Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат

Буферна роль гумусу, як рН-залежного катіонообмінника кислих буроземів Карпат, є низькою щодо нейтралізації кислотного навантаження і, відповідно, високою щодо нейтралізації лужного. Поєднання високих умістів гумусу і рухомого Аl у верхніх горизонтах буроземів призводить до адитивного ефекту у їхній підкислювальній дії і різкого збільшення лужної буферності, можливо внаслідок утворення алюмінійорганічних сполук.

Визначальним чинником кислотності мінеральних горизонтів буроземів, за низького вмісту обмінного Са, є рухомий Аl. Порівняно низький вміст обмінного Н (у 100-3000 разів нижчий за вміст рухомого Al), враховуючи його можливість необмінного входження у кристалічні ґратки алюмосилікатів, не дає підстав для нівелювання його ролі у регулюванні кислотності буроземів, особливо ґрунтових горизонтів, збагачених органічною речовиною.

Досліджено функціональну неоднорідність кислотно-основних властивостей ґрунтового профілю: з підкисленням верхніх горизонтів ступінь консолідації хімічних і фізико-хімічних чинників, пов’язаних з регуляцією кислотно-основної рівноваги ґрунту, зменшується. Найсильніші кореляційні зв’язки між компонентами кислотно-основної системи простежуються у перехідному горизонті. У нижньому гумусовому горизонті, порівняно з верхнім гумусовим і дерново-гумусовим, посилюються буферні властивості гумусу та його вплив на гідролітичну кислотність, а також впливи рухомого Аl і обмінного Ca2+ на потенційну кислотну буферність.

Для характеристики генези кислих буроземів Карпат виокремлено функціональний ґрунтовий мікропроцес на рівні взаємодії автотрофних організмів з ґрунтом – трофічне підкислення, пов’язане з мінеральним живленням рослин шляхом топохімічного вивітрювання мінералів (протолізом) і трансформацією їх у біологічно доступні форми під впливом кореневих виділень кислотної природи. Це дасть змогу об’єктивніше оцінити роль і місце у ґрунтоутворенні та еволюції педосфери чинника кислотності.

Результати досліджень дадуть змогу оцінити ступінь кислотного ризику території Чорногірського масиву, що особливо важливо для його заповідної частини, і можуть бути використані у процесі розробки системи заходів для запобігання розвитку несприятливих процесів та оптимізації ландшафтів Українських Карпат з метою збереження потенціалу їхнього біорізноманіття. Картосхема потенційної кислотної буферності буроземів може бути використана під час організації і проведення екологічного моніторингу території Карпатського біосферного заповідника та Карпатського природного національного парку.

 

 

Гамкало М. З., Гамкало З. Г. Диференціальна рН-буферність грунтів, як високоінформативний критерій екологічного моніторингу // Вісн. укр. будинку екон. та наук. -техн. знань. – 1998. – №4. – С. 101 – 102.

Гамкало М. З., Гамкало З. Г. рН – буферність грунтів Чорногірського масиву Карпатського біосферного заповідника // Зб. наук. пр. “Агрохімія і ґрунтознавство”. – 1998. – Ч. 3 – С. 142 -143.

Гамкало М. З. Особливості кислотно-лужної рівноваги грунтів Карпатського біосферного заповідника (КБЗ) // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геогр. – 1998. – Вип. 23. – С. 272 – 276.

Гамкало М. З. Буферність грунтів Чорногірського масиву Карпатського біосферного заповідника до кислотного впливу // Матеріали наук. -практ. конференції “Карпатський регіон і проблеми сталого розвитку”. – Рахів: ВАТ Патент, 1998. – Т. 2. – С. 201 – 204.

Гамкало М. З. Сенсорність грунтів Чорногірського масиву Українських Карпат до кислотних впливів та її зв’язок з їхнім гранулометричним складом // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геогр. – 1999. – Вип. 25. – С. 107 – 110.

