УДК 913:631.445.3 (477:292.452)
Петро Войтків

Історія дослідження буроземів Українських Карпат

--------------------------------------------------------------------------------
У статті проаналізовано історичні аспекти вивчення буроземів Українських Карпат. Охарактеризовано наукові досягнення зарубіжних і вітчизняних дослідників з питань ґенези, складу, властивостей, класифікації, картографування буроземів, проблем їх раціонального використання та охорони.
Petro Voitkiv. The history of burozems research of Ukrainian Carpathians. This article deals with the historic aspects of investigations of Carpathians burozems. The Ukrainian and foreign scientific achievements on the problems of contents and classification of burozems, mapping of soil cover, problems of their sustainability and protection are described.

Аналіз стану вивчення компонентів довкілля показав, що найдетальніше вивчені у просторовому плані ґрунти, оскільки на всі сільськогосподарські угіддя складені ґрунтові карти, які періодично поновлюються. В географії ґрунтів України не вироблена концепція їх мегаструктури, функціональні положення якої визначаються законами широтної зональності і вертикальної поясності в гірських системах, а також шляхами еволюційного розвитку ґрунтів, що відображено в їхньому географічному поширенні.
Підходи до вивчення закономірностей географічного поширення ґрунтів можуть мати й інші аспекти, при яких враховуються фундаментальні і функціональні положення. Це аспекти біосферної ролі ґрунту, його агроценозного значення, збереження початкових природних особливостей тощо. І в цьому плані вивчення історичних аспектів дослідження ґенези, складу, властивостей ґрунтів у гірських системах є важливим, бо знання ґрунтового покриву, особливостей змін його структури і властивостей ґрунтів в часі зумовлює формування нових поглядів на їх еволюцію, розроблення основ раціонального використання і охорони.
У дослідженні ґрунтів Карпат, зокрема буроземів, на перших етапах основна увага приділялася вивченню ґенези, складу, властивостей і їх територіальної структури.
Вчення про бурозем і його загальне визнання зазнало тривалих дискусій тому, що суперечило традиційним поглядам на структуру генетичних типів ґрунтів , що склалися в першу чергу, в російській школі генетичного ґрунтознавства. Буроземи були включені в номенклатурний список типів ґрунтів після того, як сформувалось вчення про лісові ґрунти, а саме їх типи: підзоли, дерново-підзолисті і сірі лісові.
Вперше термін "бурі лісові ґрунти” був використаний Р.В.Різположенським (1892) при дослідженні лісових ґрунтів Заволжського лісостепу, поширених на червоно-бурих мергелястих глинах. Пізнішими дослідженнями встановлено, що ці грунти є дерново-карбонатними на давніх червоноколірних карбонатних глинах, але термін залишився і одержав широке поширення.
Є.Раманн (1905) визначив бурозем, як ґрунт бурого кольору, що залягає в лісовій зоні від Франції до Уралу, помірно вилугований і помірно збагачений гідроксидом заліза. Ідея виділення буроземних ґрунтів була підтримана відомим ґрунтознавцем Г.Мургочі (1909), який запропонував називати такі ґрунти бурими лісовими.
У 1930 році на другому Міжнародному конгресі ґрунтознавців було прийнято рішення вважати бурозем самостійним типом ґрунту, назвати його "бурим лісовим ґрунтом”, а термін "бурозем” використовувати як синонім. Пізніше подібні ґрунти були описані не тільки в широколистяних лісах, але й у хвойних, не тільки на горбистих рівнинах Європи, але й в горах, не тільки в суббореальному поясі, а й у субтропіках і тропіках.
Широко відомими є погляди на буроземоутворення Л.І. Прасолова, вони розвинені І.М.Антиповим-Каратаєвим (1932), Д.Г.Віленським (1947), В.М.Фрідландом (1953), Е.О.Евальдом (1980), які проводили дослідження в гірських системах Кавказу і Криму. До буроземів були віднесені ґрунти південних помірно-теплих лісів, що не мають ознак опідзолення, але мають підвищений вміст заліза і оглиненість в метаморфізованому горизонті (ВМ ), високу вбирну місткість і ненасиченість основами.
В українському ґрунтознавстві буроземи характеризують як тип профільно недиференційованих оглинених ґрунтів, які властиві для широколистяних та змішаних лісів помірного поясу з промивним типом водного режиму, що зумовлений інтенсивним природним дренажем.
Сучасними грунтово-географічними дослідженнями встановлено регіональні закономірності ґрунтового покриву, виявлено напрям ґрунтотвірних процесів і властивості буроземів.
Історію грунтово-картографічних досліджень Українських Карпат можна умовно поділити на три періоди. Перший період відображений в літературних і грунтово-картографічних роботах угорських, чеських і польських вчених. Другий період пов'язаний з дослідженнями радянських вчених. До третього періоду відноситься дослідження українських ґрунтознавців. Більшість робіт першого періоду, починаючи з 60-х років ХІХ століття і закінчуючи третім десятиліттям 20 століття, були чисто описовими. У цей період в основному складалися ґрунтові карти. Перші ґрунтові карти Закарпатської області, яка на той час входила до складу Чехословаччини, були складені Францом Тоулмом, Робертом Месером (1922).
