Коржов В. Л., канд. техн. наук,
ст. наук. співроб.,член-кореспондент ЛАНУ,
перший заступник директора з наукової роботи, УкрНДІгірліс
Korzhov V. L., UkrRIMF
The article is dedicated to the peculiarities of the hydrological function of forests and current trends of its improvement. It provides information on the results of applied research and international projects and prepared practical recommendations for assessing the quality of watersheds in the Ukrainian Carpathians. The recommendations provide for the use of 12 watershed condition indicators, which are grouped according to four major process categories: aquatic physical, aquatic biological, terrestrial physical, and terrestrial biological. The state of the watershed is assessed by three classes – functioning properly, functioning at risk and impaired function.
Ліси є найвагомішим серед наземних екосистем регулятором стану довкілля. Лісові деревостани, які, зазвичай, притаманні гірським водозборам в Українських Карпатах, є основним стабілізуючим елементом, екологічним каркасом природного середовища, що мінімізує несприятливі природні процеси та явища в горах. Особливо необхідно відзначити водоохоронну та водорегулювальну роль лісів як основного чинника забезпечення повноцінного гідрологічного режиму всіх природних екосистем. Лісам притаманна надзвичайна здатність затримувати зливові опади, накопичувати дощову воду в ярусах дерев, у рослинному надґрунтовому покриві та самому ґрунті, уповільнювати стік води перетворенням поверхневого стоку в підземний, впливати на збалансованість стоку, якість і санітарний стан води, мутність водотоків, а також на процеси утворення, накопичення та руху снігового покриву. Це пов’язано з тим, що атмосферні опади затримуються кронами та стовбурами дерев. Волога поступово надходить під наметі вбирається невеликими обсягами в мох, лісову підстилку та ґрунт, які утримують її, поступово віддаючи в річкову систему. У процесі життєдіяльності лісових рослин волога витрачається на фізичне та фізіологічне випаровування та живлення. У розподілі зимових опадів роль лісу також велика. Спочаткув розподілі снігу по земній поверхні. Потім роль лісу в розподілі вологи продовжується навесні, коли сніг активно тане. Завдяки лісам відбувається безперервне наповнення річок водою, відфільтрованої шарами ґрунтута лісової підстилки. У сухі періоди джерелом води є ліси, що накопичили її в значних обсягах. Лісова рослинність шляхом фізичного випаровування та транспірації повертає в атмосферу значну кількість вологи, яка переноситься повітрям на сусідні території. Гідрокліматичні та водоохоронно-захисні властивості лісу створюють умови для забезпечення природного відновлення, зростаннята розвитку лісових біоценозів, регульованості стоку, а в цілому — для збереження й охорони водних ресурсів.
Резервуар питної води в лісових масивах Східної Словаччини
При цьому взаємодія між лісом, водоюта іншими компонентами навколишнього середовища є дуже нестійкою. Ліс є лише одним із факторів кругообігу води в ландшафті, тому його вплив на водний режим у різних умовах є різним. Загальновизнана наявність таких основних трьох груп факторів, які тією чи іншою мірою впливають на гідрологічний режим лісових територій і спричинюють виникнення паводкових ситуацій: природно-кліматичні, організаційні та технологічні.
До першої групи факторів належать: рельєф місцевості (стрімкість схилу, розчленованість рельєфу, довжина та форма водозборів тощо); метеорологічні умови (тривалістьта інтенсивність опадів, взаємодія горизонтальних опадів); гідрогеологічна будова водозбору (характер проникності порід, наявність водоносних горизонтів), а також характеристики деревостанів (порода, вік і клас бонітету, їх розподіл по площі водозбірних басейнів) і структура нелісових земель. Основними чинниками виникнення паводкових ситуаційу горах є зливові опади, розчленований рельєф місцевості з крутими схилами та невелика потужність ґрунтів. Ця група факторів обумовлена природою й історією розвитку регіону та є некерованою. При цьому лісові деревостани, особливо корінні, що характеризуються високою біологічною стійкістю, здатні суттєво впливати на зменшення ризиків виникнення паводкових ситуацій.
Організаційними факторами є: методи планування об’єктів лісогосподарської діяльності; застосовувані способи рубок, включаючи місце і терміни проведення різних видіврубок та облаштування лісової інфраструктури; форми організації виконання робіт, особливо лісосічних; кваліфікація та рівень оплати праці лісових робітників; порядок і зміст контролю за виконанням робіт. Суцільні рубки відчутно знижують водоохоронно-захисну роль лісових територій. Менший негативний вплив мають поступові та вибіркові рубки.
