See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/326994571

Mineralogical features of the clastic dykes of the Eastern Carpathians Skybova zone

Article in Journal of Geology Geography and Geoecology · July 2018 DOI: 10.15421/111824

CITATIONS READS 0 168

4 authors, including:

Anna Murovskaya Institute of Geophysics, Ukraine, kiev

65 PUBLICATIONS 235 CITATIONS

SEE PROFILE

Some of the authors of this publication are also working on these related projects:

Moment tensor inversion of waveforms View project

Mychak S.V. View project

All content following this page was uploaded by Anna Murovskaya on 12 January 2019.

The user has requested enhancement of the downloaded file.

Журнал з геології, географії та геоекології Journal of Geology, Geography and Geoecology ______

Головна мета журналу "Геологія, географія та геоекологія" полягає у публі- The main aim of the Journal of Geology, Geography and Geoecology is to publish кації високоякісних дослідницьких робіт та забезпечення відкритого доступу high quality research works and provide Open Access to the articles using this до статей, що використовують цю платформу. Збірка наукових праць містить platform. Collection of scientific works publishes refereed original research arti- результати наукових досліджень в галузі геологічних, географічних та геое- cles and reviews on various aspects in the field of geological, geographical and кологічних наук. Матеріали журналу призначені для викладачів, наукових geoecological sciences. Journal materials designed for teachers, researchers and співробітників, аспірантів і студентів, які спеціалізуються у відповідних або students specializing in the relevant or related fields of science. Journal included суміжних галузях науки. Збірник включено до переліку фахових видань, в in the list of professional publications, you can publish the main results of disser- яких можна публікувати основні результати дисертаційних робіт на здобуття tations for the degree of doctor and candidate of geological sciences. The scope of наукового ступеня доктора і кандидата геологічних наук. До публікації прий- distribution: international scientific journal. All published articles will be assigned маються статті, які написані англійською мовою згідно з правилами для ав- DOI provided by Cross Ref. торів та отримали позитивні рекомендації рецензентів. Сфера розповсюд- ження: міжнародний науковий журнал. Всім опублікованим статтям будуть призначені DOI, надані Cross Ref.

РЕДАКЦІЙНА КОЛЕГІЯ EDITORIAL BOARD

Голова редакційної колегії: Editor-in-Chief: Канд. геол.- мінер. наук, доцент, Манюк Володимир Васильович, директор Associate professor, Ph.D., Manyuk Volodymyr, Director of the Scientific НДІ геології Дніпровського національного університету ім. Олеся Гончара, Research Institute of Geology, Oles Gonchar Dnipro National University, Dnipro, Дніпро, Україна. E-mail: [email protected]; тел. +38 067 947 45 04. Ukraine; E-mail: [email protected]

Заступники голови редакційної колегії: Deputy Editors: Проф., докт. геол., Анджей Томаш Солецки, Інститут геологічних наук Professor , Dr. hab., Andrzej Tomasz Solecki, Scientific Head of the team of Вроцлавського університету, маркетинг і перспективи для Польського WS Atkins-Polska Sp. z o.o. experts preparing the report on uranium metallogeny, міністерства навколишнього середовища (WS Atkins-Polska Sp. z o.o.), нау- Institute of Geological Sciences University of Wrocław, Wrocław University, ковий керівник групи експертів з підготовки звітів з уранової металогенії, market and prospects in Poland for the Polish Ministry of the Environment, Вроцлав, Польща; e-mail: [email protected]; тел. +48 600 96 63 Wrocław, Poland; e-mail: [email protected]; тел. +48 600 96 63 61. 61. Professor Şaşmaz Ahmet, Dr. Sc. in environmental geochemistry and mining Проф., докт. наук, Шешмаз Ахмет, завідуючій кафедрою геології, д-р геохі- deposits, Head of Geology Department, Firat University, Elazığ, Turke 89 41y; e- мії довкілля та гірничої розробки, Інститут Фірат Елязіг, Турція; e-mail: mail: [email protected], тел. +90 424-2370000. [email protected], тел. +90 424-2370000. Professor, Dr. Sc., Sherstyuk Natalya Petrivna, Oles Gonchar Dniprovsk Проф., докт. геогр. наук, Шерстюк Наталья Петрівна, декан геолого-гео- National University, Dean of the Faculty of Geology and Geography, Ukraine; e- графічного факультету, Дніпровський національний університет ім. Олеся mail: [email protected]; тел. +38-096-124-15-35. Гончара, Україна; e-mail: [email protected]; тел. +38-096-124-15-35. Executive Editor: Віддповідальний секретар редакційної колегії: Associate professor, Ph.D., Manyuk Volodymyr, Director of the Scientific Канд. геол.- мінер. наук, доцент, Манюк Володимир Васильович, директор Research Institute of Geology, Oles Gonchar Dniprovsk National University, НДІ геології Дніпровського національного університету ім. Олеся Гончара, Dnipro, Ukraine; E-mail: [email protected]; тел. +38 067 947 45 04. Україна. E-mail: [email protected]; тел. +38 067 947 45 04.

Члени редакційної колегії: Members of the editorial board: Проф., доктор природничих наук (габілітований), Харальд Г. Ділл, почесний Professor (mult.), Dr. hab., Harald G. Dill, Dr. h.c in economic geology доктор університету Александру Іоанна Куза у м. Ясси (Румунія) та Май- (additional focal disciplines: applied sedimentology/ geomorphology, technical ницького університету ім. Іоганна Гутенберга (Німеччина), запрошений mineralogy), Gottfried-Wilhelm-Leibniz University, Mineralogical Department, проф. Південного національного університету м. Байя Бланка в Аргентині Hannover, Germany; e-mail: [email protected]; тел. +49-(0) 511 643 2361. Університет Вільгельма Лейбниця, Інститут мінералогії, Ганновер, Німеч- Professor in Biostratigraphy-Micropaleontology, Dr.Sc., Karoui – Yaakoub чина; e-mail: [email protected]; тел. +49-(0) 511 643 2361. Narjess, Carthage University, Faculty of Science of Bizerte (Departament of Earth Проф., доктор наук, Каруи - Яакуб Наржес, проф. біостратиграфії та мікро- Science), Jarzoura, Bizerte, Tunisia; e-mail: [email protected]. палеонтології, Карфагенський університет, Факультет наук у Бізерті (кафе- Research Fellow William A.P. Wimbledon, Dept of Earth Sciences, University дра Наук про Землю), Ярзоура, Бізерта, Туніс; e-mail: of Bristol; Member Geological Society of London's Conservation Committee, [email protected]. Member of Berriasian (Jurassic-Cretaceous) Working Group (International Sub- Наук. співробітник, Уільям А.П. Уімблдон, факультет наук про Землю, Бри- commission on Cretaceous Stratigraphy); e-mail: [email protected]. стольський університет, член геологічного товариства Лондона, член беріа- Prof., Dr.Sc., José Bernardo Rodrigues Brilha, University of Minho, Department ської (юрсько-крейдової) робочої групи (Міжнародна комісія з крейдової of Earth Science, Braga, Portugal; e-mail: [email protected]; тел. +351-25- стратиграфії); e-mail: [email protected]. 3604306. Проф., доктор геол. наук, Хосе Бернардо Родригес Брилха, університет Мі- Prof., Dr. Sc.,Mokritskaya Tatiana, Head of Department of Geology and нхо, факультет наук про Землю, Брага, Португалія; e-mail: Hydrogeology, Oles Gonchar Dniprovsk National University, Ukraine; e-mail: [email protected]; тел. +351-25-3604306. [email protected]; тел. 098 257 70 19. Проф., докт. геол. наук,, Мокрицька Тетяна Петрівна, зав. кафедрою геології Prof., Dr. Sc., Reynard Emmanuel, Prof. of physical geography at the University та гідрогеології, Дніпровський національний університет ім. Олеся Гончара, of Lausanne, Faculty of geosciences, Lausanne, Switzerland; E-mail: emman- Україна; e-mail: [email protected]; тел. +38 098 257 70 19. [email protected] Проф., докт. наук, Рейнард Еммануїл, професор фізичної географії в Лозанн- Associate Prof. Afroz Ahmad Shan, Assoc. Prof. of Structural Geology with the ському університеті, факультет геотехнічних наук, Лозанна, Швейцарія; e- Faculty of Science, Department of Petroleum Geology Universiti of Brunei Darus- mail: [email protected] salam,., Brunei; Email: [email protected] Ассоц. проф. Афроз Ахмад Шань, асоц. проф. структурної геології, факуль- Prof., Dr. Sc., Gerasimenko Natalia, Department of Earth Sciences and Geo- тет наук, кафедра нафтової геології Університету Брунею-Даруссаламу, Бру- morphology Taras Schevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine; E- ней; E-mail: [email protected] mail: [email protected] Проф., докт. геогр. наук, Герасименко Наталія Петрівна, Київський націона- Associate professor, PhD Anatoliy Melnychuk, Assoc. Prof. of Department льний університет імені Тараса Шевченка, географічний факультет, проф., of Economic and Social Geography Taras Shevchenko Kyiv National University, доктор географ. наук, Київ, Україна; E-mail: [email protected] Kyiv, Ukraine; E-mail: [email protected] Канд. географ. наук, доцент, Мельничук Анатолій Леонідович, Київський на- Prof., Dr. Sc., Baranov Volodymyr, Head of Lab. Invest. Structural changes in ціональний університет імені Тараса Шевченка, доцент кафедри економічної rock, Senior Researcher Institute of Geotechnical Mechanics of NAS of Ukraine, та соціальної географії, канд. географ наук, Київ, Україна; E-mail: me- Department of Geology and exploration of mineral deposits SHEI "National [email protected] Mining University," Ukraine; e-mail: [email protected]; тел.: +38 097 506 Проф., докт. геол. наук, Баранов Володимир Андрійович, зав. лаб. дослідж. 43 73. структурних змін гірських порід, старш. наук. співроб., Інститут геотехнічної Prof., Dr. Sc. Berezovsky Anatolii, Dean of Mining - Processing Faculty, Krivyi механіки НАН України, каф. геології і розвідки родовищ корисних копалин Rig Technical University, Ukraine; e-mail: [email protected]; тел. +38 098236 84 ДВНЗ «Національний гірничий університет України», Україна; e-mail: 27. [email protected]; тел.: +38 097 506 43 73. Prof., Dr. Sc., Kroik Anna Arkadyevna, Dniprovsk National UniversityOles Проф., докт. геол. наук, Березовський Анатолій Анатолійович, Криворізький Gonchar, Ukraine; e-mail: [email protected]; тел.: +38 095 149 65 50. техн. університет, декан гірничо-збагачувального факультету, Україна; e- Prof., Dr. Sc., Prikhodchenko Vasiliy Fedorovich, Dean of the Faculty of mail: [email protected]; тел. +38 098236 84 27. exploration, Head. Department of Geology and mineral exploration National Проф., докт. геол. наук, Кроїк Ганна Аркадіївна, Дніпровський національний Mining University of Ukraine; e-mail: [email protected]; тел. +38 0562 473352. університет ім. Олеся Гончара, Україна; e-mail: [email protected]; Prof., Dr. Sc., Lurie Anatolii, V.N. Karazin Kharkiv National University, Ukraine; тел.: +38 095 149 65 50. e-mail: [email protected]; тел. +38 067 579 89 41. Проф., докт. геол. наук, Приходченко Василь Федорович, декан геологоро- Prof., Dr. Sc., Zelenska Lyubov Ivanivna, Oles Gonchar Dnipro National звідувального факультету, зав. каф. геології і розвідки родовищ корисних ко- University, Head of Department of geography, Dnipro, Ukraine; e-mail: палин, ДВНЗ «Національний гірничий університет України», Україна; e-mail: [email protected] [email protected]; тел. +38 0562 473352. Prof., Dr. Sc., Shevchyuk Viktor Vasylievych, Taras Shevchenko National Проф., докт. геол. наук, Лур’є Анатолій Іонович, Харківський національний University of Kyiv, Ukraine; e-mail: [email protected]; тел. +38 050 656 33 20. університет ім. В.Н. Каразіна, Україна; e-mail: [email protected]; тел. Prof., Dr. Sc., Baranov Petro M., Oles Honcha Dnipro National University, +38 067 579 89 41. Dnipro, Ukraine; e-mail: [email protected]; тел. +38 097 291 68 13. Проф., докт. пед. наук., Любов Іванівна Зеленська, зав. каф. фіз. та екон. ге- ографії; Дніпровський національний університет ім. Олеся Гончара, Україна; e-mail: [email protected]; тел: +38 067 560 67 02. Проф., докт. геол. наук, Шевчук Віктор Васильович, Київський національ- ний університет ім. Т.Г. Шевченка, Україна; e-mail: [email protected]; тел. +38 050 656 33 20. Проф., докт. геол. наук, Баранов Петро Миколайович, Дніпровський націо- нальний університет ім. Олеся Гончара, Україна; e-mail: [email protected]; тел. +38 097 291 68 13.

Літературні редактори: П.В. Бредбіер, В.Д. Маловик, М.O. Тихомиров. Ди- Literary editors: P.W. Bradbeer, V.D. Malovyk, M.O. Tikhomyrov. Cover зайн обкладинки: Вад. В. Манюк. Макет тексту: Н.І. Деревягіна, Волод.В. design: Vadym V. Manyuk. Text Layout: N.І. Derevyagina, Volodymyr V. Манюк. Manyuk.

Інформація про публікацію: Журнал з геології, географії та геоекології. Information about publication: Journal of Geology, Geography and Geoecology. (ISSN 2617-2909 (print), ISSN 2617-2119 (online). Вичерпну інформацію (ISSN 2617-2909 (print), ISSN 2617-2119 (online). Complete information on the щодо вимог до розміщення авторських статей у збірнику можна дізнатися requirements for the publication of copyright articles in the collection can be found на сайті журналу www.geology-dnu.dp.ua або звернувшись до відповідаль- on the website of the journal www.geology-dnu.dp.ua or by addressing the ного секретаря редакційної колегії Володимира Манюка за адресою vgeo- responsible secretary of the editorial board of Volodymyr Maniuk at [email protected]. [email protected]. Approved by the Decision of the Scientific Council of the Oles Gonchar Dnipro Ухвалено Рішенням Вченої Ради Дніпровського національного університету National University, 72 Gagarin ave., Dnipro, 49010, Ukraine. ім. Олеся Гончара, пр. Гагаріна, 72, Дніпро, 49010, Україна. ______©Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара 2018 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 3-11 doi: 10.15421/111824 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology, 27(1), 3-11 ______Mineralogical features of the clastic dykes of the Eastern Carpathians Skybova zone

V. I. Аlokhin1, S. V. Tikhlivets 2, A. V. Murovska3, A. V. Puhach1

1 Donetsk National Technical University, Pokrovsk, Ukraine e-mail: [email protected] 2 Kryvyi Rih National University, Kryvyi Rih, Ukraine e-mail: [email protected] 3 The Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, e-mail: [email protected]

Summary. We determined several areas with outcrops of clastic dikes which occur in Received 03.03.2018; the rocks of the Menilite suite of the Upper Paleogene period in the so-called Skybova Received in revised form 11.04.2018; zone [Ukr. Ски́ бова зо́на – the largest tectonic zone within the Carpathian folded struc- Accepted 16.06.2018 ture. The word “skyba” derived from Polish, and is used in relation to nappe – Transla- tor`s Note ] of the Eastern Carpathians. The objective of this article is to reveal the peculiarities of bedding, mineralogical composition and structural-texture peculiarities of the clastic dikes of the Sukyl, Stryi and Skhidnytsia river basins. During our research, we used the method of field structural-geological surveys, traditional method of labora- tory analysis of mineralogical-petrographic composition of rocks in thin sections. As a result, we studied the conditions of bedding of clastic dikes, mineral composition and structural-texture peculiarities. We determined that the dikes are represented by aleuro-sandstone and aleurolite with quartz-carbonate cement. Aleurolite most often represents pre-selvage parts of dikes. Mineral grains are mostly formed by quartz of different degrees of roundness. In the selvages of the studied dikes, we observed a decrease in the sizes of mineral grains, enrichment of these parts of dikes by organic compound, increase in the content of carbonate minerals in the rock cement and numerous microdeformations of mineral grains. Also we determined an insignificant content of ore minerals in some studied plots. Additional analysis conducted for a polished sample which characterizes the vertical section of dike in the area of the river Sukyl allowed us to determine the structural signs in its selvages, indicating injection character of dikes` upward introduction to the bearing rocks. We studied the microdeformation of dikes` mineral grains, which are represented by veinles, microfaults and microshifts with clear mixing of their fragments. The obtained results indicate the formation of clastic dikes of the Skybova zone of the Eastern Carpa- thians in conditions of compression, when relatively flexible material of selvages of the dikes, represented by carbonates and organic compound, contributed to the introduction of the latter to the layer of flysch through the system of tectonic faults of north-west stretch.

Key words: Eastern Carpathians, Skybova zone, argillites, aleurolites, aleuro-sandstones, clastic dikes, mineral composition of the clastic dikes, microdeformations.

Мінералогічні особливості кластичних дайок Скибової зони Східних Карпат

В. І. Альохін 1, С. В. Тихливець2, А. В. Муровська3, А. В. Пугач1

1 ДВНЗ «Донецький національний технічний університет», Покровськ, Україна, e-mail: [email protected] 2 ДВНЗ «Криворізький національний університет», Кривий Ріг, Україна, e-mail: [email protected] 3 Інститут геофізики НАН України, Київ, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Встановлено кілька ділянок із виходами кластичних дайок, які трапляються в породах менілітової світи верхнього палеогену в Скибовій зоні Східних Картпат. Мета дослідження – висвітлення особливостей залягання, мінералогічного складу і структурно-текстурних особливостей кластичних дайок басейнів рік Сукіль, Стрий і Східниця. Застосовано методику поль- ових структурно-геологічних досліджень, традиційну методику лабораторних досліджень мінералого-петрографічного складу порід у шліфах. У результаті вивчено умови залягання кластичних дайок, досліджено мінеральний склад і структурно- текстурні особливості. Встановлено, що дайки представлені алевропісщаниками й алевролітами із кварц-карбонатним цемен- том.

3 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______

Алевролітом частіше представлені призальбандові частини дайок. Мінеральні зерна складені в основному кварцом різного ступеня обкатаності. В зальбандах вивчених дайок відмічено зменшення розмірів мінеральних зерен, збагачення цих ділянок дайок органічною речовиною, збільшення вмісту карбонатних мінералів у цементі породи і численні мікродеофор- мації зерен мінералів. Також установлено незначний вміст рудних мінералів у деяких вивчених ділянках. Додаткове вивчення полірованого зразка, який характеризує вертикальний перетин дайки району р. Сукіль, дозволило в її зальбандах установити структурні ознаки ін’єкційного характеру проникнення дайки у вмісні породи в напрямку знизу вгору. Вивчено мікродеформації зерен мінералів дайок, які представлені прожилками, мікротріщинами і мікрозсувами з ви- димим зміщенням їх фрагментів. Отримані результати вказують на формування кластичних дайок Скибової зони Східних Карпат в умовах стиску, коли відносно пластичний матеріал зальбандів дайок, представлений карбонатами з органічною речовиною, сприяє проникненню останніх у товщу флішу по системі тектонічних тріщин північно-західного простягання.

Ключові слова: Східні Карпати, Скибова зона, аргіліти, алевроліти, алевропіщаники, кластичні дайки, мінеральний склад кластичних дайок, мікродеформації

Introduction. Relevance of the problem and provide no detailed analysis of the mineral composi- presentation of the task. Dikes are a broadly dis- tion and structural-textural peculiarities of the clastic tributed form of rock bedding. They are stretched dikes in this region, conditions of their bedding, bodies limited by more or less regular surfaces characteristics of their morphology and their change which cross-cut the bearing rocks vertically or at a in space, or the distinctive signs of their formation steep angle. There are magmatic and clastic dikes. mechanisms. The difference between them lies in their constituent A more detailed characteristic of clastic dikes material: clastic dikes are filled with allothigenic with description of the formation mechanism, the di- material. The condition of bedding, mechanisms of rection of movement of the dikes` material and usage their formation, peculiarities of morphology and of clastic dikes for determining the overturned bed- composition are substantially described in foreign ding of the rocks on the example of the neighboring literature in English (Aspler, Donaldson, 1985; Eyal region is provided by the Polish researchers , 1988., Kenkmann, 2003). Barmuta. Et al (Barmuta, Barmuta, Golonka, 2014). The relevance of the problem of studying the The first detailed description of the dikes` clastic dikes in Ukraine, particularly in the Ukrainian composition, conditions of their bedding, mecha- Carpathians, lies in the insufficient study of their nisms of their formation and their signs was made by bedding conditions, mineralogical-petrographic the abovementioned authors for clastic dikes of the composition, mechanisms and conditions of their area in the Bubnyshche (the valley of the Sukyl) formation. The peculiarities of the deformations of (Аlokhin, 2015, Аlokhin, Tikhlivets, 2016). dikes has also remained unstudied. The objective of this paper is to enlarge the Currently, clastic dikes in Ukraine are practi- territorial area of the study of clastic dikes by per- cally unstudied, whereas in many foreign journals, forming the following tasks: 1) detailed survey of the this topic is widely discussed . The studies by our bedding conditions of the dikes in the area of the foreign colleagues in detail describe mineralogical- Sukyl river, the basin of the Stryi and Skhidnytsia petrographic peculiarities of dikes, their structure, rivers; 2) study the peculiarities of the structure, conditions of bedding and relationship with deep ho- texture, mineral and petrographic composition rizons, mechanisms of formation of clastic dikes of the dikes in these regions using the standard (Aspler., Donaldson, 1985., Eya, 1988., Kenkmann, and microscopic methods; 3) to conduct a com- 2003). parative characteristic of the dikes in different The outcrops of clastic dikes at the head of the river Sukyl (Skybova zone of the Eastern Carpathi- areas of the Eastern Carpathians; 4) characterize ans) were mentioned in the works by U. Vykhot` and the formation mechanism of the clastic dikes. I. Bubnjak (Vykhot’, Bubnjak, 2011). In the Eastern Methodology and methods. During the study, we Carpathians, I. Bubnjak et al. determined several ar- used the methods of field structural-geological sur- eas with outcrops of clastic dikes – in the rocks of vey and the traditional methodic of laboratory anal- the Menilite suite of the Upper Paleogene near the ysis of the mineralogical-petrographic composition Skhidnytsia village, in the flint deposits near of the rocks in thin sections. During the field sur- Rybnik village in Drohobych Raion and in the veys, we studied the dike outcrops and the contain- ing rocks, measured the elements of bedding of the area of Boryslav (Bubnyak, Buchynska, Vnuk, rocks and dikes, selected using standard methods 2013). The authors connect the formation of clastic spatially-orientated samples of the clastic dikes in dikes with earthquakes before the main phase of the each of the three plots. A transparent and polished Alpine orogeny. Also, the researchers emphasize the thin section was made out of each selected sample. deformation of these dikes. However, these works At the same time, the thin sections of the dike rock - 4 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______horizontal and vertical , taken lengthways and as village, the clastic dikes outcrop through the rocks of cross-cuts in relation to the dike strike. Their micro- the Upper Paleogene Menilite suite (Аlokhin, 2015). scopic analysis was conducted in reflecting light and The containing rocks are represented by argillites, penetrating light using the standard method of serial aleurolites (occur more rarely) and grey aphanitic petrographic and mineragraphic microscopes and carbonate rocks. The argillites lay under the car- Olympus E-500 photo camera for microscopic pho- bonate rocks which, in the lower part of the horizon, tos. During the microscopic analyses of the rocks, contain a layer of cavernous dark-grey limestone en- special attention was focused on the variations of the riched with organic material. The monocline bed- mineral composition and the structural-texture pecu- ding position of the rocks with a 20-30° angle of dip liarities in the central and pre-selvage parts of the towards south-west is proved by the angle azimuth clastic dikes. of 200-220°. The obtained results and their analysis. In In the area of the Sukyl River, eight clastic the area of the Sukyl river valley near Bubnushche dikes of 2 to 12 cm thickness were found (Fig. 1).

Fig. 1. Schematic geological plan of the area of the clastic dike outcrops: 1 - overburden deposits; 2 - carbonate rocks; 3 - argillites; 4 - clastic dikes with their numbers (irrespective of the scale); 5 - the strata bedding elements of the containing rocks and dikes; 6 - rupture; 7 - the area where the orientated samples for microscopic analysis were selected; the Sukyl river and direction of its current.

The dikes transect the argillites and carbonate the containing rocks, we determined that the thick- rocks. Most of them have north-west strikes and was ness of dikes and their dip direction change along the observed from the distance from 2 to 15 m. Field sur- strike; petrographic composition of the dikes dif- vey of the dike form, their petrographic composition fered insignificantly. One dike (dike № 5) had a high and relationship with the containing rocks indicated content of carbonate material, which manifested in that the thickness and the dip direction of certain reaction with hydrochloric acid. dikes change along the strike. According to petro- During the study of the thickest clastic dike in this graphic composition, the dikes vary insignificantly: area (dike № 3), we determined change in its thick- most of them are composed of fine-grained sand- ness along strike and dip direction after crossing the stone gradually followed by aleurolite. sub-latitudal faults. The relationship between the The most representative dikes of the area of dike and the containing rocks (argillites) is charac- the Sukyl river are the dikes № 3, 5 and 6, for a de- terized by rounded curves of the argillites` contacts tailed analysis of which, we selected samples using under the dike, which indicates the injection mecha- the standard methods and studied them macro- and nism of the formation and the direction of its inte- microscopically. gration (Fig. 2). As a result of the field survey of dike forms, their macroscopic peculiarities and relationship with 5 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______

Fig. 2. The pattern of relationship between the clastic dike №3 and the containing argillites, which indicates the injection mechanism and the direction of the dike`s integration.

The clastic dike №3 is characterized by a vol%) and glauconite (4-15%). Plagioclase, micro- clearly zonal structure. Its pre-selvage part is repre- cline, sericite, muscovite, goethite, ore mineral were sented by dark grey to black flint. The central part of also present in small amounts (0.5 to 5% each). the dike is composed of grey flint aleuro-sandstone The cement is quartz-carbonate (20% of (Fig. 3), selvage - aleurolite with veinlet texture (Fig. quartz, 80% of carbonate) contact-basaltic. The 4). Texture of the main rock mass is massive; the structure of the cement is microgranoblastic. The structure is aleurolitic, aleuropsammitic, psammitic, dike rock contains injections of organic compound average-sorted. The content of fragments is 65-70%, (Fig. 3a). The quartz particles are sometimes cor- cement – 35-30%. Mineral composition of the rocks roded and segmented by microfaults, and character- in different sections of the dike № 3 is identical. The ized by wavy type of extinction. main minerals are represented by quartz (70-80

Fig. 3. Peculiarities of mineral composition and structure of the rock which forms the central part of the dike № 3. a - white - quartz; green - glauconite; black - organic compound; b - white to dark grey - quartz; dark green - glauconite; black - organic compound. Light which penetrates; no analyser (a) and with analyser (b).

6 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______In the zone of the dike selvage, the size of the ric acid, which indicates the high content of car- fragments decreases, the amount of cement increases bonate material in the dike rock. During a more de- to 50% and higher. Here, the composition of the ce- tailed macroscopic analysis with a magnifying glass, ment slightly changes - 80% is composed of organic it was determined that the rock is pierced by numer- compound and iron hydroxides, and 20% is com- ous microfaults filled with carbonate material. The posed of veinlets of carbonate minerals. The cemen- dike was monitored at the distance of more than 15 tation type is porous-basal. The structure of the ce- m, the average thickness is 5-6 cm, the azimuth of ment is amorphic. In this zone, microdeformations the strike equals 305°, the dip direction is sharp and are especially intense (Fig. 4). These peculiarities in- directed south-west. It is characterized by a zonal dicate the compression conditions, in which the inte- structure. The main part of the dike is composed of gration of dikes into the flysch occurred. greenish-grey fine-grained rock, where small green The dike № 5 in relation to the bedding con- injections of glauconite of up to 0.5 mm occur. Its ditions and petrographic composition slightly differs pre-contact parts are represented by dark grey to from the dike № 3. It transects only the carbonate black rock with high content of glauconite. The dark rocks and is formed by greenish-grey fine-grained color indicates a heightened content of organic com- rock, which boils under the influence of hydrochlo- pound.

Fig. 4. Peculiarities of mineral composition and structure of rock which forms the selvage part of the dike № 3 (horizontal section to the strike of dike). a - white - quartz; green - glauconite, bright grey - carbonate; brown to black - organic compound; b - grey to black - quartz; colored - carbonates; dark brown - organic compound. Light which penetrates, without (a) and with (b) analyser. During the analysis of the material of the dike of the dike`s integration to the flysch layer in the №5 using penetrating light, we determined that its conditions of compression. main body is composed of aleurosandstone. The tex- Microscopic analysis of the dike №5 was con- ture is massive, the structure is aleuropsammitic av- ducted not only by transparent light, but also by re- erage-grained. The fragments make up 70% of the flected light. The study of the polished section which rock volume, cement - 30%. In relation to the extent reflects its vertical section, enabled us to determine of roundness, the fragments are distributed as fol- a rapid transition from the aleurosandstone of the lows: rounded - 71%, insignificantly rounded - 20%, main body to aleurolite in the dike`s selvage. In the not rounded - 9%. The cement is quartz-carbonate rock, we found cavities and microfaults filled with (carbonate - 90%, quartz - 10%) and contact-basal. organic compound. We observed isometric grains of The structure of the cement is crystallne, pelitomor- pyrite (Fig. 5). In the dike, we also found magnetite phic, granoblastic. which occurs in the form of separate idiomorphic In the rocks of the dike selvage, we observed grains and as injections to the quartz. Other discov- an increase in the amount of cement and in its com- ered ore minerals were goethite and ramified amor- position - carbonate material and organic compound. phic grains of marcasite. The amount of ore minerals In the rocks of this part of the dike, we found an in- in the selvage zone is larger than in the main body of creased amount of ore material (around 4%). We ob- the dike. served numerous tectonic microdeformations - mi- The analysis of the mineral composition and crofaults and microshifts. The latter shift the frag- structural-texture peculiarities of the dike № 6 indi- ments of quartzitic grains in one direction, which cated that the rock of this dike is represented by al- could indicate an insignificant horizontal component eurolite. The rock texture is massive, the structure is 7 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______aleurolitic and average-sorted. The fragments make up to 80%. The content of organic compound is up up 60%, the cement - 40%. In terms of roundness, to 15%, carbonate - 5%. The type of cementation is the fragments are not rounded (80%), insignificantly basal. The structure of the cement is micrograno- rounded (19%), rounded (1%). Mineral composition blastic. of the dike`s fragments is represented mainly by As a result of the conducted studies, we can quartz - – 93.5 vol %. The content of glauconite is conclude that the clastic dikes of the area of the up to 4 vol %. Other minerals were: ore minerals – Sukyl river have no significant differences. They are 1.5 vol %; plagioclase – 0.5 vol %; zircon – 0.2 vol close in mineralogical and petrographic composi- %; sericite – 0.2 vol%; muscovite – 0.1 vol %. tion, the difference occurs in the compound of the The cement of the rock of the clastic dike № 6 cementing material and percentage of the content of slightly differs from the cement of the dike № 3. In the main minerals, and also in the amount of ore min- the cement of the first dike, the content of quartz is erals.

Fig. 5. Vertical section of the clastic dike №5 in the area of the Sukyl river. a - pre-selvage zone of the dike; b - dike`s selvage; grey - quartz; dark grey - carbonate cement; yellow - grains of pyrite. In Eastern Carpathians, the outcrops of the cene deposits. These rocks have a south-west dip di- dikes were also found in the areas of the Skhidnytsia rection at an angle of 25-40°. We observed a shift of and Stryi rivers (Rybnik area). On the left bank of the rocks in the north-east strike (strike slip) with the Skhidnytsia, the outcrops stretch along 100 m. north-west dip direction at an angle of40-50°. The height of the cliff which opens the flysch layer Microscopic studies were conducted using the is 15 m. Thickness of the clastic dikes in this area standard method with a polarization microscope. ranges from 10 to 30 cm. The largest thickness is The analysis of mineral composition and structural- typical for the eastern dike. Their bedding signifi- texture peculiarities of clastic dikes in the area of the cantly varies, intense deformations of the dike bod- Skhidnytsia river indicated that the rock of this dike ies occur (Fig. 6a, b). The eastern dike in the lower is represented by aleurolite and aleurosandstone with part is divided into blocks (boudinages) shifted in different percentage ratio of fragments and cement. echelon one to another (Fig. 6 a), and the western The texture of the rock is massive, the structure is dike, in the lower part, is crumpled into a small fold aleurolitic and average-grained aleuro-sandstone. In and disrupted (Fig. 6 b). In the dikes, we observed some dikes, the number of the fragments equals numerous polished surfaces. 80%, the cement - 20%. According to the extent of In the area of the Stryi river, rocky outcrops roundness, the fragments are not rounded (70%), in- stretch for more than 100 km, within which one clas- significantly rounded (25%), rounded (5%). The tic dike was found. It has a north-west strike (azi- fragments are formed by quartz (79 – 87 vol %), muth of the strike is 330°) with dip direction towards glauconite (2 – 10 vol %), feld spar (0.5 – 5 vol %), north-east at the angle of 80°. The dike`s thickness ore mineral (2-8 vol %). The number of glauconite ranges from 8 to 15 cm. The dike is significantly de- grains increased to 13 vol % near the dikes selvage. formed, it is especially clear in its lower part. We The cement of the clastic dikes is represented by car- found boudinage, many subhorizontal faults, pol- bonate material with organic compound and mica. ished surfaces (Fig. 6 d). At the height of 2.5 m, the The amount of carbonate rapidly increases in the ce- clastic dike is cut by the strike-slip fault in the flint ment of the dikes` selvages to 90 vol %. The same rocks which characterize the lower horizon of the pattern was observed for the organic compound Menilite suite in contact with non-fragmented Eo- (Fig. 7).

8 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______

Fig. 6. Clastic dikes in outcrops of the rocks of Menilite Oligocene suite. a - b - Geological structures in the area of the Skhidnytsia river: a) - eastern dike; b) - western dike: c) - non-plunging fold in the west area of the outcrop on the Skhidnytsia river plot; d) - dike in the outcrop in the area of Rybnik.

а b Fig. 7. Peculiarities of the composition and structure of the clastic dikes in the area of the Skhidnytsia. a - white; dark-green - glauconite; black - organic compound; b - white to dark grey - quartz; dark green - glauconite; black - organic compound. The light which penetrates, without analyser (a) and with analyser (b).

In the dike from the area of the Rybnik near amount of 2-3.5 vol %. The content of organic com- the Stryi, the proportion of the fragments and the ce- pound in the dikes is up to 12.6 vol %. In the selvages ment was - 75 % to 25%. The main mineral of the of the dikes, the size of the fragments rapidly de- fragments is quartz. The content of the quartzitic creases. Throughout the thin sections, we observed grains in the fragments is 72 to 85 vol %. All thin the systems of oriented microdeformations which sections were observed to contain glauconite in the are represented as flexible and fragile types. The mi- crofaults are filled with organic compound. 9 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______According to the obtained results, we can selvages with this compound. Also, we found a sharp draw a conclusion that the clastic dikes in the area of decrease in the sizes of the mineral grains in the area the Skhidnytsia and Stryi rivers are close in mineral of contact with the containing rock. and petrographic composition, variability of bedding According to the microscopic analyses, clastic and relationship with the containing rocks. The dif- dikes of the Skybova zona of the Eastern Carpathi- ference is the larger amount of carbonate and organic ans are represented by aleuro-sandstones and aleuro- compound in the cement of the clastic dikes in the lite with quartz-carbonate cement. Aleurolite is most area of the Skhidnytsia. The dikes in the area of the often represented in the pre-selvages zone of the Stryi river are characterized by a significant number dikes. Here, we observed a heightened content of of microdeformations of mineral grains. carbonates and organic compound. Besides, in the Conclusion. Dikes (magmatic and clastic) are a dikes` selvages, we observed numerous microdefor- common form of bedding. Dikes are stretched bodies mations of the grains of minerals, manifested in bordered by more or less regular surfaces. Clastic veinlets, microfaults and microshifts with clear shift dikes are different in their filling material (allothi- of the fragments of mineral grains, steep decrease in genic). In Ukraine, such dikes have been rather size of grains, increase in the content of carbonate poorly studied, far more substantial results have material and organic compound. Deformed grains of been obtained by our foreign collegues. Within the quartz are characterized by wavy type of extinction country, clastic dikes are highly prominent in the ter- during observation with the analyser. We often ob- ritory of the Eastern Carpathians. The plots where served systems of orientated plastic and fragile de- the geological-structural study of the dikes was con- formations, microfaults filled with organic material. ducted are the areas of the Sukyl, Skhidnytsia and All these peculiarities, including mineralogical, in- Stryi rivers. The thickness of dikes is rather variable: dicate the formation of clastic dikes in the conditions 3-12 cm in the area of the Sukyl river, 30 cm in the of compression, when relatively the flexible material area of the Skhidnytsia, and 5-15 cm near the Stryi. of the dikes` selvages (carbonates+small grains+or- Clastic dikes in the area of the Sukyl river ganic compound), facilitated their integration to the have a north-west strike and south-west dip direction layer of flysch through the system of tectonic faults at steep angles. Also we observed changes in the of north-west strike. The formation of favorable dikes` dip direction along the strike after crossing structures for integration of clastic dikes can be re- tectonic faults. The observed shifts of the ruptures lated to both earthquakes and peculiarities of the were observed along the dikes. At the same time, field of stress and deformation of the Alpine stage of along the tectonic fault of sub-latitudal strike, right- the orogeny of the Eastern Carpathians. lateral shifts occurs in the part of the clastic dikes. These facts indicate fragile deformations of the dikes References after their integration to the flysch layer. Studying the dikes in the area of the Skhid- Аlokhin V., 2015. Deyaki osoblyvosti klastychnykh nytsia and Stryi rivers indicated that they have a dayok Skybovoyi zony Ukrayinsʹkykh Karpat complicated morphology and are highly deformed. [Some features of the clastic dikes of the Ukrainian We observed boudinage of the dikes, shifts of dike Carpathians Skibovoy zone]. Materials of the VI blocks in an echelon manner in the area of the Skhid- conference ” Physical methods in ecology, biology nytsia. In the area of the Rybnik, the dikes are cut by and medicine” Lviv, 2015, 45-47 (in Ukrainian). the shifts in the layers of rocks in the flint horizon. Аlokhin V., Tikhlivets S., 2016. Uslovyya formyrovanyya y sostav klastycheskykh daek do- The study of the morphology of the selvages of the lyny reky Sukylʹ (Skybovaya zona Vo-stochnykh dikes also indicates the injection mechanism of the Karpat) [Conditions of formation and composition dikes` formation. At the same time, the systems of of clastic dikes of the Sukil river valley (Skibova orientated ridges, fissures in the selvages indicate the area of the Eastern Carpathians)]. Geol.-Mineral. subhorizontal integration of the dikes` material to the Visn. Krivoriz. Nac. Univ. № 1(35), 5-14. (in rock layer. Ukrainian). The injection mechanism of the dikes` inte- Bubnyak I.M., Buchynska A., Vnuk J. et al., 2013. He- gration in vertical direction is proved by the macro- oturystychnyy putivnyk po shlyakhu Heo-Karpaty scopic study of a polished sample which character- Krosno – Boryslav – Yaremche [Geo-tourist guide izes the vertical section of dike № 5 (area of the on the way of Geo-Carpathians Krosno-Borislav- Yaremche]. Collected Works. Krosno. (in Ukrain- Sukyl river). In the dikes` selvages, we found struc- ian). tural signs of the injection of the material upward Vykhot’ Yu., Bubnjak I., 2011. Polya napruzhenʹ u from below. An additional proof of the injection flishoviy tovshchi skyb Orivsʹkoyi, Skolivsʹkoyi ta mechanism of the formation of the dikes is a layer in Parashky (za doslidzhennyamy u baseyni riky Su- the underburden rocks, which is enriched with or- kilʹ) [Fields of stress in the flysch layer of the ganic compound and the enrichement of the dikes` ridges of Oryvskoy, Skolevskoy and Parascha (by 10 Аlokhin V.I., Tikhlivets S.V., Murovska A.V., Puhach A.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 3-11 ______researches in the Sukil river basin)]. Geodynamics. Barmuta M., Barmuta J., Golonka J., 2014. The outcrop № 1(10). 75-82. (in Ukrainian) of the Menilite Beds in Kobielnik village – its ge- Yatsuzhinsky O., Buchynska A., Skakun L. et al., 2013. oeductional significance and an example of deter- HeoKarpaty – polʹsʹko-ukrayinsʹkyy turysty-chnyy mining structural position based on clastic shlyakh [Geokarpathi - Polish-Ukrainian tourist dykes.aria. Geotourism. V.1(36), 21–24. route]. Lviv National University, 28. (in Ukrain- Eyal Y., 1988. Sandstone dikes as evidence of localized ian) transtension in a transpressive regime, Bir Zreir Aspler L.B., Donaldson J.A., 1985. Penecontemporane- area, Eastern Sinai. Tectonics. 7, 1279-1289. ous sandstone dykes, Nonacho Basin (Early Prote- Kenkmann T., 2003. Dike formation, cataclastic flow, and rozoic, Northwest Territories): horizontal injection rock fluidization during impact cratering: an exam- in vertical, tabular fissures. Canadian Journal of ple from the Upheaval Dome structure. Earth and Earth Sciences. 23, 827-838. (in Canada) Planetary Science Letters. 214, 43-58.

11 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1),12-19 doi: 10.15421/111825 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______Spatial dynamics of land cover in the Sdamas region (Tiaret, Algeria)

Azzaoui Mohamed1, Maamar Benchohra2, Soudani Leila3, Nouar Belgacem4, Berreyah Mohamed3 , MaatougMohamed3

1Ecole Supérieure d’Agronomie (ESA), Mostaganem, Algeria 2El wancharissi University Center, Tissemsilt, Algeria 3Ibn Khaldun University, Tiaret, Algeria e-mail: [email protected]

Abstract. The Sdamas massif to which our contribution relates is located in West Algeria, Received 30.04.2018; it is an integral part of the Tiaret mountains. The aim of our study is to analyze the land Received in revised form 04.05.2018; cover of the Sdamas region over a 43-year interval grouped into 9 thematic classes: min- Accepted 06.06.2018 eral surfaces (urban planning), wetland, vegetation, bare soils and fallow etc. The spatial and temporal dynamics of land use require regular monitoring of vegetation cover from remote sensing imagery. It is for this reason that we relied on field data to perform the diachronic analysis with three well-defined scenes 1972, 1998 and 2015, using Landsat satellite images (MSS, TM and ETM +). The analysis of these maps covering the same region shows the different changes that have taken place at ground level. We found that our natural plant space has undergone a strong degradation, disruption and regression because of different human activities, namely: overgrazing, clearing, fires, urbanization, (there has been a remarkable increase in the population of the communes of the study area). Inadequate and ineffective forestry interventions and work, and lack of sustained protection are reasons of these processes. Factors affecting the forest ecosystem are bioclimate and human action. Indeed, the bioclimate, through atmospheric drought, is the main factor governing the diversity of these formations of the Sdamas mountains.

Key words: Dynamics, Cartography, Remote Sensing, Sdamas, Tiaret.

Просторова динаміка земельного покриву в регіоні Самма (Тіарет, Алжир)

Аззауї Мохамед, Маамар Бенчхора, Судані Лейла, Нуар Бальгачеми, Берія Мохамед, Маатауг Мохамед

Анотація. Масив Сдамас розташований в Західному Алжирі, він становить невід'ємну частину гірської місцевості Тіарет. Мета нашого дослідження - аналіз земельного покриву в регіоні Сдамас за 43-річний період часу, поділений на 9 тематичних класів: кам’янисті поверхні (міське планування), водно-болотні угіддя, рослинний покрив, орний грунт тощо. Просторова і часова динаміка землекористування вимагає регулярного моніторингу рослинного покриву із застосуванням системи ди- станційного зондування. Саме з цієї причини ми спиралися на поверхневі дані, щоб провести діахронічний аналіз за трьома чітко визначеними строками - 1972, 1998 і 2015 роки, з використанням знімків Landsat (MSS, TM and ETM +). Аналіз цих карт, що охоплюють один і той же регіон, виявив різні зміни, які відбуваються на земній поверхні. Ми побачили, що поверхня під природним заростанням зазнала сильної деградації, руйнування і регресії через різні види антропогенної діяльності, а саме: надмірний випас худоби, утворення пустищ, пожежі, урбанізацію (значний приріст населення в районі дослідження). Неадекватні і неефективні лісогосподарські заходи, відсутність постійної охорони є чинниками цих процесів. Чинники, що впливають на лісові екосистеми, мають біокліматичне та антропогенне походження. Справді, біоклімат, через атмосферні посухи, являє собою основний чинник різноманітності цих утворень у гірській місцевості Сдамас.

Ключові слова: динаміка, картографія, дистанційне зондування, Сдамас, Тіарет

Introduction. Detecting and characterizing change long been used as a means of detecting and classify- over time is the natural first step toward identifying ing changes in the condition of the land surface over the driver of the change and understanding the time (Coppin et al., 2004; Lu et al., 2004), by provid- change mechanism. Satellite remote sensing has ing a digital scan of geographic surface (Chen et al.,

12 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______2009). Vegetation, as the main component of the ter- ha) and Sdamas Gharbi (38,000ha) considered as old restrial biosphere, is a crucial element in the climate state forests (Boudy,1955). The study area in the system (Foley et al., 2000). a declining trend in veg- Sdamas massif is shown in Figure 1. Block – scheme etation cover is considered to be indicative of land of case study is shown in Figure 2. degradation (Metternicht et al., 2010; Zika and Erb, The data used for the realization of this work are 2009). Vegetation variability has been quantified those of the years 1972, 1998 and 2015, a 43-year consistently at a global scale by use of satellite re- observation period, freely available online. It is a mote sensing using long time-series of images with series of satellite images of the Landsat satellite, a regular acquisition interval (Justice et al., 1985). namely Landsat (MSS) of November 1972 Satellite sensors are well-suited to this task because considered as the oldest image, Landsat 5 TM they provide consistent and repeatable measure- images acquired March 1998 and Landsat 8 OLI ments at a spatial scale which is appropriate for cap- (ETM +) image of May 2015. It goes back to the turing the effects of many processes that cause spring and autumn period. This acquisition period is change, including natural e.g. longer and warmer most suitable to the approach followed, which is growing seasons increase evapo-transpiration and essentially based on the analysis of the vegetation drought stress (Barber et al., 2000; Zhang et al., index influenced by the presence of the annual 2009), wildfire incidence (Westerling et al., 2006) vegetation. A digital terrain model (DTM) is a and anthropogenic (e.g. deforestation, urbanization, representation of the topography in a form suitable farming) disturbance (Jin and Sader, 2005). for use by a computer. The DTM is used for the Change detection has been firmly established extraction of topographic parameters (slope, relief through remotely sensed long term data sets (de orientation (exposure, altitudes etc.) of the study Beurs and Henebry, 2005). area. After treatment with ENVI® and ArcGIS The aim of this study is to identify the spatiotem- Software for the extraction of maps: slope, relief poral evolution/regression of the forest cover of orientation (exposure), and treatment by the Sdama mountain, Tiaret region, Algeria ,using re- normalized vegetation difference index (NDVI). mote sensing data derived from three scenes 1972, Subsequently, interpretation and analysis allow the 1998 and 2015 associated with several inspections. development of soil occupation maps and then a Materials and Methods. The Sdamas mountains are diachronic study. part of the Monts de Tiaret and cover 82 000 ha, subdivided into two lots: Sdamas Chergui (44,000

Fig. 1. Study area, Sdamas massif

13 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______

Fig. 2. Organizational methodological scheme

Results and Discussion. The results of the different with the chlorophyll activity of plant surfaces thematic classes definitively retained during the (Girard, 2000). It is determined from reflectances in classification of NDVI constitute the legend of the the red and near infrared channels, maps of occupation of the ground surveyed. Nine NDVI = (NIR - R) / (NIR + R). thematic classes are selected: wetland (water The NDVI highlights the presence of the bodies), bare soil and fallow land with natural lawns chlorophyllous activity of the vegetation, where it and pastures and heterogeneous agricultural zones, reflects a maximum of energy captured and recorded as well as forest vegetation including: Tetraclinis by the satellite sensor (Benhanifia et al., 2015). The articulata stand, mixed stand, dense maquis, clear resulting NDVI maps are shown in Figure 3. The maquis, Stipa tenacissima layers, maquis of Pinus NDVI's interpretation is that healthy and active halepensis and mineral surfaces. vegetation occupy high values while low values The intersection of the three land use maps from indicate absence or degradation of the plant 1972 to 2015 made it possible to map developments environment. For the 1972 scene, values range from during these 43 years. The map of the changes in the -0.16 to 0.42. The analysis of NDVI vegetation index land-use status was carried out to support the results indicates maximum values for dense vegeta- crossing of the two land-use maps of 1972 and 2015. tion (forest cover) consisting mainly of holm and This cross is made on the basis of a codification of kermes oak Quercus ilex, coccifera respectively, and land occupation classes. (time series). The multi- are generally concentrated in the northern part of the dated analysis is the use of data analysis methods study area. In addition, the NDVI for the year 1998 from the channels of the three dates, or calculation shows values ranging between -0.46 and 0.55. due to of radiometric differences between two dates. The the presence of bush-based maquis, mainly cedar quality of the result obtained by this type of approach and other hardwood species such as oak. As the is highly dependent on the precision of the geometric scene was taken in March 1998, so we notice the superposition between the studied images. In fact, presence of chlorophyllous activity in the north of pixel comparison with its counterparts is mainly the area due to the presence of annual crops (since applied in regions where radiometry varies greatly the north includes farmland). NDVI values for 2015 from one point to another (Briki et al., 2007, Gacemi, can range from -0.35 to 0.43. We notice a presence 2010, Maille et al., 2011, Haddouche et al. al., 2011, of forest vegetation based on softwoods and hard- Ayache, 2012, Mendas et al., 2013 and Merioua, woods. In the present scene acquired in May 2015, 2014). NDVI is an index that is closely correlated 14 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______we can notice the disappearance of the chloro- al., 1989; Guyot et al., 1989; Guyot, 1989; Breda et phyllous activity present in the scenes of 1998 be- al., 2003 and Ayache et al., 2011. A supervised cause this period of the year is characterized by a de- classification, maximum of real semblances was crease of the chlorophyllous activity for the annual made to define the thematic classes by the choice of plants (beginning of the harvest period). The high the region of interest (ROI). This detailed NDVI values 0.6 to 0.7 on average correspond to classification makes it possible to distinguish nine broadleaved plant formations, followed by conifers, thematic classes: mineral surfaces, wetland, stand of which in turn record NDVI values of 0.4 to 0.5. Fi- T articulata, mixed stand, dense maquis, clear nally, bushy vegetation is found with NDVI values maquis, S. tenacissima layers, bare and fallow soils, ranging from 0.2 to 0.4. These results are evidenced maquis of P. halepensis. by the following work: Rouse et al., 1974; Baret et

Fig. 3. Resulting NDVI maps.

Map of land occupation in 1972 year is shown in Fig- ure 4.

Fig. 4. Map of land occupation, 1972 15 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______The analysis of the map shows a predominance of adaptation to edaphoclimatic conditions during the woodlands where clear and dense maquis are the year 1972. After classification of 1998 image most dominant compared to other units. In addition, (Fig.5), we observe a predominance of bare and bare land, cultivated land or even urban areas are in fallow soils, this predominance is the physical second position. The lowest proportion is that of indicator reflecting a fairly significant degradation water bodies. The predominance of these diverse that occurred at the level of the study area, followed forest lands includes natural forest formations such by P. halepensis, light maquis and S. tenacissima as T. articiculata forests, P. halepensis forests, dense layers. T. articulata stands and dense maquis are maquis, and scrubland, as evidenced by the low poorly represented in the study area. pressure on forest formations and their successful

Fig. 5. Map of land occupation, 1998

The mineral surfaces (built) experienced a degraded formations (maquis and matorrals) are the consequent decrease during this period, explained by most dominant, and phytoecologically, forests of P. the phenomenon of rural exodus due to security halepensis, Q. ilex and coccifera and T. articulata reasons in this region at that time. Based on the map are characteristic plant formations of the forest of analysis, we found that forest vegetation occupies a Sdamas. The map of land occupation in 2015 is total of 58.77% of the total area of the study zone; shown in Figure 6.

Fig. 6. Map of land occupation, 2015

16 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______

There is a clear dominance of the maquis (based on changes between 1972 and 2015 reveals that T. oaks and Aleppo pine) in the forest part; the T. articulata populations have increased markedly articulata stand has a smaller area. This is followed through the ability of this species to reject strains. by bare soil and fallow (lawns and even agricultural There was also an extension of the class areas P. land) which occupies a large area with S. tenacissima articulata population, mineral surface, bare soil layers in the south of the region scrub vegetation), (4.70%) and S.tenacissima (7.49%). However, there which shows the state of degradation of the region. was a regression of the classes of clear and dense Over the past 43 years, changes in land cover can be maquis with 14.49% mixed population, which is summarized as follows: Regression of vegetation possibly explained by the repeated fires triggered cover or Extension of vegetation cover. Diachronic since the 90s and overgrazing by the local Representation of Land Cover from 1972 to 2015 is population. shown in Figure 7. An analysis of the dynamics of

Fig. 7. Diachronic Representation of Land Cover (1972 and 2015) The introduction of agriculture on forest land has The map of the changes above shows perfectly caused irreparable damage to forest land and has visible progressions in the central part of the study promoted the degradation of dense forests and area. Increases in areas classified as bare soil, desertification due to the illegal clearing of land, agricultural land and even mineral surfaces overgrazing , not to mention illicit actions in the (buildings) have increased with the extension of forest, especially the provocation of fires, illegal towns. The north-west , the mountains of Sdamas felling etc. It is , of course , perfectly well-, known Gherbi, has experienced stability. The regression that these factors can considerably increase the affected the eastern part mainly because it represents extent of totally degraded lands (Quezel, 2000, the greater part of the forest of Sdamas. The Benabadji and Bouazza, 2000). The map in Figure 8 matorrals experienced a decline in their area. indicates that 40% of the study area has not Rangelands and natural pastures also show a decline undergone any changes or modifications in structure. in area. However, 35% suffered a regression and 25%, has undergone a progression.

17 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______

Fig. 8. Land changes map (1972-2015)

Conclusion. The aim of this study is to analyze, over Ouest de l’Oranie (Algérie Occidentale). Rev. En. a 43-year interval, the spatial dynamics of land use Ren. Vol. 3, 117-125. in the Sdamas region, grouped into 9 thematic Benhanifia, K., Haddouche, I., Gacemi, M.A., Bensaid, classes according to the supervised classification, A. 2015.Etude spatiale de l’état après feu de la which requires knowledge of the land to be studied forêt de Fergoug (Mascara, Algérie). Les actes du Med Suber 1 : 1ère Rencontre Méditerranéenne and subsequent on-site verification. The analysis of Chercheurs- Gestionnaires-Industriels sur la these maps covering the same region shows the Gestion des Subéraies et la Qualité du liège. Les different changes that occur at ground level. We 19 et 20 octobre 2009 – Université de Tlemcen: found that our natural plant space has undergone a 67-77. strong degradation, disruption and regression Boudy, P. 1955. Economie forestière Nord-africaine, because of different human activities, namely: description forestière de l’Algérie et de la Tunisie. overgrazing, clearing, fires, urbanization, (a result of Larose edit. Paris. T. IV, 483p. the remarkable increase of population in the Breda, N., Soudani, K., Bergonzini, J.C. 2003. Mesure de communes of the study area). Inadequate and l’indice foliaire en forêt - Edition ECOFOR – ineffective forestry interventions and work, and lack ISBN 2-914770-02-2. 157 p. Briki, M., Benkhatra, N., Jauffret, S., Amwata, D., of sustained protection. Factors affecting the forest Requier Desjardins, M., Benhanafia, K., Hassani, ecosystem are bioclimate and human action. Indeed, M., Gacemi, M.E., 2007. Combining local the bioclimate, through atmospheric drought, is the observation and remote sensing for monitoring main factor governing the diversity of these range land in arid zones "conference-Range formations of the Sdamas mountains. Monitoring Expert Consultation Meeting organized by FAO, November, Cairo:. 26-28. References Gacemi, M.E., 2010.Integration of image processing methods for fuel mapping, in. Sandro Bimonte, Ayache, A., Ayad, N., Hellal, B., Maatoug, M. 2011. André Miralles, François Pinet. Actes du 3ème Densité et taux de recouvrement d’armoise Atelier INFORSID-SIDE (Système d'Information blanche (Artemisia herba-alba Asso.) de la steppe et de Décision pour l'Environnement). Marseille. occidentale d’Algérie. Sécheresse ; 22 (3) : 192- 35p. 196. doi : 10.1684/sec.2011.0308. Girard, M., 2000. Traitement des données de Ayache, A. 2012. Dynamique des peuplements d’armoise télédétection. Dunod, Paris, 529 p. blanche (Artemisia herba-alba Asso.) de la région Guyot, G., 1989. Signatures spectrales des surfaces d’El Aricha (Algérie occidentale). PhD Thesis . naturelles. Collection télédétection n°5, 178 p. Path. Ecos. Terr. Dép. scie. Env. Fac. Sci. Univ. Guyot, G., Guyon, D., Riom, J.,1989. Factors affecting UDL. SBA. 119. the spectral responses of forest canopies: A review. Baret, F., Guyot, G. and Major, D. 1989. TSAVI Geocarto International, 3 : 3-17. vegetation index which minimizes soil brightness http://dx.doi.org/10.1080/10106048909354217. effects on LAI or APAR estimation, in 12th Haddouche, I., Benhanifia, K., Gacemi, M.E., 2011. Canadian symposium on remote sensing and Analyse Spatiale de la régénération forestière post- IGARSS’90, Vancouver, Canada,10-14 July. incendie de la forêt de Fergoug à Mascara, Algérie. Benabadji, N. & Bouazza, M. 2000. Quelques Bois et Forêts des tropiques, 2011 ; 307 :23-31. modifications climatiques intervenues dans le Sud- https://doi.org/10.19182/bft2011.307.a20478

18 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , MaatougMohamed Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 12-19 ______Maille, E., Borgniet, L., Lampin-Maillet, C., Jappiot, M., development on groundwater resources in the Bouillon, C., Long-Fournel, M., Morge, D., Sangong Oasis Region using remote sensing Gacemi, M. A., Sorin, D., 2011. Integration of imagery and data. Journal of Arid Land, 1(1): 1-8. image processing methods for fuel mapping, Justice, C.O., Townshend, J.R.G., Holben, B.N., Tucker, Stresa (Italy), 20 - 21 October, Proceedings of the C.J. 1985. Analysis of the phenology of global 8th International EARSEL FF-SIG Workshop. vegetation using meteorological satellite data. Mendas, A., Delali, A., Khalfallah, M., Likou, L., International Journal of Remote Sensing, 6, 1271- Gacemi, M. A., Boukrentach, H., Djilali, A. et 1318. Mahmoudi, R., 2013. Improvement of land https://doi.org/10.1080/01431168508948281 suitability assessment for agriculture application in Coppin, P., Jonckheere, I., Nackaerts, K., Muys, B., Algeria, Arabian Journal of Geosciences. DOI Lambin, E. 2004. Digital change detection 10.1007/s12517-013-0860-2 methods in ecosystem monitoring: A review. Merioua, S.M. 2014. Phyto-écologie et éléments de International Journal of Remote Sensing, 25(9), cartographie de la couverture végétale cas : littoral 1565−1596. d’Ain Temouchent (Algérie). PhD Thesis. Manag. https://doi.org/10.1080/0143116031000101675 Ecosy. Forest. Step. Dép. Agro.et Forest. Fac. Sci. Lu, D., Mausel, P., Brondizio, E., Moran, E. 2004. Univ. Tlemcen. 145 p + annexes Change detection techniques. International Journal Quezel, P. 2000. Réflexions sur l’évolution de la flore et of Remote Sensing, 25(12), 2365−2407. de la végétation au Maghreb méditerranéen. Ed. https://doi.org/10.1080/0143116031000139863 Ibis. Press. Paris : 13-117. De Beurs, K. M., & Henebry, G. M. 2005. A statistical Rouse, J.W., Haas, R.H., Schell, J.A., Deering, D.W., et framework for the analysis of long image time Harlan, J.C. 1974. Monitoring the vernal series. International Journal of Remote Sensing, advancement and rétrogradation (greenwave 26(8), 1551−1573. effect) of natural vegetation. NASA/ GSFC Type https://doi.org/10.1080/01431160512331326657 III Final Report, Grennbelt, Maryland, 50. Jin, S. M., & Sader, S. A. 2005. MODIS time-series Foley, J.A., Levis, S., Costa, M.H., Cramer, W., Pollard, imagery for forest disturbance detection and D. 2000. Incorporating dynamic vegetation cover quantification of patch size effects. Remote within global climate models. Ecological Sensing of Environment, 99(4), 462−470. Applications, 10, 1620-1632. https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.09.017 https://doi.org/10.1890/1051- Barber V.A., Juday G.P., Finney B.P. 2000. Reduced 0761(2000)010[1620:IDVCWG]2.0.CO;2 growth of Alaskan white spruce in the twentieth Metternicht, G., Zinck, J.A., Blanco, P.D., Del Valle, H.F. century from temperature-induced drought stress. 2010. Remote sensing of land degradation: Nature, 405, 668-673. doi:10.1038/35015049 Experiences from Latin America and the Zhang, K., Kimball, J.S., Mu, Q., Jones, L.A., Goetz, S.J., Caribbean. Journal of Environmental Quality, 39, Running, S.W. 2009. Satellite based analysis of 42-61. doi:10.2134/jeq2009.0127 northern ET trends and associated changes in the Zika, M., & Erb, K.H. 2009. The global loss of net regional water balance from 1983 to 2005. Journal primary production resulting from human-induced of Hydrology, 379, 92-110. soil degradation in drylands. Ecological https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.09.047 Economics, 69, 310-318. Westerling, A.L., Hidalgo, H.G., Cayan, D.R., Swetnam, https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2009.06.014 T.W. 2006. Warming and Earlier Spring Increase Chen, X, Yan, J F, Chen, Z, et al. 2009. A spatial Western U.S. Forest Wildfire Activity. Science, geostatistical analysis of impact of land use 313, 940-943. DOI: 10.1126/science.1128834

19 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 20-29 doi: 10.15421/111826 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______Eco-aesthetic features of mineral deposits

P. Baranov1, O. Slyvna2, O. Matyushkina2

1 Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine, e-mail: [email protected] 2 State Higher Educational Institution «National Mining University», Dnipro, Ukraine,e-mail:[email protected]

Abstract: The aim of work is a study of worked out fields, under development and Received 16.04.2018; explored deposits of minerals for the purpose eco-aesthetics.The basis of eco-aesthetics is Received in revised form 04.05.2018; the principle of utility (utility, expediency) and beauty (aesthetics).The criteria for Accepted 19.06.2018 assessing the eco-aesthetics of geological objects are economic, environmental and aesthetic characteristics. Developed deposits cause irreparable damage to the geological environment and the entire ecosystem. Extraction from the bowels of the earth of minerals violates the geochemical systems on many decades and centuries, and on occasion changes the landscape of locality. Developed deposits can be economically profitable, ecologically clean and esthetically attractive due to development to the aesthetic and historical aspects. An example is the Wieliczka mine in Poland, where business, ecology and aesthetics are harmoniously combined. A number of the largest worked out fields and developed fields in Ukraine are in extremely need of the development of this issue. Developed iron ore deposits are one of the important factors of industrial potential of Ukraine. Semiprecious stone material, jaspilite, is the aesthetic aspect of these fields. They have colossal reserves. Using their decorative properties, we have developed the laws of shaping for the design of natural stone, identified the main areas of application of jaspilites in decorative art. Implementation of the idea of creating a Jespilite room will allow Krivbas not only industrial, but also cultural and educational center. The achieved results will qualitatively improve the eco conditions for the local population, the development of stone carving art and will lead to business growth. The explored deposits of spodumene pegmatites in the Western sea of Azov in addition to lithium mineralization contain expansive fields of graphic microcline pegmatites, spodumene and albitic pegmatites. They contain samples of pink spodumene (kunz- ite), petalite from light green to pink, tourmaline (sherl). Thus, this deposits of spodumene pegmatites in Western Azov today require a comprehensive assessment of minerals, because in addition to ore mineralization there is also a gemstone-colored raw material.

Keywords: environmental aesthetics, geological features, mines, mining, natural processes.

Екоестетичні особливості родовищ корисних копалин

П.М. Баранов1, О.В. Сливна2, О.П. Матюшкина2

1 Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна,e-mail: [email protected] 2 Національний гірничий університет, Дніпро, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Мета роботи – вивчення відпрацьованих родовищ, родовищ, які зараз розробляються, та розвіданих родовищ ко- рисних копалин на предмет екоестетичності, в основу якої покладено принцип користі (утилітарність, доцільність) і краси (естетика). Як критерії оцінки екоестетичності геологічних об'єктів виступають економічні, екологічні та естетичні характе- ристики. Відпрацьовані родовища завдають непоправної шкоди геологічному середовищу та всій екосистемі. Вилучення із надр корисних копалин порушує геохімічні системи на багато десятиліть і століть уперед, а в деяких випадках змінює ланд- шафт місцевості. І тільки завдяки впровадженню естетичних та історичних аспектів відпрацьовані родовища можуть бути економічно прибутковими, екологічно чистими та естетично привабливими. Прикладом може служити шахта Величка у Польщі, де гармонійно поєднуються бізнес, екологія та естетика. Низка найбільших відпрацьованих і розроблюваних родо- вищ України вкрай потребує вирішення питання, що висвітлюється у цій статті, для залізорудних і пегматитових родовищ. Естетичним аспектом цих родовищ виступає каменесамоцвітна сировина. Використовуючи декоративні властивості приро- дного каменю, розробили закони формоутворення для його дизайну, визначили основні напрями використання джеспілітів у декоративно-прикладному мистецтві. Реалізація ідеї створення Джеспілітової кімнати дозволить Кривбасу стати не тільки промисловим, а й культурно-просвітницьким центром, що якісно поліпшить екоумови для проживання місцевого населення, розвиток каменерізного мистецтва і сприятиме зростанню бізнесу. Розвідані родовища сподуменових пегматитів у Західному Приазов'ї сьогодні вимагають комплексного оцінювання корисних копалин, оскільки, крім літієвої мінералізації, тут присутні

20 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______широкі поля графічних пегматитів, які належать до напівдорогоцінного каміння. Трапляються зразки рожевого сподумену (кунцит), петаліту від світло-зеленого до рожевого кольору, турмаліну (шерл).

Ключові слова: екологічна естетика, геологічне середовище, родовища корисних копалин, гірничі виробки, природні процеси.

