Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Географический анализ гидротермического режима почв (на примере Волынской области)

ВАК РФ 11.00.05, Биогеография и география почв

Автореферат диссертации по теме "Географический анализ гидротермического режима почв (на примере Волынской области)"

•• ^ ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

' ^ УНІВЕРСИТЕТ

^ ІМ.ІВАНА ФРАНКА

На правах рукопису УДК 574(075.8)

ТАРАСЮК НІНА АДАМІВНА

ГЕОГРАФІЧНИЙ АНАЛІЗ ГІДРОТЕРМІЧНОГО РЕЖИМУ ГРУНТІВ (на прикладі Волинської області)

11.00.05 - біогеографія та географія грунтів

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

ЛЬВІВ - 1997

Дисертацією с рукопис

Робота виконана на кафедрі фізичної географії Волинської державного університету ім. Лесі Українки (мЛуцьк)

Науковий керівник - академік УЕАН, доктор географічних наук, професор Я.О.Мольчак

Офіційні опоненти: доктор .біологічних наук, професор Ф.П.Топольний • кандидат географічних наук, доцент

М.Г.Кіт

Провідна організація: Одеський державшій університет ім. І.І.Мечіїікора

Захист відбудеться ¿С/іЖн<Я \ 997 року о 14.00 годині і

засіданні спеціалізованої вченої радаї К.04.04.14 Львівсько державного університету ім.Івана Франка за адресою: 290 000, м.Льв вул. Дорошенка ,41.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотс Львівського державного університету ім.Івана Франка (290 0( м.Львів, вул.Драгоманова,5)

Автореферат розіслано 997 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат географічішх наук, доцент

з

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним з найважливіших питань сучасних фізико-географічних досліджень е вивчення тенденцій динаміки природних та антропогенних процесів в природних комплексах та агролаидшафтах. Особливість сьогодення - це зростання негативного впливу соціально-економічних факторів на формування екологічної ситуації. В умовах рівнинності рельєфу та сільськогосподарської освоєносгі, найчушівішнм індикатором. динамічних процесів є грунт, використання якого призводить до змін динамічної рівноваги всіх компонентів природного комплексу. Порушуються взаємозв’язки в системі атмосфера- - грунт - грунтові води, що викликає зміну родючості грунтів. Ефективним шляхом підвищення продуктивності природних комплексів та агроландшафтів, зокрема, є покращення гідротермічного режиму грунтів. Гідротермічні характеристики грунту належать до найбільш важливих агрокліматичннх та геофізичних показників і є досита мінливими в чай та Просторі. Тому актуальною залишається проблема отримання максимально вичерпної інформації про кліматичні ресурси, яка б відповідала мсзо- та мікрокліматичному рівню досліджень.

Оцінку гідротермічного режиму до сьогоднішнього дня проведено дуже приблизно, при цьому відсутня його кількісна характеристика для освоєних . земель Волинської області, які зазнали прямого або побічного впливу осушувальних меліорації}. Тому аналіз гідротермічного режиму, встановлення закономірностей та особливостей його формування в найпоширеніших типах грунтів має важливе народногосподарське значення і є актуальним. Географічний аналіз гідротермічного режиму гру/піп Волинської області дозволить обгрунтувати еколого-кліматичиі ресурси території, а результати дослідження сприятимуть організації та функціонуванню ландшафтного моніторингу та природоохоронної інфраструктури регіону. Багаточисдені ареали кризових ситуацій иа осушених землях (переосушення чи перезволоження, механічна або біохімічна деградація) вимагають термінових заходів по їх ліквідації чи попередженню, розробка яких неможлива без застосування кількісних або якісних характеристик водно-теплового режиму осушених грунтів.

Земельна реформа і зміна соціально-економічних відносин на селі має на' увазі переорієнтування землекористування від великих господарств до дрібних ферм, що потребує глибокого дослідження кількісних параметрів гідротермічного режиму грунтів для повного використання їх природного потенціалу. .

Мета та завдання дослідження. Основною метою роботи є встановлення закономірностей географічного розподілу та просторово-часової зміни основних елементів гідротермічного режиму найбільш поширених в межах області грунтів, кількісна та якісна оцінка гідротермічних ресурсів природних

комплексів та агроландшафтів, а також обгрунтування шляхів оптимізації ї> використання.

Для досягнення цієї мети необхідним є вирішення таких завдань:

-поглиблення теоретичних та мелодичних основ географічного аналіз) гідротермічного режиму грунтів;

-вивчення умов формування гідротермічного режиму ОСНОВНИХ ТИПІ! грунтів та вплив погодно-кліматичних умов на динаміку температури тг . вологості грунтів;

- обгрунтування та розробка алгоритму аналізу даних метеорологічнії; спостережень на метеосганціях та напівстаціонарних досліджень для визначенні гідротермічних ресурсів клімату грунтів і прогнозування їх зміни;

- встановлення на базі кількісних параметрів закономірностей гідро

термічного режиму зони аерації, особливостей просторового розподілу вологі та температури; •

- обгрунтування еколого-кліматичних критеріїв оцінки гідротермічногс режиму, розробка принципів- класифікації і картування елементії гідротермічного режиму грунтів, складання тематичних карт.