До технологічних факторів належать: застосовувані машини та технологічні процеси лісосічних робіт; рівень і якість виконання підготовчих робіт; раціональність технологічних схем первинного транспортування деревини (оптимальність розташування волоків і складів лісоматеріалів, середніх відстаней трелювання тощо); способи лісовідновлення; методи рекультивації лісових земель, зайнятих під волоками та складами.
Дві останні групи факторів обумовлені тільки людською діяльністю. На них впливають як об’єктивні, так і суб’єктивні чинники. Найбільші ризики пов’язані з лісозаготівельною діяльністю. Однак необхідно підкреслити, що між лісозаготівлею та гідрологічною роллю лісів протиріччя можуть бути згладжені шляхом застосування природозбережувальних технологічних процесів і систем машин. Малопошкоджений ґрунт на зрубах ще довго зберігає всі властивості лісових ґрунтів, з якими пов’язані основні гідрологічні процеси. Це підтверджується тим фактом, що навіть при суцільних рубках, у випадку забезпечення збереженості ґрунтів і підросту, відбувається порівняно швидке відновлення захисних функцій лісів.
Ураховуючи вищезгадані особливості, на європейському рівні здійснюються вагомі та далекоглядні дії, які стосуються процесів поліпшення водорегулювальної ролі лісів. Документи, прийняті на Конференції з питань охорони лісів в Європі на рівні міністрів, і Конвенція ЄЕК ООН з охорони та використання транскордонних водотоків і міжнародних озер відзначають необхідність створення, поліпшення та координації політики в галузі управління лісовими та водними ресурсами, особливо в контексті зміни клімату, а також посилення національних заходів з охорони та раціонального управління транскордонними та поверхневими водами. Також «Рамковою конвенцією про охорону та сталий розвиток Карпат» (2003), яка служить основою для внутрішнього національного та транскордонного співробітництва, платформою для розробки та реалізації спільних політик, стратегій, програм і проєктів зі сталого, екологічно збалансованого розвитку Карпатського регіону України, передбачено «Стале та інтегроване управління водними ресурсами та річковими басейнами» (стаття 6). Згідно з нею країни — учасниці договору, враховуючи гідрологічні, біологічні, екологічні й інші особливості басейнів гірських річок, повинні:
• вживати відповідних заходів для сприяння політиці, що поєднує стале використання водних ресурсів та планування землекористування, маючи на меті здійснення політики та планів, які ґрунтуються на інтегрованому підході до управління річковими басейнами, визнаючи важливість попередження, управління та контролю над забрудненнями і повенями, зменшення фрагментації водних середовищ існування;
• проводити політику, спрямовану на стале управління поверхневими та підземними водними ресурсами, забезпечуючи достатнє постачання поверхневих і підземних вод гарної якості, яке необхідне для сталого, збалансованого та раціонального водокористування, а також належне знезараження й обробку стічних вод;
• проводити політику, спрямовану на збереження природних водотоків, джерел, озер і ресурсів підземних вод, а також на збереження й охорону водно-болотних угідь і водно-болотних екосистем, охорону від негативних природних та антропогенних явищ, таких як повені та аварійне забруднення водних ресурсів;
• продовжувати розробляти узгоджену або спільну систему заходів, дій і раннього попередження щодо транскордонних впливів на водний режим повеней і аварійного забруднення водних ресурсів, а також співпрацювати для запобігання та зменшення пошкоджень і надання допомоги в роботах з відновлення.
Основним документом у галузі водної політики ЄС є «Водна рамкова директива», яка стосується всіх поверхневих, підземних, перехідних і прибережних вод у межах кожного річкового басейну (який не обмежується адміністративними чи державними кордонами). Головним завданням політики Європейського Союзу щодо водних ресурсів є забезпечення людей і довкілля достатньою кількістю якісної води. Це пов’язано з тим, що, незважаючи на дії країн — членів ЄС щодо покращення стану водних ресурсів, менше половини поверхневих вод перебувають у доброму екологічному стані та сприятливих умовах. Тому управління кожним річковим басейном повинно здійснюватися відповідно до розроблюваних планів управління цими басейнами, що мають включати в себе як аналіз стану басейну, так і чітку програму заходів для досягнення належного стану водних об’єктів, які розміщені на його території.
