Карта ґрунтів території дослідження

    Мета: За допомогою ландшафтної карти певної території побудувати галузеву карту ґрунтового покриву, з’ясувати особливості його формування на певній території. Проаналізувати умови та фактори, що сприяли формуванню ґрунтів на даній території. Сформувати навички побудови галузевої карти ґрунтів певного регіону.

Обладнання: галузеві карти, ландшафтна карта території дослідження.

Основні відомості

Ґрунти входять до складу біогенних компонентів ландшафту. Основною класифікаційною одиницею є тип ґрунту. Тип ґрунту поєднує різноманітні ґрунти, що пов’язані спільністю походження на протязі довготривалого періоду. До головних типів ґрунту відносяться: тундрові, підзолисті, дернові, болотні, чорноземи, сіроземи, солончаки, такири, червоноземи, жовтоземи.

Виділяють кілька генетичних шарів ґрунту:

1) Горизонт А – гумусовий (чорний, коричневий, сірий). Тут відбувається накопичення органічної речовини та формування гумусу.

2) Горизонт Е – елювіальний (білуватий колір, зумовлений підвищеним вмістом кремнезему, з кислою реакцією середовища, низьким вмістом гумусу).

3) Горизонт В – ілювіальний (бурий, червонувато-бурий, з великою густиною та важкістю). Це горизонт вмивання принесених з верхніх горизонтів речовин.

4) Горизонт G–глейовий горизонт (колір сіруватий, брудно-зелений з чорними плямами). Горизонт присутній у ґрунтах з постійним та тривалим періодом зволоження.

5) Горизонт С – материнська або ґрунтоутворююча порода.

До морфологічних ознак ґрунту відносять:

ü Механічний склад – характеризується розмірами часток, що складають ґрунт: глина, суглинки, супіски, пісок;

ü Структура ґрунту – вид агрегатів, що складають ґрунт: кубовидна, глибиста, зерниста тощо;

ü Текстура – характер порозності та тріщинуватості;

ü Зволоженість: ґрунт сухий, свіжий, зволожений, сирий, вологий.

Генетичне визначення ґрунту надається за морфологічними ознаками – називають тип ґрунту, механічний склад, ґрунтоутворюючу породу.

Наприклад: важкосуглинковий чорнозем на лесових породах; дерново-підзолистий супіщаний на флювіогляціальних пісках; дерново-карбонатний важкосуглинковий на вапняках; сірий лісовий легкосуглинковий середньо-змитий ґрунт; чорнозем опідзолений легкосуглинковий.

Інструкція

Завдання 1.. Вивчити особливості ґрунтового покриву території дослідження за допомогою ландшафтної карти та легенди до неї. Побудувати карту ґрунтів території дослідження.

При складанні карти вказати типи ґрунтів, які позначити відповідним кольором і формулою. Штриховкою позначають механічний склад ґрунтів. У формулі вказують тип ґрунту, ступінь опідзолення, у чисельнику вказується механічний склад ґрунту, а в знаменнику – материнська порода.

Наприклад, дерново-підзолисті ґрунти на карті позначаються різними відтінками коричневого кольору, а індекс відображує ступінь опідзолення (П^д₀).

За ступенем опідзолення виділяють:

П^д₁ – слабоопідзолені (позначити світло-коричневим кольором);

П^д₂ – середньоопідзолені (коричневим);

П^д₃ – сильноопідзолені (темно-коричневим).

Б – болотні ґрунти – позначити блакитним кольором;

Б’ – напівболотні ґрунти – позначити штриховкою синього кольору.

Аз – алювіально-зернисті ґрунти – зеленим кольором;

Аш – алювіально-шаруваті – світло-зеленим зі штриховкою.

Материнська порода

M – морена;

ta  – давній алювій;

al   – алювій;

ap – алювіально-пролювіальні відклади;

pd  – пролювіально-делювіальні відклади;

fg  – флювіогляціальні (водно-льодовикові) відклади;

mk – морські піщані відклади.

За механічним складом виділяють ґрунти: піщані (П), супіщані (СУП), лесоподібні суглинки (ЛС), суглинкові (СГ).

