів.

Режим вологості повітря - це часова зміна вмісту водяної пари у повітрі, що відбувається внаслідок зміни температури повітря і земної поверхні, процесів випаровування і конденсації, а також перенесення вологи. Вона характеризується рядом величин: абсолютною і віднос- ною вологістю, дефіцитом вологості, пружністю водяної пари, точкою роси, питомою вологістю. Добовий хід вологості повітря досліджується за допомогою волосного гігрометра, станційного і аспіраційного псих- рометрів, гігрографа в ті ж терміни, що і хід температури.

Режим вологості грунтів - це часова зміна вмісту вологи в грунті в твердому, рідинному і газоподібному станах. Вологість грунту безпе- рервно змінюється внаслідок переміщення вологи по профілю і її випа- ровування із грунту. Визначення вологості грунтів провадиться шляхом висушування грунту в термостаті.

Вітровий режим - це часова зміна напряму, сили і швидкості віт- ру. Напрям і силу вітру визначають за допомогою флюгера Вільда, якій розміщується на висоті 8-Ю м над земною поверхнею і має стрілку, яка вказує напрям вітру, і спеціальну дошку, відхилення якої від вертика- льної осі вказує силу вітру. Швидкість вітру вимірюється за допомогою анемометра і анемографа.

Режим випадіння атмосферних опадів - це часова зміна інтенсив- ності і кількості опадів, що випадають з хмар. Для визначення кількості дощових опадів, які вимірюються у міліметрах шару води на горизон- тальній поверхні, використовують опадомір Третякова, сумарні опадо- міри і плювіографи. Сніговий покрив характеризується висотою, щіль- ністю і запасом води. Висота снігового покриву вимірюється в санти- метрах за допомогою стаціонарних і переносних снігомірних рейок. Щільність снігу вимірюють об'ємним або ваговим снігомірами і обчис- люють за відповідними формулами. Запас води в снігу обчислюють за формулою на підставі даних про висоту і щільність снігового покриву.

Дослідження динаміки геохімічних характеристик ландшафтних комплексів провадяться один раз на декаду і включають дослідження кислотності, іонної структури і мінералізації атмосферних опадів і ґрунтового фільтрату (розчину). Фільтрат вловлюють за допомогою циліндричних відповерхневих лізиметрів висотою 10, 20, 25 і 50 см та площею перетину 500 см². Лізиметри встановлюють на трьох ділянках, які є своєрідними натурними моделями орних угідь, луків і лісів. Орні угіддя відображає ділянка луків, що регулярно прополюється. Ділянка, що знаходяться поруч, але не прополюється і весь час зберігає трав'яний покрив відображає природні луки. Третя ділянка з відповід- ним технічним обладнанням знаходиться в лісі [74].

84

За характеристиками простягання горизонтальні речовинні потоки поділяють на: 1) атмосферні (перенос твердої речовини атмосферними потоками); 2) водні (поверхневий і ґрунтовий стік) і 3) гравігенні. До- слідження параметрів цих потоків проводиться на точках спостережен- ня, де встановлені відповідні технічні прилади. Так, на Чорногорському стаціонарі Львівського університету для визначення кількості твердої речовини, що переноситься повітряними потоками, застосовується ви- шка потокового накопичувача [196]. Для визначення поверхневого і ґрунтового стоку використовуються потокові ями, що являють собою грунтові розрізи з площею стінки 1 м² з фільтром в нижній частині.

Дослідження всіх кількісних і якісних ознак функціонування, ди- наміки і розвитку ландшафтних комплексів провадиться у трьох аспек- тах: 1) на майданчику спостережень; 2) на полігон-трансектах; 3) на профілях. В першому випадку всі спостереження здійснюються на спе- ціально обладнаному майданчику, де встановлені всі необхідні прила- ди. Полігон-трансект — це смуга земної поверхні довжиною 1,5-3 км. її ширину визначають розміри фацій, які перетинає трансект. Для прове- дення систематичних і синхронних спостережень на полігон-трансекті розміщують до 50 постів спостережень. Збір інформації проводять 4-8 разів на рік за певним графіком, завдяки чому, крім просторового ряду, створюється і часовий ряд спостережень. Профіль, на відміну від полі- гон-трансекта, являє собою не смугу, а лінію, яка перетинає сполучені фації. Вимірювальна апаратура розміщується по всій довжині профілю в інтервалі від 5 до 10 м.

Напівстаціонарні ландшафтознавчі дослідження - це бага- торічні, але не систематичні спостереження за кількісними показ- никами функціонування, динаміки і розвитку ландшафтних компле- ксів. На відміну від стаціонарних, вони провадяться не щоденно, а за певними сезонними стадіями розвитку ландшафтних комплексів.

Лімітуючими умовами напівстаціонарних досліджень є обмеже- ність досліджуваних кількісних характеристик, необхідність викорис- тання складної громіздкої вимірювальної апаратури і використання ме- тодів або засобів, які потребують тривалого часу фіксації вимірів.

Більш докладно про принципи, методику і конкретні приклади ста- ціонарних і напівстаціонарних ландшафтознавчих досліджень можна прочитати в роботах [17-23; 71; 73-74; 106-109; 123; 163-164; 195-197; 241; 245-247; 298; 346].

85