32.1. Формування водного стоку та якості води малих річок
Екологічний стан малих річок, їх водність та якість води залежать не тільки від внутрішньоводоймних процесів, а й від стану водозбірної площі. Малі річки є першим і дуже вразливим ланцюгом усієї річкової системи, їх потрібно розглядати в нерозривній єдності з іншими структурними компонентами природних ландшафтів: луками, орними землями, лісами.
Значення екосистеми лук у формуванні водності малих річок визначається водно-фізичними властивостями їх ґрунтів. Займаючи у ландшафтах проміжне положення між орними землями і річкою, вони не тільки впливають на формування її водності завдяки утриманню повеневих і дощових вод, але і захищають ґрунти від ерозії, береги річок від руйнування, а русло від замулення. Крім того, луки затримують і акумулюють у кореневій і надземній частинах трав'яних рослин ті елементи, які надходять з ниви. Площі лучних угідь на земній поверхні в цілому перевищують майже у два рази (З млрд га) площі орних земель. В Україні їх загальна площа становить 7,1 млн га. Разом з лісами і болотами луки відіграють надзвичайно важливу роль у процесах акумуляції біогенних елементів, які переносяться з дощовими або талими водами з водозбірної площі до водотоків. Луки виступають не тільки як природний біофільтр, але й як важливий ланцюг перетворення речовини і енергії. Кругообіг поживних речовин у системі луки — ріка можливий лише за умови кругообігу води. Саме завдяки йому відбувається розподіл поживних речовин між ґрунтом і кореневою системою рослин та надходження органічних і мінеральних речовин з території лук у річку.
Перетворення органічних мас проходить ряд етапів. На кожному етапі, який збігається з вегетаційним періодом, іде накопичення органічних мас рослинами. Стосовно лук, розташованих у різних кліматичних зонах, показники біомаси в розрахунку на одиницю площі можуть істотно відрізнятись. Так, для долини річки Таль (Полісся) вона оцінюється у 3970 г/м2. Протягом року із цієї кількості у річку надходить лише незначна частина органічних та мінеральних речовин. Решта витрачається на процеси дихання рослин та інші метаболічні перетворення [118].
Для нормального функціонування річкових систем важливим є збереження заплавних ландшафтів. Річкова заплава, її розміри, режим природної циклічності водообміну, морфометричні характеристики та природні біоценози визначають не тільки гідрологічні умови в річкових екосистемах, а й протікання біопродукційних процесів. Функціонування річкової біоти, якій належить особлива роль у самоочищенні водотоків, зумовлене двома взаємопов'язаними факторами. По-перше, здатністю до синтезу органічних речовин, по-друге, лімітуванням біопродукційних процесів органомінеральним комплексом водного середовища. Тому, чим ширша заплава, тим інтенсивніше здійснюється обмін речовин і енергії між річищем і луками під час повені. При широкій заплаві швидше Прогріваються весняні води, створюються сприятливі умови. Для розвитку гідробіонтів. Вищі водяні рослини, планктонні і бентосні організми своєю сукупною життєдіяльністю забезпечують високий рівень самоочисної здатності гідроекосистем Із зменшенням площі заплави порушується нормальний кругообіг речовин і енергії між підсистемою лук і річковими екосистемами.
У кінці XX ст. перетворення заплав на території України здійснювалось у надто великих масштабах. Внаслідок цього у ряді регіонів розораність сільськогосподарських угідь досягла 80—87 %, що призвело до істотного порушення співвідношення між стабілізуючими (луки, ліси, болота) і деструктивними підсистемами (орні землі, рудні відвали, міські конгломерати) на користь останніх. В свою чергу, це обумовило значне зниження екологічної стабільності ландшафтів та інтенсифікацію ерозійних процесів. Внаслідок таких перетворень значно збільшився змив ґрунту з розораних земель, який надходить до річок, обумовлюючи замулення їх русла.
Важливу роль у підтриманні водності малих річок відіграють ліси. Окремі ліси навіть зараховують до спеціальної категорії — «ліси водоохоронні». До цієї категорії включені ліси, які ростуть по берегах річок на водозабірних площах. Ліси регулюють водний стік, захищаючи річки від замулення та підмивання берегів [94].
