В) фітомеліорація сильнозмінених або порушених місцезростань

Якщо едафотоп середньозмінених місцезростань генетично пов'язаний зі своїм вихідним типом — корінням, то в сильнозмінених або порушених місцезростаннях цей зв'язок простежується слабо або зовсім відсутній (насипний ґрунт). Виділяють сім типів антропогенних едафотопів:

еродований; осушений; заболочений; насипний;

рекреаційно-дегресивний; хіміко-дегресивний; радіаційно-дегресивний.

Фітомеліорацію на цих ґрунтах здійснюють з метою подальшого по­кращення якості едафотопу шляхом формування відповідного рослинного покриву.

Еродовані ґрунти характеризуються змивом родючих верхніх гори­зонтів, що призводить до збіднення ґрунтів: пониження запасів гумусу і доступних мінеральних речовин, погіршення фізичних властивостей і водного режиму. Таким чином формуються більш бідні та сухі порівняно з нееродованими землями едафотопи. Акумуляція ж продуктів ерозії веде до утворення більш багатих едафотопів у нижніх частинах схилів, на днищі балок, в конусах виносу. До сильнозмінених місцезростань належать середньозмиті ґрунти, де змито від 1/3 до 2/3 гумусового горизо­нту.

На еродованих землях Б.Ф.Остапенко (1980) розрізняє дві категорії типів лісу, які відображають ступінь антропогенного впливу. Перша ка­тегорія — дегресивні типи, які виникли на сильнопорушених місцезро­станнях, головним чином на змитих ґрунтах, внаслідок вирубки дерево-стану, випасу худоби та з інших причин, які призвели до погіршення якості едафотопу. На таких місцезростаннях ліси представлені порослевими похідними насадженнями, корінні типи деревостанів тут відсутні. Найчастіше це сугрудки, які виникли на місці грудів. У складі деревостанів вони мають невластиві для сугрудків види — ясен та ільм — низької продуктивності, які виступають у ролі активних ґрунтоутворювачів. У трав'яному покриві багато бур'янів, які також беруть активну участь у ґрунтоутворювальному процесі.

До другої категорії належать прогресуючі місцезростання з відповід­ними типами лісу, які розвиваються в процесі вікового збагачення впливу лісу на ґрунт після припинення активної ерозії. Наприклад, парк "Високий Замок" у Львові, створений на еродованому останці (на початку XIX ст.), де, незважаючи на високий рівень антропогеніза-ції, сьогодні переважає процес сільватизації (відновлення лісового середовища).

У природі ці дві категорії не виступають у чистому вигляді. Б.Ф.Остапенко запропонував класифікаційний список типів лісу на ерозійних формах рельєфу й еродованих ґрунтах. Якщо для першої категорії місцезростань необхідні заходи, спрямовані на введення активних ґрунтоутворювачів, то для другої категорії земель з їх прогресуючим ґрунтоутворювальним процесом більше уваги слід приділяти природоохоронним заходам, насамперед таким, що запобігають розвитку ерозії (обмеження рекреаційної діяльності, заборона випасу худоби і прибирання підстилки, спеціальні вирубки).

Слід виділити безлісні еродовані землі, які вимагають першочергових фітомеліоративних заходів. Для них характерні сильна порушеність, регресія, строкатість і мозаїчність ґрунтового покриву, часта зміна геологічної обстановки і різке вирівнювання топографічного становища.

Виділяють чотири геоморфологічні групи місцезростань (Остапенко, 1980).

До першої геоморфологічної групи належать притіньові схили з про­явом площинної ерозії і схили старовинної гідрографічної мережі з ло-щинами, балками, річковими долинами. Подальші градації місцезрос­тань цієї групи відображають змитість ґрунтів, крутизну й експозицію схилів, механічний склад ґрунтів.

Друга геоморфологічна група об'єднує місцезростання з сучасною глибинною ерозією. Це відкоси ярів, оголені породи, осипи та інші ділянки. Дана група місцезростань розподілена на дві підгрупи: місцезростання з крихкими породами (леси, лесовидні та моренні суглинки, глини) і міс­цезростання на суцільних скельних і напівскельних породах. Подальший розподіл у цій групі ведеться із урахуванням експозицій і наявності шару рухляку на щільних породах.

Для третьої геоморфологічної групи, яка об'єднує понижені місце­зростання (днища балок, конуси виносів і т.д.), використовують градації із урахуванням ґрунтових умов, глибини ґрунтових вод або наявності вод поверхневого стоку, які зумовлюють додаткове зволоження.

До четвертої групи належать ділянки, які рідше трапляються на схилах старовинної та сучасної ерозійної мережі та пов'язані з виходами ґрунтових вод або замуленням.

