Антропогенне остепніння Середнього Побужжя: чинники, сучасний стан, оптимізація: дисертація

Abstract

У дисертації шляхом удосконалення теоретико-методологічних засад конструктивної географії та антропогенного ландшафтознавства вирішено наукове завдання, пов’язане з пізнанням процесу остепніння лісостепового в минулому, а тепер лісопольового ландшафту Середнього Побужжя, його сучасного стану, особливостей функціонування та розробок шляхів подальшого раціонального використання. Опрацювавши літературно-картографічні джерела щодо розвитку процесів остепніння різних регіонів, з’ясовано, що науковці більше уваги приділяють змінам клімату. Антропогенні чинники розглядають, власне, як похідні, або «підсилюючі» кліматичні. Достатньо зауважити, що аспектам глобальних змін клімату (потепління) у 2021р. було присвячено більше 13 000 наукових праць. Не менше досліджень присвячено антропогенним чинникам. Однак пізнанню сумісного впливу цих двох чинників на процес остепніння приділено значно менше уваги, особливо, стосовно регіональних аспектів. Так, процеси остепніння Середнього Побужжя науковці почали розглядати частково лише в другому десятиріччі ХХІ ст. Конструктивно-ландшафтознавча сутність регіональних досліджень сучасного остепніння полягає не лише в пізнанні самого процесу, що активно розвивається під впливом кліматичного й антропогенного чинників, але й у можливостях використання результатів цих досліджень у подальшому раціональному використанні сучасних, уже частково остепненних, ландшафтів лісостепу (лісополя) України та його окремих регіонів, зокрема й Середнього Побужжя. Наявний на сьогодні досвід дав можливість зробити висновки, що впродовж пізнання регіонального остепніння доцільним є використання як уже відомих підходів, принципів і методів дослідження, так і специфічних. До останніх відносять підходи: басейновий, історико-картографічний, системно-адаптивний та принципи – комплексності, адаптивності, історизму; методи – картографічної реконструкції, кінцевих результатів, фітоіндикації тощо, і як наскрізних – ГІС-технологій. У процесі дослідження причин остепніння лісополя України надано перевагу антропогенним чинникам, природнім – приділено менше уваги, оскільки їхня значимість в остепнінні зменшується. З’ясовано, що безлісся на заплавах і материкових низинних луках не можна пояснити виключно за абіотичними умовами їхніх біотопів, які виступають як «вхідна» функція будь-якого ландшафтного комплексу. Доведено, що ще одним важливим чинником є біотичний чинник, зокрема еволюційно сформовані морфофізіологічні особливості рослин, які виникли внаслідок пристосування до певних умов середовища та їхню відповідну реакцію на них, що презентують «вихідну» функцію. Перевагу надано біологічним особливостям трав при однакових абіотичних чинниках перед деревними та чагарниковими видами рослинності в біотопах, таких як, заплавні та низинні материкові луки, що мають застійний тип водного режиму грунту. Серед антропогенних чинників провідними залишаються сільськогосподарські – розорювання й надмірне випасання свійської худоби. Ці два сільськогосподарські чинники діють нерівномірно. Зокрема її вплив наприкінці другого десятиріччя ХХІ ст. значно зменшується у зв’язку із зменшенням кількості тварин, особливо корів. З’ясовано, що процесу остепніння Середнього Побужжя сприяють гірничо-промислові ландшафти, які продовжують формуватися при розробці корисних копалин. Їхнє поєднання з селитебними ландшафтами спричинює формування «теплових полів» долини Південного Бугу, що підсилює процеси остепніння окремих ділянок. Виявлено, що більш активними й агресивними є рекреаційні чинники. Почали формуватися нові рекреаційні структури – осередки, геоекотони, місцевості, що раніше не були характерними для ландшафту Середнього Побужжя. Їхній уплив на остепніння проявляється чітко не лише на терасах Південного Бугу та його приток, але й у межах заплав. У зв’язку із труднощами рекреаційного освоєння Чорного й Азовського морів, доведено, що рекреаційне освоєння в майбутньому буде одним з найактивніших чинників остепніння ландшафту Середнього Побужжя. Визначено провідні тенденції трансформації та розвитку ландшафту Середнього Побужжя у процесі його водогосподарського освоєння. Найважливіші з них: посушливість заплави в середній та нижній частині річки, поява ступеневої контрастності рівня вологості території, заселення долини вверх за течією низкою степових видів рослин, що відображає розвиток процесу остепніння лучних спільнот і посилення та активізації ролі мікрорельєфу в просторовій диференціації лучної рослинності. Зазначено, що суттєве значення для індикації цих процесів має аналіз складу та відносної ролі видів різної екологічної спеціалізації в рослинних групах. Останнє доцільно застосовувати як методичний прийом для оцінки не лише сучасного стану рослинного покриву, але й установлення основних тенденцій остепніння ландшафтних комплексів Середнього Побужжя. З’ясовано, що в процесі остепніння Середнього Побужжя погіршується екологічний стан його сучасного ландшафту. Узагальнено, що подальший розвиток ландшафту Середнього Побужжя на основі наявного культурного ландшафту ‒ один із найбільш оптимальних шляхів вирішення цієї проблеми. Його розбудова проходитиме на основі сучасного антропогенного ландшафту Середнього Побужжя, здебільшого недосконалого за своєю структурою і функціонуванням. Для його оптимізації можна застосувати «м’яке» та «жорстке» управління. Однак при цьому необхідно дотримуватися відповідних законів, принципів і правил: принцип природно-антропогенного сумісництва, наявність екологічної інфраструктури, екологічне зонування та ландшафтний дизайн. Зазначено, що формування культурного ландшафту Середнього Побужжя необхідно розпочинати із каркасних (селитебних і дорожніх) та фонових (сільськогосподарських та лісових) антропогенних