Інформаційна база. В основу дисертаційного дослідження покладені дан стаціонарних спостережень за температурою та вологістю повітря і грунту п< метеосганціях Волинської області за період з 1982 по 1996 роки, фактичн матеріали узагальнення результатів спостережень Гідрометеослужби з 1947 рок; за окремими елементами клімату, дані щоденних строкових актннометрични: спостережень по MC Ковель за 1991-1994 роки, результати стаціонарнії: досліджень вологості грунтів по Малинівській водно-балансовій та Сарненськіі болотній науково-дослідній станції, а також результати власті: напівстаціонарних та експедиційних досліджень за вологістю та температурок грунту в межах Шацького національного парку протягом 1993-1996 років.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єктом дослідження є грунтовні покрив Волинської області, а предметом - гідротермічний режим основних тнпії грунтів.

Методологія дослідження. Методологічною основою дослідження і просторово-часовий аналіз та синтез з використанням порівняльно географічного, експериментального, аналітичного, картографічного ті математнко-статистичного методів досліджень.

Наукова новизна: проведено географічний аналіз гідротермічного режиму основних типів грунтів Волинської області з використанням принципі: системного підходу та запропоновані нові методичні підходи до оцінкі гідротермічного режиму грунтів; встановлені залежності елементі: гідротермічного режиму грунтів від погодно-кліматичних чинників і географічіі закономірності розподілу гідротермічних характеристик за теплий період рок; на досліджуваній території; досліджено залежність температури та вологосі грунтів від їх гранулометричного складу; обгрунтовано еколого-кліматичн

сритерії оцінки гідротермічних ресурсів грунтів; складено карти вологості та герміки грунтів для різних періодів вегетації культурних рослин; запропоновано нтегральннн показник температури та вологості грунту - гідротермічний «оефіцієнт орного шару, методику його розрахунку та картування; складено шгорнтм математичної обробки даних спостережень для потреб ландшафтного моніторингу Волинської області.

Практичне значення та впровадження результатів. Систематизовані та узагальнені дані по вологості, температурі та гідротермічному режиму грунтів, іросторово-часові зміни цих показників використовуються при підготовці проектів реконструкцій осушувальних меліоративних систем, виборі методів иеліораціїї грунтів області, оцінці вологозабезпеченості сільськогосподарських культур, визначенні термінів озимих та ярих зернових культур в залежності від погодннх умов, складанні агрометеорологічних прогнозів, проведенні водно-балансових розрахунків та при грунтово-екологічній оцінці земель. Встановлені залежності елементів гідротермічного режиму від кліматичних умов можуть бути використані для прогнозувяння розвитку сучасних фізико-географічних процесів у різних природних комплексах, а в грунтах різного гранулометричного.складу -напрямку та інтенсивності мікропроцесів грунтоутворення.

Результати проведених досліджень знайшли практичне застосування при розробці загальнокафедральної тематики "Природні ресурси Волинського Полісся, їх раціональне використання та схорона", при виконанні робіт з госпдоговірної теми N5-91 з Шацьким національним парком. Отримані матеріали використовуються в навчальному процесі Волинського державного університету (м .Луцьк) при викладанні спецкурсів "Прикладне

ландшафтознавство", "Проблеми організації ландшафтного моніторингу”, під час проведення навчальних виробничих та-польових практик з студентами географічного факультету, в гуртковій науковій роботі з студентами та учнями Волинського природничого ліцею.

Основні результати досліджень використані Ковельською гідрогеолого-медіоратнвною експедицією для проведення водно-балансових розрахунків і оптимізації водно-повітряного режиму осушних грунтів, Волинською філією інституту землеустрою УНАН для розробки рекомендацій по раціональному використанню земель.

Статистичні та картографічні матеріали, які є результатом вивчення температурного режиму повітря та грунту території Шацького національного парку, основні методики дослідження гідротермічного режиму грунтів використані в окремих розділах колективної монографії-довідника " Клімат Шацького національного парку". Деякі кількісні параметри гідротермічного режиму грунтів застосовувались при розробці природоохоронної схеми Волинської області чи внесені-До інформаційної бази даних ландшафтного моніторингу, основи формування якої розробляються в екоцентрі "Полісся".

Апообатя роботи. Основні положення дисертаційного дослідження доповідались та обговорювались на наукових конференціях та семінарах професорсько-викладацького складу Волинського державного університету (Луцьк, 1983-1996), на V, VI, VII з'їздах Українського географічного товариства (Сімферополь, 1985; Київ, 1990 Київ, 1995), науково-практичній конференції "Проблеми розвитку географічної освіти в Україні" (Київ, 1993), на IX міжвузівській науковій координаційній нараді з проблем ерозійних, руслових та гирлових процесів (Брянськ, 1994), науково-практичній конференції "Єврорегіон "Буг": проблеми транскордонного співробітництва" (Луцьк, 1995) та інш.

Публікаиії. По темі дисертації опубліковано 15 наукових робіт, з них 5 статей та одна колективна монографія-довідник, загальним обсягом 8,5 друкованих аркушіп.

- Обсяг і структура роботи. Робота складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаної літератури, додатку.

