Пояснення до завдання

Модель зовнішніх зв’язків природно-територіального комплексу (ПТК) або геосистеми долини річки, що виражається переносом речовини, відображена на рис. 5. Масштаб товщини стрілок логарифмічний і відповідає розмірам потоків певних видів речовини у їх співвідношенні. Оскільки потоки речовини протягом року можуть направлятися у різні боки, то товщина стрілок з кожного боку відповідає сальдо транзитних балансів за чотирма межами ПТК.

Варіанти завдання відповідають видам переносу речовини (з 1 по 14) та їх поєднанням з окремими групами процесів: варіант 15 – процеси 1+2+3; варіант 16 – 1+3+6; варіант 17 – 4+5+9+14; варіант 18 – 1+8; варіант 19 – 10+11+13.

Завдання (для всіх варіантів):

1. Пояснити принципи відображення потоків речовини.

2. Який основний механізм кожного виду переносу і чим зумовлений його режим дії?

3. Чим зумовлена направленість потоків речовини: 1) загальна, 2) у напрямках схил–схил, 3) у напрямках верхів’я–пониззя?

4. За який період і за яких причин фактори, що визначають направленість потоків речовини, здатні змінитися?

5. Які механізми (причини) появи кожного із 14 видів переносу речовини?

6. Яка різниця між потоками 10 та 11 на схилах? Якими факторами вони викликані?

Відповісти на запитання в межах свого варіанту:

Як впливає діяльність людини у цій долині на даний потік (потоки) речовини:

а) сільське господарство (обробка ґрунту, рослинництво, внесення мінеральних добрив, хімічна боротьба з шкідниками та хворобами, луківництво, риборозведення тощо);

б) лісове господарство (посадка та вирубка насаджень, деревообробка, хімічна боротьба з шкідниками та хворобами лісу з використанням авіації тощо);

в) промисловість: 1) через забруднення довкілля (хімічне, фізичне, біологічне); 2) через зміну структури ландшафту (природних екосистем) – ґрунтів, рослинності, вод тощо; 3) через добуток корисних копалин (або технологічних компонентів)?

Загальні запитання для всіх варіантів:

1. Які токсичні речовини можуть надходити у природне довкілля при різних видах діяльності людини і якими шляхами вони мігрують у межах ландшафту долини та за його межі?

2. Перерахувати основні шляхи переносу токсичних речовин до харчових ланцюгів людини. Які це речовини?

3 . Визначити ключові процеси переносу речовини та показники, які необхідно включати до аналізу при вивченні екологічної ситуації на випадок: а) техногенного забруднення довкілля (навести приклад); б) антропогенного порушення структури ландшафту (навести приклад).

Питання для самоперевірки

1. Дати визначення природної системи.

2. У чому особливості ландшафтного та екологічного підходів до вивчення природних систем ?

3. Основні напрямки інтеграції ландшафтного та екологічного підходів.

4. У чому подібність та різниця цих підходів ?

5. Які особливості ландшафтно-екологічного підходу вивчення природної реальності ?

6. Становлення та основні положення концепції геосистеми.

7. Загальні властивості геосистем та їх суть.

8. Дати визначення понять: природно-територіальний комплекс, фація, ландшафт, агроландшафт, геосистема, долина ріки, поверхневий та підземний стік, тальвег.

Практична робота №5. Структура угідь річкових водозборів басейнів рік Карпат та ерозія ґрунтів

Мета: ознайомитися з особливостями природокористування в гірських регіонах, потенційними і наявними екологічними загрозами, причинами і механізмами їх виникнення і активізації; набути навиків характеристики структури земельних угідь річкових водозборів басейнів рік, виявлення причин збільшення ерозії ґрунтів, а також застосування принципів і певних заходів забезпечення збалансованого природокористування в умовах гір.

Особливості природокористування в гірських регіонах. На відміну від рівнинних екосистем, гірські ландшафти є складнішими за будовою, багатшими за природними умовами, різноманіттям природних ресурсів, більш рекреаційно привабливими. Карпати, наприклад, належать до небагатьох регіонів Україна, де досі збереглись на значній площі екосистеми, що мають винятково наукове та культурне значення як еталони первісної природи з унікальним ландшафтним і біотичним різноманіттям. Проте ці екосистеми є особливою вразливими щодо негативних природних і антропогенних чинників, а відновлення їх динамічної рівноваги проходить значно важче і довше, ніж у рівнинних умовах. Стабільність водозборів, розвиток ерозійних процесів в горах істотно залежать від геолого-літологічних умов, особливостей геоморфологічної будови рельєфу цих ландшафтів і, особливо, від ступеня порушеності людиною рослинного покриву – регулятора гідрологічного режиму, дієвого чинника захисту ґрунтів від ерозії на схилах. Тож ці особливості необхідно враховувати при організації природокористування в горах.