ландшафтів. У структурі селитебних культурних ландшафтів особливу увагу необхідно звернути на ландшафтно-екологічну реконструкцію та реставрацію сільських поселень Середнього Побужжя. Доведено, що в структурі сучасних, переважно похідних і лісокультурних ландшафтів Середнього Побужжя, потребують уваги нагірні діброви. Вони сформовані найбільш цінними й довгорічними породами, що й визначають їхню господарську й природоохоронну значимість та необхідність. Результати проведених досліджень дали змогу виявити й обґрунтувати ландшафтознавчі аспекти рекомендацій відродження та раціонального використання нагірних дібров Середнього Побужжя: урахування висотної диференціації нагірно-дібровних ландшафтів, що проявляється в їхній висотній мікрозональності; багаторічної та сезонної динаміки, яку прослідковують у фенології нагірно-дібровних ландшафтів та їхніх парадинамічних зв’язках; відновлення екотонів-узлісь нагірних дібров, серед яких необхідно віддавати перевагу повнопрофільним узліссям; врахування антропогенного чинника, що діє впродовж тривалого часу і зараз є одним із провідних. Зазначено, що особливу увагу необхідно звернути на заплаву долини річки Південний Буг у межах Середнього Побужжя. Будівництво тут шести гідроелектростанцій із водосховищами призвело до зарегулювання річкового стоку і спричинено навіть її аридизацією. За нашими дослідженнями, це вплинуло на зміну рослинних асоціацій у заплаві та призвело до зниження якості заплавної рослинності за рахунок проникнення до складу лугового угруповання фрагментів степових, сухостепових угруповань і рудеральних видів. Уважаємо, що актуальним наразі є здійснення особливих заходів з охорони та раціонального використання заплави Південного Бугу. Серед цих заходів спеціальні сільськогосподарські попуски води з водосховищ, застосування різних варіантів режиму регулювання стоку обґрунтованих екологічно з метою вибору оптимального варіанту, який дає змогу за найменших втрат в енергетиці та водопостачанні мінімізувати шкоду ландшафту заплави річки Південний Буг у межах Середнього Побужжя. Доведено, що при формуванні унікальних рослинних угруповань – результату зарегулювання річкового стоку, доцільним є створення на різних ділянках Південного Бугу заказників задля охорони екотонних угруповань (лугових, степових і лісових видів) на територіях Ладижинського, Глибочекського та інших водосховищ.The thesis solves a scientific task related to the knowledge of the process of steppeification of the former forest-steppe and now forest-field landscape of the Middle Pobuzhzhia, its current state, peculiarities of functioning and development of ways of further rational use by improving the theoretical and methodological foundations of constructive geography and anthropogenic landscape studies. After studying literary and cartographic sources on the development of steppeification processes in various regions, it was found that scientists focus more on climate change. Anthropogenic factors are considered to be derivative or 'reinforcing' climatic factors. In 2021, 13747 scientific papers were devoted to aspects of global climate change (warming). Similarly, extensive research has been conducted on anthropogenic factors. However, little attention has been given to understanding the combined impact of these two factors on the process of steppeification, particularly in relation to regional aspects. For instance, scientists only partially considered the processes of the Middle Pobuzhzhia steppe in the second decade of the twenty-first century. The constructive and landscape essence of regional studies of modern steppeification is not only to understand the process itself, which is actively developing under the influence of climatic and anthropogenic factors, but also to use the results of these studies in the further rational use of modern, already partially steppe landscapes of the forest-steppe (forest-field) of Ukraine and its individual regions, including the Middle Pobuzhzhia. The experience gained to date has made it possible to conclude that in the course of studying regional steppeification, it is advisable to use both well-known approaches, principles and research methods and specific ones. The latter include the following approaches: basin, historical and cartographic, system-adaptive, and principles: complexity, adaptability, historicism; methods: cartographic reconstruction, final results, phytoindication, etc., and GIS technologies as a cross-cutting approach. In the process of studying the causes of steppeification of the Ukrainian forest field, anthropogenic factors were given preference, while natural factors received less attention, since their significance in steppeification is decreasing. It has been found that deforestation on floodplains and mainland lowland meadows cannot be explained solely by the abiotic conditions of their habitats, which act as an "input" function of any landscape complex. It has been proved that another important factor is the biotic factor, in particular, the evolutionarily formed morphophysiological features of plants that have arisen as a result of adaptation to certain environmental conditions and their response to them, which represent the "output" function. Preference is given to the biological characteristics of grasses under the same abiotic factors over tree and shrub vegetation species in biotopes, such as floodplain and lowland mainland meadows with a stagnant type of soil water regime. It is noted that they form the most suitable herbaceous vegetation type on dry continental meadows in conditions of insufficient moisture. Among the anthropogenic factors, the leading ones are agricultural - ploughing and overgrazing of livestock. These two agricultural factors have uneven effects. In particular, its impact at the end of