У вступі обгрунтовано актуальність вибраної теми, визначено об'єкт, предмет та завдання дослідження. В першому розділі викладені теоретичні та методичні засаді географічного аналізу гідротермічного режиму грунтів, в другому - розглянуті основні фактори формування гідротермічного режиму грунтів Волинської області, серед яких найбільш глибоко вивчені кліматичні особливості. В третьому - аналізується режим вологості грунтів різного гранулометричного складу, в четвертому - дано характеристику просторово- . часової динаміки температури грунтів; результати вивчення гідротермічного режиму грунтів та оцінка його параметрів подано в п'ятому розділі роботи. У висновках викладені наукові та практичні результати, одержані автором.

Дисертація викладена на сторінках машинопису, ілюстрована 38 . рисунками, з 35 таблицями, містить 10 додатків. Список використаної літератури -195 найменувань.

Основи! наложения і висновки дисертації

1 .Дослідження гідротермічного режиму грунтів Волинської області та його Формування проведено на базі -географічного аналізу, теоретичною' основою якого € системний підхід.

Загальноприйнятого визначення гідротермічного режиму грунтів на даний час не має. Це тепловий та водний режим грунтів по визначенню більшості вчених-грунтознавців (Качинський, 1972; Роде, 1972; Зайдельман, 1993 та інш.), багаторічний режим температури та вологості грунтів на думку агрокліматологія (Гольцберг, 1970; Давітая, 1968). Тому нами пропонується визначення гідротермічного режиму грунтів як багаторічного режиму температури та вологості, які обумовлюючи напрям шляхів розвитку і інтенсивність грунтоутворюючих процесів, залежать від комплексу природних умов та виробничої діяльності людини, регулюються нею з

сільськогосподарською чи іншою метою. Основним» складовими

гідротермічного режиму є їх водний та тепловий режими, при вивченні яких дуже важливим» є врахування їх взаємозалежності та взаємообумовленості.

Тепловий режим грунту - це поєднання і певна послідовність, явищ теплообміну в системі приземний шар повітря - рослина - грунт - материнська порода, а також процесу теплопереносу, теплоакумуляції і теплорозсіювання в грунті (Ковда, 1988). Слід відмітити, що тепловий режим грунтів вивчений дуже слабо. Більш-менш детально і схематично вивчався лише температурний режим, тобто зміна температури в часі та просторі. Температура грунту є досить динамічною величиною і швидше ніж інші елементи приходить в рівновагу з оточуючим середовищем. Добова динаміка температури грунту найкраще прослідковується в шарі 0-20 см, а вже на глибині 50 см добові коливання температури грунту практично відсутні.

Водний режим грунту - це поєднання всіх явищ приходу вологи в грунт, її руху, змін фізичного стану та витрат води з грунту (Ковда, 1988). До цих явищ, які є одночасно елементами водного балансу відносяться насичення водою, фільтрація, капілярне живлення, стік поверхневий та грунтовий, випаровування з водної поверхні грунту, транспірація, конденсація вологи, її розмерзання і замерзання.

Вивчення гідротермічного режиму грунтів почалось на початку XX століття дослідженням саме його окремих елементів: температури, а потім і вологості. В науковій літературі розглядаються різні аспекти вивчення гідротермічного режиму грунтів: з метою проведення класифікацій ( Роде, 1969; Шульгін, 1972; Дімо, 1977; Веріго, 1976; Клименко, 1993; Кіт, 1995); характеристики сучасннх грунтоутворюючнх процесів (Зандельман, 1981,1993,1995;; Чудіювський, 1975; Гамаюнов, 1993); порівняльних характеристик (Шульгін, 1972; Лико, 1990); аналізу закономірностей формування вологи з грунті (Роде, 1969; Качинськнй, 1970).

Останнім часом дослідження гідротермічного режиму грунту більш широко зисвітлюються в роботах з меліорації грунтів (Гупало, Гусеґшов, 1990; Юшменко, 1992, 1993; Мольчак, І 994 та інш.). З питань комплексної оцінки оіімату грунтів окремих регіонів маємо роботи А.М.Шульгіна (1972), Ї.Г.Горішнної (1971), Л.Є Інт (1962). Окремі елементи клімату грунту сомплексно проаналізовані в роботах Л.В.Попович (1971), А.Р.Константінова 1968), Н.І.Астахова (1974), А.В.Швебс (1965). Питання клімату грунтів іахідпого регіону України найбільш повно розкрито в роботах М.Г.Кіта (1974, 984, 1995).

Оскільки основними факторами формування гідротермічного режиму руитів є атмосферний клімат, грунт і його властивості та покриви, осподарська діяльність людини, він безпосередньо представляє собою нтегруючнй показник, що характеризує динаміку теплових та водних процесів рунту. Тому в основу вивчення закономірностей гідротермічного режиму

грунтів покладений комплексний порівняльно-географічний метод, суть якого полягає в логічному співставлені» та аналізі всіх факторів, які обумовлюють закономірності просторового розподілу головних гідротермічних характеристик, у отриманні кількісних та якісних показників зв'язку з цими факторами. Використання цього методу дозволяє виявити на основі співставленім досліджуваних показників найбільш суттєві, типові їх параметри.

’ 2. Алгоритм географічного аналізу - як основа логічного та

послідовного вивчення гідротермічного режиму грунтів.

