ТЕМА 10. Моніторинг реградованих земельних ділянок, на яких здіснювали фітомеліорацію.

Сайт:	Навчально-інформаційний портал НУБіП України
Курс:	Фітомеліорація ґрунтів`
Книга:	ТЕМА 10. Моніторинг реградованих земельних ділянок, на яких здіснювали фітомеліорацію.

Надруковано:	Гість-користувач
Дата:	понеділок, 26 жовтня 2026, 21:20

Зміст

1. Організація та проведення моніторингу реградованих земельних ділянок після фітомеліорації.
2. Оцінювання ефективності фітомеліорації та динаміки відновлення ґрунтових екосистем.

1. Організація та проведення моніторингу реградованих земельних ділянок після фітомеліорації.

Реградовані землі є одним із найбільш складних об'єктів екологічного та ґрунтового моніторингу. Їхній стан характеризується порушенням природних функцій ґрунту, зниженням продуктивності, погіршенням фізичних, хімічних і біологічних властивостей, а в окремих випадках — забрудненням небезпечними речовинами.

Відновлення таких земель потребує застосування комплексу заходів, серед яких важливе місце займає фітомеліорація.

Фітомеліорація ґрунтів ґрунтується на використанні рослин для поліпшення властивостей ґрунту, захисту його поверхні, накопичення органічної речовини, регулювання водного режиму, закріплення забруднювачів або їх вилучення з ґрунту.

Проте саме проведення фітомеліоративних заходів ще не означає, що земля повністю відновлена. Рослинний покрив може сформуватися досить швидко, тоді як відновлення ґрунтової структури, органічної речовини, мікробіологічної активності та інших властивостей може тривати роками або десятиліттями.

Тому після проведення фітомеліорації необхідно здійснювати систематичний моніторинг.

Моніторинг у цьому випадку розглядають як систему регулярних спостережень за станом земель, спрямовану на встановлення напрямку та швидкості змін, виявлення позитивних або негативних тенденцій і визначення ефективності проведених заходів.

Основна особливість такого моніторингу полягає в тому, що необхідно оцінювати не лише сучасний стан ділянки, а динаміку її змін у часі.

Схематично систему можна представити таким чином:

вихідний стан → проведення фітомеліорації → спостереження → повторні вимірювання → порівняння → оцінювання результату → коригування заходів.

Особливе значення має проведення базового обстеження до початку фітомеліорації. Якщо вихідний стан ґрунту не був визначений, у подальшому буде складно встановити, наскільки змінилися його властивості саме внаслідок проведених заходів.

Тому на початковому етапі необхідно зафіксувати:

тип і підтип ґрунту;
потужність ґрунтового профілю;
гранулометричний склад;
щільність складення;
структурно-агрегатний стан;
вміст органічної речовини;
реакцію ґрунтового розчину;
вміст основних елементів живлення;
ємність катіонного обміну;
біологічну активність;
ступінь ерозійної деградації;
рівень забруднення;
стан рослинного покриву.

Не менш важливо правильно організувати просторову мережу моніторингу. Реградована земельна ділянка рідко буває однорідною. На одній території можуть існувати ділянки з різним ступенем деградації.

Наприклад, на схилі верхня, середня та нижня частини можуть суттєво відрізнятися за вологістю, потужністю ґрунтового профілю, вмістом органічної речовини та ступенем ерозії.

Тому на ділянці формують постійні моніторингові майданчики.

Для кожного майданчика необхідно визначити координати, описати рельєф, рослинний покрив, ґрунтові умови та забезпечити можливість повторного відбору зразків у майбутньому.

Доцільно також мати контрольну ділянку, на якій фітомеліоративні заходи не проводилися. Вона дає можливість відокремити ефект фітомеліорації від змін, спричинених погодними умовами, природною сукцесією або іншими факторами.

Ґрунтовий моніторинг

Основним компонентом моніторингу є дослідження ґрунту.

Під час повторних обстежень необхідно визначати однакові показники, використовувати однакові методики та, наскільки це можливо, відбирати зразки з тих самих місць і на однакову глибину.

Важливо дотримуватися принципу:

однакове місце — однакова глибина — однакова методика — однаковий сезон.

Це забезпечує порівнюваність результатів.

Для моніторингу можуть використовуватися зразки з шарів:

0–10 см; 10–20 см; 20–30 см, а за необхідності — з більшої глибини.

Особливу увагу приділяють верхньому шару, оскільки саме він найбільш активно взаємодіє з рослинним покривом і атмосферою.

Фізичні властивості

Під час моніторингу визначають:

щільність складення;
загальну пористість;
гранулометричний склад;
структурно-агрегатний склад;
водопроникність;
водоутримувальну здатність;
польову вологоємність;
частку водостійких агрегатів.