Значним кроком в розвитку картографії ґрунтів є карти Трейца (Treitz, 1918-1927) і Новака (Novak, 1924). На карті в межах Прикарпатської Руси (Закарпатської області) виділено наступні грунтово-кліматичні райони, які відповідають нашому розумінню ґрунтового типу:
- район підзолистих лісових ґрунтів (клімат хвойних лісів);
- район бурих лісових ґрунтів (клімат букових лісів);
- район чорних лісових ґрунтів (клімат мішаних і широколистяних лісів).
Детальні дослідження буроземів в Карпатах проводились чеськими вченими з 1936 року. В 1938 році результати дослідження ґрунтового покриву на Підкарпатській Руси проведені доктором Алоїсом Златніком і опубліковані в матеріалах "Prozkum prirozenych lesu na Podkarpatske Rusi,” Brno, 1938. У цьому фундаментальному збірнику наведені багаточисельні описи ґрунтових профілів, закладених у пралісах, а також вміщені багаточисельні аналітичні дані ґрунтів. Ці матеріали є неоціненим скарбом для ґрунтознавства і географії ґрунтів.
Алоїс Златнік (1938), вивчаючи лісові угрупування в Закарпатті, виділяв у букових лісах такі ґрунти: буроземи на зелено-сірих менилітових флішових сланцях; буроземи на пісковиках з глинистим цементом; буроземи на пісковиках, що бідні на цемент.
У хвойних лісах він виділяв, крім буроземів на кристалічних породах, і підзоли, розділяючи їх на гумусовий підзол, і на гумусовий підзол з диференційованим елювієм – гумусово-залізистий підзол [31].
У 2000 році чеськими дослідники проводили вибіркові дослідження пралісів за програмою "Динаміка розвитку природних лісових біоценозів у Східних Карпатах”. Ці дослідження проводились співробітником університету лісового і сільського господарства ім. Менделя (м. Брно). Зокрема ґрунтові дослідження проводились під керівництвом доктора Зденека Груби.
В радянський період ґенезиc ґрунтів Українських Карпат досліджували Н.Б.Вернандер [4], Г.О. Андрущенко [2], Є.М.Руднєва [24], М.І.Герасимова [6], І.М.Гоголєв [7,8,9], П.С.Пастернак [18,19], В.В Пономарьова [21], В.І.Канівець [10,11,12,13,14], Ф.П.Топольний [28], О.М.Туренко [29], В.В. Скіба [25], Г.Л.Тишкевич [27] та ін.
У повоєнні роки Н.Б. Вернандер (1951) дослідила, що ґрунти лісів Закарпаття належать до типу буроземів і вважала їх опідзоленими завдяки високій кислотності [5]. Н.Б. Вернандер наступним чином описує генезис карпатських буроземів: в умовах вологого доволі теплого клімату Карпат з довгим діючим періодом в житті ґрунту, процеси хімічного вивітрювання протікають дуже інтенсивно, в результаті чого вивільнюється велика кількість півтораоксидів, зокрема заліза, алюмінію і марганцю. Легкорозчинні основи вимиваються за межі ґрунтового профілю, півтораоксиди поступово накопичуються у верхніх горизонтах ґрунту. У вбирний комплекс входить алюміній, спричиняючи високу кислотність ґрунтів. Алюміній, як трьохвалентний іон, коагулює колоїди ґрунту і тим самим сповільнює їх переміщення по ґрунтовому профілю. Внаслідок цього, при явно вираженій кислотності в буроземах нема різкого перерозподілу мулистих частинок у різних горизонтах. Відсутність рухомих колоїдів обумовлюється, також послабленням низхідних потоків ґрунтової вологи в умовах гірських схилів.
Вивчаючи розвиток буроземного процесу в Карпатах, Н.Б.Вернандер виділяє три різновидності буроземів:
1) типові буроземи з неглибоким профілем і близьким заляганням від поверхні твердих порід, що формуються під буковими і ялиновими лісами, в умовах гірських схилів; у верхніх горизонтах цих ґрунтів, деколи можна виявити ледь помітну присипку SiO2 , а на глибині 20-25см – горіхуватість структури і невелике ущільнення. Наявність слабо виражених ознак опідзолення в цих ґрунтах дало підставу віднести їх до буроземів опідзолених.
2) буроземи, що формуються під впливом трав’яної рослинності на безлісних просторах карпатських схилів (нижче зони полонин). В цих умовах вони зберігають основні свої ознаки, але характеризуються підвищеним вмістом гумусу. Кислотність їх значно нижча, ніж у типових буроземів. За цими ґрунтами Н.Б.Вернандер зберігає назву "дерново-буроземні опідзолені”.
3) буроземи опідзолені глибокі, як особлива різновидність бурих лісових ґрунтів; розвинені на продуктах вивітрювання вулканічних туфів, які складають острівні гори в межах Закарпатської низовини.
