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

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:

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