Проте тривала, недостатньо врегульована діяльність людини в карпатському регіоні без належного врахування гірських умов спричинила порушення стабільності розвитку водозбірних басейнів. Останніми роками після надмірних опадів частіше стали проявлятися катастрофічні повені, що спричиняють руйнівні селі та зсуви, ерозію ґрунту, тривалі затоплення територій (2000, 2008, 2010 рр.). Доведено, що основною причиною прояву повеней у Буковинських Карпатах є порушення водорегулюючої ролі лісів внаслідок господарської трансформації їх структури, зменшення лісистості гірських водозборів, зниження гідрологічної ємності лісових екосистем.

Для зниження небезпеки проявів екологічних загроз в регіоні Карпат нагальними є узгодження природокористування з природоохоронними вимогами. Насамперед необхідно вдосконалити систему ведення лісового та водного господарства з урахуванням норм збалансованого розвитку, які дають змогу організувати оптимальний за структурою простір, узгодити економічні, соціальні і екологічні інтереси щодо наявних природних ресурсів. Цю співпрацю розвивають відповідно до «Рамкової конвенції про охорону та сталий розвиток Карпат» (2004), «Стратегії виконання Карпатської конвенції» (2007) та інших законодавчих і програмних документів держави. Фахівцями визнано, що основою міжгалузевої співпраці є погодження галузевих програм діяльності в межах певних водозборів.

Морфологічна та якісна характеристика ерозійної порушеності водозборів рік басейнів Дністра та Прута. Для цієї характеристики використовують геолого-літологічні і геоморфологічні показники рельєфу, зокрема крутизну, довжину та форму (лійкоподібність або терасоподібність) гірських схилів, лісистість водозборів, ґрунтознавчі показники (водостійкість гірських порід), глибину базису ерозії тощо. Морфометричні і гідрологічні показники, інформацію щодо структури земельних угідь, ступеня сільськогосподарського освоєння території, її ландшафтного та ґрунтово-ерозійного районування, зазвичай, наведено в численних інформаційних довідниках, фондових матеріалах гідрометеослужб і управлінь водного, сільського і лісового господарств адміністративних областей регіону.

В Горганах, Чорногорсько-Свидовецьких горах і на Мармарошському масиві Карпат, де глибина відносного розчленування поверхні сягає понад 800 м, при сприятливих умовах ерозійні процеси набувають особливого розвитку. Про густоту горизонтального ерозійного розчленування можна судити за його коефіцієнтом – відношенням довжини всіх поглиблень в кілометрах до їх водозбірної площі в квадратних кілометрах.

Важливим фактором поверхневого стоку і змиву є також довжина схилу, оскільки зі збільшенням об'єму стікаючої води і шляху проходження стоку посилюється ерозійно-розмиваюча сила потоку. Ділянки із середньо- і сильнозмитими ґрунтами приурочені, зазвичай, до нижніх частин, схилів, віддалених від базисів ерозії на віддаль від декількох десятків до 100–150 м. Особливо помітно вплив довжини схилу на стік і змив ґрунту при великій добовій нормі опадів (50–70 мм). Виявлено, що із збільшенням довжини схилу зменшується його нахил і коефіцієнт стоку. На інтенсифікацію ерозійних процесів значний вплив має також експозиція схилів. Часто південні схили в горах більш еродовані внаслідок чіткіше виражених коливань температури і вологоємкості ґрунтів. Особливо сильний вплив експозиції схилів проявляється в період інтенсивного весняного танення снігу і зливових дощів.

Проте, одним із головних факторів формування стоку і змиву ґрунтів в умовах гірського рельєфу є крутизна схилів. У басейнах рік системи Горган та Чорногірсько-Мармарошських гір переважають схили з уклоном >15–20°. В басейнах, де сучасні фізико-географічні процеси набули значного розвитку, схили крутизною понад 20^о займають від 30 до 60% території басейнів. Фахівцями виявлено, що збільшення крутизни схилів в гірських умовах в два рази сприяє збільшенню змиву ґрунту в 1,9–5,5 разів.