Наприклад, якщо після фітомеліорації зменшується щільність ґрунту та збільшується кількість водостійких агрегатів, це може свідчити про поступове відновлення його структури.

Коренева система рослин відіграє важливу роль у цьому процесі. Корені механічно пронизують ґрунт, створюють пори, сприяють формуванню агрегатів, а після відмирання стають джерелом органічної речовини.

Хімічні та агрохімічні показники

Важливими показниками є:

вміст органічного вуглецю;
гумус;
загальний азот;
мінеральні форми азоту;
рухомий фосфор;
обмінний калій;
реакція ґрунтового розчину;
ємність катіонного обміну;
сума увібраних основ;
ступінь насичення основами.

Одним із найбільш важливих показників довготривалого відновлення є органічний вуглець ґрунту.

Фітомеліорація сприяє надходженню органічної речовини через рослинні рештки та кореневі виділення.

Схематично цей процес можна представити:

рослина → коренева система → рослинні рештки → мікроорганізми → органічна речовина ґрунту → поліпшення ґрунтових властивостей.

Для оцінювання змін органічної речовини доцільно визначати Total Organic Carbon (TOC).

Підвищення вмісту органічного вуглецю впродовж декількох років може бути одним із свідчень позитивного напряму відновлення.

Біологічний моніторинг

Фітомеліорація безпосередньо пов'язана з відновленням біологічних процесів у ґрунті.

Тому доцільно оцінювати:

мікробну біомасу;
інтенсивність ґрунтового дихання;
ферментативну активність;
чисельність ґрунтових організмів;
активність ґрунтової фауни;
біомасу рослин.

Біологічні показники можуть реагувати на зміни стану ґрунту раніше, ніж деякі традиційні агрохімічні показники.

Наприклад, збільшення мікробної активності може свідчити про формування більш сприятливого середовища для ґрунтової біоти.

Моніторинг рослинного покриву

Оскільки фітомеліорація базується на використанні рослин, оцінювання їхнього стану є обов'язковою складовою моніторингу.

Визначають:

видове різноманіття;
густоту рослин;
проективне покриття;
висоту;
біомасу;
продуктивність;
стан кореневої системи;
частку багаторічних рослин;
наявність бур'янів;
наявність інвазійних видів.

Особливе значення має проективне покриття.

Якщо після проведення фітомеліорації воно поступово збільшується, це свідчить про формування стійкішого рослинного покриву.

Наприклад:

Період	Проективне покриття
До фітомеліорації	25 %
1-й рік	45 %
2-й рік	68 %
3-й рік	82 %
5-й рік	90 %

Однак необхідно пам'ятати, що велике проективне покриття ще не є доказом повного відновлення ґрунту.

2. Оцінювання ефективності фітомеліорації та динаміки відновлення ґрунтових екосистем.

Основним завданням другого етапу є визначення того, наскільки проведена фітомеліорація забезпечила відновлення функцій ґрунту.

Оцінювання не повинно базуватися на одному показнику. Ґрунт є складною системою, тому необхідно аналізувати комплекс взаємопов'язаних властивостей.

Загалом ефективність фітомеліорації можна представити як:

покращення фізичних властивостей + відновлення хімічних властивостей + активізація біологічних процесів + стабілізація рослинного покриву + зменшення екологічних ризиків.

Оцінювання динаміки ґрунтових властивостей

Позитивною тенденцією можна вважати:

збільшення вмісту органічного вуглецю;
збільшення водостійких агрегатів;
зменшення щільності складення;
збільшення водопроникності;
стабілізацію реакції ґрунтового розчину;
підвищення біологічної активності;
відновлення вмісту доступних елементів живлення;
зниження ерозійних процесів.

Водночас деякі показники повинні зменшуватися.

Наприклад:

щільність ↓

ерозія ↓

рухомість токсичних елементів ↓

концентрація доступних форм забруднювачів ↓.

Тому під час інтерпретації результатів необхідно враховувати напрям зміни кожного показника.

Моніторинг забруднених земель

Особливої уваги потребують ділянки, на яких фітомеліорація проводилася для відновлення забруднених ґрунтів.

У такому випадку можуть визначатися:

свинець;
кадмій;
цинк;
мідь;
нікель;
хром;
ртуть;
миш'як;
нафтопродукти;
залишки пестицидів;
інші специфічні забруднювачі.

При цьому принципово важливо розрізняти загальний вміст забруднювача та його рухомі або біодоступні форми.

Наприклад, загальна концентрація металу може практично не змінитися, але внаслідок зміни pH, накопичення органічної речовини та інших процесів його рухомість може зменшитися.