Introduction. Throughout the course of history of every year, and the number of developed and esti- humanity, the geological environment provided eco- mated ones is decreasing. The recultivation of lands nomic welfare, served as a stimulus for technical de- on the exhausted deposits is one of the directions of velopment of the society, created comfortable condi- solving environmental problems when arable lands tions for rest and living of a human. are restored. In countries with weak economies and The first 20 thousand centuries (the Stone the lack of environmental organizations, uncon- Age) were a period of perfect harmony of a human scious and consumer attitude to the environment with the environment. Man took nothing from the leads to the fact that subsoil users simply throw ex- geological environment and gave nothing. At the hausted objects at the mercy of the nature. But fortu- same time the stone was his only protector, assistant, nately, this was not always the case and not every- object of admiration and mystification. where. Some geological objects used by man in the With the development of deposits of natural operating, cultural and educational activities have resources the technosphere is emerging, with its in- become the subject of successful business and envi- dustrial enterprises, urban infrastructure, hydrogeo- ronmental safety due to aesthetic appeal. logical facilities, multi-kilometer quarries and Deposits that have become cultural and edu- mines. At a certain moment the technosphere cational centers. A striking example is the exhausted reached such scale that began to destroy the creator deposit of rock-salt in Poland (Wieliczko mine).The and the biosphere itself. However, the society tried geometrical parameters of ore bodies determined the not to notice it: the obvious threat was not realized, technology of extraction by mining method. From the comfort of living in the usual surrounding eco- the 13th to the 20th centuries, industrial salt mining system was not lost. It was believed that the globe is was continuously carried out here, and over time, the great, the nature is able to adapt, exploitable miner- technologies and methods of extraction needed for als and other mineral resources are inexhaustible. deeper horizons were improved. Now, a mine con- Only with the awareness of humanity of its fu- sists of 7 galleries and goes to a depth of 198 m, and ture, it made a stand for the nature. For the first time the total length of the development is more than 200 people started speaking about ecology. The waste- km (https://www.wieliczka.ru/pro-szachtu/mul-timjedii/foto- free and low-waste manufacturing facilities, enter- grafii). prises for processing of household waste, closed cy- Unique achievements in rock-salt mining cles of water use have been created. have always attracted the attention of the public. In It is a post-industrial era on the basis of the XV century, the Wieliczko salt mine was started understanding the concept of "nature" and its de- to be shown to privileged persons for educational rivatives and consistent elements that generates purposes. Until the end of the XVI century, tourism remained elite, and mine workings could be visited a new concept - "ecology”, which is altogether only with the permission of the king. understood as a teaching about the functioning In the XVI century the therapeutic properties of the natural environment. of rock salt were identified and proven, what further The complication of living conditions of peo- increased attention to this object. Here they began ple is a certain basis for the nascence of environmen- successfully treating bronchial asthma, bronchial in- tal aesthetics. The more contradictory and tense hu- flammatory conditions, as well as allergic rhinitis. man life becomes in modern society, the more often In order to mine workings acquired aesthetic a person turns his eyes to the nature and culture, try- appearance and special appeal, artistic salt composi- ing to find the reason for his own existence, harmony tions were created: the history of mining develop- and beauty, which are gradually being lost in the ment, governmental and historical figures, church- growing dynamics of social relations. men, traditions and the culture of the region. Statement of basic materials. Mineral Two environmental problems are known in deposits are divided into three main groups ac- the history of the mine. The first one occurred imme- cording to the degree of development: ex- diately after The Great Patriotic War. Inefficient ar- hausted, under development, explored. rangement in rock-salt extracting caused an ava- Exhausted deposits are objects that violate the lanche, and then the flooding of some mine work- primary geological environment when extracting ings. In the 50s of the XIX century the workings non-renewable natural components from it. At the were restored. The second accident occurred in same time, the number of exhausted deposits grows 1992, during the mining workings an aquifer with a

21 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______large flow rate was opened. This was the last cata- scientific conferences, celebrations (weddings, cor- strophic flooding of the mine, after which it was porate parties), medical events (Health Day, healthy closed and began functioning only as a tourist attrac- sleep, three hours of health) (Fig. 1) are held. tion. Thus, the mining ( the Wieliczko mine) passed After the elimination of environmental prob- on rock-salt has become economically independent, lems in 1998, UNESCO removed the Wieliczko which allows to keep the mine in an environmentally mine from the list of environmentally hazardous ob- safe state, finding opportunities for the development ject. of art and aesthetics. At the present time, the Wieliczko mine is a cultural center, where chamber music competitions,

Fig. 1. Cultural events held in the Wieliczko salt mine https://www.wieliczka.ru/pro-szachtu/mul-timjedii/fotografii

At the same time, similar deposits of rock-salt are an environmental problem for the area – because of known on the territory of the Transcarpathian region the karst holes many engineering constructions and (Solotvino mines) of Ukraine. Being in the same ge- settlements of the region turned out under the threat ological situation (structural, genetic), they created of destruction and flooding (Fig. 2).

Fig. 2. The karst holes in Solotvyno, the Transcarpathian region https://go.mail.ru/search_images

Deposits having played a big part in art, made reserves exceed several times (Baranov P. N. et al., a certain contribution to the culture. The Ural depos- 2006). its of malachite Gumeshevskoye, Medno- Nevertheless, masterpieces of world art of the rudyanskoye and Vysokogorskoye could be taken as Hermitage created by Ural masters, Moscow Krem- an example. lin and Saint Isaac's Cathedral are the top of stone Malachite of the Ural deposits was recognized carving skill. Malachite entered the history of deco- as unsurpassed in quality material, thanks to the Ural rative and applied arts as a stone, steeped in works masters, who developed the technique of Russian of art, folk tales, legends, what allowed it to become mosaic (Fersman A. E., 1961). Subsequently, it was a national (Russian) gem. shown that the malachite of the Democratic Republic Malachite has introduced a new direction in of the Congo (DRC) is not inferior in quality, and the arts and crafts, new opportunities in architecture, and world fame to the Urals masters. At the same time,

22 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______the exhausted deposits of malachite (quarries) still quarry, pegmatites are represented by albite, micro- remain unclaimed in tourism and in business. cline varieties and their combinations. However, at Many well-known deposits of world im- that time the country was in desperate need of rare- portance, such as Malyshevskoye (emerald) and Vo- earth - rare-metal raw materials, and this type of raw lodarsk-Volynskoye (Topaz, rock crystal) can also materials was not relevant because graphic varieties be added. There was a time when in the last one the of pegmatites were not considered as stone-colored unique precious stones (crystal quartz 10 tons, fiery raw material. Topaz 39 kg) were mined. After the USSR breakup, Currently, it is an open pit mining (quarry) of these mine workings (mines) were flooded and are 500x100 m in size, filled with water (fig. 3), which beyond repair, according to experts. Although, at the local residents use for agricultural purposes. Unique- present time, there is certainly a commercial compo- ness of this object is that the oldest rocks of Ukrain- nent, and, consequently, environmental problems ian shield, lodes of decorative graphic pegmatite could be solved simultaneously. (Jewish stone), zoning of ore bodies are observed Deposits that have lost gems. Eliseevskoye here; rare minerals of tantalum, zircon, garnet, bio- ore field (Zaporozhye region, Ukraine) was opened tite, muscovite etc. are found. In the Museum of the at the beginning of the XX century. One of the prom- National University of Kiev a crystal of beryl, up to ising deposits is "Green grave", where, since 1938, 30 cm and 4x5 cm in diameter from the pegmatites ceramic raw materials, represented by graphic peg- of this Deposit is preserved. matites, and tantalum concentrate were mined. Judg- ing by the fragments that have been preserved in the

Fig. 3. The waste deposit of written pegmatites “Green Grave”.

The next object is an ore field of nickel ores the stone cutting industry today. However, because of Sryedneye Pobuzhya, a zone of physical and of narrowly departmental interests, gem stones are chemical destruction of ultrabasic rocks. At the stage usually stored in dumps or crushed in building of the almost completed extraction on deposits of gravel, that is they are not mined. Lipovenkavskoye and Derenyuchinsky, the for- As an example, we will consider several de- mations of silica in the shape of sheet deposit, crusts, posits in Ukraine, their role and prospects for the de- bundles and solid buildups were discovered (Bara- velopment of science, business, and art. nov P. N., M. L. Kutsevol, 1998). They are com- Iron-ore deposits of Kryvbas are one of the posed of quartz, agate, jasper, agate, chalcedony, important types of mineral resources of Ukraine. opal, plasma. Today this stone-color raw material is Currently, 21 iron- ore deposits are being developed. lost forever. At this present time it is an abandoned The proven reserves of all iron ores of Kryvbas open pit with a depth of about 30 m and an area of (draw of Kryvyi Rih) are 21.8 billion tons (Metalli- 10 km2. cheskie i nemetallicheskie poleznyie iskopayemyie Developed complex deposits, where except Ukraine, 2005). The share of the metallurgical indus- the main ore component there are semiprecious stone try of Kryvbas is 60% of the gross domestic product raw materials, are of heightened interest to experts in of the country.

23 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______Unequivocally, the metallurgical industry in current times, until its aesthetic component has not plays an important role in the modern economy of been lost yet. Ukraine. But we must not forget that over time The aesthetic aspect of iron-ore deposits are mined deposits move into the realm of the category raw gemstones. Industrial reserves of decorative of exhausted ones. This leads to an environmental jaspilites and low stocks of tiger's eye, chalcedony, problem, both for the geological environment and quartz, amethyst, calcite dolomite, pyrite, calcite, for the environment for many decades or even cen- etc. (Fig.4) are of great scientific and practical inter- turies. For this reason, the fate of the Kryvyi Rih re- est. gion is the present day issue, and it must be solved

Fig.4. Semiprecious stone material of iron ore deposits from Kryvbas.

One of the dominant idea of stone aesthetics parallel-banded, wavy-striped, puckered, brecciated and artistic characteristics of jaspilite is determined and landscape. by its color and texture. Characteristic features of the textural pattern The colour range of jaspilite includes chro- of jaspilites are static, dynamics, movement and ori- matic (red, yellow, orange and blue) and achromatic entation (direction). colours. Strict alternation of opaque differently col- Wide range of colours ensures a variety of tex- ored layers (bright and dark red, light and dark grey) tural drawings, which distinguishes favourable allows to create a wide variety of decorative and ar- jaspilite from other stones. None of the known stones tistic products: bodies of rotation (balls, vases), table has such a spectrum of texture patterns as jaspilite. cut (three-dimensional geometric bodies, writing They can be conditionally divided into five types: sets, jewelry boxes, mosaic), artistic carving (cam- eos, figures of small shapes) (Fig.5).

24 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______

Fig.5. Decorative artistic items of decorative jaspilites (Samotsvety Ukrainy. Dzhespility, 2006).

Recently, there has been a promising direction or sunrise, flowers, corals, magma, smoke, etc. – "Art in stone", where the artistic image of the stone these are the associations that the artist sees in this is complemented by oil painting (Fig.6). stone. In addition to the mentioned above, the aes- The uniqueness and artistry of the stone lies, thetic properties of the stone get people excited and above all, in its colour range. The theme can be both inspire, cause perturbation and agitation, increase classical religious subjects and military-patriotic, as nervous tension, create energy charge, increase the well as the events of contemporaneity. Fire, sunset level of anxiety.

Fig.6. Paintings "Underground Kingdom", "Contact". Artist O. Baranova.

The study of jaspilites together with the pro- healing stone, it’s psychological, astrological and duction of experimental products revealed three laws magical characteristics testify to this. The healing of formation in the design of natural gemstones, that properties of the stone are not of mysterious and is the texture pattern depends on the direction of the mystical nature, they lie in the physical and crystal plane of cut, the size of the visible surface, and the chemical properties of jaspilite, which has a strong geometric shape of the stone (Baranov Petr et al., magnetic field, due to the high content of magnetite 2009). These laws allow to control not only the tex- in it. The stone emanates both fire and cold. An orig- ture pattern and colour of jaspilite, but also to influ- inal mind sees it as an image of development in art, ence the feelings and emotions of the viewer. in which the stone reveals its "soul". An inexperi- Today, the old tradition of philosophical and enced reader will be disappointed with the infor- symbolic application and justification of the useful- mation, having found magical properties of jaspilite ness of the stone is revived. The concept of the stone on the Internet, because the history of this stone is as an energy and healing source lies in the intricate the history of material substance. The virtual picture patterns, which are determined by the color range of of the magic stone is just another illusion. However, jaspilite. Gaspilite has a very high reputation as a 25 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______the magic power of the stone has a rationalistic ex- gothic, ancient myth or legend, gothic, classic or planation, which is the presence of polar minerals in modern architecture and interior. composition and properties. This stone, like most The goals and tasks of modern masters of gems, is not rare on Earth, it is the real book, which stone – to integrate the stone into the design land- can be used to study the history of the formation of scape of the Dnieper region, the Ukrainian interior, the earth's bowels of some parts of the earth. This is to make this stone a worthy representative of the a kind of chronicle, imprinted in stone; a book, Ukrainian state, a symbol of its wealth and glory. It which contains the greatest enigma of the Nature, will not be long - a concrete practical implementa- and which keeps its deepest secrets – the mysteries tion of the project, which is possible with the in- of the emergence of the immaculate in its fiery cold volvement of interested people who can help in the beauty of the stone. This stone has a huge potential, implementation of the project. To do this, the mate- which is unexplored until the end. But the first deci- rial and spiritual efforts of those who sincerely love sive steps in the design development and practical Ukraine and longs for its prosperity should be testing of jaspilite or picture jasper have already united. The most interesting thing is that this project been made. This is the stunning with its audacity is not something abstract or unreal. It can become even the most exquisite and sophisticated imagina- one of the most fruitful and promising design and art tion, the project of the Jaspilite room, which can be- national projects of Ukraine. It is difficult to accept come a Museum relic of Ukraine, like malachite or the extraordinary and unconventional idea of the Amber rooms Jaspilite room (Fig. 7). prospects for the development of the Jaspilite room The monograph "Gems of Ukraine" is devoted as a decorative, applied and artistic work. Knowing to the stone, which played a breakthrough role for of the artistic value of the stone should inevitably the Dnieper region. Five projects of Jaspilites rooms lead to practical work, the transition from the pro- in classical, Gothic and also modernist styles are ject, artistic fantasies and theoretical work to the im- presented here (Samotsvety Ukrainy. Jaspilite, plementation of practical tasks that are set before the 2006). The task of modern jaspilite artists to imple- design team. ment design tactics of a jaspilite master in stylized

Fig 7. Sketch designs of Jaspilites room: Cantata about the stone (author I. N. Buryak), Knight hall (author M. P. Luzanov) (Samotsvety Ukrainy. Jaspilite, 2006).

Thus, the developed iron ore deposits have the op- cultural centers (museums, bases, unique works of portunity to become not only an industrial, but also art) on their basis, the development of popular scien- a cultural and educational centre. tific tourist routes, etc. The implementation of this And although at the present time, with the idea will be the basis for the development of the help of minerals material goods are created, the task stone-colored market, national traditions and the cul- of the present days concerning using of geological ture of stone in the region. But, alas, despite these objects is the formation sports and recreation and 26 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______prospects, the society is not ready to create a future Italian company "Antolini", which use graphic peg- for our children yet. matite in interior design under the trademark "Zeb- Deposits of written pegmatites. The radorite", are interesting. At the same time, Ukrain- Eliseyevskoye pegmatite field is still interesting for ian written pegmatite is not present on the market commercial structures, as it includes 15 lodes, one of and is not valued as a stone-colored raw material. which is currently being developed for ceramic raw In general, the Srednepridneprovsky mega- materials – the field "Balka Bolshogo lagerya", block of the Ukrainian Shield, as studies have where the written pegmatite is about 40 %. The stone shown, has great prospects for stone-colored raw is a rich in texture patterns and sizes of textureform- materials. It includes granite deposits, where epi- ing elements (ichtyogliptes). According to the draw- dosites, mylonites, tectonites, gangue quartz of dif- ing and the colour scheme, eight varieties of written ferent color paint are used as gems. At this moment, pegmatites (Fig. 8) are distinguished on the deposit: they are used as building materials (quarrystone, gently pink, soft brown, spot violet, parquet pink, gi- crushed stone, crumbs, etc.), although, according to gantic purple, leopard, snow white and violet-pink the Ukrainian legislation, epidosites and colored (Slivna O.V., Baranov P.M., 2015). quartz are semi-precious stones of the second order. As lodes contain decorative raw materials The most interesting from an aesthetic standpoint are (written pegmatites), which many times exceeds the decorative tectonites, first installed during the tun- cost of ceramic raw materials, at the present time the neling of the Dnepropetrovsk underground. Subse- deposits of written pegmatites need a revaluation, quently, such formations were discovered on the taking into account the stone-colored raw materials. Tretuznenskiy granite quarry (near the town of Ka- Pegmatite refers to semi-precious stones of the sec- menskoye), which can serve as a prototype object in ond order. It is a relevant and interesting material for the identification of promising areas of stone-col- jewelry and stone processing industries. Tradition- ored raw materials in the Srednepridneprovsky meg- ally, written pegmatite is used as an ornamental ablock of the Ukrainian Shield. Here, for the first stone for stands, boxes, countertops, decorative peb- time, blue-black quartz was discovered at the contact bles. However, at the present time, the results of the of granitoids and ultrabasic rocks.

Fig. 8. Decorative varieties of pegmatites of the deposits "Balka Bolshogo Lagerya» (Slivna O.V., Baranov P.M., 2015).

27 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______

The malachite deposits of the Democratic Republic trace in art, culture and history. Huge useless quar- of the Congo (Zaire) are an example of squandering ries remain on the site of waste deposits. of national wealth. Explored deposits. Currently, deposits that Malachite deposits were discovered at the be- contain collection and semi-precious stones are on ginning of the 20th century. In size and reserves balance of the Geological survey of Ukraine (GKZ). (over 1000 tons), they are unique, and the country One of them is the Shevchenkovskoye Deposit of occupies a leading position in the world market for spodumene pegmatites, located in the South-Eastern the extraction of malachite (approximately 10,000 part of Ukrainian shield. In addition to the lithium tons of ore produce about 100 kilograms of jewelry mineralization there are wide fields of lithium peg- malachite). matites of nitro type here: microcline graphic, albite, The quality of malachite and its application in spodumene pegmatites. There are interesting sam- arts and crafts were determined on the basis of stud- ples of pink spodumene (kunzite), petalite from light ying the decorative and technological properties of green to pink, tourmaline (sherl) (Baranov p. N., the stone (Baranov, P.N. et al., 2006). Kichurchak V. M., 1992). But the secrecy of this ob- In the course of experimental works, decora- ject did not allow carrying out Gemological assess- tive and artistic and jewelry items of the most differ- ment during geological exploration, so the true cost ent level were made (Fig. 9).This allowed to estab- and the future fate of this field was not determined. lish that the criteria for assessing the quality of mal- Thus, explored deposits require a comprehen- achite are the mass and shape of the samples, polish- sive assessment of minerals regardless of ownership ing, color, and pattern. In some cases, the criteria for and secrecy, because this is our planet and this is our assessing of the quality of malachite may be the in- task. As V.I. Vernadsky wrote, the highest stage of clusion of foreign minerals (pseudomalachite, azur- the biosphere development is a reasonable transfor- ite, broshantite) and host rocks, as sometimes they mation of the primary nature of the Earth in order to give special originality to malachite (landscape make it able to satisfy all material, aesthetic and spir- paintings). itual needs of the numerically increasing population High-quality Zaire malachite is illegally ex- (Vernadskiy V. I., 2002). This requires a spiritual ported from the country, and high-quality products conviction of society that the geological environ- made of it are often given out for the Ural one, which ment and its minerals are not a pantry, where you can has worldwide fame on the world market. At the only take from. We must understand that this is not same time, local residents (the Congolese) make a momentary benefit, but the future of our society low-quality products from malachite. Thus, bright and our planet Earth gem is completely dissolves in society, leaving no .

Fig. 9. Works from malachite DR Congo. The watch on the sketches of Faberge. Panel picture "Landscapes of Africa."

28 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 20-29 ______

For a full understanding of the essence of ecological Ukrainy.[Typomorphism inclusions from quartz of aesthetics, and knowledge of the beautiful in nature spodumene pegmatites of Ukraine]. Mineralog- and further savings, you need to realize that the aes- icheskiy zhurnal, 14, 84 – 87 (in Russian). thetics of the nature requires the development sensi- Baranov P.N., Kutsevol M.L. 1998. Kamnesamotsvet- bility, contributing to the pleasure of stay in a natural noye syrye gruppy kremnezema na mestorozhdenii nikelya v Srednem Pobuzhye.[Semiprecious stone environment, in a man. Ecological aesthetics in this material of the group silica in the Deposit of Nickel sense is a philosophy of harmony between man and on Average Pobuzhzha]. Sbornik nauchnyx trudov nature, the emergence of which becomes possible NGA Ukrainy, Dnepropetrovsk: RIK NGA only in a certain cultural context of modernity. Ukrainy, 188-189 (in Russian). Conclusions.1.The exhausted deposits are divided Baranov, P.N., Mukendi E., Shevchenko S.V., Bogdanov into three groups according to the degree of eco-es- V.M., Baranov A.P. 2006. Mineralogo-gemmo- thetics: deposits that have become cultural and edu- logicheskaya harakteristika malahita Katangskogo cational centers; deposits that played a large role in mednogo poyasa (DR Kongo). [Mineralogical and culture and art; deposits that have lost stone-colored Gemological characteristics of malachite Katanga raw materials. The aesthetic aspect plays a major copper belt (DR Congo)]. Koshtovne ta dekora- tivne kaminnya, 1(43), 19-25 (in Ukrainian). role in their future. In the presence of aesthetic, his- Baranov Petr, Shevchenko Sergey, Heflik Westlaw, Du- torical and other interesting factors, these deposits manska-Slowik Magdalena, Natkaniec-Nowak become attractive for investment in the development Lucyna. 2009. Jaspillite – a gemstone from of popular science tourism. The society becomes Ukraine .The Journal of Gemology.Vol. 17, 3, 23- spiritually richer, and the environment is safer and 30 (in English) more beautiful if the exhausted deposits turn into Fersman, A. E., 1961. Ocherki po istorii kamnya. [Essays cultural and educational centres. on history of stone]. Vol. 2. Moscow: AN SSSR 2. Developing and explored deposits of raw gem- (in Russian). stones are in urgent need of re-evaluation and devel- Metallicheskiye i nemetallicheskiye poleznyie iskopaye- opment of the ecological and aesthetic projects with myie Ukrainy. 2005. [Metal and non-metallic min- erals of Ukraine].Vol 1, Kiev - Lvov: Izd-vo economic, environmental, and aesthetic positive in- «Tsentr Evropy» (in Russian). dicators. Samotsvety Ukrainy. Dzhespility. 2006. [Gemstone from 3. The obtained data suggest the development of Ukraine. Jaspillite]. Vol 2. Kyiv: YuvelirPRESS highly effective aesthetic projects to restore the dis- (in Russian). turbed geoecological environment. To understand Slivna, O.V., Baranov, P.M. 2015. Geologo-promislovi the ecological situation in the region, first of all, it is kriteriyi otsinky yakosti pismovyh pegmatytiv necessary to make an ecological and aesthetic inven- Elisiyivskogo rudnogo polya [Geological and in- tory of deposits with stone-and-stone raw materials. dustrial criteria of quality evaluation of written pegmatites from ore field Yelisiyivske ]. Ko- shtovne ta dekorativne kaminnya, 1, 8-12 (in References Ukrainian) Vernadskiy, V.I. 2002. Biosfera i noosfera [The biosphere Baranov, P.N., Kichurchak, V.M. 1992. Tipomorfizm and the noosphere]. M.: Rolf, (in Russian). vklyucheniy v kvartse spodumenovyh pegmatitov

29 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 30-34 doi: 10.15421/111827 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 30-34 ______Transformation of the energy state of the molecular structure of coal in the process of metamorphism

K. A. Bezruchko, L. I. Pymonenko, А. V. Burchak, D. А. Suvorov

The M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics, National Academy of Science of Ukraine, Simferopolska str., 2а, 49005, Dnipro, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. This article discusses processes of rock-mass geothermal and geomechanical Received 20.02.2018; energy transfer on the nanolevel and describes different mechanisms of potential energy Received in revised form 07.04.2018; absorption, distribution and usage by the molecular structure of the coal substance. We Accepted 06.06.2018 show that mechanical and thermal energies in the molecular structure of the coal substance are transformed into quantum-mechanical energy which feeds the structural transfor- mations and generation processes in the substance. At the nanolevel, the energy inflow transforms the atomic-molecular structure, changes the physical and chemical properties of the coal and may cause fluid (including methane) emission. The availability of a general solution for energetic problems of different hierarchical levels is evidence of the possibility of using a fractal approach for researching the energy re-distribution in the system.

Keywords: coal substance, energy potential, metamorphism, structural transformations, methane generation

Трансформація енергетичного стану молекулярної структури вугілля у процесі метаморфізму

К. А. Безручко, Л. І. Пимоненко, О. В. Бурчак, Д. А. Суворов

Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, вул. Сімферопольська, 2а, 49005, Дніпро, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Розглянуто процеси передачі геотермічної та геомеханічної енергії гірського масиву на нанорівень, а також пока- зано можливі механізми поглинання, поширення і використання виниклого підвищеного енергетичного потенціалу молеку- лярною структурою вугільної речовини. Встановлено, що в молекулярній структурі вугільної речовини механічна і теплова енергії перетворюються на енергію квантово-механічної природи, що живить структурні трансформації та генераційні про- цеси в речовині. На нанорівні вступ енергії викликає трансформацію атомно-молекулярної структури, зміни фізико-хімічних властивостей вугілля з можливим виділенням флюїдів, у тому числі метану. Енергії різних ієрархічних рівнів функціонально пов'язані. Наявність загального розв’язання для енергетичних задач різних ієрархічних рівнів свідчить про можливість засто- сування фрактального підходу до вивчення перерозподілу енергії в системі.

Ключові слова: вугільна речовина, енергетичний потенціал, метаморфізм, структурні трансформації, генерація метану

Introduction. In the process of geological history, all, 2011). However, the same external processes oc- rocks of the coal-bearing stratum are subject to curring at different levels activate different mecha- changes in temperature, geostatic and tectonic pres- nisms of the inflow energy absorption and re-distri- sure. Geodynamic conditions are periodically bution. On the scale of the rock massif, the laws of changed, thus, the system receives geothermal and classical physics and thermodynamics work well and geomechanical energies which differ by intensity exactly describe the processes occurring in the mac- and impact on the structure and properties of the en- roscopic systems; while the laws of quantum me- tire rock mass at the macro- and micro levels (Luki- chanics are good for the atomic-molecular level, nov at all, 2010, Tektono-heokhimichna. Lukinov at where the principle of energy uncertainty acts in the system. 30 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 30-34 ______Formulation of the problem. The IGTM , NANU, of macro molecules and formation of low-molecular researched the effect of thermal and mechanical ac- compounds. tions at the nanolevel with the help of the spectral Free energy ( F ) is connected with the energy method. The experimental studies of transformations ( E ) of the entire system, temperature (T ) and en- in the atomic-molecular structure of coal (Burchak tropy ( S ) by an equation F = E −TS . The energy at all, 2010. Balalaev at all, 2011) proved that geo- coming into the system from outside changes T and logical processes with associated pressure and tem- S, or, more specifically, increases the product TS, perature growth impacted on the state, composition and the value of F is reduced, correspondingly, ap- and properties of the coal substance. At the proaching its minimum. It means that the system ac- nanolevel, the energy inflow transforms atomic-mo- cumulates an external energy and will relax it in such lecular structure, the consequence of which is emis- a way as to reduce the F. In a closed system, free sion of methane and changes in the coal’s physical energy can be reduced only through certain transfor- and chemical properties (Burchak, 2012). However, mations in the molecular structure (Semenov, 1986), mechanisms of the transformations take place at dif- breakup of high-molecular compounds and structur- ferent levels and their interdependence has been in- ing of the group. sufficiently studied. Therefore, research on the en- Figure 1 presents the scheme of a coal frag- ergy transfer from the macro level to the nanolevel ment with cyclic and linear sections. Macromole- and mechanisms of the accumulated energy distribu- cules of the carbonized organic substance have car- tion and usage in a large scale macro system by mo- bon compounds of the linear type with concentration lecular volumes of the substance is the subject of this n1, which, in the process of transformation transfer article. to cyclic compounds with concentration n1. In this Presentation of the general material. In the pro- case, the system entropy change, per 1 mol of the cess of metamorphism, a coal substance is in an en- substance, is: ergetic state close to equilibrium. When external conditions are changed, it is profitable for this sys-   ∆ = − ⋅ n1 + n2  tem to transfer its composition and state in accord- S R n1 ln n2 ln ,  n + n n + n  ance with the Le Chatelier-Broun principle as such 1 2 1 2 transformations soften the action of the external fac- tors. So, the carbonization process, by its essence, is where R is a universal gas constant ( R = 8.31 an energetic response of a closed system to an exter- J/mol·К); nal impact, i.e. it is a relaxation which should be ac- n1 – is concentration of the compounds with the lin- -1 companied with increase of entropy and reduction of ear structure, mol ; the internal energy of the substance. The increase of n2 – is concentration of the compounds with the cy- -1 entropy, in its turn, is impossible without destruction clic structure, mol .

Fig.. 1. Scheme of a coal fragment with cyclic and linear sections.

It results from this that it is profitable for this close to equilibrium irrespective of the processes oc- system to become structured by transforming linear curring. So, when no external sources of energy are compounds into cyclic compounds with emission of available, the driving force for the carbonization energy. The similar structural transformations are as- should be an entropic factor, i.e. spontaneous struc- sociated not only with inflow of energy from outside tural transformations leading to cyclization of the but with the internal entropic factor as well. At the linear compounds in the molecular structure of the same time, the molecular structure of the substance coal substance. This thesis requires further explana- is rebuilt spontaneously resulting in reduced energy tion and confirmation. of the system and increased entropy. Let’s randomly choose a sector of molecular Growth of aromatic component in the process structure of the substance of linear patterns (Fig. 2а). of the metamorphism draws no objections. However, Let’s consider a system of carbon atoms the system under this consideration is in the state CFGHL. This system has the following energy:

31 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 30-34 ______= Σ + + + + -23 E0 (EC EF EG EH EL ). where k is a Boltzmann constant ( k = 1.38·10 J/К), (W0 = 2 for the systems with two basic quan- Statistic entropy (S0) is defined by a number tum states). If as a result of conformational defor- of micro states (W), which realize a macro state of a mation or structural defects a weak link is formed particular structural unit. For the linear sector: between the carbon atoms in the neighbouring chains, then new states appear in this system which = = S 0 k ln W0 k ln 2 , are characterized by a nonzero probability of energy flow, i.e. that the energy could be “pumped” via these bunches (“sewing together”) (Fig. 2в).

а в Fig. 2. Scheme of cyclization of the molecular structure of coal substance: а is a sector which can be approximated as a linear structure, б are the main and additional micro states of the energy pumping (Е0 is energy of the basic micro state, Е1 is energy of additional micro state) Then we have the following equation for the processes of polymerization and linking small mole- statistical entropy of the flat sector: cules into macro molecules (Tarasevich, 2002. Astahov at all, 2005). The process of the percolation = S1 k ln 4 , conduces to self-organization, and structures formed in these cases have a fractal nature (Tarasevich, 2002). The fractal dimension is closely connected where k is a Boltzmann constant, (Wi = 4 for the sys- with an entropy which is characterized by energetic tems with four quantum states). and dynamic peculiarities of the physical system, For the absolute values, the entropy change is: and these peculiarities define the system genesis. As coal is a thermodynamic system in the quasi-static ∆S = k ⋅(ln4 − ln 2) ≈ 0,7k. state, and the link between the entropy and energy here is simple (energy transfer from the state with In natural conditions, the molecular structure entropy S0 into the state S1 is more probable), so en- of the coal substance is very compact, and the spatial ergy (Е) transferred to the unit of the substance mass structures of the chains are in harmony with each is equal to: Е=Т·(S1-S0). Thus, it can be stated that other. In this case, intermolecular space is minimal; natural macro processes, from time to time, “pump” the chain buckling with further cyclization is hardly energy into the system and regulate the substance probable. A more realistic scenario is that the linear structure at the atomic-molecular level. As a result (aliphatic) linking will be “sewed together”, and en- of such structural transformations occurring in the ergy needed for developing the substance cat- coal substance under the action of external factors agenetic transformations with possible detachment the system entropy increases. of the end groups and formation of methane will By analogy with an approach presented in the move via these newly formed links. On the plane, it article (Pines at all, 1966), coal substance can be looks like the formation of a cyclic compound. Thus, conventionally considered as a set of molecular com- in the process of metamorphism, the structural trans- pounds of aliphatic and aromatic type with compli- formations occur in the coal substance at the molec- cated chemical composition and structure which ular level and lead to the energy transfer via the chemically link with the jellylike complexes. Elec- bunches between the molecules. trons of the atoms in molecules of the coal substance Similar mechanism of the bunch formation are in the same energetic state and form a “quantum and energy transportation is a process of percolation, liquid” (it is an analogue of the Bose condensate) abstract theorems of which are used for describing which contains the electrons’ proton skeletons. Un- der the thermal and mechanical action in the coal 32 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 30-34 ______stratum, the energetic state of the electron “jelly” is As a result of mechanical impact, some struc- changed, and the proton skeletons “adjust” their tural transformations occur in the coal, which reduce quantum-mechanical state to such change. In a free energy in the entire system to its minimum. One closed unstable system, the changed energetic state of the possible processes of such reduction is for- conduces to conformation transitions in the hydro- mation and distribution of excitation waves. Pro- carbon compounds where a carbon atom is located cesses in the substance excited by the gravity and in the electron cloud. Energy in this system can be tectonic forces conduce to the re-building of molec- presented as a sum of energies of the “jellylike com- ular compounds in the coal, and these compounds plexes” and the energy of their interaction. Atoms are, at the same time, elements transporting energy forming the coal substance are located in the electron to the whole system. In a closed system (coal stra- gas with energy Ее. The equation for the state of non tum), energy of vibration changes the molecule interacting electron gas (electron “jelly”), linking structure in the organic substance in the form of con- pressure and this system’s volume and energy is the formation deformation. As a result of the mechanical following (Pines at all. 1966): impact, chain sector and flat grids approach each other, and thermal fluctuations form links between 2 the neighboring conjunctions. P Ω = E , e 3 e The process of energy migration in the solid phase (rigidly fixed molecules) is based on the ener- Ω where Pe is pressure of the electron “jelly”, is vol- getic resonance, i.e. an overlapping of the emission ume of the system, E is energy of electron gas. spectrums, and this is in harmony with conditions for e exciting free excitons (Zhevandrov, 1987). Energy This equation shows that atoms, under in- in such condition can be transferred to the defective creased pressure, transfer to the higher energetic lev- areas of the structures and to other molecules. The els, and, therefore, the energetic potential of the sys- energy is transferred because a coal substance being tem increases. The closed thermodynamic system a thermodynamic system trends to the state of equi- should relax the accumulated free energy. librium with minimal energy. Such transfer can be a Concentration of the paramagnetic centers in result of either energy burst (for example, a sudden the carbonate fossil organics reaches n·1019g-1, and coal-gas outburst) or relaxation of accumulated en- most of this part is, depending on the rate of the sub- ergy with further changing of the substance’s chem- stance carbonization, in the form of free radicals. Be- ical composition, state and properties. sides, it is proved that free radicals can be initiated As a result of catagenetic transformations oc- by the walls of reaction vessels (Semenov, 1986). As curring in the coal substance both chemical compo- the coal stratum is constantly under tectonic impact, sition and physical state of the substance are role of such walls can be played by mineral inclu- changed, which is manifested in the fractality of the sions in the coal stratum and zones contacting with system (Pymonenko at all, 2011. Lukinov, 2010, the enclosing rocks. The wall activity is explained by Fraktal'nost'). The external impact on the system the fact that it serves a source of radicals and place which is a natural fractal (Bulat, 1993) conduces to of their death. Activation energy of the radical tran- the fact that the energy, at the molecular level, causes sition into a volume of the coal substance is small changes in fractality (changed geometry and state of (Semenov, 1986). The matter is that the system re- the surface) and growth of the system symmetry. ceives a weakly conjugate radical and forms a Thus, energy entering the system from exter- strongly conjugate radical. Availability of free radi- nal sources is used in accordance with the changed cals in the high-molecular organic substance can ac- geometry of the system, i.e. it is also fractally ab- tivate and develop chain reactions, the product of sorbed. which is always low-molecular compounds. The dif- Conclusions. The research showed that energy ference of the energies remains within the system transformations occurred in the molecular structure and presents an additional source of energy which of the coal substance. Mechanical and thermal en- reduces thermodynamic limitations of the transfor- ergy is transformed into quantum-mechanical en- mations in the solids (Galimov, 1973). ergy, which feeds structural transformations and In accordance with the model of electronic generation processes in the substance. “jelly”, any impact on the coal substance will, due to The study of processes of different types of the action of the mineral components, excite the sys- energy transferring from macro level to the tem and the energy transfer (Maradulin at all, 1968), nanolevel showed that energies at various hierar- create chain reactions of the free radicals and phase chical levels are linked with each other functionally. transition of the 2nd level, change the chemical com- Redistribution of accumulated energy conduces to position of the system, and, consequently, conduce the system fractality at all levels. The availability of to the process of the methane generation. a general solution for energetic problems of different 33 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 30-34 ______hierarchical levels is evidence of the possibility of Lukinov, V.V., Baranovskij, V.I., Pimonenko, L.I., using a fractal approach for researching the energy Kuznecova, L.D., 2010. Fraktal'nost' re-distribution in systems. mikrostruktury uglja [Fractality of coal microstructure]. Heotekhnichna mekhanika: References Mizhvid. zb. nauk. prats IHTM NAN Ukrainy, 87, 15–23 (in Russian). Lukinov, V.V., Pymonenko, L.I., Burchak, O.V., Astahov, A.V., Belyj, A.A., Minaev, V.I., 2005. Prime- Suvorov, D.A., 2010. Tektono-heokhimichna nenie fraktal'nogo podhoda i teorii pekroljacii pri hipoteza utvorennia vykydonebezpechnykh zon u issledovanijah kamennyh uglej [Application of the vuhilnykh plastakh [Tecton-geochemical fractal approach and the percolation theory in stud- hypothesis of the formation of outburst zones in ies of coals]. GIAB, 3, 5-9. (in Russian). coal beds]. Dop. NAN Ukrainy, 2, 114-118 (in Balalaev, A.K., Burchak, A.V., 2011. Tendencii razvitija Ukrainian). molekuljarnoj struktury organicheskogo Lukinov, V.V., Pymonenko, L.I., Burchak, O.V., veshhestva kamennyh uglej [Trends in the devel- Suvorov, D.A., 2011. Pryrodna enerhetychna opment of the molecular structure of the organic skladova v metanoutvorenni ta rozviazanni substances of coals]. Naukovi pratsi UkrNDMI hazodynamichnykh yavyshch [Natural energy NAN Ukrainy. Donetsk, UkrNDMI NAN component in methane formation and solution of Ukrainy, 9(II), 68-76 (in Russian). gas dynamics phenomena]. Dop. NAN Ukrainy, Bulat, A.F., Lukinov, V.V., Repka, V.V., 1993. Frak- 10, 99-104 (in Ukrainian). tal'naja priroda ugleporodnyh massivov [Fractal Maradulin, A., Montroll, Je., Weiss, J. 1968. nature of coal-bearing massifs]. Ugol' Ukrainy, 9, Dinamicheskaja teorija kristallicheskoj reshetki v 37-39 (in Russian). garmonicheskom priblizhenii [Dynamic theory of Burchak, A.V., Balalaev, A.K., 2010. Jeffekt izmenenija the crystal lattice in the harmonic approximation]. parametrov IK-spektrov uglej v rjadu Mir, Moscow (in Russian). metamorfizma pri mehanicheskom davlenii [The Pymonenko, L.Y. Burchak, O.V., 2011. Doslidzhennia effect of changing the parameters of the FTIR- fraktalnosti prostorovo chasovoi evoliutsii spectres of coals in a series of metamorphism vuhilnoi rechovyny metodom Khersta [Research under mechanical pressure]. Heotekhnichna mek- of the fractality of spatial temporal evolution of hanika: Mizhvid. zb. nauk. prats IHTM NAN coal by the Hirst method]. Naukovi pratsi Ukrainy, 87, 190-198 (in Russian). DonHTU, seriia «Hirnycho-heolohichna», Burchak, O.V., 2012. Strukturni transformatsii vuhilnoi 15(192), 233-239 (in Ukrainian). rechovyny v protsesi hazoheneratsii [Structural Semenov, N.N., 1986. Cepnye reakcii [Chain reactions]. Transformation of Coal in the Process of Gas Gen- Nauka, Moscow (in Russian). eration]. Heotekhnichna mekhanika: Mizhvid. zb. Tarasevich, Ju.Ju, 2002. Perkoljacija: teorija, nauk. prats IHTM NAN Ukrainy, 101, 181-188 (in prilozhenija, algoritmy [Percolation: theory, appli- Ukrainian). cations, algorithm]. Jeditorial URSS, Moscow (in Galimov, Je.M., 1973. O novoj himicheskoj modeli pro- Russian). cessa nefteobrazovanija [About a new chemical Pines, D., Nozieres, P. 1966. The theory of quantum liq- model of the oil formation process]. Priroda or- uids. W.A. Benjamin. ink, New York, Amsterdam ganicheskogo veshhestva sovremennyh i iskopae- (in English). myh osadkov. Nauka, Moscow, 207-227 (in Rus- sian). Zhevandrov, N.D., 1987. Opticheskaja anizotropija i migracija jenergii v molekuljarnyh kristallah [Optical anisotropy and migration of energy in mo- lecular crystals]. Nauka, Moscow (in Russian).

34 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 35-42 doi: 10.15421/111828 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______Cross-Border Ukrainian-Hungarian Cooperation in the Sphere of Tourism

T. I. Bozhuk 1, Z. I. Buchko 2

1 National University "Lviv Polytechnic", Lviv, Ukraine, e-mail: [email protected] 2 Chernivtsi Yuriy Fedkovych National University, Chernivtsi, Ukraine,e-mail: [email protected]

Abstract. The work deals with specificities of Ukrainian/Hungarian cross-border cooper- Received 08.05.2018; ation. To begin with, legislative and regulatory frameworks that permitted functioning of Received in revised form 15.05.2018; Ukraine, Poland, Slovakia, Hungary, Romania and Moldova within the Carpathian Euro- Accepted 05.06.2018 Region have been described, and key literature sources related to topicality and efficiency of cross-border tourism development were analyzed. Major focus was thus given to disclo- sure of trends in Ukrainian-Hungarian cross-border tourism, which presupposed the analysis of statistical data related to tourism flows. The figures of the last-decade Ukrainian and Hungarian outbound and inbound tourism are presented and discussed. As was established, tourism flows from Ukraine to Hungary underwent significant changes in the last 10 years showing a 62% growth from 2006 to 2016 (from 1 790 008 to 2 893 370 people). The greatest departure intensity was observed since 2013 with average annual gain by 200-300 thousand people. Instead, the Hungary-to-Ukraine direction is specific for instability throughout the whole period of observations. It was 1–1,2 million Hungarians who annually visited Ukraine in 2006–2008. In particular, organized tourism shared 8% out of the whole flow in 2006. Beginning from 2007, this share declined to 1% and stayed unchanged through the next five years. Insignificant decrease in tourist arrivals to Ukraine was in 2009-2014. The last 3 years witness some growth of tourist flows at a rate of 200 thousand people annually on the average. Since all present-day trends observed in the market of cross-border tourism services are connected with realization of programs for cross-border cooperation, the effect of such programs (in particular, those to support implementation and development of recreation/tourism infrastructure in Zakarpattia Oblast in Ukraine and the Megye of Szabolcs-Szatmár-Bereg in Hun- gary) was assessed. It was established that both regions possess considerable natural, historic-cultural and architectural potentials that are well worth the efforts to develop tourism infrastructure and realize cross-border routes. Perspective directions of cross-border tourism development were outlined to be as follows: sports/rehabilitative and adventure tourism; green rural tourism; ecotourism; treatment/health-improving tourism; enogastronomy; religious tourism; educational tourism with accentuation on monuments of his- tory, archaeology, culture and ethnography; and event tourism.

Keywords: cross-border tourism; cross-border cooperation; Euro-Region; tourism flows; tourism destinations.

Транскордонна українсько-угорська співпраця в галузі туризму

Т. І. Божук 1, Ж. І. Бучко 2

1 Національний університет «Львівська політехніка», Львів, Україна 2 Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна

Анотація. Досліджено процеси та динаміку транскордонного співробітництва України та Угорщини в галузі туризму. Осно- вна увага приділена аналізу динаміки туристичних потоків між Україною та Угорщиною впродовж останніх десяти років. Проаналізовано показники виїзного та в’їзного туризму цих країн, визначено пріоритетні країни виїзду та в'їзду за обома показниками та сучасні тенденції на ринку туристичних послуг у рамках транскордонного співробітництва. Оцінено вплив програм транскордонної співпраці на розвиток та облаштування рекреаційно-туристської інфраструктури в Закарпатській об- ласті України та області Сабольч-Сатмар-Берег Угорщини. Охарактеризовано закономірності транскордонного співробітни- цтва, визначено основні перешкоди, перспективи та переваги транскордонної співпраці між Україною та Угорщиною в галузі туризму.

Ключові слова: транскордонний туризм; транскордонне співробітництво; Єврорегіон; туристичні потоки; туристична де- стинація

35 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______

Introduction. Cross-border cooperation remains to Megye of Szabolcs-Szatmár-Bereg in Hungary, ana- be among the most characteristic features of interna- lyzing their most significant results. tional relations and an important component of Statement of basic materials. Ukrainian-Hungar- Ukrainian national policy. Ukraine and Hungary ian tourism flows pass through the territories of consistently cultivate their links in the sphere of Zakarpattia Region (Ukraine), and the Megye of tourism, and the awareness of trends within such co- Szabolcs-Szatmár-Bereg (Hungary). The territory of operation therefore requires systemic and detailed both regions has an old common history of coexist- analysis. ence and development within the Austro-Hungarian Cross-border cooperation between Hungary Empire and Czechoslovak Republic. It is due to their and Ukraine is specific for being implemented on the closeness and aforementioned historic factor that territories that cover the Carpathian Euro-Region they have similar features in traditional architecture. (Ukraine-Poland-Slovakia-Hungary-Romania-Mol- It comes into particular prominence if the open-air dova), and the “Tysa”, a European Grouping of Ter- museums are considered (wooden churches, tradi- ritorial Cooperation (“Tysa” EGTC LLC). tional houses), or the architecture of the cities of Latest studies by world and national scientists Uzhgorod, Mukachevo, Khust, or Nyíregyháza (pal- where they analyzed the functioning of euro-regions aces, castles, temples, monuments of Gothic or Ba- do confirm the efficiency of such territorial for- roque architecture). Historic downtowns of these cit- mations. Stefan Puric, Romanian historian and anat- ies are included into state-protected cultural-historic omist of euro-regions, concludes that they represent heritage. All these factors would favor development territorial formations with the highest possible level of religious and cultural-educational tourism, while of institutionalization found in the forms of interstate the historic past may inspire ethnic-cultural and nos- cooperation (Puric, 2007). Problems of cross-border talgic tourism. cooperation are also thoroughly considered in the Covering the total of 136,7 km, the state bor- works by the M.I. Dolishniy Institute of Regional der between Ukraine and Hungary provides entry Studies at the National Academy of Sciences, points for five automobile and an international rail- Ukraine (Kravtsiv, 2016), where they analyze topi- way. cal issues of cooperation within the territories of Ukraine – Hungary: Outbound Tourism. Tourism cross-border regions. Further details on implement- flows from Ukraine to Hungary underwent signifi- ing such projects can be found in works of Efros, cant changes in the last 10 years showing a 62% Buchko, Rudenko for Bukovina (Efros, Buchko & growth from 2006 to 2016 (from 1 790 008 to 2 893 Rudenko, 2015) and Kyfiak for the Upper Prut re- 370 people) (see Table 1). The greatest intensity of gion (Kyfiak, 2008). Stoffelen A., Vanneste D. departures was observed since 2013 with average an- (Stoffelen & Vanneste, 2017) structurally analyzed nual gain by 200 – 300 thousand people. On the con- the role of tourism in regional development pro- trary, the figures for organized tourism declined cesses in European cross-border regions with differ- from 297 694 people in 2006 to 8 307 people in ent historical development paths. 2012. Unfortunately, there is no such statistics be- The present study aimed at disclosure, on the ginning from 2013 up to this present day. Instead, basis of the analysis of statistical figures of tourism the structure of tourism flows witnessed a fast flows, of trends observed in Ukrainian-Hungarian growth of the share of those who denoted private vis- cross-border tourism. its as primary purpose of their travels (see Table 2). Data and methods. The present study has The fact is explained by the contraction of demand been developed on the basis of the study of sources for group trips, and the rise of individual tourism. It of state statistical data (official studies, evaluation is offers for family tourism in small groups of 5-6 reports, programme documents and website, promo- people that are popular today, as well as for small tional materials), which provided a framework for companies of friends. The trend also includes holi- discussing the relation between cross-border cooper- day trips where active rest forces out passive leisure. ation and tourism development. The focus being mainly on the cross-border tourism projects imple- mented in Zakarpattia Oblast in Ukraine and the

36 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______Table 1. Dynamics of outbound tourist visitors from Ukraine to Hungary (2006-2016). Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU) Year Total number of Ukrainians Tourists from Ukraine Difference who visited Hungary who visited Hungary 2006 1790008 297694 1492314 2007 1367642 231592 1136050 2008 1276180 67858 1208322 2009 1602608 17820 1584788 2010 1789308 21775 1767533 2011 1726957 28605 1698352 2012 1759986 8307 1751679 2013 1900469 - - 2014* 2152512 - - 2015* 2442101 - - 2016* 2893370 - - *With no consideration of temporarily occupied territories of the Autonomic Republic of Crimea, the City of Sevastopol and the zone of Anti-Terrorist Operation

3500000

3000000 2893370

2500000 2442101

2000000 1789308 1759986 2152512 1790008 1900469 1500000 1602608 1726957

1367642 1276180 1000000

500000

0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Fig. 1. Dynamics of outbound tourist visitors from Ukraine to Hungary. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU)

Table 2. Tourists and visitors from Ukraine to Hungary. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Ser- vice of Ukraine (SSSU) Type of travel 2014 2015 2015/2014 2016 2016/2015 (people) (people) (people) (people) (people)

Business and government 44 - - - - Organized - - - - - Private 2152468 2442101 +289633 2893370 +451269

37 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______

2893370

6000000 2442101 2152468 5000000

4000000

3000000

2000000

1000000

0 2014 2015 2016

Private tourism Fig. 2. Number of tourists and other visitors from Ukraine to Hungary. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU)

Ukraine – Hungary: Inbound Tourism. The such figures, it is objectively impossible to consider Hungary -Ukraine direction is specific for instability tourist flows in the aspect of purpose of visit since throughout the whole period of observations. It was 2014. Generally, the last 11 years showed no signif- 1–1,2 million Hungarians who annually visited icant deviations in the number of Hungarians who Ukraine in 2006–2008 (see Table 3.), in particular, were visiting Ukraine (1 269 653 people in 2016). organized tourism accounted for 8% of the whole Insignificant decline was observed in 2009-2014. tourism flow in 2006. Beginning from 2007, this The last 3 years were the evidence of flows’ slight share declined to 1% and stayed unchanged through increase, by 200 thousand people annually on the av- the next five years. Unfortunately, due to absence of erage.

Table 3. Dynamics of inbound tourist visitors from Hungary to Ukraine (2006-2016). Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU) Year Total number of Hungarians Tourists from Hungary who visited Difference who visited Ukraine Ukraine 2006 1159711 90241 1069470 2007 1251724 12514 1239210 2008 1033376 12367 1021009 2009 814790 10694 804096 2010 944777 11402 933375 2011 862051 9750 852301 2012 742445 4342 738103 2013 771038 325 770713 2014* 874184 2 874182 2015* 1070035 - - 2016* 1269653 3 1269650

*With no consideration of temporarily occupied territories of the Autonomic Republic of Crimea, the City of Sevastopol and the zone of Anti-Terrorist Operation

1400000 1159711 1251724 1269653 1200000

1070035 1000000 1033376 944777 862051 800000 874184 814790 771038 742445 600000

400000

200000

0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Fig. 3. Dynamics of inbound tourist visitors from Hungary in Ukraine. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU) 38 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______Private tourism takes the lead in the structure of tourist arrivals in the aspect of purpose of visit (see Table 4) sharing from 20 % in 2014 to 80 % in 2015, and 93% in 2016.

Table 4. Tourists and visitors from Hungary to Ukraine. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Ser- vice of Ukraine (SSSU) Type of travel 2014 2015 2015/2014 2016 2016/2015 (people) (people) (people) (people) (people)

Business and government 12 55 +43 133 +78 Organized 2 - - 3 - Private 171997 874008 +702011 1184730 +310722 Exchange: culture, sports, 702173 195971 -506202 84787 -111184 religion, etc. Immigration - 1 - - -

1184730 702173 1200000 800000 874008 1000000 600000 800000 171997 400000 195971 600000 84787 200000 400000 200000 0 2014 2015 2016 0 2014 2015 2016 Exchange: culture,

Private tourism sport, religion, et Fig. 4. Number of tourists and other visitors from Hungary to Ukraine. Source: the data retrieved from the official website of State Statistics Service of Ukraine (SSSU)

Development of tourism and recreation is nia) is an agreement of cooperation for the develop- among the priorities of 2015 Regional Strategies of ment of infrastructure, economics, education, tour- Development of Zakarpattia Region, the same for ism, ecology, etc. Living Tysa represents a treaty for 2016-2020, and other regional sectoral programs. joint activity to prevent natural disasters and ecolog- Agreements between Ukraine and neighbor- ical catastrophes in the basin of the Tysa River. Par- ing Hungary, Romania, Slovakia and Poland become ticipants: Ukraine (1 region), Romania (4 regions), definitive when the Council of Carpathian Region fi- Slovakia (2 regions), Hungary (5 regions). Associa- nally and unanimously approved the concept of the tion of Museums and Art Galleries of the Carpathian “Carpathian Tourism Route” in 2008. The program Euro-Region is a project to help attract public and became the basis for introduction of nearly 10 pro- state authorities’ attention to preservation of monu- jects of inter-regional and cross-border cooperation, ments of history and culture, financial borrowing to as well as for over 10 investment projects to help de- support museums and restore monuments, and for velop tourism infrastructure. The cross-border route activation of tourism exchange. Participants: Ivano- covers unique natural objects (Lake Synevyr, the Frankivsk Region, Zakarpattia Region, Megye (Re- Narcissi Valley, beech virgin forests, all these being gion) of Szabolcs-Szatmár-Bereg, Košický kraj (Re- entered into the list of the UNESCO World Herit- gion), Podkarpackie Voivodeship (Region). Green age), the objects of cultural heritage (sacral monu- Carpathians is a project and an agreement called to ments, medieval castles, churches), and modern rec- strengthen joint activity of the members of the Car- reational establishments. pathian Euro-Region in the sphere of tourism and The intense Ukrainian-Hungarian cross-bor- recreation. The project aims to intensify tourism der activity started as far back as 1993 when Ukraine movement, promote rural green tourism, create the joined the Carpathian Euro-Region, its first euro-re- database of thematic tourist routes, and encourage gion. Now it covers programs important and signifi- ecological awareness in tourism. Associations of cant for the cross-border development in Central Eu- border self-governing authorities cooperate, as a rope. Inter-Region (Ukraine, Hungary, and Roma- rule, in the sphere of culture, education, and devel- opment of infrastructure of their villages, towns and 39 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______townships. Effective bilateral agreements between Zakarpattia Region due to the grant earmarked for administrative-territorial authorities of all levels, that purpose in 2007. e.g., those made up between the cities of Uzhgorod The Zakarpattia Region Council gives a spe- and Nyíregyháza, are signed for cooperation in eco- cial eye to cooperation with Hungarian regions. It nomic, cultural and scientific spheres (Sydoran, was in 2016 that yet another 2017 Program of Coop- 2010). eration between the Zakarpattia Region and the According to the data available on the Megye of Szabolcs-Szatmár-Bereg was signed; the Zakarpattia Tourism Information Web Portal, the pe- same with the Megye of Borsod-Abaúj-Zemplén to riod of 1995-2003 was favorable in Zakarpattia for co-work in 2016-2017; the Agreement for Cooper- realization of 6 cross-border tourism projects totally ation of Territorial Self-Governing Bodies in the Ba- amounting to 145 000 euro. This was only the first sin of the Tysa River was signed by the chairs of re- experience of implementing such projects between gional councils of Ukraine, Hungary, Romania and Hungary and Ukraine. Principal activity was taking Serbia; and a new cooperation program with the place on the territory of Hungary, whereas Megye of Bács-Kiskun was given a start. Coopera- Zakarpattia was an associate contractor. The partners tion with the above-stated regions of Hungary allows co-worked in Development of Tourism Program the realization of projects within the 2014-2020 Packages, Tysa Water Tourism Development, Hungary-Slovakia-Romania-Ukraine Program with Cross-Border Tourism Routes to Monuments of Ar- the EU’s grant in the amount of nearly EUR80 mil- chitecture, etc. When a number of Central-European lion. countries gained the EU membership in 2004, the All these projects aim at solving social, eco- status of cooperation between Ukraine and new EU logical and infrastructural problems encountered in members has become essentially different and the border regions of both countries and are directed to- next three years witnessed development of three new wards preservation of historic and cultural heritage, Ukrainian-Hungarian tourism projects financially environmental protection (in particular, develop- supported in the amount of 320 000 euro. Later on, ment and implementation of the “Tysa”, an Auto- six tourism projects were realized within the frame mated Informational-Measuring System (АІMS), of the Hungary-Slovakia-Romania-Ukraine Cross- creation of the “Tysa Valley”, a cross-border wild- Border Cooperation Program in 2007-2013 with to- life reserve), development of transport and commu- tal budget of 2 million euro. Among those there was nication thoroughfares, opening of new border a project for Management of Cross-Border Destina- checkpoints, learning of hard domestic waste dis- tions on the Territories of Hungary and Zakarpattia, posal. etc. On the whole, the EU went to the expense of The cross-border cooperation in the region is over 2 500 000 euro for the development of tourism also specific for availability, on all institutional lev- in the Ukrainian-Hungarian border in the last 20 els, of organizations that regularly realize projects or years. take initiatives related to problems of development Co-financed by the European Union through of joint work within the frame of Ukrainian-Hungar- the European Neighborhood and Partnership Instru- ian cross-border region. In confirmation of the fact, ment, the Integral Network of Biking Tourism Routes the following important cross-border different-level Across Ukrainian-Hungarian State Border (HUSK- network associations should be outlined: “Carpa- ROUA/1001/012) was realized in 2012-2013 within thian Euro-Region”, an Inter-Regional Association the frame of the 2007-2013 Hungary-Slovakia-Ro- founded in 1993 (unites border regions of 5 coun- mania-Ukraine ENPI Cross-Border Cooperation tries); Ukrainian part of the Civil Society Forum of Program. The “Center for Ukrainian-Hungarian Re- the Danube Strategy (founded in 2014); Association gional Development”, a Zakarpattia Region Non- of Ukrainian/Hungarian Borderline Municipalities; Government Organization was the project executor “The Circle of Carpathian Communities”, a cross- with the partnership of the State Roads Service in border network of non-government organizations Zakarpattia Region, Uzhgorod (Ukraine); Direc- and associations of local self-governing; Association torate of the museums of the Megye of Szabolcs- of Carpathian Region Universities; Rotary Interna- Szatmár-Bereg, Nyíregyháza (Hungary); the City tional (North-Eastern Carpathians). Council of Beregsurány (Hungary). Conclusions. The cross-border tourism in both re- The aforesaid “Center for Ukrainian-Hungar- gions features encouraging development perspec- ian Regional Development” was founded as far back tives with priorities to be accentuated upon as fol- as 2004, and the betterment of tourism activity lows: within a European context is among its first-order 1. Sports-rehabilitative and adventure tasks. The Center has also realized the implementa- tourism (walking, alpine, water, biking, skiing and tion of the regional tourism information center in alpine skiing tourism). Particularly attractive is the mountainous area of the Transcarpathian region 40 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______which makes it possible to realize most of the above- mentioned types of tourism. Cycling and mountain References rivers alloys (including Tysa) may be transboundary. 2. Rural green tourism. It has resources for Bozhuk, T., 2014. Rekreatsiino-turystychni destynatsii: development on both sides of the border. The more teoriia, metodolohiia, praktyka [Recreational-tour- favorable territories for it are the mountainous and istic destinations: Theory, methodology, practice]. foothill landscape as well as the regions of the Ukrainskyi bestseler, Lviv (in Ukrainian). balneological resorts of both Ukrainian and Buchko, Z., 2015. Transkordonnyi turyzm u konteksti Hungarian. yevrointehratsii Ukrainy [Transborder tourism in 3. Eco-tourism (predominantly on the territo- the context of Euro-integration of Ukraine], Nau- ries of nature reserve fund). There are 454 objects of kovyi visnyk Chernivetskoho universytetu: zbirnyk naukovykh prats. Heohrafiia. 744-745, the nature reserve fund in the Transcarpathian 109-111 (in Ukrainian). region, in particular the Carpathian Biosphere Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy (DSSU), ofitsiinyi Reserve, the national natural parks Synevir, vebsait [State Statistics Service of Ukraine Uzhansky and Zacharovanny Kray. The (SSSU), official website]. Retrieved from administrations of these institutions create and http://www.ukrstat.gov.ua implement planned ecotourism routes. There is no Efros, V., Buchko, Z., Rudenko, V., 2015. Dosvid reali- national park or natural reserve in Megye of zatsii transkordonnykh proektiv u haluzi turyzmu Szabolcs-Szatmár-Bereg of Hungary,that is why it na Bukovyni [Our experience in implementation of may be an important and interesting possibility to trans-border tourist projects in Bukovina]. take part in ecotourism programmes that are being Heohrafiia, ekolohiia, turyzm: teoriia, metodolohiia, praktyka. Materialy mizhnarodnoi implemented in Ukraine for the citizens of naukovo-praktychnoi konferentsii, 307-309 (in Hungarian borderland. Ukrainian). 4. Treatment-health-improving tourism. It Illés, S & Michalkó G., 2008. Relationships between In- has the prospects on both sides of the border. But ternational Tourism and Migration in Hungary: Ukrainians often prefer to recover in Hungary where Tourism Flows and Foreign Property Ownership. the best service and lower prices are offered. Tourism Geographies, Volume 10, Issue 1, 98- 5. Enogastronomy. It is perspective on the 118. doi.org/10.1080/14616680701825271. whole territory of the research which makes it possi- Kravtsiv, V.S. (ed.), 2016. Rozvytok transkordonnoho ble to implement cross-border enogastronomic tours spivrobitnytstva: naukovo-analitychna dopovid with tasting of the wine, cheese and other traditional [Development of trans-border collaboration: Re- search and analytics report], Lviv (in Ukrainian). dishes for the region. Kyfyak, V., 2008. Funktsionuvannia yevrorehionu 6. Religious tourism. It has its distinctive „Verkhnii Prut” ta yoho rol v intehratsiinykh features both in Ukraine and in Hungary but protsesakh Ukrainy [Functioning of Upper Prut common traits in the architecture of religious Euro Region and its role in integration processes in buildings can be traced. Ukraine]. Ekonomika Ukrainy. 6, 66-72 (in 7. Cognitive tourism with accentuation upon Ukrainian). the monuments of history, archaeology, culture, ar- Makkonen, T., 2016. Cross-border shopping and tourism chitecture, and ethnography. The common historical destination marketing: the case of Southern Jut- past is the basis for the development of cognitive land, Denmark. Scandinavian Journal of Hospital- tourism, and historical and cultural objects are the ity and Tourism, Volume 16, Issue1, 36-50. doi.org/10.1080/15022250.2016.1244506. basis of tourist routes. Mikula, N., 2004. Mizhterytorialne ta transkordonne 8. Event tourism. It has a number of precon- spivrobitnytstvo [Interterritorial and transborder ditions on the both sides of the border: a common collaboration], Lviv (in Ukrainian). historical and ethnographic heritage, in particular, Nilsson, J., Eskilsson, L. & Ek, R., 2010. Creating Cross traditions, ethnogastronomy, traditional art. There Border Destinations: Interreg Programmes and Re- are about 50 festivals annually in the Transcarpa- gionalisation in the Baltic Sea Area. Scandinavian‐ thian region. This affects the quantity and quality of Journal of Hospitality and Tourism, Volume 10, tourist services in the region. Issue 2, 153-172. The Zakarpattia Region of Ukraine and the doi.org/10.1080/15022250903561978. Megye of Szabolcs-Szatmár-Bereg of Hungary pos- Prokkola, E., 2007. Cross border Regionalization and Tourism Development at the Swedish Finnish sess considerable natural, historic-cultural and archi- Border: “Destination‐ Arctic Circle”. Scandinavian tectural potentials that are well worth efforts to de- Journal of Hospitality and Tourism, Volume‐ 7, Is- velop there tourism infrastructure and realize cross- sue 2, 120-138. border routes, and should therefore be qualified as doi.org/10.1080/15022250701226022. tourism-perspective regions.

41 Bozhuk T. I., Buchko Z. I. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 35-42 ______Puric, S., 2007. Rumyno-ukrainskoe transhranichnoe http://dfrr.minre- sotrudnichestvo. Shahi k dobrososedstvu [Roma- gion.gov.ua/foto/projt_reg_info_norm/2015/.../Str nian-Ukrainian trans-border collaboration. Steps ategiya.pdf. to good neighbor relations], Viche. 6, 74-87 (in Sydoran, N., 2010. Analiz rozvytku turyzmu v rehioni Russian). Zakarpattia (Ukraina) ta Sabolch-Satmar-Bereh Rudenko, V., Dzhaman, V., Buchko, Z, Dzhaman, Y., (Uhorshchyna) [Analysis of the development of Mruchkovstyy, P., 2016. Theoretical-Methodolog- tourism in the region of Transcarpathia (Ukraine) ical Basis for Studying the Preconditions of Ethnic and Szabolcs-szatmár-Bereg (Hungary)]. Tourism in Multi-ethnic Urban Settlements. The Heohrafiia ta turyzm. 8, 87-93 (in Ukrainian). Case of Chernivtsi City, Ukraine. Journal of Set- Timothy, D., 1999. Cross-Border Partnership in Tourism tlement and Spatial Planning, Vol. 7, No. 2/2016, Resource Management: International Parks along 157-165. the US-Canada Border. Journal of Sustainable Sofield, T., 2006. Border Tourism and Border Communi- Tourism, Volume 7, Issue 3-4: Collaboration and ties: An Overview. Tourism Geographies, Volume Partnerships, 182-205. 8, Issue 2, 102-121. doi.org/10.1080/09669589908667336. doi.org/10.1080/14616680600585489. Tosun, C., Timothy, D., Parpairis, A. & Macdonald, D., Stoffelen, A., Vanneste, D., 2017. Tourism and cross-bor- 2005. Cross-Border Cooperation in Tourism der regional development: insights in European Marketing Growth Strategies. Journal of Travel & contexts. Journal of European Planning Studies, Tourism Marketing, Volume 18, Issue 1, 5-23. Volume 25, Issue 6, 1013-1033. doi.org/10.1300/J073v18n01_02. doi.org/10.1080/09654313.2017.1291585. Zakarpatskyi turystychno-informatsiinyi portal [Trans- Stratehiia rozvytku Zakarpatskoi oblasti na period do carpathian Tourist Information Portal]. Retrieved 2020 roku [Strategy for the development of Trans- from http://www.karpataljaturizmus.info/prod- carpathian region up to 2020]. Retrieved from uct_info.php?products_id=3324&language=ua

42 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 43-50 doi: 10.15421/111829 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______Influence of technogenic loading of pyrogenic origin on the geochemical migration of heavy metals

Y. Buts1, V. Asotskyi2, O. Kraynyuk3, R. Ponomarenko4

1Simon Kuznets Kharkiv National University of Economics, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected] 2National University of Civil Defence of Ukraine, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected] 3Kharkov National Automobile and Highway University, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected] 4National University of Civil Defence of Ukraine, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. The study of geochemical aspects of the transformation of migration properties Received 07.03.2018; of heavy metals under the influence of anthropogenic loading of pyrogenic origin has been Received in revised form 03.04.2018; given insufficient attention. We studied the concentration of heavy metals in soils by Accepted 07.06.2018 atomic absorption analysis. The results indicate the transformation of their migration prop- erties. The diversity and versatility of behaviour of chemical elements in environmental components after fire was noted. In different ecological conditions, it is possible to observe a wide range of quantitative values of geochemical migration or accumulation of any particular chemical element. The analytical results show that the contents of migrant elements, pH values, areas of disasters which are approximately in the same conditions, but passed by the grass or upper fire differ quite tangibly. Heavy metals that hit the environment can form difficult soluble hydroxides. In addition, in the soil solution, there is a probability of the formation of hydroxocomplexes with different amounts of hydroxide ions by metals. The range of precipitation of hydroxides and the region of predominance of soluble hydroxocomplexes have been studied by constructing concentration-logarithmic diagrams. On the basis of the calculations it can be argued that the influence of technogenic loading of pyrogenic origin influences the geochemical migration of heavy metals . Compounds Fe3+ at the pH = 4.5-14, Cu2+ at pH = 7-14, Cr2+ at pH = 7-9, Zn2+ at pH= 8-11, Ni2+ at pH = 8-14 have the lowest migration potential. Compounds Pb2+ at pH = 9-12, Fe2+ - pH = 9.5-14 have the lowest migration potential also. In a more acidic environment, soluble substances are formed, but at a pH increase of only 0.5-1, they can decrease their mobility by an order of magnitude which contributes to their concentration in the soils after the fire. In a neutral soil reaction, most of the heavy metals (Al, Cr, Zn, Cu, Fe (II), Ni) are in a slightly soluble form (in the form of hydroxides), with insignificant, migration capacity which leads to the accumulation of these chemical elements in the soil. It is necessary to allocate heavy metals moving in a neutral environment (Fe (II), Cd, Co, Mg, Mn) into a separate group. Any increase in pH values contributes to their fixation. The obtained calculations can be used to predict the geochemical migration of heavy metals in soils which result from anthropogenic disasters of a pyrogenic origin.

