Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат

Морфологічні особливості буроземів Чорногірського масиву

У цьому розділі описано морфологічні особливості буроземів Чорногірського масиву. У помірно-холодному поясі під лісовою рослинністю трапляються всі види буроземів від глибоких до слаборозвинених. Слаборозвинені ґрунти приурочені до схилів із значною крутизною. В альпійському та субальпійському поясах поширені в основному короткопрофільні і слаборозвинені ґрунти, а неглибокі та середньоглибокі види буроземів трапляються на схилах з крутизною до 5о. У ґрунтах Чорногірського масиву не простежується диференціація за профілем горизонтів колоїдного елювію та ілювію. Інтенсивність забарвлення ґрунтового профілю з глибиною зменшується. Гранулометричний склад буроземів різноманітний і зумовлюється літологічними особливостями ґрунтоутворювальних порід. Для гумусового і перехідного горизонтів характерна грудкувато-зерниста і зернисто-грудкувата структура, а дрібнозем ґрунтоутворювальної породи переважно безструктурний. Границі між генетичними горизонтами буроземів малопомітні. Залежно від ступеня гуміфікації рослинних решток у лісовій підстилці виділяються два-три підгоризонти. Лісова підстилка чи дернина становить 2 – 4 см та її потужність збільшується на висотах понад 1100 м вище р. м.

Гранулометричний склад і фізико-хімічні властивості буроземів

Буроземи, утворені на елювії-делювії карпатського флішу з переважанням аргілітів і алевролітів, мають піщанисто-легкосуглинковий, піщанисто-важкосуглинковий, пилувато-важкосуглинковий, піщанисто-середньосуглинковий, пилувато-легкоглинистий гранулометричний склад, а буроземи, утворені на елювії-делювії карпатського флішу з переважанням пісковиків – супіщаний, піщанисто-легкосуглинковий, піщанисто-середньосуглинковий і піщанисто-важкосуглинковий. Виявлено максимальну оглиненість буроземів у гумусовому і перехідному горизонтах, що важливо для характеристики їхніх буферних властивостей щодо кислотно-лужного навантаження.

Характерні умови ґрунтоутворення в Українських Карпатах спричинили виникнення специфічних за фізичними та фізико-хімічними властивостями ґрунтів. Зокрема, для них властиві високий вміст гумусу, рухомого Аl, значні активна, обмінна та гідролітична кислотності, низький вміст обмінних основ (табл. 1).

Кислотно-основна рівновага і буферність ґрунтів. Поняття і терміни

Необхідність розширення понятійного апарату, методологічного і методичного підходів щодо феномена природного підкислення біосфери висвітлена у серії наукових публікацій з цієї проблеми (Мотузова, 1994; Глазовская, 1999; Копцик, 1999). Зокрема, для

оцінки глобальних змін кислотності ґрунтового покриву корисне, на нашу думку, застосування такої концепції, як “фронт підкислення” (Eriksson, 1992), в якій особлива увага надається межі переходу від домінуючої катіонообмінної до силікатної буферної зони у профілі ґрунту. Для грунтів хвойних лісів критичне значення фронту підкислення визначено на рівні рН 5, 3 од. (Karltun, 1995). У буроземах Чорногірського масиву фронт підкислення ґрунтового профілю досягнув перехідного горизонту, а в окремих випадках – материнської породи. Враховуючи те, що процес підкислення буроземів Карпат тісно пов’язаний з протолізом, роль якого полягає у топохімічному вивітрюванні мінералів і трансформації їх у біологічно доступні форми мінеральних речовин, ми пропонуємо для характеристики цього процесу термін “трофічне підкислення”. Вважаємо, що він дасть змогу більш об’єктивно визначити функціональну роль і місце в еволюції педосфери чинника кислотності.

Детально проаналізовано існуючі методологічні підходи до оцінки стійкості природних і антропогенних систем щодо зовнішніх навантажень (Васільєвская, 1994; Богатирьов, Семенюк, 1996; Трускавецький, 1998; Глазовская, 1999).

Географо-екологічні дослідження кислотно-основної буферності ґрунтів і механізмів її формування

Дослідження кислотно-основної буферності ґрунтів набули актуальності за останні 10 – 15 років, що пов’язано з процесами інтенсивної кислотної деградації ґрунтів.

На підставі даних рН, ємності катіонного обміну, суми обмінних основ і гранулометричного складу розроблена карта стійкості ґрунтів Європи до кислотного впливу та карта стійкості ґрунтів Угорщини (Varallyay, 1989). Складена карта буферності ґрунтів Росії і суміжних держав (Богданова, 1994). Проведено дослідження кислотно-основної буферності ґрунтів Українських Карпат та агроценозів Гологірсько-Кременецького кряжу і Малого Полісся (Марискевич та ін., 1997; Гамкало, 1998; Локоть, 1999; Позняк, Гамкало, 2001). Виявлено зміни кислотності і катіонообмінних властивостей лісових ґрунтів Кольського півострова під впливом атмосферних промислових кислотних викидів та проведено картографування критичних навантажень кислотних опадів на лісові ґрунти території Східної Європи (Koptcik, 1997; Копцик, Венн, Омлид, 1999). Визначено стійкість ґрунтів агроценозів до впливу фізіологічно-кислих добрив (Савченко, 1989; Надточій, 1993), потреби у вапнуванні (Возбуцкая, 1968) і гіпсуванні (Реуце, Кирстя, 1986). Досліджено буферність різних типів ґрунтів, механізми її формування, розроблено нові методичні підходи до її визначення (Тіппінг, Харлей, 1980; Понизовский, Пампура, 1993; Мотузова, 1994).

Описано найхарактерніші буферні реакції за участю системи карбонат-гідрогенкарбонат, гумусових речовин, глинистих мінералів, сполук Аl і Fe, перманентних зарядів твердої фази ґрунту. З’ясовано протекторні механізми захисту мінералів ґрунту від кислотного впливу шляхом утворення на їхній поверхні органічних плівок (Гоголєв, 1965).

Кислотна буферність – складний структурно-функціональний механізм захисту ґрунту від підкислення. Залежно від генези ґрунту й умов його функціонування кислотно-основна рівновага ґрунту підтримується певним набором буферних систем, фізико-хімічний стан яких тісно пов’язаний з інтенсивністю елементарних ґрунтових процесів, життєдіяльністю біоти й інших екзо- й ендогенних чинників. Тому найбільш об’єктивна оцінка кислотно-основних буферних властивостей ґрунту можлива лише за умов модельного експерименту з імітацією кислотних навантажень, який ми проводили у процесі дослідження буроземів Українських Карпат.

Потенційна кислотно-основна буферність (ПКОБ) ґрунтів Чорногірського масиву

У цьому розділі наведені результати