Ці генетичні уявлення Н.Б.Вернандер, знайшли відображення на ґрунтовій карті України (1948) і в тексті монографії до неї. На ґрунтовій карті УРСР в межах гірсько - карпатської зони нею виділені:
1. дерново-буроземні опідзолені ґрунти;
2. буроземи слабопідзолисті;
3. буроземи середньопідзолисті;
4. гірсько-опідзолені ґрунти;
5. гірські торфово - опідзолені і лучні ґрунти, в комплексі з торфовищами.
Перші три типи виділяються до висоти до 1200м. Гірсько - підзолисті ґрунти приурочують до висот 1200 – 1400 м, а гірсько – лучні в комплексі з торфовищами показані на безлісих полонинах вище 1200м над рівнем моря.
Пояснюючи прийняту класифікацію бурих лісових грунтів, Н.Б.Вернандер пише, що перерозподіл колоїдів по профілю і висока кислотність буроземних ґрунтів вплинули на віднесення їх до слабо - і середньопідзолистих. Але визначені морфологічні і фізико-хімічні властивості для поділу буроземів за ступенем опідзолення не визначені. Не маючи необхідних аналітичних матеріалів, автори монографії "Ґрунти УРСР” не змогли скласти чітких уявлень про ґенезу бурих лісових ґрунтів Карпат. Керуючись бурим забарвленням ґрунту, інтенсивність якого зменшується з глибиною, висловлюється припущенням, про поступове накопичення півтораоксидів у верхніх горизонтах ґрунту. З іншого боку, ці ґрунти розглядаються як слабо - і навіть середньопідзолисті, тоді як відомо, що опідзолення і накопичення півтораоксидів у верхніх горизонтах являються протилежними процесами. Внаслідок невірних явлень про значення алюмінію в грунтово-вбирному комплексі і ролі його в утворенні кислотності, автори не змогли пояснити відсутності кореляції між ступенем опідзолення і величиною кислотності [4,22].
Декілька робіт, присвячених виясненню ґенези і фізико-хімічних властивостей бурих лісових ґрунтів Українських Карпат, опубліковано Г.О.Андрущенком (1952, 1954, 1957, 1958), який є автором "Номенклатурного списку ґрунтів Карпат і Прикарпаття”.
Г.О.Андрущенко вважає, що буроземоутворення в Карпатах зв’язане з біологічним накопиченням заліза у верхніх горизонтах, хоча він допускає винесення кальцію і, в деякій мірі, алюмінію за межі ґрунтового профілю.
Відсутність морфологічно вираженого опідзолення під смерековими і буковими лісами Карпат в умовах надлишкового зволоження. Г.О.Андрущенко пояснює тим, що реакція лісової підстилки в бурих лісових ґрунтах на сучасному етапі розвитку менш кисла, ніж інших ґрунтових горизонтів, що є свідченням про те, що в теперішній час винесення півтораоксидів, в тому числі заліза, не повинно відбуватися. Підстилка повинна нейтралізувати реакцію ґрунтового профілю і підзолоутворення стане неможливим [2].
Відомо, що географічні закономірності поширення ґрунтів в Українських Карпатах зумовлені вертикальною поясністю. Сучасними грунтово-географічними дослідженнями виявлено приуроченість Карпатсько-буроземно-лісової області до шести вертикальних термічних поясів, виділених М.С.Андріановим [1]. Згідно з цими термічними поясами, ґрунти Українських Карпат на фаціальному рівні розділені на шість підтипів: дуже холодні (альпійські) - понад 1800м; холодні (субальпійські) - 1200-1800м; помірно холодні (лісові) - 800-1200-1550м; прохолодні ( лісові) - 500-800м, помірно теплі-нижче 500м у Передкарпатті і від 160-280м до 500м у Закарпатті; теплі - до 250м у Закарпатті та 160-180м – у передгір’ї.
У номенклатурі ґрунтів України альпійського і теплого поясів виділяють буроземи (від буроземів гірсько-лучних до буроземів теплих). Зазначимо, що надійних критеріїв морфології, фізичних і фізико-хімічних властивостей для поділу ґрунтів двох сусідніх поясів ще не розроблено. Умовно їх можна розділити за термічною градацією, і то не завжди [20].
Вивченням ґрунтового покриву під смерековими лісами Карпат займався Г.Л.Тишкевич (1958). Він вважав, що під смерековими лісами в Карпатах розвиваються ґрунти буроземного типу. Характерними рисами цих ґрунтів є: буре забарвлення всього профілю з деяким просвітлінням в горизонті А2; майже відсутній перерозподіл мулистої фракції по профілю ґрунту; висока кислотність; невелика потужність ґрунтів із значним включенням уламків глинистих сланців і пісковиків; добре виражена грудкувата структура, особливо у верхніх горизонтах.
У залежності від висоти над рівнем моря, експозиції і стрімкості схилів ґрунти мають різні для росту рослинності властивості. Найбільш сприятливі ґрунтові умови для росту смереки на висоті 700-1100 м н.р.м. н пологіших (до 20° ) північних схилах. Ґрунти тут досягають потужності 70-80 см, мають добру грудкувату структуру, відносно невеликий ступінь насичення основами (40-45%), за гранулометричним складом вони середньосуглинкові.