Алгоритм - загальна схема, яка відображає послідовність і обумовленість порядку розрахунків. Результати проведеного дослідження дозволили нам запропонувати алгоритм географічного аналізу гідротермічного режиму грунтів, модель якого мас блочну.сгруктуру (рис. І).

І блок - блок даних: аналітичний огдвд літературних джерел з питань теорії та методики дослідження, вивчення основних природних факторів, які впливать на формування- гідротермічного режиму грунтів досліджуваної території; збір та первинна обробка фондових та польових матеріалів дослідження, яка полягає в їх систематизації, а також у визначенні середніх показників строкових та багаторічних спостережень.

, Результати, отримані при завершенні першого етапу дослідження, є

основою для наступного - блоку ретрансляторів: обробки даних спостережень, фондових матеріалів та отримання наукових результатів, так, визначаємо кількість сонячної енергії, яка надходить до поверхні та перерозподіл її спектру в добовому, місячному та сезонному циклі, а також закономірності перерозподілу кількості фотосинтентнчно активної радіації (ФАР) в теплий період року. Наступний етап - вивчення температури фунту, встановлення закономірностей її зміни з глибиною та сезонної динаміки шляхом математичної обробки: визначення сум температур повітря та грунту на різних глибинах, коефіцієнту прогрітості грунту, середнього квадратичного відхилення температури орного шару в різних за гранулометричним складом грунтах, довірчі межі мінливості температури повітря та грунту на глибинах 5 см, 20 см заданої ймовірності. Використовуючи значення довірчого інтервалу ми оцінюємо допустимі .межі мінливості показників в багаторічному режимі. .

Наступний етап дослідження - вивчення водного режиму ірунтів та ресурсів продуктивної вологи орного шару (встановлення корелятивних

залежностей між аналізованими показниками). Основний блок алгоритму -

•оцінка гідротермічного режиму грунтів, ного просторово-часових змін, встановлення критеріїв оцінки, які є основою для складання карти типів

гідротермічних режимів грунтів. Останній блок визначає шляхи практичного

використання результатів дослідження.

3. Формування гідротермічного режиму грунтів обумовлене РЯДОМ Факторів, серед яких провідне місце відводиться кліматичним (атмосферному клімату). Річний прихід сонячної радіації в середньому складає 4004 МДж/м.

Пряма сонячна радіація становить лише 40% цієї суми в -результаті значної хмарності. Особливості географічного положення та характер підстилаючої поверхні визначають закономірності розподілу температур повітря в теплий та холодний періоди року. В роботі розглянуто ряд характеїШпік температурного і вітрового режиму, атмосферних опадів та вологості повітря. Протягом року переважаючими над територією області є вітри західних румбів. Найвищі . значення середньомісячних температур відмічаються в липні місяці. Найтеплішим є південний схід області з середніми багаторічними значеннями температури повітря в липні +18,3® С, більш прохолодно на північному сході (до +16» С). Взимку найнижчі значення температури повітря відмічаються в січні і змінюються від -4,2® С (МС Світязь) до -5,1® С (МС Луцьк). Тривалість теплого ( періоду (з температурою вище 0° С) змінюється від 267 днів (МС Володимир-Волинський, Ковель, Луцьк) до 263 - на півночі і сході області (МС Любешів, Маневичі). Період з середньодобовою температурою повітря вище 10а С на півночі Волинської області становить 156-157 днів.-а на півдні -158-159.

Річні суми середніх добових температур вище 0° С змінюється на досліджуваній території від 3077" С (МС Луцьк) до 3002і* С (МС Любешів), а суми активних температур повітря (вище 10» С) - від 25270 С (МС Луцьк) до 2409» С (МС Любешів).

Вирішальну роль у формуванні водного режиму грунтів відіграють атмосферні опади, кількість яких в межах області змінюється від 536 мм до 600 мм в рік. Максимальна кількість опадів в річному циклі припадає на теплий період року, а взимку (грудень-лютий) випадає лише 6% річної норми. Влітку добова хількісгь опадів в межах області часто перевищує 100 мм, що зумовлює як значне підвищення рівня залягання грунтових вод, особливо в північних поліських районах, так і інтенсивну водну ерозію на Волинському Опіллі. На формування вологозапасів ірунту в зв'язку з явищами поверхневої та внутрігрунтової конденсації водяної пари певний вплив має вологість повітря, яка змінюється за теплий періодвід 68-73% (травень) до 81-83% (жовтень).

На формування гідротермічного режиму грунтів досліджуваної території значний вплив мають також і інші фактори, які розглядаються в роботі. Зокрема, це особливості геолого-геоморфодогічної будови, велика різноманітність четвертинних відкладів і обумовлена цим мозаїчність фунтового покриву та ного властивості, досить висока просторова диференціація природних умов, а також антропогенний фактор.