Гамкало М. З. Кислотність буроземів Українських Карпат як фактор їх деструкції // Матеріали наук. -практ. конф. “Екологічні та соціально-економічні аспекти катастрофічних стихійних явищ у Карпатському регіоні”. – Рахів: ВАТ Патент, 1999. – С. 64 – 69.

Гамкало М. З. Кислотна буферність грунтів Чорногірського масиву Українських Карпат // Матеріали Всеукр. наук. конф. студентів та аспірантів. – К. : ВЦ “Київський університет”, 2000. – С. 108 – 109.

Гамкало М. З. Кислотно-основна рівновага буроземів Чорногірського масиву Українських Карпат // Наук. зап. Вінниц. ун-ту. Сер. геогр. – 2001. – Вип. 2. – С. 41 – 47.

Позняк С. П., Гамкало М. З. Кислотно-основная буферность буроземов Украинских Карпат // Почвоведение. – 2001. – №6. – С. 660 – 669.

Гамкало М. З. Кислотна стійкість буроземів Українських Карпат і чинники її формування. Поняття та проблема оцінки // Вісн. Ужгород. ун-ту. Сер. біол. – 2001. – № 10. – С. 97 – 99.

Poznyak S., Hamkalo M. Soil-ecological aspects of high acidity of brown soils of Ukrainian Carpathians // Natural and anthropogenic causes and effects of soil acidification. III Scientific conference. – Lublin (Poland). – 2001. – P. 33.

 

Гамкало М. З. Кислотно-основна буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат. – Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук, за спеціальністю 11. 00. 05 – біогеографія і географія грунтів. – Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів. 2002.

Досліджено кислотно-основну буферність ґрунтів Чорногірського масиву Українських Карпат. Запропоновано новий методологічний підхід до оцінки кислотної буферності кислих ґрунтів з урахуванням її актуальної і потенційної форм. Виявлено, що актуальна кислотна буферність характеризується пулом катіонів (Н+, Al3+), які утворюють обмінну кислотність, а кількість йонів Н+, яка ще може бути нейтралізована буферними системами ґрунту, становить потенційну кислотну буферність (ПКБ). Розглянуто роль трофічного підкислення у генезі кислотності буроземів.

З’ясовано, що досліджувані буроземи характеризуються аномально низькою, дуже низькою і низькою буферністю до кислотного навантаження і високою – до лужного. Простежено географічну закономірність змін ПКБ з огляду на вертикальну поясність. Визначено, що головними чинниками, які впливають на формування ПКБ у профілі буроземів, є високий вміст кислого фульватного гумусу, рухомого Аl і низький вміст Са. Елювій-делювій карпатського флішу з переважанням пісковиків і меншим вмістом рухомого Al характеризується більшою ПКБ, а ніж за наявності аргілітів та алевролітів. Уперше ідентифіковано буферні системи кислих буроземів за участю рухомого Аl, обмінного Ca і гумусу.

Складено картосхему ПКБ ґрунтів території Чорногірського масиву Карпатського біосферного заповідника та Карпатського природного національного парку.

Ключові слова: буроземи, актуальна, потенційна і загальна кислотно-основні буферності, буферні системи, трофічне підкислення.

 

Гамкало М. З. Кислотно-основная буферность буроземов Черногорского массива Украинских Карпат. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11. 00. 05 – биогеография и география почв. – Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, 2002.

Диссертация посвящена изучению кислотно-основной буферности почв Черногорского массива Украинских Карпат.

Объектами исследования выступают буроземы умеренно-холодного, субальпийского и альпийского поясов.

Дана характеристика физико-химических свойств (содержания гумуса, подвижного алюминия, обменного кальция и магния, актуальной и обменной кислотностей) и гранулометрического состава почв юго-западного и северо-восточного макросклонов Черногорского массива.