Із збільшенням висоти і крутості схилів ґрунти стають менш сприятливими для зростання смереки. На висоті 1300-1400м. н.р.м. в умовах холоднішого і вологішого клімату, на крутих схилах (35-40°) розвиваються малопотужні ґрунти (до 20-30 см), найбільше – супіщані, грубогумусні, із ступенем насичення основами не більше 7-10% [27].
Вивченню бурих лісових ґрунтів південно-західного схилу Карпат присвячена робота О.М.Руднєвої (1960). Вона виділяє чотири підтипи гірсько-лісових бурих ґрунтів в Закарпатті, а саме: гірсько-лісові темно-бурі опідзолені; гірсько-лісові темно-бурі не опідзолені; гірсько-лісові світло-бурі опідзолені; гірсько-лісові світло-бурі не опідзолені.
Автор здійснює також поділ на роди і види ґрунтів за ступенем вулуговування, опідзолення і щебенюватості.
Запропонована О.М.Руднєвою схема класифікації виявилася дуже складною, бо види ґрунтів важко діагностувати в полі, тому ця класифікація не отримала практичного застосування при великомасштабних ґрунтових дослідженнях земель.
Запропонований поділ бурих лісових ґрунтів Карпат на темно-бурі і світло-бурі можна прийняти лише умовно. До типу темно-бурі автор відносить ґрунти, які сформувалися на осадових і метаморфічних породах в поясі мішаних буково-ялинових лісів, чистих букових і смерекових лісів суцільно покритих на висотах від 600-700м до 1200-1500м над рівнем моря. Для них характерне значне накопичення гумусу (7-20%) з широким відношенням С:N.
Світло-бурі ґрунти, в розумінні автора, розвиваються в поясі освітлених буково-дубових, буково-грабових і частково букових лісів на висотах від 300-350 до 600-700м над рівнем моря. Відрізняються вони від темно-бурих меншою кількістю гумусу (3-6%) та іншим складом органічних речовин.
Генетичні припущення О.М.Руднєвої мало відрізняються від раніше викладених Н.Б.Вернандер і Г.О.Андрущенком. Визначивши рухоме залізо, за методикою Кірсанова і в витяжці Тамма, автор констатує, що кількість його інколи зменшується по профілю. Звідси вона зробила висновок, що в процесі буроземоутворення відбувається акумуляція заліза у верхній частині ґрунтового профілю [24].
Багато нових аспектів у розуміння генезису бурих лісових ґрунтів вніс у своїх роботах І.М.Гоголєв. Він також застосував до теорії буроземного процесу процес "пролізу”. Цей процес полягає в тому, що мінерали підпадають під глибоке кристалохімічне перетворення, відбувається безобмінне проникнення іонів водню у кристалічні гратки первинних і вторинних мінералів, які кристалізуються до півтораоксидів і вторинного кварцу. Джерелом іонів водню(протонів) є виділення кореневих систем деревних рослин. На основі ліземетричних спостережень ним встановлено, що за межі ґрунтового профілю виносяться не лише луги і лужноземельні елементи, але і трьохвалентні катіони. У верхніх горизонтах ґрунтів при буроземоутворенні, поряд з руйнуванням вторинних мінералів, відбуваються процеси вторинного мінералоутворення, в якому беруть участь основи з розкладеного рослинного опаду. За даними групового і фракційного складу гумусу встановлено, що в буроземах група фульватів переважає над групою гуматів. Фульвокислоти представлені найбільш агресивними по відношенню до мінеральної частини фракціями. Група гуматів і гумінових кислот у карпатських буроземах представлені виключно фракцією 1, тобто бурими гуміновими кислотами, що знаходяться у вільному стані або у вигляді гуматів заліза та алюмінію. Ґрунтуючись на дослідах з розкладання польового шпату, І.М.Гоголєв встановив, що кристалічні гратки силікатів руйнуються під впливом органічних солей, які на периферії зерен мінералів утворюють органо-мінеральні плівки, що переривають контакт поверхні мінералу зі свіжими порціями органічних кислот. Це зводить до мінімуму агресивність перегнійних кислот буроземів у процесі руйнування ґрунтових мінералів. Але ці плівки не є перешкодою для іонів водню, під впливом яких відбувається інтенсивне "оглинення” первинних мінералів. Якраз воно є однією з найбільш характерних генетичних особливостей буроземів. І.М.Гоголєв вважав, що немає різниці між впливом на ґрунт окремих видів деревних порід, тому що не виявлено істотної різниці в абсолютних величинах і хімічному складі золи. Виконані дослідження і висновки про те, що видовий склад рослинності суттєво не впливає на розвиток процесу опідзолення викликали сумніви у Г.О.Андрущенка, П.С.Пастернака і ще цілого ряду авторів [7,8,9].