Завдання 2. Скласти детальну текстову легенду до карти, де вказати типи ґрунтів, ступінь їх опідзоленості, механічний склад, ґрунтоутворюючу породу тощо. Роботу оформити на аркуші формату А4 у альбомній орієнтації.

Завдання 3. Зробити аналіз ґрунтового покриву ландшафту території дослідження. Порівняти типи ґрунтів, що сформувалися в комплексах урочищ рівнин межиріч, корінних схилів річкових долин, комплексах урочищ річкових долин, лощин і боліт. Зробити висновки про особливості ґрунтового покриву як біотичного компонента ландшафту та факторів, що вплинули на процеси ґрунтоутворення.

Контрольні питання

1. Обґрунтуйте принципи класифікації ґрунтів.

2. Назвіть фактори, що зумовлюють процеси ґрунтоутворення.

1. Дайте характеристику основним генетичним горизонтам ґрунтів.

2. За якими морфологічними ознаками характеризуються ґрунти?

3. У чому полягає роль ґрунтового покриву в екосистемах?

4. Які типи ґрунтів сформувалися в комплексах урочищ рівнин межиріч?

1. Які типи ґрунтів характерні для корінних схилів річкових долин?
2. Які типи ґрунтів формуються в комплексах урочищ річкових долин, лощин і боліт?

Лабораторне заняття № 11

Тема: Дослідження біотичного компонента ландшафту.

Карта рослинності території дослідження

Мета: За допомогою польової ландшафтної карти побудувати галузеву карту рослинного покриву місцевості, з’ясувати особливості його формування на певній території. Проаналізувати умови та фактори, що сприяли формуванню рослинних угруповань на певній території. Сформувати навички побудови галузевої карти рослинності певної місцевості.

Обладнання: атласи, польова ландшафтна карта.

Основні відомості

    Дослідження рослинності при ландшафтних польових спостереженнях дозволяє встановити фізіономічні відмінності між окремими частинами ландшафту, зокрема розмежувати фації.

На кожній точці комплексного спостереження відбувається опис трав’яних та лісових угруповань. Для кожної рослини записують рід і вид, визначають висоту травостану, висоту ярусів, загальне проективне вкриття, рясність, фенофазу, життєвість, для деревного ярусу – зімкнутість крон, склад порід, кількісне співвідношення окремих порід, середню висоту дерев кожного виду, середній діаметр стовбурів, висоту прикріплення крон, переважаючий вік. Описують підріст і підлісок: видовий склад, рясність, життєвість, інтенсивність відновлення, характер розміщення. Чагарниковий і моховий яруси характеризують за видовим складом, особливістю розміщення і висотою, за проективним вкриттям і рясністю окремих видів.

Характеристика рослинності завершується визначенням асоціації за переважаючими видами та групами рослин. Назва може бути 2-х або 3-х членною, де на останнє місце (у назві) ставлять переважаючий вид. До назви лісових угруповань включають провідну, а іноді й супровідну породу деревного ярусу, переважаючий вид підліску (при доброму розвитку його) і переважаючий вид або групу видів надґрунтового покриву (трав’яного, чагарникового або мохового). Наприклад: липово-дубовий ліс ліщино-різнотравний; ялинник зеленомошник-чорничник.

Інструкція

Завдання 1. Побудувати карту рослинності території дослідження. Вивчити особливостей рослинного покриву території дослідження за допомогою ландшафтної карти та легенди до неї.

При складанні карти вказати типи рослинних асоціацій, що зустрічаються в урочищах рівнин межиріч, корінних схилів річкових долин, комплексах урочищ річкових долин, лощин і боліт. Типи рослинних асоціацій позначити відповідним кольором: березові ліси – світло-зеленим кольором; дубові – зеленим; осикові – блакитним; соснові – світло-коричневим; дрібнолисті ліси – жовто-зеленим. Ділянки на карті, що відповідають лукам, зафарбовуються жовтим кольором. Ділянки, на яких рослинність відсутня – не зафарбовувати.