the second decade of the twenty-first century is significantly reduced due to the decrease in the number of animals, especially cows It has been found that the process of steppeification of the Middle Pobuzhzhia is facilitated by mining landscapes, which continue to be formed during the development of mineral resources. Their combination with settlement landscapes causes the formation of "thermal fields" in the Southern Bug Valley, which intensifies the processes of steppeification of individual areas. It was found that recreational factors are more active and aggressive. New recreational structures - centres, geo-ecotones, areas that were not previously characteristic of the Middle Pobuzhzhia landscape - have begun to form. Their impact on the steppe is clearly visible not only on the terraces of the Southern Bug and its tributaries, but also within the floodplains. Due to the difficulties of recreational development of the Black and Azov Seas, it is proved that recreational development will be one of the most active factors of the Middle Pobuzhzhia landscape steppeification in the future. The leading trends in the transformation and development of the Middle Pobuzhzhia landscape in the process of its water management development are identified. The most important of them are the aridity of the floodplain in the middle and lower parts of the river, the emergence of a stepwise contrast in the level of humidity of the territory, the settlement of the valley upstream by a number of steppe plant species, which reflects the development of the process of steppe communities' steppeification and the strengthening and activation of the role of microrelief in the spatial differentiation of meadow vegetation. It is noted that an analysis of the composition and relative role of species of different ecological specialisation in plant groups is essential for indicating these processes. The latter should be used as a methodological technique to assess not only the current state of vegetation cover, but also to establish the main trends of steppeification of landscape complexes of the Middle Pobuzhzhia. It has been found that in the process of the Middle Pobuzhzhia steppe steppe, the ecological state of its modern landscape is openly deteriorating. It is generalised that the further development of the Middle Pobuzhzhia landscape on the basis of the existing cultural landscape is one of the most optimal ways to solve this problem. Its development will take place on the basis of the modern anthropogenic landscape of the Middle Pobuzhzhia, which is mostly imperfect in its structure and functioning. Both soft and hard management can be applied to optimise it. However, it is necessary to comply with the relevant laws, principles and rules: the principle of natural and anthropogenic compatibility, the availability of environmental infrastructure, environmental zoning and landscape design. It is noted that the formation of the cultural landscape of the Middle Pobuzhzhia should begin with the frame (settlement and road) and background (agricultural and forest) anthropogenic landscapes. In the structure of settlement cultural landscapes, special attention should be paid to the landscape-ecological reconstruction and restoration of rural settlements of the Middle Pobuzhzhia. It has been proved that in the structure of modern, mainly derivative and forest-cultural landscapes of the Middle Pobuzhzhia, upland oak forests require attention. They are formed by the most valuable and long-lived species, which determine their economic and environmental significance and necessity. The results of the research made it possible to identify and substantiate the landscape aspects of the recommendations for the revival and rational use of upland oak forests of the Middle Pobuzhzhia: consideration of the altitudinal differentiation of upland and bottomland landscapes, which is manifested in their altitudinal microzonation; long-term and seasonal dynamics, which can be traced in the phenology of upland and bottomland landscapes and their paradynamic connections; restoration of ecotones-ecosystems of upland oak forests, among which full-profile forest edges should be preferred; consideration of the anthropogenic factor, which has been operating for a long time and is now one of the leading ones. It has been found that on their basis there will be an active development of recreational landscapes of the Middle Pobuzhzhia. It is noted that special attention should be paid to the floodplain of the Southern Bug River valley within the Middle Pobuzhzhia. The construction of six hydroelectric power plants with reservoirs here has led to the regulation of the river flow and even caused its aridisation. In our opinion, this has affected the change of plant associations in the floodplain and led to a decline in the quality of floodplain vegetation due to the penetration of fragments of steppe and dry steppe communities and ruderal species into the meadow community. We believe that it is important to take special measures to protect and rationally use the floodplain of the Southern Bug. These measures include special agricultural releases of water from reservoirs, the use of various options for the flow regulation regime that are environmentally sound in order to choose the best option that allows minimising damage to the landscape of the Southern Bug River floodplain within the Middle Bug region with the least losses in energy and water supply. It is proved that in the process of forming unique plant communities resulting from the regulation of river flow, it is advisable to create reserves in different parts of the Southern Bug to protect ecotone communities (meadow, steppe and forest species) in the territories of Ladyzhyn, Hlybochek and other reservoirs.