На основании результатов исследований кислотно-основного равновесия буроземов и механизмов его регулирования предложен новый концептуальный подход к оценке кислотно-основной буферности кислых почв. Согласно с ним, в кислой и сильнокислой почвенной средах потенциальную (обменная + гидролитическая) кислотность почвы следует рассматривать как актуальную кислотную буферность (АКБ), а количество ионов Н, которое еще может быть нейтрализировано буферными системами почвы, – потенциальную кислотную буферность (ПКБ). Феномен обменного и необменного связывания кислотообразующих катионов почвенным поглощающим комплексом (АКБ) имеет важное функциональное значение как эффективный эволюционный механизм защиты почвенной среды от прогрессирующего подкисления, особенно в гумидной зоне. Учитывая высокую потенциальную кислотность исследуемых почв, кислые буроземы Украинских Карпат характеризуются высокой и очень высокой АКБ.

Для характеристики процесса подкисления буроземов Карпат, тесно связаного с протолизом – топохимическим выветриванием почвенных минералов и трансформацией их у биологически доступные формы питательных веществ в системе почва-растение, предложен термин трофическое подкисление. Это позволяет более объективно оценить роль и место в почвообразовании и эволюции педосферы фактора кислотности.

Установлено, что исследованные почвы характеризируются аномально низкой, очень низкой и низкой ПКБ, что обусловлено высоким содержанием подвижного Al и фульватного гумуса, низким – обменных Ca и Мg. Потенциальная кислотная буферность верхних горизонтов (А1 и А2) почв Черногорского массива уменьшается с ростом абсолютной высоты. Показано также, что почвообразующая порода – элювий-делювий карпатского флиша с преобладанием песчаников и меньшим содержанием подвижного алюминия имеет большую ПКБ, чем при наличии аргилитов и алевролитов.

За результатами дифференциальной кислотной буферности впервые идентифицированы отдельные буферные системы буроземов, в которых принимают участие подвижный Al, обменный Са и гумус.

Установлено функциональную неоднородность кислотно-основных свойств почвенного профиля: с подкислением верхних горизонтов степень консолидации химических и физико-химических свойств почвы уменьшается. Более сильные корреляционные связи между компонентами кислотно-основной системы исследуемых буроземов характерны для переходного горизонта.

Составлено картосхему ПКБ почв Черногорского массива Карпатского биосферного заповедника и Карпатского природного национального парка, которая может быть использована при организации и проведения экологического мониторинга исследованной территории.

Ключевые слова: буроземы, актуальная, потенциальная и общая кислотно-основная буферности, буферные системы, трофическое подкисление.

 

Наmkalo M. Z. Acid-alkaline Buffering of Soils of Chornogora region of the Ukrainian Carpathians. – Manuscript. Dissertation for taking a scientific degree of candidate of geographical science. Speciality 11. 00. 05 – biogeography and geography of soils. – Ivan Franko National University of Lviv, 2002

Acid-alkaline buffering of soils of Chornogora region of Ukrainian Carpathians has been investigated. A new methodological approach to the assessment of acidic buffering of acid soils has been recommended taking into account its actual and potential forms. Actual acidic buffering is characterized by a pool of cations (H+, Al3+) forming exchangeable acidity. Potential acidic buffering is a quantity of ions H+ which can be neutralized by buffer systems of the soil. A role of trophic acidation in the genesis of the acidity of brown soils has been shown.

The studied brown soils are characterized by anomalously low, very low and low buffering to acidic loading and high – to alkaline. Geographic regularity of potential acidic buffering changes has been found taking into consideration vertical position. A high concentration of acid fulvatic humus, movable Al and a low concentration of Ca are the main factors influencing the formation of potential acidic buffering in the profile of brown soils.

Eluvium-deluvium of Carpathian fleish with the preference of sandstones and less concentration of movable Al is characterized by a larger potential acidic buffering than in the presence of argillites and alevrolites. Buffer systems of acidic brown soils with the participation of the movable Al, exchangeable Ca and humus have been identified for the first time. A cartoscheme of potential acidic buffering of the soils of area of Chornogora region of Carpathian buffer reservation has been made up

Key words: brown soils, actual, potential and general acid-alkaline bufferings, buffering systems, trophic acidation.