Лекція 1. Фітомеліорація як наука

 1.1. Фітомеліорація як засіб покращення стану довкілля

Фітомеліорація – один з напрямів прикладної екології, в межах якого досліджуються, прогнозуються, моделюються і створюються рослинні системи, чия діяльність спрямована на поліпшення геофізичних, геохімічних, санітарно-гігієнічних, біотичних, інтродукційних, просторових і естетичних характеристик екосистем.

Фітомеліорація інтегрувала в собі знання багатьох наук – екології, фітоценології, лісівництва, луківництва, фізичної географії, біофізики, геохімії, ґрунтознавства, гідрології, кліматології, санітарної гігієни, ландшафтної архітектури тощо.

Фітомеліорація як наукова дисципліна базується на вченні В.І. Вернадського про живу речовину біосфери, головною особливістю якої є здатність відновлювати і пристосовувати до своїх потреб біохімічні й енергетичні кругообіги. З цієї позиції розглядають меліоративне значення фітоценотичного покриву в створенні гумусового шару ґрунту на рекуль­тивованих та еродованих землях, які втратили природну родючість, а також перебіг сукцесійних процесів (сукцесія – послідовна необоротна й закономірна зміна одного біоценозу (фітоценозу) іншим на певній ділянці середовища). Рослинність упродовж існування людства відіграє величезну емоційно-психологічну роль. Поряд з утилітарним викорис­танням рослин – рослинництво, садівництво, городництво, – здійснювалося їх естетичне засвоєння у вигляді садово-паркового мистецтва.

 

 

Рис. 2.1 – Напрями фітомеліорації

Сучасна фітомеліоративна діяльність поширилася в багатьох на­прямах господарської діяльності, формуючи за своїми основними функціями (продукційними та середовищетвірними), лісо- та сільськогоспо­дарську, інженерно-захисну, санітарно-гігієнічну, рекреаційну, есте­тичну та архітектурно-планувальну фітомеліорації (див. рис. 2.1).

 

1.2. Поняття та предмет вивчення фітомеліорації

Фітомеліорація (грец. φυτόν – рослина та лат. melioratio – покращення) – порівняно новий науково-технічний напрям та означає розробку комплексних заходів із використання рослинних систем для покращення просторово-естетичних характеристик навколишнього середовища.

Фітомеліорація – дослідження, прогнозування, моделювання, проектування та створення рослинних систем з метою поліпшення геофізичних, геохімічних, біотичних, просторових і естетичних характерис­тик середовища життєдіяльності людини.

Вирубування лісів, розорювання лук, техногенні девастації – це негативні процеси, що руйнують фітоценотичний (рослинний) покрив. Водночас, ведуться значні, цілеспрямовані роботи із відновлення як ро­дючості ґрунту, так і створення високопродуктивних агро- та лісоценозів. Прогресивний розвиток ноосфери неможливий без науково-планового управління за принципом оптимізації.

Бяллович Ю.Л. поділяє біотичні засоби оптимізації навколишнього середовища на три групи:

- фітомеліоранти, тобто угруповання автотрофів – фотосинтезуючих продуцентів – вищих рослин і водоростей, в тому числі одноклітинних, лишайників;

- зоомеліоранти – угруповання деяких гетеротрофів – тварин, за винятком найпростіших;

- протомеліоранти – переважають гетеротрофи, головним чином редуценти, – більшість бактерій і актиноміцет, гриби та найпростіші.

Використання природної перетворювальної функції рослин­ності в оптимізації біосфери називаютьфітомеліорацією.

Важливість поняття природної перетворювальної функції фітоценотичного покриву для теорії фітомеліорації полягає в тому, що вона як в цілому, так і у всіх часткових проявах сформована в тривалому геологічному ході розвитку біосфери та еволюції рослин. Ці перетворення стають основою внутрішніх зв’язків біогеосфери як динамічно зрівноваженої системи. Порушення перетворювальної функції фітоценозу при­зводить до неузгодженості і дезорганізації екосистем. Тому, включаючи у фітомеліоративну систему природні фітоценози або створюючи їх штучним шляхом, слід добре знати закономірності біогеоценотичного розвитку і сприяти прогресу біосфери, не допускаючи її регресу.

Фітомеліорація завдяки корисному впливу фітоценозу на інші компоненти біоценозу – зооценоз і мікробіоценоз – є комплексним процесом оздоровлення ноосфери, а тому немає потреби виділяти зоо- і протомеліоранти, оскільки вони поза фітоценозом практично не володіють меліоративними властивостями.

Ноосферне управління фітомеліорацією в умовах конкретної екосистеми має свої межі (просторові та часові) і передбачає прогнозування, планування та впровадження фітомеліоративних заходів, націлених передусім на оптимізацію середовища життєдіяльності людини.