4. Співстззлення та аналіз факторів, то обумовлюють закономірності розподілу вологості грунтів, дозволили встановити ряд особливостей Ьормування вологозапасів у грунтах різного гранулометричного складу. Так, зологозапаси грунту і відповідно кількість використаної рослинами вологи иізначаються фізичними та водно-фізичними властивостями, основними серед псих є шпаруватість, щільність твердої фази,щільність будови, найменша юльова вологомісткість (НДВ) та гранулометричний склад грунту. Оскільки,

умови формування водного режиму грунтів обумовлені складним поєднанням впливу різноманітних природних чинників, вологість грунту ми розглядаємо як складне природне явище, при вивченні якого виникає необхідність використання методів математичної статистики. Так, встановлено, що в системі атмосферні опади - вологозапаси найбільш чіткі залежності (г= 0,6-0,8) існують весною та восени, коли грунти практично повністю насичені вологого і вплив температури на втрати вологи незначний. Серед кліматичних факторів, які визначають динаміку вологості грунту одним із основних є випаровуваність з поверхні насиченого вологою грунту. Весною, досить високі значення на піщаних грунтах, які легко втрачають вологу (від 54 мм (МС Світязь) до 57 мм (МС Маневичі) в квітні місяці). На лекгосуглннковнх грунтах ці показники дещо нижчі - 52 мм (МС Луцьк, МС Володимир-Волинський). Восени такі відмінності згладжуються і становлять 34-37 мм. Максимальні значення випаровуваності на піщаних грунтах спостерігаються в червні місяці (89-97 мм), на супіщаних і легхосуглинкових - в липні (відповідно - 87-91 мм та 80-88 мм), а на торфових * в серпні (93 мм). Зрозуміло, що такі відмінності обумовлені швидкістю прогрівання верхнього шару грунту.

Водно-фізичні властивості грунтів визначають умови формування вологозапасів під сільськогосподарськими культурами. Відповідно змінюються і запаси продуктивної вологи (ЗПВ) під озимими культурами. Весною, в квітні місяці, з відновленням вегетації озимини найбільші ЗПВ в шарі 0-100 см спостерігаються на легкосуглинкових грунтах (176-186 мм), а найменші - на піщаних (120-128 мм). Під чорним паром в цей же період ЗПВ в шарі О-ІООсм є менш відмінними (від 184 мм на легкосуглинкових грунтах до 158 мм - на піщаних). В орному шарі (0-20см) найменші ЗПВ властиві піщаним грунтам, а легкосуглинкові та супіщані грунти характеризуються дещо вищими значеннями. При цьому спостерігається значна просторова неоднорідність у розподілі атмосферних опадів над досліджуваною територією. Проте, їх вплив на формування ЗПВ и шарі 0-100 см носить різний характер: на легкосуглинкових грунтах ведучу роль у збереженні вологи відіграють водно-фізичні властивості грунту, а на піщаних та супіщаних, які характеризуються низькою водоутримуючою здатністю - рівень залягання грунтових вод.

5. В умовах рівнинної території Волинської області ведучу роль у Формуванні водного режиму грунтів відіграє рівень залягання грунтових вод (РГВУ 3 метою вияву залежностей між аналізованими величинами вивчена динаміка загальних вологозапасів в багаторічному режимі. Встановлено, що глибина поширення мінімальних значень вологи відмічається в квітні місяці: на піщаних грунтах - в шарі 0-20 см, на супіщаних - 0-17 см, а на легкосуглинкових

- 0-14 см. Разом з тим, чітко прослідковуегься зміна вологозапасів в грунтах глибше 50 см. Супіщані та піщані грунти, які більш поширені в поліській частині області з високим РГ'В (1,5- 0,5 м) характеризуються більш вираженою диференціацією грунтових шарів за вологістю. Так, в піщаних грунтах на

либині 50 см спостерігаємо різке зростання вологозапасів, оскільки, грунтові оди є основним джерелом живлення. У супіщаних грунтах із зниженням рівня рунтових вод зростання вологості грунту спостерігається на глибині 70 см і є іеиш виражене. На осушених торфовищах при РГВ > 1 м спостерігаємо різкі ерепади вологості до глибини 50 см. Зміни рівня грунтових вод обумовлені езонною мінливістю метеорологічних умов. Аналізуючи такі залежності за анимн стаціонарних' спостережень по Малннівській водно-балансовій станції, ідмічаємо, що найвищий РГВ співпадає з зростанням кількості опадів. Тому, розуміло, що так звана "літня межень" РГВ припадає на період з найменшою ількістю опадів та найвищими значеннями випаровуваності. Аналіз даних оказує, що між вологістю верхнього шару (0-50 см) та РГВ .для торфових гушених грунтів існує параболічний зв'язок, а для піщаних та супіщаних -рямолінійннн.

Отже, режим РГВ тісно пов’язаний не лише з ступенем дренованості фиторії, а і з атмосферно-кліматичннми факторами. В умовах Полісся РГВ діграє важливу роль у формуванні вологозапасів, частково регулюючи їлогість грунтів. Вивчення динаміки вологозапасів грунтів дало можливість збудувати карти ЗПВ (0-100 см) в різні періоди вегетації культурної клшшості (рнс.2). .