Key words: natural fires, migratory properties of chemical elements.

Вплив техногенного навантаження пірогенного походження на геохімічну міграцію важких металів

Ю. В. Буц1, В. В. Асоцький2, О. В. Крайнюк3, Р. В. Пономаренко4

1Харківський національний економічний університет імені Семена Кузнеця, Харків, Україна, e-mail: [email protected] 2Національний університет цивільного захисту України, Харків, Україна, e-mail: [email protected] 3Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, Україна, e-mail: [email protected] 4Національний університет цивільного захисту України, Харків, Україна, e-mail: [email protected]

Aнотація. Дослідженням геохімічних аспектів трансформації міграційних властивостей важких металів за впливу техноген- ного навантаження пірогенного походження приділено недостатньо уваги. Проведено дослідження концентрації важких ме- талів у ґрунтах методом атомно-абсорбційного аналізу. Результати вказують на трансформацію їх міграційних властивостей. Відмічено різноманітність та різнобічність поведінки хімічних елементів у компонентах довкілля після ураження пожежами. У різних екологічних умовах можна спостерігати широкий діапазон кількісних значень геохімічної міграції або акумуляції будь-якого конкретного хімічного елемента. Аналітичні результати доводять, що за вмістом елементів-мігрантів, величин pH, 43 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______ділянки згарищ, які перебувають приблизно в однакових умовах, але пройдені низовою або верховою пожежею, розрізня- ються досить відчутно. Важкі метали, що потрапили у довкілля, можуть утворювати важкорозчинні гідроксиди. Крім того, у ґрунтовому розчині є ймовірність утворення металами гідроксокомплексів із різною кількістю гідроксид-іонів. Діапазон оса- дження гідроксидів і області переважання розчинних гідроксокомплексів вивчені за допомогою побудови концентраційно- логарифмічних діаграм (КЛД). Отримані розрахунки можна використовувати для прогнозування геохімічної міграції важких металів у ґрунтах як наслідків техногенних надзвичайних ситуацій пірогенного походження.

Ключові слова: природні пожежі, міграційні властивості хімічних елементів.

Introduction. In Ukraine, up to the present, there concentration in the areas of a ground fire (Ale- have been insufficient studies focused on the techno- kseenko, Gamova, 2015). The pH value increases by genic loading caused by the impact of the pyrogenic 6-10%. This is certainly related to increase in the (literally - "generated by fire") factor on the environ- amount of ash, which causes an alkaline reaction, ment. At the same time, the number of natural fires though it could be partly removed from the ground and their consequences continues to increase. surface of the burned area by aeolian or hydrologic Materials and methods. The objective of this pub- processes. Therefore, it is not possible to exactly de- lication was the study of geochemical aspects of termine the relationship between the amount of ash transformation of migration properties of heavy met- and the pH value in the burned areas once a certain als under the influence of technogenic pyrogenic time has elapsed after the fire. The provided exam- loading. ples of the processes of geochemical migration There is no definite explanation of the condi- clearly indicate that apart the type of the fire as a fac- tions which influence the behaviour of microele- tor of chemical elements` migration from the burned ments, particularly heavy metals (HM), under tech- areas, a major role is also played by the condition of nogenic impact. The analysis of literature data does easily combustible materials, particularly - the mois- not allow determination of the diversity and multidi- ture level of the forest litter. This allows us to define mensional character of chemical elements in envi- another condition related to the behaviour of HM ronmental components which have been affected by during forest fires: the physical condition of above- fires. In different ecological conditions, the range of ground combustible materials also serves as one of the numerical values of the geochemical migration the factors which determines the geochemical migra- or accumulation of a particular chemical element can tion during a forest fire. be large (Buts, Krajnjuk, 2009). For example, the It is known that different plants differently ac- concentration of mercury in soil after a ground fire cumulate various microelements. Therefore, one ranges from +27.3% to 64.3%. Almost 2.36 times should take into account the pattern of heavy metals` difference (Alekseenko, Gamova, 2015). distribution in the above-ground parts of plants. This The greater part of the mass of the emissions determines the quantitative indicators of geochemi- of HM (Hg, Cd, As, Pb, etc.) released into the atmos- cal migration of chemical elements during the fire. phere migrates in the compound of dust and aerosols. The most distinctive indicator is radial distribution But when the analysis involves single cases of mi- of the HM amount in the soil section, including up- gration of ore elements (Cr, Ni, Co, Mg, etc) which per soil horizons and interlayers of felt and forest lit- usually passively accumulate in the burned area or ter. In this case, there is a significant fluctuation of adjacent areas, determination of the role of large dust the HM concentration in the radial differentiation in particles is required. the soil profile. Certainly, the migration of chemical elements The burning-out of the upper parts of the occurs in relation to the type of a fire, its intensity. steppe felt, mosses, lichen and forest litter is fol- The higher the intensity of the fire, the higher is the lowed by weak emission of migrant microelements numerical assessment of the air migration of chemi- not only because the upper layers of above-ground cal elements. It is pretty obvious that there are other combustible materials dry-out quicker than the factors which determine the behaviour of HM during lower, but also because in these horizons, their in- fires in ecosystems. creased content is in the lower intervals, and not in The analytical results demonstrated that in re- the upper ones. lation to the content of migrant elements (mg/kg), Therefore, it should be emphasized that the pH values, the burned areas in nearly similar condi- complex interaction of different chemical elements, tions but affected by ground or the crown fire signif- the condition of the above-ground combustible ma- icantly differ. terials and distribution of elements in the vertical During a general fire, a number of chemical sections of the soil correspond to the behaviour of elements, for example mercury, cadmium, selenium chemical elements during fires in ecosystems. and artificial radionucleoids are released from the During still weather when fires are spreading territory of the fire , their content is 30-45% of their within ecosstems, the chemical elements held by the 44 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______fire convectional flow migrate vertically to the upper burned areas, but have a low temperature gradient. atmospheric layers and settle down on the burned out Therefore, the analysis of the data provided area depending on the extent of their cooling. Wind above suggests that the behaviour of heavy metals contributes to the distribution of the smoke plume during fires in ecosystems depends on many factors, outside a pyrogenically affected area. This allows of which the main are: the type of fire, condition of use of weather conditions to determine the role of a forest combustion materials, meteorological condi- factor which determines the migration of chemical tions, geochemical properties of the chemical ele- elements from the burned areas. However, in our ments and the pattern of their distribution in the com- opinion, this factor can be used only for small fires, ponents of the ecosystem. for general crown fires are followed by formations During forest fires, the high temperatures first of whirlwind flows which drag the cold air from the of all affect the upper few centimeters of soil, there- areas around the area of fire. The horizontal advec- fore the most radical changes occur in the litter and tional flow of the smoke plume during such fires not the upper part of the humus horizon. In the process only can be predicted, but could be taken into ac- of combustion, a significant loss in the soil organic count during the fire. At the same time, dry and compound occurs. Affected by high temperatures, warm weather will be favourable for atmospheric most of the carbon from the organic compound oxi- migration, and misty and rainy weather will contrib- dizes to gaseous forms (mostly СО2) and evapo- ute to quick washing-out and settling of the dust and rates. During intense fires, elimination of organic aerosolic particles of the smoke plume. All provided compounds of above-ground horizons and the upper analyzed data indicate the presence of another factor, part of humus horizon occurs, and also formation of which the distribution of the smoke plume is related a significant amount of carbon compound of alkaline to during the fire in the ecosystem: weather condi- and alkaline-soil elements, which causes intensifica- tions which influence the migration or accumulation tion of the pH reaction. According to U. M. Kras- of separate chemical elements within the burned-out noshhekov et al (Krasnoshhekov, Valendik, Bez- territory. korovajnaja, 2005), the change in the acidity of soils No doubt that this transformation of steppe after fires can be significant: there are recorded cases felt, forest litter, mosses, lichens, etc into different when the level of pH equaled from 5.7...5.9 before combustion products (ash, coal, dust, aerosols, etc) the fire to pH=8.7 after the ground fire. Two months under the impact of high temperatures of natural after the fire, pH of the surface horizon equaled 8.0, fires should influence all chemical elements. and only in the ten year old burned areas did the re- It is given that the chemical elements in the action of the upper organogenic horizons recover. components of natural chemical complexes occur in Apart from the microelements necessary for the different conditions: sorption, absorption, complex plants, which are provided to the soil from the fire, a organic-mineral compounds, etc. However, in the large amount of Fe, Al, Zn, Mn and other heavy met- case of forest fires, therefore high temperatures, Ale- als are provided with the ash. kseenko I. V. (Alekseenko, Gamova, 2015) analyzes Let us more accurately analyse the conditions their behaviour depending on their boiling and evap- of formation of mobile forms of heavy metals in soil, oration temperatures. He assumes that active migra- which would allow us to draw a conclusion about tion of cadmium and mercury is related to their low their migration or accumulation in the geochemical boiling temperatures , whereas because HM such as environment. copper, chromium, nickel and cobalt have a ten Heavy metals which were released to the en- times higher boiling temperature, they tended to ge- vironment can form poorly soluble hydroxides. ochemically accumulate the lithogenous base of the Also, there is a possibility that in the interstitial wa- burned area (°С): Hg – 357, As – 610, Cs – 690, Cd ter, the metals will form hydroxo complexes with – 765, Zn – 907, Mg – 1107, Pb – 1744, Mn – 2151, different amounts of hydrooxid ions (Buts, Krajnjuk, Sr – 1384, Cr – 2482, Cu – 2595, Ni – 2732, V and 2008). The range of sedimentation of hydroxides and Co – 3000. the area of soluble hydroxo complexes were studied The described tendency does not involve man- using a development of logarithmic concentration ganese - having a high boiling temperature, it easily diagrams (LCD). The solution of metal hydroxide migrates. On the other hand, a low level of migration (on the example of cuprum hydroxide formation) is demonstrated by arsenic, despite the fact that this and formation of its complex compounds is de- chemical element sublimates already at the tempera- scribed by three main reactions: ture of 610°С. The low values of this indicator could be caused by its position in the mineral part of the 2+ – litter thickness and its close relationship with iron. Cu(OH)2 = Cu +2OH lgKs= –19.66 – + The pattern also does not explain the behaviour of (2 –n) OH +H = H2O –lgKw=14 2+ – 2-n natrium and potassium, which accumulate in soil of Cu +nOH = Cu(OH)n lgβn 45 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______2+ – – n=3 Cu +3OH = Cu(OH)3 lgβ3=14.42 2+ – 2– Total reaction Сумарна реакція: n=4 Cu +4OH = Cu(OH)4 lgβ4=14.56 + 2-n Cu(OH)2 +(2-n)H = Cu(OH)n +(2-n)H2O lgK=lgKs+ lgβn– (2-n) lgKw For calculating the constant of balance of total reaction, we used logarithms of product of solubility 2+ – + n=1 Cu +OH = Cu(OH) lgβ1=6.0 of hydroxides and the constant of stability of the 2+ – n=2 Cu +2OH = Cu(OH)2 lgβ2=13.18 metal complexes with hydroxides (Table 1).

Table 1. Logarithms of constants of stability of complexes with hydroxides (Goronovskij, Nazarenko, Nekrjach, 1974; Rabinovich, Havin, 1991)

Cation Кs lgβ1 lgβ2 lgβ3 lgβ4 Al3+ -32 9.0 18.7 27 33 Cd2+ -13.7 6.08 8.70 8.38 8.,42 Co2+ -14.7 4.4 9.2 10.5 Cr3+ -30.18 10.1 17.8 24 29.9 Cu2+ -19.66 6.0 13.18 14.42 14.56 Fe2+ -15.0 5.56 9.77 9.67 8.56 Fe3+ -37.42 11.87 21.17 30.67 – Mg2+ -9.2 2.60 16.3 – – Mn2+ -12.7 3.90 5.8 8.3 7.7 Ni2+ -18.06 4.97 8.55 11.33 12 Zn2+ -17 6.31 11.19 14.31 17.70 Hg2+ -25.44 10.59 21.82 20.89 10.67 Pb2+ -14.9 6.29 10.87 13.39 •

Equivalent concentrations of metal-contain- hydroxide sedimentation, which we developed, co- ing particles in this case will be as follows: incide with the data by U. U. Lur`e (Lur'e, 1989). 2-n lg [Сu(OH)n ]= lgKs+ lgβn– (2-n) lgKw–(2-n)pH In a neutral soil, most metals (Al, Cr, Zn, Cu, 2+ n=0 lg [Сu ]= lgKs– 2lgKw – 2pH=8.34 – 2pH Fe (II), Co, Ni) occur in heavy soluble form (hydrox- + n=1 lg [Cu(OH) ]=lgKs+lgβ1–lgKw–pH=0.34– pH ides). At the same time, their migrational property is n=2 lg [Cu(OH)2]= lgKs+ lgβ2 = –6.48 not significant, which leads to accumulation of – n=3 lg[Cu(OH)3 ]=lgKs+lgβ3+lgKw+pH= chemical elements in soil (Fig. 2). In such condi- =–19.24+ pH tions, heavy metals do not become washed-out from 2– n=4 lg[Cu(OH)4 ]=lgKs+lgβ4+2lgKw+2pH= the soil, are not consumed by plants, but accumulate =–33.1+2 pH in the soil. A significant change in the pH, for example Therefore, in the provided diagrams (Fig. 1), the one recorded by U. M. Krasnoshhekov et al we can clearly determine the areas of maximum sed- (Krasnoshhekov, Valendik, Bezkorovajnaja, 2005) imentation of metal hydroxides (Fig, 2). The condi- causes radical changes in the behaviour of the cu- tion of Меz+ sedimentation was assumed its concen- prum compounds. At pH=5.7 before the fire, the tration in the interstitial water equaling 10–5 mol/l. concentration [Cu+2]=0.01 mol/l, whereas at рН=8.7 Therefore (Fig. 1), below pH6.8, cuprum is in a dis- after the fire, all cuprum accumulates in soil in non- solved state, and at higher pH values, cuprum settles soluble form. 2+ down as a hydroxide Cu(OH)2, and at significantly Ions of Fe easily migrate in acidic, neutral high pH13 values, develops Cu(OH)3 hydroxo and even insignificantly alkaline environments to complexes, but their concentration is low, so pH=9.5, forming Fe(OH)2 hydroxide only in a highly one can conclude that cuprum compounds have alkaline environment (Fig. 2). a high level of migration activity to a neutral en- Radically different behaviour was observed in ions of Ferum (III). In a highly acidic environment, vironment and their fixations at pH6.8. We de- they occurred in the form of Fe3+ and Fe(OH)2+, and veloped assessments and diagrams for a number already at pH˃5, non-soluble Fe(OH)3 hydroxide of metals (Figs. 1-6). forms. That means at increasing level of pH after the Results and their analysis. The LCD intervals of fire, Ferum (III) will always accumulate in soil (Fig. 3).

46 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______

Fig. 1. Logarithmic concentration diagram (LCD) of forming of hydroxo complex of cuprum

Fig. 2. Logarithmic concentration diagram of formation of hydroxo complexes of ferum (II)

Fig. 3. Logorithmic concentration diagram of formation of hydroxo complexes of Ferum (III)

47 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______

Zinc compounds behave in different environ- lowing relationship (Fig. 5): in acidic and neutral en- ments as follows (Fig. 4): in acidic and neutral envi- vironments, the mobile forms of nickel compounds ronments, there are ions of Zn2+, and at pH=8–11.5, dominate, but after a change in pH, for example even a non-soluble Zn(OH)2 hydroxide forms; in highly 5.5 to 6.0, the number of mobile forms of nickel de- alkaline environments, zinc becomes mobile in the creased by 10 times from lg[Ni2+]=-1 to lg[Ni2+]=- 2- 2+ form of Zn(OH)2 hydroxo complexes. 2, i.e. the concentration of Cu ions changed from In conditions, as for example described by U. 0.1 mol/l to 0.01 mol/l at pH increase from 5.5 to 6.0. M. Krasnoshhekov et al. (Krasnoshhekov, Valendik, At pH˃8, the nickel compounds remained in non- Bezkorovajnaja, 2005), at pH=5.7...5.9 acidity be- soluble form. fore the fire, the concentration of mobile zinc can be At pH˂9, plumbum is in a mobile form, non- up to lg[Zn2+]=-1, i.e. to 0.1 mol/l, and lg[Zn2+]=-4 soluble complexes and hydroxides can dominate at рН=8.7 after the fire, i.e. the mobile forms in the only in alkaline and highly alkaline environments soil environment equaled only 0.0001 mol/l, i.e. zinc (Fig. 6). With increase in pH, the concentration of transforms into non-soluble forms and accumulates. mobile forms rapidly decreases. For nickel compounds, we observed the fol-

Fig. 4. Logorithmic concentration diagram of formation of zinc hydroxo complexes

Fig. 5. Logarithmic concentration diagram of formation of hydroxo complexes of nickel

48 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______

Fig. 6. Logarithmic concentration diagram of formation of hydroxo complexes of plumbum.

Chromium compounds (III) will behave as equaled 0.001 mol/l. That means that during the im- follows (Fig. 7): in acidic environments, soluble, i.e. pact of fire, chromium will accumulate in soil. In mobile forms of Cr3+ dominate, but their concentra- neutral environments, chromium forms a non-solu- tion rapidly decreases with increase in pH. For ex- ble hydroxide, in alkaline environments, at - ample, if at pH=5, the concentration of mobile forms pH=8.5…9, it starts forming soluble Cr(OH)4 hy- of chromium could equal 0.01 mol/l, at pH=5.7 it droxo complexes.

Fig. 7. Logarithmic concentration diagram of forming of chromium hydroxo complexes.

Conclusions. According to our assessments, we can are present in hard-soluble form (hydroxides), at the state that technogenic loading of pyrogenic origin same time their migrational ability is low, thus caus- has an impact on the geochemical migration of ing accumulation of these chemical elements in soil. heavy metals . The lowest migration properties were В окрему групу слід виділити важкі метали demonstrated by the Fe3+ compounds at pH=4.5–14, рухомі у нейтральному середовищі (Fe (II), Cd, Cu2+ – at pH=7–14, Cr2+ – at pH=7–9, Zn2+ at pH=8– Со, Mg, Mn). Будь-яке підвищення значень рН 11, Ni – at PH=8–14, Pb2+ – at pH=9–12, Fe2+ – at сприяє їх фіксації. pH=9.5–14. In more acidic environments, soluble Отримані розрахунки можна використову- compounds form, but a mere 0.5-1 times increase in вати для прогнозування геохімічної міграції важ- the pH can decrease their mobility ten times, causing ких металів у ґрунтах після техногенних наслід- their accumulation in soil after a forest fire. ків надзвичайних ситуацій пірогенного похо- In the soil which is neutral in relation to reac- дження. tion, most heavy metals (Al, Cr, Zn, Cu, Fe (II), Ni) The heavy metals which are mobile in neutral 49 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 43-50 ______environments (Fe (II), Cd, Со, Mg, Mn) should be Buts Ju.V., Krajnjuk E.V., 2008 Modelirovanie migra- united in a separate group. Any pH increase contrib- cionnoj sposobnosti tjazhelyh metallov pri chrez- utes to their fixation. vychajnyh situacijah tehnogennogo haraktera. The developed calculations can be used for [Modeling the migration ability of heavy metals in predicting geochemical migration of heavy metals in emergency situations of anthropogenic nature]. Russian Military Medical Academy (in Russian). soils after technogenic impacts of a disaster of a py- Krasnoshhekov Ju.N., Valendik. Je.N., Bezkorovajnaja rogenic origin. I.N., Verhovec S.V., Kisiljahov E.K., Kuz'michenko V.V, 2005 Vlijanie kontrolirue- References mogo vyzhiganija shelkoprjadnikov na svojstva dernovo-podzolistyh pochv v Nizhnem Priangar'e. Alekseenko I.V. Gamova N.S., 2015 Vlijanie lesnyh [The effect of controlled silkworm burning on the pozharov na svojstva pochv tajozhnyh landshaftov properties of sod-podzolic soils in the Lower An- hrebta Hamar-Daban. [Influence of forest fires on gara]. Lesovedenie (in Russian). soil properties of taiga landscapes of the Khamar- Goronovskij I.T., Nazarenko Ju.P., Nekrjach E.F., 1974 Daban Range]. Biogeohimija tehnogeneza i sov- Kratkij himicheskij spravochnik [Brief Chemical remennye problemy geohimicheskoj jekologii. Handbook]. Kiev (in Russian). Barnaul, 1, 171-174 (in Russian). Rabinovich V. A., Havin Z. Ja., 1991 Kratkij himicheskij Buts Ju.V., Krajnjuk O.V., 2009 Zabrudnennja vazhkimi spravochnik [Brief Chemical Handbook]. Sprav. metalami landshaftnih kompleksіv jak rezul'tat Izd, Leningrad (in Russian). tehnogenno-ekologіchnogo navantazhennja. [Pol- Lur'e Ju. Ju., 1989 Spravochnik po analiticheskoj himii lution by heavy metals of landscape complexes as [Handbook of Analytical Chemistry]. Moskva (in a result of technogenic and ecological load]. Na- Russian). tional University of Civil Defence of Ukraine, Kharkiv (in Ukrainian).

50 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 51-59 doi: 10.15421/111830 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______Tendencies in Photo Tourism Development in Ukraine (on the example of Transcarpathian region)

Chyr N.V.

State higher educational establishment “Uzhgorod National University”, city of Uzhgorod, Ukraine e-mail: [email protected]

Abstract. The purpose of this article is to investigate the main vectors of photo tourism Received 13.04.2018; development in Ukraine as an innovative trend in active tourism. On the basis of system- Received in revised form 20.04.2018; atization of the definitions available, the author presents her own vision of the concept Accepted 08.06.2018 “photo tourism”, as well as its main functions. The author gives a brief outline of the geography of the most popular photo tours in the world and emphasizes prospects for development of photo tourism within Ukraine on the basis of the touristic recreational potential available. Among the most popular destinations of photo tourism in the world for street photography and genre photography we can highlight Europe. Paris, Rome, Am- sterdam, Madrid, Prague and Lisbon are considered to be truly picturesque photo locations. In terms of scenery tours, the top ranking directions are exotic ones, such as South-East Asia, Central Asia, the Middle East, India, Tibet, China, Nepal, Ethiopia, Bhutan and Malaysia. The whole territory of Ukraine is appealing in terms of photo tour development, though the Ukrainian Carpathians and the Crimea possess the best qualities for scenery, panoramic and genre photography. At present photo tours are being actively carried out only in the Western regions of the country. The most interesting natural locations have been described, which might become the basis for photo tours within the boundaries of Ukraine in the future. The objects to be captured by the camera lens are mostly historical and cultural heritage – castles, fortresses, palace complexes. The Chornobyl Exclusion Zone has become a particularly interesting photo location. A range of schematic maps depicting tourist photo locations in the West of Ukraine has been created. The second vector of the development of photo tourism in Ukraine is the landscapes of the Carpathian Mountains. The following photo tours are successfully implemented and the most popular among tourists: “The Marmaros Mountains: photo trip along the Ukraine – Romania border”; “Verkhovyna Watershed Ridge”; “Borzhava Mountain Valley”; “ Pre-Watershed Gorgany”; “Svydovets Massif”; “Marmaros Massif”. The article analyzes the photo tour proposals nowadays available for Ukrainian tourists, their value and territorial organization. The findings of the research suggest that photo tourism is predominantly directed outside the boundaries of Ukraine whereas the develop- ment of internal photo tourism is significantly slower. The benefit of the study is that the author has developed a new tourist product in the market of tourist services of Ukraine – the programme of the photo tour “Gastronomic Transcarpathia”. Food photography of Transcarpathian cuisine is considered to be a promising and innovational element in the development of the tourist industry in the region. This article mentions limiting factors hindering development of photo tourism in Ukraine and in Transcarpathian region in particular.

Key words: photo tourism, photo tour, photo location, food photography, gastronomic photo tour, Transcarpathian region.

Тенденції розвитку фототуризму в Україні

Чир Н.В.

ДВНЗ «Ужгородський національний університет», м. Ужгород, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Розглядається питання сучасних тенденцій розвитку фототуризму як нового сегмента на ринку туристичних послуг України. Серед популярних напрямків фототуризму в світі для стрит-фотографії та жанрових зйомок виділяється Європа. Колоритними фотолокаціями вважаються Париж, Рим, Амстердам, Мадрид, Прага, Лісабон. У пейзажних турах першість належить екзотичним напрямкам: Південно-Східна Азія, Середня Азія, Близький Схід. В Україні найкращими властивостями для розвитку фототуризму характеризуються Українські Карпати та Крим. Сьогодні фототури активно реалізуються лише в західних регіонах країни. В об’єктив фотокамер переважно потрапляє історико-культурна спадщина – замки, фортеці, пала- цові комплекси. Особливо цікавою фотолокацією стала Чорнобильська зона відчуження. Другий вектор розвитку фототури- зму в Україні становлять, ландшафти Карпатських гір. Вдало реалізуються фототури: «Мармароські гори: фотомандрівка українсько-румунським кордоном»; «Верховинський вододільний хребет»; «Полонина Боржава»; «Привододільні Горгани»; «Свидовецький масив»; «Мармароський масив». Виділено найбільш цікаві природні локації, які в майбутньому можуть стати 51 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______альтернативною основою фототурів у межах України. Створено низку картосхем туристичних фотолокацій областей Західної України. Встановлено, що найбільш насичені цікаві туристичні атракції – це Закарпатська і Тернопільська області. Проаналі- зовано наявні пропозиції фототурів на українському ринку, їх вартість та територіальну організацію. Результати дослідження ілюструють переважну спрямованість фототуризму за межі України, в той час, коли внутрішній фототуризм розвивається значно слабше. Розроблено новий туристичний продукт на ринку туристичних послуг України ‒ програму фототуру «Гаст- рономічне Закарпаття», що репрезентує інтернаціональний та самобутній колорит прикордоння. Фуд-фотографія закарпатсь- кої кухні може стати інноваційним елементом у розвитку індустрії туризму краю і в перспективі залучити не тільки фотолю- бителів, а й поціновувачів різних напрямів гастрономічного туризму, етнічного туризму тощо. Конкурентну перевагу розви- тку фототуризму в межах Закарпатської області становить поширення сільських ландшафтів. Зйомка сільських мотивів для іноземців стала б новим поштовхом для пізнання України і водночас альтернативою «урбанізованої Європи». Серед перспе- ктивних векторів розвитку фототуризму виокремлено: пам’ятки архітектури та містобудування (середньовічні замки Закар- паття, міська архітектура Ужгорода, Мукачева, Берегова, Хуста); культурну складову (фестивалі, свята, звичаї, обряди, тра- диційний одяг); унікальні заповідні місця (Смерековий камінь, Обавський камінь, Соколині скелі, печери Угольського масиву та урочища Черлений камінь, Полонина Руна, Анталовецька поляна); шафранові поля у дендрологічному парку «Березинка» на Мукачівщині та в с. Колочава Міжгірського району; лавандові поля в Ужгородському районі, Долина нарцисів в урочищі Киреші Хустського району. Окреслено основні лімітувальні чинники розвитку фототуризму на теренах України в цілому та в Закарпатській області зокрема.

Ключові слова: фототуризм, фототур, фотолокація, фуд-фотографія, гастрономічний фототур, Закарпатська область.

Introduction: Recently, photo tourism has emerged the viable tourist routes have not been thoroughly in- as one of the most popular forms of active leisure vestigated or completed yet. and is currently characterized by particularly dy- The purpose of this article is to characterize namic development. This special and innovative the major vectors of developing photo tourism as a trend of tourism attracts like-minded people willing new segment in the market of tourist services of to share their experience and ideas and to tell the Ukraine on the whole and on the territory of Trans- world about the most beautiful corners of our planet carpathian region in particular; to develop thematic through their photos. photo tour on the territory of Transcarpathian region. The investigation of the modern aspects of Materials and methods of investigation. In the photo tourism development in Ukraine is a matter of process of investigation, the following methodolog- extremely topical interest, as on the one hand, this ical tools were implemented: methods of analysis trend of touristic activity is new and scantily ex- and synthesis, observation, comparison, description, plored, but on the other hand, the prospects for its historical method, cartographic method, statistical further development are excellent. Foreign authors analysis; the programme Foto Fusion5 was used for N. Snavely, S. Seitz, R. Szeliskib (Snavely, Seitz, creation of a photo location map. Szeliski, 2006)], P.D. Osborne (Osborne, 2000), J. Results and their analysis. There exists a variety of Larsen (Larsen, 2006) mostly highlight the specific- definitions of the concept “photo tourism”. On the ity of organizing photo tours, the role and signifi- basis of analysis of the interpretations available, we cance of photography in choosing the itinerary of a offer our own vision of this notion. Photo tourism is trip. This topic has not been well-investigated in a form of active tourism which is a symbiosis of tour- Ukraine. Certain general aspects as well as peculiar- ism and photo art, and is carried out predominantly ities of photo tourism development can be found in by amateur photographers, for whom tourist attrac- the works of the domestic authors: O. Beidyk tions are as important as their characteristics (aes- (Beidyk, 2013), T. Krasnov, S. Kolodiy, I. Melika thetic value, contrast range, picturesqueness etc.). (Melika, 2012), S. Lyshayev, A. Bilous (Bilous, The main characteristic feature of photo tourism is 2013), N. Zalevska (Zalevska, 2015). For example, the fact that it not only enables a person to discover O. Beidyk in the Tutorial “Unique Ukraine: new destinations and visit monuments of natural, geography and tourism resources” investigated historical and cultural heritage, but also to increase attractive natural, historical and cultural objects with the level of their photographic competence and en- prospects for photo tourism development. Bilous A. rich their portfolio with new photos (Ukrainska aso- and Lyshayev S. consider photo tourism as innova- tsiatsiia aktyvnoho ta ekolohichnoho turyzmu, tive trend of tourism activity and characterize the Ukrainian Association of Active and Ecological most popular photo tourism routes. Zalevska N. ex- Tourism ,2018). plored the implementation of photo tourism in the We can single out several functions of photo hotel industry. She also has developed the photo tour tourism: informative, educative, entertaining, of prominent objects of Kyiv and Kyiv region. Me- health-improving, communicative and creative. lika I. and Kolodiy S. investigated technical aspects In the Western Europe, the development of of organizing photo tours. However, such issues as photo tourism soared around thirty years ago. By the analysis of the most promising photo locations way, the nation that is the keenest on photography is within the territory of Ukraine and development of

52 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______the French. The geography of photo tours is ex- is utterly spectacular and majestic, has always at- tremely wide. Among the most popular directions tracted the video cameras of famous film directors. we can highlight Europe – for street photography On its banks, several films have been shot, such as and genre photography. Paris, Rome, Amsterdam, “Synevyr” (the first Ukrainian horror film), “Broth- Madrid, Prague and Lisbon are considered to be truly ers. The Final Confession”, the Ukrainian-French picturesque photo locations. In terms of scenery co-production thriller “The Last Step” with Jean tours, the top ranking directions are exotic ones, such Reno as the leading character. as South-East Asia, Central Asia, the Middle East, - The Dnister Canyon – the largest in Ukraine India, Tibet, China, Nepal, Ethiopia, Bhutan and and one of the largest canyons in Europe, which was Malaysia. There are also numerous destinations in formed as a result of washing out the rocks of the Southern America, countries of the Caribbean Basin, Podol Highland by the river Dnister. It is a valley Australia and Iceland (Zalevska, 2015). Photo tour- whose steep banks reach from 100 m to 250 m above ism is quite well-developed in the USA as well. The the water surface. There are approximately 100 nat- most popular centers for its development on the ural wonders and inanimate nature landmarks of North American continent are New York, London, global importance, as well as unique samples of San Francisco, Chicago, Paris, Los Angeles, Wash- cleavage, which are well-preserved. ington, and Seattle. - Granite-steppe Lands of Buh – one of the Nowadays Ukraine could find its niche in this most ancient dry lands in Eurasia are located in the segment of the tourist market and position itself as a north-west of Mykolayiv region. The place is char- country with prospects for photo tourism develop- acterized by a unique ecosystem with a variety of rel- ment. The whole territory of Ukraine is appealing in icts and endemics of Mediterranean and Alpine terms of photo tour development, though the Ukrain- origin. Eighty-six representatives of flora and fauna ian Carpathians and the Crimea possess the best that are included in the Red Book of Ukraine and the qualities for scenery, panoramic and genre photog- European Red List have been discovered here raphy (Bilous, 2013). (Beidyk, 2013). At present, photo tours are being actively car- - Optimistic Cave – the world’s longest gyp- ried out only in the Western regions of the country. sum labyrinth, is located in Borshchiv district of Ter- The objects to be captured by the camera lens are nopil region, to the south-west of the village of mostly historical and cultural heritage – castles, for- Korolivka, in the natural boundary “Korolivka”. The tresses, palace complexes. The Chornobyl Exclusion most valuable treasure of the cave is secondary min- Zone has also become a particularly interesting eral formations, which have been growing here in photo location. subterranean cavities for dozens of thousands years. Ukraine can boast numerous attractive and - The Uritsky Rocks – a natural wonder and unique natural objects which could be of great inter- archeological landmark of national importance, est to amateur photographers. The most promising of which does not have any analogues in Europe, is lo- them are: cated near the village of Urych in Lviv region. The - Oleshkivsky Pisky – one of the few deserts Urytsky Rocks are a part of the historical landscape of Europe. Nowadays it is considered to be the larg- complex “Tustan”. The landmark impresses visitors est sandy area of Europe, which consists of seven so with its rock paintings depicting solar images and the called arenas. All of them are hilly, with fluctuation symbol of the Sun, the purpose of which has not been of the peaks up to 20 m. Since 2010 this territory has discovered by scientists yet. been a National Natural Park. - The reserve “The Stone Graves” is a moun- - The Tunnel of Love – the most romantic tainous country in miniature located in the town of place in Rivne region, which is considered to be a Nazarivka in Donetsk region. The unique granites of botanical phenomenon. It is located along the rail- the reserve, aged up to two billion years, do not have way between the towns Klevan and Orzhiv. any analogues in the world (Beidyk, 2013). - Shatsky Lakes – a group of over 30 lakes in In our view, the following popular photo loca- the north-western part of Volyn region, in the inter- tions in Ukraine are also worth mentioning: the city fluve of the Pripyat and the Western Buh. They are of Berdyansk in Azov region; Yarenche – the Pearl an integral part of the Shatsky National Natural Park. of the Carpathians; the Sophia Park in Uman; Castle The biggest of the lakes – Svityaz – is the deepest Palanok in Mukachevo; Vylkove – the Ukrainian lake of Ukraine. Venice; Lviv – the centre of Ukrainian culture; Ka- - Lake Synevyr, or the so called “Sea Eye”, is myanets-Podilsky – the city of seven cultures; the considered to be the most valuable natural treasure Narcissus Valley; the dendropark in Kropyvnytsky; of the National Natural Park “Synevyr”, and one of Uzhgorod in the period when oriental cherry trees the most well-known attractions of the Ukrainian bloom there; Askania-Nova, a biosphere reserve, Carpathians. The landscape around the lake, which 53 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______with its blooming flora; the urban-type settlement The photo tours are usually organized by tour- Olyka – “Versailles” in Volyn region. ist companies and photography schools (Ukrainska We have created a range of schematic maps asotsiatsiia aktyvnoho ta ekolohichnoho turyzmu, depicting photo tourism locations in the West of Ukrainian Association of Active and Ecological Ukraine. Having thoroughly analyzed all the regions Tourism ,2018). In Ukraine this tourist product is of- within this territory, we have come to a conclusion fered by the tourist company “Phototours”, of Kyiv that the most vivid and interesting of them are Trans- Photography School, as well as independent profes- carpathian and Ternopil regions (Figures 1-2). The sional photographers. Tours organized by groups of analysis takes into account both quantitative indica- enthusiasts guided by experienced photo tourists are tors (the degree of saturation of historical, cultural gaining more and more popularity. and interesting natural objects) and qualitative pa- rameters (their attractiveness and uniqueness).

Fig. 1. Photo tourism locations in Transcarpathian region

Fig. 2. Photo tourism locations in Ternopil region

54 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______

Moreover, we have made an attempt to sys- Ukrainian Association of Active and Ecological temize the proposals of the photo tours currently Tourism ,2018). available in Ukraine. The list of the world photo The findings of the research suggest that tours organized by the company “Phototours” is pre- photo tourism is predominantly directed outside the sented in Table 1 below. boundaries of Ukraine whereas the development of Kyiv Photography School is the first school in internal photo tourism has been significantly slower. Ukraine where you are taught the mastery of photog- Nowadays just a few tourist agencies provide ser- raphy. It organizes various photo tours and photo ex- vices of photo tours around Ukraine, most of which peditions to the most picturesque places of Ukraine are aimed at photography of mountainous sceneries and around the whole world. The following photo of the Ukrainian Carpathians. Such trips are mainly tours are the most popular among tourists: “Along organized by professional photographers that crave the Golden Roads of Georgia”, “Christmas Prague to improve their mastery as well as share their expe- and Munich”, “The Tulips of Amsterdam”, “Indian rience with the trainees, but due to the unavailability Holi”, “Carpathian Weekend”, “Legends of Trans- of organized photo tourism, more and more often carpathia”, “Autumn in Transcarpathia” (Ukrainska they are forced to give their preference to amateur asotsiatsiia aktyvnoho ta ekolohichnoho turyzmu, tourism creating their own projects.

Table 1. The list of photo tours offered by the tourist company “Phototours” (Turystychna kompaniia «Phototours», 2018) Name of photo tour Destination country Period Cost, $ USA Format 2015 Demerdgy Gold Crimea April 500 photo expedition Legends of the Winter Caucasus Russia April – May 700 photo tour Canyons of the Bugsky Guard Ukraine June 200 photo tour Winter Melodies of the Carpathian Ukraine June 300 photo hiking tour Mountains Colour of the Dolomites Italy July 1300 photo tour Italian Photo Holidays Italy October 1900 photo tour Uzbekistan – Eastern Flavour Uzbekistan November 1500 photo expedition Adygeya Giants Russia May 500 photo hiking tour Two Pearls of Gorgany Ukraine April 159 photo hiking tour 2016 Magic of the Alpine Lakes Italy April 1300 photo tour Winter Bavaria Germany April – May 1100 photo expedition Italian Photo Polidays Italy December 1000 photo tour Adygeya Photo Holidays Russia June 500 photo hiking tour Two Pearls of Gorgany Ukraine July 150 photo hiking tour Bugsky Guard Ukraine September 200 photo tour 2017 Northern Lights Sweden, Norway April 1500 photo expedition Italian Spring Italy April – May 1200 photo tour Magic of the Alpine Lakes Italy June 1100 photo tour Rhododendrons of the Great Tkhach Russia June 350 photo hiking tour Soul of the Carpathian Mountains Ukraine July 200 photo hiking tour Gold of the Dolomites Italy October 1100 photo tour Everest Base Camp Phototrek Nepal November 1600 photo expedition 2018 Northern Lights Sweden, Norway April 1400 photo tour Italian Spring Italy May 1000 photo tour Rhododendron of the Great Tkhach Russia June 350 photo hiking tour Two Pearls of Gorgany Ukraine July 150 photo hiking tour Around Iceland Iceland August 1300 photo tour Heart of Iceland Iceland September 1500 photo tour

A vivid example of such a project is a photo Photo tours in the Ukrainian Carpathians last project by Serhiy Topolnytsky “Ukrainian Photog- on average 3-4 days. The minimal price is 1 500 raphy”, which was initiated with the intention to re- UAH and can reach up to 4 000 UAH. The tourist vive the Ukrainian photo industry. The following usually pays extra only for the transfer to the transit photo travelers can be mentioned as the famous city. Further, the group is transported by the organ- guides engaged in organizing photo tours in the Car- izers to the spot in the mountains where the route be- pathian Mountains: Denys Kryvyi, Ihor Melika, gins. The number of people in the group can vary Yuriy Shevchenko. 55 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______from 4 to 15-20 individuals (Turystychna kompaniia pasture valley Khomyak ‒ Zhenetsky Waterfall «Phototours», 2018). (Huk) ‒ village Tatariv. Below we give a brief overview of some of the Duration: 2 – 4 days. most popular routes of photo tours within the bound- 4. Photo tour “Svydovets Lakes”. Apart from aries of the Ukrainian Carpathians, which have been the lakes in the Svidovets mountain range and the organized by Denys Kryvyi for the last three years mountain pasture valleys there are numerous small (Kryvyi, 2015): rivers. In sunny weather you can catch on camera the 1. Route “From Pip to Pip”. The tourist is of- subtle sparkling reflection of the sun on the water fered to cover the Marmaros and Chornohirsky gleaming on the bright-green slope (for this shot it is massifs, to see the “Hutsul Alps” and the highest in- better to use a telephoto lens). stallation ever constructed in Ukraine – Polish stone The progression of the route: village Yasinya observatory located on the top of the mountain Pip- ‒ tourist camp “Drahobrat” ‒ mountain Stih ‒ moun- Ivan Chornohirsky. tain ridge Apshynets ‒ lake Dogyaska ‒ mountain The progression of the route: village Dilove ‒ Dogyaska ‒ mountain Troyaska ‒ lake Apshynets ‒ mountain pasture valley Lysycha ‒ mountain Pip- mountain ridge Apshynets ‒ lake Vorozheska ‒ vil- Ivan of the Marmaros ‒ mountain pasture valley lage Chorna Tysa. Lechen (natural boundary Maslokrut) ‒ natural Duration: 3 – 5 days. boundary Mezhypotoky ‒ mountain Mika-Mare ‒ The territory of Transcarpathian region is mountain Shchaul ‒ mountain Yurchesku-Mik highly promising for further development of photo (Iurcescu) ‒ mountain Stih ‒ mountain Shchavnyk ‒ tourism in Ukraine. The year 2015 can be considered mountain Vykhid ‒ mountain Pip-Ivan Chorno- the starting point of its development in our area. It horsky ‒ mountain Vukhaty Kamin ‒ mountain pas- was in 2015 when the photo studio “Time Studia” ture valley Smotrych ‒ village Dzembronya. organized a photo tour in Transcarpathia named Duration: 6-7 days. “Mountain Rules”, the programme of which in- Important: special permission is needed to be cluded doing a personal photo project on a certain obtained in advance enabling the tourist group to topic as well as completing various creative assign- cross the Marmaros Mountains, as this is a border ments every day. The major photo locations of the zone. tour were the following: Borzhavska mountain pas- 2. Water and highland route “The Lakes of ture valley, Shypit waterfall, Lake Synevyr, Ozerna Chornohora”. The tourist has the chance to cross the Mountain, Tereble-Ritska hydroelectric power sta- highest mountain range in Ukraine – Chornohora, to tion, the Narcissus Valley, Seliska Cheese Diary, au- take photos of the high-altitude glacial lakes – thentic picturesque village Svoboda. Maricheika, Brebeneskul and Nesamovyte, as well In spring 2017 a group of activist travelers as the observatory on the top of the mountain Pip- “Capre Diem” from Kyiv organized in Transcarpa- Ivan, which was constructed in the late 1930s . thia a photo tour/photo battle “To Synevyr”. The The progression of the route: village Zelene ‒ route covered the following locations: Kyiv ‒ Pyly- lake Maricheika ‒ mountain Pip-Ivan Chornohirsky pets ‒ Synevyr ‒ Nyzhne Selyshche ‒ Lviv ‒ Kyiv. ‒ mountain Dzembronya ‒ mountain Brebeneskul ‒ Guided photo tours organized by photo trav- lake Brebeneskul ‒ mountain Rebra ‒ lake Nesamo- eler Ihor Melika, a well-known photographer and vyte ‒ traverse to the tourist camping site “Za- journalist, member of the Photographic Art Society roslyak”. of Ukraine and the Association of Highland Tourism Duration: 3-5 days. of Slovakia, member of public organization “Carpa- 3. Route “Mountain pasture valley Khom- thian Paths”, have advanced in popularity. Among yak”. The Khomyaky is the simplest of the photo the photo tours organized by Ihor Melika the follow- routes organized to last several days. It is a great lo- ing can be highlighted: “The Marmaros Mountains: cation for taking photos of the Gorgany Massif, photo trip along the Ukraine – Romania border”; within which there are the mountains Khomyak and “Verkhovyna Watershed Ridge”; “Borzhava Moun- Synyak – rocky mountains covered with lichen, with tain Valley”; “ Pre-Watershed Gorgany”; the slopes thickly overgrown with fir and beech “Svydovets massif”; “Marmaros Massif”. woods. In summer in the mountain valley you can All the routes in the sphere of photo tourism take photos of Hutsul highlanders’ routine life, in currently available are aimed at capturing the land- particular the process of cheese making. scape and scenic variety of the Transcarpathian area, The progression of the route: road to the vil- thus being suitable for implementation of the scenic lage of Palyanytsya ‒ mountain pasture valley trend of photo tourism. By contrast, we offer a new Khomyak ‒ mountain Khomyak ‒ mountain pasture tourist product of a genre character, which will ex- valley Khomyak ‒ mountain Synyak ‒ mountain tend the range of photo tours and, therefore, increase the number of potential tourists. The new tourist 56 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______product will be of particular interest to foreign tour- festivals that are held in the region throughout the ists from the Transcarpathian border area. year serve as a positive impetus to facilitate the de- With the rapid development of social net- velopment of the gastronomic photo tour: “Red works, one genre that is gaining increasing popular- Wine”, “Uzhgorod Palachinta”, “Varosh Pala- ity is food photography. Visitors to public catering chinta”, “Fire and Meat”, “ Berlybas Banush”, establishments take photos of their well-served “Hutsul Brynza”, Festival of Riplyanka” etc. meals and share them in their blogs, publics and so- The development of food photography of cial networks. Food photographers do this profes- Transcarpathian cuisine is possible only on condi- sionally. Nowadays food photography is a trend tion that the subjects of entrepreneurial activity – which is advancing in popularity day by day, as a public catering establishments – realize the necessity professional quality photo of a dish plays an im- to preserve national authenticity, when the menu in- portant role in attracting new clients, in advertise- cludes the names of traditional local dishes. For in- ment of the establishment or the chef (Savchuk, stance, “bograch”, “banosh”, “lotsy pecheny”, “ho- 2016). lasle”, “kremzlyky” but not “deruny” etc. Food photography of Transcarpathian cuisine Below you can find the programme of the might become an innovational element in the devel- newly developed photo tour “Gastronomic Transcar- opment of the tourist industry in the region. In the pathia”. Duration of the tour – 3 days. The progres- foreseeable future, the development of exactly this sion of the route: city of Uzhgorod ‒ city of Perechyn trend could engage not only amateur photographers, ‒ city of Mukachevo ‒ village Nyzhnye Selyshche ‒ but also connoisseurs of different kinds of gastro- village Botar ‒ city of Uzhgorod (Drawing 3). The nomic tourism, ethnic tourism etc. Moreover, the tourist group will be given a unique opportunity to photo tour programme including photography and get acquainted with Transcarpathia, traditions of degustation of Transcarpathian cuisine would be ex- Transcarpathian cuisine and to combine this pleasure tremely attractive to both national and foreign tour- with their hobby – photography. ists. Estimated cost of the tour – 3000 UAH per Transcarpathian cuisine has been formed over person. Group size – 7 persons +guide. many centuries under the influence of historical fac- Day 1 tors (up to 1945 the territory had been under the gov- 9:00. Meeting the tourist group at the railway ernment of different European states – Austria-Hun- station. gary, Czechoslovakia, Hungary). Therefore, it has an 9:30. Check-in at hotel “Ungvarskiy” international character, which seems logical. Each of 10:00 – 11:00. Morning coffee in confection- the national minorities residing on the territory of ery “Shtefanyo”. Acquaintance with the group mem- Transcarpathia, contributed their own distinctive bers. dishes to Transcarpathian cuisine , characterized by 11:00 – 12:00. Lecture on the topic “Food specific cooking practices. Transcarpathian Hungar- photography” and practical part of photography ians enriched it with bograch, goulash, perkelt, “Uzhgorod delicacies” together with a professional poprikash, lecho, rokot-krumply, lotsy pechenye; confectioner. Rumanians – with different kinds of tokans; Slovaki- 12:30 – 14:30. Lunch in restaurant “Detsa u ans – with strapachky, karbonatky, bukhty; Czechs – Notarya” (or restaurant “Schwabenhof” with with knedly and Segedynsky goulash; Germans – Schwab cuisine). Degustation of traditional Trans- with schnitzel and old well-recognized recipes of carpathian dishes. Master class on food photography Schwab beef. Transcarpathian Jews offer their tradi- provided by professionals and lecture on traditional tional dishes: chovlent, liver cooked in a European Transcarpathian cuisine given by the guide. way, stuffed fish; Gypsies – hurka, pohachy, roasted 15:00 – 17:00. Excursion around Uzhgorod. udder, fried rubtsy. At the same time, Transcarpa- Walk along the linden alley, visit to Uzhgorod Cas- thian cuisine is rich in original authentic dishes, the tle, museum-skansen (open air museum) of Trans- recipes of which have been preserved since ancient carpathian architecture and household life. times and are absent in the menus of other peoples. 17:30 – 18:30. Transfer to the city of The aspect that facilitates popularization of Perechyn. Master class on food blogging by a pro- the photo tour developed by us is availability of nu- fessional photographer. merous degustation halls in the region, where you 19:00 – 20:00. Dinner in tavern “Pidkova”. are offered to taste unique cheeses, meat dishes, Degustation of dishes from Hungarian, Slovakian lekvar (plum jam), honey, local wines or craft beers. and German cuisines. Along with ethnoproducts, another essential compo- 20:30 – 21:30. Return trip to Uzhgorod. Dis- nent of the photo tour, in terms of its promotion on cussion of the material photographed and demon- the tourist services market, should be its ecological stration of food photograph processing by a profes- compatibility. Furthermore, various gastronomic sional (hotel “Ungvarskiy”). 57 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______21:30. Free time (walk around night Uzhgo- 16:00 – 17:00. Visit to the well-known cheese rod). dairy, excursion. Master class on food photography Day 2. of Transcarpathian cheeses and wines. Degustation. 9:00 Breakfast. 17:20 – 19:00. Transfer to the village of Botar. 10:00 – 12:00. Transfer to the city of Muka- On the way visit to the wine cellar in Vinogradovo chevo. Food lecture with practical part in restaurant district. “Hrafskiy Dvir”. 19:30 – 20:00. Food photography of local 13:00 – 14:00. Lunch in the restaurant. Degus- meats. Communication with local gourmets. tation of interesting fish soup (holasle) cooked on the 20:00 – 21:00. Dinner. Sleep time. basis of Transcarpathian fish mix (carp, pike, stur- Day 3 geon). Gourmets will have an opportunity to taste 9:00. Breakfast. craft beer and exclusive garage wine in this restau- 10:00 Return trip to Uzhgorod. rant. 14:20 – 15:40. Transfer to the village of Nyzhnye Selyshche.

Fig. 3. Route plan of the photo tour “Gastronomic Transcarpathia”

Development of photo tours within the area following can be singled out: monuments of archi- will promote revival and further development of the tecture and city planning ( medieval castles of Trans- traditional culture: national architecture, art, trades – carpathia, city architecture of Uzhgorod, Muka- everything that contributes to the local colour of the chevo, Beregovo, Khust); cultural component (festi- land. Rural landscapes are the competitive advantage vals, holidays, customs, traditional ceremonies, tra- of Transcarpathian region. We consider that photog- ditional clothes); unique nature reserves (Smerekovy raphy of rural motifs could become a new powerful Kamin, Obava Kamin, Sokolyni Rocks, caves of spur for the foreigners to come and discover Ukraine Uholka Massif and natural boundaries Cherleny Ka- and, simultaneously, the alternative to “urbanized min, Polonyna Runa, Antalovtsy Polyana); crocus Europe”. fields in the dendrology park “Berezynka” in Muka- Transcarpathia can offer a huge variety of chevo district and in the village Kolochava in Mizh- other places, which, if properly promoted, can inter- girya district; lavender fields in Uzhgorod district, est both Ukrainian and foreign photographers. the Narcissus Valley in Kyresh of Khust district. Among the prospective vectors of photo tourism de- Among the main limiting factors hindering velopment within the territory of Transcarpathia the photo tourism development in Ukraine as a whole

58 Chyr N.V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 51-59 ______and in Transcarpathian region in particular, we fotohrup [Photo tours in the Carpathians: routes would like to emphasize the low availability of for self-traveling and tips for members of photo photo tour proposals, the informational vacuum con- groups] Retrieved from cerning tour agencies in Ukraine that offer organized http://firtka.if.ua/blog/print/fototuri-karpatami- photo tours within the territory of our state, the low marsruti-dla-samostijnih-podorozej-ta-poradi-cle- nam-fotogrup84400 (In Ukrainian). availability of transport corresponding to European Larsen, J., 2006. Geographies of Tourist Photography: standards, the limited focus of photographers - Choreographies and Performances, Geographies mostly on the wedding industry and individual pho- of Communication: The Spatial Turn in Media tography, the unwillingness of professional and am- Studies. ed., Gøteborg : NORDICOM, 243-261 ateur photographers to pay money for organized Retrieved from tours, problematic accessibility of photo locations, http://rudar.ruc.dk//bitstream/1800/3848/1/geogra especially in the Carpathian area (due to lack of per- phies_of_tourist. sonal transport), unwillingness within the photo and Melika, I., 2012. Fototur – suchasnyi produkt turystych- tourist industry to develop new trends . noho rynku [Phototour is a modern product of the tourist market]. Retrieved from Conclusions. Nowadays photo tourism is consid- http://igormelika.com.ua/moi-karpati/zbirayemos- ered to be one of the most promising forms of active v-gori/fototur-suchasnij-produkt-turistichnogo- leisure for further development in Ukraine. It could rinku (In Ukrainian). diversify the variety of tourist services on the na- Osborne, P.D., 2000. Travelling Light: Photography, tional market and attract more tourists, including for- Travel and Visual Culture. Manchester University eigners, in the foreseeable future. At present, photo Press, 260 p. Retrieved from https://www.ama- tours are being actively carried out only in the West- zon.co.uk/Travelling-Light-Photography-Culture- ern regions of the country. All the routes in the Critical. sphere of photo tourism currently available are Savchuk, D., 2016. Fud-fotohrafiia. Yak fotohrafuvaty aimed at capturing the landscape and scenic variety tak, shchob bulo smachno. Novyi trend ‒ fud- fotohrafiia [The photo. How to take a picture so of the Transcarpathian area. As an alternative prod- that it was delicious. The new trend ‒ food photog- uct, we have created a tourist route of a genre char- raphy]. Retrieved from http://photog- acter ‒ photo tour “Gastronomic Transcarpathia”, raphy.in.ua/articles/advice/novyj-trend-fud-foto- which could popularize the spiritual and cultural her- grafiya/ (In Ukrainian). itage of this multinational border region. Snavely, N., Seitz, S.M., Szeliski, R., 2006. Photo tourism: Exploring photo collections in 3D. ACM Bibliographic references Transactions on Graphics (SIGGRAPH Proceedings). 25(3). 835-846. Retrieved from Beidyk, O.O., Novosad, N.O., 2013. Unikalna Ukraina: www.phototour.cs.washington.edu/Photo_Tour- heohrafiia ta resursy turyzmu : navch. posib. [The ism.pdf. unique Ukraine: geography and tourism re- Turystychna kompaniia «Phototours», 2018. Retrieved sources]. Kyiv (In Ukrainian). from https://phototours.com.ua/ (In Ukrainian). Bilous, A.V., 2013. Fototuryzm yak innovatsiinyi vyd Zalevska, N.P.,2015. Vprovadzhennia fototuryzmu v di- turystychnoi diialnosti [Phototourism as an inno- ialnist pidpryiemstv hotelnoho hospodarstva [Im- vative kind of tourism activity]. Chasopys plementation of phototourism in the business ac- kartohrafii. Vyp. 9, 43-47 (In Ukrainian). tivity of hotel industry]. Intellectual potential of Fototuryzm, 2018. Ukrainska asotsiatsiia aktyvnoho ta the XXI century, Retrieved from ekolohichnoho turyzmu. Retrieved from http://www.sworld.com.ua/konferm2/85.pdf (In http://uaeta.org/ua/tourism/25 (In Ukrainian). Ukrainian). Kryvyi, D., 2015. Fototury Karpatamy: marshruty dlia samostiinykh podorozhei ta porady chlenam

59 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 60-67 doi: 10.15421/111831 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______Cелитебні ландшафти долин малих річок Середнього Побужжя

Г. І. Денисик1, О. Д. Лаврик2, В. С. Берчак2

1Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського, Вінниця, Україна, e-mail: [email protected] 2Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини, Умань, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Наведено характеристику селитебних ландшафтів, що сформувалися в Received 08.02.2018; межах долин малих річок Середнього Побужжя. Визначено приуроченість посе- Received in revised form 16.02.2018; лень відносно долинно-річкових типів місцевостей. Встановлено, що найпридат- Accepted 27.04.2018 ніші для формування селитебних ландшафтів − надзаплавно-терасові та схилові ді- лянки річкових долин. Вони найактивніше використовуються для забудови, ве- дення садівництва і городництва, добування корисних копалин, формування мережі доріг та стежок. Охарактеризовано сіль- ські, містечкові та міські типи ландшафтів, що сформувалися внаслідок селитебної діяльності на означеній території. На при- кладі долин річок Тепличка, Свинарка, Тульчинка, Тростянка, Дохна, Берладинка розкрито процес формування селитебних ландшафтних комплексів у історичному розрізі. Закартовано сучасну ландшафтну структуру селитебних ландшафтів у доли- нах річок Берладинка і Дохна в межах міста Бершадь Вінницької області. Визначено історію трансформації долинних ланд- шафтних комплексів у результаті формування і розвитку поселень та розкрито практику закордонного досвіду в напрямі на- туралізації селитебного середовища. Обґрунтовано актуальність проведеного дослідження з огляду на докорінну перебудову долинно-річкових ландшафтів за дії селитебного процесу.

Ключові слова:селитебні ландшафти, долинно-річкові ландшафти, малі річки, сільські ландшафти, містечкові ландшафти, міські ландшафти, Середнє Побужжя

Residential landscapes in the valleys of small rivers in the Middle Bug area

H. I. Denysyk1, О. D. Lavryk2, V. S. Berchak2

1Mykhailo Kotsiubynsky Vinnytsia State Pedagogical University, Vinnytsia, Ukraine, e-mail: [email protected] 2Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. The purpose of the article. To conduct analysis of residential landscapes in the valleys of small rivers in the Middle Bug area, to identify and characterize landscape types that are formed under the influence of residential activity, to determine the history of transformation of valley landscape complexes as a result of the settlements’ formation and development; to reveal the practice of foreign experience in the direction of residential environment naturalization. Methods. Expeditionary, stationary and literary-carto- graphic methods of research have been used. Effectiveness. The rural and urban landscapes formed as a result of residential activity within the valleys of small rivers in the Middle Pobuzhia have been studied and characterized. The historical process of the valley- river residential terraces formation on the example of such rivers as the Teplychka, the Svynarka, the Tulchynka, the Trostianka, the Dokhna, the Berladynka has been revealed. The current landscape structure of residential landscapes in the valleys of the Berladynka and the Dokhna rivers within the limits of the Bershad town of Vinnytsia region has been mapped. Scientific novelty of the article. The study of residential landscapes has been given significant attention. Nowadays, settlements are studied not only from the standpoint of history, the development of economy, architecture, culture, religion and customs, but also from the perspective of the landscape. How- ever, the valleys of small rivers as centers of settlement formation are underinvestigated. A detailed landscape analysis of residential landscapes, which were formed in the Middle Bug area, has been conducted for the first time. The practical significance of the study can be disclosed by the following statements: the conducted landscape analysis of the residential landscapes in the valleys of the small rivers in the Middle Bug area shows that urban residential landscapes have been formed in the territory of 30 towns and 48 little towns and rural ones – in the territory of about 456 rural settlements in the region; all elements suitable for settlement in the river valleys of the Middle Bug area have been transformed under the influence of the residential process. It took place a number of times; spatial location of settlements, their configuration, and the degree of anthropogenization of valley-river landscapes depend on natural condi- tions, microclimatic features of river valleys and the belonging of settlements to the terrain type; rural landscapes are dominated in the 60 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______valleys of the Southern Bug small inflowing streams. Their relative share to the total number of residential anthropogenic complexes is 85%. Generally they belong to the floodplain terraces and small rivers slopes; аt the beginning of the 21st century, residential land- scapes require new thoughts about their development and directing actions from consumer use and constant anthropogenization of landscape complexes to changing the concept of residential environment in the direction of its naturalization. It can be implemented taking into account the experience of foreign countries.