Ще на початку XX ст. (1899—1904 р.) відомим українським вченим-лісоводом Г. М. Висоцьким обґрунтована концепція про роль лісу як могутнього регулятора режиму вологи в природі. Більш глибоко ці положення були розкриті академіком Академії наук УРСР П.С. Погребняком. Під його керівництвом детально вивчено кругообіг вологи і поживних речовин у ґрунтах різних типів лісів і показано, що верхній шар ґрунту в лісі вологіший, ніж у полі не тільки завдяки більшій гігроскопічності, але й тому, що в ньому конденсується водяна пара, яка надходить з атмосфери та з глибинних шарів ґрунту. При цьому ґрунти в лісі і на малих галявинах нагромаджують за зиму більше вологи, ніж ґрунти поля і великих галявин, де здувається сніг і з поверхні стікають дощові води.
Обмін води в окремих компонентах екосистеми лісу можна розглядати як один з пріоритетних факторів, що впливає на функціонування річкових екосистем. Проте його вплив може проявлятись лише одночасно з іншими ландшафтоутворюючими факторами, зокрема, з сонячною радіацією та атмосферной: циркуляцією повітряних мас, тепла і вологи. Взаємодія цих чинників у функціонуванні лісу проявляється через теплообмін, вологообмін, обмін мінеральних і органічних речовин.
Екологічна роль лісу, яка полягає в затриманні атмосферних опадів, обводненні та зволоженні ґрунтів, найбільш важлива для лісостепової та степової зони України, де вітри можуть протягом короткого часу висушити землю. Запобігаючи вивітрюванню вологи, ліси створюють умови, за яких атмосферні опади поступово переходять у підземний стік і поповнюють річковий водний баланс.
Ліси і штучно створені лісосмуги затримують змив з ріллі верхнього шару ґрунту та хімічних речовин (добрив, отрутохімікатів), що їх вносять при вирощуванні сільськогосподарських культур. Тим самим вони виконують бар'єрну роль щодо річкових екосистем. Ця властивість лісу найбільш чітко виявляється в тих регіонах України, де розташовані великі промислові підприємства.
Так, для прируслової, центральної і притерасної заплав річок Самари і Орелі, що протікають на території Придніпровського промислового регіону, характерна висока насиченість ґрунтів важкими металами, їх найбільше накопичується у центральній частині заплави, де переважають зв'язані з ґрунтовими водами лучно-лісові ґрунти, на яких добре розвинута рослинність.
Відомо, що вміст марганцю в ґрунтах прируслової зони становить в середньому 182 мг/кг, а в центральній і притерасній частині він досягає 891 мг/кг. Важливою властивістю лісових ґрунтів є їх здатність утворювати комплексні сполуки з важкими металами. Спеціально проведені дослідження показали, що для різних типів ґрунтів мігруючі форми металів на глибині 0—50 см становлять від 7 до 23 %
Властивість лісових ґрунтів затримувати вологу є основою механізму їх впливу дт гідрологічний режим малих річок. Найбільш глибоко вивчена ця властивість на прикладі байрачних лісів лісостепової зони, розташованих у долинах річок — приток Дніпра.
Залежно від здатності ґрунту до утримання вологи може істотно змінюватись роль лісу як фактора водності малих річок. Якщо лісові ґрунти мають високу інфільтраційну здатність, їх волога швидко надходить у ґрунтові води і через них поповнює водні ресурси річкових систем. Коли ґрунти перенасичені водою і дуже повільно інфільтрують вологу, поповнення водності малих річок відбувається, в основному з поверхневого стоку. '
Для більшості лісів лісостепової і степової зони України характерна висока інфільтраційна здатність ґрунтів. Так якщо при випадінні на землю з дощем 50 мм води рілля вбирала її за 90 хв, то ґрунт дубового лісу — за 9 хв, а в хвойних лісах вода просочувалась всього за 5 хв. Під час весняного танення снігів лише 10 % вологи стікає з поверхні лісових ґрунтів, а 90 % надходить у підземні води. Саме цими властивостями лісів обумовлена їх роль у забезпеченні водності малих річок. Тому рекомендовано проводити лісонасадження вздовж берегів, залісення схилів на водозбірних площах та інші заходи, пов'язані з укріпленням берегів шляхом створення зелених зон.