Значне місце ролі гумусової речовини в буроземоутворенні визначається в роботах В.В.Пономарьової (1964). Вона вважає, що для бурих лісових ґрунтів характерні близькі до нейтрального промивний фульватно-кальцієвий і, можливо, гідрокарбонатно-кальцієвий режими. Залізо і алюміній, які звільняються при розкладені лісової підстилки і вивітрюванні з мінеральної частини ґрунту, вступають у взаємодію з фульвокислотами і утворюють комплексні сполуки, які є малорухомими у профілі ґрунту і які слабо діють на мінеральну частину ґрунту. При недостатній кількості півтораоксидів рештки фульвокислот можуть опідзолювати ґрунт[21].
М.І Герасимова (1961) основною рисою буроземного процесу вважає інтенсивне глиноутворення, що здійснюється внаслідок оглеєння і псевдоопідзолення. Особлива роль у накопиченні мулистої фракції на контакті з породою належить боковому стоку, характерному для сельових поверхонь, це – один з проявів "лесиважу”, що має сезонний характер [6].
Вагомий внесок у розвиток теоретичних основ процесів опідзолення і оглеєння буроземів зробив В.І.Канівець. Його дослідження показали, що процес буроземоутворення супроводжується формуванням монотонного профілю, накопиченням гуматно-фульватного кислого гумусу, кислотного гідролізу алюмосилікатів, закріпленням у стабільному керованому середовищі заліза й алюмінію у вигляді вільних( не силікатних) сполук, винесенням калію і магнію, помірним оглеєнням. В.І.Канівець заперечив припущення Г.О.Андрущенка про формування карпатських буроземів тільки під лісовою рослинністю і довів, що процес буроземоутворення розвивається в субальпійському й альпійському поясах і супроводжується оглинюванням, яке виявляється помірно в кислих ґрунтах та інтенсивніше в слабонасичених буроземах. У цьому разі в мулистій фракції накопичується залізо й алюміній, а також калій і магній. Значне місце у буроземоутворенні належить грибам і бактеріям. При цьому відзначається низьких вміст целюлозних анаеробних бактерій і клостридіальних форм мікроорганізмів, відсутність нітрофікаторів. На підставі теоретичних розробок В.І.Канівець запропонував діагностику і номенклатуру ґрунтів Карпатсько-буроземно-лісової області України [10,11,12,13,14].
За даними П.С.Пастернака, більшість лісових ґрунтів Українських Карпат, особливо в зоні мішаних лісів, значно відрізняється від підзолистих та сірих лісових ґрунтів за морфологічними і фізико-хімічними ознаками, гранулометричним і валовим складом. За складом гумусу визначається прояв підзолоутворення по ґрунтовому профілю. В ґрунтах під мішаними і широколистяними лісами Українських Карпат завжди помітна перевага фульвокислот над гуміновими, а такий характер гумусу властивий саме підзолистому процесу. Було проведено багато досліджень з вивчення складу водорозчинних органічних речовин під різними видами деревостанів. Склад водорозчинного гумусу в ґрунті букового насадження має чітке переваження фульвокислот над гуміновими. Фульвокислоти лісових ґрунтів Карпат у значній мірі представлені фракціями (1 і 2), зв’язаними і півтораоксидами гумінових кислот і кальцієм, при незначній участі фракції 1а, особливо у верхніх горизонтах. Обмінна кислотність ґрунтів Карпат обумовлена в основному іонами алюмінію і лише частково водню. Іон водню сильно підвищує коагуляційну здатність катіонів, яка підсилюється гідролізом фульвокислот. Реакція буде зворотною, якщо в ґрунті переважають одновалентні катіони. Коагуляція фульвокислот з двохвалентним катіоном кальцію і трьохвалентним залізом та алюмінієм призводить до утворення стійких колоїдів[17,18,19].
Дослідженнями Ф.П.Топольного з’ясовано, що підвищення кислотності буроземів зумовлене динамічною рівновагою між геохімічним вилуговуванням лужноземельних елементів ґрунтового профілю та їхньою біогенною акумуляцією. Оскільки із збільшенням абсолютних висот біологічна акумуляція зменшується, а геохімічне вилуговування збільшується, то кислотність ґрунтів з висотою збільшується [28].
Вивчення морфології буроземів показує відсутність різкої диференціації на генетичні горизонти, пухким складенням верхніх горизонтів з поступовим ущільненням з глибиною. За гранулометричним складом буроземи переважно середньосуглинкові з чітким накопиченням дрібних фракцій у верхній частині профілю при одночасному збідненні на фракцію піску і грубого щебеню. Це свідчить про слаборозвинутість ґрунтів, в яких поряд з ґрунтоутворенням значну роль відіграють процеси вивітрювання. Результати вивчення агрегатного складу і водостійкості ґрунтової структури дозволяють характеризувати ці ґрунти, які мають добру водостійку структуру. Вони характеризуються відносно невеликою щільністю будови і значною пористістю, що визначає добру водо - і повітропроникненість. [28].