Завдання 1. За морфометричними показниками основних річкових водозборів Карпатського регіону, наведеними в табл. 1, розрахувати відносну структуру (в %) земель з різною крутизною схилів у межах певних річок басейнів (варіанти завдання – 1–20). Розрахувати також питому частку (в %) земель різної крутизни на рівні басейну, до якого річка належить (Тиси, Дністра чи Прута) та встановити яку частку займають землі різної крутизни на рівні певної річки у басейні. За одержаними результатами проаналізувати: які схили переважають в площі водозбору вибраної для аналізу річки. Які екологічні загрози мають розглянуті землі? Врахувати ці дані при виконанні завдань 2 і 3.

Таблиця 1.

Розподіл земель за крутизною схилів в межах басейнів річок регіону Карпат

Варіант	Назва ріки		Площа басейну, км2	Розподіл земель басейну за крутизною схилів
				0 - 30		4 – 50		6 – 100		11 – 150		16 – 200		понад 200
				км2	%	км2	%	км2	%	км2	%	км2	%	км2	%
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Басейн р. Тиси
1	Уж		1725	140		46		47		383		670		439
2	Латориця		1360	112		13		80		350		451		354
3	Боржава		1110	243		88		144		216		195		224
4	Ріка		1240	145		38		11		190		436		420
5	Ужтеребля		750	150		2		3		47		209		340
6	Тересва		1220	64		5		19		191		371		570
7	Ошурка		283	15		1		1		48		136		82
8	Косовська		157	5		5		1		25		64		57
9	Тиса		1190	15		35		9		112		667		352
Всього по басейну Тиси			9035	889		153		515		1562		3198		2838
Басейн р. Дністер
10	Дністер (м. Самбір)		850	160		58		120		428		87		2
11	Бистриця		206	15		7		23		130		21		-
12	Тисмениця		250	161		30		8		45		6		-
13	Стрий		2720	350		145		291		907		943		84
14	Свіча		1280	411		73		23		192		322		259
15	Лімниця		1490	490		101		56		240		321		282
16	Бистриця Солотвинська		795	461		62		36		52		80		104
17	Бистриця Надвірнянська		867	257		31		33		35		211		300
Всього по басейну Дністра			8458	2315		507		590		2024		1991		1031
Басейн р. Прут
18	Прут	597		29		-		2		63		310		193
19	Рибниця	141		8		-		2		63		310		193
20	Черемош	2140		119		6		8		57		651		1309
Всього по басейну Прута		2880		156		6		10		127		1015		1576

Завдання 2. Як показано вище, інтенсивність розвитку деградаційних процесів, у т.ч. ерозії ґрунту у водозборах істотно залежить від стану рослинного, особливо лісового покриву, ступеня розораності земель або надмірного витоптування пасовищ, особливо на крутих схилах тощо.

Проаналізувати дані табл. 2 з позиції потенційної вразливості певних річкових водозборів (варіанти завдання – 1–22) до можливого розвитку ерозії ґрунту. Для цього встановити частку (в %) земель різного цільового призначення в межах водозборів річок та порівняти розміри ерозійно стійких та ерозійно вразливих земель з урахуванням рельєфу місцевості. Врахувати ці дані при виконанні завдання 3.

Таблиця 2

Структура угідь річкових водозборів басейну р. Дністер в Передкарпатті і Карпатах

№ водозбору (варіант)	Загальна площа земель, тис. га	в тому числі
		Державний лісовий фонд		агро- угіддя		з них:
						рілля		сінокоси		пасовища		чагарники, ліси		інші
		тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%
Передкарпаття
1	12,96	5,40		7,56		3,98		0,27		1,57		1,40		0,34
2	38,60	8,60		30,00		13,10		3,53		4,60		4,85		3,92
3	70,10	10,50		59,60		31,27		9,17		10,06		5,08		4,02
4	39,30	6,10		33,20		19,20		3,89		6,01		1,61		2,49
5	28,90	10,30		18,60		9,97		1,83		3,10		0,80		2,90
6	62,60	13,10		49,50		32,73		5,30		6,43		2,53		2,51
7	26,30	4,00		22,30		11,90		2,80		2,78		1,44		2,38
8	10,44	1,20		9,24		4,85		0,70		0,86		0,56		2,27
9	47,26	19,90		27,36		17,60		3,60		3,77		0,50		1,89
Всьо-го	336,46	79,10		257,36		144,60		31,09		40,18		18,77		22,72
Карпати
10	51,68	19,60		32,08		7,19		2,58		6,94		10,75		4,62
11	10,80	4,80		6,00		0,85		0,22		0,68		1,53		2,72
12	11,68	2,70		8,98		2,09		0,22		1,99		2,35		2,39
13	14,93	1,20		13,73		1,57		0,45		6,02		3,57		2,12
14	44,95	8,80		36,15		9,78		2,20		8,22		12,02		3,93
15	24,42	8,10		16,32		3,27		0,66		5,03		7,14		0,22
16	24,00	9,40		14,60		1,37		2,80		2,28		7,48		0,67
17	24,30	5,90		18,40		7,79		2,29		3,66		3,45		1,21
18	12,30	4,70		7,60		0,40		0,83		1,46		4,61		0,30
19	3,50	2,00		1,50		0,10		0,28		0,46		0,60		0,06
20	2,50	0,30		2,20		0,10		0,46		0,83		0,53		0,28
21	8,00	4,30		3,70		0,40		0,51		0,66		0,73		2,10
22	9,60	4,30		5,30		0,50		0,49		1,99		2,02		0,30
Всьо-го	242,66	76,10		166,56		35,41		13,99		40,22		56,08		20,86