Здійснення цих заходів набуває з кожним роком все більшого значення. Як відомо, Україна належить до лісонезабезпечених держав. Протягом останнього століття лісовий фонд країни катастрофічне знизився і на сьогодні не перевищує 14 % території. В цих умовах збільшення ресурсно-екологічного потенціалу лісового фонду є одним з найважливіших напрямків підвищення водності річок.
- Основні одиниці виміру, що застосовуються в гідроекології
- Глава 1. Гідросфера та її екологічна зональність
- Загальна характеристика гідросфери
- Запаси (розподіл) води в гідросфері
- Екологічна зональність Світового океану та морів
- 1.3. Екологічна зональність континентальних водойм
- 1.4. Екологічна зональність річкових систем
- 2.1. Екосистема як структурно-функціональна складова біосфери
- 2.2. Угруповання гідробіонтів окремих екологічних зон водних екосистем
- Глава 3 Бактерії і віруси
- 3.1. Бактерії
- 3.2. Віруси.
- Глава 4. Водорості (Algae)
- 4.1. Екологічні форми водоростей
- 4.2. Синьозелені водорості (Cyanophyta)
- 4.3. Діатомові водорості (Bacillariophyta)
- 4.4. Зелені водорості (Chlorophyta)
- 4.5. Харові водорості (Charophyta)
- 4.6. Динофітові водорості (Dinophyta)
- 4.7. Криптофітові водорості (Cryptophyta)
- 4.8. Евгленофітові водорості (Euglenophyta)
- 4.9. Золотисті водорості (Chrysophyta)
- 4.10. Жовтозелені водорості (Xanthophyta)
- 4.11. Червоні водорості, або багрянки (Rhodophyta)
- 4.12. Бурі водорості (Phaeophyta)
- 4.13. Рафідофітові водорості (Raphydophyta)
- Глава 5. Вищі водяні рослини
- 5.1. Загальна характеристика
- 5.2. Екологічні угруповання
- Глава 6. Водяні безхребетні тварини
- 6.1. Найпростіші (Protozoa)
- 6.2. Губки (Porifera)
- 6.3. Кишковопорожнинні (Coelenterata)
- Плоскі черви (Plathelminthes). Турбелярії (Turbellaria )
- 6.6. Круглі черви, або первиннопорожнинні (Nemathelminthes). Нематоди (Nеmatoda) і коловертки (Rotatoria)
- 6.8. Водяні членистоногі (Arthropoda)
- 6.9. Молюски (Mollusca)
- 6.10. Щупальцеві, або червоподібні, організми (Tentaculata, або Vermoidea)
- 6.11. Щетинкощелепні, або морські стрілки (Chaetognatha)
- 6.12. Голкошкірі (Echinodermata)
- Глава 7. Рибоподібні та риби (Pisces)
- 7.1. Екологічні особливості формування іхтіофауни
- 7.2. Рибоподібні
- 7.3. Хрящові риби (Chondrichthyes)
- 7.4. Хрящові ганоїди (Chondrostei)
- 7.5. Справжні кісткові риби (Teleostei)
- Глава 8. Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
- 8.1. Водні маси як компонент гідрологічної структури водойм і водотоків
- 8.2. Типізація водних об'єктів та їх гідрологічна характеристика
- 8.3. Роль течій у формуванні структури біоценозів та функціонуванні водних екосистем
- Глава 9. Гідрофізичні фактори у водних екосистемах