Користуючись умовними символами, що наведені в додатках В.1–В.3, скласти формули, які містять додаткову інформацію. У формулі вказати деревні породи, їх співвідношення й участь у формуванні рослинної асоціації. На першому місці ставлять символ породи, яка є супутньою, а на останнє місце ставлять переважаючий вид. Крім цього, у формулах використовують умовні символи:

    ( ) – з участю; + – та; / – або; | – рідше.

Наприклад: ліси березово-осикові з участю дубу –  ( ).

Завдання 2. Скласти детальну текстову легенду до карти, де вказати види рослинних угруповань. Роботу оформити на аркуші формату А4 у альбомній орієнтації.

Завдання 3. Зробити аналіз рослинного покриву території дослідження. Порівняти типи рослинності, що сформувалися в комплексах урочищ рівнин межиріч, на корінних схилах річкових долин, у комплексах урочищ річкових долин, лощин і боліт. Зробити висновки про особливості рослинного покриву як біотичного компонента ландшафту та факторів, що вплинули на формування рослинних асоціацій.

Контрольні питання

1. Поясніть, що таке біотичний компонент екосистеми.

2. Назвіть основні фактори, що формують тип рослинного покриву на певній території.

3. За якою методикою проводять опис трав’яних угруповань?

4. За якою методикою проводять опис лісових угруповань?

Лабораторна робота № 12

Тема: Аналіз морфологічної структури ландшафту

Мета:Ознайомитись з типами морфологічної структури ландшафту, закріпити навички роботи з атласами та галузевими картами.

Обладнання: польова ландшафтна карта, калька, олівці, калькулятор.

Основні відомості

        У кожному ландшафті є різноманітні урочища, але не всі вони однаково визначають зовнішній вигляд і природні властивості ландшафту. Урочища, які найбільш поширені в ландшафті і визначають його основні риси, називають основними. Так, на лесових прирічкових рівнинах основними урочищами є балки і міжбалкові простори, а в горбисто-моренних ландшафтах – моренні горби і міжгорбові зниження. Серед основних урочищ розрізняють урочища фонові, або домінантні, тобто ті, які переважають за площею в ландшафтах, утворюють його фон. У рівнинних лесових ландшафтах фоновими урочищами є міжрічкові, плакорні, у моренно-озерних – озера, у гірських – переважно окремі частини гірських хребтів.

Поряд з урочищами-домінантами трапляються урочища підпорядковані – субдомінантні. Якщо субдомінантних урочищ багато на території якогось ландшафту, то їх також вважають основними урочищами. Якщо ж субдомінантні урочища трапляються зрідка, то їх називають характерними. Такими є урочища подів у південних степових ландшафтах України, які хоч і не густо поширені, але характерні для цих ландшафтів. Для лесових височинних ландшафтів характерні урочища ярів і балок, а для ландшафтів грядових пісків у пустелях – урочища такирів.

Деякі субдомінантні урочища бувають реліктовими, тобто не властивими даному природному режиму ландшафтної зони. Так, реліктовими є урочища товтрових скель і горбів на Подільській височині – останців міоценового бар’єрного рифу; останці пісковикових горбів, вкриті лесами з опідзоленими чорноземами, що трапляються серед заболочених ландшафтів Малого Полісся.

Деякі урочища не займають великих площ, проте бувають у найрізноманітніших ландшафтах. Це урочища невеликих приток річкових долин (приток першого порядку), які за величиною і складністю відповідають ознакам урочищ, але, вдаючись глибоко в міжріччя, створюють розгалужену мережу дрібних і до того ж дуже різних за режимом ПТК, особливо в добре зволожених ландшафтах – гірських, тайгових, лісостепових, тропічних тощо. Такі урочища виділяють у групу універсальних урочищ, зважаючи на поширення їх по всій суші, за винятком пустель.

Основні урочища займають 80–90 % усієї площі ландшафту, домінантні – не менш як 50 %, субдомінантні – 30–40 %, інші види урочищ – 10–20 %.