Реймерс М.Ф. дає таке визначення фітомеліорації: “…комплекс заходів, спрямованих на поліпшення природного середовища за допо­могою культивування або підтримки природних рослинних угруповань (створення лісосмуг, кулісних посадок, посів трав тощо)”. Він виділяє гуманітарну (оздоровлення фізичного і морально-духовного природного середовища людини), інтер’єрну (в приміщеннях), природоохоронну (збе­реження і поліпшення екосистем), біопродукційну (підвищення кількості і якості корисної людині продукції, ресурсозахист) та інженерну (об’єкто­захист) фітомеліорації. У кожному конкретному випадку ту чи іншу передбачену меліоративними заходами функцію виконує фітоценоз в особі конкретної асоціації чи групи асоціацій.

Отже, головним завданням ноосферного підходу до створення фітомеліорантів є науково обґрунтоване їх конструювання. Для цього слід брати до уваги, що в основу природно меліоративної дії фітоценозів покладено декілька характерних властивостей рослинних угруповань:

- заповнювати своєю біомасою весь можливий простір (властивість “живої речовини”, за Вернадським);

- змінювати силу і напрям геофізичних потоків;

- перетворювати геохімічне середовище та виділяти в ньому хімічні агенти (фітонциди, біоліни тощо);

- впливати на психоемоційний стан людей.

Ці особливості фітомеліорантів є предметом вивчення фітомеліо­рації як наукової дисципліни.

Виділяють три категорії фітомеліорантів (Бяллович, 1970):

– спеціальні – їх продукційне використання або підпорядковується певному режиму, або повністю виключається: парки, сади, сквери, захисні смуги, лісопарки, заповідники, заказники тощо;

– продукційні – фітомеліоративні функції виконуються без шкоди для головного – продукційного використання або ж на користь останнього (агроценози, фітоценози, фрутоценози, пратоценози);

– рудеральні – виконують фітомеліоративні функції спонтанно і мають охоронятися, як і інші фітомеліоранти, або ж замінюватись більш ефективними спеціальними або продукційними фітоценозами.

 

1.3. Завдання фітомеліорації

Завдання фітомеліорації полягає в створенні високоефективного рослинного покриву з цілеспрямованими функціями: продукційними, відновними, захисними, оздоровчими, естетичними, планувальними тощо (рис. 2.2).

 

 

Рис. 2.2 – Функції фітоценозів-меліорантів

 

Фітоценоз як рівноправна частина біоценозу виконує разом із зооценозами і мікробоценозами численні біохімічні функції. Можна ствер­джувати, що найактивнішу роль у виконанні цих функцій відіграють рослини. Об’єднані у фітоценози, вони акумулюють сонячну енергію, перетворюючи її в хімічну енергію органічних зв’язків. Рослинні організми беруть участь у продукційних, редукційних і середовищетвірних процесах. Водночас вони виконують соціальні функції – оздоровчу, рекреаційну та естетичну.

Сьогодні важливим є не лише покращання засобами фітомеліорації середовища існування біоценозів, їх біотопів, але й середовища існування людини. Осаджуючи пил і сажу, поглинаючи токсичні гази і приглушуючи шуми, зволожуючи і охолоджуючи в літню спеку повітря, збагачуючи атмосферне повітря киснем, легкими іонами та фітонцидами, рослинний покрив виконує ще соціальну середовищетвірну функцію. Фітомеліоративне перетворення середовища відбувається в межах двох важливих напрямів суспільного життя – рекреаційного та естетичного, які тісно переплетені між собою.

 

1.4. Витоки фітомеліорації як наукової дисципліни

Джерелом походження фітомеліорації слід вважати культур­фітоценологію, про яку було заявлено в 30-х роках XX ст. у статті харківського вченого Ю.П. Бялловича “Вступ до культур фітоценології” (всесоюзний журнал “Советская ботаника”, 1936, № 2, с. 21–36). Це була смілива на ті часи стаття, оскільки вона закликала досліджувати культур­фітоценози, які, як тоді вважали, не мають своєї історії та не могли бути об’єктом вивчення офіційної геоботаніки. У повоєнний період цю ідею підтримували А.Д. Фурсаєв і С.С. Хохлов (1947), А.Л. Вага (1951), В.М. Су­качов (1957), О.О. Ніценко (1969) та інші вчені.

В 60-х роках XX ст. Ю.П. Бяллович опублікував низку праць з теорії біогеоценотичних систем, у яких розкрив зміст фітомеліоративної дії рослинних угруповань. У 80-х роках XX ст. ці ідеї розвивав інший український вчений, О.О. Лаптєв, у своїй праці, присвяченій охороні й оптимізації довкілля методами ландшафтної архітектури і фітомеліорації (1985). У 1990 р., а потім у 2003 р. виходить у світ монографія “Фіто­меліорація” проф. В.П. Кучерявого.