В Україні останніми роками прийнято ряд законів і нормативних документів, які регламентують застосування інтегрованих підходів в управлінні водними ресурсами за басейновим принципом, а також процеси проведення державного моніторингу вод і розроблення планів управління річковими басейнами. Застосуванням цих документів розпочалося впровадження положень «Водної рамкової директиви» в практику управління водними ресурсами в Україні. Також у питанні вирішення проблеми ефективної взаємодії лісового та водного господарства спостерігається тенденція переходу від налагодження зв’язків у сферах лісогосподарського виробництва, управління водними ресурсами, охорони ландшафтів і екосистем до здійснення практичних кроків з поліпшення стану лісових водозборів, що приносить користь як лісам, так і водним ресурсам.
Важливу роль у цьому процесі відіграє УкрНДІгірліс, який забезпечує науковий супровід лісогосподарської діяльностів Карпатському регіоні та веде ефективну міжнародну діяльність. Прикладні наукові дослідження здійснюються за такими напрямками: гірське лісівництво та лісокористування, відтворення й охорона цінних природних комплексів, поліпшення способів рубок у лісах різного цільового призначення, збереження водоохоронно-захисних властивостей гірських лісів; удосконалення методів і технології створення постійної лісонасіневої бази на генетико-селекційній основі; удосконалення технологій та агротехніки вирощування садивного матеріалу, природного та штучного лісовідновлення та лісорозведення; наукові основи та методичні принципи екологічного моніторингу лісів Карпатського регіону, рекреаційне лісокористування в Карпатах; боротьба зі шкідниками та хворобами лісу, оцінка впливу застосовуваних технологій і систем машин на лісове середовище, оптимізація транспортного освоєння лісового фонду.
При цьому дослідження, орієнтованіна вирішення проблеми підвищення гідрологічної ролі лісових територій, становлять вагому частку наукових тем інституту. Найбільш важливим аспектом є застосуванняна водозборах тільки таких лісогосподарських заходів у насадженнях, які сприяють збереженню і поліпшенню їх вертикальної та горизонтальної структур, підтриманню та посиленню гідрологічної функції цих насаджень і лісових ґрунтів. Це сприятиме збільшенню запасів підземних вод, збереженню водотоків і наявних водойм від забруднення та замулювання, покращенню процесів регулювання поверхневого та ґрунтового стоків води, поліпшенню насичення вологою прилеглих і нижче розташованих територій, а також підвищенню вологості повітря. Лісогосподарська діяльність має забезпечувати: вирощування стійких різновікових корінних (наближених до корінних) деревостанів і високу лісистість на водозборі; поступовий перехід від застосування суцільних рубок великими площами до поступових і вибіркових способів рубок; створення належної транспортної інфраструктури як основи для застосування принципів наближеного до природи лісівництва; рекультивацію невикористовуваних трелювальних волоків; облаштування простих інженерних споруд для розосередження потоків води, зменшення їхшвидкості й усунення причин виникнення ерозійних процесів; будівництво в лісовому фонді малих гідротехнічних споруд.
Результати досліджень у вигляді практичних рекомендацій проходять дослідно-виробничу апробацію та процедури узгоджень і затвердження на галузевому рівні. З метою ефективного впровадження результатів наукових досліджень періодично видаються Збірники рекомендацій УкрНДІгірліс,які в обов’язковому порядку передаються галузевим підприємствам і організаціям, навчальним закладам та іншим зацікавленим організаціям. Усі рекомендації включаються в план впровадження наукових розробок Держлісагентства, виконання якого здійснюється підприємствами й організаціями лісової галузі за сприяння науковців інституту та контролюється Держлісагентством. До рекомендацій інституту, які певною мірою враховують вищезгадані європейські тенденції, належать: «Рекомендації з ведення лісовогогосподарства за ландшафтно-водозбірним і лісотипологічним принципами з урахуванням функціонального призначення в лісах регіону» (керівник — д‑р с.-г. наук, ст. наук.співроб. Шпарик Ю. С., 2018 р.), «Рекомендаціїіз екологічно орієнтованого лісокористування з урахуванням різних способів рубок при переході на ландшафтно-водозбірний принцип в гірських умовах Карпат» (керівник — д‑р біол. наук, проф. Парпан В. І., 2020 р.)і «Рекомендації по застосуванню природозберігаючих технологій первинного транспортування деревини із урахуванням мережі лісових доріг при переході на ландшафтно-водозбірний принцип в гірських умовах Карпат» (керівник — канд. техн. наук, ст. наук. співроб. Коржов В. Л., 2020 р.). Зі змістомвищезгаданих документів можна ознайомитися на сайті УкрНДІгірліс.