Урочища поділяють на групи не формально: кожна з груп відрізняється не лише величиною площі, а й будовою і особливостями природних режимів (наприклад, режим нормального зволоження, надмірного зволоження, тимчасового, або сезонного, надмірного зволоження, режим заморозків тощо). Якщо урочища відрізняються будовою і режимом, то на ландшафтних картах їх слід по-різному зафарбувати.

Поділ урочищ на групи необхідний для ландшафтного картування: він є основою для якісної оцінки урочищ і можливого їх господарського використання.

Інструкція

Завдання 1. Провести аналіз морфологічної структури ландшафту.

Визначити загальну площу території дослідження, кількість ПТК різних видів. Обрахувати площу (S) окремих ПТК у межах досліджуваної території (у відсотках від загальної площі). Для цього за допомогою кальки перенести контури окремих ПТК на аркуш міліметрового паперу, підрахувати кількість точок, що вміщуються на ньому. Альтернативою міліметровому паперу може бути аркуш із зошита в клітинку. Визначити ціну однієї точки, враховуючи масштаб даної карти. Так, наприклад, якщо масштаб карти 1:25000 (у 1 см – 25000 см, або 250 м), то в 0,5 см відповідно – 125 м. Площа однієї клітинки аркуша 0,5х0,5 см відповідає площі території 125х125 м². Визначивши ціну однієї точки, можна визначити площу кожної ділянки. Для цього необхідно площу однієї точки помножити на кількість точок, що відповідають певним ПТК.

Завдання 2. Побудувати стовпчасту діаграму «Співвідношення площ ПТК», за якою визначити домінантні, субдомінантні та другорядні ПТК.

Контрольні питання

1. Поясніть, як класифікують урочища за їх площею в межах ландшафту.

2. У чому відмінність між основними та універсальними урочищами?

3. Як визначається масштаб і ціна однієї точки на картосхемі?

4. Назвіть основні типи ландшафтних структур (ЛТС).

5. Охарактеризуйте генетико-морфологічну територіальну структуру.

6. Які рівні генетико-морфологічної однорідності території виділяють за різними діагностичними геокомпонентами: геологічною будовою, рельєфом, ґрунтовим та рослинним покривом, ґрунтовими водами.

Лабораторне заняття № 13

Тема: Оцінка антропогенних навантажень та ступеня антропізації геосистем

Мета: Ознайомитись з методикою оцінки антропогенного навантаження та ступеня антропізації геосистем; сформувати навички розрахунку коефіцієнтів антропогенного навантаження та ступеня антропізації ландшафтів.

Обладнання: ландшафтна карта території дослідження, калькулятор.

Основні відомості

Кожний вид антропогенного впливу на геосистему можна описати рядом параметрів, що безпосередньо характеризують ступінь антропогенного навантаження. Такими параметрами є:

для впливу землеробства:

– кількість внесених добрив, пестицидів на одиницю площі за рік;

– число проходів сільськогосподарської техніки по полю за рік;

– питомий тиск сільськогосподарських машин на ґрунт;

– глибина обробітку ґрунту;

– маса ґрунту, яка щорічно втрачається зі збиранням коренеплодів тощо;

для впливу рекреації:

– кількість відпочиваючих на одиницю площі протягом року;

– максимальне число відпочиваючих за один день (пікове одночасне навантаження);

– число наметів, кострищ на одиницю площі;

– витоптування трав’яного ярусу (число проходів рекреантів за одиницю часу на одиницю площі);

для промислових впливів:

– об’єми викидів різних забруднень у атмосферу та поверхневі води (середні разові, максимальні разові, у цілому за рік);

– шумове та теплове забруднення;

– об’єми води, що вводяться в технологічні цикли тощо.

Такі безпосередні показники антропогенних впливів на геосистему найбільш об’єктивні, проте далеко не в усіх випадках їх вдається визначити. Крім цього, узяті кожен окремо, вони не дають ступеня сукупного (інтегрального) впливу антропогенного фактора на геосистему.

Оцінки інтегрального антропогенного навантаження можна отримати методом експертного оцінювання (визначення балів навантаження від окремих факторів) та на основі розрахункових формул.