Keywords: residential landscapes, valley-river landscapes, small rivers, rural landscapes, urban landscapes, the Middle Bug area

Вступ. Серед інших долинно-річкові ландшафти У процесі дослідження класу селитебних мають найоптимальніші умови для життя та гос- ландшафтів частково розглянуто проблему фор- подарської діяльності людей. Упродовж тисячо- мування їх окремих підкласів у структурі долин- літь вони були своєрідним плацдармом для фор- них ландшафтних комплексів, а також розпочато мування і розвитку поселень, сільськогосподар- їх картування. Однак детального аналізу селите- ського освоєння, розвитку рибного господарс- бних ландшафтів, які сформувалися у межах до- тва, енерго- та водоємних галузей промислово- лин малих річок, поки що немає. Тому дослі- сті, а також виконували водозабезпечувальну, за- дження має за мету провести аналіз селитебних хисну та транспортну функції. Перехід наших ландшафтів у межах долин малих річок Серед- предків до осілого способу життя сприяв появі у нього Побужжя, виокремити й охарактеризувати долинах річок перших селитебних ландшафтних їх типи, визначити історію трансформації долин- комплексів − антропогенних ландшафтів, що фо- них ландшафтних комплексів за дії селитебного рмуються і функціонують за впливу селитебної процесу та з урахуванням практики закордон- діяльності людей (Denysyk, 2014). У межах Сере- ного досвіду розглянути можливі напрями опти- днього Побужжя від 42 до 57 % населених пунк- мізації долинно-річкових селитебних ландшаф- тів зосереджені в долинах малих річок. Звідси, тів. актуально розглянути селитебні ландшафти регі- Матеріали і методи досліджень. В основу дос- ону та їх значення у процесі антропогенізації лідження покладено застосування експедицій- ландшафтних комплексів долин малих річок. них та стаціонарних методів, що дало можли- Дослідженню селитебних ландшафтів при- вість отримати необхідний матеріал про розви- діляється достатньо уваги. Їх розглядають не ток селитебних долинно-річкових ландшафтів, лише з позиції історії, розвитку господарства, ар- визначити їх межі, пізнати сучасний стан та ви- хітектури, культури, релігії та звичаїв, а й із явити чинники антропогенного впливу на них. ландшафтознавчого погляду. Ретроспективний Велику роль відіграли літературно-картографі- аналіз заселення, господарського освоєння та ан- чні методи, за допомогою яких було здійснено тропогенної трансформації ландшафтів фізико- аналіз літературних і картографічних джерел для географічних районів Поділля здійснили Л. І. Во- здобуття інформації про перебіг подій, що відбу- ропай та М. О. Куниця (Voropai & Kunitca, 1982). лися в долинно-річкових ландшафтах досліджу- Заслуговують уваги публікації Г. І. Денисика ваної території. Застосування історико-ландшаф- (Denysyk, 1998, 2014; Denysyk & Babchynska, тознавчого методу полягало у використанні архі- 2006; Denysyk & Kiziun, 2012; Denysyk & Lavryk, вних даних, матеріалів музейних фондів і карто- 2012), в яких дано визначення селитебних ланд- графічних джерел. У сукупності ці методи спри- шафтів, обґрунтовано їх структуру, типологію, яли комплексному дослідженню селитебних критерії виокремлення, розглянуто проблему ландшафтів, суті їх формування, розвитку й фу- трансформації ландшафтів за дії селитебного нкціонування та їх взаємозв’язків із суміжними процесу та частково обґрунтовано можливості їх ландшафтами. реконструкції (Denysyk, 1998; Denysyk & Bondar, Результати та їх аналіз. У досліджуваному ре- 2008). Цьому питанню присвячено розділ колек- гіоні сформувалися міські – на території 30 міст, тивної монографії «Середнє Побужжя», де містечкові – у межах 48 містечок та сільські се- Ю. В. Яцентюк детально характеризує типи се- литебні ландшафти – на території близько 456 литебних ландшафтів, які сформувалися у межах сільських населених пунктів. Враховуючи зазна- згаданої території (Yatsentiuk, 2002). Низка дос- чену кількість поселень та їх приуроченість зде- лідників вивчає окремо сільські, містечкові та мі- більшого до долин малих річок, можна передба- ські ландшафти, обґрунтовуючи умови їх форму- чити докорінну перебудову прирічкових ланд- вання та функціонування (Dotsenko, 2000; шафтів у межах Середнього Побужжя. Shevtcova, 2005; Kiziun, 2010; Nyzkoshapka, 2010; Кожна, без винятку, річкова долина регі- Bezlatnia, 2014; Buriak-Habrys, 2013; Terletska, ону дослідження зазнала трансформації ландша- 2017). Все ж долини малих річок та їх своєрідні фтних комплексів від натурального стану до су- ландшафти як осередки формування поселень часного антропогенного. У межах поселень досліджені недостатньо. 61 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______майже всі геокомпоненти і ландшафтні компле- лівка та Ободівка у долині р. Берладинка). Міс- кси річкових долин перетворені за дії селитеб- цеві та регіональні відміни сільських ландшафтів ного процесу, а часто і неодноразово. Еволюція часто залежать від переважного виду корисних поселень від елементарних печерних до сучас- копалин, які використовуються у будівництві та них міст сприяла формуванню дво-, три- та бага- оздобленні садиб, етнографічних й історичних тошарової структури селитебних ландшафтів. чинників. Просторове розміщення поселень, їх кон- Містечкові ландшафти урізноманітню- фігурація, а, відповідно, і ступінь антропогеніза- ють сучасну структуру селитебних ландшафтних ції долинно-річкових ландшафтів, залежать від комплексів. Вони формувалися в басейні Півден- природних умов річкових долин та приурочено- ного Бугу упродовж ХІІІ−ХVIII століть. Поява сті поселень до того чи іншого типу місцевості. містечок спричинена здебільшого воєнними або Природні умови річищ і заплав долин Серед- економічними передумовами. Більшість із них у нього Побужжя не сприяли активному форму- минулому були укріпленими фортецями, тому ванню селитебних ландшафтів. Унаслідок близь- приурочені до унікальних природних об’єктів – кого залягання ґрунтових вод, підтоплення, час- меандрів річок, мисів, крутих або горбистих схи- тих паводків і повеней заплави використовували лів долин річок і балок (Denysyk et al., 2008). Так, переважно для сінокосів, випасання худоби, бу- містечко Теплик Вінницької області виникло у дівництва мостів, ставків та відпочинку. Виняток ХV ст. як укріплений прикордонний пункт Ли- становлять лише селитебні ландшафтні компле- товського князівства. Теплицька фортеця була кси, які формувалися у межах руслового та за- обнесена земляним валом, дубовим частоколом і плавного типів місцевостей для обслуговування мала природний захисний бар’єр у вигляді річок «водяних» млинів (заплави р. Сорока в с. Ве- Тепличка та Свинарка (праві притоки р. Удич), лика Севастянівка; р. Берладинка – с. Баланівка; оскільки розташовувалася у їх межиріччі. У то- р. Ятрань – с. Коржова; р. Уманка – сс. Городе- гочасному містечку традиційно були збудовані цьке та Піківець; р. Ревуха – с. Доброводи тощо), підземні ходи, тунелі та печери, які населення фабрик для виробництва паперу (р. Соб – с. Ли- використовувало для захисту під час нападів во- повець), заводів із розмолу гіпсу, вапняку й рогів (Kizian, 2009). Це спричинювало трансфор- крейди, або існували тимчасово як помешкання мацію літогенної основи долинно-річкових міс- рибалок і мисливців (Kiziun, 2010). Крім цього, у течкових ландшафтів у вертикальному напрямі. межах високого рівня заплав малих річок часто Наприкінці XVII століття площа, зайнята містеч- зустрічаються різноманітні тимчасові рекреа- ком, значно розширилася за рахунок освоєння ційні споруди – бази відпочинку, рятувальні ста- долинних ландшафтів зазначених річок. нції, альтанки, заклади харчування, спортивні Містечкові ландшафти Середнього По- майданчики, стадіони тощо. бужжя формувалися як осередки розвитку різно- Найпридатніші для формування селитеб- манітних ремесел, будівництва резиденцій пан- них ландшафтів надзаплавно-терасові та схилові ської знаті та як важливі транспортні вузли. Так, місцевості. Вони активніше використовуються формуванню сучасних селитебних ландшафтів для забудови, ведення садівництва і городниц- містечка Ободівка (Вінницька обл.) сприяло бу- тва, розробляння корисних копалин, формування дівництво маєтку родини польських шляхтичів мережі доріг і стежок. І хоча селитебні ландша- та підприємців Собанських (1763 р.). Центральне фти не утворюють суцільних смуг уздовж схилів місце в маєтку займав палац, який розташували та надзаплавних терас малих річок, ступінь їх на- на правому схилі долини р. Берладинка у межах вантаження на долинно-річкові ландшафти сут- соснового лісу. А на початку ХІХ століття ірла- тєвий. ндський паркобудівник Д. Маклер заклав біля У долинах приток Південного Бугу за пло- палацу парк з екзотичними рослинами, який став щею переважають сільські ландшафти. Їх частка початком розвитку садово-паркового типу місте- відносно загальної кількості селитебних антро- чкових ландшафтів (Kizian, 2009). Упродовж погенних комплексів становить 85 %. Здебіль- 1796–1802 років у містечку Умань (Черкаська шого вони приурочені до надзаплавних терас і обл.) тривало будівництво ландшафтного парку схилів малих річок, займають до 10 і більше ти- «Софіївка», архітектурний ансамбль якого сфор- сяч гектарів, різноманітні за конфігурацією та мував каскад із трьох ставків у долині р. Багно добре сплановані (Denysyk et al., 2012). Часто на (сучасна р. Кам’янка – притока р. Уманка). території Середнього Побужжя зустрічаються Формуванню міських ландшафтів переду- села, які займають одразу всі типи місцевостей вав довготривалий історико-географічний розви- річкової долини. Вони лінійно витягнуті вздовж ток. Оскільки місто – це просторово обмежена річки інколи до 10 і більше кілометрів (сс. Цибу- природно-техногенна система, складний ком-

62 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______плекс взаємопов’язаних обміном речовин та ене- цевих та екзотичних порід дерев, чагарників і ку- ргії автономних живих організмів, абіотичних, щів, квітників; ландшафтно-інженерних систем у природних і техногенних елементів, що утворю- вигляді мостів, фонтанів, альтанок, підземних ють міське середовище життя людини, яке відпо- тунелів і мармурових скульптур; ландшафтно- відає її потребам: біологічним, психологічним, технічних систем у вигляді пішохідних доріжок, етнічним, трудовим, економічним і соціальним вимощених бруківкою. (Terletska, 2017), у його межах спостерігається Перша писемна згадка про місто Бершадь найвищий ступінь перетворення натуральних до- датується 1459 роком. Формування селитебних линних ландшафтних комплексів та найбільше ландшафтів міста розпочалося з освоєння пра- різноманіття селитебних ландшафтів. вого берега р. Дохна, де в козацькі часи існувала Міські ландшафти − це ландшафтно-тех- фортеця. Вона була обнесена кількома земля- ногенні системи, які розвиваються і трансформу- ними валами, частоколом та мала природний за- ються, переважно, за дії антропогенних процесів хист у вигляді річки. Через Бершадь пролягав і тиску покладених на них соціально-економіч- Кучманський шлях, яким у XV−XVII ст. руха- них функцій та, меншою мірою, за рахунок само- лися численні татарські війська, що стало причи- розвитку. Обов’язкову умову життєздатності цих ною численних руйнувань міста, його не раз від- систем становить присутність технічного блоку, будовували, як наслідок, виникла багатошарова функціонування якого контролюється людиною структура ландшафтних комплексів. Із 1627 року (Yatsentiuk, 2002). Проте розвиток міських ланд- для розбудови міста почали освоювати лівий шафтних комплексів корегується натуральною схил долини р. Дохна. Місто Бершадь було у ті першоосновою, яка продовжує розвиватися за часи ремісничим центром, у якому проживало природними законами і піддається впливу біоти- 1 650 мешканців. У результаті багатовікового ро- чних та абіотичних чинників. звитку міста в межах долин Дохни та Берладинки У долинах малих річок Середнього По- сформувалися міські ландшафти, які зараз пред- бужжя розташовані невеликі за площею міста. У ставлені переважно малоповерховим, різнопове- результаті їх функціонування та приуроченості рховим, рекреаційним, городнім, власне промис- до заплавних, надзаплавно-терасових та схило- ловим, дорожнім, цвинтарним і гаражним ланд- вих місцевостей відбулася докорінна трансфор- шафтними комплексами (рис.). мація долинних ландшафтів. Активізація місто- Селитебні ландшафти. Міські. Водно- будівного процесу на досліджуваній території рекреаційні. Ставково-заплавні. Урочища: 1 – мала місце у XVIII–ХІХ століттях за інтенсив- центральне глибоководдя (глибина 2,5−3 м, шви- ного розвитку промисловості. У цей час міста дкість течії 0,1 м/с) для риболовлі; 2 – прибере- були ремісничими, транспортними та торговель- жні відмілини глибиною до 1 м, зарослі водно- ними центрами. Типові міста, розбудова яких болотною рослинністю для риболовлі. Надза- спричинила антропогенізацію долинних ландша- плавно-терасові. Урочища: 3 – рівні піщано-су- фтів річок Тульчинка, Дохна і Берладинка, − глинисті поверхні із лучно-злаковою рослинні- Тульчин і Бершадь Вінницької області. стю на лучних ґрунтах під міськими пляжами. За архівними даними, поява на картах Не- Садово-паркові. Надзаплавно-терасові. Уро- старвара (початкова назва м. Тульчин), де місто чища: 4 – рівні піщано-суглинисті поверхні під позначається як укріплене поселення, датується садово-парковими насадженнями, асфальтовими 1607 роком. У 1609 році за ініціативи польського доріжками, стежками та місцями для відпочинку магната Валентія Калиновського поселення пе- на ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтах. Мало- ренесли зі схилів річки Сільниця у долину її пра- поверхові. Надзаплавно-терасові. Урочища: 5 вої притоки р. Тульчинка, де вже у 1630 р. збуду- − спадисті (10−12°) піщано-суглинисті поверхні вали потужну фортецю та монастир. На карті під малоповерховою житловою забудовою, горо- Г. Л. де Боплана 1650 р. Тульчин зображений дами, стежками та автомобільними дорогами на укріпленням, обнесеним земляним валом та де- ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтах. Схилові. рев’яним частоколом (Kizian, 2009). Із перехо- Урочища: 6 – слабкоспадисті (4−5°) лесові пове- дом у власність польського магната С. Ф. Щенс- рхні під малоповерховою житловою забудовою, ного Потоцького Тульчин поступово переростає присадибними ділянками, стежками та автомобі- у місто і стає центром розвитку промисловості, льними дорогами на ясно-сірих і сірих опідзоле- тваринництва та садівництва. Збудований у 1782 них ґрунтах. Плакорні. Урочища: 7 − рівні ле- році палац «Подільський Версаль» став зразком сові поверхні під малоповерховою забудовою, розвитку палацових селитебних ландшафтних присадибними ділянками, стежками та автомобі- комплексів. У їх структурі виділялися власне ан- льними дорогами на чорноземах опідзолених. Рі- тропогенні ландшафти зелених насаджень із міс- зноповерхові. Схилові. Урочища: 8 − слабкос-

63 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______падисті (4−5°) лесові поверхні під різноповерхо- сові. Урочища: 13 – рівна піщано-суглиниста по- вою житловою забудовою, присадибними ділян- верхня, зайнята спиртовим заводом і зеленими ками, стежками та автомобільними дорогами на насадженнями на ясно-сірих та сірих опідзоле- ясно-сірих і сірих опідзолених ґрунтах. Багато- них ґрунтах. Схилові. Урочища: 14 − слабкохви- поверхові. Схилові. Урочища: 9 – слабкоспади- ляста лесова поверхня, зайнята недіючим цукро- сті (5−6°) лесові поверхні під багатоповерховою вим заводом і зеленими насадженнями на ясно- житловою забудовою, зеленими насадженнями, сірих та сірих опідзолених ґрунтах; 15 – слабко- дитячими майданчиками, стежками та автомобі- хвиляста лесова поверхня, помежована земля- льними дорогами на ясно-сірих і сірих опідзоле- ними дамбами, зайнята промисловими відстійни- них ґрунтах; 10 – рівна лесова ділянка, заросла ками. Гаражні. Схилові. Урочища: 16 – слабко- мезо-ксерофітною рослинністю на ясно-сірих та спадиста (3−5°) лесова ділянка, заросла мезо-ксе- сірих опідзолених ґрунтах, зайнята спортивним рофітною рослинністю на ясно-сірих та сірих майданчиком. Городні. Надзаплавно-терасові. опідзолених ґрунтах, зайнятагаражними примі- Урочища: 11 − слабкоспадисті (5−6°) піщано-су- щеннями. Цвинтарні. Схилові. Урочища: 17 – глинисті поверхні під городами на ясно-сірих і мікрогорбкуваті суглинисті поверхні, зайняті сірих опідзолених ґрунтах. Схилові. Урочища: кладовищами, пішохідними дорогами та зеле- 12 – слабкоспадисті (3−5°) лесові поверхні під ними насадженнями на ясно-сірих та сірих городами на ясно-сірих і сірих опідзолених ґрун- опідзолених ґрунтах. тах. Власне промислові. Надзаплавно-тера-

Рис. Сучасна (2017 р.) ландшафтна структура селитебних ландшафтів у долинах р. Берладинка та Дохна в межах м. Бер- шадь:

Водні антропогенні ландшафти. Рус- Заплавні. Урочища: 21 – рівні зволожені сугли- лові. Урочища: 18 – натурально-антропогенне нисті поверхні, зарослі очеретяною рослинністю річище Дохни (глибина до 1 м, ширина 1,5−3,5 м, на заболочених лучних ґрунтах. швидкість течії 0,2 м/с); 19 – нерівна алювіальна Лісові антропогенні ландшафти. Похі- поверхня насипного острова довжиною 450 м і дні. Заплавні. Урочища: 22 − рівні суглинисті шириною 230 м, заросла очеретяною рослинні- поверхні, зарослі вербою білою, кленом ясенели- стю на заболочених лучних ґрунтах; 20 – водопі- стим та іншою чагарниковою рослинністю на лу- дпірні залізобетонні греблі трапецієподібної фо- чних ґрунтах. Надзаплавно-терасові. Урочища: рми, зарослі різнотравно-злаковою рослинністю. 23 – рівні піщано-суглинисті поверхні, зарослі хвойними насадженнями на ясно-сірих та сірих 64 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______опідзолених ґрунтах. Схилові. Урочища: 24 – поселень як квітник, завдяки чому забезпечу- слабкоспадисті (3−5°) піщано-суглинисті повер- ються взаємодія культури та природи, правильна хні, зарослі хвойними та грабово-дубовими наса- організація простору, оптимізація селитебного дженнями на ясно-сірих та сірих опідзолених середовища, підкреслення самобутності й есте- ґрунтах; 25 – слабкоспадисті (3−5°) піщано-суг- тичної привабливості ландшафтних комплексів линисті поверхні, зарослі грабово-дубовими на- (Martinenaite, 2011). садженнями на ясно-сірих та сірих опідзолених У дослідженнях закордонних науковців ґрунтах; 26 – мікрогорбкуваті піщано-суглинисті проблема оптимізації селитебного простору в поверхні із рідколіссями на ясно-сірих та сірих умовах стрімкої урбанізації обговорюється акти- опідзолених ґрунтах. вно. Найчастіше зустрічаються публікації, в яких Сільськогосподарські. Польові. Схи- учені подають пропозиції практичного характеру лові. Урочища: 27 – спадисті (10−12°) лесові по- та описують власний досвід щодо організації верхні під польовими сівозмінами на ясно-сірих ландшафтів населених пунктів. Дослідження та сірих опідзолених ґрунтах. Плакорні. Уро- ландшафтів європейських міст показали, що чища: 28 − рівні лесові поверхні під польовими вони вразливі для екстремальних водних режи- сівозмінами на чорноземах опідзолених. мів річок (повеней і паводків). Водна інфрастру- Дорожні. Шосейні. Асфальтово-бетонні. ктура європейських мегаполісів не здатна адап- Ставково-заплавні. Урочища: 29 – залізобе- туватися до сучасних змін навколишнього сере- тонні ділянки мостів із шириною проїжджої час- довища. Тому міста потребують крос-сектораль- тини 9 і 14 м на 4 підпорах у річищі. них, інтегрованих та децентралізованих підходів Межі типів місцевостей. Натуральних: до управління міським водним циклом 30 – заплавного та надзаплавно-терасового; 31 – (Csizmadia, Szilágyi, Balogh, & Säumel, 2017). заплавного та схилового; 32 – надзаплавно-тера- Аналіз науковцями просторових і часових змін сового та схилового; 33 – схилового та плакор- ландшафтів та ступеня їх вразливості на прик- ного. Антропогенних: 34 – ставково-заплав- ладі басейну річки Цінья (провінція Сичуань, ного. Урочищ: 35 − антропогенних. КНР), показав, що площі міських і сільських Інші позначення: 36 – назви річок; 37 – ландшафтів активно збільшуються за рахунок напрям течії. зменшення площ сільськогосподарських угідь, Проведені упродовж 2016−2017 рр. ланд- лісів і пасовищ. Ці дані можна враховувати для шафтознавчі дослідження селитебних ландшаф- розуміння еволюції ландшафтів та мінімізації тів у долинах малих річок Середнього Побужжя потенційних екологічних наслідків урбанізації дають можливість зазначити, що їх ландшафтна (Li, Xie, He, Guo, & Wang, 2017). структура не оптимальна. Вона потребує нових Австралійські науковці, досліджуючи мі- поглядів на раціональну розбудову селитебного ські ландшафти на основі соціологічного опиту- середовища у напрямі його натуралізації. Це мо- вання, зробили висновок, що більшість респон- жливо з урахуванням вітчизняного і закордон- дентів віддають перевагу зеленому простору (па- ного досвіду. Зокрема, в Європі, проектуючи жи- рки, сквери, садові ландшафти) у містах. На ду- тлові мікрорайони, застосовують методики, мку більшості населення м. Мельбурн, міські спрямовані на збереження природи. Так, англій- райони з густою рослинністю забезпечують ський підхід «Дамо природі волю» («Go Wild») складне середовище існування для дикої при- передбачає скорочення площ у містах традицій- роди, тому це дає можливість так проектувати них газонів та їх заміну багатовидовими луками, ландшафти, щоб вони приносили користь і лю- які не потребують значного догляду і є місцями дям, і природі (Harris, Kendal, Hahs, & Threlfall, проживання птахів та комах. Німецький підхід 2018). «Упроваджуємо спонтанну рослинність» Важливими елементами мережі зеленої ін- («Go Spontaneous») передбачає трансформацію фраструктури румунських міст вчені вважають зарослих міських територій у цінні природні еко- міські ліси. Їх розглядають як стратегічні логічні сади та парки (Anonymous, 2013). Окрім об’єкти, що дають багато переваг для суспільс- цього, у країнах Європейського Союзу прово- тва і підвищують якість життя. На підставі про- дять постійні роботи з облаштування рекреацій- ведених досліджень науковці виявили два типи них зон у містах, використовуючи при цьому по- найпоширеніших моделей міського планування в єднання натуральних і антропогенних елементів безпосередній близькості від міських лісів: один селитебних ландшафтів − водойм та усіх видів із високою часткою забудованого простору зелених насаджень (Hvozdeva & Zakharova, (27,68 %), інший – із відкритим простором, де зе- 2013). У сільських ландшафтах Литви активно млі сільськогосподарського призначення стали розвивається такий елемент системи озеленення найпоширенішим видом природокористування

65 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______(19,19 %). Із цього випливає, що інтеграція уп- tional Conference on Landscape and Urban Horti- равління міськими лісами в плануванні міст − culture: Conference Paper, December 22. 2017. одне з важливих завдань забезпечення сталого (рр. 553–556). Athens (Greece). розвитку міст Румунії (Niţă, Năstase, Badiu, doi: 10.17660/ActaHortic.2017.1189.110. Onose, & Gavrilidis, 2017). Denysyk H. I., 1998. Antropohenni landshafty Pravoberezhnoi Ukrainy [Anthropogenic land- Науковці Швейцарії, провівши відповідні scapes of the Right-Bank Ukraine]. Vinnytsia: Ar- дослідження, встановили, що більшість насе- bat, 292. (in Ukrainian). лення країни віддають перевагу сільським ланд- Denysyk H. I., 1998. Pryrodnycha heohrafiia Podillia шафтам, рідше для життя обирають території [Natural geography of Podillia]. Vinnytsia : біля великих міст. Експерти з міського плану- EkoBiznesTsentr, 184. (in Ukrainian). вання та охорони природи, навпаки, вважають Denysyk H. I., 2014. Antropohenne landshaftoznavstvo. міські ландшафти комфортнішими для життя. Сhastyna 1 [Anthropogenic Landscape Science. Отримані результати підкреслюють необхідність Part 1]. Vinnytsia: Vinnitsa regional printing обмеження міських територій під час планування house, 334. (in Ukrainian). землекористування у Швейцарії (Ströbele & Denysyk H. I., Babchynska O. I., 2006. Selytebni land- shafty Podillia [The residential landscapes of Po- Hunziker, 2017). dillia]. Vinnytsia: Teza, 256. (in Ukrainian). Висновки. Дослідження селитебних ланд- Denysyk H. I., Bondar V. V., 2008. Obiekty natsionalnoi шафтів, що сформувалися в межах долин малих spadshchyny v strukturi suchasnykh landshaftiv річок Середнього Побужжя, дає можливість Ukrainy [Objects of the national heritage in the стверджувати таке: 1) просторове розміщення structure of modern landscapes of Ukraine]. Indus- поселень, їх конфігурація, а, відповідно, антро- trial heritage in culture and landscape: Proceed- погенізація долинно-річкових ландшафтів, зале- ings of the 3rd International Conference, Kryvyi жать від природних умов, мікрокліматичних осо- Rih, October 1−4. (рр. 184−191). Kryvyi Rih: бливостей річкових долин та приуроченості по- Publishing house. (in Ukrainian). селень до того чи іншого типу місцевості; 2) у до- Denysyk H. I., Kiziun A. H., 2012. Silski landshafty Po- dillia [Rural landscapes of Podillia]. Vinnytsia: TD линах малих приток Південного Бугу за площею «Edelveis i K», 200. (in Ukrainian). переважають сільські ландшафти, а за ступенем Denysyk H. I., Lavryk O. D., 2012. Antropohenni land- трансформації долинно-річкового простору – мі- shafty richyshcha i zaplavy Pivdennoho Buhu [An- ські ландшафтні комплекси; 3) селитебні ланд- thropogenic landscapes of the riverbed and flood- шафти змінилися за впливу господарської діяль- plainof the Southern Bug]. Vinnytsia: TD ності, однак продовжують розвиватися за зако- «Edelveis i K», 210. (in Ukrainian). нами природи; 4) для поліпшення стану селитеб- Dotsenko A. I., 2000. Mistechka v Ukraini: pohliad z них ландшафтів слід ураховувати історію їх фо- mynuloho v suchasne [Towns in Ukraine: A View рмування, сучасну ландшафтну структуру, еко- from the Past to the Present]. Regional Studies, Ge- логічний стан і досвід закордонних науковців. ography, Tourism. 41, 2−4. (in Ukrainian). Harris V., Kendal D., Hahs A. K., Threlfall C. G., 2018. Green space context and vegetation complexity Бібліографічні посилання shape people’s preferences for urban public parks and residential gardens. Landscape Research. 43. Anonymous, 2013. Zelenyi gorod [Green town]. Donetsk, 1–2, 150−162. 60. (in Russian). doi: 10.1080/01426397.2017.1302571. Bezlatnia L., 2014. Selytebni landshafty mizhzonalnoho Hvozdeva S. N., Zakharova Y. H., 2013. K voprosu heoekotonu «Lisostep−Step» Pravoberezhnoyi blahoustroistva berehov Yuzhnoho Buha [On the Ukrainy ta mozhlyvi shliakhy yikhnoi rekon- issue of the Southern Bug banks’ improvement]. struktsii [The residential landscapes of the inter- Save for the descendants: Proceedings of the VI zonal geoecotone «Forest-steppe–Steppe» in the environmental readings, Mykolayiv, November Right-Bank Ukraine and possible reconstruction 21−22. 2013. (рр. 16−17). Mykolayiv. (in Ukrain- ways]. Journal of the Lviv University. 48, ian). 209−214. (in Ukrainian). Kizian O., 2009. Vinnychchyna turystychna [Vinnytsia Buriak-Habrys I. O., 2013. Mistechko: etymolohiia ter- tourist]. Vinnytsia: SE «State cartographical, fac- minu i kryterii vyokremlennia mistechkovykh tory», 432. (in Ukrainian). landshaftiv [Town: etymology of the term and cri- Kiziun A., 2010. Landshaftoznavchyi analiz suchasnoi teria for the selection of town landscapes]. Scien- struktury silskykh landshaftiv Podillia [Landscape tific notes of Vinnytsia Pedagogical University. 25, analysis of the modern structure of Podillya rural 52−57. (in Ukrainian). landscapes]. Scientific notes of Ternopil National Csizmadia D., Szilágyi K., Balogh P. I., Säumel I., 2017. Pedagogical University. 27, 102−106. (in Ukrain- More than green: Implementation of multifunc- ian). tional blue-green infrastructure in residential areas Li Z., Xie C., He X., Guo H., Wang L., 2017. Dynamic of European cities. Acta Horticulturae: VI Interna- Changes of Landscape Pattern and Vulnerability

66 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 60-67 ______Analysis in Qingyi River Basin. Earth and Envi- abstract of candidate’s thesis. Perm, 23. (in Rus- ronmental Science: Proceedings of the 3rd Interna- sian). tional Conference on Energy, Environment and Ströbele M., Hunziker M., 2017. Are suburbs perceived Materials Science, Singapore, July 28−30. (рр. as rural villages? Landscape-related residen- 1−7). Singapore : Institute of Physics Publishing. tial preferences in Switzerland. Landscape and Ur- doi: 10.1088/1755-1315/94/1/012189. ban Planning. 163, 67−79. doi: 10.1016/j.landur- Martinenaite L., 2011. Landshaft i yoho teoretychni inter- bplan.2017.02.015. pretatsii [Landscape and its theoretical Interpreta- Terletska O. V., 2017. Mekhanizmy formuvannia ekolo- tions]. Folk Art and Ethnology. 3, 91−95. (in hichnoho stanu promyslovoho mista na prykladi Ukrainian). Drohobycha [Mechanisms of the ecological state Niţă M. R., Năstase I. I., Badiu D. L., Onose D. A., Gav- formation in an industrial city on the example of rilidis A. A., 2017. Evaluating Urban forests con- Drohobych]. Problems of ecology and evolution of nectivity in relation to urban functions in Roma- ecosystems intransformed environment: Proceed- nian Cities. Carpathian Journal of Earth and En- ings of the 1 International Conference, Kyiv, May vironmental Sciences. 13. 1, 291−299. 25−26. (рр. 170−174). Kyiv: DU «IEE NAN doi: 10.26471/cjees/2018/013/025. Ukrainy». (in Ukrainian). Nyzkoshapka R. V., 2010. Poniattia «mistechkovi land- Voropai L. I., Kunitca M. О., 1982. Selitebnye geo- shafty» ta yikh mistse v strukturi selytebnykh land- sistemy fiziko-geograficheskikh raionov Podolii shaftiv [The concept of «townscapes» and their [The residential geosystems of the physiographical place in the structure of residential landscapes]. regions of the Podillia]. Chernovtsy: ChGU, 92. (in Scientific notes of Vinnytsia Pedagogical Univer- Russian). sity. 20, 64−70. (in Ukrainian). Yatsentiuk Yu. V., 2002. Selytebni landshafty [Residen- Shevtcova O. M., 2005. Dolinnye nookhory: opyt sotsio- tial landscapes]. Denysyk H. I. (ed.). Serednie landshaftnogo issledovaniia [Valley noohors: the Pobuzhzhia [Middle Bug area]. Vinnytsia: experience of socio-landscape research]. Extended Hipanis, 149−158. (in Ukrainian).

67 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 68-80 doi: 10.15421/111832 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______Chemical composition of different types of natural waters in Ukraine

V.К. Khilchevskyi1, S.М. Kurylo1, N.P. Sherstyuk 2

1 Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, Ukraine, e-mail: [email protected] 2 Oles Gonchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. The results of studies of the chemical composition in various types of natural Received 23.04.2018; waters of the territory of Ukraine – atmospheric precipitation, surface (river and lake), Received in revised form 05.05.2018; groundwaters and sea waters are comprehensively summarized and presented for the Accepted 29.05.2018 territory of Ukraine in this paper. The chemical composition of Ukraine's natural waters (rivers, lakes, underground aquifers, seas) is the result of the interaction of a combina- tion of natural factors, as well as their location, mainly in the temperate climatic zone. The average long–term mineralization of atmos- pheric precipitation is usually in the range of 20–40 mg/l, its chemical composition is predominantly sulfate magnesium–calcium. For the chemical composition of water in the small and medium rivers of Ukraine, hydrochemical zoning is observed in the direction from the northwest to the south-east of the country. Mineralization of river waters also increases in this direction (from 200–300 mg/l to 1,500–3,000 mg/l and more). The composition of the water varies from bicarbonate calcium in the north and west to sodium chloride in the south and southeast. The value of mineralization of lake water varies within very wide limits. There are lakes with very fresh water and low salinity (30 mg/l – small lakes of glacial origin in the Ukrainian Carpathians), and lakes whose water has a mineralization of more than 100 g/l (salt lakes of the Crimea). In the chemical composition of groundwater, the territory of Ukraine mainly exhibits vertical hydrochemical zoning, which manifests itself in the separation of zones of intensive or difficult water exchange. Hydrocar- bonate or sulfate waters with a small mineralization (up to 1.0 g/l) are characteristic for the zone of active water exchange. Highly mineralized (50–300 g/l and more) chloride, sodium and chloride-sodiumcalcium waters are common in a zone of hindered water exchange. The ionic composition of the Black Sea water has all the characteristic features of ocean waters but differs from them in relative poverty with ions of chlorine and sodium, the average salinity of the Black Sea waters is 18–19 ‰. In the narrow coastal zone near the mouths of large rivers (the Danube, the Dniester, the Southern Bug, the Dnieper) a decrease in the salinity of the Black Sea waters (up to 5–10 ‰) is observed. The main factors that determine the salinity regime in the Azov Sea (10–13 ‰) are the inflow of saline Black Sea and fresh river (the Don and the Kuban rivers) waters that are mixed in the Azov Sea, as well as the arrival of atmospheric precipitation.

Key words: chemical composition, atmospheric precipitation, surface waters, groundwaters, seawaters.

Хімічний склад різних типів природних вод України

В. К. Хільчевський1, С. М. Курило1 , Н. П. Шерстюк2

1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна 2Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна

Анотація. Для території України комплексно узагальнено і викладено результати досліджень хімічного складу різних типів природних вод території України – атмосферних опадів, поверхневих (річкових і озерних), підземних і морських вод. Середня багаторічна мінералізація атмосферних опадів зазвичай у межах 20 – 40 мг/дм3, їх хімічний склад переважно сульфатний магнієво-кальцієвий. Для хімічного складу води малих і середніх річок України спостерігається гідрохімічна зональність у напрямку з північного заходу на південний схід території країни. В цьому напрямку збільшується і мінералізація річкових вод (від 200 – 300 мг/дм3 до 1 500 – 3 000 мг/дм3 і більше). Склад вод змінюється і від гідрокарбонатного кальцієвого на півночі і заході до хлоридного натрієвого на півдні і південному сході. Величина мінералізації води озер змінюється в широ- ких межах. Трапляються озера з дуже прісною водою і низькою мінералізацією (30 мг/дм3), і такі, вода яких має мінералізацію понад 100 г/дм3. У хімічному складі підземних вод на території України в основному проявляється вертикальна гідрохімічна зональність. Для зони активного водообміну характерні гідрокарбонатні або сульфатні води з невеликою мінералізацією (до 1 г/дм3). У зоні утрудненого водообміну поширені високомінералізовані (50 – 300 г/дм3 і більше) хлоридні натрієві і хлоридні натрієво-кальцієві води. Іонний склад води Чорного моря близький за складом до вод океану, але відрізняється від них низь- ким вмістом іонів хлору і натрію, середня солоність вод Чорного моря – 18 – 19 ‰. У вузькій прибережній смузі поблизу гирл великих річок спостерігається зниження солоності чорноморських вод (до 5 – 10 ‰). Основні фактори, які визначають режим 68 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______солоності в Азовському морі (10 – 13 ‰), - це приплив солоних чорноморських і прісних річкових вод, які змішуються в Азовському морі, а також надходження атмосферних опадів.

Ключові слова: хімічний склад, атмосферні опади, поверхневі води, підземні води, морські води

Introduction. A water object is a natural or artifi- of hydrochemistry of the cooling reservoirs on nu- cially created element of the environment where wa- clear power plants and thermal power plants (Ro- ters are concentrated: seas, estuaries, rivers, creeks, mas, 2002), hydrochemical systems (Snizhko, lakes, reservoirs, ponds, canals and aquifers (Vodnyi 2006). kodeks Ukrainy, 1995). Natural waters filling water As a result of complex regional hydrogeolog- bodies are a complex of dissolved compounds, the ical studies of the territory of Ukraine ,the main reg- formation of which takes place under the influence ularities in the formation of the chemical composi- of natural (physiographic factors, primarily climatic tion of groundwater in general, as well as mineral and soil, geological, physicochemical, biological) therapeutic waters were established (Babynec, Bel- and anthropogenic factors. The influence of these javskyj, 1973; Babynec, Borevskyj, Shestopalovet factors on natural waters has its own regularities and al., 1979; Shestopalov, 2009; Ohnianyk, 2000). differences, which appears both at the level of the A number of works by the staff of the Ukrain- natural zones and regions, and on certain types of ian Hydrometeorological Institute of the NAS of water bodies: rivers, lakes, underground aquifers, Ukraine (Osadchyi, Nabyvanets, Osadchaet al., seas. It is also important to know the chemical com- 2008; Osadchyy et al., 2016) are devoted to experi- position of atmospheric precipitation, which takes an mental research and modeling of the migration of active part in the sustenance of water bodies. There chemical substances in surface waters. At the Marine is a considerable interest in studies within the terri- Hydrophysical Institute of the National Academy of tory of a particular country, where the diversity of Sciences of Ukraine scientists studied issues related the chemical composition of various types of natural to ocean hydrochemistry and the physical nature of waters is fully manifested (Khil'chevskii, Chebot'ko, formation or destruction of chemical compounds in 1994). seawater (Eremeeva, Eremeev, Bezborodov, 1984). The history of hydrochemical research in Detailed hydrochemical (Skopincev, 1975) and geo- Ukraine. Systematic observations of the chemical chemical (Mitropolskiy, Bezborodov, Ovsyanyiy, composition of river, lake, underground and sea wa- 1982) studies of the Black and the Azov Seas pro- ters in Ukraine began in the 1930s with the network vide an opportunity to solve problems of monitoring, of observation of the hydrometeorological service. modeling and forecasting the condition of water ba- Monitoring data on the chemical composition of sur- sins. face waters have been published in the Hydrological The statement of the problem and source materi- Yearbooks, since 1968 in the quarterly "Hydrochem- als. The main purpose of this publication is to pro- ical Bulletins," and since 1984 in the "Annual Data vide a comprehensive description of the chemical on the Quality of the Surface Waters of Ukraine." A composition of various types of natural waters on the significant contribution to the foundation and devel- territory of Ukraine–atmospheric precipitation, sur- opment of hydrochemical studies in Ukraine was face waters (river and lake), groundwaters and sea made by scientists from the Institute of Hydrobiol- waters. The main attention is paid to the basic ions, – 2–, – 2+, 2+ + ogy of the National Academy of Sciences of which include HCO3 , SO4 Cl , Ca Mg , Na , Ukraine, whose studies were devoted to the for- K+, and to the index of total mineralization. mation of the hydrochemical regime of estuaries of To solve this problem, we used data on the rivers, estuaries, the Dnieper reservoirs, and to the chemical composition of Ukraine's natural waters, content of heavy metals in water (Almazov, 1962; which derives from: 1) the result of the authors' own Denisova, Timchenko, Nahshina et al., 1989; Linnik, research; 2) analysis of published sources. Nabivanec, 1986; Zhuravleva, 1988). Results of the research.Precipitation.There is up to Scientists of Taras Shevchenko National Uni- 650 mm/year of precipitation in the north–west of versity of Kyiv studied the interrelation of the chem- Ukraine, up to 300 mm/year – in the south, in the ical composition of different types of natural waters Ukrainian Carpathians – up to 1,600 mm/year. The in Ukraine (Peleshenko, 1975), developed the funda- first studies of the chemical composition of atmos- mentals of ameliorative hydrochemistry (Gorjev, pheric precipitations (AP) in Ukraine were made at Peleshenko, 1991, Zakrevskiy, 1992), revealed the the beginning of the 20th century. role of anthropogenic factors in its formation (Gor- The systematic sampling of APs at the net- jev, Peleshenko, Khilchevskyi, 1995; Khil'chevskiy, work of meteorological stations of the hydrometeor- 1994), initiated the study of the hydrochemistry of ological service of the former USSR began in 1958 slope flow surface (Khilchevskyi, 1996), the study

69 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______in connection with the implementation of works un- scientists (Romas, 1979, Kosovets˗Skavronska, der the programme of the International Geophysical Snizhko, 2009; Khilchevskyi, Kurylo, 2016), and Year (IGY). After the completion of the IGY, the common results are given below. studies of the chemical composition of APs received General mineralization of the AP over the ter- further development and the network of weather sta- ritory of Ukraine usually fluctuates within 30–40 tions, where AO samples were sampled for chemical mg/l. The minimum average annual mineralization analysis, was significantly expanded. values of the AP are fixed in the zone of mixed for- Since 1963, gathering of monthly samples of ests in the north of the country – about 26 mg/l (Te- the AP has been organized at the Nemishaieve mete- terev), the maximum – recorded in the south of the orological stations (since 1964 transferred to the Te- country, at the weather station Askania-Nova – 82.4 terev meteorological station), Berehove, Kobelyaki, mg/l (Table 1). Bobrynets, Loshkarivka, Odessa, Nikitsky Botanical In the chemical composition of AP, sulfates Garden, and since 1965 in Kiev and industrial re- predominate among anions, and magnesium domi- gions of Donbass – at the meteorological stations of nates among cations. The proportion of the salts of Donetsk and Volnovakha. In addition to the monthly continental–anthropogenic origin in the total chemi- samples, researchers gathered samples of single APs cal composition of AP on the territory of Ukraine is at the Kobeliaky, Bobrynets, Loshkarivka and 90–93%, that of salts of marine origin – 7–10% Odessa meteorological stations. The results of these (Khilchevskyi, Kurylo, 2016). studies are presented in the works of the following

Table 1. Average concentrations of chemical components in Ukraine's atmospheric precipitation (by total monthly samples), mg/l. Gen- 2– – – – 2+ 2+ + + + eralmin- Weather station SO4 Cl НСО3 NO3 Ca Mg Na K NH4 era-liza- tion Zone of mixed forests Teterev, 11.7 2.2 4.0 1.9 1.6 2.0 1.5 1.0 0.87 26.7 Kiev region Forest-steppe zone Kyiv 14.4 1.4 11.3 – 0.6 1.3 0.4 5.9 0.7 26.3 Kobelyaki, 14.8 3.8 11.0 1.6 3.5 2.8 2.9 1.4 1.14 43.0 Poltava region Steppe zone Bobrynets, 14.4 3.1 14.2 1.8 4.2 4.1 2.2 1.0 1.06 46.1 Kirovograd region Loshkarivka, 15.0 3.3 4.9 1.7 2.7 2.2 1.7 1.0 1.55 34.0 Dnepropetrovsk region Volnovakha, 16.8 4.3 6.1 1.7 3.0 2.8 3.2 1.4 1.30 40.6 Donetsk region Odessa 17.5 7.0 6.9 2.4 3.5 2.2 3.8 1.8 1.27 46.4 Askania-Nova, 9.6 8.5 38.0 – 1.5 13.3 2.1 9.4 – 82.4 Kherson region The Carpathian Mountain Beregove, 14.4 3.4 5.7 1.6 2.1 2.7 1.6 1.0 1.41 34.0 Transcarpathian region Crimean mountainous Nikitsky Botanical Gar- den, 9.3 3.0 8.1 1.6 2.1 1.8 1.7 1.0 1.00 29.6 Autonomous Republic of Crimea

The most probable chemical composition of cultural enterprises affects the increase in hydrocar- the AP was determined by the formulas of the ionic bonates and magnesium in the steppe zone (Askania- composition, where the average concentrations of Nova) and sodium chlorides in the seaside Odessa, the components, converted into % –equivalent form, and anthropogenic – in increasing the content of al- were used. Characteristic is the considerable stabil- most all components, especially sulphates, in the in- ity of the ion content in the AP with a significant ex- dustrial Donbass. cess of sulfates among the anions, and magnesium The most probable chemical composition of among the cations. Local influence on natural factors the AP over the territory of Ukraine in%-equivalent of the chemical composition of the products of agri- form is expressed by the formula:

70 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______

SO455 HCO322 Cl18 NO35 direction of the flow of rivers and is in some ways Mg38 Ca28 Na18 NH410 K6 consistent with the boundaries of physiographic re- gions (Peleshenko, Zakrevskiy, Gorev et al., 1989). In this way, the chemical composition of AP In the mixed forest zone fresh hydrocarbonate cal- in Ukraine predominantly consists of the sulfate cium waters are common; in the western regions of magnesium-calcium. the forest-steppe zone, fresh calcareous calcium wa- The AP of the whole territory of Ukraine is ters, which, with progress to the east, gradually dominated by the continental-anthropogenic compo- transform into bicarbonate calcium-magnesium-so- nent and its contribution fluctuates insignificantly dium. Near the border of the steppe zone, sulphates near the value of 90%. The estimated value of the begin to play an important role in the composition of direct anthropogenic component of the chemical river waters. In the steppe zone, sulfate-chloride wa- composition of AP is approximately 70–75%. Only ters of mixed cationic composition prevail. for chloride ions marine component is the domina- The chemical composition of the waters of tive in the formation of the total content of dissolved large rivers (the Dnieper, the Dniester, the Southern mineral substances in atmospheric precipitation Bug, the Seversky Donets) also exhibits hydrochem- (Khilchevskyi, Kurylo, 2016.). ical zoning, which manifests itself mainly in the in- Rivers. In Ukraine, there are more than 63 crease in the water downstream of the rivers of alkali thousand rivers with 1,103 reservoirs (Vodnyi fond sulfates and chlorides (Khil'chevskii VK, Khil'chev- Ukrainy, 2015). 98% of the country's rivers belong skii RV, Gorokhovskaya, 1999). However, it is little to the basin of the Black and the Azov Seas, and to consistent with the boundaries of physical and geo- 2% of the territory (the Western Bug River) – to the graphical zones in comparison with the zoning of the basin the Baltic Sea. Taking into account the require- chemical composition of the waters of local runoff ments of the EU Water Framework Directive (Di- (small rivers). In the mountainous regions of the rective 2000/60 / EC) in 2016, a hydrographic zon- country, the hydrochemical zoning for surface water ing of the territory of Ukraine was carried out. As a is practically not traced. The river waters here are result, nine river basin areas were identified –the fresh, bicarbonate calcium. Vistula, the Danube, the Dniester, the Southern Bug, Area of the basin of the Vistula river (the the Dnieper, the Don, and rivers of the Black Sea, Western Bug). The main river of the Vistula basin the Azov Sea and the Crimea. Regions of river ba- (the Baltic Sea basin) in Ukraine is the transbound- sins of the Dnieper, the Danube, the Dona and the ary Western Bug River, which also flows through Vistula are also divided into sub-basins (total 13 sub- Poland and Belarus. Surface waters of the Western basins) (Vodnyi kodeks Ukrainy, 1995; Khilchev- Bug basin are characterized by a hydrocarbonate cal- skyi, Grebin, 2017). cium composition, which is associated with a signif- In the chemical composition of the river wa- icant spread of gypsiferous carbonate rocks in the ters of the lowland part of the country, a clear hydro- catchment area. The humid type of climate and the chemical zoning is observed with progress from the predominance of descending flows in soils cause a western and north–western to the eastern and south- low content of dissolved ions in water. The mineral- eastern borders of Ukraine. In the same direction, ization of the river waters of the basin is on average mineralization of river waters also increases (from about 500 mg/l–Table 2 (Zabokrytska, Khilchevsky, 200–300 mg/l to 1,500–3,000 mg/l and more). Hy- Manchenko, 2006). drochemical zoning is observed irrespective of the

Table 2.Average concentration of main ions and general mineralization of surface waters within the river basin regions of Ukraine, mg/l. General – 2– – 2+ 2+ + + Area of the river basin НСО3 SO4 Cl Ca Mg Na К minera-liza- tion The Vistula 300 44 41 97 12 32 – 523 The Danube 176 46 28 43 12 37 6 331 The Dniester 176 46 61 60 13 47 5 405 The Southern Bug 344 82 53 80 29 53 16 653 The Dnieper 229 79 45 66 19 45 9 488 The Don 304 294 240 153 43 166 – 1,192 Rivers of the Black Sea 393 783 398 196 85 396 – 2,200 Rivers of the Azov Sea 333 783 498 296 85 696 – 2,200 Region Rivers of the Crimea 250 118 51 80 22 43 16 580

71 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______

For the river waters of the Western Bug basin, hardness of 2–4 mmol/l. The rivers of the left–bank an inverse relationship is observed between mineral- part of the Prut river basin are highly mineralized. ization and water discharge. It was stated that the The mineralization values reach 1.2 g/l, and the total lowest absolute values of the river Western Bug min- hardness is 10–12 mmol/l. eralization is 412 mg/l (in the year 1963), and the For the Prut river itself, in the hydrochemical largest – 604 mg/l (in the year 1988 ). The maximum regime, characteristic features that are expressed in values of mineralization of water (over 800 mg/l) are fluctuations in the mineralization of water in the fixed in the water of the river Poltva below the place range 150–800 mg/l. In the upper part of the basin, of wastewater discharge in the city of Lviv, and the at the closing line near the town of Chernivtsi, during average annual water mineralization of this river was the spring flood, the water mineralization ranges 570 mg/l. The calculations carried out showed that from 200 mg/l in high water years to 380 mg/l – in the river Poltva significantly affects the chemical low water. The composition of the ions is dominated - 2+ composition of the water of the Western Bug; it by HCO3 and Ca . In the dry period, the minerali- forms 66% of the ionic runoff of the Western Bug in zation values reach 300 mg/l in high water years, and the Kamianka-Buzkastream point. 430 mg/l in dry years. In the middle of the river basin Area of the basin of the Danube river. The the rod mineralization of water increases, reaching main tributaries of the Danube in the territory of in the low water year 420 mg/l, and low water – 560 Ukraine are fragmented: in the Transcarpathian re- mg/l. In the middle part of the Prut river, the hydro- gion (Uzh and Tisza rivers) and Bukovina (the Prut chemical regime of the river is largely determined by river) –transboundary rivers that carry water to the the influence of highly mineralized sulfate–sodium territory of Hungary, Romania and Moldova; in the groundwater on the left-bank part of the basin. This Odessa region – in fact, the lower reaches of the is expressed in an increase in the concentration of Danube (Kilian estuary). In the lower reaches of the sulfate ions to 220 mg/l, sodium and potassium ions Danube, water flows in, the composition of which to 130 mg/l. The mineralization of water during the was formed in the territory of many European coun- spring flood ranges from 390 to 560 mg/l. At low tries, which are located in its basin (Savitskii, water values, the mineralization values of water vary – 2+ Stets'ko, Osadchiy et al., 1994). The flushing regime between 445–860 mg/l. At this time, HCO3 and Ca of the soils of the basin determines the low mineral- ions predominate (Osadchiy, Nabyvanets, Osadcha ization of water, which in the rivers Uzh, Rika, La- et al., 2008). torica does not exceed 200 mg/l. In the water of the Area of the basin of the Dniester river. The river Tisza mineralization increases to 250–300 Dniester is transboundary river – it flows through the mg/l, and it reaches the highest values in the water territory of Ukraine and Moldova. The average sa- of the rivers Siret, Prut, Cheremosh and the lower linity of river waters in the Dniester Basin is low and part of the Danube – 330–370 mg/l. Information on ranges from 286 to 481 mg/l (Table 2). However, the average chemical composition of the rivers in the within the basin, the mineralization of river water Danube River basin is given in Table. 2. fluctuates significantly – from 100 to 1000 mg/l and In the long-term aspect, the change in the min- more. The formation of the chemical composition of eralization of water has a complex character. In its river waters in the middle part of the Dniester Basin most general form, it can be argued that there has is affected by karst processes (Aksom, Khilchevskyi, been a gradual decline in recent years. So, if in 1994 2002). the average mineralization of water in the lower part In general, in the Dniester river basin, a group of the Danube was 405 mg/l, then in 2004 it was 348 of rivers of the upper mountainous part (in the g/l (Osadchiy, Nabyvanets, Osadcha et al., 2008). It Ukrainian Carpathians) and the plains part of the ba- must be noted that the fluctuation in mineralization sin can be distinguished by mineralization of water. coincided with the direction of change in water con- The least mineralized (the sum of ions up to 200 tent. At the same time, seasonal fluctuations in water mg/l) are the mountain rivers Bystrica, Svicha, Lu- expenditure and mineralization were natural: an in- zhanka. In the waters of the rivers Slavka, Opor, crease in water content led to a decrease in the Crow, Stryi, the sum of dissolved salts varies be- amount of dissolved salts. The maximum minerali- tween 200–300 mg/l. From 300 to 400 mg/l, the min- zation, as a rule, is observed in winter, and the min- eralization of water in Dniester, Seret, Koroptse, imum – during the periods of the highest rise in wa- Strv'yazh, Zolota Lypa and Hnyla Lypa changes. ter levels – in spring or in summer. High water mineralization is distinguished by the In the rivers of the mountain part of the Prut water of the Tysmenytsia– about 1000 mg/l. river basin, waters of predominantly hydrocar- The mineralization of the Dniester reservoir bonate calcium composition are formed with miner- (volume 3.0 km3) does not exceed 450 mg/l, the alization in the range of 140–360 mg/l and a total composition of dissolved salts is hydrocarbonate - 72 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______calcium (Khilchevskyi, Honchar, Zabokrytskaetal, The composition of the main ions in the Dnie- 2013). per water is also relatively stable, with Ca2+prevail Area of the basin of the Southern Bug river. ing among them (50–100 mg/l, sometimes up to 200 – The Southern Bug is the only large river whose basin mg/l) and HCO3 ions (240–350 mg/l, sometimes up is completely within the territory of Ukraine. The di- to 400 mg/l). At the same time, it should be noted versity of soil-geological, climatic and other condi- that for the river waters of the Dnieper Basin there is tions from north to south determines the correspond- a great diversity of both ionic composition and min- ing changes in the chemical composition of river wa- eralization of the water (Khilchevskyi, Romas I.M., ters in the basin of the Southern Bug. Prior to the Romas M.I. et al., 2007). town of Pervomaisk, mineralization of river waters The mineralization of the rivers of the mixed does not exceed 1 g/l, the composition of water is forest zone does not exceed 600 mg/l, the composi- hydrocarbonate- calcium. In the tributaries of the tion of the dissolved salts is hydrocarbonate- cal- Southern Bug, below the town of Pervomaisk, dur- cium. The rivers of the middle part of the basin (for- ing the low-water period the mineralization of water est-steppe zone) are more mineralized – up to 1000 reaches 1.7 g/l, they are mixed in composition – hy- mg/l. drocarbonate-sulphate magnesium or sulphate-chlo- In the water of the steppe zone rivers (Orel, ride sodium. Ingulets, Samara, Vovcha), the content of dissolved Directly in the Southern Bug river, composi- salts can reach 3,000 mg/l and more. The water com- tion of water varies both along the course of the river position of these rivers varies from bicarbonate cal- in a spatial sense and in a temporal aspect. The low- cium to sulfate magnesium and sulfate sodium est mineralization of water is observed in the river (Khilchevskyi, Kravchynskyi, Chunarov, 2012; during the spring high water. In the upper course of Sherstiyk, Khilchevskyi, 2012). the river during the high water period, the minerali- Water mineralization of the large reservoirs of zation of water fluctuates between 180–310 mg/l de- the Dnieper river (Kievske – volume of 3.7 km3; pending on the water content of the year, hard water Kanivske – 2.5 km3; Kremenchukske – 13.5 km3; – 2+ 3 3 is in the range 2.3–2.9 mmol/l, HCO3 , Ca domi- Kamianske – 2.5 km ; Dniprovske – 3.3 km ; nate in the composition of ions. In the low-water pe- Kakhovske –18.2 km3) does not exceed 500 mg/l, the riod in this part of the river, the mineralization of wa- composition of dissolved salts – bicarbonate calcium ter reaches 570 mg/l, and the hardness –up to 6 (Denisova, Timchenko, Nahshinaetal., 2007). mmol/l (Khilchevskyi, Chunarov, Romas et al., Area of the basin of the Don river (Seversky 2009). Donets).The Seversky Donets is a large river in the In the middle of the river in the period of high east of Ukraine, it flows into the territory of Russia water, the mineralization of water varies between into the river Don. The chemical composition of wa- – 260–450 mg/l, hard water is 2.8– 3.8 mmol/l, HCO3 ter in the rivers and reservoirs of the Seversky Do- and Ca2+ ions predominate. In the low-water period, nets Basin varies considerably over time, depending the mineralization of water reaches 730–800 mg/l, on the prevalence of the water in these or other ge- – 2+, the hard water is 8.4 mmol/l, the ions HCO3 , Ca netic categories in their balance. In most of the terri- Na+ and K+ predominate in the water. tory, the minimum mineralization of river water with In the lower reaches during the period of high the greatest water discharge in rivers varies between water, the mineralization of the water varies from 120 and 300 mg/l, and at low floods it reaches 1,000 260 to 620 mg/l, the hard water is 2.8 to 6 mmol/l, mg/l. In the right-bank part of the basin, in catch- – 2+ the ions HCO3 and Ca predominate (Table 2). In- ments to the south of the river Berek, in the middle creased mineralization of the Southern Bug water of the water, sulfate-hydrocarbonate, sulfate-chlo- occurs as a result of an increase in the concentration ride and chloride-sulfate compounds are formed. of all major ions. The mineralization values reach 2,000–5,000 mg/l. Area of the basin of the Dnieper river. The In the Seversky Donets itself, the mineraliza- chemical composition of the river waters of the tion of water varies widely. In the upper part of the transboundary basin of the Dnieper (flowing through current, the mineralization usually does not exceed – 2+ the territory of Russia, Belarus and Ukraine) is 630 mg/l, the dominant are HCO3 and Ca ions. closely related to its natural conditions. The con- Downstream, the composition of the water changes. ducted studies show a close feedback between the These changes are shown clearly in the city of mineralization of water and its costs. Due to minor Lisichansk, where the Right-Bank tributaries – the fluctuations in mean annual water availability in the Kazenyi Torets and Bakhmutka rivers-have signifi- Dnieper Basin, the mineralization of water is not cant influence on the composition of the Seversky subject to significant changes over time, and on av- Donets water. In this area, the mineralization values erage in most of the basin is 450–550 mg/l (Table 2). reach their maximum – up to 1,000 – 1,600 mg/l (Ta- ble 2). The composition of the water is characterized 73 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______by increased concentrations of sulfates (200–300 range 2,000–4,000 mg/l, hardness 15–30 mmol/l, the mg/l) and chlorides – up to 130 mg/l (Osadchiy, water has a sulfate calcium-sodium composition. Nabyvanets, Osadcha et al., 2008). In the southwestern part of the region, in the Area of the basin of the Black Sea.The for- Lozuvatka and the Korsak rivers, as well as in the mation of the chemical composition of the water of lower reaches of the Molochna, the mineralization of rivers region during the winter and spring high water channel water reaches 6,000 mg/l, and the hardness largely depends on precipitation, which come in the is 25–60 mmol/l. form of snow or rain, the frequency and the duration The mineralization of the water of the rivers and intensity of thaws . According to the data of of the Syvash area, which dry up (to the west of the long–term observations, the mineralization of the Molochna River), reaches 15–26 g/l during the sum- waters of the rivers of the Black Sea region varies mer low; by ionic composition, these waters have during these periods from 220 to 680 mg/l (Table 2), sulfate-chloride sodium or chloride sodium compo- hard water – from 1.8 to 6.5 mmol/l. River waters sition (Gorjev, Peleshenko, Khilchevskyi, 1995). have bicarbonate calcium-magnesium, more rarely Area of the basin of the Crimea rivers. The sulfate calcium-magnesium composition. amount of atmospheric precipitation and its distribu- In dry years in the drainage basin, the miner- tion throughout the year, as well as the peculiarities alization of meltwater can reach 1.2 g/l, the hard wa- of the temperature regime, predetermine the flooding ter increases to 10 mmol/l. character of the hydrological regime of the Crimean During the summer and winter , the minerali- rivers , as does the copious washing of readily solu- zation ranges from 1 to 3.2 g/l, the hardness is 9 to ble salts from the soils of the mountainous part of the 26 mmol/l. The composition of the water is sulfate catchments from. The mineralization of the channel sodium-magnesium-calcium. water in the mountain part during the winter-spring In the rivers that flow to the east of the river period and during showers is 200–300 mg/l on the Cogilnic, which flows into the Sasic estuary, the wa- southern and western slopes, 250–350 mg/l in the ter salinity is higher. Thus, according to long-term northern and 250–500 mg/l on the northeastern observations on the Botna river, the Lunga, the Kir- slopes of the mountains. The water has a hydrocar- gizh-Kitay – mineralization of the water may reach bonate calcium composition. 10 g/l, and hard water– 30 mmol/l or more. The river In the low-water period (June–October), the waters have a sulfate-sodium composition. mineralization of channel water in the mountainous The mineralization of the water of the small part of the rivers is 450–550 mg/l on the western rivers that flow between the rivers Dniester–South- slopes, 450–650 mg/l in the northern, 450–850 mg/l ern Bug (Kuchurhan, Maly and Velykyi Kuyalnik, in the southern and 550–750 mg/l – on the north- Tylihul) is 1.3 to 3 g/l, hard water is 10 to 27 mmol/l. eastern slopes of the mountains. The water has a hy- The water has a chloride sodium-magnesium com- drocarbonate calcium composition. position (Gorjev, Peleshenko, Khilchevskyi, 1995). The mineralization of channel water in the Area of the basin of the Azov Sea.The chemi- winter (December–March) is 200–300 mg/l on the cal composition of the water of rivers flowing into western slopes and 350–700 mg/l on the northern the Azov Sea is formed in conditions of arid climate, and eastern slopes. The waters have a hydrocar- which predetermines their high mineralization. The bonate- calcium and hydrocarbonate-sulphate cal- range of fluctuations of average annual mineraliza- cium composition. tion indicators is quite wide – 1,000–2,500 mg/l (Ta- In the transition to the steppe part of the Cri- ble 2), with absolute 590–26,000 mg/l. It should be mea, the following is noted. In the summer-autumn noted that the minimum values of mineralization of period, mineralization of channel water significantly water are characteristic only for the period of flood, increases and reaches 750–1000 mg/l below the when waters of mixed hydrocarbonate-sulfate cal- western slopes, 1,000–1,750 mg/l – below the north- cium composition with mineralization of 590–700 ern and 1000–4000 mg/l – below the eastern slopes mg/l are formed. of the Crimean Mountains. The waters have the fol- In the north-eastern part of the region, in the lowing composition: hydrocarbonate-sulphate cal- upper reaches of the rivers Mius, Kalmius and cium-magnesium and sulphate-hydrocarbonate cal- Mokriy Yelanchik, the channel waters have a sul- cium-magnesium; sulfate calcium-magnesium; phate-sodium composition with a mineralization of chloride-sulphate sodium or chloride-sodium. 1,500–2,000 mg/l and a hardness of 11–20 mmol/l. If during the flood period, mainly from Janu- In the southern part, in the middle and lower ary to February and during downpours, the mineral- currents of Kalmius, Mius and MokriyYalanchik, in ization of the water of melted snow and rainwater in the rivers Kalchik, Berda and Obytichna, as well as the gullies and ponds of the Steppe Crimea is 160– in the upper and middle currents of the Molochna, 700 mg/l, then during the low-water period (from the mineralization of channel water varies in the March to November) the water mineralization 74 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______reaches 7,500–28,000 mg/l and it becomes chloride- and mineralization, as in atmospheric precipitation sulfate or chloride. (for example, Maricheyka – a small lake of glacial Modern evaluation of the anthropogenic com- origin in the Ukrainian Carpathians – 30 mg/l) and ponent contribution shows that approximately 10– those whose salt concentration is a brine with a sa- 20% of the runoff of dissolved mineral substances linity of more than 100 g/l (salt lake of the Crimea). with river waters is formed due to economic activity Shatsky lakes. The significant amount of pre- (Zakrevskii, Peleshenko, Khil'chevskii, 1988). cipitation in the Shatsky lakes region (the basin of Lakes. In Ukraine, there are about 20 thou- the Western Bug River, the Volyn Region) contrib- sand lakes, among which 7 thousand have a surface utes to good soil washing and the relative poverty of area of more than 0.1 km2. The most famous are the the surface waters that feed the lakes with mineral fresh Shatsky Lakes, among which is Svityaz – the compounds. Table 3 shows the chemical composi- deepest lake in Ukraine (58.6 m), fresh-semi-saline tion of the water of some lakes of the Shatsky group Danube lakes, among which is Yalpuh – the largest (Khilchevskyi, Osadchiy, Kurylo, 2012). As you can lake in Ukraine (149 km2), the salt lakes of the Cri- see, the water in these lakes is very fresh – 132.2– mea. The mineralization of lake water, unlike rivers, 198.7 mg/l, and the hard water is 1.3 –1.7 mmol/l. varies widely. There are lakes with very fresh water

Table 3. Average concentration of main ions and general mineralization of water in Shatsky lakes, mg/l – 2– – 2+ 2+ + + General mineralization Lakes НСО3 SO4 СI Са Мg Nа + К Svityaz 122.1 10.2 13.7 34.1 3.7 15.0 198.7 Peremut 85.4 3.2 11.6 20.1 3.7 12.5 136.5 Pisochne 84.1 3.1 10.9 18.8 3.1 12.2 132.2

Danube Lakes.The mineralization of Danube is hydrocarbonate- calcium, and in Yalpug, Sofyan floodplain lakes (Odessa region) is largely predeter- and Katlabukh– sulfate sodium. mined by their water exchange with the Danube. In In Lake Kitay, the mineralization of the water the lakes located downstream of the Danube and less in winter is 2.5 g/l, the total hardness is 13–14 2– – + associated with it, the water salinity is higher than in mmol/l, the predominant ions are SO4 ,Cl , Na . the lakes located upstream of the river. The mineral- Table 4 shows average concentrations of the ization of lake water is also affected by groundwater, main ions and mineralization in the water of the Dan- as a result of which the bottom layers of water are ubian lakes (Gorjev, Peleshenko, Khilchevskyi, usually more mineralized than surface water. 1995). During the inflow of the Danube waters to the Salt Lakes of the Crimea. In the Crimea, there lakes Cahul, Kuhurluy, Yalpug, Sofyan and are over 50 salt lakes, which are sources of salt and Katlabukh, the mineralization of their waters reaches balneological mud. The high temperature of the air the minimum values (225–390 mg/l), and the total and brine, and low air humidity lead to intensive hardness is 2.9–3.8 mmol/l. The composition of wa- evaporation of water and increase of concentration ter is calcium bicarbonate. of brines in salt lakes. In the Lake Kitay, where communication with By location , the salt lakes of the Crimea are the Danube is difficult, the lowest mineralization is divided into groups: Perekopska, Tarkhankutska, 1.15 g/l, and the total hardness is 8.1 mmol/l. The Evpatoriska, Khersoneska, Kerchenska, Prisivash- composition of the ions is dominated by sulfates, ska. The lowest level of mineralization is of the lakes chlorides and sodium. of the Perekopska group – 200–250 g/l (Lake In winter, the water salinity in Cahul, Kuhur- Aigulske, Kirleutske, etc.). The smallest mineraliza- luy, Yalpug, Sofyan and Katlabukh ranges from 0.5– tion is found in the lacustrine lakes of the Tar- 1.5 g/l, and the total hardness is 5–13 mmol/l. In ad- khankutska group, 55–110 g/l (Lake Bakalske, dition, the water composition in Cahul and Kuhurluy Dzharylhach, etc.).