Міжнародна діяльність УкрНДІгірліс також спрямована на вирішення проблеми посилення гідрологічної ролі лісів. Прикладом може служити міжнародний проєкт «HYDROFOR: системи оптимального ведення лісового господарства, спрямовані на посилення гідрологічної ролі лісів у попередженні паводків у басейні річки Бодрог», який здійснювався у 2013–2015 рр. у рамках програми Транскордонного співробітництва Угорщина — Словаччина — Румунія — Україна. Виконавці проєкту: ГО «ФОРЗА», Лісовий науково‑дослідний інститут Національного лісового центру Словаччини й УкрНДІгірліс.
Завдання проєкту — проведення гармонізованого транскордонного дослідження взаємозв’язку ведення лісового господарства та способів утримання ландшафтів із гідрологічними функціями лісів.
Обговорення шляхів підвищення гідрологічної ролі лісів
При його реалізації:
• проведено аналіз потенціалу ландшафтів у виникненні повеней;
• розроблено методологію оцінки факторів, які сприяють виникненню паводків;
• виконано оцінку впливу лісів на водний режим території, у тому числі моделювання впливу лісів на гідрологію водозборів;
• розроблено комплексні рекомендації щодо покращення методів та практики ведення лісового господарства з метою посилення спроможності лісів регулювати паводки;
• забезпечено демонстрацію взаємозв’язку між практиками ведення лісового господарства, параметрами ландшафту та ризиками паводків у польових умовах;
• налагоджено процес створення та підтримки обміну інформацією та діалогу лісівників з місцевими громадами та зацікавленими сторонами;
• здійснено заходи з підвищення обізнаності та досягнення розуміння громадськістю важливого зв’язку методів і практик ведення лісового господарства зі спроможністю лісів регулювати паводки.
З метою забезпечення тривалого демонстрування принципів і методів підвищення гідрологічної ролі лісових територій та інформування різних категорій працівників лісового та водного господарства, органів державної влади та представників місцевих громад про практичні результати проєкту в державних підприємствах «Перечинське лісове господарство» і «Свалявське лісове господарство» Закарпатського ОУЛМГ створено два демонстраційні водозбори, де здійснено ряд комплексних заходів, спрямованих на посилення гідрологічної ролі лісових територій. Крім того, підготовлено відповідні багатопланові рекомендації, призначені для різних інституцій, які впливають на господарювання в лісі, а також видано монографію та практичне керівництво, які присвячені ідеям, цілям і завданням проєкту.
Наступним кроком стала участь працівників інституту у двох послідовно виконуваних міжнародних проєктах: «Кваліфіковані лісівники — кращі ліси» (2016–2018 рр.) і «Класифікація стану водозбору — передача досвіду Лісової служби США Україні» (2019– 2021 рр.). Виконання цих проєктів проходило за ініціативи та під керівництвом ГО «ФОРЗА» за фінансової підтримки Лісової служби Департаменту сільського господарства США, де створено та запроваджено обов’язкову для застосування систему нормативів, в яку входять два документи — «Класифікація стану водозборів. Технічні настанови» (FS‑978) і «Система оцінки та відстеження стану водозборів» (FS‑977), що вступили в дію у 2011 р. Протягом останнього десятиліття в США оцінка стану водозборів проводиться з використанням 12 індикаторів, поділених на чотири основні групи. З них п’ять стосуються водного середовища, а сім характеризують наземні процеси. Стан водозбору оцінюється за трьома класами: належне функціонування, функціонування під загрозою та порушене функціонування.
Інформація, отримана в результаті оцінки, використовується Лісовою службою лісів США для прийняття рішень з планування подальших заходів лісогосподарської діяльності. Необхідно відмітити, що такі заходи, зазвичай, є практичними, фінансово реалістичними й економічно обґрунтованимита забезпечують певною мірою ефективне функціонування всіх водозборів, розташованих на землях Національної системи лісів США. Отриманий досвід показує, що площі оцінюваних лісових водозборів у цій країні перебувають в межах 4–16 тис. га.