Досить широко використовується бальний метод. Він полягає у ранжуванні видів впливів за ступенем трансформації ними природних геосистем. Наприклад, при оцінці антропогенної трансформації ландшафтів України прийняті такі оцінки (коефіцієнти) ступеня впливу на геосистеми основних типів антропогенних факторів (за 1 прийнято природні геосистеми):

– лісогосподарські впливи –1,05–1,1;

– косіння та випас – 1,15;

– впливи садово-плантаційного господарства – 1,2;

– орного землеробства – 1,25;

– сільської забудови – 1,3;

– міської – 1,35;

– гідробудівництва – 1,4;

–    промисловості – 1,5.

Об’єктивніші оцінки можна отримати розрахунками. Для цього слід обґрунтувати показники та розрахункові формули, що дають уявлення про інтегральний вплив на геосистему певної групи антропогенних факторів. Існує кілька подібних показників.

Обчислюють інтегральні оцінки індустріального, транспортного, аграрного, рекреаційного та урбаністичного навантаження.

Під ступенем антропізації геосистеми розуміють зміненість її структурних та динамічних особливостей в результаті функціонального використання (синонімами цього терміна є ступінь антропогенної трансформації, перетвореності, зміненості).

В.Б. Сочава за цією ознакою геосистеми поділяв на корінні (не змінені) та похідні (змінені господарською діяльністю). В.В. Виноградов (1981) запропонував більш детальнішу градацію зміненості геосистем, у якій виділяє 9 ступенів антропізації. К. Біллвітц (1980) розробив класифікацію, що має назву «системи хемеробності», яка ґрунтується на врахуванні зворотності-незворотності змін геосистем, їх глибини та характеру (вона набула популярності серед ландшафтних екологів європейських країн).

Кількісні методи оцінки ступеня антропізації враховують структуру земельних угідь у межах геосистеми.

За співвідношенням природних та змінених ПТК виділяють такі ландшафти:

– антропогенні (природних угідь не більше 25%);

– природно-антропогенні (25–50%);

– антропогенно-природні (5–75%);

– природні (75–100%).

Повніший підхід до оцінки антропізації геосистем враховує не тільки процентне співвідношення угідь різних видів, але й ступінь зміненості геосистеми при її використанні під певне угіддя. Залежно від зонального типу геосистем їх зміненість одним видом угіддя різна. Так, у лісових геосистемах їх зміненість ріллею слід вважати більшою, ніж орних лучних та степових геосистем. Тому бали антропізації b_i визначаються в межах установлених градацій.

Прийнято такі їх значення:

– природоохоронні території 1–10;

– ліси 11–20;

– заболочені землі 21–30;

– луки, пасовища 31–40;

– сади, виноградники 41–50;

– рілля 51–60;

– сільська забудова 61–70;

– міська 71-80;

– водосховища, канали, ставки 81–90;

– кар’єрно-відвальні утворення 911–00.

Інструкція

Завдання 1. Оцінка антропогенних навантажень на геосистему.

Т= (l/S) [∑ (Р_аР_iс_і/L_a,i)],                                               (1)

Завдання 2. Провести оцінку ступеня антропізації геосистеми.

B=0,01∑b_ip_i,                                                 (2)

де В – бал антропізації геосистеми;

b_i – ступінь антропізації геосистеми при її використанні під угіддя і-го виду;

р_і – частка площі геосистеми, яку в ній займає угіддя і-го виду.

За значеннями показника антропізації геосистеми побудувати ізолінійну карту антропізації території о. Хортиця.

Контрольні питання

1. За якими параметрами можна описати ступінь антропогенного навантаження на геосистему?

2. Назвіть методи оцінки інтегрального антропогенного навантаження на геосистеми.

3. У чому полягає суть методу експертного оцінювання?

4. У чому полягає суть бального методу оцінювання?

5. Що розуміють під ступенем антропізації геосистеми?

Лабораторне заняття № 14

Тема: Оцінка геосистем за їх стійкістю до антропогенних впливів

Мета: Ознайомитись з методикою оцінки природного потенціалу ландшафтів та їхньої стійкість до антропогенних навантажень; сформувати навички розрахунків коефіцієнтів стійкості природного потенціалу ландшафтів.