Table 4. Average concentration of main ions and general mineralization of water in the Danube lakes, mg/l

– 2– – 2+ 2+ + + General mineraliza- Lakes НСО3 SO4 Сl Са Мg Nа + К tion Yalpug 224 433 221 62.8 69.8 272 1,316 Kugurluy 188 351 155 46.1 39.5 230 1,012 Katlabuh 195 388 165 76.1 67.5 164 1,056 Kitay 150 445 209 65.5 77.0 227 1,236 Sofiyan 348 462 252 77.7 100 215 1,374 Kagul 191 95.0 59.5 46.8 23.4 53.6 460

75 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______

Anthropogenic influence on the formation of in sediments of the Kuyalnik age with mineralization the hydrochemical regime of lakes occurs as a result up to 300 g/l and chloride–sodium composition. of changes in the intensity of water exchange with The aquifer of the Jurassic deposits is charac- surrounding water bodies and due to the receipt of terized almost everywhere by mineralization up to 1 pollutants with atmospheric precipitation. A positive g/l and by hydrocarbonate-calcium or sodium com- example of protection of lakes is the fact that the position, it is widely used for local household and Shatsky lakes in Volhyn region became part of the drinking water supply. But within the Precarpathian Shatsky National Nature Park, established in trough or in the region of the thermal waters of the Ukraine in 1983. shale deposits of the Crimea, the mineralization of Groundwaters. Within Ukraine, seven hydro- the waters of the Jurassic horizon increases to 100– geological regions of the first order are distin- 300 g/l, the ion composition changes to sodium chlo- guished: the folded hydrogeological region of the ride. Ukrainian Carpathians; Volyn-Podilsky artesian ba- The latitudinal hydrochemical zoning is ob- sin; hydrogeological area of the Ukrainian Shield; served mainly in the aquifers of Quaternary sedi- The Dnieper-Donetsk Artesian Basin; Donetsk ments and is manifested in the regular change of wa- folded hydrogeological region; Black Sea artesian ters with mineralization from 0.2–1 g/l with a hydro- basin; (Kamzist, Shevchenko, 2009). In the chemical carbonate- calcium composition in the north-west to composition of groundwater in different structural waters with mineralization up to 2–15 g/l and chlo- regions, both latitudinal and vertical (deep) zoning is ride-sodium composition in the south-east of the observed. country. The vertical (deep) hydrochemical zoning is Seas.The Black and Azov Seas, which be- manifested in the isolation of zones of intensive and long to the basin of the Atlantic Ocean, wash the difficult water exchange in the section of the sedi- southern part of Ukraine for almost 2 thousand km, mentary stratum. the total water surface area of these seas is 461,000 1) Zone of intensive water exchange. Usually km2. it is located at depths from 100 m to 1,000 m from The Black Sea. The main ionic composition the day surface. In this zone, the components of the of the Black Sea water has all the characteristic fea- mineral composition of groundwater arrive in small tures of ocean waters, but differs from them in rela- amounts together with atmospheric precipitation, tive poverty in ions of chlorine and sodium. The which are filtered; further increase in mineralization large river runoff and the flow of saline waters from and change in their chemical composition occurs as the Marmara Sea determine the average salinity of a result of leaching of readily soluble compounds the Black Sea–18–19 ‰ (Table 6). In general, salin- from rocks, especially from Quaternary deposits ity on its surface is almost 2 times less than salinity (gypsum plasters), ion exchange and diffusion tran- of surface waters of the seas of the World Ocean sition of pore solutions from clayey waterproof lay- (34.5 ‰). A relatively stable chlorine balance of the ers. Hydrocarbonate waters with mineralization up Black Sea was established, which is explained by the to 1g/l dominate, suitable for drinking water supply, intake of salts with the Lower Bosporus Current and sometimes mineralization can reach 3 g/l. the river runoff and their removal by the Upper Bos- 2) Highly mineralized (50–300 g/l and more) porus Current. chloride sodium and chloride sodium-calcium wa- The distribution of salinity on the sea surface ters are distributed in the zone of hindered water ex- is characterized by a slight increase (from 17.5 to change. It can be assumed that in this zone there are 18.3 ‰) from the northwest to the southeast. This is complex-metamorphosed and highly mineralized due to the already mentioned influence of the rivers waters of old seas (Kamzist, Shevchenko, 2009). that flow into the northwestern part of the Black Sea. Such brines are usually found at great depths of 2 km A decrease in the salinity of waters (up to 5–10 ‰) (Table 5). is also observed in a narrow coastal belt near the In some aquifers, heterogeneity of the chemi- mouths of large rivers (Danube, Dniester, Southern cal composition of waters is also observed. This is Bug, Dnieper). The slight desalination of the Black predetermined by the peculiarities of the geological Sea waters near the Kerch Strait is explained by the structure of individual territories. Thus, for aquifers penetration here of the less saline waters of the Azov of Neogene sediments that belong to the zone of ac- Sea. In summer, a significant amount of river flow tive water exchange, a low mineralization and a hy- supports the desalination of the sea, and the sea cur- drocarbonate-calcium composition of water are rents spread this phenomenon to the east and to the characteristic. But in the interfluves of the Danube– south-western coast of the Crimea. Dnieper in the Neogene sediments an aquifer occurs

76 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______Table 5. Characteristics of the chemical composition of groundwater most common aquifers and complexes on the territory of Ukraine General mineralization, Total hardness,mmоl/l Prevailing ions Era System mg/l (according to O.A. Alekin)

Ca Na Nа Quaternary 100–15,000 5–30 C ,S , Cl 500–5,500; Ca Na Cа Na Nа Neogene Precarpathian deflection–to 4–30 C ,C , S , S , Cl 30,0000 Cenozoic Ca Na Cа Na Nа Paleogene 500–11,500 2–13 C , S ,S , S , Cl

400–2,000; Ca Na Са Cretaceous 2–15 C , S ,Cl rarely to 50,000

500–3,000; Precarpathian de- flection, thermal waters of the Ca Ca Na Са Jurassic 3–15 C , S , S ,CI shale deposits of the Crimea – up to 10,0000

600–5,000; Ca Na Na Triassic 4–20 C , S ,Cl rarely up to 50,000 Mesozoic 1,200–7,000; Permian >15 SCa, ClNa up to300,000 in salt deposits

Ca Na, Са Na Carbon 1,200–7,000 >10 S , S ,Cl , Cl Devon 900–7,000 7–15 SCa, SNa, ClNa Silurian–Ordovi- preferably 500–1,000; some- 4–30 CCa, CNa, ClNa cian times toо3,000–50,000 Cambrian 65,000 30 ClNa

Precambrian 1,000–300,000 6–30 SCa, SNa, ClNa zoic Archaean Archaean Protero-

The salinity of the Black Sea water increases up to a depth of 150 m in the western part of the sea with depth in the open sea, from 17–18 ‰ on the and up to 100–120 m in the eastern, deeper salinity surface to 22.5 ‰ near the bottom. A feature of the is the same throughout the sea (Skopintsev, 1975). distribution of salinity along the vertical is the exist- A characteristic feature of the Black Sea is ence of a permanent halocline between the horizons. that its waters at depths of 100–200 m are devoid of At a depth of 100–150 m, salinity increases from oxygen, which is replaced by hydrogen sulfide. And 18.5 to 21 ‰. The significant variety of the salinity in the hydrogen sulfide environment, only anaerobic at different horizons of depths is explained by: the bacteria live. Hydrogen sulfide occupies 87% of the freshening effect of river flow; the entry into the Black Sea. In connection with anthropogenic pollu- deep layers of the Marmara Sea saline waters (34– tion of the sea, the hydrogen sulfide zone approaches 35 ‰); features of the general circulation of the the sea surface. Black Sea. Seasonal changes in salinity are observed

Table 6.Average values of salinity and content of the main ions in the waters of the Black and Azov Seas, as well as the ocean, ‰ + + 2+ 2+ – 2– – Na K Mg Ca Cl SO4 НСО3 Salinity The Black Sea 5.795 – 0.697 0.253 10.23 1.441 0.198 18.614 The Azov Sea 5.795 0.132 0.428 0.172 6.538 0.929 0.169 11.885 The Sivash 6.26 – 0.77 0.31 11.13 1.65 0.21 20.33 Ocean 10.56 0.38 1.27 0.41 18.98 2.65 0.14 34.45

77 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______

The Azov Sea.The main ionic composition of climatic changes. The sea is largely affected by hy- the water of the open part of the Azov Sea possesses drological, hydrochemical and biological processes all the characteristic features of the ocean waters, but taking place in it. differs from them in relative poverty with ions of Conclusions: chlorine and sodium and in the increased content of 1. The chemical composition of Ukraine's natural the predominant ions of surface waters of sushi, cal- waters (rivers, lakes, underground aquifers, seas) is cium, hydrocarbonates and sulfates. the result of the interaction of a combination of phys- The similarity and difference in the composi- iographic and geological factors, as well as their lo- tion of the waters of the Azov Sea from the ocean cation, mainly in the temperate climatic zone. and Black Sea waters is a consequence of the fact 2. The average long-term general mineralization of that the Azov water is formed as a result of the grad- atmospheric precipitation feeding water bodies is ual mixing first of the ocean waters with the Black usually low – within the limits of 20–40 mg/l, its Sea and then the Black Sea waters with the waters of chemical composition is predominantly sulfate, the rivers that flow into the Azov Sea. magnesium-calcium,the magnitude of the anthropo- In the Azov Sea, four regions are distin- genic component in the composition of atmospheric guished, in which a peculiar mode of the main ions precipitation reaches 70–75 %. can be observed: the pre-piercing – part of the sea 3. For the chemical composition of small and me- near the Kerch Strait; the Sivash Area; Taganrog dium-sized rivers of Ukraine, there is a certain hy- Bay; the mouth of the river Kuban. drochemical zoning in the direction from the north- In winter, the salinity of the water is high in west of the south-east of the country. In the same di- the Azov Sea. The low inflow from rivers, the low rection, general mineralization of river waters also sea level predetermines an increased influx of Black increases (from 200–300 mg/l to 1,500–3,000 mg/l Sea waters, ice formation and all together – in- and more). Hydrochemical zoning, in general, is creased salinity of the sea water. Sometimes water consistent with the limits of physical and geograph- with a salinity of 12 ‰ reaches Taganrog Bay, and ical zones. Accordingly, the composition of waters in the pre-piercing part of the Kerch Strait near the varies from hydrocarbonate- calcium in the north bottom the salinity can reach 14.47 ‰. and west to sodium chloride in the south and south- In the spring, salinity of the Azov water be- east . The mineralization values of the water of large gins to be seriously affected by an increase in river rivers (the Danube, the Dnieper, the Desna, the Pri- flow into the sea, melting snow, changing the gen- pyat, the Dniester, and the Southern Bug) in Ukraine eral hydro-meteorological conditions. Throughout do not exceed 600 mg/l (except the river Seversky the water area of the sea, salinity in the spring is Donets). The magnitude of the anthropogenic com- about 11 ‰, at the entrance to Taganrog Bay – 10 ponent of the ion flow of rivers reaches 10–20%. ‰. Fresh water near the mouth of the river Don is 4. The mineralization of lakes water, unlike rivers, not stable, and Don water can spread far into Tagan- varies widely. There are lakes with very fresh water rog Bay, or press close to the mouth of the river (sa- and general mineralization, as in atmospheric precip- linity varies from 4.21 to 11.45‰), depending on the itation (30 mg/l– small lakes of glacial origin in the amount of river flow. Ukrainian Carpathians), and those whose salt con- In the summer until July, the salinity of water centration is brine with a mineralization of more than continues to decrease due to the freshening effect of 100 g/l (salt lakes of the Crimea). The most famous river flow. At the entrance to Taganrog Bay salinity groups of lakes are the Shatsky with water general ranges from 8.12 to 10.4 ‰. In the central part of the mineralization of 132.2 – 198.7 mg/l, the Danube sea salinity is 11–11.5 ‰. (0.5 – 1.4 g/l), the salt lakes of the Crimea (55 – 255 In the autumn in the Azov Sea, the salinity of g/l). Anthropogenic influence on the formation of the water rises and reaches the highest level – up to the hydrochemical regime of lakes occurs as a result 13 ‰ in the central and western parts of the high sea. of changes in the intensity of water exchange with Many years of changes in the salinity of the surrounding water bodies and due to the receipt of Azov Sea are of interest. Thus, for the period 1923– pollutants with atmospheric precipitation. 1951 it was 10.9 ‰, for the years 1952–1970– in- 5. In the chemical composition of groundwater in creased to 11.8 ‰ and up to the 90s it reached different structural regions, in the majority of cases 13.8 ‰. Such a significant increase in salinity over vertical hydrochemical zoning appears in the terri- a relatively short period of time is associated with tory of Ukraine, which manifests itself in the isola- anthropogenic reduction in river flow, which in re- tion of zones of intensive or difficult water exchange cent years has coincided with a depression in the in the section of the sedimentary stratum. The active moisture content of the whole catchment area due to water exchange zone is characterized by hydrocar- bonate or sulfate waters with a small mineral content 78 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______(up to 1.0 g/l), suitable for water supply. Highly min- glubokovodnoy chasti Chernogo morya. V kn.: eralized (50–300 g/l and more) chloride sodium and Kompleksnyie issledovaniya Chernogo morya. chloride sodium-calcium waters are distributed in [Study of the migration of trace elements in the the zone of hindered water exchange. Anthropogenic iron-manganese group in the water and sediments influence on the formation of the chemical composi- of the deep-water part of the Black Sea. In the book: Comprehensive Research of the Black Sea]. tion of groundwater is insignificant. Sevastopol (in Russian). 6. The basic ionic composition of the Black Sea wa- Gorev L.N., Peleshenko V.I., 1991. Osnovyi meliore- ter has all the characteristic features of ocean waters, tivnoy gidrohimii [Fundamentals of meliorative but differs from them in relative poverty in ions of hydrochemistry]. Vyischa shkola, Kiev (in Rus- chlorine and sodium. The large volume of river flow sian). and water exchange with the Marmara Sea predeter- Horiev L.M., Peleshenko V.I., Khilchevskyi V.K., 1995. mine the average salinity of the Black Sea at the level Hidrokhimiia Ukrainy [Hydrochemistry of of 18–19 ‰, which is almost half the salinity of the Ukraine]. Vyshcha shkola, Kyiv (in Ukrainian). World Ocean (34.5 ‰). Decrease in the salinity of Kamzist Zh. S., Shevchenko O. L., 2009. Hidroheolohiia the Black Sea waters (up to 5–10 ‰) is observed in Ukrainy [Hydrogeology of Ukraine]. Firma «INKOS», Kyiv (in Ukrainian). the narrow coastal zone near the large river mouths Khilchevskyi V.K., 1996. Rol ahrokhimichnykh zasobiv (the Danube, the Dniester, the Southern Bug, and the u formuvanni yakosti vod baseinu Dnipra [The Dnieper). role of agrochemicals in shaping the water quality The main factors that determine the salinity of the Dnipro basin]. VPTs «Kyivskyi univer- regime in the Azov Sea (10–13 ‰) are the inflow of sytet», Kyiv (in Ukrainian). saline Black Sea and fresh river (the Don and the Ku- Khilchevskyi V.K., Chunarov O.V., Romas M.I., Yetsiuk ban rivers) waters that are mixed in the Azov Sea, as M.V., 2009. Vodni resursy ta yakist richkovykh well as the arrival of atmospheric precipitation. vod baseinu Pivdennoho Buhu [Water resources and quality of river basins of the Southern Bug]. Nika-Tsentr, Kyiv (in Ukrainian). References Khilchevskyi V.K., Honchar O.M., Zabokrytska M.R., Stashuk V.A., Chunarov O.V., 2013. Hi- Aksom S.D., Khilchevskyi V.K., 2002. Vplyv sulfetnoho drokhimichnyi rezhym ta yakist poverkhnevykh karstu na khimichnyi sklad pryrodnykh vod u vod baseinu Dnistra na terytorii Ukrainy [Hydro- baseini Dnistra [Influence of sulfate karst on the chemical regime and quality of surface waters of chemical composition of natural waters in the the Dniester basin in the territory of Ukraine]. Dniester basin]. Nika-Tsentr, Kyiv (in Ukrainian). Nika-tsentr, Kyiv (in Ukrainian). Almazov A.M., 1962. Gidrohimiya ustevyih oblastey rek Khilchevskyi V. K., Hrebin V.V., 2017. Hidrohrafichne [Hydrochemistry of estuarine river areas]. AN ta vodohospodarske raionuvannia terytorii USSR, Kiev (in Russian). Ukrainy, zetverdzhene u 2016 r. – realizetsiia Babinets A.E., Belyavskiy G.A., 1973. Estestvennyie polozhen VRD ЕS [Hydrographic and water-man- resursyi podzemnyih vod zonyi intensivnogo vo- agement zoning of the territory of Ukraine, ap- doobmena Ukrainyi (na osnove analiza podzem- proved in 2016 - Implementation of the provisions nogo stoka) [Natural resources of groundwater in of the EU WFD]. Hidrolohiia, hidrokhimiia i hi- the zone of intensive water exchange of Ukraine droekolohiia. 1(44), 8–20.(in Ukrainian). (based on analysis of underground runoff)]. Nau- Khilchevskyi V.K., Kravchynskyi R.L., Chunarov O.V., kova dumka, Kiev (in Russian). 2012. Hidrokhimichnyi rezhym ta yakist vody In- Babinets A. E., Borevskiy B. V., Shestopalov V. M. i dr., hultsia v umovakh tekhnohenezu [Hydrochemistry 1979. Formirovanie ekspluetetsionnyih resursov and water quality of Ingulets in the conditions of podzemnyih vod pletformennyih struktur Ukrainyi technogenesis]. Nika-Tsentr, Kyiv (in Ukrainian). [Formation of operational resources of under- Khilchevskyi V. K., Kurylo S.M., 2016. Khimichnyi ground waters of platform structures of Ukraine]. sklad etmosfernykh opadiv na terytorii Ukrainy ta Naukova dumka, Kiev (in Russian). yoho antropohenna skladova [Chemical composi- Denisova A.I., Timchenko V.M., Nahshina E.P. i dr., tion of atmospheric precipitation in Ukraine and its 1989. Gidrologiya i gidrohimiya Dnepra i ego anthropogenic component]. Hidrolohiia, hi- vodohranilisch [Hydrology and hydrochemistry of drokhimiia i hidroekolohiia. 4(43), 63–74. (in the Dnieper and its reservoirs]. Naukova dumka, Ukrainian). Kiev (in Russian). Khilchevskyi V.K., Osadchyi V.I., Kurylo S.M. 2012. Os- Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of novy hidrokhimii [Basics of hydrochemistry]. the Council establishing a framework for the Com- Nika-tsentr, Kyiv (in Ukrainian). munity action in the field of weter policy. Khilchevskyi V.K., Romas I.M., Romas M.I. ta in., 2007. Retrieved from http://ec.europa.eu/environ- Hidroloho-hidrokhimichna kharakterystyka mini- ment/weter/weter–framework/index_en.html. malnoho stoku richok baseinu Dnipra [Hydro-hy- Eremeeva L.V., Eremeev V.N., Bezborodov A.A., 1984. drochemical characteristic of the minimum runoff Issledovanie migretsii mikroelementov zhelezo– margantsevoy gruppyi v vode i osadkah 79 Khilchevskyi V.К., Kurylo S.М., Sherstyuk N.P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 68-80 ______of the Dnipro River basins]. Nika-Tsentr, Kyiv (in in various physico-geographical zones of the Ukrainian). USSR]. Fizicheskaya geografiya i geomorfolo- Khil'chevskiy V.K., 1994. Effect of agricultural produc- giya. 21, 126–131.(in Russian). tion on the chemistry of natural waters: a survey. Savitskii V.N., Stets'ko N.S., Osadchii V.I., Khil'chevskii Hydrobiological Journal. 30(1), 82–93. V.K., 1994. Content and distribution of some pol- Khil'chevskii V.K., Chebot'ko K.A., 1994. Evaluation of lutants in Danube water. Water Resources. 20(4), the ecological and hydrochemical state of natural 462–468. waters in Ukraine. Water Resources. 21(2), 166– Sherstiuk N.P., Khilchevskyi V.K., 2012. Osoblyvosti hi- 172. drokhimichnykh protsesiv u tekhnohennykh ta Khil'chevskii V.K., Khil'chevskii R.V., Gorokhovskaya pryrodnykh vodnykh obiektakh Kryvbasu [Fea- M.S., 1999. Environmental aspects of chemical tures of hydrochemical processes in man-made and substance discharge with river flow into water natural water objects of Kryvbas]. Aktsent, bodies of the Dnieper River basin. Water Re- Dnipropetrovsk (in Ukrainian). sources. 26(4), 453–458. Shestopalov V.V. (editor), 2009. Formuvannia mineral- Kosovets-Skavronska O.O., Snizhko S.I., 2008. Chasova nykh vod Ukrainy [Formation of mineral waters of transformetsiia khimichnoho skladu etmosfernykh Ukraine]. Naukova dumka, Kyiv (in Ukrainian). opadiv na terytorii Ukrainy [Time transformation Skopintsev B.A., 1975. Formirovanie sovremennogo of the chemical composition of atmospheric pre- himicheskogo sostava vod Chernogo morya [For- cipitation in Ukraine]. Ekonomichna ta sotsialna mation of the modern chemical composition of the heohrafiia. 58, 242–252 (in Ukrainian). Black Sea waters]. Gidrometeoizdat, Leningrad (in Linnik P.N., Nabivanets B.I., 1986. Formyi migretsii Russian). metallov v presnyih poverhnostnyih vodah [Forms Snizhko S.I., 2006. Teoriia i metody analizu rehionalnykh of migration of metals in fresh surface waters]. hidrokhimichnykh system [Theory and methods of Gidrometeoizdat, Leningrad (in Russian). analysis of regional hydrochemical systems]. Mitropolskiy A.Yu., Bezborodov A.A., Ovsyanyiy E.I., Nika-Tsentr, Kyiv (in Ukrainian). 1982. Geohimiya Chernogo morya [Geochemistry Vodnyi kodeks Ukrainy, 1995 (z dopovnenniamy iz 2000 of the Black Sea]. Naukova dumka, Kiev (in Rus- r.) [The Water Code of Ukraine, 1995 (with sian). amendments from 2000 year] (in Ukrainian). Ohnianyk M. S., 2000. Mineralni vody Ukrainy [Mineral Retrieved from http://za- waters of Ukraine]. Kyivskyi universytet, Kyiv (in kon2.rada.gov.ua/laws/show/213/95– Ukrainian). %D0%B2%D1%80. Osadchyi V.I., Nabyvanets B.I., Osadcha N.M., Vodnyi fond Ukrainy: Shtuchni vodoimy – Nabyvanets Yu.B., 2008. Hidrokhimichnyi dovid- vodoskhovyshcha i stavky, 2015. [Water Fund of nyk [Hydrochemical Directory]. Nika-Tsentr, Ukraine. Artificial reservoirs – reservoirs and Kyiv (in Ukrainian). ponds]. Interpres, Kyiv(in Ukrainian). Osadchyy V., Nabyvanets B., Linnik P., Osadcha N., Zabokrytska M.R., Khilchevskyi V.K., Manchenko A.P., Nabyvanets Y., 2016. Processes Determining Sur- 2006. Hidroekolohichnyi stan baseinu Zakhid- face Water Chemistry. Springer. noho Buhu na terytorii Ukrainy [Hydroecological Peleshenko V.I. 1975. Otsenka vzaimosvyazi himich- state of the basin of the Western Bug on the terri- eskogo sostava razlichnyih tipov prirodnyih vod tory of Ukraine]. Nika-Tsentr, Kyiv (in Ukrain- (na primere ravninnoy chasti Ukrainyi) [Assess- ian). ment of the relationship between the chemical Zakrevskyi D.V., 1992. Otsenka vliyaniya osushitelnyih composition of various types of natural water (for melioratsiy na himicheskiy sostav rechnyih vod example, the plains of Ukraine)]. Vyischa shkola, [Assessment of the influence of drainage meliora- Kiev (in Russian). tion on the chemical composition of river water]. Peleshenko V.I., Zakrevskiy D.V., Gorev L.N., Romas' Melyoretsyia y vodnoe khoziaistvo. 76, 66–71 (in N.I., Khil'chevskiy W.K., 1989. Hydrochemical Russian). problems in developing natural resources in the Zakrevskii D.V., Peleshenko V.I., Khil'chevskii V.K., Ukrainian SSR. Izvestiya Vsesoyuznogo Geo- 1988. Dissolved load of Ukrainian rivers. Water graficheskogo Obshchestva. 121(3), 244–249. Resources. 15(6), 547–557. Romas M.I., 2002. Hidrokhimiia vodnykh obiektiv etom- Zhuravleva L.A., 1989. Gidrohimiya ustevoy oblasti noi i teplovoi enerhetyky [Hydrochemistry of wa- Dnepra i Yuzhnogo Buga v usloviyah zareguliro- ter objects of nuclear and thermal energy]. VPTs vannogo rechnogo stoka [Hydrochemistry of the «Kyivskyi universytet», Kyiv (in Ukrainian). estuary region of the Dnieper and the Southern Romas N.I., 1979. O formirovanii himicheskogo sostava Bug in conditions of regulated river flow]. Nau- etmosfernyih osadkov v razlichnyih fiziko-geo- kova dumka, Kiev (in Russian). graficheskih zonah USSR [On the formation of the chemical composition of atmospheric precipitation

80 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 81-87 doi: 10.15421/111833 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______Geochemical aspect of landscape planning in forestry

N. V. Maksymenko1, V. O. Voronin1, N. I. Cherkashyna1, S. P. Sonko2

1V. N. Karazin Kharkiv National, Kharkiv, Ukraine, e-mail: [email protected] 2Uman National University of Horticulture, Uman, Cherkasy region, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. One of the modern methods of spatially estimating anthropogenic impact on a Received 30.04.2018; given territory is landscape planning, including the stage of assessment of the conditions of Received in revised form 15.05.2018; a natural complex . The results of such an evaluation are used in environmental manage- Accepted 05.06.2018 ment. The aim of the work is to assess the ecological conditions of the Vasyshchivsky forest area by means of landscape and environmental planning. The aim is achieved by performing the following stages of work: assessment of the distribution and intensity of contamination sources in the Vasyshchivsky forest area; drawing a scheme showing parts of the territory with probable conflicts; making a soil and geochemical survey of the forest area to assess acidity distribution and total content of carbonates in the soil as the consequences of pollution of the forest ecosystem ; specifi- cation of geochemical characteristics of soils on the forest sites in the established location of former fires; forecast of limits of afte-r fire areas based on the analysis of cartographic works developed by the authors. The geochemical characteristics of the soils in Vasysh- chivsky forest have been studied to identify the areas affected by fire, and the results of this study are given in this paper. During the inventory phase of landscape and environmental planning, a complete survey of the forest territory was conducted and a landscape map was drawn. Based on the authors’ matrices filled with conflicts of natural use, the areas with low, medium and high levels of conflict have been marked within the study area. Landscape and environmental planning has been evaluated by soil sampling outside the test points on the network and their laboratory analysis. The results of the evaluation phase were maps illustrating the geochemical situation in the forest soil cover. The article presents cartographic models of the spatial distribution of carbonates in the forest soils, water and salt extraction pH. The results of the study are part of an environmental assessment of Vasyshchivsky forest area. In future they will be used in restoration of the forest ecosystems after fire.

Key words: forestry, landscape, nature, landscape and environmental planning, geochemical aspect, soils.

Геохімічний аспект ландшафтного планування території лісництва

Н. В. Максименко1, В. О. Воронін1, Н. І. Черкашина1, С. П. Сонько2

1Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Харків, Україна, e-mail: [email protected] 2Уманський національний університет садівництва, Умань, Черкаська область, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Дослідження Васищівського лісництва здійснене на основі авторської методики ландшафтно-екологічного плану- вання територій різного функціонального призначення. В межах інвентаризаційного етапу ландшафтно-екологічного плану- вання проведено суцільне обстеження території лісництва та складено ландшафтну карту. На основі заповнених авторами матриць конфліктів природокористування в межах лісництва виділено території з низьким, середнім і високим рівнем конф- ліктів. Оціночний етап ландшафтно-екологічного планування реалізовано шляхом відбору зразків грунту за мережею тесто- вих точок та їх лабораторним аналізом. Результатом оціночного етапу стали картографічні твори, що ілюструють геохімічну ситуацію в грунтовому покриві лісництва. У статті наведено картографічні моделі просторового розподілу карбонатів у ґру- нтах лісництва, рН водної та сольової витяжки. Результати дослідження становлять складову екологічної оцінки території Васищівського лісництва для подальшого розроблення напрямків оптимізації природокористування в ньому.

Ключові слова: лісництво, ландшафт, природокористування, ландшафтно-екологічне планування, геохімічний аспект, конф- лікт природокористування, ґрунти

Introduction. Today, forests in suburban areas are affect he ecological conditions of the forest ecosys- used as a recreational resource (Stolberg, 2000). This tem and its associated biodiversity (Kucheriavyj, is especially true in summer, when people adversely 2001). In Ukraine forests are not private property, so

81 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______anybody can go there. According to the State Emer- One of the modern methods of spatially esti- gency Service (cite, 2016), there were 941 fires in mating anthropogenic impact on a given territory is the forest fund of Ukraine in 2016. The total burnt landscape planning, including the stage of assess- area was 1,101 hectares. The main reason for the oc- ment of the conditions of a the natural complex . currence of forest fires is the violation of the fire Evaluation results are used in the environmental safety rules in the forests by visitors and local inhab- management. The methodology developed by Euro- itants. Here we use several methodological ap- pean scientists (Landschafts Planung, 2014., Auha- proaches, including chemical ones, to evaluate the gen & al. 2002, Von Haaren & al. 2008) is success- degree of adverse human impact on forest ecosys- fully used in different countries and is recognized as tems. a mandatory procedure at the national level. In con- An assessment of the ecological conditions of trast, Ukraine has no legal basis for this (cf., Maksy- soils is among the most important factors in evaluat- menko & Cherkashina 2013). To overcome this, we ing the conditions of an entire ecosystem. A forest suggest applying the methods of landscape planning ecosystem is no exception, which is why modern for territories with different uses of nature : urban, ecologists pay special attention to the environmental agricultural and forest landscapes, (Maksymenko, analysis of soils. 2014, Maksymenko & Klieshch, 2017). This study The background content of trace elements and has covered the evaluation stage. other chemical characteristics of soils in Ukraine The aim of the work is to assess the ecological have been investigated in detail by Nosko, 1975 at conditions of the Vasyshchivsky forest area by the O.N. Sokolovsky NSC "Institute for Soil Science means of landscape and environmental planning. and Agricultural Chemistry” NAAS of Ukraine. The aim is achieved by performing the follow- Moreover, the chemistry of soil processes in the for- ing stages of work: ests has been studied by Armson, 1977, Johnson & - Assessment of the distribution and intensity Curtis, 2001, Perry, 1994, Gospodarenko, 2015 and of contamination sources of the Vasyshchivsky for- Majorova & al., 2011. est area; Another area of soil research is the study of - Drawing a scheme showing parts of the ter- geochemical consequences of fires. The impact of ritory with probable conflicts; fires on the rate of ecosystem recovery was studied - Soil and geochemical survey of the forest by Chandler & al., 1983, DeBano & al., 1976, area to assess acidity distribution and total content of Raison, & al., 1985, St. John & Rundel, 1976, carbonates in the soil as the consequences of pollu- Tiedemann, 1987 Valendik & al., 2006, Anuchin, tion of the forest ecosystem ; 1982, Rabotnov, 1978, Rodin & al., 1968, -Specification of geochemical characteristics Sannikova, 1977 and other researchers. Having ex- of soils on the forest sites in the established location amined the carbonate soil profile, Dajneko & al., of former fires; 1995 has concluded that the distribution of car- - Forecast of limits of after- fire areas based bonates is affected by the thermal regime, a rise in on the analysis of cartographic works developed by temperature leads to an increase in carbon dioxide the authors. and concentration of carbonates. Material and Methods. Previous research has outlined a possible The Vasyshchivsky forest area is located to range of further study of dependence of soils chem- the south of the city of Kharkiv (Figure 1) (N49°49’, istry on the environmental conditions of a forest as a E36°21’). It includes 27 Forest patterns. whole and as a result of fires, in particular.

Fig 1. Geographical location of Vasyshchivsky forest area

82 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______

We have selected the Forest pattern “Bir II” as forest, both on Forest pattern “Bir II”, and beyond its a research object because it is the most representa- boundaries - in landscape areas adjacent to the forest. tive in this forest. In this area the soil sampling was carried out on the Two tree species dominate on the territory of basis of a planned network of uniform increments of Vasyshchivsky forest - Quercus robur L. and Pinus 500 m by digging. The scheme for soil sampling is sylvestris L. The Quercus robur L. is predominantly shown in Figure 2. Samples were selected by an en- found in the watersheds and hilly areas, whereas the velope method (5 samples on each test section) in common Pinus sylvestris L. is on the floodplain ter- accordance with the existing guidelines and stand- races. There are also areas where the following spe- ards - GOST 17.4.3.01-83 GOST 17.4.4.02-84, ISO cies are predominant: Alnus glutinosa Gaertn, Salix 4287: 2004. Samples were taken at 0-10 cm, 10-20 alba L., Salix fragilis L., Betula pendula, Tilia cor- cm and 20-30 cm depths; afterwards soil samples data Mill and Populus deltoides Moench. from different depths were mixed. Thus, the surface In the more elevated areas and in the water- layer of soil was analyzed and evaluated. In total, sheds you can also find Fraxinus excelsior L., Acer during the fieldwork 200 mixed soil samples were campestre L., less often - Quercus borealis Michx, selected (5 from each of the 40 test sites). Picea abies Karst and Populus alba L. In the Forest Chemical analysis of samples was performed pattern “Bir II”, the correlation between tree species in the laboratory of Analytical Environmental Re- is the most similar to the average correlation search, V. N. Karazin Kharkiv National University. throughout the whole Vasyshchivsky forest area. To assess the alkaline-acid conditions of elements Therefore, it can be considered representative for migration, we measured pH of water and salt extract this territory. of soil and determined the index of anionic compo- As part of the initial inventory phase of land- sition - bicarbonate ions content. scape planning, we created a large scale landscape Treatment of empirical material was carried map of Forest pattern “Bir II” (based on digitized out by methods of mathematical statistics (software topographic map sheets 1:10 000, satellite images Statistica 6.0, Microsoft Excel) (ANOVA). For ex- Forest pattern “Bir II”, as well as the materials of ample, ANOVA study of differences in pH of water fieldwork using GPS-shooting). The map shows na- extract of the soil (the dependent variable) by sam- ture use conflicts; their intensity has been defined by ples location (independent variable). the authors’ own methods outlined in the work by To establish the nature of the spatial distribu- Maksymenko & Koresheva, 2014. tion of the studied parameters, the obtained results Soil sampling was conducted between June were interpolated by the Natural Neighbour method and September 2014 for geochemical research on the in GIS environment.

Fig. 2. Soil samples location in the Vasyshchivsky forest area

83 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______Results Koresheva, 20142014). A conflict is understood as The exposure of forest to anthropogenic stress the load on the environment at a certain intensity. gives rise to conflicting uses of the landscape (fires, The conflicts on the territory adjacent to the Vasysh- transport pollution, pollution from adjacent territo- chivsky forest area are derived from man-made land- ries, logging) (Landschafts Planung, 2014, Kolbov- scapes (Figure 3): agricultural, residential, linear- skij 2008, Maksymenko, 2014, Maksymenko & road, forest ones.

Fig. 3. Intensity of nature use conflicts in landscape of Vasyshchivsky forest (Maksymenko & Voronin, 2016)

To organize conflicts there is a convenient compact the soil – which is also a barrier to the mi- matrix form. One of its axes is the types of nature gration of trace elements. use, which "harm" nature, the second axis is the A forestry landscape is a natural complex, "damaged" landscapes; it is advisable to show the which does not bear anthropogenic pressure, but is conflicts’ characteristics in the cells of the matrix. contaminated only by adjacent areas; the burden on For the convenience of further interpretation forestry is heavier in the points where there are a of the results, all the conflicts’ characteristics, (in- number of environmental changes. Thus, we have tensity, impact time, dynamics) are displayed in the selected three degrees of intensity of nature conflicts table in the form of indexes, assigning the lowest (Figure 3): low, medium, high. level index 1, and increasing the index as the indi- Low intensity conflicts include only 1-2 cator grows. The intensity is indicated as follows: 1 adjacent areas of different designation that affect the - low, 2 - medium, 3 - high. After completing the environmental conditions. Average 2-3, high > 3. matrix, the sum of points for each landscape in each The Vasyshchivsky forest shows high intensity con- particular area has been determined. The higher the flicts in most of the areas, mainly in residential land- sum of points is, the higher the level of conflict is. scape locations (Figure 3), while there is an average Further quantitative indicators find their spatial in- impact on the forest areas surrounding the landscape. terpretation on the map, where using plane charac- The laboratory analysis showed that ters the zones of conflict are displayed within the study area the content of carbonates The enclosed map (Figure 3) shows the high- was mainly on a low (0.01%) level of (Figure 4). est level of conflicts in areas where the forest borders A higher level of carbonates was observed in ar- on agricultural landscapes. eas with anthropogenic activity. Residential When fertilizers are used, soil as well as landscape adjacent to the forest (Figure 3) expe- drinking water quality in an agricultural environ- ment deteriorates. Groundwater carries excess of rienced anthropogenic load. In such places the trace elements accumulated in the soil, changing the level increased to 0.521%. The pH levels of water concentration of carbonates and pH levels of the soil. (Figure 5) and salt (Figure 6) extracts showed that Residential landscapes also have an adverse effect soils are predominantly weakly acidic and acidic, but on the geochemistry of the soil, because all human on the edge of residential landscapes there was an activities (buildings) have negative effects on the mi- increase in the pH level. Based on the distribution of gration paths of trace elements. Buildings create ar- carbonates level and pH of the environment, it can tificial geochemical barriers. Line-roads and forest be assumed that there were forest fires in blocks 112, roads worsen air quality (engine exhaust fumes) and 102, 98, 94 (Figure 2).

84 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______

Fig. 4. Distribution of carbonates content within the study area

Fig. 5. Distribution of water extraction pH within the study area

85 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______

Fig. 6. Distribution of salt extraction pH within the study area

Discussion Conclusions The majority of the studied soils (for samples Chemical study of the selected samples made from depths of 0 - 30 cm) had reactions varying from it possible to identify the related conflicts in the areas weakly acid to slightly alkaline (Figure 5, 6). The adjacent to the forest. Thus, the study on the car- surface layer of the forest soil had quite a large range bonates content of the area has shown increased lev- of pHH2O amplitude - from 5.1 to 7.8. The average els of carbonates in places of local anthropogenic pHH2O of the soil on Forest pattern “Bir II” is 6.51. load, which indicates negative human impact on the Standard deviation is - 0.77, variance - 0.74. рНКCl environment. In general, carbonate composition is amplitude range is from 4.18 to 6.92. Average рНКCl uniform, but it increases in landscapes with high lev- of the studied soil on Forest pattern Bir II is 5.57. els of conflicts. Standard deviation is - 0.77, variance - 0.76. In au- Soil pH level depends both on the meteorolog- tomorphic soil pH of ground water extraction is pri- ical factors that make soils acidic, and the conditions marily caused by the content of Ca2 + and НСО3-. In of the forest floor formation. The study has found a hydromorphic soils influence of water-soluble salts pattern of decrease in acidity levels with an increase on pH is not as clear, and unlike automorphic soils, in anthropogenic load, i.e. soil alkalinity increases in Cl- and Mg2+ ions play a more important role. The landscapes with high nature use conflicts. inverse relationship between water-soluble calcium carbonate content and pH is observed in meadow References soils of the floodplain, which is constantly fueled by Armson, K.A., 1977. Forest Soils: Properties and Pro- capillary moisture almost to the surface due to the cesses, University of Toronto Press, 390. proximity of groundwater. The maximum, in general Auhagen, A., Ermer, K., Mohrmann, R., 2002. Land- for the landscape, amount of water soluble car- schaftsplanung in der Praxis. Ulmer Verlag, Stutt- bonates in the top layer of soil is due to their deposi- gart, 416. Chandler, C., Cheney, P., Thomas, P., Trabaud, L.Wil- tion on a steamy barrier. liams, D., 1983. Fire in forestry. Vol. 1: forest fire The obtained рНН2О and рНКСl values indicate behavior and effects. New York: John Wiley & widespread alkalization of soils in areas with high Sons, 450. anthropogenic load, which in most cases is caused DeBano, L.F., Savage, S.M. and Hamilton, D.A., 1976. by the presence of carbonates of alkali and alkaline The transfer of heat and hydrophobic substances earth metals. The area of soil alkalization is mainly during burning. Soil Science Society of America localized in the periphery of the study area – in Journal. 40, 779-782. places with a very high level of nature use conflicts. Grier, C.C., 1975. Wildfire effects on nutrient distribution and leaching in a coniferous ecosystem. Canadian Journal of Forest Research. 5, 559-607. 86 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 81-87 ______Johnson, D., and Curtis, D., 2001. Effects of forest man- macro- and mіcroelements in soils and plants agement on soil C and N storage: metaanalysis. Gentiana lutea L. from two Montenegrin populations Forest Ecology and Management, 227-238. of Ukrainian Carpathians]. Vіsn. Uzhgorod. Ser. Landschafts Planung, 2014. Mit Beitr. von: Claus Bittner. Bіol. 30, 183-187 (in Ukranian). Christina von Haaren (Hrsg.). Stuttgart: UTB, Ul- Maksymenko, N.V., 2014. Osobennosti landshaftnogo mer, 527. planirovanija territorij raznogo funkcionalnogo Maksymenko, N., Cherkashina, N., 2013. Prospects of naznachenija [Features of landscape planning in landscape planning in legislation of Ukraine // areas of different functional purpose]. Minsk. 202 Acta envinronmentalica universitatis comenianae. (in Russian). – Bratislava: Univerzita Komenského v Bratislave, Maksymenko N.V., Klieshch A.A., 2017. Naprjamku op- Vol. 21 (1), 83-88. tumizacij pryrodokorystuvannja v invajronmen- Perry, D., 1994. Forest Ecosystems. First Edition. The tal’nomu menedgmenti terytorij lokal’nogo rivnja Johns Hopkins University Press. organizacii dovkillja [Directions for optimization Raison, R.J., Khanna, P.K., Woods, P.V., 1985. Mecha- of natural resource use in environmental nisms of element transfer to the atmosphere during management for local areas] Dniprop. Univer. vegetation fires. Canadian Journal of Forest Re- bulletin. Geology, geography., 25(2), 81-88 (in search. 15, 132-140. Ukranian). St. John, T.V., Rundel, P.W., 1976. The role of fire as a Maksymenko, N.V., Koresheva, O.V., 2014. Analіz mineralizing agent in a Sierran coniferous forest. konflіktіv pryrodokorystuvannja, jak osnova Ecologia. 25, 35-45. landshaftnogo planuvannja terytorіi Gomіl'shans'- Tiedemann, A.R., 1987. Combustion losses of sulfur and kogo lіsnyctva [Analysis of the nature forest foliage and litter. Forest Science. 33, 216- management conflicts as a basis for landscape 223. planning of Homilshansky forest area]. Vіsn. L'- Vlamis, J., Biswell, H. H., Shultz, A. M., 1955. Effects of vіvsk, Ser. Geogr. 48, 261-267 (in Ukranian). prescribed burning on soil fertility in second Maksymenko, N.V., Voronin, V.O., 2016. Prostorova growth ponderosa pine. Journal of Forestry. 53, ocіnka radіacіjnogo fonu v landshaftah 905-909. Vasyshhіvs'kogo lіsnyctva [Evaluation of spatial Von Haaren, C., Galler, C., Ott S., 2008. Landscape plan- background radiation in landscapes of Vasysh- ning. The basis of sustainable landscape develop- chivsky forestry]. Biodiversity after the Chernobyl ment Gebr. Klingenberg Buchkunst Leipzig Accident. Part II.: The scientific proceedings of the GmbH, 52. International network AgroBioNet. - Slovak Uni- Anuchin, N.P., 1982. Lesnaja taksacija [Forest taxation]. versity of Agriculture in Nitra. 157-161 (in Ukra- Moskva: Lesn. prom-st. 550. (in Russian). nian). Valendik, E.N., Sukhinin, A.I., Kosov, I.V., 2006. Nosko, B.S., 1975. K voprosu ob ispol'zovanii Vlijanie nizovyh pozharov na ustojchivost' hvojnih agrohimicheskih fonov pri izuchenii jeffektivnosti porod [Influence of ground fires on the stability of udobrenij [To a question on the use of agro-chem- softwood]. Krasnoyarsk: SB RAS IL them. ical backgrounds in the study of fertilizers effi- Sukacheva. 96 (in Russian). ciency]. [Agrochemistry] 6, 76-82 (in Russian). Gospodarenko, G.M., 2015. Agrohіmіja: Pіdruchnik Rabotnov, Т.А., 1978. O znachenii pirogennogo faktora [Agrochemistry: Textbook]. 372 (in Ukranian). dlja formirovanija rastitel'nogo pokrova [On the Daineko, E.K., Olikova, I.S., Sycheva, S.A., 1995. importance of the pyrogenic factor for the for- Karbonatnyj profil celinnyh chernozemov mation of vegetation]. [Botanical Journal]. 63 [Carbonate profile of virgin chernozems]. (11), 1605-1611 (in Russian). Geografija i prirodnye resursy [Geography and Rodin, L.E., Remezov, N.P., Bazilevich, N.I., 1968. natural resources]. 98 (in Russian). Metodicheskie ukazanija k izucheniju dinamiki i cite web |url=http://www.dsns.gov.ua/files/2017 /2 biologicheskogo krugovorota v fitocenozah /22/2016.pdf/ |title=REPORT on the main results [Guidelines for the study of the dynamics and bio- of the State emergency service of Ukraine in 2016 logical cycle in phytocenoses]. Nauka, 145 (in |date=25 february 2017 | (in Ukranian). Russian). Kolbovskiy, E., 2008. Landshaftnoye planirovaniye: Sannikova, N.S., 1977. Nizovoj pozhar kak faktor uchebnoye posobiye dlya studentov vysshikh pojavlenija, vyzhivanija i rosta vshodov sosny. uchebnykh zavedeniy [Landscape planning: a Obnaruzhenie i analiz lesnyh pozharov [Ground textbook for university students]. Moskva: Iz- fire as a factor of the occurrence, survival and datel'skiy tsentr «Akademiya». 38-69. (in Rus- growth of pine seedlings. Detection and analysis of sian). forest fires]. Krasnoyarsk. 110–128 (in Russian). Kucheriavyj, V.P., 2001. Urboekologіja : pіdruchnik Stolberg, F.V., 2000. Ekologija goroda [Ecology of the [Urboecology. Textbook]. L'vіv. 440 (in Ukra- city]. 465 (in Russian) nian). Mayorova, O.Y., Voityuk, V.B., Grytsak, L.R., 2011. Vmіst dejakih makro-і mіkroelementіv u gruntah ta roslynah Gentiana lutea L. z dvoh Chornogіrs'kih populjacіj Ukrajins'kih Karpat [The content of some

87 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 88-94 doi: 10.15421/111834 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______Forecast landslide activity in the zones of technogenic geochemical anomalies of urban areas based on remote sensing data.

T.P. Mokritskaya, D.A. Dovganenko

Dnieper National University named after Oles Honchar, Dnipro, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. The analysis and forecast of landslide activity on the territories of cities is an Received 25.04.2018; actual task. Remote sensing methods are successfully used to solve a whole range of tasks: Received in revised form 09.05.2018; from classification to modeling. The possibilities of interpreting data are expanding. The Accepted 14.06.2018 processing involves standard methods of statistical research, methods of theories of fuzzy sets, pattern recognition, and others. This paper describes the experience of involving the method of grouping arguments into a prediction model. Firstly, an irregular time series of values of reflection coefficient on areas of active development of the landslide process is investigated. According to the results of the prognosis, it is proved that in the nearest future changes in solar activity (11 - year cycle) will not lead to activation of the process. Secondly, the forecast of the activation of the landslide process under the influence of man-made factors was fulfilled. The connection between the content of readily soluble salts in the pores of forest soils of the aeration zone and the values of the coefficient of reflection and. The model extends the possibil- ities of using the method of group consideration of arguments for mapping zones of landslide activity in sections of man-made geo- chemical anomalies. The analysis of the model shows that the connection is. In the future it is possible to determine certain values of salt content and values of reflection coefficients, which will be indicators of the probability of activating the landslide process in other conditions.

Keywords: forest, landslide, salinity, model

Прогноз зсувної активності в зонах техногенних геохімічних аномалій забудованих територій за матеріалами дистанційного зондування.

Т.П. Мокрицкая, Д.А. Довганенко

Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Аналіз і прогноз зсувної активності на територіях міст є актуальним завданням. Методи дистанційного зондування успішно застосовуються для вирішення низки науково-практичних завдань: від класифікації до моделювання. Розширюються можливості інтерпретування даних, так як до обробки залучаються не тільки стандартні методи статистичних досліджень, а й методи теорій нечітких множин, розпізнавання образів та інші. У даній роботі описаний досвід залучення методу групового обліку аргументів до створення прогнозної моделі значень коефіцієнта відбиття на ділянках активного розвитку зсувного процесу на основі дослідження нерегулярної часовій послідовності. Показано, що найближчим часом зміни сонячної актив- ності (11 - річний цикл) ні будуть приводити до активізації процесу. Для вивчення і прогнозу активізації зсувного процесу під дією техногенних факторів вивчена зв'язок між вмістом легкорозчинних солей в порах лесових ґрунтів зони аерації, відпові- дними значеннями коефіцієнта відбиття і значення коефіцієнта на прилеглих зсувних ділянках. Отримано модель залежності, що розширює можливості використання методу групового обліку аргументів для картування зон зсувної активності на діля- нках техногенних геохімічних аномалій. Аналіз моделі показує, що можна визначити кількісні критерії небезпеки як вміст солей і значення коефіцієнтів відбиття. Це дасть можливість визначити індикатори ймовірності активізації зсувного процесу.

Ключові слова: лес, зсув, засоленість, модель

88 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______

Introduction. In this paper, the variability of the wa- (Mokritskaya, Fundaya, 2016) showed that in a short ter-salt regime in the aeration zone (1981-1983 and period of time (seven to ten years), the amount of 1989-1990 yy.) was analyzed as one of the factors sulphates and their variability was raised. The chlo- that increase the landslide activity (1983-2012) in ride content increased in the zone of influence of in- the territory of city Dnipro. The geological structure dustrial structures. These changes may cause decries of the aeration zone of the right-bank part of the city the strength of loess-like loam, and contribute to the consists predominantly loess deposits, whose thick- further activation of the landslide process. ness reaches 25 m. Within the study area was identi- In this paper, was shown the relationship be- fied up to 155 sites of active landslide process. It is tween the reflectance values (blue and near infrared assumed that landslides develop mainly in loess sed- spectra, the LANDSAT-7 satellite, six bands, 1981, iments, are superficial and they have connection to 1989 and 1990) and the average salt content in the different forms of relief (Zuska, 2014). There is spa- pore waters of rocks in the aeration zone. The con- tio-temporal changes in the properties, composition tent of an insoluble calcium sulfate Ca(HCO3)2 salt, and condition of loessial rocks occur both in the wa- a sparingly soluble salt of Mg(HCO3)2, and readily ter saturation zone and in the aeration zone soluble salts of Na(HCO3), CaSO4, Mg SO4, (Mokritskaya, 2012). The statistical correlation be- Na2SO4, CaCl2, MgCl2, NaCl was analyzed. The tween the values of the reflection coefficient of the model of the relationship between the salt content in blue and near infrared spectra (satellites LANDSAT- the rocks of the aeration zone and the values of the 5 and LANDSAT-7) at the moment of 2009 reflection coefficient probably can help to identify (Mokritskaya, Dovganenko, Yaroshchuk, 2016) was the zones of activation of the landslide process under discovered in the areas of active landslide process. the influence of technogenic geochemical anoma- Analysis of the trends in the content of light- and me- lies. Sampling sites are distributed unevenly. Sample dium-insoluble salts in pore waters of loess-like value is statistically reliable and representative (Fig- loams under the influence of technogenic impacts ure 1). from buildings and industrial facilities

Fig. 1. Location of some landslide activation zones and ground sampling areas for determination of salt composition.

Note:. – landslip activation zones; – sampling sites for determining the composition of salts.

89 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______

Material and methods of research. The database of Taiwan University. In the paper (Barlow J.and al., the research include the observation data of the pore 2003) is shown the determination of the landslide waters water-salt regime in the soils of the zone of separation walls in the Cascade Mountains (Canada), aeration in the territory of Dnepropetrovsk (1981 - use of the segmentation procedure for images in 1983 and 1989-1990, the CP "UkrJUggeology"), re- combination with DEM analysis. Purnomo Y., mote sensed data of the territory (LANDSAT- 5 and Pinem F. (2010) developed a methodology for land- LANDSAT-7). For the mathematical processing of slide hazard classifications based on statistical meth- data, the author's used the Koryashkina L.S. "Pro- ods and GIS technologies. A summary of the expe- jekt" software (Mokritskaya, Koriashkina, 2013) and rience of using GIS technologies for assessing the standard applications of MS EXELL software. In- landslide hazard is demonstrated in the research ductive algorithms of the Group Method of Data (Saraf A. and al., 2009). Shabi H. And al., 2012, de- Handling make it possible to automatically find in- scribed the results of applying fuzzy-set analysis terdependencies in the data, to choose the optimal methods in assessing landslide hazard using Land- structure of the model, and to increase the accuracy satETM +, SPOT, IRS-ID and other remote sense of existing algorithms. The choice of Group Method data. of Data Handling as a research tool can be justified The dynamics of the landslide process is indi- by the following facts: cated by the change in the reflection coefficient (J. - there is optimal complexity of the structure Hervas and al., 2003). Remote sensing data can be of the model, adequate to the level of interference in used to simulate landslide processes (Mezughi T.H., the sample data; and al., 2011). H. Kimura, Y. Yamaguchi (2000) an- - it is guaranteed to find the most accurate or alyzed the displacements at the site of the northern unbiased model; slope of the Azumayama volcano. Space images of - the method does not miss the best solution high resolution make it possible to obtain more cor- during iterations (in a given class of functions); rect measures of the landslide hazard, since several - any nonlinear functions or characteristics quantitative indicators of dynamics can be calculated that may have an effect on the output variable are use (Blesius L., Weirich F. 2009). as input arguments; Some of the publications are devoted to meth- - the method automatically finds interpreted odological issues. Some procedures for image pre- relationships between values and selects effective in- processing are described in the work (Marcelino E. put variables; and al, 2009). The data for the landslide study of the - the method uses information directly from coastal territory of the State of São Paulo (Brazil) the data sample and minimizes the impact of the a used the satellite images of the Landsat-7 and SPOT- priori assumptions of the researcher on the modeled 4 satellites. The methodical part of the publication results; (Fernández T. and al., 2008) describes a method for - the method of group analysis of arguments automatically determining the offsets for multispec- is intended for solving problems of parametric, tral images of Ikonos, Spot-5 and Landsat-7 in the structural identification and forecasting, has a well- Cordillera-Betika area (Spain). In opinion (Dela- developed theory and numerous applications. The court C. and al., 2007) aerial photography methods method is particularly effective for predicting on are optimal for studies of "rapid shifts" (25 cm / s. "short" samples. And more); high-resolution satellite imagery can be The method uses ideas of self-organization used both for scientific purposes and to prevent land- and mechanisms of living nature – crossing (hybrid- slide hazard. ization) and selection (selection). Quantitative assessments of the effects of Analysis of publications. Remote sensing data is landslides caused by typhoons in the Shikhmen res- widely used both for the identification and mapping ervoir zone (Taiwan) were also obtained using GIS of landslides, and for monitoring and analyzing the technologies and RS (Lin B. S., and al., 2011). Spec- dynamics of landslides. For the specified purposes, tral satellite images (1996 to 2008 years) were stud- surveys of visible, near infrared, thermal infrared, ra- ied, information on atmosphere precipitation was dio wave and ultraviolet zones of the spectrum are used too. attracted. Based on the remote sensing materials, The use of remote research methods to predict various applied problems are solved, from mapping, the likelihood of landslide phenomena, karst-suffu- assessment of damage, risk to simulation of the pro- sion faults and other hazards is widely used in engi- cess and study of its dynamics.. neering-geological studies (D. Sudhakar, and all, The paper (Cheng K. and al., 2004) is discov- 2013) and environmental-geological studies ered the problem of landslides identification in the (Manibhushan and al., 2013). Remote sensing meth- experimental territory (333 km2) of the National ods are an effective tool for monitoring and mapping 90 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______landslides, as well as high-tech analysis of landslide series with the high value of the determination coef- hazard.. ficient (using the number of months from the begin- The results of the research. The Group Method of ning of series as y-coordinate and a serial number as Data Handling (Mokritskaya, Koryashkina, 2013) x coordinate). The next date of the sequence has been was applied for creating the math model of the de- calculated as the prognosis value. The 24th 11-year pendence of the coefficient of reflection on the pre- cycle of solar activity has started in 2008 (Phillips vious values (1988, 1990, 2003, 2009, 2010). This T., 2008), the maximum of solar activity was method (GMDH) was applied in the different areas reached at 2014. The cycle started in 2009 when we for data analysis and finding values, forecasting and look at the other sources (Obzor, 2012). Prognosis modeling of systems, image optimization and recog- values of reflectance value in the points of active de- nition. The data points of reflectance value, which velopment of the landslip process were calculated has been defined in areas of active landslide pro- for 2017 (2017 is the year of decreasing of solar ac- cesses in 2009, characterize the intensity of infrared tivity). spectrum in next dates: 18.05.1988, 18.02.1990, Math Model of prognosis values of the de- 23.04.2003, 26.06.2003, 29.08.2003, 26.06.2009, pendence of the coefficient of reflection of the near- 25.03.2010, 24.01.2011. This sequence is irregular. infrared spectrum based on the results of modeling We found out the equation of a linear trend of time of irregular time series (Group Method of Data Han- dling) was constructed (1):

2 2 2 К = 0,002 + 0,51X6 - 0,013X6 - 6,187X5 - 0,006X5X6 + 0,024X5X6 + 0,018X5 – 2 2 2 2 -0,007X5 X6 - 0,007X5 X6 + 0,733X3 - 0,182X3X6 + 0,004X3X6 - 0,088Х3X5 + 2 2 2 2 +0,053X3X5X6 - 0,007X3X5X6 + 0,011X3X5 - 0,009X3X5 X6 - 0,002X3 – 2 2 - 0,001X3 X5 + 0,001X3 X5X6 - 1,152X1 - 0,005X1X6 + 31,799X1X5 + 0,145X1X5X6 – 2 2 2 2 2 - 0,001X1X5X6 - 0,092X1X5 + 0,036X1X5 X6 + 0,034X1X5 X6 - 0,009X1X3 + 2 2 +0,003X1X3X6 + 0,258X1X3X5 - 0,079X1X3X5X6 - 0,055X1X3X5 + 0,046X1X3X5 X6 (1)

Here К is a prognosis value of the coefficient of reflection; Х1 – values of the coefficient of reflection in the given points in 18.05.1988 Х3 – the same in 23.04.2003 Х5 и Х6– the same in 29.08.2003 and 26.06.2009 The prognosis values change from 0,168 to landslide activity which is caused by the 11-year cy- 0,302 (table 1). Maximum values are found in the cle of solar activity is possible in the nearest future. points where the probability of the landslide activity After statistical analysis of the values of coef- is confirmed by the results of regression analysis of ficients of blue and near-infrared canals in points the coefficients of blue and near-infrared canals and where the consistency of salts in rocks of aeration the inaccuracy in this points is minimal. We have zones is known, we can infer that the correlation link proved earlier that the coefficient of reflection takes between the values of coefficient and consistency of extreme high value in the points of active develop- salts changes from weak to strong. Values of the co- ment of the landslip process in time of changing the efficient of rank correlation changes from 0.02 to cycles of solar activity. In this work values of the co- 0.94. Visual analysis of the average values points out efficient of reflection which are bigger than 0.4 is on the weak link between the tendencies of changing used as indicators of the landslide activity. In gen- the reflection coefficient mentioned canals and salts eral, results of modeling values of the coefficient of consistency in % (fig. 2). reflection in points of actively developing the land- slide process shows that the whole reduction of the

Table 1. Prognosis values of the reflection coefficient (blue canal, 2017). № of point The method of prognosis of the reflection coefficient Relative error, % Group Method of Data Handling 102 0,1938 0,2577 33 103 0,1988 0,2592 30 104 0,2394 0,2592 8 105 0,2095 0,2638 26 106 0,2956 0,2983 1 108 0,3018 0,3058 1 110 0,1867 0,2668 43 113 0,1677 0,2577 54 117 0,2195 0,2998 37

91 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______

Applying the Group Method of Data Handling gave flection coefficient at places with active landslip pro- us a possibility to perform the creation of the model cess. The impact of readily soluble salt NaCl is more of the relation between prognosis values of reflection difficult than the previous one because values of the coefficient of blue spectral canal in points of landslip coefficient will increase only when the balance be- activation from average values of hard- and easy- tween salt consistency and product of numbers is soluble salts (fig.3) and corresponded values of re- broken. The equations similar to this one let us find flection coefficient using software Projekt out the critical values of consistency of salts and cor- (Mokritskaya, Koryashkina, 2013). The analysis of responding coefficients which will reduce the allow- the model shows, that increasing of easy-soluble able range of the coefficient in the areas of active salts Mg2SO4 leads to increasing of values of the re- landslide process.

Fig.2. Dynamics of the average values of the reflection coefficients and salts consistency (in percentages) in aeration zone rocks (Dnipro, 1981 – 1990).

Note for picture 2: 1. Average value of a reflection coefficient: band 1 – blue canal, band 4 – near-infrared canal; 2. Average salts consistency in percentages: Ca(HCO3)2, Na2SO4, NaCl. 3. Values of the reflection coefficient are increased in 100 times for making the presentation in the figure above clearer.

Fig. 3. The results of modeling the relation between values of the reflection coefficient and consistency of salts in the ground pores.

Note for the fig. 3: – approximation function ; – statistical information.

92 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______

The model of the link between values of the Обзор состояние солнечной активности. 2010. Re- reflection coefficient and the consistency of salts in trevied from: http://www.izmiran.ru/ser- the ground pores in aeration zone obtained as next vices/saf/archive/ru/2010/obzor20100207.txt equation (2): Hervas, J., Barredo, J.I., Rosin, P.L., 2003. Monitoring landslides from optical remotely sensed imagery: the case history of Tessina landslide, Italy. Geo- band1=0,009Mg2SO4+0,007NaCl- morphology. Vol. 54, 63–75. -0,179band4-0,013band4·NaCl (2) Marcelino, E., Formaggio, A., Maeda, E.,2009. Landslide inventory using image fusion techniques in Brazil. band1 – predictive value of the reflection co- International Journal of applied Earth observation efficient (the indicator of the possible landslip activ- and geoinformation. P. 181–191. ity); Fernández, T.,Jimenez, J., Fernandez, P., 2008. Auto- band4 – the value of the reflection coefficient matic Detection of Landslide Features with Re- in point with the known average consistency of salts mote Sensing Techniques in the Betic Cordilleras in grounds of aeration zones; (Granada, Southern Spain). The International Ar- chives of the Photogrammetry, Remote Sensing Mg2SO4 and NaCl – the average consistency and Spatial Information Sciences. Beijing. Vol. of mentioned salts in ground pores in percentages. XXXVII. Part B8, 351–356. Conclusions: Barlow, J., Y. Martin, S. Franklin, 2003. Detecting trans- - The activation of landslide processes due to lational landslide scars using segmentation of the influence of natural factors (11-year cycle of so- Landsat ETM and DEM data in the northern Cas- lar activity), is unlikely in the near future. cade Mountains, British Columbia. Canadian Jour- - Decreasing of soil strength in the aeration nal of Remote Sensing. Vol. 29(4), 510–517. area (due to the changes of salts content in the soil's Cheng, K., Wei, C. & Chang, S., 2004. Locating land- pores) may influence the activity of landslide pro- slides using multi-temporal satellite images cesses. (2004). Advances in Space Research. V. 33. P. - The resulting equation can be used as a haz- 296–301. Mezughi, T.H., Akhir, J.M., Rafek, A.G., Abdullah, I., ard indicator for the forecast of landslide activity in 2011. Landslide Susceptibility Assessment using built-up areas. Frequency Ratio Model Applied to an Area along the E-W Highway (Gerik-Jeli). American Journal References of Environmental Sciences. 7 (1). P. 43–50. Kimura, H., Yamaguchi, Y., 2000. Detection of landslide Monitorynh heolohichnoho seredovyshcha po terytoriyi areas using satellite radar interferometry. Photo- Dnipropetrovsʹkoyi oblasti. 2006. Zvit KP «Pivde- grammetric engineering & remote sensing. Vol. nukrheolohiya», 2001 – 2006, 6 t., [Monitoring of 66, 3, 337–344. the geological environment in the Dnipropetrovsk Blesius, L., Weirich, F., 2009. The use of high-resolution region. Report of "Yuzhnukrgeologiya", 2001 - satellite imagery for deriving geotechnical param- 2006], Dnipro. eters applied to landslide susceptibility. In: Mokritskaya, T. P., 2013. Formirovaniye i evolyutsiya ge- Heipke, C., K. Jacobsen, S. Müller, and U. Sörgel ologicheskoy sredy Pridneprovskogo promyshlen- (eds.): International Archives of Photogrammetry, nogo regiona. [Formation and evolution of the ge- Remote Sensing and Spatial Information Sciences ological environment of the Pridneprovsky indus- Vol, XXXVIII-1-4-7/W5 International Society for trial region]. Dnipropetrovsk, Accent, 274 p. (in Photogrammetry and Remote Sensing Hannover Russian). Workshop 2009 on High-resolution Earth Imaging Mokritskaya, T.P., Fundovaya V.V., 2016. Tendentsii for Geospatial Information. Hannover, Germany. dinamiki solevogo sostava gruntov zony aeratsii Lin, B., Leung, W.Y., Chi, I., Applying, S.Y., 2011. GIS gorodskikh prirodnotekhnicheskikh sistem na pri- and Remote Sensing to Simply Estimate Landslide mere territorii g. Dnepr Trends in the dynamics of Volume of Typhoon Events in a Watershed. Inter- the salt composition of soils in the zone of aeration national Conference on Fuzzy Systems and Neural of urban natural-technical systems by the example Computing. 136–139. of the territory of the Dnieper.]. Bulletin of the Purnomo, Y., Pinem, F., 2010. GIS analysis for determin- University of Dnepropetrovsk. Series: geology, ing of potential landslide area distribution pattern. geography. 24, 129-136 (in Russian). A case study in Sumedang regency West Java In- Mokritskaya, T. P., Koriashkina L. S. 2013. Degradation donesia. 1st annual conference of the International in loesses; factors and models. Scientific Bulletin society for integrated disaster risk management – of National Mining University, 4, 5 - 12. IDRiM, 63–66. Phillips, T., 2008. Solar Cycle 24 Begins. Retrevied from: Saraf, A., Das, J., V. Rawat, V., 2009. Satellite Based De- https://science.nasa.gov/science-news/science-at- tection of Early Occurring and Co-seismic Land- nasa/2008/10jan_solarcycle24. slides. South Asia Disaster Stud (Journal of SAARC Disaster Managment Centre). 47–55.

93 Mokritskaya T.P., Dovganenko D.A. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 88-94 ______Shabi, H., Khezri, S., Ahm, B., Allahvirdiasl, H., 2012. Nilanchal, P., Gadadhar, S., Anil Kumar, Sing Manibhu- Application of satellite images and fuzzy set the- shan., 2013. Jmage Classification for Different ory in landslide hazard mapping in central Zab ba- Land Use and Land Covers Using Fuzzy Logic for sin. Journal of applied physics. Vol. 1. Issue 4, 17– the Improvement of Accuracies. Journal of Agri- 24. cultural Science. 278–283. Delacourt, C., Allemand, P., Bertheir, E., 2007. Remote- Montoya-Montes, I., Rodríguez-Santalla, I., Sánchez- sensing techniques for analysing landslide kine- García, MJ., 2012. Mapping of landslide suscepti- matics: a review (2007). Bull. Soc. Geol. bility of coastal cliffs: the Mont-Roig del Camp FR.178(2), 89– 100. doi:10.2113/ gssgfbull. case study. Geologica Acta. Vol. 10, 4, 439–455. 178.2.89. Jef Caers, 2011. Modeling Uncertainty in the Earth Sci- D. Sudhakar, E. Sumant, S. Suchitra, 2013. Landslide ences. JohnWiley & Sons Ltd., 224. hazard assessment: recent trends and tech- Zuska, A.V., 2014. Kinematicheskaya model' niques.(2013). Springer Plus. doi:10.1186/2193- opolznevykh sklonov. [Kinematic model of land- 1801-2-523/ slide slopes.] D.: NSU, 1-140 (In Ukrainian).

94 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 95-107 doi: 10.15421/111835 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______New biocenosis model of Vendian (Ediacaran) sedimentation basin of Podilia (Ukraine)

V.A. Nesterovsky, A.I. Martyshyn, A.M. Chupryna

Institute of Geology, Taras Shevchenko National University of Kyiv, Ukraine, e-mail: [email protected]

Abstract. The aim of this study is to fully research all aspects of the distribution, Received 26.03.2018; development, conditions of burial and preservation of the Ediacaran biocomplex. This Received in revised form 08.05.2018; work summarizes and extends all data on the unique Vendian invertebrates that are Accepted 10.06.2018 distributed in the natural and artificial outcrops of the Dniester River Basin within Podilia (Ukraine). One of the basic locations of the annual observation was a quarry of rubble stone production near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city, which exposes a continuous section of the deposits of the Lomoziv, Yampil, Lyadova and Bernashivka Beds lying on a crystalline basement. This paper shows the outcomes of long-term fieldwork of the Upper Ediacaran which include deposits of the Mogyliv-Podilsky and Kanylivka Group. The researched section is characterized by its clastic composition and the absence of carbonate formations. The basic paleontological collection has more than two thousand specimens, for instance, the imprints of molluscous fauna, traces of their live activity, the remains of flora and fossils of a problematic nature. The most numerous and informative collection of these fossils is located in the stock of the Geological Museum of the Taras Shevchenko National University of Kyiv. The collection contains unique material, including a number of Ediacaran fossils described for the first time. On the whole within Podilia region, more than 100 species have been described in detail. The main areas of biota accumulation in the outcrops are associated with argillites, argillite-siltstones and their contact with sandstones. The best preservation of the imprints is detected in the boundary of facial transitions. Research has revealed that there is a decrease in the numerical and species composition of the molluscous biota, and the dynamic increase in evolution of burrowing organisms and plants within the Podilia Basin during the late Vendian. Such a phenomenon led to an environmental change, increase in oxygen and appearance of new groups of organisms that were subsequently displaced invertebrates. This occurred at the Precambrian/Cambrian transition, and in the geological literature is described as the «Cambrian explosion». Studies have found that the total number of taxonomic composition of the Eidacaran in Podilia is similar to the orictocoenosis of Southern Australia and the White Sea. Nevertheless, the Podilia biocomplex is more ancient than the Southern Australian and the White Sea, it is much younger than the Avallonian.

Keywords: Podilia, the Vendian, the Ediacaran, invertebrates, molluscous biota, taxonomic ranks.

Нова картина біоценозу вендського (едіакарського) седиментаційного басейну Поділля

В.А. Нестеровський, А.І. Мартишин, А.М. Чуприна

Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченка ННІ «Інститут геології», Київ, Україна, e-mail: [email protected]

Анотація. Розглянуто унікальний комплекс вендської безскелетної біоти, встановлений у природних та штучних відслонен- нях басейну річки Дністер у межах Поділля. Мета роботи - повноцінне розкриття всіх аспектів поширення, розвитку, умов поховання та збереження біокомплексу Едіакарію. Палеонтологічна колекція, що зібрана у результаті багаторічних система- тичних досліджень та нині демонструється у Геологічному музеї КНУ імені Т. Шевченка, нараховує понад 2000 екземплярів. Вона включає відбитки м’якотілих організмів фауни та сліди їх життєдіяльності, рештки флори та скам’янілості проблема- тичного характеру. Найбагатший на палеонтологічні знахідки комплекс порід, що входить до складу могилів-подільської серії. Відклади канилівської серії мають значно бідніший видовий та чисельний склад біоти. Особливість розрізу з фауністич- ними залишками становлять теригенні породи з різним фаціальним та фракційним складом. Основні скупчення біоти тяжіють до аргілітів, аргіліто-алевролітів та контакту їх із пісковиками. Найкраща збереженість відбитків установлена на межі грану- лометричних переходів. Усього в межах даного регіону детально описано понад 100 таксонів видового рангу. Дослідженнями встановлено, що в межах подільського басейну протягом пізнього венду спостерігається закономірне зменшення чисельного та видового складу м’якотілої біоти та динамічне збільшення масового розвитку рийних організмів та рослин. Це спричинило до збільшення кисню і появу нових груп організмів, які, у свою чергу, витіснили безскелетну біоту едіакарського типу. У статті доведено, що подільський біокомплекс Едіакарію дещо давніший, ніж південно-австралійський та біломорський, але значно молодший, ніж авалонський. 95 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______

Ключові слова: Поділля, венд, едіакарій, безскелетна біота, м’якотіла біота, таксономічні ранги.

Introduction. The discovery of the Ediacara biota is especially true for China, Russia, India, Canada was the most important paleontological discovery of and Brazil. Therefore, now the geological study of the 20th century. Of all the locations in the world, Podilia outcrops from the global level significantly the Vendian (Ediacaran) geological section of lags behind. Podilia is the most complete and available for In this paper, we present the results of studies research. performed in recent years by the Geological Outcrops of Podilia were studied intensively Museum of Taras Shevchenko National University in the period preceding the preparation for the of Kyiv in collaboration with scientists from the flooding of a large part of the canyon of the Dniester Institute of Paleobiology of the Polish Academy of River in connection with the construction of the Sciences, the Institute of Geological Sciences of the reservoir of the Dniester HES-1 Jagiellonian University (Poland) and the University (near Novodnistrovsk city). The work of a large of Poitiers (France). group of Ukrainian and Russian geologists has revealed, explored and described the unique Materials and methods. For several years, the complex of the late Precambrian biota. The obtained research group carried out systematic field studies of results have become an important stimulus for numerous outcrops of the late Vendian (Ediacara) studying the deposits of this age interval in other Period and the Proterozoic-Paleozoic transition on regions. the territory of Podilia Upland. One of the most Unfortunately, after flooding the valley of the important research objects was a quarry of rubble Dniester River, we lost a lot of beautiful outcrops stone production near the Dniester hydroelectric and stratotypes. An important problem was the station-1, Novodnistrovsk city (Fig.1.). The annual suspension of public funding for research on this monitoring of the geological situation in the work of topic. In the eighties of the last century, the a quarry has allowed us to collect a substantial systematic study of the Vendian Period of Ukraine collection of fossils of late Ediacara biota. These was discontinued, and Soviet researchers were findings made it possible to create an objective reoriented to study the Ediacaran deposits of the model of the Podolsk biodiverse orictocoenosis of White Sea, the Urals and Siberia. that time, carry out detailed studies of the At the beginning of the new century, the study sedimentation processes in the protruding zone of of the Precambrian biota was conducted in many the shelf, and discover new aspects of the processes countries of the world with increasing intensity. This of fossilization of the Precambrian molluscous biota.