Розробляючи фітомеліоративні заходи для еродованих земель, слід враховувати фактори ерозії і кліматичні умови, зокрема інтенсивність і тривалість ерозії, а також крутизну і довжину схилу, характер ґрунту, тип кореневих систем і тип рослинного покриву. На терасах важливе значення має підбір деревних і чагарникових порід, невимогливих до родючості ґрунту (насамперед, азотонакопичувачів) і таких, що розвивають потужну кореневу систему. На рис. 3.8 зображено схему протиерозійної дії лісових насаджень.

Створюючи насадження на освітлених схилах з несприятливим водним режимом, слід підбирати засухостійкі породи. В умовах Лісостепу України на еродованих землях зі слабо- і середньозмитими ґрунтами найпродуктивнішими є культури сосни звичайної. У віці 25-30 років за запасом ці насадження в однакових умовах місцезростання і режиму вирощування перевищують тополеві насадження на 15-55%, модринові — на 20, чисті дубові — на 40-75, сосни чорної — на 35-40%. Беручи до уваги вплив фітомеліоранту на зайняту ним площу і навколишнє середовище, головним у вирішенні завдань фітомеліорації еродованих земель є комплексність.

Осушені землі поділяють на три групи та чотири підгрупи: І — площі без надлишкових зволожень; II — площі, які підлягають несприятливому підтопленню тільки в період рясного випадання опадів і під час повені; III — площі, які періодично підтоплюються, а іноді (навесні та восени) підлягають тривалому затопленню.

Кожну групу за ступенем заростання чагарниковою та деревною рос­линністю, грудкуватістю та наявністю сфагнових мохів поділяють на такі підгрупи: 1) без наявної деревної та чагарникової рослинності, грудок і сфагнового моху; 2) чагарникові зарості (верба козяча та вухата) й окремі дерева та їх групи; 3) чагарникові зарості окремими групами з наявні­стю грудок; 4) чагарникові зарості, окремі дерева або їх групи з наявністю грудок і сфагнового моху.

Швидкість сільватизації едафотопу в умовах осушених земель залежить від наявності в торфово-болотних ґрунтах поживних речовин і роз­міщення їх у ґрунтовому профілі. Максимум азоту, фосфору і калію в грунтах усіх типів боліт Західного Полісся знаходиться у верхніх горизонтах: у верхових — до 30 см, перехідних — до 50, а у низинних — до 70 см. За межами верхніх горизонтів відзначається помітне зменшення кількості цих елементів. Верхні горизонти ґрунтів більш кислі порівняно з нижніми. Оглеєння частіше спостерігається з глибини 50-80 см, але в деяких випадках його ознаки вже помітні з глибини ЗО см. Саме в місцях оглеювання виявлено максимум вмісту закисного заліза. Від близькості та потужності оглеєного горизонту залежить ймовірність у підтопленні і затопленні осушеної ділянки.

Ще однією важливою рисою едафотопу осушених земель, що стримує фітомеліоративний процес, є низькі температури на поверхні торф'яно-болотистих ґрунтів у травні та вересні, які згубні для багатьох деревних порід. Вважають, що коріння деревних порід вступає в ріст, коли температура ґрунту досягає 5-6 С. На поверхні торф'яно-болотистих ґрунтів і на глибині до 10 см у травні низькі температури стримують розвиток кореневих систем. Таким чином, надземна частина рослин під впливом вищих температур навколишнього повітря розвивається раніше кореневих систем і підлягає дії пізньовесняних заморозків. Аналогічний вплив низьких температур і в кінці вегетації, коли стовбури деревних рослин (вільхи чорної і тополі) ще не встигли задерев'яніти.

Найвищі фітомеліоративні якості серед багатьох досліджуваних на осушених землях деревних порід виявили сосна звичайна, береза пови­сла, дуб звичайний, смерека. Дуб північний і горіх маньчжурський стали гинути вже на 2-3-й рік, в основному внаслідок побиття підземними заморозками, а модрина європейська — від надлишку вологи.

Заболочені (підтоплювані) землі, як було показано вище, — це наслідок слаборегульованого осушення (III група) або інших техногенних причин, які порушили природні процеси в ландшафті. Як фітомеліоративний захід, що збагачує едафотоп і формує ландшафт, німецький фітоме-ліоратор Х.Пойкер (1987) пропонує посів і висадку очерету (Phragmites communis), посадку вербняку (лозою і коренями), а також таких порід, що добре переносять тривале затоплення (тополя).

Деревні породи, як правило, краще розвиваються в котлованах з ро­ячим ґрунтом. Добре переносять погані ґрунтові умови представники бобових: акація біла й аморфа, які відрізняються азотобактерними влас­тивостями. Непогано їх переносять також гіркокаштан, ясен зелений, ялина колюча, алича, таволга калинолиста, які, крім бобових, слід вводити в озеленення нових мікрорайонів, де зруйнований природний шар грунту, а завіз родючої землі вимагає великих затрат.

В умовах насипних земель важливого значення набувають питання підбору порід, що мають такі кореневі системи, які могли б ефективно розвиватись у лімітуючому ризосферному просторі як за глибиною про­никнення, так і за горизонтальним поширенням. Тривалість і ефективність просторового взаємопроникнення кореневих систем залежать головним чином від глибини коренедоступного горизонту ґрунту.