Вивчення складу гумусу підтверджує загальну закономірність розподілу гумусу в буроземах Карпат, це значне накопичення у верхніх горизонтах профілю з наступним зменшенням запасів з глибиною. Значення фракційного складу гумусу вказують на переваження в його складі фульвокислот. Найменші значення як гумінових, так і фульвокислот, представлені другою фракцією, яка утворює комплекси із лужноземельними елементами.
В остатні десятиріччя дослідження морфологічних особливостей Українських Карпат, зокрема з точки зору їх екологічної ролі, проводили: А.М.Туренко, Й.Й.Бундзяк, М.З.Гамкало, Б.Б.Стефаник, І.М.Шпаківська, О.Г.Марискевич та ін.
Зокрема, А.М.Туренко зазначає, що вирішальна роль у формуванні буроземів належать геоморфологічним факторам (абсолютна висота, протяжність, форма, експозиція і крутість схилів), що впливають на мікрокліматичні особливості. На схилах з крутістю понад 20° переважає боковий внутрішньогрунтовий стік вологи, встановлюється промивний тип водного режиму з протічно-наскрізним транзитом розчинних речовин. При цьому біогенні основи кальцій і магній в кислому середовищі слабо взаємодіють з бурими гуміновими кислотами. Надходячи в розчин, ці елементи нейтралізують певною мірою агресивний вплив фульвокислот на мінеральну частину ґрунту, послаблюючи тим самим її опідзолення. Бурі гумінові кислоти, як малорухомі речовини концентруються переважно у верхніх горизонтах ґрунтів, утворюючи з півтораоксидами заліза дуже стійкі комплекси. Це призводить до формування типового для буроземів профілю з добре вираженим рівномірно-акумулятивним типом розподілу речовин. На схилах з крутизною менше 20° і на високих терасах передгірських рівнин поверхневе оглеєння і вимивання речовин поєднується з бурозумоутворенням. Під впливом низхідних потоків вологи з верхніх шарів виносяться розчинні речовини, утворюються освітлені елювіальні горизонти, збагачені піщаними фракціями, відтінок яких надає видимість аморфної крем’янкової присипки. У нижній частині профілю вимиті органічні кислоти і оксиди утворюють органо-мінеральні комплекси, які у пересиченій вологою товщі формують сизо-бурий оглеєний ілювіальний горизонт. Розподіл речовин по профілю має добре виражений акумулятивно-елювіально - ілювіальний характер [29].
Ґрунти пралісових екосистем Карпатського біосферного заповідника (КБЗ) досліджував Й.Й.Бундзяк. На території заповідника зосереджені найбільші масиви широколистяних і мішаних пралісів Європи. Ґенеза ґрунтів під пралісами, їх морфологічні особливості, набір властивостей несуть в собі інформацію про розвиток пралісу. На території КБЗ основні площі пралісів зосереджені в двох масивах: Чорногірському (змішані ялицево-букові) та Угольсько - Широколужанському (букові). Фоновими ґрунтами для перших є буроземи холодні кислі, для других буроземи помірно-холодні та прохолодні. Характерними для них є висока актуальна та гідролітична кислотність. У верхніх горизонтах кислотність становить 24,91мг-екв. в буроземах Чорногірського масиву і 29,94-30,38 мг-екв. – в Широколужанському масиві. Глибше кислотність зменшується до 8-15 мг-екв. Ці ґрунти характеризуються низьким вмістом вбирних основ: від 8,48-11,3-22,5мг-екв. в верхніх горизонтах, до 6,18-6,69 мг-екв. – в нижніх горизонтах.
Ґрунти пралісів характеризуються значною прогумусованістю всього профілю. Так, вміст гумусу коливається в межах 11-11,25% у верхньому HP горизонті і поступово зменшується до 1,18-2,26% в горизонті Ph.
У широколистяних пралісах грунти відзначаються більшою потужністю, як генетичних горизонтів, так і профілю загалом. Але для них характерна більша насиченість скелетом. Для них характерні темніші відтінки бурого кольору, що пов’язано з більшою гумусованістю профілю [3].
Дослідження кислотно-лужної рівноваги ґрунтів Карпатського біосферного заповідника проводились М.З.Гамкалом.