Fig.1. Outcrop of Precambrian deposits in the quarry of rubble stone production near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk. We also believe that the set of results obtained In the process of systematic field research, the gives us the right to consider this location as a unique authors studied numerous natural and artificial Lagerstatte of the late Ediacaran fauna. By the outcrops of Ediacaran deposits along the Dniester number of taxa biota found, regions such as the River canyon and its left tributaries, and several Flinders Ranges (South Australia), the White Sea outcrops adjacent to the territory of Moldova. The (northwest of Russia) and the island of Avalon collection of fossils includes more than two thousand (Canada) are similar to the Podilia Vendian samples with molluscous organisms, traces of active Complex. and passive benthos, residual vegetable origin and 96 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______many problematic specimens. At the beginning of the Podilsk hill nearly a hundred years ago. A long our group's work in Podilia, about 50 species of time has passed from the moment of the first macrofauna, macroflora and ichnofossils were description of the mysterious fossils on the bottom described. Today, we can state that the Podilsky surfaces of sandstone boards, which for a long time biocomplex of the late Vendian (Ediacaran) Period failed to be convincingly interpreted, correctly contains more than a hundred taxa of species rank. determined their geological position and age Each field study gives new additions to this list. (Kaptarenko, 1928; Krasovskyy, 1916). By the Further researches substantially broaden our efforts of a large group of geologists, only in the understanding of the picture of life in the seas of the second half of the 20th century was a detailed late Precambrian, not only within a specific territory, stratigraphic scale of the Vendian deposits in but also on a planetary scale. Podilia, which is shown in Fig.2. (Velikanov et al., Geology of Vendian (Ediacaran) sedimentation 1983; Ryabenko et al., 1976; Stratigraphy, 2013) basin of Podilia. Scientists began to investigate created. deposits of the upper Vendian (Ediacaran) Period on

Fig.2. Stratigraphic section of Vendian (Ediacaran) deposits of the quarry of rubble stone production near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk. The thickness of this rock formation complex Vend). Conglomerates, gritstones and arkosic demonstrates numerous cycles of sedimentation sandstones of various grain sizes represent this with periods of transgression and regression. These stratum predominantly. The granularity of the rocks cycles are used for a more detailed stratigraphic decreases upward along the section and in the upper partition on beds and formations. part we can detect siltstones and argillites. In the The Vendian (Ediacara) deposits of Podilia deposits of the Upper Vendian Period, besides the are divided into three parts (Groups). The oldest sandstones, there are siltstones, argillites and sedimentary rocks form the Volyn Group (lower volcanic tuffs. This upper layer is divided into the 97 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______Mogyliv-Podilsky and Kanylivka Groups. Often the This is indicated by morphological features of the sedimentary complex of the Mogyliv-Podilsky finds, as well as budding and vegetative cloning Group lies directly on the crystalline basement – reproduction. granitic rocks of the lower Proterozoic. Above the The preserved remains of Glaessneria, section, the Kanylivka Group, which is composed of Planomedusites, including numerous fossils of the monotone argillite and siltstone interlayers and fine- genera Cyclomedusa, Ediacaria, Charniodiscus, grained sandstone thin layers, borders the deposits of Aspidella, Medusinites, Tirasiana, Irridinites, the Mogyliv-Podilsky Group. Protodipleurosoma, Evmiaksia, and others, For the sedimentation complex within the probably belong to a large group of attachment Podilia region, the Ediacaran/Cambrian transition structures of frond-shape organisms. During field (Baltic Group, Okunets Formation) is gradual. This research in 2017, V.A. Nesterovsky found a level is characterized by the disappearance of all taxa perfectly preserved copy of Protodipleurosoma of the Ediacaran molluscous biota and fossil traces. rugulosa Fedonkin, 1980 in the upper layer of clay The only macroscopic residues occurring in the sandstones of the Yampil Beds. At the same transition zone are coalificated algae Tyrasotaenia stratigraphic level, in the outcrop near Bandyshivka from the group Vendethenii. In its upper part (in village in 2013, Martyshyn A.I. discovered a argillites), there are numerous petrified traces of sandstone formation with massive settlements of a swallowing organisms that are common of the rare Australian taxon Cyclomedusa gigantean Cambrian deposits and filled with siltstone material. Sprigg, 1949, which reached 50 cm in diameter and Glauconitic sandstones and siltstones with numerous was probably the attachment structure of a gigantic complexes of the Cambrian ichnofauna, which was body from the frond-shape group. Their upper (over- retained by active benthos, and with the molds of bottom) part is preserved very rarely. The colonies of probable polyps Bergaueria, Conichnus, explanation for this phenomenon is probably the finished the transitional zone. Sometimes there are taphonomic features of the non-skeletal Precambrian Sabelliditida imprints and their traces Kullingia biota, known as the «posthumous mask» (Mapstone (Stratigraphy, 2013; Jensen at al., 2002). et al., 2006). According to findings at other Results of research. Paleontology of deposits of Ediacaran locations, it can be argued that various the Mogyliv-Podilsky Group. The most numerous rhizoids and combinations of «disk plus rhizoids», paleontological remains are found in the lower part genera Hiemalora, Eoporpita, Mawsonites were also of the Mogyliv-Podilsky Group: the Lomoziv and attachment structures (Hofmann et al., 2008). Yampil Beds of Mogyliv Formation (Ivantsov, Apparently, this group includes fossils with three- Gritsenko et. al., 2015; Martyshyn, 2012). This radial and tetra-radial symmetry (Tribrachidium, orictocoenosis can be attributed to the typical Conomedusites). J. Dzik’s and A. Martyshyn’s prodelta shallow association of continental shelf investigation (2017) showed that the organisms of areas (Grazhdankin et al., 2009). Lomoziv The beds the frond-shape group were one of the first creatures are interbedding of blue-gray argillites with of the end of the Precambrian which penetrated the sandstones and silty sandstones. The Yampil Beds anoxic environment under the bacterial mats and are composed of light grey medium-grained used the extracted components to maintain their sandstones with zones of platy clayey sandstones. biological processes. This indicates the probable Our paleontological findings contain many taxa that existence of chemoautotrophic symbiosis with are common to biotic associations of the Flinders bacteria in their biological mechanism, which Ranges (South Australia), the White Sea, the Middle provided the processes of metabolism. Urals, Yakutia (Russia), the Mackenzie Mountains Among other endemics in the Ediacaran (British Columbia, Canada), and some section, there are attached saccate organisms of underdeveloped locations in China, India, and obscure provenance. For instance, there are Finland (Fedonkin et al., 2007). In addition, a Vaveliksia velikanovi, Fedonkin, 1983 which may be number of Podilsky taxa are endemic, for example: primitive Spongia (Ivantsov et al., 2004); dendritic, cyclic fossils of Paliella patelliformis Fedonkin, attached to the biomat substrate Lomosovis malus 1980, Elasenia aseevae Fedonkin, 1983, Fedonkin, 1983; complex bilateral organisms from Glaessneria imperfecta Zaika-Novatski et al., 1968, the group Dipleurozoa (Dzik) – Proarticulata Jampolium wyrzykoowskii Bekker, 1996, (Fedonkin), Podolimirus mirus Fedonkin, 1983 Planomedusites grandis Sokolov, 1972, Sekwia (Fig.3.а). Moreover, there are «Spriggina» borealis kaptarenkoe Gureev, 1987. The interpretation of the Fedonkin, 1979, Dickinsonia costata Sprigg, 1947 abovementioned taxa belonging to different groups representatives of a small active benthos at the of organisms has been repeatedly changed. bottom of the Precambrian sea (Dzik and According to the authors, the fossils of Paliella and Martyshyn,2015). Elasenia are probably remains of primitive polyps. 98 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______

Fig.3. Examples of samples with Vendian biota traces within Podilia: a) Podolimirusmirus Fedonkin,1983. Negative epirelief. The late Ediacaran. Mogyliv-Podilsky Group. Lomoziv Beds. A quarry of rubble stone production near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 174. b) imprint (trace of nutrition) Dickinsonia costataSprigg,1947. Trace fragment. Positive hyporelief. Lomoziv Beds. Popelyukhy village. Vinnitsa region. Sample nom. 17 p 181. c) Kimberella quadrata Glaessner, 1959. Negative epirelief. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 182. d) traces of bulldozer sediment. Positive hyporelief. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 183. e) Shaanxilithesningqiangensis Xingetal.,1984. Three-dimensional fossils in petrified tuff. Yaryshiv Formation. Bronnitsa Beds. Bernashivka village. Vinnitsa region. Left slope of the valley of Zhvan River, 1 km from the mouth. Sample nom. 17 p 184. f) a organism of the family Conulariida. Positive hyporelief. Bronnitsa Beds. Outcrop in Borschiv ravine, Mohyliv-Podilskyi city. Sample nom. 17 p 185. g) Astropolichnus sp. Positive hyporelief. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 186. h) CharniodiscusspinosusLaflammeetal.,2004. Negative epirelief. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 187. i) Nilpenia rossi Droser et al., 2014. Problematic specimens. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 188.

During field research (2010 – 2014), authors Numerous populations of Sekwia kaptarenkoe found very rare traces of dipleurozoa movement and are probably remains of attached to biomat substrate nutrition – Dickinsonia costata (Fig.3.b) and saccate colonies of cyanobacteria close to Nemiana Podolimirus mirus. Similar ichnofossils are simplex Palij, 1976 / Beltanelloides sorichevae described from the shores of the White Sea and from Sokolov, 1965, and attached algae Tymkivia sp. South Australia (Ivantsov, 2013; Sperling and сolonies (Pali, 1976; Ivantsov et al., 2014) which Vinter, 2010). In the same period in the Lomoziv was recently found by one of the authors. Beds (quarry of rubble stone production near the We were able to make some interesting Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk conclusions about the widely distributed Nemiana / city) A. Martyshyn discovered several specimens of Beltanelloides in deposits of the Mogyliv-Podilsky dipleurozoa – Yorgia waggoneri Ivantsov, 1999 Group. Analysis of numerous previous publications (Ivantsov, 1999). and own observations of a large number of samples 99 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______showed that this species is close to modern colonies morphology of these creatures was also unusual. of cyanobacteria Nostoc. It had two types of They had a shape very similar to some types of existence, namely: attached to biomat substrate and Phanerozoic foraminifera, with a characteristic passively moving benthos. The first type of spiral twisted, organic envelopes. On the top of the organisms, which are buried in situ, preserved with envelopes there are located on the helix relief blows, characteristic zones of attachment in the middle part internal depression, sometimes acute germs, as in of body, chains of gradually smaller individuals that some forums. Occasionally, the degree of multiplied by budding. The second type is chaotic preservation of these organisms is such that it allows multi-layered accumulations of different age you to see the thin radial ridges around the cubes specimens in areas with lowered paleorelief. Such a around the periphery, which are very similar to the taphonomic diversity led to the formation of pseudo-events of foraminifera. The cross-section Nemiana molds not only in a positive hyporelief but also shows similarities with the spiral single- also in a positive epirelief. chamber Foraminifera. The size of fossils is up to 6 The abovementioned phenomenon of cm long, and 5cm wide. Until now, no similar fossils different types of existence is important for the have been discovered in any Ediacaran outcrops of analysis of the general strategies of colonization of the Podilia. the seabed organisms in the late Ediacaran. The vast Later than the abovementioned findings, a majority of paleontological materials from the number of mysterious new creatures, similar to sediments of that time indicate that life on the seabed foraminifera in external morphology, as well as was represented mainly by sedentary benthos details of the internal structure (agglutinated and attached to the bacterial substrate. organic envelopes, rudimentary camera, possible The authors and previous researchers in prints of pseudo-events, etc.) were detected in other Podilia found fossilized remains of floating outcrops of the Podilia. The studies of various organisms from the group of dickinsonia and yorgia, authors showed the deep Precambrian origin of as well as animals such as Kimberella quadrata foramen (Bosak et al., 2012). The moment of the Glaessner, 1959 (Fig.3.с), which are probable pulse phenomenon of diversification of this group of ancestors of Lophotrochozoa (Fedonkin and organisms was established, which occurred in a Vaggoner, 1997). period that is roughly the same as the Vendian Occasionally in sediments of the Mogyliv- (Bosak et al., 2012; Pawlowski et al., 2003). In Podilsky Group, we can detect traces of the life of Pawlowski’s publication (Pawlowski et al., 2003), it the swallowing creatures, which indicates the fact of was predicted that fossilized remains of foramen significant evolutionary changes in the late would be found in Precambrian rocks. Precambrian biosphere. Findings of ichnofossils Paradoxically, one of the first Vendian taxa to allow us to assert that already at the beginning of the be described in Podilia was the smallest late Ediacaran, some animals began to develop in the representative of the macrofauna – a few millimeters anoxic zone under bacterial mats, which completely in size - Bronicella podolica Zaika-Novatski, 1965 covered the seabed. The morphology of the (Zaika-Novatski, 1965). The species was described ichnofossils is quite diverse, ranging from the simple as a possible primitive Cnidaria, although this burrow of muloids Planolites, Helmintoidichnites, to hypothesis was questioned based on more recent rather complicated traces of Treptichnus, traces of research. For a long time, most Precambrian nutrition Oldchamia, traces of the meniscus structure researchers did not attach importance to these fossils Nenoxites, traces of bulldozer sediment and of eating since they looked like very small-deformed spheres, biomat by floating biolateral organisms (Fig.3.d). unsystematically scattered in the lower horizons of Interestingly, the creatures that left them show a separate tuff argillites of Bronnitsa Beds. In the unique phenomenon of group behaviour - the outcrops, they are found in association with probable movement along sub-trajectories. This fact may be attachment discs of the frond-shape Glaessneria, due to the ability of these creatures to interact with Planomedusites, mass detritus of problematic the bottom currents. Shaanxilithes ningqiangensis Xing et al., 1984 A new group of passive- floating organisms in (Fig.3.е), Palaeopascichnus jiumenensis Deng et al., argillites and siltstones of Lomoziv Beds was 2008 and the traces of swallowing organisms of detected during fieldwork in 2010. Apparently, these Planolites, Torrowangea (Velikanov, Gureyev, organisms were free to lie on the seabed and could 1984 ; Shen et al., 2007). be carried by the water stream. This is evidenced by During the fieldwork in 2010 at the location the repeated finding of them in the lenticular zones of the Borshchiv ravine (Mohyliv-Podilsky city), A. together with Nemiana / Beltanelloides. Such Martyshyn discovered several samples of micro- lenticular layers of siltstones are nothing more than grained tuffs with numerous Bronicella that were a material for filling the sludge on the seabed. The preserved along with their traces of translational 100 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______motions in complex trajectories. These movement organisms were first discovered by German tracks are very similar to the modern trail of deep- paleontologists in Namibia, 1908 (Pflug, 1970). water spherical shell-unicellular organisms from the Despite long study and numerous findings in many group Rhizaria Gromia sphaerica Gooday, 2000 parts of the world, the nature of these creatures is still (Matz et al., 2008). In addition, it was possible to unclear . Recently, the authors and our colleagues detect several specimens of Bronicella with have managed to find a lot of taxa of this group in preserved protective outer layer that can identified as Podilia. For instance, they detected Charnia masoni a seashell. Ford, 1958, Charniodiscus spinosus Laflamme et al., Another important discovery in the same tuff 2004 (Fig.3.h),, C. arboreus Glaessner, 1959, C. argillic layer were finds of conical shape fossils – the oppositus Jenkins and Gehling, 1977, and new possible ancestors of the Paleozoic Conularia species of leafy, calyx, sacky and tree-like forms. (Cnidaria), (Fig.3.f). Individual fossilized remnants Unfortunately, remains of the upper part of the body of animals belonging to this group were discovered are very rarely fossilized. We commonly detect only in China, Brazil, and Russia in the late Ediacaran the attachment structures of different types of (Ivantsov and Fedonkin, 2002; Pacheco et al., 2011; discoid, onion- and root-shaped morphology Yuan et al., 2011). Detailed research on these (Seryozhnikova, 2010). Podilia's outcrops are organisms is scheduled for 2018. Up till now, unique and rich in the number and variety of paleontologists did not know about certain finds of petrified attachment structures of frond-shape Cnidaria fossils, other than conlyarids. A. Martyshyn organisms to the bacterial substrate (Ivantsov etc. collected a unique material of several taxa that 2015). undoubtedly represent these organisms according to During the last study of Lomoziv Beds in morphological features. For instance, in 2012 three- 2014, A. Martyshyn discovered new specific dimensional casts, morphologically similar to the imprints in the layer of siltstone directly below the polyps of Astropolichnus sp. (Fig.3.g) from the gritstone layer. They were of two types: one has the deposits of the lower Cambrian of Spain and the form of unidirectional-branched root-like structures, Czech Republic (Pillola and Vintaned, 1995; and others - radially spaced, rather long and thin Mikulas and Fatka, 2017), were found. A unique root-like formations that deviated from central taxon was found in argillites of Lomoziv Beds. The depression (hyporelief). In the same year, similar fossils represent a number of features that finds were described by a group of authors at a distinguish them from the other Vendian species. location of South Australia and named Nilpenia rossi Certain specimens retain radial internal structures Droser et al., 2014 (Droser et al., 2014) (Fig.3.i). similar to septa. In some cases, there are radial Researchers could not relate these formations to any elements around the casts of the bodies, tentacle of the known groups of the organic world. Probably analogues, etc. In 2014, S.S. Solodkiy discovered this is one of the organisms with the level of two three-dimensional casts with a six-radius organization of Protozoa. In 2015, the authors internal structure in Dzhurzhivka Beds, Nagoryany detected a fossil in Lomoziv Beds, which is a conical Formation. growth of needle-like elements (probably spicules) At the beginning of the active phase of study (Fig.4.a). The specimen is similar to Choia striata of the Ediacaran in Podilia, evidence of the Xiao et al., 2005 from the Lower Cambrian deposits movement of polyp forms along the seabed was in Anhui Province, Southern China [Xiao et al., found (Velikanov et al., 1983). This finding, at that 2005]. This species was classified as Demospongea time, did not attract much attention. The recently (Porifera). discovered sediments in the late Ediacaran of During research in a Chinese outcrop near the Canada, namely numerous fossilized polyps moving village of Lantian, a rich complex of uniquely along the bottom surface caused an active discussion preserved biota of the Ediacaran and lower among experts about the lower boundary of the Cambrian was discovered. Among the finds, a coelenterates appearance (Menon et al., 2013). A. number of species is interpreted as Spongia. One Martyshyn represented material on this topic for species of the Ediacaran biota that was found in discussion at paleontological conferences in Ukraine South Australia is described as a possible sponge. and at the «18th CZ - SK – PL Paleontological The taxon was named Palaeophragmodictya conference, 2017» in the Slovak Republic. The study reticulata Gehling & Rigby, 1996 (Gehling and of these petrified remains continues and soon the Rigby, 1996). The authors found similar fossils in results will be published. Lomoziv Beds in a quarry of rubble stone production For a long time among scientists, there has near the Dniester hydroelectric station-1, been a discussion of the interpretation of the unusual Novodnistrovsk city. sedentary representatives of the Ediacaran fauna classified in the Petalonamae group. These 101 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______

Fig.4. Collected remains of the Ediacaran deposits with traces of the molluscous fauna, its life activity, and flora that were collected within the Dnister River: a) the imprint of spicular elements of a problematic organism. Negative epirelief. Lomoziv Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 189. b) ArumberiabanksiiGlaessneratWalter,1975. Positive hyporelief. Bernashivka Beds. Yaryshiv Formation. Bernashivka village. Vinnitsa region. Left slope of the valley of Zhvan River. Not selected from the outcrop. c) a problematic organism, probably Tunicata. Positive hyporelief. Yampil Beds. A quarry near the Dniester hydroelectric station-1, Novodnistrovsk city. Sample nom. 17 p 190. d) BurykhiahuntiFedonkinet al.,2012. Positive hyporelief. Kanilivka Group. Studenitsa Formation. Komarovo Beds. The outcrop is located 1 km southwest of Kitajogorod village. Khmelnytsky region. Sample nom. 17 p 191. e) Wutubus annularis Chen et al., 2014. Positive hyporelief. Dzhurzhevka Beds. Nagoryany Formation. Lyadova village. Left bank of the Dniester River. Sample nom. 17 p 192. f) probable traces of movement Lamonte trevallis Meyer et al., 2014. Positive hyporelief. Dzhurzhevka Beds. Lyadova village. Left bank of the Dniester River. Sample nom. 17 p 193. g) Dickinsonia costataSprigg,1947. Negative epirelief. Kanilivka Group. Danylivka Formation. Pilipy Beds. The western part of Tymkiv village. Khmelnytsky region. Sample nom. 17 p 194. h) Tymkivia stuzhukiMartyshynsp.nov. Positive hyporelief. Kanilivka Group. Studenitsa Formation. Komarovo Beds. The outcrop is located 1 km southwest of Kitajogorod village. Khmelnytsky region. Sample nom. 17 p 195. i) Harlaniella vermiformis Martyshyn, sp. nov. Massive population of probable algae. Positive hyporelief. Kanilivka Group. Studenitsa Formation. Polivanov Beds. The left bank of the Dniester River, 3 km southwest of Horayivka village. Khmelnytsky region. Sample nom. 17 p 196.

At the several stratigraphic levels of the late and Ukraine have a remarkable resemblance Ediacaran, A. Martyshyn detected numerous fossils (Kolesnikov et al., 2012; Kumar and Pandey, 2008). of Arumberia banksii Glaessner at Walter, 1975 On qualitative specimens from Podilia and other (Glaessner and Walter, 1975) (Fig.4.b). These regions it is clearly seen that A. banksii, A. problematic structures appear for the first time in the vindhyanensis Kumar and Pandey, 2008, A. section in the upper sandstone layer of Bernashivka multykensis Kolesnikov et al., 2012, and other types Beds (Yaryshiv Formation of the Mogyliv-Podilsky are morphologically similar to the modern brown Group) and form mass settlements. Above the and red algae of genera Fucus, Ascophyllum, section, they are found sporadically to the top of the Odonthalia, Himanthalia, etc. Kanylivka Group. Findings of this genus from Recently, a group of scientists published the Australia, India, the Urals, Yakutia, Great Britain, data of the morphological study of modern bacterial

102 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______structures in the salt-water reservoirs of the Salines described from the late Vendian sediments of the de Guérande, Loire-Atlantique, Region of Pays de White Sea coast as a probable representative of la Loire (Western France). In our opinion, these data Tunicata (Fedonkin et al., 2012). According to cannot be the reason for identifying them with fossils numerous studies, Tunicata was the most likely of the Arumberia genus (Kolesnikov et al., 2017). ancestor of vertebrates. They are widespread in Our statement is based on numerous arguments. modern seas and are important for an ecosystem, as Firstly, Arumberia generally occurs in rocks that active filters and carbon dioxide absorbers. occurred in the conditions of active seaside A diverse biotic complex was discovered by hydrodynamic. In Podilia, these are massive, oblique the authors in the Dzhurzhivka Beds (Nagoryany sandstones of the Bernashivka Beds and the basal Formation). In addition to the already mentioned sandstone layer of the Kanylivka Group. In rocks spherical colonies of Nemiana / Beltanelloides, there with more stable conditions, the sediment are colonies of polyps – Bergaueria hemispherica, accumulation of Arumberia is rare. Secondly, B. perata, B. radiata, Conichnus conicus, and a new Arumberia have the same morphology in different species with bulk preservation and six-beam parts of the planet. The bacterial structures that were structure inside organisms. Among the finds in these described in salt basins have a random nature deposits, fossils in the form of segmented tubular associated with seasonal water level variations in the bodies can be detected. Morphologically, they are stagnant conditions of a shallow salt evaporation similar to the rare Wutubus annularis Chen et al., reservoir in the absence of currents. With the 2014 from carbonate rocks of the Dengying appearance of hydrodynamic pressure, they are Formation of the late Ediacaran of China (Chen et deformed and destroyed. Fossil evidences of effects al., 2014). Presently, there is an ongoing discussion of the interaction of water streams with bacterial about the nature of these organisms , which are structures of this type are often present in the section identified either as representatives of sedentary of the Kanylivka Group of the late Ediacaran. They benthos or worms. are clearly morphologically different from One of the important finds are traces of Arumberia. As a result, we plan to describe the movement and siege sensing similar to Lamonte unique findings of the volume of preserved trevallis Meyer et al., 2014 that were also described Arumberia. In transverse sections, it can be observed in China (Meyer et al., 2014) (Fig.4.f). These that one of the species was an elastic tubular body ichnofossils demonstrate the beginning of the era of with a diameter of 3-5mm and a length up to 500mm. penetration into the sediment and its bioturbation It formed a colony and dense thickets on the seabed that eventually led to the end of the dominance of in the coastal zone with active hydrodynamics. bacterial mats on the bottom of the Precambrian During fieldwork in a quarry of rubble stone seas. production near the Dniester hydroelectric station-1, Very widespread at the end of the Ediacaran Novodnistrovsk city, the authors repeatedly detected of Podilia was the Vendotenid flora. Well preserved, low-relief oval prints on the lower surfaces of carbonated remains of plants of this group can be argillites and siltstones of the Lomoziv Beds and found on Podilia outcrops from Dzhurzhivka Beds. sandstones of the Yampil Beds. In 2012, A. At this stratigraphic level, in 2015, we collected the Martyshyn discovered the remains of oval creatures fossils of a new taxon of algae that is preserved with visible holes on the lateral surface. In 2015, an simultaneously in two taphonomіс forms - amateur paleontologist S. Finko found similar fossils carbonated and bulk. Based on the information given (Fig.4.c). The time of the partial decomposition of in the publications, this is one of the first examples organisms is observed on some specimens. Then, of such taphonomy in the world practice of research these structures can be interpreted as creeps of the of flora remnants of the Ediacaran. The internal organs that have become visible through the aforementioned plants had significant dimensions destruction of the outer shell. Further analysis and (to 10mm in diameter, to 200mm in length), and the general morphology of the imprints revealed the tubular structure. They grew up on the seabed in the absence of analogues of such organisms in the form of single specimens, chimney-type colonies sediments of the Ediacaran in other regions of the and dense thickets. planet. Among the paleontological remains of Paleontology of the Kanylivka Group. The authors Phanerozoic and modern living creatures, this collected important information during the study of morphology is typical only for Tunicata (Chordata deposits of the Kanylivka Group. As already type, Ascidiacea class). The probability of such an mentioned, this stratigraphic level begins with the interpretation is consistent with the finding of a basal horizon of sandstones of Pylypy Beds that specimen of Burykhia hunti Fedonkin et al., 2012 occur unconformably in the comminuted that was made by S. S. Solodkiy in 2013 in the phosphorite argillites of Kalyus Beds. Several Kanylivka Group sediments (Fig.4.d). This taxon is morphotypes (species) of Arumberia, single casts of 103 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______Harlaniella podolica Sokolov, 1972, fragments of splits and branches. The decisive argument was to Vendotenid algae, several types of bacterial find similar fossils on the outcrop of Buchay, where structures and interesting traces of life represent the three-dimensional casts together with relics of fossils of this layer. carbonated shells were observed, and where bulky Ichnofossils show the infrequency and the casts were encountered along with relics of coaly poverty of the active benthos of this time interval. shells. The species was named Harlaniella Ichnofauna is represented by linear traces of vermiformis Martyshyn, sp. nov. (Fig.4.i). Similar movement similar to Didymaulichnus, variants of finding the bodily casts of H. podolica Psammichnites, and radial traces of food close to together with coaly fragments of bodies have been Asterophycus. During fieldwork in outcrops located repeatedly received by the authors, as well as south of Berezivka village (left bank of the Dniester described in the research of A.Yu. Ivantsova River) in 2015, A. Martyshyn discovered traces of (Ivantsov, 2013). This phenomenon led the the movement of a segmented worm-like organism, abovementioned author to interpret Harlaniella as similar to the traces of Gyrichnites sauberi Zessin, probable flora remnants. 2010 from the upper Ediacaran of Namibia (Zessin, One of the few taxa of genital rank that can be 2010). Sometimes in the lower part of the sections, found at different levels of the late Ediacaran is the there are isolated fossils of the species of the problematic fossils of the Palaeopascichnus Palij Ediacaran fauna. For instance, there are genus. Their colonies are often found in the siltstone Beltanelloides, Nimbia, Cyclomedusa, Arumberia, and sandstones of the upper part of the Lomoziv Platypholinia. In Danylivka Beds, the authors Beds, in the upper part of the clay sandstones of the detected a representative of the active benthos Yampil Beds (the Mogyliv Formation, the Mogyliv- Dickinsonia costata Sprigg, 1947 (Fig.4.g), three- Podilsky Group), and sometimes in the argillites of radially symmetrical, foliate organism Swartpuntia Studenitsa Formation of the Kanylivka Group. A germsi Narbonne et al., 1997. Among the algae, the first find of these fossils was made in deposits of most widespread group is the Vendotenid - various Kanylivka Group and described as morphotypes of Vendotaenia antigua Gnilovskaja, Palaeopascichnus delicatus Palij, 1976 (Palij, 1971, sometimes Kanilivia insolita Istchenko, 1983, 1976). During fieldwork, the authors compiled a twisted shapes similar to Grypania spiralis Walter, collection of various morphotypes of Oehler and Oehler, 1976, and oval elongated shapes Palaeopascichnus. Studying this material could help that do not have a systematic description yet. The in elucidating the nature of these widespread, fossilized remnants of a new type of algal Tymkivia problematic fossils. A detailed analysis of the fossils stuzhuki Martyshyn sp. nov. (Fig.4.h) that formed of this group from different locations in the world settlements attached to the bacterial mats of sacked has shown that they are likely to be body fossils of individuals have been found on many levels of the an unknown protozoa (Antcliffe etc., 2011). Kanylivka Group. Probably, the carbonated remains The sedimentation of this time occurred in of the Middle Proterozoic of China and Canada relatively calm conditions of shallow continental Longfengshania stipitata Du, 1982 (Hofmann, 1985; slope or lagoon. The rocks are intensively laminated Du, 1982) are close to Tymkivia. Their modern with bacterial mats and often contain a large number morphological analogues are probably green algae of redeployed fragments of bacterial structures. Valonia, Derbesia, Boergesevia. Sporadically there Often, these fragments were filled with bottom are three-dimensional fossils of round form, sediment, and then flows moved them along the probably colonies of cyanobacteria Beltanelloides surface of the bottom. Due to the plasticity of such sp. aggregates, three-dimensional shapes of arbitrary The most important paleontological indicator shape and size were formed that often resemble the of the Kanylivka Group can certainly be bodily remains of living organisms. Such pseudofossils are imprints of tubular fossils Harlaniella podolica found in the form of single intraclasts in the mass of (Ivansov, 2013; Sokolov, 1972). One of the the rock, and in mass clusters. The sedimentation morphological differences of this genus was found cycle of the Kanylivka Group ends with argillites on the outcrop of the White Sea and was named H. and siltstones of Okunets Formations that are a ingriana Ivantsov, 2013. The authors collected transition zone to the deposits of the lower similar fossils from the sediments of Studenitsa Cambrian. According to the authors, the Formation in Podilia. In the outcrops of Kitaigorod stratigraphic boundary between the Proterozoic and and Bakota, massive imprints of a new the Paleozoic can be measured by the level of the morphological difference of this genus which first occurrence of typical Cambrian ichnofossils previous researchers considered as ichnofossils, (traces of vital activity of swallowing organisms) traces of the life of swallowing organisms were that appear suddenly and massively in the upper part discovered. However, moles of mulches cannot form of Okunets Formations. Siltstones and glauconite 104 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______sandstones of the Baltic Formation of the Lower since they arose and were adapted to life in Cambrian with rich ichnofauna and isolated association with bacterial mats on the border of the remnants of Sabelliditida are found above anoxic environment of the bottom and oxygen-poor (Ryabenko et al., 1976; Stratigraphy, 2013). water zone. It was precisely at this time that new Conclusions. types of organisms began to appear that, together 1. This study provides new, extremely with algae, began to displace the molluscous interesting results for the reproduction of the Ediacaran biota. The living creatures of the basin biocenosis pattern in the seas of the late Vendian continued to develop new ecological niches. The life (Ediacaran), and for an understanding of the ways of activity of various organisms, capable of subsistence early diversification of the oldest stem groups of the in the depths of the bottom sediment, led to active animal world. bioturbation of the seabed and reduction of areas 2. In the outcrops of the Mogyliv-Podilsky covered with bacterial mats. and Kanylivka Groups, a large number of fossilized 9. Abrupt change in the ecological situation remains of molluscous organisms, traces of active caused a crucial turning point in the history of the benthos, three-dimensional and coaly plant remnants planet, the massive extinction of the Ediacaran biota, have been collected and analyzed. which gave way to those organisms that were able to 3. Analysis of biotic complexes at different adapt to new conditions. These were the global stratigraphic levels confidently demonstrates several changes that are now called «Cambrian explosion». trends in the evolution of the Podilia sedimentation basin in the Ediacarian. The beginning of the late References Vendian was marked by the explosive dissemination of molluscous biota, and the entire set of living Antcliffe, J.B., Gooday, A.J., Brasier, M.D., 2011. creatures passed the original path of development in Testing the protozoan hypothesis for Ediacaran another, more ancient basin and was introduced into fossils: a developmental analysis of this segment of the continental slope in the form of Palaeopascichnus. Palaentology, 54 (5), 1157- 1175. an already formed biocomplex. Bosak, T., Lahr, D.J.G., Pruss, S.B., Macdonald, F.A., 4. The total taxonomic composition of the Gooday, A.J., Dalton, L., Matys, E.D., 2012. Vendian complex in Podilia is similar to the Possible early foraminiferans in post-Sturtian orictocoenoses of Southern Australia and the White (716−635 Ma) cap carbonates. Geology, 40 (1), Sea. Statistical comparisons show less quantitative 67–70. doi: 10.1130/G32535.1. and species diversity in Podilia of the rather difficult Chen, Z., Zhou, C., Xiao, S., Wang, W., Guan, C., Hua, animals of the group Dipleurozoa (Proarticulata). H., Yuan, X., 2014. New Ediacaran fossils 5. The isolated findings of the probable preserved in marine limestone and their ecological ancestors of molluscs (Lophotrochozoa), the implications. Nature. Scientific Reports, 4 (4180), proliferation and diversity of the group of 1-10. doi: 10.1038/srep04180. Droser, M.L., Gehling, J.G., Kennedy, M.J., Rice, D., problematic organisms of Petalonamae typical of the Allen, M.F., 2014. A New Ediacaran Fossil with a more ancient, Avalonian biota, give reason to Novel Sediment Displacive Life Habit. Journal of consider that the biotic complex of the late Vendian Paleontology, 88(1), 145-151. doi: (Ediacaran) of Podilia is slightly more ancient than dx.doi.org/10.1666/12-158. Southern Australian and White Sea, but significantly Dzik, J., Martyshyn, A., 2015. Taphonomy of the younger than the Avalonian. Ediacaran Podolimirus and associated 6. In the section of the late Vendian Podilia dipleurozoans from the Vendian of Ukraine. Basin, the number and species composition of Precambrian Research, 269, 139-146. molluscous biota rapidly decrease. At the same time, Dzik, J., Martyshyn, A., 2017. Hydraulic sediment in the same direction, diversity increases and the penetration and seasonal growth of petalonamean basal discs from the Vendian of Ukraine. morphology of swallowing organisms that can Precambrian Research, 302, 140-149. penetrate an anoxic environment under the surface Fedonkin, M.A., Gehling, J.G., Grey, K., Narbonne, G., of bacterial mats becomes more complicated. Vickers-Rich, P., 2007. The Rise of Animals. 7. During the late Ediacaran in this basin, the Evolution and Diversification of the Kingdom situation in the plant kingdom changed quite Animalia. The Johns Hopkins Univ. Press, dynamically: from the massive development of Baltimore, 343. probable colonies of cyanobacteria at the beginning Fedonkin, M.A., Vickers-Rich, P., Swalla, B.J., Trusler, of the Mogyliv-Podilsky Group to numerous and P., Hall, M.I., 2012. A New Metazoan from the varied plant remains in the Kanylivka Groups. Vendian of the White Sea, Russia, with Possible 8. The massive evolution of algae caused a Affinities to the Ascidians. Paleontological Journal, 46 (1), 1–11. sharp increase in free oxygen in the ecosystem, but it was found to be too toxic to Ediacaran organisms, 105 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______Fedonkin, M.A., Waggoner, B.M., 1997. The Late and Volyn]. Russian Academy of Sciences, Precambrian fossil Kimberella is a mollusk-like Moscow, 144 (in Russian). bilaterian organism. Nature, 388, 868–871. Jensen, S., Gehling, J.G., Droser, M.L., Grant, S.W.F., Gehling, J.G., Rigby, J.K., 1996. Long Expected Sponges 2002. A scratch circle origin for the medusoid from the Neoproterozoic Ediacara Fauna of South fossil Kullingia. Oslo: Lethaia, 35, 291–299. ISSN Australia. Jornal of Paleontology, 70 (2), 185–195. 0024- 1164. Glaessner, M.F., Walter, M.R., 1975. New Precambrian Kaptarenko, O.K., 1928. Zahadkovi kopalʹni formy z fossils from the Arumbera Sandstone, Northern syluriysʹkykh piskovykiv Zakhidnoho Podillya Territory, Australia. Alcheringa. An Aust. Jour. of [Mysterious mining forms from the Silurian Pal., 1:1, 59-69. doi: sandstones of Western Podilia]. Proceedings of the dx.doi.org/10.1080/03115517508619480. Ukrainian Research Geological Institute, Kyiv, 2, Grajadankin, D.V., Maslov, A.V., 2009. Sekventnaya 87-104 (in Ukrainian). stratigrafiya verkhnego venda Vostochno- Kolesnikov, A.V., Danelian, T., Gommeaux, M., Maslov, Yevropeyskoy platformy [Sequential stratigraphy A.V., Grazhdankin, D.V., 2017. Arumberiamorph of the Upper Vendian of the Eastern European structure in modern microbial mats: implications Platform]. Moscow, Doc. AN, 426 (1), 66-70 (in for Ediacaran palaeobiology. Bull. Soc. Géol. Fr., Russian). 188 (5), 1-10. doi: 10.1051/bsgf/2017006. Hofmann, H. J., 1985. The mid-Proterozoic Little Dal Kolesnikov, A.V., Grazhdankin, D.V., Maslov, A.V., macrobiota, Mackenzie Mountains, north-west 2012. Arumberia Type Structures in the Upper Canada. Palaeontology, 28, 331–354. Vendian of the Urals. Doklady Akademii Nauk, Hofmann, H. J., O’Brien, S. J., King, A. F., 2008. 447 (1), 66–72. Ediacaran biota on Bonavista peninsula, Krasovskiy, A.V., 1916. Iz geologicheskikh nablyudeniy Newfoundland, Canada. Journal of Paleontology, v Podol'skoy gubernii [From geological 82 (1), 1-36. observations in Podolsk province] Notes Imp. Ivantsov, A. Yu., 1999. Novy predstavitel dikinsoniid iz Geol., 3, 22-27 (in Russian). verkhnego venda Zimnego berega Belogo morya Kumar, S., Pandey, S.K., 2008. Arumberia and associated (Rossiya, Arkhangel'skaya oblast') [A new fossils from the Neoproterozoic Maihar representative of dikinsonides from the upper Sandstone, Vindhyan Supergroup, Central India. Vendian of the Zimniy Bereg of the White Sea Jour. of the Pal. Society of India, 53(1), 83 – 97. (Russia, Arkhangelsk region)]. Paleontological Mapstone, N. B., Mcllroy, D., 2006. Ediacaran fossil Journal, 3, 3-11 (in Russian). preservation: Taphonomy and diagenesis of a Ivantsov, A.Yu., 2013. Novyye dannyye o discoid biota from the Amadeus Basin, central pozdnevendskikh problematicheskikh Australia. Precambrian Research, 149, 126–148. iskopayemykh roda Harlaniella [New data on the Martyshyn, A.I., 2012. Ediakarsʹka fauna yampilʹsʹkykh late-genus problematic minerals of the genus piskovykiv vendu Podillya [The Edicarian fauna of Harlaniella]. Paleontological Journal, 6, 1-10 (in the Yampil Sandstones of Vendian of Podilia]. Russian). Geologist of Ukraine, 4 (40), 97-104. Ivantsov, A. Yu., 2013. Trace Fossils of Precambrian Matz, M.V., Frank, T.M., Marshall, N.J., Widder, E.A., Metazoans «Vendobionta» and «Mollusks». Johnsen, S., 2008. Giant Deep-Sea Protist Stratigraphy and Geological Correlation, 21 (3), Produces Bilaterian-like Traces. Current Biology, 252–264. 18, 1849–1854. doi: 10.1016/j.cub.2008.10.028. Ivantsov, A.Yu., Gritsenko, V.P., Konstantinenko, L.I., Pacheco, M.L.A.F., Leme, J., Machado, A., 2011. Zakrevskaya, M.A., 2014. Revision of the Taphonomic Analysis and Geometric Modelling Problematic Vendian Macrofossil Beltanelliformis for the Reconstitution of the Ediacaran Metazoan (Beltanelloides, Nemiana). Paleontological Corumbella werneri Hahn etc. 1982 (Tamengo Journal, 48 (13), 1423-1448. Formation, Corumbá Basin, Brazil). Journal of Ivantsov, A. Yu., Malakhovskaya, Ya. E., Serezhnikowa, Taphonomy, 9 (4), 269-283. E.A., 2004. Some Problematic Fossils from the Paliy, V.M., 1976. Ostatki besskeletnoy fauny i sledy Vendian of the Southwestern White Sea Region. zhiznedeyatel'nosti iz otlozheniy verkhnego Paleontological Jornal, 38 (1), 1-9. dokembriya i nizhnego kembriya Podolii. Ivantsov, A.Yu., Fedonkin, M.A., 2002. Conulariid-like Paleontologiya i stratigrafiya verkhnego fossil from the Vendian of Russia: a metazoan dokembriya i nizhnego paleozoya yugo-zapada clade across the Proterozoic/Palaeozoic boundary. Vostochno-Yevropeyskoy platformy [Remains of Palaeontology, 45, 1219-1229. doi: 10 1111/1475- the diskeletal fauna and traces of life activity from 4983.00283. the deposits of the Upper Precambrian and the Ivantsov A.Yu., Gritsenko VP, Konstantinenko L.I., lower Cambrian of Podilia. Paleontology and Menasova A.Sh., Fedonkin MA, Zakrevskaya Stratigraphy of the Upper Precambrian and the MA, Serezhnikova E.A., 2015. Makrofossilii Lower Paleozoic of the Southwest of the Eastern verkhnego venda Vostochnoy Yevropy. Sredneye European Platform]. Naukova Dumka, Kyiv, 63- Pridnestrov'ye i Volyn' [Macrofossils of the Upper 77 (in Russian). Vendian of Eastern Europe. Middle Transdniestria Pawlowski, J., Holzmann, M., Berney, C., Fahrni, J.F., Gooday, A.J., Cedhagen, T., Habura, A., Bowser,

106 Nesterovsky V.A., Martyshyn A.I., Chupryna A.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 95-107 ______S.S., 2003. The evolution of early Foraminifera. verkhnʹoho proterozoyu, paleozoyu ta mezozoyu Proceedings of the NAS of the USA, 100, 11494– Ukrayiny [Stratigraphy of the Upper Proterozoic 11498. doi: 10.1073; pnas. 2035132100. and Phanerozoic Ukraine in two volumes. V.1: Pflug, H. D., 1970. Zur fauna der Nama-Schichten in Sud- Stratigraphy of the Upper Proterozois, the west-Afrika; II. Rangeidae, Bau und systematische Paleozoic and the Mesozoic of Ukraine]. Editor in Zugehorigkeit. Palaeontographica Abteilung, 135, Chief P. F. Gozhyk, 2013. IGN NASU. Logos, 198–231. Kyiv, 637 (in Ukrainian). Ryabenko, VA, Velikanov, VA, Aaseeva, EA, Palii, VM, Velikanov, V.A., Aaseeva, E.A., Fedonkin, M.A., 1983. Tsegljuk, P.D., Zernetskaya, N.V., 1976. Vend Ukrainy [Vend of Ukraine]. Nauk. Dumka, Paleontologiya i stratigrafiya verkhnego Kyiv, 163. (in Russian). dokembriya i nizhnego paleozoya yugo-zapada Velikanov, VA, Gureyev, Yu.A., 1984. K Vostochno-Yevropeyskoy platformy paleozologicheskoy kharakteristike bronnitskikh [Paleontology and Stratigraphy of the Upper sloyev venda Podolii [About paleosological Precambrian and the Lower Paleozoic of the characteristics of the Bronnitsa layers of the Southwest of the Eastern European Platform]. Vendian Podilia] // Dokl. AN SSSR, 277 (6), Naukova Dumka, Kyiv, 168 (in Russian). 1454-1456. (in Russian). Serezhnikova, E.A., 2010. Prikrepitel'nyye adaptatsii Xiao, S., Hu, J., Yuan, X., Parsley, R.L., Cao, R., 2005. vendskikh sedentarnykh organizmov [Attachment Articulated sponges from the Lower Cambrian adaptations of Vendian sedentary organisms]. Hetang Formation in southern Anhui, South Charles Darwin and Modern Biology: Proceedings China: their age and implications for the early of the International Scientific Conference, evolution of sponges. Palaeogeography, September 21-23, 2009. SPb, 421-434 (in Palaeoclimatology, Palaeoecology, 220, 89-117. Russian). Yuan, X., Chen, Z., Xiao, S., Zhou, C., Hua, H., 2011. An Shen, B., Xiao, S., Dong, L., Zhou, C., Liu, J., 2007. early Ediacaran assemblage of macroscopic and Problematic macrofossils from Ediacaran morphologically differentiated eukaryotes. Nature, successions in the North China and Chaidam 470, 390–393. doi: 10.1038/nature09810. blocks: implications for their evolutionary roots Zaika-Novatsky V.С., 1965. Novyye problematichnyye and biostratigraphic significance. Jornal of otpechatki iz verkhnego dokembriya Paleontology, 81(6), 1396–1411. Pridnestrov'ya. Vsesoyuznyy simpozium po Sokolov, B.S., 1972. Vendskiy etap v istorii Zemli. XXIV paleontologii dokembriya i rannego kembriya: Sessiya Mezhdunar. geol. kongr. Doklady Tezisy doklada.[New problematic prints from the sovetskikh geologov [The Vendian Period in the Upper Precambrian Pridnestrovie. All-Union history of the Earth. XXIV Session of the Symposium on Palaeontology of Precambrian and International. geol. Cong. Reports of Soviet Early Cambrian: Abstracts of the report]. geologists]. Nauka, Moscow, 114-125 (in Novosib., IGiG SB AI of the USSR, 98-99 (in Russian). Russian). Sperling, E. A., Vinter, J. A., 2010. Placozoan affinity for Zessin, W., 2010. Ein neues Spurenfossil aus der Nama- Dickinsonia and the evolution of late Proterozoic Formation Südwestafrikas (Namibia). Ursus, Mit- metazoan feeding modes // Evolution and teilungsblatt des Zoovereins und des Zoos Schwe- development, 12 (2), 201-209. rin, 16, 62-71. Stratyhrafiya verkhnʹoho proterozoyu ta fanerozoyu Ukrayiny u dvokh tomakh. T.1: Stratyhrafiya

107 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1),108-115 doi: 10.15421/111836 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______Петрографічне дослідження кам’яних стел доби енеоліту-бронзи з Полтавського краєзнавчого музею

І. С. Нікітенко1, О. Б. Супруненко2, М. Л. Куцевол1

1ДВНЗ «Національний гірничий університет», Дніпро, Україна, [email protected] 2 Полтавський краєзнавчий музей імені Василя Кричевського, Полтава, Україна

Received 03.04.2018; Анотація. Встановлюється походження сировини кам’яних стел доби енеоліту-бро- Received in revised form 10.05.2018; нзи (IV – II тис. до н. е.) з Полтавського краєзнавчого музею імені Василя Кричев- Accepted 03.05.2018 ського. Досліджено п’ять статуй, серед яких найвідоміша кам’яна стела музею, що датується зазначеним періодом, – так званий Федорівський ідол, знайдений на те- риторії Карлівського району, дві стели з Кобеляцького та одна статуя з Кременчу- цького району Полтавської області. Походження однієї стели докладно не відоме. За результатами вивчення зразків гірських порід установлено, що сировиною Федорівського ідола є кварцовий пісковик, що містить уламки кременю і вулканічної по- роди, а також має поровий глинисто-кременистий цемент. Матеріал решти стел визначено як плагіограніт. Один зразок є окварцований, решта представлена біотитовим плагіогранітом. За результатами порівняння сировини досліджених стел зі шліфами гірських порід із Середнього Подніпров’я і Донбасу, сировиною інших пам’яток, що датуються тим самим часом, а також за літературними даними встановлено, що гранітні стели, найвірогідніше, мають місцеве походження, а саме з району м. Кременчук, де за доби енеоліту-бронзи розроблялися аналогічні породи. Сировина Федорівського ідола виявилася привіз- ною і, найвірогідніше, була видобута на території центрального Донбасу, де існують відслонення аналогічних пісковиків. Важливий факт – те, що гірська порода, з якої виготовлено Федорівський ідол, відповідає сировині відомого Керносівського ідола, який датується тим самим часом і був знайдений на території Дніпропетровської області.

Ключові слова: археологічна петрографія, кам’яні стели, доба енеоліту-бронзи, Полтава

Petrographic research of the Eneolithic-Bronze Age stone stelae from Poltava Museum of Local Lore

I. S. Nikitenko1, O. B. Suprunenko2, M. L. Kutsevol1

1National Mining University, Dnipro, Ukraine, [email protected] 2Poltava Museum of Local Lore named after Vasyl Krichevsky, Poltava, Ukraine

Astract. The purpose of the article was to define the material provenance of stone stelae dated to the Eneolithic and the Bronze Age (4th – 2nd millennia BCE) from Poltava Museum of Local Lore named after Vasyl Krichevsky. Moreover, the aim was to ascertain possible areas of stone mining. The research was performed using mineralogical and petrographic methods. The study of rocks was carried out in thin sections using a polarizing microscope. To obtain more accurate data about clayey cement of sandstone, an XRD analysis of extracted and precipitated cement material was conducted. The provenance of the stone materials was established by com- parison of determined petrographic features of rocks with characteristics of similar rocks from outcrops and modern mining sites, as well as data from geological survey reports and the petrographic literature. A comparison with thin sections of stone stelae dated to the same epoch from Dnipropetrovsk National Historical Museum named after D. I. Yavornytskyi and Horishni Plavni Museum of Local History was also performed. There were five statues studied, among which three were found in the south-west of Poltava Oblast (Kobeliaky and Kremenchuk Raion), one in the south-east of the Oblast (Karlivka Raion) and one with unknown place of finding. Petrographic research established that the statues from the south-west of Poltava Oblast, as well as the stele with unknown origin, were made from plagiogranite (biotite trondhjemite). The statue from the south-east of Poltava Oblast, the so-called Fedorivskyi Idol, was produced from sandstone (quartz arenite with argillaceous and siliceous cement). The granites have very similar petrographic features and could have originated from the same area. The area in the south-west of Poltava Oblast, the Dnieper River valley in the vicinity of the city Kremenchuk, belongs to the zone of the Ukrainian Shield, where similar Precambrian plagiogranites are exposed. The material of the studied statues is also similar to the granites of stone stelae from Horishni Plavni museum that were discovered in the same area.

108 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______Therefore, we can conclude that granite statues are most likely to be of local origin from the south-west of Poltava Oblast. The com- parison of the sandstone stele material with the collection of sandstones from the Dnieper Left Bank area showed that it has no ana- logues among local species of such rocks. On the other hand, similar rocks were established in the collection of Carboniferous sand- stones of Donbas from the collection of the Institute of Geotechnical Mechanics named after M. S. Poliakov. The important fact is that the material of the Fedorivskyi Idol is very similar to the sandstone of the known Kernosivskyi Idol from Dnipropetrovsk Oblast. Thus, the sandstones from the Donets Ridge (central Donbas) were mined and transported outside the mining area. The eastern boundary of their distribution zone is suggested by the places of the Fedorivskyi and Kernosivskyi idols’ discovery. Westward, in the Dnieper River valley area, the Bronze Age population used local granites.

Keywords: archaeological petrography, stone stelae, Eneolithic, Bronze Age, Poltava

Вступ. Мінералого-петрографічні дослідження в дозволяє брати невеликі проби для виготовлення археології широко ведуться вже понад півтора петрографічних шліфів. В Україні дослідження століття. В Україні заснування археологічної пе- кам’яних стел переважно стосувалися половець- трографії пов’язане з ім’ям В. Ф. Петруня, який, ких статуй (Daszkiewicz, 1982; Heraskova, 1991). починаючи з 1960-х років, провів значну кіль- Останнім часом кам’яні статуї доби енеоліту- кість досліджень кам’яних артефактів різних бронзи вивчали автори цієї статті. Зокрема, пет- епох, знайдених у результаті археологічних роз- рографічно були вивчені, зі встановленням похо- копок у центрі та на півдні України. Мінералого- дження кам’яної сировини, статуї з Дніпропет- петрографічні методи дають можливість визна- ровського національного музею ім. Д. І. Яворни- чати гірські породи, з яких виготовлялися цького та Горішньоплавнівського історико-крає- кам’яні вироби, встановлювати місця їх похо- знавчого музею (Nikitenko, 2015; Nikitenko, дження, а відповідно і з’ясовувати шляхи поста- 2016). Але існуючих на сьогодні результатів до- чання кам’яної сировини. Крім того, археологі- сліджень недостатньо для отримання повної кар- чна петрографія дозволяє виділяти стародавні тини щодо використання мінерально-сировинної гірничодобувні центри та ареали поширення їх бази для виготовлення кам’яних стел доби енео- продукції. літу-бронзи у Середньому Подніпров’ї та Укра- Наведена стаття присвячена петрографіч- їні в цілому, тому проведення петрографічних ному дослідженню статуй доби енеоліту-бронзи досліджень нових артефактів актуальне як для іс- з Полтавського краєзнавчого музею імені Василя торії гірничої справи, так і для археології. Кричевського. Колекція стел цієї епохи, порів- Мета роботи – за допомогою мінералого- няно із зібранням половецьких баб, не численна, петрографічного аналізу визначити, з яких гірсь- однак вона містить дуже цінні зразки стародав- ких порід виготовлено стели доби енеоліту-бро- ньої кам’яної пластики, зокрема, відому нзи із колекції Полтавського краєзнавчого му- пам’ятку скульптури епохи бронзи – Федорівсь- зею, а також їх походження, зокрема, встановити кий ідол (рис. 1) (Suprunenko, 2011). Частина стел імовірні території, де провадилася розробка експонується на музейному подвір’ї, зокрема до- кам’яних блоків. сліджені у цій статті гранітні стели (рис. 2), які Матеріал і методи досліджень. Для петрографі- переважно походять із матеріалів останніх роз- чного дослідження були взяті проби з п’яти ста- копок під керівництвом О. Б. Супруненка. туй, що датуються добою енеоліту-бронзи (табл. Кам’яна скульптура різних епох – один із 1). Відбір проб здійснювався з ушкоджених або найбільш досліджуваних археологічних матеріа- підземних (закопаних) ділянок стел. Розмір зраз- лів у сучасній археологічній петрографії в ків був мінімальний для виготовлення прозорих усьому світі (Agostoni, 2017; Rubinetto, 2014; шліфів. Wielgosz, 2016), тому, що великий розмір статуй

Таблиця 1. Перелік досліджених стел № Інв. № Найменування Датування Місце знахідки Матеріал з.п. Федорівський кін. ІІІ – с. Федорівка Карлівського рай- 1 2371 Пісковик ідол поч. ІІ тис. до н. е. ону Полтавської обл., 1979 р. Антропоморфна кін. ІІІ – с. Комендантівка Кобеляцького Контакт плагіогра- 2 15* скульптура поч. ІІ тис. до н. е. району Полтавської обл., 2013 р. ніту і пегматиту Антропоморфна Контакт плагіогра- 3 20 енеоліт-бронза – скульптура ніту і пегматиту Антропоморфна кін. ІІІ – с. Бутенки Кобеляцького району 4 21 Плагіограніт стела поч. ІІ тис. до н. е. Полтавської обл., 2017 р. Інгульська катакомбна с. Петрашівка Кременчуцького 5 12 Стела Плагіограніт культура, ІІ тис. до н. е. району Полтавської обл., 2011 р. *Двозначні номери відповідають номерам статуй в каталозі виставки, розташованої на подвір’ї музею.

109 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______

Рис. 1. Федорівський ідол в експозиції музею Рис. 2. Антропоморфна скульптура на подвір’ї музею

Дослідження здійснювалось за допомогою Результати та їх аналіз. В результаті мі- поляризаційного мікроскопа ЛОМО ПОЛАМ Р- нералого-петрографічного аналізу п’яти статуй 312. В результаті мінералого-петрографічного ми з’ясували, що зразок 1 (Федорівський ідол) аналізу встановлено гірські породи, з яких виго- виготовлено із кварцового пісковику з глинисто- товлено зазначені статуї. кременистим цементом, матеріалом чотирьох ін- Походження сировини кам’яних статуй ви- ших зразків були плагіограніти. Макроскопіч- вчали шляхом порівняльного петрографічного ним обстеженням стел зразків 2 і 3 ми встано- аналізу зі зразками гірських порід із Середнього вили, що плагіограніт контактував із пегматоїд- Подніпров’я, колекцією шліфів пісковиків Інсти- ним жильним гранітом, який петрографічно не туту геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова досліджувався. НАН України, сировиною досліджуваних авто- Пісковик. Середньозернистий кварцовий рами раніше кам’яних статуй доби енеоліту-бро- пісковик із глинисто-кременистим цементом, з нзи з Дніпропетровського національного музею якого виготовлено «Федорівський ідол», має ім. Д. І. Яворницького та Горішньоплавнівського співвідношення уламкової частини і цементу, що історико-краєзнавчого музею, а також на основі приблизно дорівнює 80 до 20 %, відповідно. Ула- аналізу геологічної літератури і звітів. мковий матеріал на 97 % складений кварцом, та- Для більш точного визначення сировини кож присутні фрагменти кременю (3 %) та оди- Федорівського ідола (1), а саме складу цементу ничний уламок вулканічної гірської породи. пісковику, з якого його виготовлено, виконано Структура уламкової частини — середньозерни- його рентгенофазовий аналіз. Із цією метою ви- ста, помірно відсортована, ступінь обкатаності лучили цемент пісковику через осадження та зерен від слабко- до середньообкатаної. Часто отримали порошковий препарат. Рентгенівський відмічається конформна структура уламкових зе- дифракційний аналіз зразка здійснили на дифра- рен кварцу. В цьому випадку зерна ущільнені й ктометрі ДРОН-2. Зйомка проводилась в інтер- цемент поміж ними відсутній. валі кутів 4 − 65° 2θ, із кроком сканування 0,1 Кварц діагностується за характерними для град./хв. Для діагностики мінералів використано нього оптичними властивостями. Зерна кварцу картотеку еталонів бази даних PDF-2 Міжнарод- мають різний ступінь прозорості залежно від кі- ного центру з дифракційних даних (ICDD) 2003 лькості включень. При схрещених ніколях деякі р. із застосуванням програми PCPDFWIN. Поло- уламки мають хвилясте згасання, також спосте- ження дифракційних максимумів на рентгеног- рігаються зерна з мозаїчною будовою. Окремі зе- рамі порівнювали з наведеними еталонними зна- рна кварцу кородовані цементом. Мінімальний ченнями мінералів цієї бази даних (аналітик – О. розмір уламків – 0,09 мм, максимальний – 0,6 мм, Є. Гречановська, Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка). 110 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______середній – 0,3 мм. В окремих зернах спостеріга- тріщинах розриву. Структурні різновиди цеме- ють тонкі регенераційні облямівки, які відділя- нту: за рівномірністю заповнення порового про- ються границями з темних пилуватих частинок. стору – точковий, за ступенем кристалічності – Кремінь складається з мікрозернистого аг- мікрокристалічний, за взаємовідношенням з ула- регату кварцу і халцедону. Без аналізатору ці мковими зернами – цемент незалежної цемента- уламки прозорі та подібні зернам кварцу. Розмір ції та проникнення. уламків кременя – 0,2 – 0,4 мм, обкатаність сере- Результати петрографічного вивчення під- дня. тверджені рентгенофазовим аналізом цементу Вулканічна гірська порода визначена у (рис. 3). За його даними, основну масу зразка це- складі одного уламку. Він має розмір 0,1 х 0,2 мм менту складає каолініт. На рентгенограмі прису- і середній ступінь обкатаності. Первинні міне- тні тільки його базальні рефлекси (001) і (002), рали і вулканічне скло заміщені агрегатом цео- яким відповідають значення міжплощинних від- літу і гетиту. станей 7,16 і 3,57 Å. Кварц міститься у незначній Мінеральний склад цементу пісковика кількості. На присутність рентгеноаморфного (об’ємн. %): халцедон – 50, каолініт – 45, гідрос- кремнезему (опалу, халцедону) вказує широке люда (іліт) – 5. «гало» в області кутів 18–250 2Θ. В незначній кі- Кременистий цемент складається з халце- лькості у пробі цементу, за даними рентгенівсь- дону. Без аналізатору він має буруватий відтінок, кого аналізу, міститься іліт. чим відрізняється від безбарвних уламків кре- Походження пісковику. В районі знахідки меня, що мають такий самий мінеральний склад. Федорівського ідола прояви і родовища піскови- При увімкненому аналізаторі спостерігаються сі- ків відсутні (Butsyn, 1963). Найближчі прояви ро- рий та білий кольори інтерференції, також, часто зташовані на півночі Дніпропетровської та півдні проявлене характерне хвилясте згасання, обумо- Харківської областей (Vidergauz, 1984; Barskaya, влене волокнистою будовою мінералу. Структу- 1965). Ці пісковики відносять до полтавської се- рні різновиди халцедонового цементу: за кількі- рії неогену, вони теж належать до кварцової від- стю і розподіленням у породі – закритий поро- міни, мають кременистий і глинистий цемент. вий, за рівномірністю заповнення порового про- Також на території Харківської області прояв- стору – острівний, за ступенем кристалічності – лені мезозойські пісковики з карбонатним цеме- дрібнокристалічний, за взаємовідношенням з нтом, а у Подніпров’ї, в районі м. Канів і на пів- уламковими зернами – цемент незалежної цеме- ночі Чернігівської і Сумської областей, родо- нтації. вища утворюють кварцові пісковики бучацької Каолінітовий цемент у шліфі має бурува- серії палеогену (Tkachuk, 1984). Найближчі за мі- тий відтінок. При увімкненому аналізаторі спо- неральним складом до сировини Федорівського стерігається його мікрокристалічна будова, на ідола серед згаданих вище гірських порід полта- деяких ділянках проявлена лускувата форма зе- вські та бучацькі пісковики, проте вони мають рен. Величина двозаломлення мінералу 0,007, низку відмінностей. Під час проведення інших колір інтерференції – сірий. Структурні різно- досліджень ми зібрали колекцію бучацьких піс- види цементу, що були визначені: за кількістю та ковиків із півночі країни (долина р. Десна) та розподіленням у породі – закритий поровий, за полтавських кварцових пісковиків з лівобереж- рівномірністю заповнення порового простору – ної частини Дніпропетровської області (с. Всес- острівний, за ступенем кристалічності – мікрок- вятське Новомосковського району, с. Слов’янка ристалічний, за взаємовідношенням з уламко- Межівського району та с. Катеринівка Петропа- вими зернами – цемент незалежної цементації і влівського району). Бучацькі кварцові відміни проникнення. містять лише кременистий реліктовий цемент, Гідрослюдистий (ілітовий) цемент зустрі- також у них трапляються уламки глауконіту, чається як самостійно, так і разом з каолінітовим уламки гірських порід представлені поодино- цементом. В останньому випадку в агрегаті као- кими зернами, серед яких переважає мікроклін, лініту іноді спостерігаються окремі луски, що уламки кременю досить рідкісні, а уламки вулка- вирізняються при схрещених ніколях завдяки нітів не характерні (Tkachuk, 1984). Полтавські більш високим кольорам інтерференції. Форма кварцові пісковики з кременистим цементом теж індивідів мінералу лускувата, двозаломлення містять набагато менше уламків гірських порід, а 0,030. У випадку самостійного розвитку ілітово цемент найчастіше базальний і лише зрідка – по- цементу, розмір мінеральних індивідів більший, ровий, уламкові зерна у випадках торкання не ніж при асоціації з каолінітом. В одному з улам- мають ознак стискання. кових зерен кварцу гідрослюда спостерігається у формі деструктивного цементу проникнення у

111 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______

Рис. 3. Рентгенівська дифрактограма цементу пісковику (Федорівський ідол). СuКα випромінювання. Kln – каолініт, Ilt – іліт, Qz – кварц

Найбільш близькі за складом до сировини епохи бронзи, знайдений на території с. Керносі- Федорівського ідола карбонові пісковики Цент- вка Новомосковського району Дніпропетровсь- рального Донбасу. Це кварцові та олігоміктові кої області, який зберігається у Дніпропетровсь- пісковики з полімінеральним поровим, зазвичай кому національному історичному музеї ім. халцедоновим та глинистим, цементом. Серед Д. І. Яворницького. Попри різноманітність кар- уламків гірських порід переважають кремені, а бонових пісковиків, сировина Керносівського також трапляються вулканіти (Tkachuk, 1984). ідола теж представлена кварцовим пісковиком з Через неможливість вивчення зразків з природ- глинисто-кременистим цементом із домішкою них відслонень порівнювали сировину кам’яної зерен кременю (рис. 4) (Nikitenko, 2015). Той статуї зі шліфами колекції Інституту геотехніч- факт, що обидва ідоли, знайдені у Лівобереж- ної механіки ім. М. С. Полякова НАН України. ному Подніпров’ї, були виготовлені з однакової Найбільш подібними до сировини статуї вияви- привізної сировини, говорить про системність лися пісковики кальміуської світи. використання цього матеріалу та постачання Важливим фактом є те, що з аналогічного його до зазначеного регіону. матеріалу було виготовлено інший відомий ідол

Рис. 4. Пісковик кварцовий з глинисто-кременистим цементом і домішкою уламків гірських порід: а – Федорівський ідол, b – Керносівський ідол; Qz – кварц, Chert – кремениста порода, Cement – цемент. Світло прохідне, ніколі схрещені, збільш. 47х

Граніти. Зразки 2, 3, 4 і 5 представлені Зразок 2 визначено як окварцований круп- плагіогранітами, які мають незначні відмінності нозернистий плагіограніт. Мінеральний склад у мінеральному складі і текстурно-структурних (об. %): плагіоклаз – 50, кварц – 40, мікроклін – особливостях. 10, біотит – менше 1, серицит – частки відсотка.

112 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______Плагіоклаз утворює кристали таблитчастої фо- ставлений кристалами таблитчастої та ізометри- рми розміром до 7 мм, з двійниковим згасанням чної форми з полісинтетичними двійниками. Ро- та поодинокими антипертитовими включеннями змір кристалів від 0,5 до 2,5 мм, середній розмір мікрокліну, слабо заміщений серицитом. Кварц – близько 1 мм. Кварц складає агрегати кристалів представлений крупними агрегатами із зерен не- неправильної форми із хвилястим згасанням. Ро- правильної форми з хвилястим згасанням. У змір зерен до 3 мм. Біотит утворює луски прави- шліфі присутнє таблитчасте зерно мікрокліну ро- льної форми, переважно орієнтовані в одному зміром 3 мм, а також дрібні кристали цього міне- напрямку. Епідот і кліноцоїзит у породі предста- ралу. Біотит присутній у вигляді окиснених лу- влені кристалами неправильної форми з анома- сок бурого кольору. У шліфі він утворює одне льним інтерференційним забарвленням. Мікрок- скупчення лусок, а також присутній у прожил- лін присутній у формі кристалів розміром 0,5 – ках. Структура породи гіпідіоморфнозерниста. 1,0 мм, які мають характерне ґратчасте згасання. Зразок 3 за мінеральним складом визна- Мусковіт представлений поодинокими лусками з чено як плагіограніт біотитовий (рис. 5). Мінера- достатньо досконалою спайністю, прозорими льний склад (об. %): плагіоклаз – 57, кварц – 35, при паралельних ніколях, та має високі кольори біотит – 5, мікроклін – 1, мусковіт – 1, епідот і інтерференції. Апатит у породі присутній як ак- кліноцоїзит – 1, серицит – частки відсотка, апа- цесорний мінерал та утворює призматичні крис- тит – частки відсотка. Плагіоклаз у породі пред- тали. Структура породи гіпідіоморфнозерниста.