На ґрунтах з неглибоким заляганням коренепроникних горизонтів швидко припиняється ріст коренів у глибину і відповідно швидше засво­юється корінням весь коре недоступний шар. В умовах вуличних поса­док, наприклад, липа дрібнолиста, яка у 20-річному віці в лісі має глибину проникання коренів 117 см, а їх проекція становить 27,7 м2 (в 6,3 разу перевищує проекцію крони), використовує приблизно в тому ж віці остір, обмежений дном зі стінками з будівельного сміття, в об'ємі 120x120x60 см2. Обмеженість ризосферного простору навела Л.О.Машинського на думку, що у міських умовах створюються ґрунтові умови, які нагадують "діжкову культуру".

Фітомеліоративні заходи, спрямовані в умовах кислих ґрунтів на оптимізацію едафотопу, вимагають типологічної оцінки порушених міс­цезростань. У даному випадку тільки через едафотоп можна отримати інтегральну оцінку лісорослинних або паркорослинних умов, якої озеле­нювачі на відміну від лісівників не мають.

Рекреаційно-дегресивні ґрунти поширені в міських парках і приміських лісопарках і лісах зелених зон, а також довкола місць масового зідпочинку (турбази, дитячі табори тощо). Це новий тип лісового едафотопу, який формується в місцях активної рекреаційної діяльності.

Отже, в БГЦ у зв'язку з рекреаційними змінами едафотопу порушуються як радіальні, так і латеральні речовинно-енергетичні зв'язки.

Відбувається зміна мікроструктури (мікрокомпозиції) ґрунтового по­криву парцел, зокрема руйнування та деградація вихідної структури. Незважаючи на ґрунтовне вивчення рекреаційних дегресій у приміських лісах і міських парках, залишається ще багато не з'ясованих питань, зокрема щодо меж екологічної ємності рекреаційних ділянок для різних типів лісу.

Парки першими прийняли на себе рекреаційне навантаження, а тому для них вироблені спеціальні захисні зони. Власне ці зони мають бути покладені в основу фітомеліоративних технологій, спрямованих на оздоровлення едафотопу рекреаційних лісів. Це стосується насамперед підвищення рівня благоустрою лісопаркових зон, створення організованої стежкової мережі, зонування території залежно від рівня стійкості едафотопу, формування багатоярусних ценозів, посадки захис­них куліс тощо.

Хіміко-дегресивні ґрунти утворюються внаслідок накопичення в едафотопі токсичних речовин, які надходять в основному з атмосфери. Яскраво виражений хіміко-дегресивний процес розвинувся поблизу ком­бінату азотних добрив у Пулаві (Польща), де в радіусі приблизно 10-15 км з повітряного боку випали всі хвойні дерева, а поблизу комбінату 12-3 км) — всі листяні. Радіус зони слабкої пошкодженості в напрямі цінуючих вітрів становить понад 40 км і продовжує збільшуватись.

За даними В.Г. Волокової і Н.Д. Давидової (1987), техногенна речо­вина накопичується в основному у верхньому шарі ґрунту. Глибина її проникнення в ґрунт в зоні максимального впливу для даного джерела сягає 7-10 см, місцями — 12-15 см, постійно зменшуючись до 0,5-0,1 см до периферії на віддалі 15 км. У ґрунтах зони найбільшого техноген­ного впливу підвищений вміст таких хімічних елементів, як кальцій, залізо, магній, марганець, стронцій, барій, кадмій.

Радіаційно-дегресивні ґрунти — наслідок забруднення ґрунтів радіо­нуклідами. Роботи, які проводять вчені в зоні Чорнобильської АЕС, свідчать про зміну зооценозу та мікробіоценозу ґрунтів, що може негативно позначитися на ґрунтоутворювальному процесі.

Навіть через 10 років після аварії на ЧАЕС у вологих борах лісова підстилка зберігає запаси радіоактивних елементів. Тут міститься близько 80% ¹³⁷Сs загальної його кількості в ґрунті. Водночас у вологих сугрудках у лісовій підстилці міститься 27,7% радіонуклідів.

Втім, зауважують В.П. Краснов і А.О. Можар (1999), швидкість переміщення радіоактивних елементів з лісової підстилки у мінеральну частину слід відрізняти від рухливості їх у ґрунті та у системі ґрунт-рослина. Зростання швидкості міграції радіонуклідів у мінеральну частину ґрунту не завжди збігається зі зростанням темпів їх надходження до рослини. У мінеральній частині ґрунту радіоактивні речовини можуть міцно фіксуватися, що зменшує темпи їх надходження до рослин. Рослини, особливо першого ярусу, здатні акумулювати значну кількість радіонуклідів. Після відпаду у підстилку розпочинається новий етап міграції радіонуклідів.