У такому випадку фітомеліорація може бути ефективною не через вилучення всього забруднювача з ґрунту, а через його стабілізацію та зменшення екологічного ризику.

Якщо ж застосовується фітоекстракція, необхідно досліджувати не тільки ґрунт, а й рослинну біомасу.

Схема досліджень:

ґрунт → корені → стебла → листки.

Це дозволяє встановити, де накопичується забруднювач і наскільки ефективно він вилучається з ґрунту.

Особливо важливим є питання поводження із забрудненою рослинною масою. Якщо рослини накопичили значні концентрації токсичних елементів, їх не можна безконтрольно використовувати як корм, органічне добриво або залишати на території.

Використання дистанційного моніторингу

Сучасний моніторинг земель дедалі більше використовує дистанційні методи.

Для оцінювання стану рослинності можуть використовуватися супутникові знімки та дані БПЛА.

Одним із найпоширеніших показників є NDVI — нормалізований диференційний вегетаційний індекс:

\( NDVI=\frac{NIR-Red}{NIR+Red} \)

де NIR — відбиття в ближньому інфрачервоному діапазоні, а Red — відбиття в червоному діапазоні.

Зміни NDVI можна використовувати для:

оцінювання розвитку рослинності;
визначення площ із недостатнім рослинним покривом;
виявлення зон деградації;
оцінювання сезонної динаміки;
порівняння стану території до та після фітомеліорації.

Особливо ефективним є поєднання дистанційного та наземного моніторингу.

Супутникові дані показують, де відбуваються зміни, а польові та лабораторні дослідження допомагають встановити, чому вони відбуваються.

Часова динаміка

Фітомеліорація є довготривалим процесом. Тому моніторинг не повинен обмежуватися одним роком.

Орієнтовно можна використовувати таку систему:

0-й рік — базове обстеження;

1-й рік — оцінювання первинної реакції;

2-й рік — оцінювання розвитку рослинного покриву;

3-й рік — оцінювання стабілізації ґрунтових властивостей;

5-й рік — оцінювання довготривалого ефекту;

10-й рік — оцінювання стійкості результату.

Періодичність залежить від типу деградації, виду фітомеліорації, властивостей ґрунту та рівня екологічної небезпеки.

Інтегральне оцінювання

Для комплексної оцінки можна порівнювати значення показників до початку фітомеліорації, після її проведення та на контрольній ділянці.

Наприклад, може використовуватися коефіцієнт відновлення:

\( I_r=\frac{X_t-X_0}{X_{ref}-X_0} \)

де:

\(X_0\) — значення показника до фітомеліорації;

\(X_t\) — значення показника у певний момент моніторингу;

\(X_{ref}\) — значення показника на еталонній або контрольній ділянці.

Якщо значення показника поступово наближається до контрольного, це свідчить про позитивну динаміку.

Для показників, де позитивним є зменшення, наприклад щільності ґрунту або концентрації рухомих забруднювачів, необхідно відповідним чином змінити напрям розрахунку.

Особливості моніторингу земель, пошкоджених воєнними діями

Для України цей напрям набуває особливого значення.

Воєнний вплив може спричиняти комплексне порушення ґрунтового покриву:

механічне перемішування ґрунтових горизонтів;
утворення вирв;
ущільнення;
зняття або переміщення верхнього шару;
пожежі;
втрату рослинності;
забруднення важкими металами;
нафтове забруднення;
потрапляння залишків боєприпасів;
порушення водного режиму.

Тому для таких територій звичайного агрохімічного аналізу недостатньо.

Необхідно поєднувати:

ґрунтовий моніторинг + хімічний моніторинг + біологічний моніторинг + моніторинг рослинності + ГІС та дистанційне зондування.

Перед проведенням фітомеліорації необхідно переконатися, що територія є безпечною для проведення польових робіт.

Приклад оцінювання

Розглянемо умовну реградовану земельну ділянку, на якій проведено фітомеліорацію багаторічними травами.

До початку робіт:

органічний вуглець — 1,2%;
щільність ґрунту — 1,55 г/см³;
рослинне покриття — 20%;
ерозія — значна.

Через три роки:

органічний вуглець — 1,8%;
щільність — 1,38 г/см³;
рослинне покриття — 85%;
ерозія — слабка.

У цьому випадку спостерігається позитивна динаміка:

органічний вуглець ↑

щільність ґрунту ↓

рослинне покриття ↑

ерозія ↓.

Отже, можна зробити висновок про позитивний ефект фітомеліорації.

Проте для остаточного висновку необхідно додатково оцінити хімічні та біологічні показники, а також порівняти отримані результати з контрольною ділянкою.