Рис. 5. Плагіограніт біотитовий (зразок 3 за табл. 1). Pl – плагіоклаз, Qz – кварц, Bt – біотит. Світло прохідне, ніколі схрещені, збільш. 47х Зразок 4 має близький до зразка 3 мінера- них аномальними кольорами інтерференції. Му- льний склад і теж був визначений як плагіограніт сковіт утворює прозорі луски з достатньо доско- біотитовий. Його мінеральний склад (об. %): пла- налою спайністю. Структура породи гіпідіомор- гіоклаз – 66, кварц – 26, біотит – 5, хлорит (по фнозерниста. біотиту) – 1, мусковіт – 1, епідот – 1, серицит – Зразок 5 за петрографічними характерис- частки відсотка. Плагіоклаз представлений крис- тиками найближче стоїть до зразка 3. Мінераль- талами розміром від 0,3 до 2 мм. Крупні кристали ний склад (об. %): плагіоклаз – 55, кварц – 40, бі- найчастіше не мають двійників. Мінерал заміще- отит – 4, мікроклін – менше 1, мусковіт, рудний ний поодинокими лусками серициту. Кварц мінерал, епідот, серицит, апатит – частки відсо- утворює індивіди неправильної форми із хвиляс- тка. Плагіоклаз утворює індивід таблитчастої тим згасанням. Кристали кварцу слабо катакла- форми, переважно з полісинтетичними двійни- зовані (розвинута система тонких тріщин). Мак- ками. Розмір кристалів від 0,5 до 2,5 мм. Вони симальний розмір кристалів складає 1 мм. Біотит мають чітко виражену тріщинуватість за спайні- представлений лусками бурого кольору з прямим стю, слабо серицитизовані. Кварц представлений згасанням та плеохроїзмом, іноді луски біотиту достатньо крупними кристалами, що мають роз- частково заміщені зеленим хлоритом, який іден- мір до 5 мм, а основна їх маса – 0,5 – 2,0 мм. Біо- тифікується за низькими кольорами інтерферен- тит утворює луски бурого кольору, іноді з зелен- ції. Епідот і кліноцоїзит у породі вирізняються куватим відтінком. Довжина лусок досягає 2 мм. серед навколишніх мінералів характерними для Частина лусок розщеплена за спайністю. Біотит зустрічається як у вигляді поодиноких кристалів,

113 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______так і скупчень, сформованих разом із мускові- Родовища гранітів існують і на правому бе- том, рудним мінералом та мікрозернистим епідо- резі, найбільші з них розташовані поблизу сіл том. Мікроклін представлений одиничними кри- Кам’яні Потоки, Деріївка і Чикалівка. Головна сталами неправильної і таблитчастої форми із корисна копалина на згаданих родовищах – сірі ґратчастим згасанням, розміром до 0,5 мм. Апа- та рожево-сірі середньозернисті граніти (Butsyn, тит трапляється у формі дрібних призматичних 1963; Bernadskiy, 1964). Граніти, проявлені в кристалів, як включення у кварці. Структура по- цьому районі, належать до дніпропетровського роди гіпідіоморфнозерниста та алотріоморфно- та саксаганського комплексів, а також січуться зерниста. жильними пегматоїдними гранітами. Саксаган- Походження гранітів. Із наведених вище ські граніти зазвичай відрізняються від дніпропе- описів порід видно, що їх петрографічні характе- тровських більшою гомогенністю, вважається, ристики здебільшого збігаються. Зразки 3, 4 і 5 що вони становлять палінгенез дніпропетровсь- практично ідентичні, а зразок 2 відрізняється від ких плагіогранітів (Shcherbakov, 1984). Саксага- них більшим вмістом кварцу та меншою кількі- нські граніти облямовують Криворізьку залізо- стю біотиту, через що його можна визначити як рудну структуру, що проявлена поблизу м. Горі- лейкократовий граніт. Зважаючи на це, можна шні Плавні. Саксаганські граніти свого часу опи- припустити, що всі чотири кам’яні стели були сувалися як галещинські та кременчуцькі. По- виготовлені з гранітів одного породного компле- роди обох комплексів розглядалися як різнові- ксу. кові, але за описами мали дуже близькі мінера- Стели 2, 4 і 5 походять із південного заходу лого-петрографічні особливості – світло-сірі се- Полтавської області, статуя, 3, походження якої редньозернисті граніти з масивною текстурою та невідоме, виготовлена з породи, що найімовір- неясновираженою гнейсоподібністю. Старі ніше була видобута на тій самій території. описи гірських порід важливі, оскільки в них да- Південно-західна частина Полтавщини на- ється характеристика саксаганських гранітів лежить до території розповсюдження порід Се- саме з району м. Кременчук. Так, мінеральний редньопридніпровського мегаблоку Українсь- склад галещинських гранітів наводився такий кого щита (УЩ) (Yesypchuk, 2004). Плагіогра- (об. %): плагіоклаз – 50, кварц – 35, біотит – 8, ніти – найбільш розповсюджені гірські породи мусковіт – 5, хлорит – 2, епідот – 1. Біотит має цього мегаблоку. Вони належать до дніпропет- бурувато-зелений колір, мікроклін утворює не- ровського, саксаганського, сурського, славгоро- правильні кристали або облямівки навколо крис- дського та інгулецького комплексів (Yesypchuk, талів плагіоклазу (Usenko, 1975). 2004; Shcherbakov, 1984). Отже, сировина чотирьох описаних граніт- Село Комендантівка, де було знайдено них стел дуже близька до гранітів, що відслоню- стелу 2, розташоване в околицях м. Горішні Пла- ються у Середньому Подніпров’ї, зокрема, в рай- вні Полтавської області, поблизу території, де оні м. Кременчук. За результатами нашого попе- Полтавський гірничо-збагачувальний комбінат реднього дослідження, присвяченого петрогра- проводить розробку залізних руд. Село Бутенки, фічному аналізу сировини кам’яних стел доби звідки походить статуя 4, розташоване далі на пі- енеоліту-бронзи з музею м. Горішні Плавні, вста- внічний схід. Петращівка, звідки привезено ста- новлено, що всі вони виготовлялися із гранітів, тую 5, розміщена поблизу м. Кременчук. В рай- що зустрічаються на місцевих родовищах. Най- оні даних населених пунктів гранітні породи за- більшу ж групу склали біотитові плагіограніти, лягають на певній глибині, оскільки дана зона які за мінеральним складом і текстурно-структу- належить до границі Українського щита і Дніп- рними особливостями відповідають сировині ровсько-Донецької западини. Виходячи з того, статуй з Полтавського краєзнавчого музею що в давнині могли видобуватися лише граніти, (Nikitenko, 2016). Все це свідчить на користь по- що утворюють природні відслонення, або заляга- ходження сировини досліджених гранітних ста- ють близько до поверхні, найближчими про- туй з району м. Кременчук. явами даних гірських порід до місця знахідки ар- Висновки. Таким чином, кам’яні стели доби ене- тефактів є ті, що знаходяться в долині Дніпра по- оліту-бронзи, що походять із півдня Полтавської близу міст Кременчук і Горішні Плавні. В цьому області, були виготовлені з кардинально різних районі існує ціла низка родовищ, розташованих гірських порід як за складом, так і за місцем по- як на лівому, так і на правому березі Дніпра. Най- ходження. Більшість стел колекції зроблені з більші лівобережні родовища розташовані поб- плагіогранітів, найближчі прояви яких зосере- лизу селища Власівка Кіровоградської області, а джені в долині р. Дніпро, а одна статуя, знайдена також сіл Мала Кохнівка, Піщане, Редути і Соло- на південному сході області (Федорівський ідол), шине Полтавської області. була виготовлена з пісковику кам’яновугільної системи, що утворює природні відслонення в 114 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 108-115 ______центральній частині Донбасу. Важливо, що сиро- Nikitenko, I. S., Kutsevol, M. L. and Khodas, V. O., 2015. вина Федорівського ідола відповідає матеріалу Pro pokhodzhennia syrovyny kamianykh stel doby іншої відомої статуї доби бронзи – Керносівсь- eneolitu-bronzy z kolektsii Dnipropetrovskoho кого ідола, яку було знайдено на півночі Дніпро- natsionalnoho istorychnoho muzeiu im. D.I. Ya- петровської області. Обидві статуї можуть бути vornytskoho [On the material provenance of stone stelae of the Eneolithic-Bronze Age from the col- визначені як такі, що походять з однієї території, lection of Dnipropetrovsk National Historical Mu- оскільки відстань між місцями їх знахідки скла- seum named after D.I. Yavornytskyi]. Precious дає близько 80 км. Виходячи з цього, постачання and Decorative Stones, 4, 16 – 21. (In Ukrainian) пісковикових блоків або готових статуй з терито- Nikitenko, I. S. and Suprunenko, O. B., 2016. Rezultaty рії Донецького кряжу на Лівобережжя Дніпра, mineralohichnoho ta petrohrafichnoho doslidzhen- скоріш за все, було системним. Також Федорів- nia starodavnikh kamianykh stel i pokhovalnykh ський і Керносівський ідоли приблизно познача- sporud z Horishnikh Plavniv [Petrographic inves- ють західну межу поширення статуй з кам’яно- tigations of stone stelae and burial construction de- вугільних пісковиків, оскільки західніше місць їх tails from the neighborhood of Horishni Plavni in знахідки, зокрема, на території сучасного Кобе- Poltava Oblast]. Geol. Min. Visn. Kryvorizk. Nat. Univ., 2, 5 – 12. (In Ukrainian). ляцького та Кременчуцького районів, для виго- Rubinetto, V., Appolonia, L., De Leo, S., Serra, M. and товлення статуй використовувались граніти з до- Borghi, A., 2014, A petrographic study of the an- лини Дніпра. thropomorphic stelae from the megalithic area of Подяки. Автори щиро вдячні колективу Полтав- Saint-Martin-De-Corléans (Aosta, Northern Italy). ського краєзнавчого музею імені Василя Кричев- Archaeometry, 56, 927 – 950. ського за допомогу в роботі з колекцією, праців- doi.org/10.1111/arcm.12053. никам Інституту геотехнічної механіки ім. М. С. Shcherbakov, I. B., Yesipchuk, K. Ye. and Orsa, V. I., Полякова НАН України і особисто В. А. Бара- 1984. Granitoidnye formatsii Ukrainskogo shchita нову за можливість працювати з колекцією шлі- [Granitoid formations of the Ukrainian Shield]. фів карбонових пісковиків Донбасу і надані кон- Naukova Dumka, Kyiv. (In Russian). Suprunenko, A. B., 2011. Fyodorovskiy idol i kurgan [Fe- сультації, а також О. Є. Гречановській за прове- dorivskyi idol and kurgan]. Kyiv, Poltava. (In Rus- дене рентгенофазове дослідження. sian). Tkachuk, L. G., Litovchenko, E. I. and Kovalenko D. N., Бібліографічні посилання 1981. Oblomochnye porody Ukrainy [Clastic rocks of Ukraine]. Naukova Dumka, Kyiv. (In Agostoni, A., Barello, F., Borghi A. and Compagnoni, R., Russian). 2017. The white marble of the Arch of Augustus Usenko, I. S., Yesipchuk K. E., Lichak, I. L., Slipchenko, [Susa, North-Western Italy]: Mineralogical and V. A. and Tsukanov, V. A., 1975. Spravochnik po petrographic analysis for the definition of its petrografii Ukrainy. Magmaticheskiye i meta- origin. Archaeometry, 59, 395 – 416. morficheskiye porody [Reference book on petrog- doi.org/10.1111/arcm.12251. raphy of Ukraine. Igneous and metamorphic Barskaya, S. R., Remizov, I. N. and Sergeev, D. G., 1965. rocks]. Naukova Dumka, Kyiv. (In Russian). Stroitelnye materialy Kharkovskoy oblasti [Build- Vidergauz, L. M., Alekseyev, Yu. N., Bilichenko, Ye. ing materials of Kharkov Oblast]. Budivelnyk, Ya., Vasilyeva, L. P., Pechenkina, L. M., Kyiv. (In Russian). Morokhovskaya, I. N., Bogomolova, R. I., Bernadskiy, D. P., Gorbachevskiy, G. E. and Shapo- Kamenskaya, I. N. and Pavlova, N. K., 1964. chkina, G. Ye., 1964. Stroitelnye materialy Kiro- Stroitelnye materialy Dniepropietrovskoy oblasti vogradskoy oblasti [Building materials of Kirovo- [Building materials of Dnipropetrovsk Oblast]. grad Oblast]. Budivelnyk, Kyiv. (In Russian). Budivelnyk, Kyiv. (In Russian). Butsyn, G. E., Gorbachevskiy, G. E., Kalinin, G. N. Ku- Wielgosz, D., 2016. Orient et Occident unis par rilo, G. I. and Shapochkina, A. A., 1963. Stroitel- enchantement dans la pierre sculptée. La sculpture nye materialy Poltavskoy oblasti [Building materi- figurative de Palmyre, La Syrie et le desastre als of Poltava Oblast]. Budivelnyk, Kyiv. (In Rus- archeologique du Proche-Orient «Palmyre cite sian). martyre». Beyrouth, 65–82. Heraskova, L. S., 1991. Skulptura seredniovichnykh Yesypchuk, K. Yu., Bobrov, O. B., Stepaniuk, L. M., kochovykiv stepiv Skhidnoi Yevropy. [Sculpture Shcherbak, M. P., Hlevaskyi, Ye. B., Skobeliev, V. of the medieval nomads of the Eastern Europe]. M., Drannyk, A. S. and Heichenko, M. V., 2004. Naukova dumka, Kyiv. (In Ukrainian). Koreliatsiina khronostratyhrafichna skhema Daszkiewicz, J. R. and Tryjarski, E., 1982. Kamennye rannioho dokembriiu Ukrainskoho shchyta baby prichernomorskikh stepey. Kollektsiya iz [Correlational chronostratigraphic scheme of the Askanii-Novoy [Stone babas of the Black Sea Early Precambrian of the Ukrainian Shield steppes. Collection from Askania-Nova]. Polish (explanatory note)]. Kyiv. (In Ukrainian) Academy of Sciences, Wroclaw. (In Russian).

115 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 116-130 doi: 10.15421/111837 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Екологічна та геологічна зумовленість поширення дерев і чагарників на девастованих землях Криворіжжя

В. Савосько1, Ю. Лихолат2, К. Домшина3, Т. Лихолат2

1Криворізький державний педагогічний університет, Кривий Ріг, Україна, [email protected] 2Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна 3Криворізький обласний ліцей-інтернат для сільської молоді, Кривий Ріг, Україна

Анотація. Протягом 2006–2017 років маршрутним та рекогносцирувальним мето- Received 16.03.2018; дами встановили пооб’єктний флористичний склад деревних та чагарникових видів Received in revised form 04.05.2018; на теренах усіх різновидів девастованих земель Криворіжжя: бортах відпрацьованих Accepted 04.06.2018 кар’єрів, відвалах / териконах / кавальєрах, хвостосховищах, покинутих промислових майданчиках, зонах обвалення гірничорудних, металургійних, будіве- льних та цементних підприємств. Результати, висновки та рекомендації. На девастованих землях Криворіжжя виявлено 55 видів дерев та чагарників, які належать до 33 родів, 18 родин та одного відділу (Покритонасінні). Найбільш поширені – сере- дньовибагливі до рівня зволоження та родючості ґрунтів, світлолюбні, інтродуковані види. Різноманіття екологічних умов девастованих земель, тривалість формування рослинного покриву на цих теренах зумовлюють збільшення кількості таксонів деревно-чагарникових видів та зменшення питомої ваги аборигенних видів. Кількість атмосферних опадів викликає тенден- цію до збільшення питомої ваги чагарників. Території девастованих земель, що містять одночасно пухкі та скельні гірські породи, найбільш перспективні для створення деревно-чагарникових насаджень без попереднього нанесення шару родючого ґрунту. Мезо- та мікрозападини, нижня частина схилу, а також частина берм, що безпосередньо прилягає до схилу, – це най- більш перспективні місця, де доцільно починати створення таких насаджень. Рекомендовані перспективні види дерев та ча- гарників для фіторекультивації девастованих земель Криворіжжя та інших промислових регіонів. При цьому, деревні види є більш пріоритетними для фіторекультивації земель, які розташовані у північно-степовій зоні. В той час, як чагарникові види доцільно використовувати для фіторекультивації в регіонах, котрі розташовані у центрально-степовій зоні. Добираючи види дерев та чагарників для створення насаджень на девастованих землях, необхідно також ураховувати можливість їх некерова- ного використання як джерела харчової та лікарської сировини.

Ключові слова: девастовані землі, дерева та чагарники, фіторекультивація, Криворіжжя

Ecological and geological determination of trees and shrubs’ dispersal on the devastated lands at Kryvorizhya

V. Savosko1, Yu. Lykholat2, K. Domshyna3, T. Lykholat2

1Kryvyi Rih State Pedagogical University, Kryvyi Rih, Ukraine, [email protected] 2Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine, 3Kryvyi Rih Regional Boarding School for Rural Youth, Kryvyi Rih, Ukraine

Abstract. Ecological and geological conditionality for trees and shrubs’ dispersal species in devastated lands at Kryvyi Rih Basin (Central Ukraine) was studied. All kinds of devastated lands (the band’s side of ore quarries, heap of rocks, dumps, abandoned industrial sites, cavalier, slag heaps, tailings, collapse zones) were investigated. The taxonomic structure of species, their distribution by geo- graphic characteristics, biomorphic and ecomorfic spectra were analyzed. The probability of distribution of trees and shrubs was det6er- mined by the values Spearman rank correlations. In the devastated lands at Kryvyi Rih Basin, 55 species of trees and shrubs from 33 genera, 18 families and 1 angiosperm are naturally growing. Mediating to the level of moisture and soil fertility, light-loving, introduced species are the most common. The distribution of trees and shrubs on the devastated lands is affected by: the diversity of the ecological conditions of such lands, the duration of vegetation formation and the amount of precipitation. It has been established that the territories of the devastated lands at Kryvyi Rih Basin, containing both loose and rocky rocks, are the most promising for the creation of woody and shrub plantings without preliminary application of a layer of fertile soil. The diversity of ecological conditions of the devastated lands, the duration of the formation of vegetation in these areas increase the number of taxa of shrubs and of the proportion of aboriginal 116 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116 -130 ______species reduce. Mesodepression and microdepression, the lower part of the slope, as well as the part of the banquettes, directly adjacent to the slope, are the most promising places where it is advisable to begin the creation the trees and shrubs plantations. Perspective species of trees and shrubs for phytoreclamation of the devastated lands at Kryvyi Rih Basin and other industrial regions were recom- mended. Species of shrubs are appropriate to be used for phytoreclamation ol land located in the central steppe zone. Species of trees and shrubs to create plantations on devastated lands, one must also take into account of their uncontrolled use as a sours of food and medical raw materials.

Keywords: devastated land, wood & shrub species, phytoreclamation, Kryvyi Rih Basin

Вступ. Найактуальнішою проблемою сього- ників. Можливо, це пов’язано і з еколого-ботані- дення стало оптимізація (зменшення негативних чними особливостями цих рослин – їх амобільні- впливів на довкілля людини та повернення у стю у заселенні девастованих земель та необхід- практичне використання) різноманітних техно- ністю більш тривалого часу у прояві успіху їх за- генних новоутворень, де повністю зруйнований кріплення на територіях. Проте в практичних ре- ґрунтовий та рослинний покриви, гідрологічний комендаціях цих та інших дослідників режим (Mazur et al., 2015; Sherstyuk, 2017; Sme- (Dobrovolskiy, 1980; Davyidov, Dobrovolskiy & tana, Мihajlenko &. Jaroschuk, 2009; Yarkov & Mihaylov, 1971; Mazur & Smetana, 1999; Uberman Paranko 2013) та відбулося формування антропо- & Ostręga, 2012; Sheoran, Sheoran & Poonia, 2010; генних морфоскульптур (Malaxov, 2003; Yarkov & Paranko, 2013) наголошувалося на пріо- Malahov, 2009). Зазвичай такі території мають ритетності лісогосподарського напрямку рекуль- назву антропогенні / техногенні ландшафти, по- тивації девастованих земель за допомогою ство- рушені / девастовані землі, а до їх переліку від- рення стійких та різноманітних деревно-чагарни- носять: кар’єри, відвали / терикони / кавальєри, кових насаджень. промислові майданчики, хвосто-шламосховища Перші системні дослідження деревно-ча- та ін., що негативно впливає на здоров’я насе- гарникових рослин на девастованих землях Кри- лення України (Lykholat et al., 2016c; Yermishev воріжжя, започатковані у 70–80-х рр.. ХХ сто- et al., 2017). Площа девастованих земель дуже ліття В.Ф. Терещенком (Tereschenko, 1992), були dtkbrf: у світі вона сягає значень 1,2–1,5 млн. га, спрямовані на виявлення можливостей ство- в Україні – понад 250 тис. га, в основному в Дніп- рення насаджень безпосередньо на скельних від- ровсько-Донецькому промисловому регіоні, зок- валах Північного гірничо-збагачувального ком- рема на Криворіжжі – понад 30 тис. га (Kolopats, бінату. Регулярні дослідження видового складу 2016; Uzbek, 2015; Malahov, 2009). та стану деревно-чагарникових видів на девасто- У більшості випадків на девастованих зем- ваних землях регіону розпочав з 2005 р. І.І. Кор- лях після завершення їх використання не прово- шиков з учнями (Korshikov et al., 2008; Korshikov дилися рекультиваційні роботи. Із часом на їх те- & Krasnoshtan, 2009; Korshikov, Krasnoshtan & ренах почав формуватися рослинний покрив, Pasternak, 2012). Проте ці дослідження в основ- який слугував полігоном різноманітних еколого- ному були локалізовані в північній частині регі- ботанічних досліджень. На Криворіжжі системне ону, максимально сприятливій для росту та роз- вивчення флори та рослинності на девастованих витку деревних рослин. Приблизно в цей час ми землях розпочалося з кінця 60-х рр. ХХ ст. за- також зробили першу спробу з’ясувати закономі- вдяки зусиллям викладачів Криворізького дер- рності видового складу та поширення дерев і ча- жавного педагогічного університету гарників на девастованих землях Криворіжжя (Dobrovolskyi, Shanda & Haieva, 1979; Reva, (Savosko & Alekseeva, 2007). Загалом, незважа- Shanda & Komisar, 1993; Saphonova &. Reva, ючи на перспективність використання дерев та 2009), а з середини 1970-х – і завдяки зусиллям чагарників задля фіторекультивації та фітомелі- співробітників Криворізького ботанічного саду орації девастованих земель, ці види рослин фак- (Pluhina, Chaika & Chupryna, 1981; Mazur & тично залишилися поза межами комплексного Smetana, 1999; Smetana, Мihajlenko & Jaroschuk, еколого-ботанічного дослідження. 2009). За цей час установлені певні закономірно- Мета роботи – з’ясувати екологічну і геологічну сті розвитку рослинного покриву, зокрема, стадії зумовленість поширення деревних та чагарнико- відновлення та видовий склад домінантних та су- вих видів на девастованих землях Криворіжжя. бдомінантних видів. При цьому дослідники ро- Матеріали і методи дослідження. Протягом били припущення, що розвиток рослинного пок- 2006–2017 років були досліджені території риву відбувається за зональним (степовим) ти- девастованих земель Криворіжжя таких об’єктів: пом рослинності і тому основна увага приділя- 1) борти відпрацьованого кар'єру № 2 лася трав’янистим рослинам, у той час як деревні Приватного акціонерного товариства (ПрАТ) види фактично залишилися поза увагою дослід- «Центральний гірничо-збагачувальний

117 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______комбінат» (у подальшому – Кар’єр гірничо-зба- з урахуванням доповнень, уточнень та рекомен- гачувального комбінату); 2) відвали №№ 1, 4, 5, дацій Н. М. Матвєєва та В. В. Тарасова 7, 10, Петровський відвал, відвал «Східний вал» (Matveev, 2003; Tarasov, 2005). Кореляційні роз- ПрАТ «Центральний гірничо-збагачувальний рахунки виконували за класичними методиками комбінат» (Відвали гірничо-збагачувального на найнижчому рівні значущості P 0,05 комбінату); 3) промисловий майданчик, відвали, (Lakin, 1990). незатоплені борти кар'єру Жовтневого граніт- Результати. Таксономічний склад деревно-ча- ного кар’єру (Гранітний кар’єр), 4) терикони / ка- гарникової флори досліджених територій девас- вальєри, хвостосховища, покинуті промислові тованих земель Криворіжжя містить 55 видів із майданчики, зони обвалення колишніх залізних 33 родів та 18 родин, які відносять винятково до рудників ім. Орджонікідзе, ім. Р. Люксембург, відділу Покритонасінні (Magnoliophyta). При ім. Кагановича, ім. Фрунзе, ім. Комінтерну, «Бі- цьому найбільш численні за флористичним скла- льшовик» (Шахтні території); 5) незатоплені бо- дом родини Розові (Rosaceae Juss.) – 16 видів та рти кар’єрів № 1, 2, 3, відвали / терикони ланд- 8 видів, Вербові (Salicaceaе Mirb.) – 9 видів та 2 шафтного заказника місцевого значення «Візи- роди, Кленові (Aceraceae Juss.) – 7 видів з одного рка» (Ландшафтний заказник «Візирка»); роду та Маслинові (Oleaceae Hoffmanns. & Link,) 6) борт, берми та днище південної частини, що – 4 види та 4 роди, в той час як інші родини ви- не експлуатується, Жовтокам’янського кар’єру явилися менш численними та в більшості випад- ПрАТ «ХайдельбергЦемент Україна» (Жовтока- ків є монородовими. Серед родів найбільш чис- м'янський кар'єр). ленними виявилися роди Клен (Acer L.) – 6 видів, Спочатку визначали: історію створення, Тополя (Populus L.) – 5 видів, В’яз (Ulmus L.) – 3 площу, а також сучасний статус зазначених тери- види. торій девастованих земель. У польових умовах Досліджені території девастованих земель маршрутним та рекогносцирувальним методами Криворіжжя характеризуються різною насичені- визначали пооб’єктний флористичний склад де- стю видами дерев та чагарників (рис. 1). Так, ма- ревних та чагарникових видів, який уточнювали ксимальна кількість видів цих рослин виявлена в за визначником (Dobrochaeva, Kotov & Prokudin, межах Гранітного кар’єру та Шахтних територій, 1987). У роботі була прийнято номенклатуру ро- відповідно, 43 та 38 штук. Дещо менше деревно- дів та родин за С. К. Черепановим (Czerepanov, чагарникових видів було встановлено на терито- 1995). Назви таксонів подані відповідно до Між- рії Ландшафтного заказника «Візирка» та Жов- народного індексу наукових назв рослин (The In- токам'янського кар'єру, відповідно, 32 та 29 шт. ternational Plant Names Index, 2017). Аналіз роз- Терени Гірничо-збагачувального комбінату міс- поділу видів здійснювали за певними спектрами: тять найменшу кількість видів дерев та чагарни- географічним – за А. Л. Тахтаджяном ків – 23 види в межах кар’єру та 26 видів – на (Taktadzan, 1978), біоморфологічним – за відвалах. І. Г. Серебряковим (Serebrjakov, 1962), екомор- фічним – за О. Л. Бельгардом (Bellegard, 1950),

50

40

30

20

Кількість, Кількість, шт 10

0 І II III IV V VI Девастовані землі Вид Рис. 1. Кількість родин, родів та видів і дерев та чагарників на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр 118 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______

Аналіз отриманих результатів показав, що воріжжя характеризуються особливими показни- 23 види дерев та чагарників (або 45,5 % від зага- ками розподілу за походженням на аборигенні та льної кількості виявлених) зустрічаються лише інтродуковані види. При цьому слід зазначити, на одній–двох досліджених територіях девасто- що під аборигенними ми розуміємо лише ті види, ваних земель Криворіжжя, 15 видів (27,3 %) – на які є автохтонними та поширені в природній трьох–чотирьох, 6 видів (10,9 %) – на п’яти та 9 флорі регіону, зокрема, у Дніпропетровській об- видів (16,4 %) – на всіх територіях. На нашу ду- ласті (Tarasov, 2005) та на теренах Правобереж- мку, найбільш поширені види слід вважати фло- ного степового Придніпров’я (Kucherevsky, ристичним ядром, деревно-чагарникові види 2004). якого найбільш адаптовані до складних екологі- Установлено, що на всіх досліджених те- чних умов досліджених земель. Загалом, до пе- риторіях девастованих земель Криворіжжя серед реліку цього флористичного ядра належать: деревно-чагарникової флори переважають або- Клен ясенелистий (Acer пеgипdo L.), Скумпія ригенні види (рис. 2). Проте прояв цього доміну- звичайна (Cotinus coggygria Scop.), Горіх волось- вання на окремих ділянках певним чином відріз- кий (Juglans regia L.), Жимолость татарська няється. Так, у межах Гранітного кар’єру та на (Lonicera tatarica L.), Антипка або Магалебська Шахтних територіях виявлено мінімальну кіль- вишня (Prunus mahaleb L.), Робінія звичайна кість аборигенів – 47–51 % від загальної кілько- (Robinia pseudoacacia L.), Шипшина звичайна сті видів. У межах Ландшафтного заказника «Ві- (Rosa canina L.), Свидина кривавочервона, або зирка» та Жовтокам'янського кар'єру питома кров'яна (Swida sanguinea L.), В’яз-берест (Ulmus вага аборигенних видів дерев та чагарників дещо minor Mill.). більша – 52–53 %. Девастовані землі гірничо-зба- Біогеографічна характеристика. Дере- гачувального комбінату характеризуються мак- вно-чагарникові види девастованих земель Кри- симальною питомою вагою аборигенів – 65– 70 %.

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Питома вага, % вага, Питома 20% 10% 0% І II III IV V VI Девастовані землі

Абориген Інтродуцент Рис. 2. Розподіл за походженням деревно-чагарникових видів на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр

Аналіз розподілу деревних та чагарнико- (Taktadžan, 1978) показав, що вони природно по- вих видів девастованих земель Криворіжжя за ширені у Бореальному, Давньосередземноморсь- флористичними областями походження кому, Мадреанському підцарствах Голарктич- ного царства (табл. 1). При цьому ареали 22 видів

119 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______(40,7 % від загальної кількості) дерев та чагарни- дів (31,5 %) природно поширені в межах двох об- ків, які природно зростають на девастованих зе- ластей, 12 видів (22,2 %) – трьох областей та 2 млях Криворіжжя, розташовані в межах однієї види (3,7 %) – чотирьох та більше областей. флористичної області, в той час як ареали 17 ви- Один вид, як гібрид, має невизначене похо- дження.

Таблиця 1. Розподіл за біогеографічними областями видів деревно-чагарникової флори девастованих земель Криворіжжя Розподіл видів на девастованих землях Кар’єр Відвали гір- Ландшаф- гірничо-зба- ничо-зба- Гранітний Шахтні тери- тний заказ- Жовтока-м'я- Флористична область гачу-валь- гачу-валь- кар’єр торії ник «Візи- нський кар'єр ного комбі- ного комбі- рка» нату нату шт. % шт. % шт. % шт. % шт. % шт. % Циркумбореальна 4 17,4 5 19,2 7 16,7 4 10,5 4 12,5 5 17,2 Східноазійська 2 8,7 2 7,7 5 11,9 4 10,5 4 12,5 4 13,8 Атлантико-Північно- 3 13,0 3 11,5 3 7,1 4 10,5 3 9,4 3 10,3 американська Скелястих гір 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 0 0,0 Макронезійська 0 0,0 0 0,0 1 2,4 0 0,0 0 0,0 0 0,0 Середземноморська 0 0,0 1 3,9 3 7,1 3 7,9 2 6,3 1 3,5 Ірано-Туранська 4 17,4 5 19,2 7 16,7 4 10,5 4 12,5 5 17,2 Мадреанська 2 8,70 2 7,7 5 11,9 4 10,5 4 12,5 4 13,8 Циркумбореальна – 1 4,4 3 11,5 6 14,3 5 13,2 7 21,9 5 17,2 Середземноморська Циркумбореальна – 3 13,0 2 7,7 5 11,9 5 13,2 3 9,4 3 10,3 Ірано-Туранська Скелястих гір - Мад- 0 0,0 0,0 0,0 0 0,0 1 2,6 0 0,0 0 0,0 реанська Циркумбореальна – Східноазійська - 1 4,4 1 3,9 0 0,0 1 2,6 0 0,0 0 0,0 Ірано-Туранська Циркумбореальна – Середземноморська - 8 34,8 8 30,2 10 23,3 9 23,7 8 25,0 7 24,1 Ірано-Туранська Види, поширені в чо- тирьох та більше фло- 1 4,4 1 3,9 2 1,3 2 5,3 0 0,0 0 0,0 ристичних областях

Серед біогеографічних областей за кількі- мальною кількістю видів – 11 шт. (20,37 %). За- стю видів, ареали яких розташовані в межах од- значені тенденції повторюються і на окремих ді- нієї області, Циркумбореальна, Східноазійська лянках девастованих земель Криворіжжя. та Атлантико-Північноамериканська області ма- Біоморфічний та екоморфічний спектри. ють найбільше представництво, відповідно, 5 В межах досліджених територій девастованих зе- (17,24 %), 4 (13,79 %) та 3 види (10,34 %). За кі- мель Криворіжжя виявлено переважання в кіль- лькістю видів, природно поширених у межах кості видів дерев порівняно з кількістю видів ча- двох флористичних областей, комбінації Цирку- гарників (рис. 3). Слід зазначити, що в межах мбореальна – Ірано-Туранська та Циркумбореа- усіх ділянок питома вага дерев становитиме льна – Середземноморська характеризуються ма- 70,9 % (від загальної кількості видів), а чагарни- ксимальним представництвом, відповідно, 3 ви- ків лише 29,1 %. При цьому максимальну питому дів (13,04 %) та 1 виду (4,35 %). Також поширена вагу дерев виявлено на території девастованих комбінація областей Скелястих гір – Мадреан- земель гірничо-збагачувального комбінату – 73– ська – 1,85-2,63 %. Серед видів, природно поши- 74 %. В межах Гранітного кар’єру та Шахтних рених у межах трьох флористичних областей, територій виявлена дещо менша кількість дерев комбінація Циркумбореальна – Середземномор- – 71–74 %. На теренах ландшафтного заказника ська – Ірано-Туранська характеризується макси- «Візирка» та Жовтокам'янського кар'єру питома вага дерев найменша – 59–63 %

120 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30%

Питома вага, % вага, Питома 20% 10% 0% І II III IV V VI Девастовані землі

Дерева Чагарники

Рис. 3. Біоморфічний спектр деревно-чагарникових видів на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр

Проаналізувавши відношення видів дере- товибагливі). В загальній кількості дерев та чагар- вно-чагарникової флори на девастованих землях ників серед трофоморф переважають мезотрофи Криворіжжя до ґрунтового багатства, ми виді- (34 види – 61,8 % від загальної кількості видів). лили п’ять груп трофоморф (рис. 4): оліготрофи Значно менше було олігомезотрофів та мегатро- (маловибагливі до рівня родючості едафотопів), фів (по 8 видів – по 14,6 %), ще менше було олі- олігомезотрофи (відносно середньовибагливі), готрофів (4 види – 7,3 %). Найменш численими мезотрофи (середньовибагливі), мезомегатрофи виявилися мегатрофи (8 видів – 14,6 %). Серед (відносно багатовибагливі) та мегатрофи (бага- дослідних територій зазначена закономірність повторюється майже без змін.

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Питома вага, % вага, Питома 10% 0% І II III IV V VI Девастовані землі

OgTr OgMsTr MsTr MsMgTr MgTr

Рис. 4. Трофоморфний спектр деревно-чагарникових видів на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр

121 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______

мезогігрофітів (відносно вологолюбних) значно В екологічному спектрі за відношенням менша – лише 3,7 %. Також слід зазначити, що деревно-чагарникових видів девастованих зе- серед дерев та чагарників, природно поширених мель Криворіжжя до рівня зволоження ґрунтів на девастованих землях Криворіжжя, зустріча- простежується тенденція до ксеромезофітизації – ються гігрофільні види – тобто види, що зроста- тобто до збільшення питомої ваги відносно сере- ють на територіях із достатнім рівнем зволо- дньовибагливих видів (рис. 5). Так, у межах усіх ження. Однак їх кількість незначна – лише дослідних територій питома вага мезофітів (сере- 3,64 %, у той час як серед 55 видів, виявлених на дньовибагливих до рівня зволоження ґрунтів) та таких землях, відсутні ксерофіти – види, що при- ксеромезофітів (середньовибагливих) найвища і родно зростають на територіях із мінімальною становитиме, відповідно, 62,9 % та 28,7 % (від за- кількістю вологи (тобто рослини сухих середо- гальної кількості видів), у той час як питома вага вищ життя).

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40%

Питома вага, % вага, Питома 30% 20% 10% 0% І II III IV V VI Девастовані землі

Ks KsMs Ms MsHg Hg

Рис. 5. Гігроморфний спектр деревно-чагарникових видів на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр

Тенденції структури гігроморфного спек- В екологічному спектрі за відношенням тра деревно-чагарникових видів, зазначених деревно-чагарникових видів девастованих зе- вище, поширені і на окремих територіях девасто- мель Криворіжжя до рівня освітленості доміну- ваних земель Криворіжжя (рис. 5). Домінування ють геліофіти (тобто світлолюбні види дерев та мезоксерофітів характерне для всіх досліджених чагарників) – 33 види, або 60,0 % від загальної територій. При цьому питома вага цієї гігромор- кількості видів (рис. 6). Тоді як, сціогеліофітів фічної групи становить від 55,8 % (Гранітний (відносно світлолюбних) було у 2,2 раза менше кар’єр) до 69,2 % (Відвали гірничо-збагачуваль- (15 видів – 27,3 %), геліосціофітів (відносно ті- ного комбінату). Мезофіти також являють собою ньолюбних) у 4,7 раза менше (7 видів – 12,7 %). другу за чисельністю групу – їх питома вага ко- Слід зазначити, що серед 55 видів, виявлених на ливається в межах від 23,1 % (Відвали гірничо- девастованих землях Криворіжжя, відсутні сціо- збагачувального комбінату) до 34,9 % (Граніт- фіти – тобто види, що природно зростають на те- ний кар’єр). риторіях із мінімальною кількістю сонячного світла.

122 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Питома вага, % вага, Питома 20% 10% 0% І II III IV V VI Девастовані землі

Sc HeSc ScHe He

Рис. 6. Геліоморфний спектр деревно-чагарникових видів на девастованих землях Криворіжжя Девастовані землі: I – Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, II – Відвали гірничо-збагачувального комбінату, III – Гранітний кар’єр, IV – Шахтні території, V – Ландшафтний заказник «Візирка», VI – Жовтокам'янський кар'єр

Зазначені вище тенденції будови геліомор- Просторове розміщення досліджених нами фного спектр деревно-чагарникових видів мають девастованих земель Криворіжжя дало можли- місце і на окремих територіях девастованих зе- вість їх упорядкування в екологічні ряди (екосе- мель Криворіжжя (рис. 6). Тотальне домінування рії) за кліматичними градієнтами. Отож за пока- геліофітів характерне для всіх досліджених тери- зниками зростання температури атмосферного торій. При цьому питома вага цієї екоморфічної повітря досліджені території девастованих зе- групи становитиме від 50,0 % (Ландшафтний за- мель Криворіжжя упорядковуються в таку екосе- казник «Візирка») до 62,8 % (Гранітний кар’єр). рію: Шахтні території < (Гранітний кар’єр, Екоморфічна група сціогеліофітів також друга за Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, Від- чисельністю, їх питома вага становить від 20,7 % вали гірничо-збагачувального комбінату) < (Жовтокам'янський кар'єр) до 31,25 (Ландшафт- Ландшафтний заказник «Візирка» < Жовтокам'я- ний заказник «Візирка»). Третя за чисельністю нський кар'єр. За показниками зростання кілько- геліоморфічна група – геліосціофіти, їх питома сті атмосферних опадів сформовано наступну вага коливається від 13,2 % (Шахтні території) до екосерію: Жовтокам'янський кар'єр < Ландшаф- 18,8 % (Ландшафтний заказник «Візирка»). тний заказник «Візирка» < (Гранітний кар’єр, Зумовленість поширення. Екологічні фа- Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату, Від- ктори, які зумовлюють поширення деревно-чага- вали гірничо-збагачувального комбінату) < Ша- рникових видів на девастованих землях Криворі- хтні території. На нашу думку, додатковим важ- жжя, були розподілені на три умовні рівні: ма- ливим екологічним фактором макрорівня є час – кро-, мезо-, мікрорівень. Макрорівень впливу тривалість розвитку спонтанного рослинного по- екологічних факторів формується за рахунок дії криву на девастованих землях. За цим показни- глобальних передумов росту та розвитку дере- ком виявлено наступну чітку екосерію зрос- вно-чагарникових видів. Мезорівень, на нашу тання: Жовтокам'янський кар'єр < (Кар’єр гір- думку, зумовлюється генезисом та різноманітні- ничо-збагачувального комбінату, Відвали гір- стю девастованих земель. Мікрорівень – резуль- ничо-збагачувального комбінату) < Гранітний тат дії геологічних умов та орографічних особли- кар’єр < Ландшафтний заказник «Візирка» < Ша- востей в окремих локаціях. хтні території.Поняття «девастовані землі»

123 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______об’єднує дуже різноманітні за походженням ан- екологічних умов утворюють таку упорядкова- тропогенно зумовлені території. При цьому зале- ність: Кар’єр гірничо-збагачувального комбінату жно від цілеспрямованості людської діяльності < Відвали гірничо-збагачувального комбінату < та застосованих технологічних схем можливе (Ландшафтний заказник «Візирка», Жовтокам'я- формування відвалів, кавальєрів, териконів, нський кар'єр) < Шахтні території < Гранітний кар’єрів, промислових майданчиків, хвостосхо- кар’єр. вищ, шламосховищ та ін. Зазначені об’єкти ан- Загалом, використовуючи зазначені вище тропогенних ландшафтів закономірно характе- упорядкування розташування девастованих зе- ризуються особливими умовами росту та розви- мель (екологічні серії) Криворіжжя та ботанічні тку деревно-чагарникових рослин. При цьому показники деревно-чагарникових рослин (кіль- окремі території девастованих земель мають пе- кість таксонів та питома вага екоспектрів: біоге- вний перелік окремих антропогенних новоутво- ографічного, біоморфічного та екоморфічного) рень. Тому є обґрунтована можливість упорядку- розрахували кореляційну матрицю, яка ґрунтува- вання девастованих земель в певну екологічну лася на значеннях рангових кореляцій Спірмена серію. У зв’язку з цим девастовані землі Криво- (табл. 2). ріжжя за показниками зростання різноманіття

Таблиця 2. Кореляційна матриця залежностей еколого-ботанічних показників поширеності деревно-чагарникових видів та екологічних характеристик девастованих земель Криворіжжя Екологічні характеристики девастованих земель тривалість фор- Еколого-ботанічні показники температура кількість різноманіття мування рос- деревно-чагарникових рослин атмосферного атмосферних екологічних линного пок- повітря опадів умов риву видів 0,343* -0,429* 0,686** 0,971*** Кількість родів 0,257 -0,229 0,600** 0,943*** родин 0,286 -0,371* 0,457* 0,857*** аборигенних видів -0,343* 0,429* -0,686** -0,914*** дерев 0,286 -0,600** -0,229 0,171 Питома мезотрофів 0,514** -0,257 0,343* -0,229 вага ксеромезофітів 0,114 0,200 -0,400* -0,286 геліофітів -0,229 0,029 -0,629** 0,286 Примітки: «*» – коефіцієнти рангової кореляції Спірмена достовірні на рівні значущості P < 0,05; «**» – P < 0,01; «***» – P < 0,001.

Результати кореляційних розрахунків під- Серед екологічних характеристик девасто- твердили, що між еколого-ботанічними показни- ваних земель Криворіжжя найбільш істотно та ками поширеності деревно-чагарникових видів статистично достовірно впливають на показники та екологічними характеристиками девастованих поширення деревно-чагарникових рослин трива- земель Криворіжжя існує достовірний зв'язок лість формування рослинного покриву та різно- (табл. 2) – статистично значущими виявилися 18 маніття екологічних умов. Для цих характерис- коефіцієнтів кореляції (за можливих 32). При тик девастованих земель виявлена максимальна цьому у 10 випадках наявний прямий зв’язок кількість ймовірних коефіцієнтів кореляції з най- (r2 > 0), тобто у разі зростання показників еколо- більшою силою зв’язку. Серед показників поши- гічних характеристик девастованих земель від- реності деревно-чагарникових видів найбільш бувається збільшення числових значень еколого- залежними від екологічних характеристик девас- ботанічних показників деревно-чагарникових тованих земель виявилися кількість видів та пи- рослин. Для восьмі інших випадків, навпаки, тома вага аборигенних видів. Особливість девас- простежувався зворотній кореляційний зв’язок тованих земель полягає у повній відсутності при- (r2 < 0). На підставі оцінки сили кореляційного родного ґрунтового покриву, а його функції ви- зв’язку між еколого-ботанічними показниками конують гірські породи, де відбуваються про- поширеності деревно-чагарникових видів та еко- цеси первинного ґрунтоутворення. Однак інтен- логічними характеристиками девастованих зе- сивність та успішність цих процесів із природ- мель встановлено такі статистичні закономірно- них причин незначна. Тому примітивні ґрунти сті. У семи випадках прослідковувався слабкий девастованих земель характеризуються несприя- зв'язок, шести – середній, одного – сильний тливими для росту та розвитку рослин фізич- (0,7 < │r2│ < 0,9) та чотирьох – дуже сильний ко- ними, хімічними та фізико-хімічними властивос- реляційний зв’язок. тями (Dobrovolskiy & Shanda, 1982; Mazur et al., 2015; Savosko, 2010; Savosko, Nevyadomsky & 124 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Kudriava, 2010; Savosko, 2011b; Savosko & Bu- умов техногенних земель виявилися мало- та се- lachova, 2011). редньовибагливі до рівня зволоження та родючо- Фізичні, хімічні та фізико-хімічні характе- сті ґрунтів, світлолюбні, інтродуковані деревні ристики гірських порід, з яких сформовані дева- види. При цьому вони природно поширені в Цир- стовані землі, – важливий екологічний фактор, кумбореальній, Атлантико-Північноамерикансь- що закономірно зумовлює поширення деревно- кій, Середземноморській та Ірано-Туранській бі- чагарникових рослин. За нашими спостережен- огеографічних флористичних областях Голарк- нями, у разі утворення денної поверхні девасто- тичного царства. ваних земель Криворіжжя тільки з пухких гірсь- Цілком логічно, що різноманіття екологіч- ких порід (глин, суглинків, а інколи і гумусовмі- них умов девастованих земель Криворіжжя, а та- сних шарів ґрунту) спонтанний рослинний пок- кож тривалість формування рослинного покриву рив формується винятково з трав’янистих видів на цих теренах статистично достовірно збільшу- рослин. Штучне висадження в таких умовах де- ють кількість таксонів (видів, родів та родин) де- рев та чагарників виявилося малоуспішним. У ревно-чагарникових видів і зменшують питому разі утворення денної поверхні девастованих зе- вагу аборигенних видів. Тобто за найсприятливі- мель тільки з кристалічних гірських порід (квар- ших екологічних умов інтродуковані деревно-ча- цитів, сланців та ін.) спонтанний рослинний пок- гарникові види виявилися більш адаптованими рив виходить дуже і дуже зрідженим та предста- для девастованих земель регіону. Кількість атмо- вленим лише трав’янистими видами. За одночас- сферних опадів якнайістотніше вливає на кількі- ної наявності пухких та кристалічних гірських сні показники питомої ваги дерев. Тому вважа- порід на сучасній денній поверхні девастованих ємо, що чагарникові види більш перспективні земель створюються найкращі екологічні умови для екологічних умов південних територій регі- для появи та поширення деревно-чагарникових ону. Температура атмосферного повітря дуже видів. значно зумовлює кількісні показники питомої Девастовані землі Криворіжжя характери- ваги мезотрофів. зуються особливими та дуже різноманітними фо- Наші припущення, що девастовані землі, рмами мезорельєфу, що зумовлює певні законо- сформовані зі змішаних пухких та скельних гір- мірності перерозподілу атмосферних опадів. Як ських порід, найбільш сприятливі для росту та наслідок утворюються особливі локації, сприят- розвитку деревно-чагарникових рослин, цілком ливі для росту та розвитку деревно-чагарнико- зіставні з результатами досліджень, котрі були вих рослин. У більшості випадків це мікрозапа- проведені в північній частині Криворіжжя. За ро- дини, а також нижня частина схилів та прилегла зрахунками В. К. Терещенко (Tereschenko, до них смуга берми. 1992), скельні гірські породи здатні у нічний час адсорбувати з атмосферного повітря певну кіль- Обговорення. Девастовані землі Криворіжжя, кість вологи (до 2–5 мм у «дощовому еквівале- незважаючи на розміщення регіону в степовій нті»), що позитивно впливає на чагарникові та, фізико-географічній зоні, де характерне повсю- особливо, на деревні види. Інші наші припу- дне поширення трав’янистої рослинності, вияви- щення щодо формування оптимальних умов для лися резерватом природного зростання деревно- деревних та чагарникових рослин у нижній час- чагарникових видів. Проте їх флористичне різно- тині схилів девастованих земель підтверджу- маніття незначне, нараховує лише 55 видів, від- ються результатами математичного моделю- несених тільки до відділу Покритонасінні. Отри- вання (Smetana, Dolina & Yaroschuk, 2013). За мані нами результати щодо кількісних показни- прогнозними розрахунками значень локальних ків флористичного складу дерев та чагарників на коефіцієнтів зволоження на таких елементах ме- девастованих землях Криворізького регіону ціл- зорельєфу кількість надходження вологи за раху- ком зіставні з даними з інших промислових регі- нок стоку зі схилів атмосферних опадів збільшу- онів України та світу (Berger et al., 2011; Chajka, ється на 15–25 %. 2014; Korshikov, Krasnoshtan & Pasternak 2012; Незважаючи на п’ятдесятирічний досвід Smetana, Мihajlenko & Jaroschuk, 2009). Також теоретичних досліджень та практичних вишуку- слід зазначити, що кількісні показники поши- вань, досі залишається остаточно не з’ясованим рення деревно-чагарникових видів на теренах де- перелік дерев та чагарників, максимально перс- вастованих земель Криворіжжя дають підстави пективних для фіторекультивації та фітомеліора- погодитися з думкою окремих дослідників ціїї девастованих земель Криворіжжя та інших (Tarasov et al., 2003) щодо формування на таких промислових регіонів, котрі розташовані у сте- територіях рідколісся. З еколого-ботанічної то- повій природно-кліматичній зоні. чки зору найбільш пристосованими видами до На нашу думку, до переліку перспектив- них для фіторекультивації видів у першу чергу 125 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______слід віднести представників флористичного ядра Антипка (Prunus mahaleb L.), Маслинка вузько- деревно-чагарникових видів девастованих зе- листа (Elaeagnus angustifolia L), Робінія звичайна мель Криворіжжя. Серед дерев це: В’яз-берест, або біла акація (Robinia pseudoacacia L.), Робінія Горіх волоський, Клен ясенелистий, Магалеб- клейка (Robinia viscosa Vent.), Сосна звичайна ська вишня (Антипка), Робінія звичайна; серед (Pinus sylvestris L.), Сосна кримська або Палласа чагарників: Жимолость татарська, Свидина кро- (Pinus pallasiana D.), Сумах пухнастий (Rhus в'яна, Скумпія звичайна, Шипшина звичайна. tуphina L), Тополя біла (Populus alba L.), Тополя Вони не лише природно поширені на всіх дослі- дельтолиста (Populus deltoides Marsch.), Тополя дних територіях, а і мають достатньо високі по- пірамідальна або італійська (Populus italica (Du казники життєвості, квітують та плодоносять. Roi) Moench), Ясен звичайний (Fraxinus excelsior При цьому слід зазначити, що деревні види L.). Серед чагарникових це: Бирючина звичайна більш перспективні для фіторекультивації девас- (Ligustrum vulgare L.), Бузок звичайний (Syringa тованих земель на північних теренах Криворі- vulgaris L.), Аморфа кущова (Amorpha fruticosa жжя. L.), Глід український (Crataegus ucrainica В нашому випадку це девастовані землі Pojark.), Бузина чорна (Sambucus nigra L.), Облі- Шахтних територій, Відвалів та Кар’єру гірничо- пиха крушиноподібна (Hippophae rhamnoides L.), збагачувального комбінату, Гранітного кар’єру, Жимолость татарська (Lonicera tatarica L.), Кара- тоді як чагарникові види доцільно використову- гана дерев’яниста або Жовта акація (Caragana вати для фіторекультивації південних територій arborescens Lam.), Свидина кров'яна (Swida Криворіжжя: Ландшафтного заказника «Візи- sanguinea L.), Скумпія звичайна (Cotinus рка» та особливо борту непрацюючої частини coggygria Scop.), Шипшина звичайна (Rosa Жовтокам'янського кар'єру. canina L.). Загалом, підсумовуючи результати влас- Також дуже важливо та актуально наголо- них досліджень (Savosko & Alekseeva, 2007; сити, що окремі рекомендовані нами для фіторе- Savosko, 2011), а також наукові досягнення попе- культивації девастованих земель деревно-чагар- редників: викладачів Криворізького педагогіч- никові види активно використовуються людьми ного університету (Davyidov Dobrovolskiy & як харчові та лікарські рослини. Зокрема, серед Mihaylov, 1971; Dobrovolskiy, 1980), співробітни- деревних видів це – Абрикос звичайний ків Криворізького ботанічного саду (Mazur & (Armeniaca vulgarіs) та Горіх волоський (Juglans Smetana, 1999; Mazur et al., 2015; Korshikov, regia). Серед чагарникових – Глід український Krasnoshtan & Pasternak, 2012), викладачів Дніп- (Crataegus ucrainica), Бузина чорна (Sambucus ровського національного університету імені nigra), Обліпиха крушиноподібна (Hippophae Олеся Гончара (Ale[eyeva et al., 1971; Lykholat et rhamnoides), Шипшина звичайна (Rosa canina). al., 2016b; Lykholat et al., 2016a; Travleyev, Belova Оскільки ріст та розвиток цих видів на девасто- & Zverkovsky, 2005; Zverkovsky, 1997), виклада- ваних землях буде відбуватися в особливих еко- чів Дніпровського агроекономічного універси- логічних та геологічних умовах, існує велика тету (Bekarevich et al., 1971; Demidov et al., 2013), ймовірність накопичення в цих рослинах токси- співробітників Інституту проблем природокори- чних хімічних елементів у значних концентра- стування та екології (Shapar, Skripnik & Bobyir, ціях, що, безперечно, потенційно шкідливо для 2005) та викладачів Національного університету здоров’я людини. Крім того, наявність таких ро- біоресурсів та природокористування (Brovko, слин на девастованих землях значно збільшує не- 1988; Brovko & Brovko, 2011; Brovko & Brovko, контрольоване їх відвідування населенням, що 2012), а також світові досягнення (Sheoran, закономірно значно збільшує ймовірність трав- Sheoran & Poonia, 2010; Kowalska & Sobczyk, матизму та нещасних випадків, відповідальність 2012; The Forestry Reclamation Approach, 2016) за які мають нести фактичні балансоутримувачі сформували перелік деревно-чагарникових ви- таких земель. Ось чому, на нашу переконливу ду- дів, перспективних для фіторекультивації та фі- мку, використання плодових, ягідних та лікарсь- томеліораціїї девастованих земель Криворізь- ких видів, а особливо чагарників (як швидкорос- кого гірничо-металургійного регіону. лих, доступних за розмірами – тому максимально Серед деревних до цього переліку вклю- привабливих для населення), недоцільне на дева- чені: Абрикос звичайний (Armeniaca vulgarіs стованих землях Криворіжжя (та інших промис- Lam.), Береза повисла (Betula pendula Roth), лових регіонів), розташованих ближче ніж 5 км В’яз-берест (Ulmus minor Mill.), Горіх волоський від міських житлових масивів або сільських на- (Juglans regia L.), Дуб звичайний (Quercus robur селених пунктів. L.), Дуб червоний (Quercus rubra L.), Клен ясене- листий (Acer пеgипdo L.), Вишня магалебська або

126 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Висновки та рекомендації. За результатами ви- звичайна, Сосна кримська, Сумах пухнастий, То- конаного дослідження сформовано такі висно- поля біла, Тополя дельтолиста, Тополя піраміда- вки. льна, Ясен звичайний; та чагарників: Бирючина 1. Таксономічний склад деревно-чагарни- звичайна, Бузок звичайний, Аморфа кущова, кової флори досліджених територій девастова- Глід український, Бузина чорна, Обліпиха кру- них земель Криворіжжя містить 55 видів із 33 ро- шиноподібна, Жимолость татарська, Карагана дів та 18 родин, які відносять до відділу Покри- дерев’яниста, Свидина кров'яна, Скумпія зви- тонасінні. Найбільш пристосовані види до еколо- чайна, Шипшина звичайна. Для створення наса- гічних умов цих територій середньовибагливі до джень на територіях, розташованих поруч із жи- рівня зволоження та родючості ґрунтів, світло- тловими масивами та населеними пунктами (до 5 любні, інтродуковані види, які природно поши- км), задля запобігання неконтрольованого вико- рені в Циркумбореальній, Атлантико-Північно- ристання та поширення харчової та лікарської американській, Середземноморській та Ірано- сировини, а також запобігання травматизму та Туранській біогеографічних флористичних обла- нещасних випадків під час збирання цієї сиро- стях Голарктичного царства. вини наполегливо не рекомендуємо насаджувати 2. Різноманіття екологічних умов девасто- такі видів дерев: Абрикоса звичайного і Горіха ваних земель Криворіжжя, тривалість форму- волоського, та особливо чагарникових видів: вання рослинного покриву на цих теренах стати- Глоду українського, Бузини чорної, Обліпихи стично достовірно зумовлюють збільшення кіль- крушиноподібної, Шипшини звичайної. кості таксонів (видів, родів та родин) деревно-ча- У подальших дослідженнях доцільно за гарникових видів та зменшення питомої ваги допомогою маршрутного та рекогносцируваль- аборигенних видів. Кількість атмосферних опа- ного методів обстежити всі території девастова- дів зумовлює тенденцію до збільшення питомої них земель Криворіжжя та виявити ділянки з ма- ваги частки чагарників. ксимально контрастними екологічними умо- 3. Території девастованих земель Криворі- вами. В подальшому за допомогою напівстаціо- жжя, денні поверхні яких містять одночасно пу- нарних та стаціонарних методів досліджень є хкі та скельні гірські породи, бачаться найбільш сенс з’ясувати сучасний стан деревно-чагарнико- перспективними для створення деревно-чагарни- вих видів, який ґрунтується на покажчиках жит- кових насаджень без попереднього нанесення тєвості рослин та їх морфометричних вимірах й шару родючого ґрунту. розрахунках. Крім того, актуально дослідити 4. Мезо- та мікрозападини, нижня частина провідні еколого-фізіологічні характеристики, схилу, а також частина берм, що безпосередньо які відображають адаптаційні потенції найбільш прилягає до схилу – це найбільш перспективні поширених та стійких деревних та чагарникових місця, де доцільно починати створення таких на- видів. саджень. Подяка. Висловлюємо щиру подяку 5. Деревні види більш перспективні для фі- Приватному акціонерному товариству «Хайде- торекультивації девастованих земель на північ- льберг Цемент Україна» за надану можливість у них теренах Криворіжжя та інших промислових рамках проекту Quarry Life Award 2014 провести регіонів, що розташовані у північно-степовій дослідження дерев та чагарників південної час- зоні. Чагарникові види доцільно використову- тини, що не експлуатується, Жовтокам’янського вати для фіторекультивації південних територій кар’єру. Криворіжжя, а також інших промислових регіо- нів, розташованих у центрально-степовій зоні. Бібліографічні посилання Добираючи види дерев та чагарників для ство- рення насаджень на девастованих землях, необ- Alexeyeva A.A, Lykholat Yu.V., Khromykh N.O., хідно також ураховувати можливість некерова- Kovalenko I.M., Boroday E.S. (2016) The im- ного їх використання населенням як джерела ха- pact of pollutants on the antioxidant protection рчової та лікарської сировини. of species of the genus Tilia at different devel- Рекомендації виробництву. Для фіторе- opmental stages. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. культивації девастованих земель промислових Biol. Ekol. 24(1): 188 – 192. https://doi:10.15421/011623. регіонів, розташованих у степовій зоні, доцільно Bekarevich, N. E., Gorobets, N. D., Kolbasin, A. A., використовувати такі види дерев: Абрикос зви- Masyuk, N. T., Pistunov, N. I., Si- чайний, Береза повисла, В’яз-берест, Горіх воло- dorovich, L. P., Uzbek, I. H. (1971). O rekulti- ський, Дуб звичайний, Дуб червоний, Клен ясе- vatsii zemel v Stepi Ukrainyi [About of the land нелистий, Вишня магалебська, Маслинка вузько- reclamation at the Ukrainian Steppe]. листа, Робінія звичайна, Робінія клейка, Сосна Dnipropetrovsk: Promin. (in Russian).

127 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Bellegard, A. L. (1950). Lesnaya rastitelnost yugo- Demidov, A.A., Kobets A.S., Gritsan Yu.I., Zhukov vostoka USSR [Forest vegetation south-east of A.V. (2013). Prostranstvennaya agroekologiya the USSR]. Kiev, Publishing House of the of i rekultivatsiya zemel [Spatial agroecology and KSU. (in Russian). reclamation of land]. Dnipropetrovsk, Berger, A., Brown, C., Kousky, C., Zeckhauser, R. Publishing House «Svidler AL». (in Russian). (2011). The Challenge of Degraded Dobrochaeva, D.N., Kotov, M.I., Prokudin, Ju.N. Environments: How Common Biases Impair (1987). Opredelitel' vysshih rastenij Ukrainy Effective Policy. Risk Analysis, 31 (9), DOI: [The determinant of higher plants of Ukraine]. 10.1111/j.1539–6924.2010.01477.x Kiїv: Naukova dumka. (in Ukraine). Brovko, F. M. (1988). Zaschitno-dekorativnoe Dobrovolskyi, I. A, Shanda, V. I., Haieva, N. V. lesorazvedenie na otvalah vskryishnyih porod (1979). Kharakter i napriamky syhenezu v zhelezorudnyih karerov Krivbassa [Protective tekhnohennykh ekotopakh Kryvbasu [The na- and decorative forest decomposition on dumps ture and direction of the syndesis in techno- of overburden breeds of iron ore quarries at genic ecotopes at Kryvbas]. Ukrainskyi Kryvbass]. Moskva, VDNH SSSR. botanichnyi zhurnal [Ukrainian Botanical Jour- (in Russian). nal], 6, 524–527. (in Ukraine). Brovko, F. M., Brovko, O. F. (2011). Dobrovolskiy, I. A. (1980). Stepnoe lesovedenie i vo- Fitomelioratyvni vlastyvosti deiakykh prosyi obleseniya tehnogennyih landshaftov chaharnykiv ta perspektyvy yikh vykorystannia stepi [Steppe forestry and afforestation of tech- v kulturfitotsenozakh vidvalnykh landshaftiv nogenic landscapes at Steppe] Biogeotsenolog- Kryvbasu [Phytomelioration properties of some icheskie aspektyi lesnoy rekultivatsii narushen- shrubs and the prospects of their use in the crop nyih zemel Zapadnogo Donbasa [Biogeoceno- phytocenoses of the Krivbass dump logical aspects of forest reclamation of dis- landscapes]. Naukovi dopovidi Natsionalnoho turbed lands at the Western Donbas], 70–77. universyteta bioresursiv i (in Russian). pryrodokorystuvannia Ukrainy [Scientific Dobrovolskiy, I. A., Shanda, V. I. (1982). Tipologiya herald of the National University of zhelezorudnyih otvalov Krivorozhskogo bas- Bioresources and Nature Management of seyna na osnove idey A.L. Belgarda [The typol- Ukraine], 2 (24), http://www.nbuv.gov.ua/e- ogy of iron ore dumps in the Krivoy Rog basin journals/Nd/2011_2/11bfm.pdf. (in Ukraine). based on the ideas of A.L. Belgard]. Biotseno- Brovko, F. M., Brovko, O. F. (2012). Otsinka logicheskie issledovaniya stepnyih lesov, ih lisoroslynnykh vlastyvostei rozkryvnykh porid ohrana i ratsionalnoe ispolzovanie [Bioceno- Kryvorizkoho zalizorudnoho baseinu logical studies of steppe forests, their protection [Estimation of forest cover dependencies of and rational use], 30–36. (in Russian). Kryvyi Rih iron basin]. Naukovyi visnyk Kolopats, S. K. (2016). Prirodoohrannyie aspektyi Natsionalnoho universytetu bioresursiv i zakryitiya shaht za rubezhom [Environmental pryrodokorystuvannia Ukrainy. Seriia aspects of mine closure abroad] . Vìsnik Lisivnytstvo ta dekoratyvne sadivnytstvo Dnìpropetrovs’kogo unìversitetu. Serìâ [Scientific herald of the National University of Geologia, geographia. 24 (2), 47–54. Doi: Bioresources and Nature Management of 10.15421/111632. (in Russian). Ukraine. Series Arboriculture and ornamental Korshikov, I. I., Krasnoshtan, O. V. (2009). horticulture], 171 (2), 126–135. (in Ukraine). Zhiznestoykost sosnyi kryimskoy (Pinus Chajka, N.I. (2014). Osobennosti strukturnoy pallasiana D. Don) v nasazhdeniyah na organizatsii rastitelnogo pokrova tehnogennyih zhelezorudnom otvale Krivorozhya [Viability ekotopov [Features of the structural of the crimean pine (Pinus pallasiana D. Don) organization of the plant cover of technogenic in plantations on the iron ore dumps of Krivoy ecotopes]. Вісник Харківського Rog area]. Promyslova botanika [Industrial Національного Аграрного Університету botany], 9, 68-74. (in Russian). Серія Біологія [The Bulletin of Kharkiv Korshikov, I. I., Krasnoshtan, O. V., Lapteva, E. V., National Agrarian University. Series Biology], Danilchuk, N.M. (2008). Zhiznesposobnost 2 (32), 82–89. (in Russian). drevesnyih rasteniy na zhelezorudnyih otvalah Czerepanov, S.K. (1995). Vascular plants of Russia Krivorozhya [Viability of arboreal plants in and adjacent states (the former USSR). ore-mining dumps of the krivoy rog region]. Cambridge: Cambridge university press. Promyslova botanika [Industrial botany], 8, Davyidov, I. A., Dobrovolskiy, I. A., Mihaylov, V. A. 55–61. (in Russian). (1971). Drevesno-kustarnikovyie porodyi dlya Korshikov, I. I., Krasnoshtan, O. V., Pasternak, G. A. ozeleneniya ustupov i karerov Krivbassa (2012). Vidovoe raznoobrazie drevesnyih [Wood and shrub species for landscaping of the rasteniy na promyishlennyih otvalah stepnoy ledges and quarries at Krivbass]. Rasteniya i zonyi Ukrainyi [Species diversity of woody promyishlennaya sreda [Plants and industrial plants on industrial dumps at the steppe zone of environment], 145–149. (in Russian). Ukraine]. VIsnyk Dnipropetrovs’kogo Derzhavnogo Agrarno-Economichnogo

128 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Universytetu [News of dnipropetrovsk state [Bioindication and ecology questions], 4, 69– agrarian and economic university ], 1, 167–171. 75. (in Ukraine). (in Russian). Pluhina, T. V., Chaika V. Ie., Chupryna T. T. (1981). Kowalska, A., Sobczyk, W. (2012). Directions of the Pryrodne ta shtuchne zarostannia vidvaliv reclamation and development of wasteland. Kryvbasu [Natural and artificial overgrown on Teka Commission of motorization and dumps at Kryvbas]. Ukrainskyi botanichnyi energetics in agriculture, 12 (2), 123–128. zhurnal [Ukrainian Botanical Journal], 38 (4), Kucherevsky, V.V. (2004). Konspekt flory 76–77. (in Ukraine). Pravoberežnoho stepovoho Prydniprovja Reva, S. V., Shanda, V. I., Komisar, I. O. (1993). [Synopsis os the flora at Right Bank steppe Zaselennia vyshchymy roslynamy vidvaliv Dnieper region]. Dnepropetrovsk, Prospect. (in Kryvorizkoho baseinu [Settlement with higher Ukraine). plants of dumps at Kryvy Rih basin]. Lakin, G. F. (1990). Biometriya [Biometrics]. Mos- Ukrainskyi botanichnyi zhurnal [Ukrainian cow, Vyisshaya shkola. (in Russian). Botanical Journal], 50 (3), 58–65. (in Ukraine). Lykholat, Y., Alekseeva, A., Khromykh, N., Saphonova, A. S., Reva, S. V. (2009). Zaselennia Ivan’ko, I., Kharytonov, M., Kovalenko, I. vyshchymy roslynamy zalizorudnykh vidvaliv (2016a). Assessment and prediction of viability Kryvbasu [c lonization by higher plants of iron- and metabolic activity of Tilia platyphyllos in ore dumps of krivyi rig basin]. Visnyk arid steppe climate of Ukraine. Agriculture and Dnipropetrovskoho universytetu. Biolohiia. Forestry. Podgorica, 62 (3), 65–71. Ekolohiia [Visnyk of Dnipropetrovsk Univer- Lykholat, Y., Khromyk, N., Ivan’ko, I., sity. Biology. Ecology], 17 (2), 87–94. (in Kovalenko, I., Shupranova, L., Ukraine). Kharytonov, M. (2016b). Metabolic responses Savosko, V. M., Alekseeva, K. M. (2007) Siste- of steppe forest trees to altirudeassociated cal maticheskiy analiz spontannoy dendrofloryi environmental changes. Agriculture & Zhovtnevogo rayona g. Krivogo roga [The sys- Forestry. Podgorica, 62 (2), 163–171. tematical analyses of the natural dendroflora in Malaxov, I. M. (2003). Texnohenez u heolohičnomu Govtneviy region at Kryvyi Rrih]. Pytannia seredovyšči [Technogenesis in the geological bioindykatsii ta ekolohii [Bioindication and environment]. Kryvyj Rih: Oktant-Print. (in ecology questions], 12 (2), 16–23. (in Russian). Ukraine). Savosko, V. M. (2010). Genezis i morfologiya primi- Malahov, I. N. (2009). Novaya geologicheskaya sila tivnyih pochv tehnogennyih landshaftov (Geologicheskaya sreda antropogennoy Krivbassa [Genesis and morphology of the ekosistemyi) [New geological force primitive soils in technological landscapes at (Geological environment of anthropogenic Kryvbas]. Pytannia bioindykatsii ta ekolohii ecosystem)]. Kryvyi Rih, Publishing House [Bioindication and ecology questions], 15 (2), "Ukraine" (in Russian). 152–162. (in Russian). Matveev, N. M. (2003). Optimizatsiya sistemyi Savosko, V. M., Nevyadomsky, M. A., ekomorf rasteniy A.L. Belgarda v tselyah Kudriava, P. Y. (2010). Fiziko-himicheskie fitoindikatsii ekotopa i biotopa [Optimization svoystva substratov shahtnyih hvostohranilisch of the ecomorphic plant system A.L. Belger for Krivbassa [The substrates’s physical and chem- the purpose of phytoindication of ecotope and ical of the properties mine tailings ponds at biotope]. VIsnik DnIpropetrovskogo kryvbas]. Pytannia bioindykatsii ta ekolohii unIversitetu, SerIya BIologIya-EkologIya [Bioindication and ecology questions], 15 (1), [Bulletin of Dnipropetrovsk University, Series 88–89. (in Russian). Biology-Ecology], 11 (2), 105–113. (in Savosko, V. M. (2011a). Melioraciya ta fitore- Russian). kultyvaciya zemel [Land melioration and Mazur, A. Ye., Kucherevskyi, V. V., Shol’, H. N., phyreclamation]. Kryvyj Rih, Dionis. (in Baranets, M. O., Sirenko, T. V., Ukraine). Krasnoshtan, O. V. (2015). Biotekhnolohiia Savosko, V. M. (2011b) Otsinka fitotoksychnosti rekultyvatsii zalizorudnykh vidvaliv shliakhom substrativ shakhtnykh khvostoskhovyshch stvorennia stiikykh travianystykh roslynnykh Kryvorizhzhia [The phytotoxicity estimation of uhrupovan [Biotechnology of the iron-ore the mine tailing pounds ’ substrate at Kryvyi dump recultivation by creation of steady plants Rih iron-ore region]. Promyslova botanika [In- communities]. Наука та іновації [Science and dustrial botany], 11, С. 19–25. (in Ukraine). innovations], 11 (4), 41—52. Savosko, V.M., Bulachova, U. V. (2011). Edafichna doi: http://dx.doi.org/10.15407/scin11.04.041. ta heokhimichna obumovlenist uspishnosti (in Ukraine). synhenezu travianystoi roslynnosti na Mazur, A. Yu., Smetana, M. G. (1999). Formuvannia zalizorudnomu vidvali [Edaphical and geo- roslynnoho pokryvu na skhylakh zalizorudnykh chemical conditionality of the glass success karieriv Kryvbasu [Formation of vegetation on syngenesis on iron mining waster dumps]. the slopes of iron ore quarries at Kryvbass] Gruntoznavstvo [Soil science journal], 11, 1-2 Pytannia bioindykatsii ta ekolohii (18), 124–131. (in Ukraine).