6. Дослідження умов Формування температурного режиму грунтів злннської області дає змогу встановити теплові ресурси орного шару грунту в тілиії період року та особливості термічного режиму взимку. їх залежність від )годно-кліматичннх умов. Одним з головних елементів формування мпературн грунту та розвитку рослинного покриву є кількість променевої іергії Сонця, яка використовується рослинами в процесі фотосинтезу. Близько 1-85% сонячної радіації надходить на підстилаючу поверхню в весняно-літній ріод. В результаті її трансформації формується тепловий режим грунту, а (іькість визначає просторово-часові зміни температурного режиму грунту, інальний розподіл тепла на досліджуваній території змінюється під впливом сцевнх факторів. Найбільш чутливим до змін теплового режиму є верхній шар унту (0-20 см) під чорним шаром, так ж наявність рослинного покриву іаджує відмінності термічного режиму грунтів різного гранулометричного ладу. В теплий період року температура поверхні грунту на 3-4° С вища ипературн повітря. Найвищі значення спостерігаються на осушених рфовищах, приповерхневі шари яких частково переосушені, а темне зарвлення сприяє поглинанню сонячної радіації. Тому з червня по серпень зедньомісячна температура поверхні осушених торфовищ завжди вища 0° С. На неосушених грунтах ці показники, як правило, нижчі на 7-10° С. Такі [мінності обумовлені різкою зміною вологозапасів осушених грунтів та їх їломісткістю. Під трав'янистим покривом різниця температур поверхні таких • і’іігіп зменшується на 3-4° С. Максимальні значення суми позитивних (ператур поверхні грунту спостерігаються на осушених торфовищах

---------------------.----,----------,

• Збір, первинна обробка І

та систематизація інформації .

Рис. 1. Алгоритм географічного аналізу Гідротермічного режиму грунтів

. 13

4514° С)., а найменші - на поверхні легкосуглинковнх грунтів Волинського Іпілля (3360° С). Досить високі суми температур поверхні піщаних грунтів 5620-3565° С), а серед супіщаних грунтів найбільш прогріта поверхня дерново-арбонатних грунтів, багатих на гумус з темним забарвленням поверхні, формованих на твердих карбонатних відкладах. Відповідно, найбільш ранній ерехід температури орного шару (0-20 см) через 10° С відмічається на піщаних а супіщаних грунтах і припадає на початок третьої декади квітня. На егкосуглинкових грунтах Волинського Опілля ці дати дещо запізнюються - на •4 дні, а на заболочених дернових та торфово-болотних грунтах іостерігаються в період з 30 квітня по 4 травня. Восени перехід температури рного шару через аналізовані межі проходить більш згладжено в кінці першої жадн жовтня, що обумовлено вирівнюванням запасів вологи в грунтах. З етою аналізу теплових ресурсів грунтів різного гранулометричного складу ірахувані суми позитивних температур на глибинах 5,10,15,20,40 см. аґітеплішпми є піщані та супіщані грунти, сума активних температур яких на шбині орного шару змінюється в межах від 3001° С до 3117° С. На грунтах з двищеною вологістю ці показники значно нижчі - 2754° С ( МС Любешів). В :плий період з 1989 по 1996 роки по МС Ковель відмічаються декади з редньодобовими значеннями температури грунту на глибині 20 см вище 25° С. Такі періоди припадають на другу-третю декаду липня - першу-другу :каду серпня і виділяються як критичні, коліг рослини припиняють вегетацію, а багатьох випадках - просто гинуть. На супіщаних грунтах Полісся (МС юбешів) подібні періоди відмічаються значно рідше і температури вище +25° С юникають лише до глибини 15 см, лише в серпні 1994 року такі температури реєстровані на глибині 20 см.

Прогрітість орного шару грунту характеризується коефіцієнтом югрітоеті по В.Н.Дімо. Найбільш прогрітими є піщані та супіщані унти(К=1,2), а легкосуглинкові дещо прохолодніші (1,1-1,05). Найменш огрітим залишається орний шар осушених, гідроморфних грунтів (0,56). .

В системі грунт-повітря в теплий період року найбільш тісний зв'язок рмічннх показників спостерігається до глибини 15 см у всіх типах грунтів ( г= г5 та 0,86 + 0,02). Така закономірність відмічена нами в результаті оведеного кореляційного аналізу температури грунту та температури повітря, швшці значення г (х,у) відмічаються саме на цих глибинах і змінюються на цаних грунтах від 0,893 (на глибині 5 см) до 0,849 ( на глибині 15 см), на ііщаних відповідно від 0,902 до 0,820, а на легкосуглинковнх - від0,828 до 35. Отже, найбільш прогрітими в межах області є грунти легкого грануло-гричного складу, які поширені в центральних та північних районах області.

З метою проведення більш глибокого аналізу мінливості температури вітря та грунту в межах орного шару, нами розраховано довірчий інтервал їливосгі ряду спостережень. При цьому розраховані верхні та нижні граничні ясі мінливості середніх значень температури за багаторічними даними при

~б«гата0чй

■памма

•мряммт

«ьп«нь і ревень червень пилень серпень вересень жовтень

Рис.5. Довірчий інтервал мінливості та температура грушу на глибині 20 см по МС Луцьк. 1989 рік.