- 9.1. Фізико-хімічні властивості води та їх екологічне значення
- 9.2. Термостабільні властивості води
- 9.3. Щільність води
- 9.4. В'язкість води і поверхневий натяг
- 9.5. Забарвлення води
- 9.6. Температурний та термічний режим водних об'єктів
- 9.7. Льодовий режим
- 9.8. Світло та його роль у функціонуванні водних екосистем
- 9.9. Седиментація, осадоутворення та формування донних ґрунтів
- 9.10. Роль гідрофізичних факторів у життєдіяльності гідро біонтів
- Глава 10. Сольовий склад вод та адаптація до нього гідробіонтів
- 10.1. Класифікація природних вод за сольовим складом
- 10.2. Сольовий склад океанічних і морських вод
- 10.3. Сольовий склад континентальних вод
- Класифікація якості поверхневих вод суші та естуаріїв за критеріями іонного складу [34]
- 10.4. Евригалінні і стеногалінні гідробіонти
- 10.5. Осмотичні фактори середовища та осморегуляція у гідробіонтів
- 10.6. Адаптація гідробіонтів до водно-сольових умов середовища
- Глава 11 Іонні компоненти та їх екологічна роль
- 11.1. Неорганічні елементи океанічних, морських і прісних вод
- 11.2. Натрій, калій і цезій у водних екосистемах
- 11.3. Кальцій у водних екосистемах
- Метаболічна роль кальцію та шляхи його надходження в організм гідробіонтів
- 11.4. Магній у морських і континентальних водах
- 11.5. Сірка природних вод та процеси сульфатредукції
- Глава 12. Мікроелементи водних екосистем та їх біологічна роль
- 12.1. Гідробіонти як біоконцентратори мікроелементів
- Вміст заліза у воді (мкг/дм3) і донних відкладеннях (г на 1 кг сухої маси) водойм Дністра і
- Роль заліза у ферментативних реакціях та процесах дихання гідробіонтів
- Вміст міді у воді (мкг/дм3) і одних відкладеннях (мг на 1 кг сухої маси) деяких водних водних об'єктів України [31, 73, 74]
- 12.4. Марганець
- 12.5. Цинк
- Вміст цинку у воді (мкг/дм3) і донних відкладеннях (мг на 1 кг сухої маси) деяких водних об'єктів України [31, 73, 74]
- 12.6. Кобальт
- 12.7. Кадмій, хром, алюміній
- Вміст хрому у воді (мкг/дм3) і донних відкладеннях (мг на 1 кг сухої маси) деяких водних об'єктів України [73, 74]
- Глава 13 Кисень гідросфери та його роль у водних екосистемах
- 13.1. Кругообіг. Формування кисневого режиму
- 13.2. Розкладання органічних речовин та формування якості води
- 13.3. Роль кисню у життєдіяльності гідробіонтів.
- 13.4. Особливості використання гідробіонтами кисню з води
- Глава 14. Діоксид вуглецю у водних екосистемах
- 14.1. Хімічні та біологічні перетворення
- Відносна об'ємна розчинність газів у воді (долі одиниць) при парційному тиску 1 атм
- Молярна частина, %, окремих форм вугільної кислоти у воді залежно від її рН
- 14.2. Фіксація автотрофними і гетеротрофними організмами. Фотосинтез.