Об’єктами дослідження були ґрунти, розташовані на території Свидовецького і Чорногірського масивів. На основі отриманих експериментальних даних встановлено, що рНсол в грунтах КБЗ коливається від 3.0 до 4.0 од, а рНвод від 3.6 до 4.8 од. Вміст обмінного алюмінію знаходиться в межах від 10.8 до 103.5мг/100г. ґрунту. Показники кислотної буферності становить 10.0 – 21.0 од, а лужної 60.7 – 99.4од, що свідчить про чітку буферну асиметрію даних ґрунтів із переважанням в них кислотного компоненту. Для більш глибокого аналізу кислотно-основних властивостей досліджуваних буроземів розглянуто найбільш репрезентативні ґрунти із помірно-холодного, субальпійського і альпійського поясів. Було проведено типову реакцію бурозему глибокого важкосуглинкового середньощебенюватого на кислотне і лужне навантаження. Воно показало, що величина рНвод в профілі ґрунту коливається в межах 4.6-4.9 од, а зсув кислотно-основної рівноваги у верхньому горизонті ґрунту в бік кислотної свідчить про дефіцит ряду буферних систем, таких, як карбонату кальцію, гідрокарбонатів, а також гідратованих оксидів і гідроксидів алюмінію та функціональних груп гумусу (СООН, NН2). Особливо це наочно простежується при збільшенні кислотного навантаження на ґрунт. Так при додаванні 2мл. 0.1 н НСl до ґрунтової суспензії спостерігається різкий зсув рН в межі 3.5 – 3.8 од. при цьому найменша інтенсивність зсуву характерна для верхнього дерново-гумусового горизонту ( 4-13см.), яка становить 0.97од, тоді як для нижнього (95-105см.) – 1.43 од. Така закономірність зсуву рН зберігається при більш значних кислотних навантаженнях на ґрунт ( 4,6,8,16 мл 0.1 н НСl ). Різниця стійкості окремих ґрунтових горизонтів до кислотного впливу зумовлена в основному особливостями їх гранулометричного складу, зокрема збільшенням вмісту мулу у верхніх горизонтах від 12.4 до 21.8%, а також різним ступенем насичення основами.
На основі проведених досліджень зроблено висновок, що інтенсивний тренд кислотно-основної рівноваги у ґрунтах КБЗ в сторону кислотної в умовах збільшення кислотного пресу вимагає не тільки констатації даного факту, але й розробки коротко - і довготермінових прогнозів і можливих моделей розвитку даного процесу та попередження його наслідків. В цьому плані пошук оптимальних методів об’єктивної оцінки стану кислотно-основної рівноваги ґрунтів є необхідним кроком у вирішенні проблеми екологічної стійкості заповідних екосистем і збереження їх біорізноманіття [5].
Ґрунтові дослідження у Карпатському національному природному парку (НПП) проводив Б.Б.Стефаник. Ґрунтовий покрив Карпатського НПП сформувався в умовах типових для гірської частини Карпат. Розвиток ґрунтоутворюючого процесу відбувається під впливом різко вираженого рельєфу. Велике значення має рослинний покрив і господарська діяльність людини [26].
В межах Карпатського національному природному парку виділяють наступні типи ґрунтів: бурі гірсько-лісові (79%), гірсько-підзолисті (8%), гірсько-лучні (7%), дернові (6%).
Бурі гірсько-лісові ґрунти мають сірувато-світло-бурий колір у верхній частині профілю і чітку диференціацію на генетичні горизонти. Гумусовий і елювіальний горизонти мають порівняно невелику потужність, ілювіальний горизонт більш потужний, дуже ущільнений оглеєний, він переходить в ґрунтоутворюючу породу.
Результати фізико-хімічних аналізів показують, що бурі гірсько-лісові ґрунти слабокислі, pH сольової витяжки 4,8-5,3, кислотність поступово зменшується з глибиною. Гідролітична кислотність коливається в ширших межах і становить 5,6-15,8мг-екв. на 100г ґрунту, також поступово зменшується з глибиною. Вміст рухомого алюмінію становить 0,96-3,74 мг-екв. на 100 г ґрунту. Із наведених даних видно, що ці ґрунти слабокислі, ненасичені кальцієм, слабогумусовані, вимагають вапнування і внесення мінеральних та органічних добрив [26].
За результатами дослідження Шпаківської І.М. встановлено, що трансформація грунтового блоку вторинних екосистем детермінована вирубуванням смерекових лісів і тривалим пасовищним навантаженням досліджуваної території. У вторинних чагарникових екосистемах, внаслідок накладення дернового процесу на буроземний, сформувалися різні відміни дерново-буроземних ґрунтів. Вони характеризуються збільшенням щільності будови, зниженням аерації і водопроникненості, зменшенням вмісту органічного вуглецю, валового калію та азоту, особливо у верхніх горизонтах ґрунтового профілю, порівняно з бурими лісовими ґрунтами під клімаксовими смерековими лісами. Встановлено, що пасторальна дигресія не призвела до незворотних змін едафотону й після запровадження на заповідній території заповідного режиму відбуваються процеси відновлення смерекових лісів на місці чагарників і трав’яних екосистем за рахунок природного поновлення смереки європейської [30].
Таким чином, аналіз історико-географічних досліджень грунтів показав, що формування буроземів Українських Карпат характеризується специфічними особливостями, зумовленими регіональними чинниками грунтотворення, а саме лісовою рослинністю і високогірними луками в умовах посиленого сезонного промивного типу водного режиму та підвищеної відносної вологості, характером ґрунтотвірної породи і посиленням дії антропогенного чинника.
Аналіз різних наукових підходів і поглядів на формування буроземів Українських Карпат свідчить про проблематичність їхньої ґенези, особливостей ґрунтотвірних процесів, методики їх вивчення, а також організації і функціонування грунтовоохоронної інфраструктури.
Література
1. Андрианов М.С. Вертикальная термическая зональность Советских Карпат // Геогр. сб.–1957. – Вып.4. – С.180-188.