8і

Оч

а

■о

.5

« З

«з

С 2С

а г

А> О,

к о

О с

гималышх значеннях гідротермічного режиму приземного шару повітря. Так, легкосуглинковнх грунтах при Кзв.= 0,9 найменші межі мінливості іпературн при 95% забезпеченості на глибині 20 см відмічаються в липні яці (0,67° С). а максимальні - в травні (2,01° С). В цілому мінливість тературн повітря та орного шару характеризується хвилеподібним ходом в їлиіі період року, з зростанням показників в першій половині теплого періоду поступовим згладженням з серпня по жовтень (рис. 3). Зрозуміло, що такі зви температурного режиму позначаються на продуктивності природних іплексіпта агроландшафтів. •

В роботі також проаналізовано хід середньомісячних температур грунту значних глибинах (20-240см) під природною трав'янистою рослинністю, плітуда коливань температури грунту на глибині 120 см найбільша в піщаних птах (12° С), а найнижча - на неосушених торфовищах (7,5° С ).

Аналіз термічного режиму грунтів в холодний період року підтверджує ііше проведені дослідження (Лічікакі,1974; Кіт, 1995) і показує, що найбільш приятливі умови перезимівлі озимих культур відмічаються на піщаних нтах, де мінімальні середні значення можуть опускатися нижче -9° С.

Кількісні показники температури грунтів дали можливість встановити історову диференціацію грунтів за термічними характеристиками (рис. 4).

7. Згідно проведеного аналізу основних Факторів Формування вологості температури в грунтах, виділені основні принципи оцінки гідротермічного симу грунтів’ досліджуваної території. До них відносимо: а) використання овних показників кліматичних умов території (сонячна радіація, температура вологість повітря, кількість опадів, випаровуваність); б) врахування нулометричних, фізичних та водно-фізичних властивостей грунту; в) рахунок основних агрокліматичннх показників передумов формування ютермічного режиму грунтів; г) вивчення тепло- та вологозапасів грунтів, як овних складових гідротермічного режиму; д) районування території, в основу го покладена класифікація гідротермічних режимів згідно закону оптимуму.

З метою відтворення повної картини гідротермічного режиму грунту в оті проведено аналіз гідротермічних умов приземного шару повітря за □кліматичними показниками - К зв. (Докучаєва-Висоцького-Іванова), ГТК янінова. Ресурси атмосферного зволоження ми оцінюємо узагальнюючим азником стійкості гідротермічного режиму. Найбільш стійкі умови тоження характерні для західної частини області, в напрямку на північний ; мінливість гідротермічних умов зростає- Але, навіть при подібних умовах осферного зволоження різні типи грунтів характеризуються своєрідними отермічними характеристиками, які визначають напрям, швидкість процесів ітоутворення. Тому всі аналізовані вище показники є вихідними лише для іктернстики температурного та .водного режиму, але не відображають діної дії як на процес грунтоутворення так і на бонітетну оцінку грунтів, іу ми пропонуємо при аналізі гідротермічних умов використовувати

1 Індекс ІПК ор. ш. і Грунт Гідротремічиий режим ..

МСНЕЄ дерново-підзолисті Пі- *

51 0,5 шані, глинисто-пішані на піщаних відкладах частково незадовільний

52 0.5 -0,79 дерново-підзолисті ПІ* шані, глинисто-пішані на супіщаних відкладах яалоііліннй

53 0,8- 0,89 дерново-підзолисті супіщані на водно-льодовикових відкладах ДОбрІІЙ

34 0,9- дориово-карбонати і су-

1,0 Піщані, дернові та ЛЄГ* иосуглинкові чорноземи оптимальний

35 1.1- 1,2 сірі, ЯСИО-Сірі.темно-сірі грунти перехідної зони від Полісся до лісостепу добрий

26 1,3- осушені торфово-болот-

1.5 ні та лучні грунти гадовільний

57 більше 1.5 неосушені торфово-бо-лотні, торфовиш низинні, дернові огле-ені та лучно-болотні незадовільний

итегруючнй показннк температури та вологості - гідротермічнії!! коефіцієнт ірного шару ( ГТК ор.ш.). який визначаємо згідно формули:

1¥р+0,75Р '

ГТК= ------^-------- (І)

де ІІ’р - ресурси продуктивної вологи грунтового профілю за егетаційний період;

2^ - сума активних температур на глибині 20 см;

Р - сума опадів теплого періоду

При ГТК ор.ш. = 1 в переважній більшості вологість грунту знаходиться межах 0,75 ПВ - НПЬ. Тому грунт з такими кількісними показниками ми ідиосимо до оптимального гідротермічного режиму. Згідно закону оптимуму начення менші одиниці характеризуються погіршенням умов в сторону ннження вологозапасів, а більші від одиниці - навпаки - зростання вологості до адлншкових величин при недостатній теплозабезпеченості (таблиця 1).

•, Таблиця 1

Статистичні параметри кількісних показників типів гідротермічного режиму грунтів

Типи _ » _ Эх Су

Недостатньо зволожений (0, 7 Ь ПВ-ВВ)

Частково незадовільний 0,46 0,05 0,03 0,84

Задовільний 0,65 0,08 0,01 0,66

Достатньо зволожений (НПВ-0.75ПВ)

Добрий 0,84 0,12 0,05 0,51

Оптимальний 0,95 0,09 0,04 0,38

Надмірно перезволожений (ПВ-0,9ПВ)

Добрий 1,14 0,10 0,08 0,49

Іадовільний 1,42 0,11 0,09 0,70

Незадовільний 1,69 0,09 0,04 0,86

а основі просторового аналізу кількісних показників гідротермічного режиму >унтів досліджуваної території об'єктивно виділяються ареали різного типу дротермічного режиму, представлені на рнс.5. Прн виділенні районів ^зроблені відповідні варіанти поєднань, які обумовлені переважаючою ззаїчиістю грунтового покриву.