- 14.3. Адаптація риб до змін вмісту діоксиду вуглецю у воді
- 15.1. Кругообіг азоту в біосфері
- 15.2. Азотфіксація у водних екосистемах
- 15.3. Засвоєння азоту в біосинтетичних процесах водоростей
- 15.4. Алохтонний і автохтонний азот водних екосистем
- 15.5. Амоніфікація, нітрифікація і денітрифікація та їх роль у кругообігу азоту у водних екосистемах
- 16.1. Неорганічний та органічний фосфор водних екосистем
- 16.2. Вміст фосфору в організмах гідробіонтів і його метаболічна роль
- 17.1. Загальне уявлення про популяцію
- 17.2. Статево-вікова структура популяцій
- 17.3. Внутрішньопопуляційна різноякісність
- 17.4. Внутрішньопопуляційні взаємини гідробіонтів
- 17.5. Чисельність та біомаса популяцій гідробіонтів. Методи їх встановлення
- 17.6. Регуляція чисельності популяції
- 17.7. Функціональні та інформаційні зв'язки в популяціях гідробіонтів
- 17.8. Щільність популяції гідробіонтів
- Глава 18. Гідробіоценози як біологічні системи гідросфери
- 18.1. Загальна характеристика гідробіоценозів
- 18.2. Видова різноманітність гідробіоценозів
- 18.3. Гідробіоценози перехідних екологічних зон (екотопів)
- 18.4. Структура гідробіоценозів
- 18.6. Роль вищих хребетних тварин у біологічних процесах водних екосистем
- 19.1. Біологічна продукція та потік енергії у водних екосистемах
- 19.2. Деякі положення продукційної гідроекології
- 19.3. Методи визначення первинної продукції
- 19.4. Методи визначення вторинної продукції
- 19.5. Розрахунки потенційної і промислової рибопродуктивності
- Глава 20 Органічне забруднення
- 20.1. Органічні речовини та їх кругообіг у водних екосистемах
- 20.2. Сапробність водних об'єктів
- 20.3. Самозабруднення та самоочищення водойм
- Глава 21. Евтрофікація, її причини і наслідки для водних екосистем
- 21.1. Природна і антропогенна евтрофікація
- 21.2. «Цвітіння» води як гідробіологічний процес, зумовлений евтрофікацією
- Глава 22. Токсичне забруднення та його наслідки для водних екосистем
- 22.1. Джерела токсичного забруднення
- 22.2. Реакція гідробіонтів на токсичні впливи
- 22.3. Гідротоксикометрія
- 22.4. Фактори, що впливають на токсичність хімічних речовин для гідробіонтів
- 22.5. Методи оцінки і контролю токсичності водного середовища для гідробіонтів
- 22.6. Фізіолого-біохімічні механізми дії токсикантів на водяні організми
- Реакція гідробіоти на токсичну дію хімічних речовин у природних умовах
- 22.8. Біологічна індикація та моніторинг токсичних забруднень водних екосистем
- 22.9. Біологічна детоксикація та буферність водних екосистем
- 22.10. Нормування рівня токсичного забруднення
- Глава 23. Радіонуклідне забруднення водних екосистем та його вплив на гідробіонтів.
- 23.1. Природна радіоактивність водних об'єктів
- 23.2. Радіаційне опромінення гідробіонтів природними джерелами іонізуючої радіації
- 23.3. Забруднення водних об'єктів штучними радіонуклідами
- 23.4. Забруднення водних об'єктів у Чорнобильській радіонуклідній аномалії
- 23.5. Форми радіонуклідів у природних водах
- 23.6. Розподіл та міграція радіонуклідів у водних екосистемах
- 23.7. Накопичення радіонуклідів у організмах гідробіонтів
- 23.8. Вплив радіонуклідного забруднення на гідробіонтів
- Глава 24. Якість води
- 24.1. Екологічні та водогосподарські підходи до визначення якості води
- 24.2. Фактори, що впливають на сольовий склад вод як життєвого середовища гідробіонтів
- 24.3. Вплив внутрішньоводоймних процесів на якість води
- 24.4. Методи оцінки якості природних вод
- Класи та категорії якості поверхневих вод суші та естуаріїв України за екологічною класифікацією [21]
- 24.5. Картографування екологічного стану поверхневих вод
- 25.1. Загальна гідрографічна характеристика
- Структура річкової мережі України [20]
- 25.2. Геоморфологічні та ландшафтні особливості території України, що визначають формування річкової мережі
- Глава 26. Екологія дніпровських водосховищ
- 26.1. Морфометпрична та гідрологічна характеристика зарегульованої частини Дніпра
- Характеристика водосховищ Дніпровського каскаду [90]
- 26.2. Особливості формування екосистем
- 26.3. Основні угруповання водоростей та їх роль в екосистемах
- 26.4. Бактеріальне населення
- 26.5. Угруповання вищих водяних рослин в екосистемах
- 26.6. Основні угруповання тваринного населення
- 26.7. Забруднення, водосховищ і його вплив на формування якості води та рибопродуктивність Дніпра.