Завдання 3. З урахуванням даних, одержаних при виконанні завдань 1 і 2, проаналізувати структуру земель відповідних варіантів (1–22) водозборів за ступенем їх змитості внаслідок водної ерозії (табл. 3). Встановити частку (в %) еродованих земель та ґрунтів різного ступеня змитості від площі певних водозборів. У табл. 3 визначити частку еродованої площі певного водозбору від еродованої території регіону Карпат чи Передкарпаття. Порівняти ступінь еродованості з іншими річками та регіоном.

За даними табл. 4 (для всіх варіантів) проаналізувати в тис. га і % динаміку трансформації угідь в басейні р. Дністер за роками 1960, 1980, 2000 рр. і за період 1960–2000 рр.

З урахуванням даних табл. 1, 2, 4 і аналізу фахівців щодо причин ерозії ґрунтів пояснити їх виникнення еродованих земель, показаних в табл. 3. Які заходи доцільно рекомендувати для зниження небезпеки ерозії ґрунту?

Таблиця 3

Наявність еродованих ґрунтів за ступенем змитості

річкових водозборів басейну р. Дністер в Передкарпатті

№ водозбору (варіант)	Обсяги еродованих земель		в тому числі
			слабозмиті		середньозмиті		сильнозмиті		ступінь еродованості
	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%
Передкарпаття
1	1,91		1,18		0,39		0,34		0,41
2	9,86		7,45		1,12		1,29		6,26
3	2,36		1,11		0,52		0,73		0,58
4	2,82		1,76		0,32		0,76		0,66
5	3,11		2,36		0,51		0,24		0,75
6	9,08		6,97		1,35		0,76		5,03
7	1,62		0,83		0,26		0,53		0,32
8	4,08		2,80		0,61		0,67		0,27
9	1,47		0,94		0,53		-		0,12
Всього	36,31	100	25,40		5,59		5,32
Карпати
10	7,80		6,32		1,07		0,41		2,02
11	1,11		0,42		0,65		0,04		0,17
12	2,50		2,22		0,05		0,23		0,31
13	2,65		1,51		1,04		0,10		0,48
14	14,88		10,90		3,80		0,18		7,35
15	5,74		2,94		2,38		0,42		1,79
16	3,05		2,71		0,22		0,12		0,42
17	4,28		3,11		0,56		0,61		0,86
18	1,52		0,70		0,46		0,36		0,23
19	0,17		0,12		0,05		-		0,02
20	0,36		0,21		0,10		0,05		0,08
21	0,81		0,35		0,26		0,20		0,12
22	0,98		0,64		0,31		0,03		0,15
Всього	45,85		32,15		10,95		2,75

Таблиця 4

Трансформація угідь в басейні р. Дністер за період 1960–2000 рр.

Назва угідь	Ступінь трансформації угідь за роками						+,- у 2008 відносно 1960
	1960		1980		2008
	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%	тис. га	%
Передкарпаття
Загальна площа	336,5	100	336,5	100	336,5	100	-	-
Держлісфонд	72,8		79,1		78,6
Сільськогосподарські угіддя, з них:	263,7		257,4		257,9
а) ріллі	140,1		144,6		154,9
б) сінокосів	40,1		31,1		34,1
в) пасовищ	48,7		40,2		43,4
г) лісів, чагарників	20,3		18,8		9,5
д) інших земель	14,5		22,7		16,0
Карпати
Загальна площа	242,7	100	242,7	100	242,7	100	-	-
Держлісфонд	70,1		76,1		101,9
Сільськогосподарські угіддя, з них:	172,6		166,6		140,8
а) ріллі	50,6		35,4		31,4
б) сінокосів	15,8		14,0		18,6
в) пасовищ	41,3		40,2		32,2
г) лісів, чагарників	58,3		56,1		38,6
д) інших земель	6,6		20,9		20,0