Основні положення дисертації викладені в наступних публікаціях:

1. Меліоративна трансформація геосистем Волинської області та їх

іціональне використання// в зб.: Минуле та сучасне Волині. - Луцьк, 1988.-.263-264.( Тарасюк Ф.П.). •

2. Антропогенные изменения ландшафтов Волынской области// В (/Повышение эффективности функционирования хозяйственного комплекса

ВолынскоГ^областн. - Луцк, 1988. - С.150-154. (Тарасюк Ф.П.).

. 3. До питання оцінки ступеня антропогенної зміненості геосист( використання таких матеріалів у навчальному процесі // В зб.: Пробле формування особистості вчителя. Ч.2.-Луцьк, 1989,- С.218-219.

. 4. Режим осадков в Шацком национальном парке // В с

Природопользование в Волынской области.- Луцк,1990. - Ç.60-i

(Мольчак Я.О., Тарасюк Ф.П.).

5. Антропогенний вплив на озера Волинської області Ц В зб.: Сучаї географічні проблеми Української PCP. - Київ, 1990. - С.73-74. (Мольчак Я.< Сметюх В.Р. та інш.).

6. Клімат // В зб.: Географія Волинської області. - Луцьк, 1991.- С.58-< ( Тарасюк Ф.П., Малиш К.А., Косюк О.М.).

7. Термічний режим Шацького національного парку // Матеріали Z наукової конференції проф.-викл. складу Волинського університету. і Ч. Луцьк, 1993. -С.521-522.

8. Термічний режим грунтів антропогеннозмінених геосистем Матеріали наукової конференції проф.-викл. складу Волинського університет Ч.2.- Луцьк, 1994.- С.178-180 ( Мольчак Я.О.).

9. Об устойчивости геосистем Волынского Полесья к мелиоративно воздействию // Материалы IX межвузовского координационного совещания проблемах эрозионных, русловых и устьевых процессов. -Брянс^1994. - C.94-Î (Мольчак Я.О., Тарасюк Ф.П.).

10. Еколого-ландшафтний моніторинг геосистем Волинського Поліс //Матеріали VTI з'їзду УГТ.- Київ,1995.- С.124-125. (МольчакЯ.О.)

11. Клімат // В зб.: Шацький національний парк. Світязь, 1994. -С.38-: (Мольчак Я.О., Тарасюк Ф.П.).

12. Клімат Шацького національного парку // Луцьк: Вежа, І995.-146 (Мольчак Я.О., Климчук Б.П-, Тарасюк Ф.П.)'.

13. Динаміка вологістного режиму грунтів Волинського Полісся Матеріали наукової конференції проф.-викл. складу Волинського університет Луцьк, 1995,- С.4-5.

14. Клімат// В зб.: Єврорегіон "Буг": Волинська область. ред.Б.П.Клімчука. Луцьк: Вежа, 1997. - С.31-42. (Зузук Ф.В., Тарасюк Ф.П.).

15. Ландшафти та фізико-географічне районування // В зб.: Єврорегі "Буг": Волинська область". За ред. Б.П.Клімчука. Луцьк: Вежа, 1997. - С.69-' (Тарасюк Ф.П.).

Тарасюк Н.А. "Географический анализ гидротермического режима ючв (на примере Волынской области)". Диссертация на соискание ученой лепеті кандидата географических наук по специальности 11.00.05-Зиогеография и география почв, Львовский государственный университет имени Ивана Франко, Львов, 1997.

В диссертационной работе содержатся результаты изучения основных іакономерностей формирования пространственно-временных различий тідротермического режима почв. Составлен алгоритм географического анализа идротермического режима, установлены колличественные показатели температуры и влажности почв, особенности их географического заспределения. Предложен интегральный показатель температуры и влажности ючв - гидротермический коэфициент пахотного слоя, обосновано его жологическое значение и практическая ценность для сельскохозяйственного іроизводства. Проведено районирование территории по .типам идротермического режима. Результаты географического анализа •идротермического режима почв использованы для разработки и составления :ерии тематических карт. '

Tarasyuk N.A. "The Gtographical Analysis of Hydrothermic Regime of toils ( on the example of the Volyn Reion)". Dissertation represented to acquire andidatte degree in Geography in speciality 11.00.05 - Biogtography and Geography. if Soils. Ivan FradAko Lviv State University, Lviv, 1997.

The object of investigation is the area-temporal distinctions of hydrothermic egime of soils. The algorithm of the geographical analysis of hydrothermic regimt is rorked out, the quantitative indices of temperature and soil moisture and the eculiarities of their geographical distribution are set up. The igtegral index of plough , Tyer - is proposed, its ecological significance and practical value for agricultural roduction are motivated. The regionalization of the teritory is carriied out. The ssults of the geographical analysis of the hydrothermic regime of soils are used for aborating and drawing up of a series of maps.

Ключові слова:

гографічний аналіз, гідротермічний режим, алгоритм, температура, вологість, ореляція, мінливість, довірчі межі, гідротермічний коефіцієнт орного шару, іти гідротермічного режиму.