- Глава 27. Екологія української частини басейну Дунаю
- 27.1. Загальна гідролого-гідрохімічна характеристика екосистеми Кілійської дельти
- Вміст деяких важких металів у воді Кілійської дельти Дунаю, мкг/дм3 [74]
- 27.2. Біота Кілійської дельти
- 27.3. Басейни приток Дунаю, що стікають з Українських Карпат
- Глава 28. Екологія Дністра
- Гідрографічна характеристика, водність якість води
- 28.2. Угруповання гідробіонтів різних екологічних зон Дністра
- 28.3. Вплив зарегулювання на екологічний стан Дністра
- 29.1. Гідрологічний та гідрохімічний режим річки
- 29.2. Біота Південного Бугу
- 29.3. Вплив енергокомплексів на водні екосистеми
- Глава 30. Екологія Сіверського Дінця
- 30.1. Гідрографічна мережа та водний стік ріки
- 30.2. Гідрохімічний режим та формування якості води
- 30.3. Біота Сіверського Дінця
- Глава 31. Екологія Західного Бугу
- Глава 32. Екологічні особливості малихрічок
- 32.1. Формування водного стоку та якості води малих річок
- 32.2. Вплив сільськогосподарського освоєння земель на екосистеми малих річок.
- 32.3. Вплив промислових підприємств та міських конгломератів на стан малих річок
- 33.1. Загальна характеристика озер України
- 33.2. Екосистема Шацьких озер
- Глава 34. Екологічні особливості боліт
- 34.1. Загальна характеристика
- 34.2. Гідробіонти болотних екосистем
- Глава 35. Стави рибогосподарського призначення
- 35.1. Загальна характеристика
- 35.2. Гідрохімічний режим ставів
- 35.3. Гідробіологічний режим ставів рибогосподарського призначення
- 35.4. Ставкове рибництво
- Глава 36. Екосистеми водойм-охолоджувачів енергетичних об'єктів
- 36.1. Загальна характеристика
- Водойми-охолоджувачі теплових і атомних електростанцій України [23]
- 36.2. Гідрохімічний режим водойм-охолоджувачів
- 36.3. Гідробіологічний режим водойм-охолоджувачів
- 36.4. «Теплове забруднення» (термофікація) водного середовища
- 36.5. Рибогосподарське використання водойм-охолоджувачів
- Глава 37. Екосистеми каналів
- 37.1. Загальна характеристика каналів України
- Основні магістральні канали України та їх призначення
- 37.2. Особливості гідрологічного режиму каналів та їх вплив на формування гідро біоценозів
- 37.3. Гідробіоценози каналів
- 37.4. Формування якості води в каналах
- Глава 38. Екосистеми причорноморських лиманів
- 38.1. Екосистеми відкритих лиманів
- Характеристика відкритих причорноморських лиманів
- 38.2. Екосистеми закритих лиманів
- Характеристика закритих лиманів Дунай-Дністровського межиріччя
- Показники зовнішнього водообміну закритих лиманів [88]
- 38.3. Біологічні ресурси лиманів та їх народногосподарське значення
- Глава 39. Екосистема Чорного моря
- 39.1. Водний баланс і якість води
- 39.2. Газовий режим
- 39.3. Рослинний і тваринний світ
- 39.4. Іхтіофауна і рибний промисел
- 39.5 Проблеми екологічного оздоровлення Чорного моря
- Глава 40. Екосистема Азовського моря
- 40.1. Формування водного балансу
- Середній багаторічний водний баланс Азовського моря (1923—1976 pp.)
- Зміни річкового стоку в Азовське море під впливом господарської діяльності при середніх кліматичних умовах [38]
- 40.2. Гідрохімічний режим
- Щорічний баланс азоту і фосфору в Азовському морі, тис. Т [38]
- 40.3. Флора і фауна
- 40.4. Іхтіофауна Азовського моря
- 40.5. Вплив антропогенного навантаження на екосистему Азовського моря
- Глава 41. Законодавче регулювання водоохоронної діяльності