2. Андрущенко Г.О. Ґрунти Західних областей УРСР. – Львів – Дубляни, 1970. – Ч.2. – 114 с.
3. Бундзяк Й.Й. Ґрунти пралісових екосистем Карпатського біосферного заповідника // Матер. Міжнар .конфер. Гори і люди – Рахів : ЗАГ Надвірнянська друкарня, 2002, Т.2. – С.233–235.
4. Вернандер Н.Б. О бурых лесных и близких к ним почвах // Труды Укр. НИИ Соцземледелия. – К.,1951. – Т.4 – С.25–35.
5. Гамкало М.З. Особливості кислотно-лужної рівноваги грунтів Карпатського Біосферного Заповідника // Генезис, географія і екологія ґрунтів. Вісник Львів. ун-ту. Серія географічна. 1998. – Вип.23. – С.272-276.
6. Герасимова М.И. Особенности почвенного покрова и почв Восточного склона Карпат и Предкарпатья. Москва, 1961.
7. Гоголев И.Н. Почвы Украинских Карпат// Природа Украинской ССР. Почвы. – К., 1986. – С.145-171.
8. Гоголев І.М., Проскура З.В. Грунти Карпат // Природа Українських Карпат. Льві: Вид-во Львів ун-ту,1958. – С. 168–178.
9. Гоголев И.Н., Анастасьева О.М. Об изменении минералогычного состава в процессе формирования бурых горно – лесных почв Карпат // Почвоведение.1991.– № 9. –С .21–23.
10. Канивец В.И., Андрущенко Г.А. Почвы карпатской буроземно-лесной области // Полевой определитель почв. Киев: Урожай, 1981. – С.257–311.
11. Канивец В.И. Буроземообразование в лесных почвах Украинских Карпатах // Почвоведение,1991. – № 4. – С. 19–28.
12. Канивец В.И. О буроземах и дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, 1978. – № 5. – С. 150–159.
13. Канивец В.И. Буроземы в горно-луговом поясе Украинских Карпат и вопросы генезиса почв буроземного типа // Почвоведение, 1980. – № 8. – С. 108–117.
14. Канивец В.И., Миронова Л.М. Групповой и фракционный состав гумуса как показатель типа почвообразования в регионе Украинских Карпат // Почвоведение, 1973. – .№ 3. – С. 34–41.
15. Ковда В.А., Розанов Б.Г. Почвоведение. – Москва,1988. – Ч. 2. – С.101–111; 131–141.
16. Милкина Л.Н. Почвы буковых лесов Украинских Карпат // Почвоведение,1991. – № 9 – С.118–128.
17. Пастернак П.С. Грунти // Посібник карпатського лісництва. Ужгород: Карпати, 1980. – С.12–18.
18. Пастернак П.С. Лісові ґрунти Українських Карпат. – Ужгород, 1967. – 170 с.
19. Пастернак П.С., Скиба В.В. Содержание и состав гумуса бурых лесных почв Карпат // Почвоведение, 1962. – № 12.
20. Позняк С.П. Проблеми стійкості і збереження ґрунтового покриву Українських Карпат // Матер. Міжнар. конфер. Гори і люди. – Рахів: ЗАГ Надвірнянська друкарня, 2002, Т. 2. – С.442–445.
21. Пономарьова В.В // К вопросу о роли растительности в подзолообразовании. Почвоведение. – № 3. – 1955.
22. Почвоведение / И.С. Кауричев, Н.П.Панов, Н.Розов и др.; Под ред И.С.Кауричева. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва: Агропромиздат, 1989. – С.391–397.
23. Природа Закарпатської області / За редакцією доктора геогр. наук, проф. К.І.Геренчука. – Львів: Вища школа. Видавництво при Львів. уні-ті, 1981. – 156 с.
24. Руднева Е.Н. Почвенный покров Закарпатской области. – Москва: Изд-во АН СССР, 1960. – 226 с.
25. Скиба В.В. Вплив ґрунтотворних порід на склад гумусу бурих лісових ґрунтів // Підвищення продуктивності гірських лісів. Ужгород: Карпати, 1968. – С. 76–82.
26. Стефаник Б.Б Ґрунтові дослідження Карпатського НПП // Матер. Міжнар. конфер. Гори і люди. – Рахів: ЗАГ Надвірнянська друкарня, 2002. – Т. 2. – С. 493–495.
27. Тышкевич Г.Л. Почвы под еловыми лесами Карпат // Почвоведение,1958. – № 2. – С. 24–28.
28. Топольный Ф.П. К природе кислотности бурых горно-лесных и горно-луговых почв Карпат // Почвоведение. – 1976. – № 9. – С.112–116.
29. Туренко А.М. Генезис, еволюція та класифікація ґрунтів на кам’янистих розсипищах Карпатської гірської провінції // Агрохімія і ґрунтознавство. – 1998. – № 2. – С. 17–19.
30. Шпаківська І.М. Дихання ґрунту в екосистемах бореального ряду на верхній