У рамках вищезгаданих проєктів здійснено ряд різнопланових заходів, до участів яких залучалися практичні лісівники, спеціалісти та керівні працівники підприємстві організацій лісового та водного господарства регіону Українських Карпат, а також екологи та вчені широкого кола наукових і навчальних закладів. Необхідно відзначитиі присутність на таких заходах висококваліфікованих експертів зі США, у тому числіодного із розробників згаданих нормативних документів — доктора Теодора Гаєра та повноважного представника Лісової служби США Шіли Слемп.
Регіональний лісовий гідролог Т. Гаєр
Повноважний представник міжнародного департаменту Лісової служби США Ш. Слемп
Спочатку ці заходи стосувалися покращення розуміння ролі лісу в забезпеченні кількості й якості води та реальних можливостей впливу управління лісами та лісовими територіями щодо запобігання негативним наслідкам природних явищ, що виникають у водозборах. Вивчалися особливості застосовуваної в США системи оцінки якості водозборів, а також у процесі польових і камеральних робіт, проведених на модельному, переважно залісненому, гірському водозборі площею 17 тис. га (Закарпатська область) опрацьовувалися методи пошуку та збору інформації для встановлення значень усіх 12 індикаторів, згідно з якими оцінюється стан водозбору.
Важливе значення приділялось питанню доцільності, можливостей і умов застосування досвіду США в управлінській практиці лісо- та землекористувачів в Україні. Особлива увага була звернута на визначення реальних шляхів застосування розглядуваного підходу в практиці ведення лісового господарства в Українських Карпатах.
Такі дії дозволили підтвердити доцільність використання в Україні досвіду Лісової служби США з оцінки якості водозборів за умови обов’язкового врахування таких аспектів: природно-виробничих умов лісогосподарської діяльності в різних зонах регіону; реального стану лісових водозборів; відсутності національних нормативних документів, а також спеціально підготовлених різнопрофільних фахівців; менталітету лісових працівників і населення та, що особливо важливо, фінансових можливостей лісових підприємств.
Встановлення водних біологічних показників на модельному водозборі
Логічним результатом проведення вищезгаданої діяльності стала підготовка проєкту «Рекомендацій з класифікації стану водозборів для Українських Карпат». Цей документ створено групою українських експертів під керівництвом менеджерів ГО«ФОРЗА» Ю. Дербаля і Н. Волошин. У склад групи входили висококваліфіковані різнопрофільні фахівці, які опрацьовували пропозиції стосовно особливостей застосуваннятих чи інших індикаторів: О. Фенцик (заступник начальника Державної екологічної інспекції в Закарпатській області), О. Ярошевич (канд. геогр. наук, наук. співроб. НАН України), О. Лєтицька, (канд. біол. наук, ст.наук. співроб. Інституту гідробіології НАН України), Р. Кіш (канд. біол. наук, доцент Ужгородського національного університету), В. Коржов (канд. техн. наук, ст. наук. співроб., перший заступник директора з наукової роботи УкрНДІгірліс), Т. Ямелинець, д‑р геогр.наук, доцент Львівського національного університету), В. Савчин (головний технолог Львівської державної лісовпорядної експедиції ВО «Укрдержліспроект»). Цей документ презентовано на засіданні круглогостолу, де здійснено розгляд його основних положень за участі широкого кола представників організацій і установ.
Прийняті підходи до запровадження оцінки якості лісових водозборів викликали зацікавленість в учасників. Наразі зміст Рекомендацій виставлено на сайті ГО «ФОРЗА»для ознайомлення й отримання конкретних пропозицій і зауважень.
Вручення міжнародних сертифікатів українським експертам
З метою забезпечення практичного застосування Рекомендацій потрібно здійснити такі кроки:
У сфері лісогосподарської діяльностів регіоні Українських Карпат ведуться різнопланові організаційно-технічні роботи, спрямовані на посилення гідрологічної ролі лісових територій і забезпечення належноїякості лісових водозборів. Такі роботи основані на використанні досвіду передових країн світу та враховують сучасні європейські тенденції з управління водними ресурсами й охорони ландшафтів і екосистем. Їх широке застосування вимагає розуміння на різних рівнях управління та фінансової підтримки держави.
Рекомендації на сайті ГО «ФОРЗА» для ознайомлення й отримання конкретних пропозицій і зауважень