Обладнання: атласи, галузеві карти, ландшафтна карта території дослідження.

Основні відомості

Комплекс показників стійкості ґрунтується на понятті відмови геосистеми. Під нею розуміють подію, що полягає у виході геосистеми з заданої області станів. Відповідно до змінної, що вийшла за межі діапазону своїх нормальних або допустимих значень, виділяються різні види відмов, наприклад:

– «галоморфізація геосистеми» (якщо вміст солей перевищить токсичні межі);

– «гідроморфізація геосистем» (якщо рівень ґрунтових вод піднявся вище критичної глибини його залягання);

– «дегуміфікація грунту» (якщо вміст гумусу стане меншим деякого встановленого значення) тощо.

Поняття відмови ввів у ландшафтну екологію М.Д. Гродзинський (1983) з математичної теорії надійності; її методи можна залучати до оцінки стійкості геосистем.

Показники інертності. Важливим показником цієї форми стійкості є ймовірність виникнення відмови і-го виду за час ∆t–q_i(∆t). Зручно також характеризувати інертність ймовірністю виникнення відмови і-го виду протягом проміжку часу ∆t (тобто ймовірність того, що за час ∆tгеосистема не вийде із заданої області нормальних чи допустимих станів z₀–р_і(∆t). Ці показники зв’язані простим співвідношенням:

р_і(∆t) = 1 –q_i(∆t).                                           (3)

Інертність геосистеми в деякий момент часу оцінюється показником інтенсивності відмов у визначений час. Інтенсивність відмов означає ймовірність того, що в геосистемі виникне відмова в момент часу t, якщо до цього вона не відбулася. За цим показником визначається характер зміни інертності геосистеми з часом, зокрема визначаються періоди, коли стійкість геосистем найменша.

При вирішенні багатьох завдань необхідно знати оцінку середнього часу функціонування геосистеми до виникнення відмови. З цією оцінкою, зокрема, пов’язане визначення безпечної тривалості певного антропогенного впливу та періодичності проведення профілактичних заходів (промивань зрошуваних геосистем від солей, плантажної оранки тощо).

 Показники відновлюваності геосистеми:

– ймовірність відновлення геосистеми за визначений час ∆t після відмови і -го виду р_відн.і (z_0, ∆t);

– інтенсивність відновлення у даний момент часу t_i – (z_0, ∆t_i);

– середній час відновлення геосистеми після відмови і-го виду – Т_відн.і.

Інертність та відновлюваність характеризують стійкість геосистеми відносно деякої однієї її області станів z₀. Таку стійкість часто називають локальною. Її кількісну оцінку можна знайти за формулою 4:

Р_l(z_0, ∆t) = 1–Q_l(z_0, ∆t) + Р (z_0, ∆t) *Q(z_0, ∆t),                             (4)

де Р_l(z_0, ∆t) – ймовірність геосистеми перебувати та повертатись в область станів z_0, протягом часу ∆t.

Показники пластичності. Пластичність можна оцінити ймовірністю того, що протягом визначеного часу геосистема буде здійснювати переходи лише між областями станів, що належать до одного інваріанта. Це можна оцінити лише орієнтовно за посередніми ознаками. Однією з таких ознак є різноманітність геосистеми – в загальному випадку пластичність геосистеми тим вища, чим більше в ній областей станів та чим рівноймовірніші переходи між ними. Виходячи з цього, як посередні оцінки пластичності можна використовувати теоретико-інформаційні (ентропійні) показники.

Інертність геосистеми з часом переважно зменшується (чим більший інтервал часу, тим більша ймовірність відмови). Це пояснюється постійною або періодичною дією антропогенних факторів.

Інструкція

    Завдання 1. Розрахувати показники стійкості геосистеми до антропогенних навантажень.

За допомогою розрахункових формул показників інертності, наведених у таблиці 5, розрахувати основні показники інертності і відновлюваності геосистем.

Таблиця 5