129 Savosko V., Lykholat Yu., Domshyna K., Lykholat T. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 116-130 ______Serebrjakov, I. G. (1962). Ekologicheskaya ecological characteristics of the species]. morfologiya rasteniy. Zhiznennyie formyi Dnepropetrovsk, DNU Publishing house. (in pokryitosemennyih i hvoynyih [The ecological Ukraine). morphology of plants. Life forms of Tereschenko, V. F. (1992). Ekologicheskie printsipyi angiosperms and conifers]. Moscow, High i priemyi podbora drevesnyih i kustarnikovyih School. (in Russian). porod dlya rekultivatsii skalnyih otvalov Shapar, A. G., Skripnik O. A., Bobyir, L.F. (2005). Krivbassa [Ecological principles and methods Aktivizatsiya samovosstanovleniya of selection of wood and shrub rocks for degradirovannyih zemel Krivbassa [Activation recultivation of rock dumps in Kryvbass]. of degraded lands self-restoration at Abstract of Thesis for Candidate of Science’s Kryvbas].Visnyk Dnipropetrovskoho degree in Biological. Dnipropetrovsk, deržavnoho ahrarnoho Universytetu [Bulletin Dnipropetrovsk State University, (in Russian). of the Dnepropetrovsk State Agrarian The Forestry Reclamation Approach (2016). Guide to University], 1, 15–18. (in Russian). Successful Reforestation of Mined Lands Ed by Sheoran, V., Sheoran, A. S.,Poonia, P. (2010). Soil Adams M.B. Delaware, U.S. Department of Reclamation of Abandoned Mine Land by Agriculture Forest Service. Revegetation: a Review. International Journal The International Plant Names Index (IPNI) – of Soil, Sediment and Water, 3 (2), 13, http://www.ipni.org. http://scholarworks.umass.edu/intljssw/vol3/is Travleyev, A. P., Belova, N. A., Zverkovsky, V. N., s2/13. (2005). Teoretychni osnovy lisovoi Sherstyuk, N. P. (2017). Aktyvizatsiia hiperhennykh rekultyvatsii porushenykh zemel u zakhidnomu protsesiv u vodonosnykh horyzontakh raioniv donbasi na Dnipropetrovshchyni vydobutku korysnykh kopalyn (na prykladi [Theoretically-practical aspects of forest Pivnichnoho hirnycho-zbahachuvalnoho kom- reclamation on the territory of western donbass binatu, Kryvbas) [Activation of supergene pro- in dnipropetrovsk region]. Gruntoznavstvo cesses in aquifers mining areas (for example the [Soil science journal], 16 (1–2), 19–29. North mining and processing plant, Kryvbas)] (in Russian). Vìsnik Dnìpropetrovs'kogo unìversitetu. Serìâ Uberman, R., Ostręga, A. (2012). Reclamation and Geologìâ, geographia. 25 (1), 131–136. Doi: revitalisation of lands after mining activities. 10.15421/111714. (in Ukraine). Journal of Mining and Geoengineering, 36 (2), Smetana, A. N., Dolina, A. A., Yaroschuk, Y. V. 285–297. (2013). Dyferentsiatsiia ekotopiv Uzbek, I. Kh. (2015). Deiaki vlastyvosti posttekhnohennykh landshaftiv (hihro- ta tekhnohennykh ekosystem stepovoho litokhimichnyi aspekt) [Differentiation of post- Prydniprovia [Some properties of man-made industrial landscape ecotopes (humidity and - Dnieper steppe ecosystems]. Gruntoznavstvo lithochemical aspect)]. Biolohichni systemy [Soil science journal], 16, 3–4, 60–67. (in [Biological systems], 2, 206–209. (in Ukraine). Ukraine). Taktadžan, A.L. (1978). Florystyčeskye oblasty Zemly Yarkov, S., Paranko, I.(2013). Antropohenni [Floral areas of the Earth]. Lenynhrad: Nauka. landshafty – krok do perekhodu biosfery v (in Russian). noosferu (na prykladi vyvchennia suchasnykh Tarasov, V. V., Romanenko, V. N., landshaftiv Kryvorizhzhia) [Antropogenic Novozhilov S. M., Lebedinets N. L. (2003). landscapes is a phase in the transition of the Zakonomernosti samozarastaniya biosphere into the noosphere]. Fizychna tehnogennyih territoriy gornorudnyih heohrafiia Naukovi zapysky [Physical predpriyatiy [The laws of self-overgrown man- Geography Scientific Notes], 1, 36–42. (in made territories of mining enterprises]. Visny`k Ukraine). Dnipropetrovs`kogo derzhavnogo agrarnogo Zverkovsky, V. M. (1997). Fitomelioracija šaxtnyx universy`tetu [News of dnipropetrovsk state vidvaliv v Zaxidnomu Donbasi [The agrarian university], 2, 31–35. (in Russian). phytomelioration of mine dumps in the Western Tarasov, V. V. (2005). Flora Dnipropetrovs`koyi ta Donbass]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal Zaporiz`koyi oblastej. Sudy`nni rosly`ny`. [Ukrainian Botanical Journal], 54 (5), 474–481. [Flora Dnipropetrovsk and Zaporizhzhya (in Ukraine). regions. Vascular plants. Biology and

130 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 131-137 doi: 10.15421/111838 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______Закономірності зміни складу руд Інгулецького ГЗКу

Шепелюк М. О., Євтєхов В. Д., Смірнов О. Я.

Криворізький національний університет, 37, вул. Пушкіна, м. Кривий Ріг, 50002, Україна E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Анотація. Викладені результати узагальнення та аналізу даних про геологічну по- Received 01.02.2018; зицію покладів і мінеральний та хімічний склад руд семи мінералого-технологічних Received in revised form 05.04.2018; різновидів, які складають продуктивну товщу Інгулецького родовища. Руди кож- Accepted 09.06.2018 ного різновиду характеризуються чіткою стратиграфічною прив’язкою. Першому різновиду відповідає шостий залізистий горизонт; другому – п’ятий залізистий; тре- тьому – п’ятий сланцевий; четвертому – четвертий залізистий; п’ятий різновид об’єднує верхню частину розрізу другого за- лізистого горизонту, а також третій, четвертий сланцеві та третій залізистий горизонти; шостому різновиду відповідає центра- льна частина другого залізистого горизонту; сьомому – базальні верстви другого залізистого горизонту. Оскільки для кожного стратиграфічного горизонту властива аутигенна мінералогічна зональність, мінералого-технологічні різновиди руд характе- ризуються значною неоднорідністю мінерального та хімічного складу. Додатковим фактором варіативності якісних показни- ків руд є чітко проявлена вертикальна зональність рудних покладів. Верхня їх частина складена гематитовими кварцитами (продуктами гіпергенних змін первинних магнетитових кварцитів); проміжна – мінералогічно і хімічно незміненими, але ро- зущільненими їх різновидами. Починаючи з глибини -250 м, магнетитові кварцити належать до зони цементації кори вивіт- рювання, характеризуються підвищеним вмістом заліза та показниками фізичних (густина, об’ємна маса) та технічних (міц- ність, буримість, подрібнюваність) параметрів. Зазначене ускладнює виконання оперативного та перспективного планування геологорозвідувальних, гірничодобувних робіт, збагачення руд. У зв’язку із цим необхідна актуалізація існуючої мінералого- технологічної, а на її основі – мінералого-технічної класифікацій руд.

Ключові слова: залізисто-кремниста формація, Криворізький басейн, магнетитові кварцити, хімічний склад руд, умови утворення руд, класифікація руд.

The regularities of changes ore composition Ingulets' ore mining and processing works

M.О.Shepelyuk, V.D.Evtekhov, O.Ya.Smirnov

Krivyi Rih National University, Kryvyi Rih, Ukraine. E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract. The Inhulets'ke deposit of low-grade magnetite ores (magnetite quartzites) is characterized by a complex structure of pro- ductive series, which includes five ferruginous (from the second to the sixth) and four schistose (from the third to the sixth) horizons of the Saksagan suite of the Kryvyi Rih series. All of them are stratigraphically tied: the first ore variety corresponds to the sixth ferruginous horizon; the second one to the fifth ferruginous horizon; the third one to the fifth schistose horizon; the fourth one to the fourth ferruginous horizon ; the fifth one to the combined rock mass of the second ferruginous and also the third, the fourth schistose and the third ferruginous horizons; the sixth one is tied to the central part of the second ferruginous horizon; the seventh one to the lower part of the second ferruginous horizon. Stratigraphic control of determining varieties of ores defines the high level of heteroge- neity of each variety by mineralogical, chemical, structural, textural indicators, i.e. by parameters, which determine the main indicator of iron ore raw materials that is ore dressability. All this requires updating ores classification, which must be based on the material rather than stratigraphic characteristics of ore deposits. The results of studying the chemical composition variability of ores during 2011-17 showed a steady tendency to increase the indexes of total iron content in ores (Fetot.) and iron content in the magnetite (Femagn.) with the growth of mining operations and the depth of working out ore deposits. The reason is iron repositioning from the crust of weathering to the hypergenetically unstable magnetite ores of deep (over 250 metres) hypsometric horizons, as well as iron redistribu- tion in the process of folding between the limbs and the trough of the Lichmanivska syncline which is the main geological structure of the deposit.

131 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______Key words: banded-iron formation, Kryvyi Rih basin, magnetite quartzites, mineral composition of ores, ore formation conditions, classification of ores.

Вступ. Бідні магнетитові руди (магнетитові ква- апробовані пакети статистичних комп’ютерних рцити) Інгулецького родовища, розташованого програм. на крайньому південному фланзі Криворізького Одержані дані та їх обговорення. Результати басейну (Belevtsev, 1962), розробляються, почи- узагальнення та аналізу даних про вміст голов- наючи з 1961 р.; виробляється залізорудний кон- них хімічних компонентів у складі руд були ви- центрат із вмістом заліза близько 65 мас.% (фаб- користані авторами для складання генералізова- рика №1) і 68 мас.% (фабрика № 2). Родовище є них характеристик руд семи мінералого-техно- унікальним за кількістю стратиграфічних гори- логічних різновидів та встановлення закономір- зонтів у складі продуктивної товщі [Ahkozov, ності зміни вмісту заліза в складі руд з розвитком 1982, Pedan, 1973]. Видобуваються руди п’яти за- фронту гірничодобувних робіт за період з 2011 лізистих (від другого до шостого) та чотирьох до 2017 р. (від третього до шостого) сланцевих горизонтів. Різновид І. Магнетитові руди мінералого-техно- За існуючою класифікацією, руди об’єднані в сім логічного різновиду І складають шостий залізис- мінералого-технологічних різновидів (сортів). тий горизонт саксаганської світи. В зв’язку з чіт- Велика кількість різних за мінеральним складом кою стратиграфічною прив’язкою руди цього рі- руд обумовлює високий рівень варіативності за- зновиду характеризуються мінералогічною та хі- гального вмісту заліза (Feзаг.) і вмісту заліза в мічною неоднорідністю. В розрізі шостого залі- складі магнетиту (Feмагн.) – головних показників зистого горизонту переважають залізнослюдко- якості руди. Додатковим фактором зміни складу магнетитові кварцити, підпорядковане значення руд є значне заглиблення кар’єру (в поточний час мають магнетит-залізнослюдкові і магнетитові його глибина понад 400 м) і розширення фронту (червоношаруваті та сірошаруваті) кварцити. Ло- гірничодобувних робіт. кально руди були змінені в зв’язку з натрієвим Протягом майже 60 років експлуатації родовища метасоматозом, який проявився їх егіринізацією в зв’язку з суттєвою зміною хімічного складу руд та рибекітизацією (Evtehov 1989, Kalyaev 1965, нагромаджуються прояви недостатньої відповід- Kushev 1972, Pirogov 1975). В зв’язку з відгон- ності показників якості руд параметрам, одержа- кою кремнезему відпрацьованими метасоматизу- ним з використанням існуючої їх мінералого-те- ючими розчинами із зон егіринізації та рибекіти- хнологічної класифікації. В зв’язку з цим назріла зації, тіла натрієвих метасоматитів часто обрам- необхідність актуалізації мінералого-генетичної, лені малопотужними (до 10 м) зонами оквар- мінералого-технологічної та інших класифікацій цування руд. В зонах розривних порушень руди руд родовища. цього різновиду зазнали дроблення, брекчійу- Мета роботи – визначення головних тенденцій вання, іноді катаклазу, мілонітизації [Belevtsev зміни якісних показників руд зі збільшенням 1962, Eliseyev, 1961]. Метасоматоз і тектогенез глибини експлуатації Інгулецького родовища. значною мірою вплинули на якісні показники Об’єкт дослідження – магнетитові кварцити руд. В цілому вони відносяться до найбільш ви- продуктивної товщі Інгулецького родовища. сокозалізистих руд родовища: загальний міст за- Предмет дослідження – мінеральний і хімічний ліза (Feзаг.) в їх складі коливається від 35 до 40 склад магнетитових кварцитів. мас.%, середній показник – 38,00 мас.%; вміст за- Вихідний матеріал і методика роботи. Були ліза в складі магнетиту (Feмагн.) змінюється від 29 узагальнені й проаналізовані дані про загальний до 35 мас.%, в середньому становить 32,68 мас.% вміст заліза та вміст заліза в складі магнетиту, (табл. 1). Аналіз результатів скороченого фазо- одержані протягом 2011-17 рр. для руд всіх міне- вого аналізу руд за період 2012-17 рр. показав, ралого-технічних різновидів, які виділяються в що з розвитком фронту, поглибленням гірничо- продуктивній товщі родовища. Результати добувних робіт спостерігається чітка тенденція хімічних аналізів були одержані в фондах до зростання значень хімічних показників якості ІнГЗКу та Криворізького національного універ- руд (рис. 1). ситету. В процесі створення банку вихідних да- них, їх обробки та аналізу використовувались

132 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______

а б Рис. 1. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в рудах І різновиду з глибиною відпрацювання родовища.

Різновид ІІ. Як і магнетитові руди мінералого- Різновид ІІІ. Поклади руд цього різновиду також технологічного різновиду І, руди різновиду ІІ чі- характеризуються стратиграфичною приналеж- тко стратиграфично прив’язані, складають ністю: вони складають п’ятий сланцевий гори- пя’тий залізистий горизонт саксаганської світи зонт. Петрографічна й мінералогічна неоднорід- внаслідок чого також характеризуються значною ність руд обумовлена аутигенно-метаморфоген- мінералогічною, хімічною неоднорідністю. В їх ною зональністю (Pedan 1973, Hodyush 1967) складі переважають червоношаруваті (залізнос- п’ятого сланцевого горизонту: центральні час- людко-вмісні) магнетитові кварцити, підпоряд- тини його розрізу складені верствами силікат- коване значення мають сірошаруваті (силікат- магнетитових кварцитів, периферійні – магне- вмісні) магнетитові кварцити та синьошаруваті тит-силікатних з проверстками бідних магнетит- залізнослюдко-магнетитові кварцити. В зоні ко- вмісних силікатних кварцитів та сланців. Кількі- нтакту з п’ятим і шостим сланцевим горизонтом сно переважають магнетит-силікатні кварцити. відзначаються малопотужні верствоподібні та лі- Зрідка в центральних зонах горизонту відзнача- нзовидні тіла силікат-магнетитових кварцитів. ються лінзовидні тіла сірошаруватих магнетито- Руди різновиду ІІ, як і різновиду І, локально за- вих кварцитів. Досить поширені зони дроблення, знали дії натрієвого метасоматозу та розривної виповнені брекчіями, іноді катаклазитами, міло- тектоніки. Внаслідок цього серед них присутні нітами залізистих кварцитів і сланців; локально продукти їх егіринізації, рибекітизації, оквар- брекчії та прилеглі зони тектонічно непоруше- цування, брекчіювання, катаклазу, мілонітизації них руд зазнавали вторинного окварцування. За (Belevtsev 1962, Evtehov 1989, Eliseyev, 1961, хімічним складом руди різновиду ІІІ відносяться Kalyaev 1965, Kushev 1972, Pirogov 1975). Хіміч- до найбільш бідних руд родовища: загальний ний склад руд різновиду ІІ близький до складу міст заліза коливається від 30 до 37 мас.% серед- руд різновиду І: загальний міст заліза колива- ній показник – 34,04 мас.%; вміст заліза в складі ється від 36 до 42 мас.%, середній показник – магнетиту – від 19 до 31 мас.%, середній показ- 38,02 мас.%; вміст заліза в складі магнетиту – від ник – 26,44 мас.%. Для руд цього різновиду та- 31 до 39 мас.%, середній показник – 34,53 мас.%. кож чітко проявлена тенденція до зростання вмі- Як і для руд різновиду І, для руд різновиду ІІ ха- сту заліза зі збільшенням глибини гірничодобув- рактерна тенденція до зростання значень хіміч- них робіт (рис. 3). них показників їх якості з глибиною відпрацю- вання родовища (рис. 2).

а б Рис. 2. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд ІІ різ- новиду з глибиною відпрацювання родовища. 133 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______

а б Рис. 3. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд ІІІ різ- новиду з глибиною відпрацювання родовища.

Різновид ІV. Тіла руд цього різновиду відповіда- проверсток магнетит- і ставроліт-вмісних гра- ють четвертому залізистому горизонту саксаган- нат-кумінгтоніт-кварц-біотитових сланців. Не- ської світи. Руди також петрографічно й мінера- численнні зони дроблення складені брекчіями, логічно неоднорідні. В розрізі четвертого залізи- іноді катаклазитами, мілонітами залізистих квар- стого горизонту більш чітко в порівнянні з цитів і сланців четвертого залізистого горизонту. п’ятим і шостим залізистими горизонтами прояв- Локально брекчії та прилеглі зони тектонічно не- лена аутигенно-метаморфогенна мінералогічна порушених залізистих порід зазнавали вторин- зональність (Pedan 1973, Hodyush 19670). Вона ного окварцування. Високий рівень мінералогіч- фіксується зміною в напрямку від центральних ної варіативності обумовлює значні коливання до периферійних зон розрізу горизонту верств, показників хімічного складу руд: загальний міст складених наступними мінеральними відмінами заліза коливається від 30 до 40 мас.% середній залізистих кварцитів: залізнослюдко-магнети- показник – 35,89 мас.%; вміст заліза в складі ма- тові → магнетитові червоношаруваті → магнети- гнетиту – від 15 до 35 мас.%, середній показник тові сірошаруваті → силікат-магнетитові → маг- – 30,19 мас.%. Як і для руд вище описаних різно- нетит-силікатні. У верхній частині розрізу гори- видів, для руд різновиду ІV характерна тенденція зонту присутній також малопотужний (до 10 м) до зростання вмісту заліза з глибиною відпрацю- вання родовища (рис. 4).

а б Рис. 4. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд ІV різ- новиду з глибиною відпрацювання родовища.

Різновид V. На відміну від руд інших мінера- вмісні силікатні кварцити, нерудні силікатні ква- лого-технологічних різновидів, руди різновиду рцити та магнетит-вмісні кварц-силікатні сланці. V складають не один, а чотири стратиграфічних В складі верстви висячої пачки другого залізис- горизонти саксаганської світи: четвертий і третій того горизонту присутні лінзовидні тіла магне- сланцеві горизонти, третій залізистий горизонт, а тит-вмісних гранат-кумінгтоніт-кварц-біотито- також висячу пачку другого залізистого горизо- вих сланців. В складі третього і четвертого слан- нту, яка безпосередньо прилягає до третього сла- цевих горизонтів переважають магнетит-вмісні нцевого горизонту. В петрографічному та міне- кварц-силікатні сланці з прошарками магнетит- ралогічному відношеннях руди цього різновиду силікатних, силікатних і мономінеральних квар- також дуже неоднорідні. Кількісно переважають цитів. В східному і західному крилах Лихманів- магнетит-силікатні кварцити, підпорядковане ської синкліналі, меншою мірою в її замковій ча- значення мають силікат-магнетитові, магнетит- стині в розрізах рудних тіл спостерігаються зони 134 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______дроблення, брекчіювання, іноді катаклазу та мі- показник – 31,92 мас.%; вміст заліза в складі ма- лонітизації залізистих кварцитів і сланців. Ло- гнетиту – від 15 до 26 мас.%, середній показник кально руди цього різновиду вторинно окварцо- 22,04 мас.%. В рудних покладах також проявлене вані. Руди різновиду V відносяться до найменш закономірне зростання вмісту заліза з глибиною якісних руд родовища. Загальний міст заліза в їх та розширенням фронту відпрацювання родо- складі коливається від 25 до 35 мас.% середній вища (рис. 5).

а б Рис. 5. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд V різ- новиду з глибиною відпрацювання родовища.

Різновид VI. Руди цього різновиду складають залізнослюдко-магнетиових кварцитів. У напря- центральну частину другого залізистого гори- мку до периферійних частин розрізу покладу їх зонту – найбільш потужного в продуктивній то- змінюють потужні верстви червоно- та сіроша- вщі родовища. Межу рудної верстви цього різно- руватих магнетитових і силікат-магнетитових виду у висячому (контакт з тілами руд різновиду кварцитів. Таким чином, поклад руд різновиду V) та лежачому (з тілами руд різновиду VII) про- VI складений найбільш високозалізистими ру- водять з урахуванням двох показників: 1) за вмі- дами другого залізистого горизонту. В східному стом Feмагн, який у рудах різновиду VІ перевищує і західному крилах, меншою мірою в замковій 20 мас.%; 2) за вмістом силікатів, які в незначній частині Лихманівської синкліналі фіксуються кількості присутні в рудах різновиду VІ, а в зони дроблення, брекчіювання, іноді катаклазу, складі руд висячого і лежачого боків є основ- мілонітизації та вторинного окварцування руд. В ними породоутворювальними мінералами і які в хімічному відношенні руди цього різновиду висячому боці представлені приблизно в рівному більш однорідні в порівнянні з рудами інших рі- співвідношенні біотитом і кумінгтонітом, а в ле- зновидів. Загальний міст заліза в їх складі коли- жачому боці – кумінгтонітом з незначною вається від 25 до 37 мас.% середній показник – домішкою біотиту, хлориту. Для покладів руд 33,00 мас.%; вміст заліза в складі магнетиту – від цього різновиду також характерна петрографі- 15 до 26 мас.%, середній показник 25,19 мас.%. чна, мінералогічна неоднорідність, обумовлена Також фіксується поступове зростання вмісту за- проявом аутигенно-метаморфогенної зонально- ліза в складі руд у процесі експлуатації родовища сті другого залізистого горизонту (Pedan 1973, (рис. 6). Hodyush 1967). Центральна частина рудного по- кладу складена малопотужними проверстками

а б Рис. 6. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд VI різ- новиду з глибиною відпрацювання родовища. 135 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______

Різновид VIІ. Рудами цього мінералого-техноло- виділяються зони дроблення, брекчіювання, гічного різновиду складена базальна частина іноді катаклазу та мілонітизації залізистих квар- другого залізистого горизонту. Межа рудної вер- цитів. Локально руди зазнали вторинного оквар- стви в її висячому боці з верствою руд різновиду цування. Загальний міст заліза (Feзаг.) в складі VI проводиться за вмістом у складі руд Feмагн. руд цього різновиду коливається від 25 до 40 близько 20 мас.% (реально цей показник може мас.% середній показник 30,83 мас.%; вміст за- досягати 25 мас.%). Руди мінералого-технологіч- ліза в складі магнетиту – від 15 до 26 мас.%, се- ного різновиду VII в петрографічному і мінера- редній показник 19,23 мас.%. Для руд різновиду логічному відношенні більш однорідні в порів- VII також фіксується поступове зростання вмісту нянні з рудами інших різновидів. Вище зазнача- заліза зі збільшенням глибини і розширення фро- лось, що для другого залізистого, як і інших стра- нту відпрацювання родовища (рис. 7). тиграфічних горизонтів саксаганської світи хара- Узагальнення результатів хімічних аналів руд ктерна аутигенно-метаморфогенна мінералогі- виявило дві їх особливості: 1) значну варіатив- чна зональність (Pedan 1973, Hodyush 1967). ність кожного мінералого-технологічного різно- Руди цього різновиду складають верству кумін- виду за показниками загального вмісту заліза і гтоніт-магнетитових і магнетит-кумінгтонітових вмісту заліза в складі магнетиту; 2) спільну для кварцитів лежачого боку другого залізистого го- всіх мінералого-технологічних різновидів руд ризонту. Локально в розрізі цієї верстви присутні тенденцію до зростання показників вмісту обох лінзовидні тіла сірошаруватих магнетитових форм заліза зі збільшенням глибини відпрацю- кварцитів. В східному та західному крилах, мен- вання рудних покладів і розширенням фронту шою мірою в замковій частині Лихманівської гірничодобувних робіт. синклиналі в розрізах рудних тіл цього різновиду

а б Рис.7. Характер зміни загального вмісту заліза (Feзаг. – а) та вмісту заліза в складі магнетиту (Feмагн. – б) в складі руд VIІ різновиду з глибиною відпрацювання родовища.

Перше пояснюється мінералогічною неоднорід- – міграцією хімічних компонентів у розрізі кори ністю руд мінералого-технологічних різновидів вивітрювання залізисто-кремнистої формації і які виділяються у відповідності з їх класифіка- пов’язаним з цим перевідкладенням заліза, роз- цією, прийнятою геологічною службою ІнГЗКу. чиненого на рівні верхніх гіпсометричних гори- Класифікація була розроблена наприкінці 60-х та зонтів (від +60 до -100 м) у рудах більш глибоких на початку 70-х років ХХ ст. Виділення мінера- гіпсометричних горизонтів (понад -250 м); лого технологічних різновидів відбувалось у – міграцією рудоутворювальних хімічних компо- процесі залучення до розробки руд п’яти залізи- нентів в процесі формування Лихманівської син- стих горизонтів, що обумовило стратиграфічну кліналі – головної геологічної структури родо- прив’язку різновидів руд. У поточний час така вища,– яке спричиняло перерозподіл кремнезему класифікація руд сприймається як застаріла. і оксидів заліза між ділянками рудних покладів у Причина зростання вмісту заліза в складі руд крилах та замковій частині складки, на що звер- усіх різновидів зі збільшенням глибини відпра- тали увагу попередні дослідники (Tokhtuev цювання рудних покладів і розширенням фронту 1973). Кремнезем, більш міграційноздатний у гірничих робіт не з’ясована. На думку авторів, це метаморфогенних розчинах, мігрував з крил могло бути пов’язане з двома геологічними про- складки які зазнавали стиснення, до її шарніру. цесами: Менш хімічно активне залізо концентрувалось у вигляді магнетиту, гематиту, силікатів у рудних 136 Shepelyuk M.О., Evtekhov V.D., Smirnov O.Ya. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 131-137 ______покладах на крилах синкліналі. Гірничодобувні deposits]. Publ. house of Acad. of Sci. of the роботи в кар’єрі Інгулецького ГЗКу спрямовані UkrSSR, Kyiv, Vol. 1, 484. (in Russian). від шарніру до крил Лихманівської синкліналі. З Evtekhov, V.D., Zarayskiy, G.P., Balashov, V.N., Vale- цим пов’язане постійне закономірне зростання yev O.K. (1989). Eksperimentalnoye issledo- вмісту заліза в складі видобутої руди. vaniye natriyevogo metasomatoza v zhelezistyh kvartsitah dokembriya [Experimental study of so- Можливий також спільний вплив на хімічний dium metasomatism in ferruginous quartzites of склад руд обох факторів. the Precambrian]. Precambrian metasomatites and Зміни хімічного складу магнетитових кварцитів their ore-bearance. Moskva: Nauka, 248-259 (in родовища не тільки вплинули на їх якісні показ- Russian). ники, але також спричинили зміни їх щільнис- Eliseyev, N.A., Nikolskiy, A.P., Kushev, V.G. (1961). них, міцнісних показників. В зв’язку з цим необ- Metasomatity Krivorozhskogo rudnogo poyasa хідне комплексне вивчення змін складу й власти- [Metasomatites of Krivoy Rog ore belt]. Works of востей руд з глибиною та актуалізація існуючих Laboratory of Precambrian geology of Acad. of мінералого-генетичної, мінералого-технологіч- Sci. of the USSR, Moscow-Leningrad: Publ. house ної, мінералого-технічної їх класифікацій, на of Acad. of Sci. of the USSR, is.13, 204 (in Rus- sian). яких грунтується оптимізація сучасного оціню- Kalyaev, G.I. (1965). Tektonika dokembriya Ukrainskoy вання якості руд, проведення буро-вибухових, zhelezorudnoy provintsii. [Precambrian tectonics гірничодобувних робіт, транспортуванні рудної of the Ukrainian iron ore province]. Kiev: Nau- маси та збагачення руд. kova Dumka, 190 (in Russian). Висновки Kushev V.G. (1972). Shchelochnyye metasomatity 1. Продуктивна товща Інгулецького родовища dokembriya. [Alkaline metasomatites of the Pre- Криворізького басейну є унікальною за кількі- cambrian]. Leningrad: Nedra, 190 (in Russian). стю стратиграфічних горизонтів які входять до її Pedan, M.V. (1973). Osobennosti ritmichnoy sloistosti складу – п’ять залізистих і чотири сланцевих. Ви- zhelezistyikh porod yuzhnogo zamykaniya Lih- діляються сім мінералого-технологічних різно- manovskoy sinklinali [Peculiarities of rhythmic stratification of ferruginous rocks of the southern видів руд. fault closing of the Likhmanovskaya syncline]. 2. Недоліком мінералого-технологічної класифі- Geological structure and prospects of ore mineral- кації руд є стратиграфічна прив’язка їх різнови- ization in Krivoy Rog at great depths, Kiev: Nau- дів. Через це до складу кожного з мінералого- те- kova dumka, 81-84 (in Russian). хнологічних різновидів руд входить декілька мі- Pirogov, B.I., Evtekhov, V.D., Arkhipov, A.S., Har- нерав на сайті як оформити логічних різновидів, tanovich, P.N. (1975). Nekotoryye mineralogo- що спричиняє високу варіативність головних по- geohimicheskiye zakonomernosti metasomatoza казників якості руд – загального вмісту заліза zhelezistykh kvartsitov Severnogo Krivorozhya [Some mineralogical and geochemical regularities (Feзаг.) та заліза в складі магнетиту (Feмагн.). 3. Незважаючи на внутрішню варіативність хімі- of the metasomatism of ferruginous quartzites of Northern Krivoy Rog]. Mineralogical review чного складу кожного з семи різновидів руд, для (Lviv), N 29, is. 1, 35-41 (in Russian). всіх їх чітко проявлений тренд до зростання вмі- Tokhtuev, G.V., Chubar, G.G. (1973). O pereraspre- сту заліза з глибиною розробки рудних покладів deliniyi zheleza v zhelezistykh kvartsitah pri і розширенням фронту відпрацювання родо- tektogeneze (na primere Yuzhnogo i Novokrivo- вища. rozhskogo GOKov [Concerning the redistribution of iron in ferruginous quartzites during tectogene- References sis (the case of Southern and Novokrivorozhskiy Ore Mining and Processing Works)]. Geological Ahkozov, Yu.L., Kupovets, V.A., Kopertekhin, I.A. structure and prospects for ore mineralization in (1982). Nekotoryye geologo-mineralogicheskiye Krivoy Rog at great depths, Kiev: Naukova faktory, opredelyayushchiye svoystva rud In- dumka, 63-67 (in Russian). guletskogo mestorozhdeniya [Some geological Hodyush, L.Ya. (1967), Autigenno-mineralogicheskaya and mineralogical factors determining the proper- zonalnost kak odin iz kriteriyev raschleneniya i ties of Ingulets ore deposit]. Mining Journal, N2, sopostavleniya zhelezorudnykh tolshch v 9-10 (in Russian). zhelezisto-kremnistykh formatsiyakh dokembriya Belevtsev, Ya.N., Tokhtuev, G.V., Strygin, A.I., Melnik, (na primere Belozerskogo zhelezorudnogo rayona) Yu.P., Kalyayev, G.I., Fomenko, V.Yu., [Authigenic mineralogical zonation as one of the Zagoruyko, L.G., Molyavko, G.I., Polovko, N.I., criteria for the stratification and comparison of Dovgan’, M.N., Ladieva, V.D., Zhukov, G.V., iron-bearing strata in the banded iron formations of Yepatko, Yu.M., Shcherbakov, B.D. (1962). the Precambrian (the case of Belozerskyi iron ore Geologiya Krivorozhskih zhelezorudnyh region)]. Problems of studying the geology of the mestorozhdeniy [Geology of Kryvyi Rih iron ore Precambrian, Leningrad: Nauka, 243-249 (in Rus- sian)

137 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 138-147 doi: 10.15421/111839 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______Risk of man-made and ecological disasters at the filter stations in the Donetsk and Luhansk regions

О. Ulytsky, V. Yermakov, O. Buglak, О. Lunova

State Ecological Academy of Postgraduate Education and Management, Kyiv e-mail: [email protected]

Abstract. The ecological situation in the territories of Donetsk and Luhansk regions in the Received 14.04.2018; context of the military conflict which began in early 2014 is unstable and requires a timely Received in revised form 03.05.2018; resolution. Military conflicts lead to a number of dangerous impacts on soils and Accepted 26.05.2018 landscapes, surface and underground waters, vegetation and fauna, and military actions significantly increase the risk of emergencies in industrial enterprises and infrastructural facilities. Conflicts occurring in industrially developed territories with a large number of environmentally hazardous enterprises and objects constitute a particular danger to the environment. This article considers critical infrastructural objects on the example of objects of water supply (filtering stations) of Donetsk and Luhansk regions. Damage to or destruction of these objects threatens national security, the economy, and the health and safety of the population. Water supply facilities require the attention and access of international experts for preventing man-made and ecological disasters. An expert evaluation was carried out to assess the environmental threats and risks, existing threats were identified, an information and analytical system was developed, and recommendations were issued for minimizing the risks of man-made and ecological disasters. The current risk of an industrial accident with significant environmental consequences occurring in the course of the conflict is in the range from "low" to "average". According to an expert assessment within the framework of the OSCE Project Coordinator's study in Ukraine, in the course of development of any adverse scenarios, the potential danger of emergencies with serious environmental consequences remains significant. With large volumes of liquid chlorine emissions into the air, the population living in the zone of possible chemical contamination can be subjected to a severe degree of poisoning, which will lead to lethal consequences and a large number of victims. Economic development of Donetsk and Lugansk regions without the obligatory consideration of environmental factors is impossible. Ensuring the rehabilitation of the ecology of Donetsk and Luhansk oblasts is an important factor in bringing environmental protection activities in the region into line with the requirements of environmental safety in the current social and economic conditions and making these activities an integral part of the sustainable economic and social development of Ukraine.

Keywords: water supply, filter station, potable water, ecological safety, threats and risks, integral criterion.

Ризики виникнення техногенно-екологічних катастроф на фільтрувальних станціях Донецької та Луганської областей України

О.А. Улицький, В.М. Єрмаков, О.В. Буглак, О.В. Луньова

Державна екологічна академія піcлядіпломної освіти та управління, Київ, e-mail: [email protected]

Анотація. Екологічна ситуація на територіях Донецької та Луганської областей в умовах воєнного конфлікту, що триває з початку 2014 року, нестабільна і потребує якнайшвидшого вирішення. Воєнні конфлікти спричинюють цілу низку небезпечних впливів на ґрунти та ландшафти, поверхневі і підземні води, рослинність і тваринний світ, бойові дії значно збільшують ризики виникнення аварійних ситуацій на промислових підприємствах та інфраструктурних об'єктах. Особливу небезпеку для довкілля становлять конфлікти, що відбуваються на промислово розвинених територіях з великою кількістю екологічно небезпечних підприємств та об’єктів. У статті розглянуто об’єкти критичної інфраструктури на прикладі об’єктів водопостачання (фільтрувальних станцій) Донецької та Луганської областей, недієздатність або знищення яких загрожують національній безпеці, економіці, здоров’ю та безпеці життєдіяльності населення. Об’єкти водопостачання потребують уваги і доступу міжнародних експертів для попередження надзвичайних ситуацій екологічного та техногенного характеру. Для з’ясування екологічних загроз і ризиків визначено наявні загрози, проведено експертне оцінювання, розроблено інформаційно-аналітичну систему та надано рекомендації щодо мінімізації ризиків виникнення техногенно-екологічних 138 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______катастроф. Сучасний ризик виникнення в ході конфлікту промислової аварії зі значними екологічними наслідками перебуває в межах від "низького" до "середнього". Згідно з експертною оцінкою в рамках дослідження Координатора проектів ОБСЄ в Україні під час реалізації будь-яких несприятливих сценаріїв потенційна небезпека аварійних ситуацій із серйозними екологічними наслідками залишається значною. За великих обсягів викиду рідкого хлору в атмосферне повітря населення, що проживає в зоні можливого хімічного зараження, може отримати важкий ступінь отруєння, що призведе до летальних наслідків та великої кількості жертв. Економічний розвиток Донецької та Луганської областей без обов’язкового врахування екологічних факторів неможливий. Забезпечення відновлення екології Донецької та Луганської областей являє собою важливий чинник для приведення природоохоронної діяльності в регіоні у відповідність із вимогами екологічної безпеки в сучасних соціальних та економічних умовах та невід'ємну складову сталого економічного та соціального розвитку України.

Ключові слова: водопостачання, фільтрувальна станція, питна вода, екологічна безпека, загрози та ризики, інтегральний критерій.

Introduction. The ecological situation in the were wounded on the territory of the pumping sta- territories of Donetsk and Luhansk regions in the tion of the Siversky Donets-Donbas Channel and the context of the military conflict which began in early water supply equipment was damaged. Accidents at 2014 is unstable and requires an early resolution the pumping stations led to the stoppage of water (Kravchenko О., 2015). supply in several cities of Donetsk region. Military conflicts lead to a number of Volnovakha district remained completely without dangerous impacts on soils and landscapes, surface water. As a result of the bombing on July 2, the first and underground waters, vegetation and fauna, and rise of the Siversky Donets Donbas Channel was military actions significantly increase the risk of damaged, following which an employee of the En- emergencies in industrial enterprises and terprise "Voda Donbassa" was fatally injured. infrastructural facilities. Conflicts occurring in Material and methods. The purpose of this study is industrially developed territories with a large to find out the main problems of continuous provi- number of environmentally hazardous enterprises sion of quality potable water for residents the terri- and objects constitute a particular danger to the tories of Donetsk and Luhansk regions , both those environment (Timochko Т., 2016). controlled and uncontrolled by the Ukrainian author- In the conditions of the lack of official ities, and the identification of threats and risks of information on the state of the environment in man-made and ecological disasters at the filter sta- eastern Ukraine for assessing the damage done tions and ways of avoiding them. within the framework of the provision of services, all Modern ecological problems of the Donbas available sources of information were analyzed and concern not only the violation of ecosystems or summarized, which made it possible to form a vision natural protected areas, but also the living conditions of the level of environmental hazard. of the population, namely the prevention of pollution Ensuring the rehabilitation of the ecology of of sources of drinking water. The level of ecological Donetsk and Luhansk regions is an important factor and man-made danger of the Donbas has always in bringing environmental protection activities in the been conditioned by the presence of critical region into line with the requirements of infrastructure objects on its territory, which includes environmental safety in the current social and filter stations (Bondar О., 2017). economic conditions and making these activities an The main source of the water supply in the integral part of the sustainable economic and social Donetsk and Luhansk regions is the river Siversky development of Ukraine (Semerak O., 2018). Donets. In the water supply system of the settlements The level of security in a zone of military of Donetsk and Lugansk regions, filter stations play conflict is determined by the magnitude of the an important role in purifying (lighting), disinfecting impact of the negative processes that occur and lead and bringing the chemical and biological to social tension (environmental problems, social composition of water extracted from the river conflicts) in the country. Therefore, one of the Siversky Donets within the norms of drinking water strategic approaches to Ukraine's natural and in accordance with the requirements of the State technological safety in the area of hostilities should Sanitary Norms and Rules “Hygienic requirements be the principle of non-zero risk, which requires the for drinking water intended for human consumption” establishment of an effective system of economic (Rudko G., 2016). mechanisms to ensure the safety of people, nature Altogether in the Donetsk and Luhansk and society. regions there are more than 20 filtering stations, Economic development of Donetsk and Lu- which provide about 5.5 million people with gansk regions without the obligatory consideration drinking water, the location of the stations is shown of environmental factors is impossible. in Fig. 1 As a result of the fighting on June 10, 2014, two workers of the Enterprise "Voda Donbassa" 139 Fig. 1. Scheme of water supply in the Donetsk region

It should be noted that in the controlled terri- situations, and in case of such situations, to quickly tory, central executive bodies and local authorities, locate and eliminate them (Mіnprirodi, 2017). whose areas of management include filter stations, Today the threat of damage to such objects is have the opportunity to control the development of quite large because of the ongoing hostilities Partic- events related to the operation of the facility, which ular attention should be paid to critical infrastruc- allows them to take measures to prevent emergency tural objects located on the contact line or close to it. 140 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______Given the location of objects, in case of an accident, 1. «Starokrymsk filter stations № 1, 2 Enterprise the localization and elimination of the consequences «Voda Donbassa» of an emergency can be complicated because of the 2. «Gorlivka filter stations № 1, 2 Enterprise «Voda inability to access the damaged places. Donbassa»; 3. Donetsk filter station Enterprise «Voda The main filtering stations (FS) of the region Donbassa»; include: 4. Verkhnokalmiusk filter station Enterprise «Voda Donbassa»; 5. Zakhidna filter station Enterprise «Popasnyansky rayonnyi Vodokanal».

Starokrymsk filter stations are located near the city of Mariupol in Donetsk region (Fig.2). The main activity is cleaning and supplying drinking water to the population. Filter station № 1 was put into operation in 1936. Filter stations № 1, 2 together provide drinking water to about 500 thousand consumers in such settlements as Berdyansk, Shyroka Balka, Pokrovske, Kalynivka, Vynogradne and the city of Mariupol.

Fig. 2. Starokrymsk filter stations № 1, 2 Enterprise «Voda Donbassa»

Gorlivka filter stations are located near the city of Gorlivka in Donetsk region (Fig.3). The main activity is cleaning and supplying drinking water to the population. Filter station № 1 was put into operation in 1958. The design capacity of the station № 1 is 68 000 m3/day, in fact – 47 000 m3/day. Filter station № 2 was put into operation in 1964 and together the stations provide drinking water to such cities as Gorlivka, Toretsk.

Fig. 3. Gorlivka filter stations № 1, 2 Enterprise «Voda Donbassa»

141 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______

Donetsk filter station is located near the Kruta Balka of Yasynuvata district in Donetsk region (Fig.4). The main activity is cleaning and supplying drinking water to the population. The filter station was put into operation in 1981. The filter station provides drinking water to such cities as Avdiivka, Mariinka, Krasnogorivka and , partly, Donetsk.

Fig .4. Donetsk filter station Enterprise «Voda Donbassa»

Verkhnokalmiusk filter station is located near the Mineralne of Yasynuvata district in Donetsk region and located on temporarily occupied territory (Fig.5). The main activity is cleaning and supplying drinking water to the population. The filter station was put into operation in 1959.

Fig. 5. Verkhnokalmiusk filter station Enterprise «Voda Donbassa»

142 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______

Zakhidna filter station is located near the Bilogorivka of Popasna district in Luhansk region (Fig.6). The main activity is cleaning and supplying drinking water to the population. The filter station was put into operation in 1992.

Fig. 6. Zakhidna filter station Enterprise «Popasnyansky rayonnyi Vodokanal»

In the process of water purification liquid chlorine is used. Filter stations have chlorine and reagent farms where liquid chlorine is stored in pressurized containers, which creates preconditions for the occurrence of man-made and ecological disaster in case of damage and depressurization of capacities. The technological indicators of the above-mentioned FS and the integral criterion for assessing threats and risks are given in Table 1.

Table 1. Integral criterion for estimating threats and risks of filtering stations Number of Capacity (in fact) Integral № Name Location consumers, thousand, m3/day criterion thousand «Gorlivka filter stations № 1, 2 1 Gorlivka 187 370 1,219321734 Enterprise «Voda Donbassa» Donetsk filter station Enterprise Kruta 2 140 350 1,219321734 «Voda Donbassa» Balka Verkhnokalmiusk filter station 3 Mineralne 320 550 1,219321734 Enterprise «Voda Donbassa» Zakhidna filter station Enterprise 4 «Popasnyansky rayonnyi Bilogorivka 60 1 000 1,219321734 Vodokanal» «Starokrymsk filter stations № 1, 5 Mariupol 105 500 1,219321734 2 Enterprise «Voda Donbassa»

Discussion. Due to damage to pressure vessels in the case of the release of liquid chlorine into the which retain liquid chlorine its uncontrolled release atmospheric air, the area of the zone of possible into the atmosphere is possible, which will lead to chemical contamination will be from 2 km2 to pollution of the environment and poisoning of peo- 30 km2. At the same time, the number of people in ple (Bilyavsky G., 2006). It should be noted that one the predicted zone of chemical contamination in case kilogram of liquid chlorine, when interacting with of an accident in places of storage of chlorine can oxygen, is converted into 315 liters of gaseous chlo- range from 0.3 thousand to 90 thousand people de- rine, which is rapidly expelled by the wind. Taking pending on the direction of the wind. into account the features of each of the filter stations,

143 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______

Considering that the majority of these filter A vector of threats and risks stations located close contact line, there is a high ={ } Pvp Pvp1,,Pvpn Pvpij probability of damage and depressurization of consisting of components containers of chlorine and its subsequent (i =1,n, j =1,3) uncontrolled release into the atmosphere, which , is an integral assessment of the can lead to mass poisoning of the population. The corresponding i threat under the corresponding j population living in the zone of possible chemical - criterion. For example, for the 1st threat: contamination can receive a severe degree of poisoning in case of large volumes of liquid P = k ⋅ a + k ⋅ a + k ⋅ a , chlorine emissions into the air, and this can lead to vp11 1 11 2 12 3 13 = ⋅ + ⋅ + ⋅ lethal consequences and a large number of victims. Pvp12 k1 a21 k2 a22 k3 a23 , About 3 million people can remain without ... (1) drinking water in the event of the shutdown of filter = ⋅ + ⋅ + ⋅ stations due to the disruption of technological Pvp1n k1 an1 k2 an2 k3 an3. process (leak of chlorine), which will lead to a significant complication of the humanitarian and On the basis of the computed priority vector sanitary-epidemiological situation in the region P and will create preconditions for deterioration of vpij , one can conduct a ranking of threats based the socio-economic situation. on the selected criterion of assessment and draw up To assess possible environmental threats and a matrix of priorities. risks introduced we adopt the hierarchy analysis method (Lysychenko G., 2008).  1 2 3  L  The hierarchy analysis method is a method    x1 Pvp Pvp Pvp  Pvp  for solving multicriteria tasks with hierarchical  11 12 13 1L  structures that include both visible and  ......  P =  x P P P  P  imperceptible factors (Shmandіy V.M., 2013). This  i vpi1 vpi2 vpi3 vpiL  method was developed by the American  ......  mathematician Thomas Saati in the early 1990's   xn Pvp Pvp Pvp  Pvp  n1 n2 n3 nL  and is based on pairwise comparisons   (Saaty T.L., 1987). In addition, its application allows one to include in the hierarchy all the (2) problems, knowledge and facts available to the researcher. The Saati interval scale was used to The criteria used are the following: evaluate the threats using the pair comparison - criterion for assessing the source of the method (Zahedi F., 1986). threat; The algorithm of this method consists of the - criterion for assessing the level of threat following steps: impact; - Formation of database of characteristics of - criterion for assessing the spread of the criteria, factors and threats; threat. - Filling matrices of pairwise comparisons of For the assessment of environmental threats elements of each level by a group of experts, which and risks, an information and analytical system was includes a system analyst; developed and, together with a representative of the - Definition of eigenvectors of matrices of The Ukrainian Civil Protection Research Institute pairwise comparisons and their normalization. (UkrCPRI), an expert evaluation was made on the following hierarchical tree, shown in Fig. 7.

144 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______Assessment of threats and risks for water supply facilities in military supply in for threats conflict of andzonefacilities military water theAssessment in risks Donbas . Fig.7

145 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______

Conclusion. According to the results of research on population in case of the termination of the the environmental situation on the territory of work of the filtering stations; Donetsk and Luhansk region, it has been established - to create "security zones" with a radius of 5 that armed conflict has considerably worsened the kilometers around each of filter stations in situation with regard to the safe functioning of order to prevent their bombardment, due to critical infrastructural objects (filter stations). The their location very close to the contact line. level of threat and risk assessment reached 1.2. Summarizing the above, it should be noted Since the beginning of the conflict there have that the problems of damage to the environment due been recorded more than 500 accidents and to anthropogenic impact and the armed conflict in violations of the normal mode of operation of the eastern Ukraine require increased attention to the critical infrastructural objects, some of which solution of environmental problems at all levels of created environmentally hazardous situations. the organization of society and the search for the Significant numbers of them remain potential latest approaches to their solution. sources of emergency pollution. The current risk of an industrial accident with References significant environmental consequences occurring in the course of an industrial accident ranges from Bilyavsky G., Furduy R., Kostikov I. (2006) Osnovy "low" to "average". According to an expert ekologii [Fundamentals of ecology] textbook, assessment within the framework of the OSCE К.:«Lybid», 408 Project Coordinator's study in Ukraine, in the course Bondar О. Ulytsky О., Yermakov V. (2017) Zvit pro of development of any adverse scenarios, the nadannya poslugy “Provedennya otsinky ta vyvchennya tekhnogennogo stanu Donetskoi ta potential danger of emergencies with serious Luganskoi oblastei z metoyu rozrobky environmental consequences remains significant. recomendatsii shchodo pryrodno-resursnogo In order to prevent the occurrence of vidnovlennya na ekologichnykh zasadakh” ecological and man-made accidents and disasters, it [Report on the provision of the service is necessary to continuously monitor and analyze the "Assessment and study of the ecological and man- functioning of facilities associated with the made state of Donetsk and Luhansk regions in operation of filter stations located both in the order to develop recommendations on controlled and temporarily occupied territory of environmental rehabilitation on an ecological Donetsk and Lugansk region. basis»] Kyiv (in Ukrainian), 177 It is also necessary to conduct detailed Denisov N. D.Averin, А.Yushchuk, O.Ulytsky, ets (2017) Otsinka ekologichnoi shkody ta priorytety research on natural and artificial processes that have vidnovlennya dovkillya na skhodi Ukrainy a negative impact on the environmental situation [Assessment of environmental damage and within the Donetsk and Luhansk regions, especially environmental recovery priorities in eastern in the temporarily occupied territories due to the Ukraine] Organization for Security and Co- existence of interconnections between potentially operation in Europe (in Ukrainian), 88 high-risk objects located in the controlled and the Kravchenko О. (2015) Voenni diyi na shodi Ukrayini - temporarily occupied territory. tsivіlіzatsіynі vikliki lyudstvu [Military actions in In order to minimize the risks of man-made eastern Ukraine - civilizational challenges to hu- environmental disasters associated with the man] Lvіv: EPL, 136 operation of filter stations it is necessary: Lysychenko G., Zabulonov Y., Khmil G. (2008) Pryrodnyi tekhnogennyi ta ekologichnyi ryzyky: - to develop plans for localization and analiz, otsinka, upravlinnya [Natural man-made elimination of the consequences of accidents and environmental risks: analysis, evaluation, to high risk objects, wherever such plans are management] К.: Joint-Stock Company «Vitol» absent; (in Ukrainian), 544 - to take measures (technical calibration of Minpryrody posylyt monitoring povitrya, zemli i vody na capacities, planning and preventive Donbasi [The Ministry of Natural Resources will maintenance of their services) in order to increase monitoring of air, land and water on the prevent depressurization of pressure vessels Donbas] Retrieved from with chlorine; https://menr.gov.ua/news/31471.html - to change the technological process in the Rudko G. Yakovlev О. ets (2016) Ekologichna bezpeka vugilnykh rodovyshch [Ecological safety of coal part of replacement of liquid chlorine for deposits of Ukraine] monography, VVDBuk purification and filtration of water on Rekm, Chernivtsi (in Ukrainian), 608 sodium hypochlorite; Saaty T. L. (1987) Concepts, theory and techniques: rank - to develop and implement alternative ways generation, preservation and reversal in the of providing drinking water to the analytic hierarchy process//Decision Sciences Vol. 146 Ulytsky О., Yermakov V., Buglak O., Lunova О. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 138-147 ______18. – P. 157–177 Timochko Т. (2016) Shchodo ekologіchnogo Semerak O. (2018) Povnotsinna reintegratsiya monitoringu na Donbasі [Regarding okupovanykh terytorii nemozhlyva bez environmental monitoring on the Donbas] ekologichnoi skladovoi [Complete reintegration of Retrieved from the occupied territories is impossible without an https://hromadskeradio.org/programs/kyiv- ecological component] Retrieved from donbas/derzhava-ukrayina-ne-zaymayetsya- https://menr.gov.ua/news/32116.html ekologichnym-kontrolem-na-donbasi-tymochko Shmandіy V.M. ets (2013) Ekologіchna bezpeka: Zahedi F. (1986) The Analytic Hierarchy Process – a pіdruchnyk [Ecological safety: textbook]-Herson: survey of the method and its Oldі plyus, 366 applications//Interfaces Vol. 16, №4. – P. 96–108

147 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 148-155 doi: 10.15421/111840 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______The main components of the formation of recreational and tourism activity

V. V. Yavorska1, I. V. Hevko2, V. A. Sych1, K. V. Kolomiyets1

1Odesa I .I. Mechnykov National University, Odesa, Ukraine 2Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University

Abstract. The article considers the issues of further development of the conceptual appa- Received 22.04.2018; ratus of such a direction as recreation and tourism and the question of determining the Received in revised form 18.05.2018; various directions and components of recreation and tourism economy. The purpose of Accepted 30.05.2018 this work is to identify the main components of recreational and tourist activity as an integral part of the inter-sectoral complex. It is stressed that tourism activity can be viewed from the standpoint of the economy, because it has all the features of the economy, although this approach is not widespread. It is also possible to study the recreation and tourism sector as a type of economic activity. Recreational and tourist activity is considered as a service market, both as a social system and as an economic system. It was emphasized that in geography and regional economy, recreational and tourist activity is considered as an inter-sectoral complex. A pivotal problem is the definition of objects and entities in systemic relations, where, depending on the nature of the system, tourists can act as objects and subjects. It was established that the formation of the subject area of recreational and tourist activity is based on geographical concepts, including the concept of «tourist destination», the concept of territorial organization of the population and economy, the concept of territorial recreational systems. The position of geographers in the development of the subject area of tourism enhances resource orientation of tourism activity; we note that the resource is both population and tourist destinations. In the article we considered the Ukrainian taxonomy of types of economic activities, which are directly involved in tourism and recreation. It is determined that tourism and recreation sector occupy a special place in the sphere of services. In essence, tourist services are multi–component, and the tourist product itself combines the result of the activities of enterprises that carry out completely different activities. The schematically structured recreation and tourism complex by types of activities indicates the formation of areas of economic activity and industry directly related to recreation and tourism, such as mass recreation of the population – unorganized and organized, and tourism, the sphere of recreation. Thus, the representation of recreation and tourism activity as an inter-branch complex offers new possibilities for forecasting its development and formation of new directions of use of recreational and tourist resources.

Key words: recreation, tourists' activity, destination, recreational and tourist resources, geographical principles, inter-sectoral com- plex

Основні компоненти формування рекреаційно-туристичної діяльності

В. В. Яворська1, І. В. Гевко2, В. А. Сич1, К. В. Коломієць1

1Одеський національний університет імені І. І. Мечникова 2Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка

Анотація. Розглянуто питання подальшого розроблення понятійно – концептуального апарату такого напряму діяльності як рекреаційно – туристична та питання визначення різних напрямів та компонентів рекреаційно-туристичного господарства. Наголошено, що туристичну діяльність можна розглядати з позицій галузі господарства, оскільки вона має всі ознаки галузі економіки, хоча такий підхід не поширений. Підкреслено, що в географії та регіональній економіці рекреаційно – туристичну діяльність розглядають як міжгалузевий комплекс. Розглянуто систематику видів економічної діяльності, які безпосередньо задіяні в туризмі та рекреації, та наведено структурування рекреаційно –туристичного комплексу за видами діяльності. Рек- реаційно – туристична діяльність розглядається і як ринок послуг, і як соціальна система, і як економічна система. Стрижнева проблема полягає у визначенні об'єктів та суб'єктів у системних відношеннях, де залежно від характеру системи туристи можуть виступати як суб'єктами, так і об'єктами. Встановлено, що формування предметної галузі рекреаційно – туристичної діяльності базується на географічних концепціях, серед яких концепція «туристичної дестинації», концепція територіальної організації населення і господарства, концепція територіальних рекреаційних систем.

Ключові слова: рекреація, туристична діяльність, дестинації, рекреаційно–туристичні ресурси, географічні принципи, між- галузевий комплекс 148 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______

Introduction. Quite quickly, though completely un- and ties. Tourism combines the trends of globaliza- obtrusively for the eye, tourist trips, which were tion and ethno–national identity. Tourist activity originally available only to selected ones, have be- comprehensively connects the spheres of material come one of the main engines of the world economy. production, exchange, circulation, service, leisure «Hunting for the change of places» was characteris- and provides the features of completeness of eco- tic of mankind from the very beginning of its exist- nomic complexes of all levels. Tourism is regarded ence, but only in the last century, this need was trans- as one of the priority sectors of the economy and as formed into a commercial product. In the 60's of the one of the most dynamic types of business twentieth century, due to cheaper flights and the ex- (Tkachenko, 2009, Topchiyev, 2005). pansion of package tours, humanity has reopened the Material and methods of the study. The materials world itself – the so–called «tourist revolution» or of the research were literary sources, as well as some «revolution of services» took place. For example, in developments of modern ukrainian and foreign sci- 2017, tourism totaled 7.6 trillion. dollars of global entists on the study of recreation and tourism activi- economic activity – a little more than one tenth of ties. The use of logical–analytical, comparative and the GDP of the planet, and the number of travelers descriptive methods, which enabled to highlight the steadily increasing and to date is 1.25 billion people peculiarities of the formation of the subject area of a year (The Travel & Tourism, 2017). recreational and tourist activity, was important for Thereby the rapid development of tourism achieving the goal. have led to increased attention to recreational and Results of the study and their discussion. The tourist activities and its in–depth theoretical and problem of the formation and arrangement of con- methodological development. The situation is com- ceptual apparatus of recreational and tourist activity plicated by the interdisciplinary nature of this scien- is the most difficult one today. Among contemporary tific direction and the increasing competition of var- scholars, it is widely believed that "recreation" is a ious sciences in its development. much broader concept, since it includes virtually all A significant number of scientific publica- types of human activities in its free time, which is tions, ideas, concepts are dedicated to the various as- spent outside its permanent home, while "tourism" - pects of recreational and tourist activity from the the concept is narrower and deeper, as this process is standpoint of consideration in social geography. accompanied by the consumption of the relevant ser- Such Ukrainian geographers as O. Beidyk, O. Lyu- vices, that is, the purchase of certain products / goods bitseva, O. Kolotukha, O. Shabliy, I. Smal, I. or services and the use of resource potential of the Smirnov, O. Topchiyev, F. Zastavniy, and others territory. have devoted theirs papers to the issue of tourist ac- Concerning the notion of recreational activity, tivity of the country in whole and different regions. there are many definitions, in our opinion the most At the same time, insufficient attention is paid to the complete of the following: recreational activity - the issue of geographical principles of recreational and activity of man in his spare time, carried out in order tourist activity as a branch of national economy. to restore the physical and spiritual forces of man The purpose of this work is to identify the main and is characterized by a variety of human behavior components of recreational and tourist activity as an and the value of its process (Velychko, 2013). integral part of the inter-sectoral complex. Tourist activity is considered as an industry or The researchers again and again emphasize the type of economic activity (Fig. 1) (Velychko, 2013, uniqueness of tourism in terms of the scale and pace Dyachenko, 2007, Zoryn, Kvartal’nov, 2000, Oli- of its dissemination, as well as its interdisciplinary ynyk, Stepanenko, 2005). Modern tourism has all the multidimensional and substantive complexity. Tour- necessary features of the economy, among which: ism is viewed as a socio–economic phenomenon – the demands of society for travel services; (Van Tsynshen, 2003, Oliynyk, Stepanenko, 2005, – production of specific products – tours, tourist Maslyak, 2008, Tkachenko, 2009, Topchiyev, product; 2005), which in the second half of the twentieth cen- – availability of tourists and goods manufacturers tury. gave birth to a tourist revolution comparable to and their consumers; the civilizational consequences of the industrial rev- – the use of special resources – destinations, technol- olution. And in this context, it should be considered ogies, organizational and economic forms; as one of the factors and stages of civilization ad- – mass development of entrepreneurship; vancement of mankind. In the field of tourism, the – profit is a sign of economic activity. interests of economy and culture, regional studies This approach applies to all economics, partly to and ethnography, natural history and history, eth- managers. But most of the researchers emphasize the nography, culture and sport, international relations very limited nature of tourism as an industry.

149 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______Let us show some methodological conflicts of they must necessarily be, but outside of the eco- this approach. Tourist activity is represented as an nomic system. economic system, which produces and exchanges In modern conditions, recreational and tourist tourist services and goods (Velychko, 2013, Dy- activities are regarded as a market of services, in achenko, 2007). The aggregate of enterprises and or- which tour operators and other actors form a recrea- ganizations of the sphere of services and sphere of tional product and sell it to consumers – tourists. Ac- material production, which provide production and cording to economic considerations, travel is a tour- distribution of tourist products and goods, develop- ist product purchased by tourists, and on the basis of ment and exploitation of tourist resources, the for- the object – subject relations in the field of travel ser- mation of the infrastructural material and technical vices – is a specific activity of tourists themselves. base of tourism, are called tourism industry. We em- phasize that tourists is not marked in this system:

Fig. 1. Approaches to the definition of recreational and tourist activity

In some countries (for example, the Russian Federa- tourist activities as a social system considers tourists tion), tourism has become officially defined as a type as the subject of the system, and all other compo- of economic activity (Zoryn, Kvartal’nov, 2000): nents – as its object. Note that according to the defi- tourism activity is tour operator and travel agency nition of the World Tourism Organization (UN- activities, as well as other activities for the organiza- WTO), subjects of tourism activity are tour opera- tion of travel. This definition does not include tour- tors, travel agents, tour guides, as well as tourist ser- ists themselves and violates the logical meaning of vices – places of accommodation, cafes and restau- «activity», which necessarily relates the subject of rants. And here the paradoxical situation: tourist ac- activity (tourists) with objects (tourist environment tivity without tourists, tourism – without customers – destinations). of tourist services. It is clear that all these develop- The widespread consideration of recreational ments and definitions already require further refine- and tourist activity as a social system, for which a ments and new approaches. complex methodological problem remains the sub- The State Agency of Ukraine for Tourism and ject – object relations. Consideration of tourism as a Resorts, which operated until 2015, distinguished branch of the economy relies on the concept of an between tourism industries and recreational indus- economic system, in which tourist enterprises (tour tries. The tourism industries (activities) include operators) – a subject of tourism activity, and tour- travel agencies and operators, excursion bureaus, ists, consumers of tourism product – its object. At sightseeing objects, objects and institutions of busi- the same time, the representation of recreational and ness purpose, collective accommodation facilities, 150 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______covering hotels, hostels, motels, campsites, tourist sector, the tourist sector occupies a central position, bases and camps. Recreational activities are repre- due to the high complexity and close interconnec- sented by collective recreation facilities – recreation tions of tourist services within all sectors. So in the centers, refreshment houses, as well as collective ac- national economy, tourism is viewed both as a commodation facilities for rehabilitation and treat- branch of the national economy and as an inter- ment – sanatoria, health improvement clinics, re- branch complex, although it is clear that these two freshment houses with treatment, children's institu- approaches are opposed to each other. tions of the whole year, children's centers, health in- The unified link in the national classification stitutions (of short– 2 days stay), balneological hos- of economic activity types (CEAT–2010) is chapter pitals. 79 of the section N–activities of travel agents, tour The structure of the recreational and tourist operators, provision of other reservation services, economy includes related industries, represented by and related administrative and auxiliary services. enterprises of food and trade, transport and commu- Their list continues chapter 77 – rent, hire and leas- nal services, as well as corresponding establish- ing, chapter 81 – maintenance of houses and territo- ments, institutions and organizations – specialized ries, chapter 82 – administrative and auxiliary office educational institutions, banking institutions, public activities, other auxiliary commercial services. organizations. One of the main target of recreational facilities Despite the rather clear and complete list of is health and treatment, directly related to section Q, objects of recreation and tourism activity, the rele- chapter 86 – health care. For many types of recrea- vant sector (branch) of economy in Ukraine contin- tion, the R section is a base and includes art, sports, ues to be formed at present. Today, the function of entertainment and recreation, also its chapters: 90 – the central executives, which ensures the implemen- activities in the field of creativity, art and entertain- tation of tourism policy, is carried out by the Depart- ment, 91 – functioning of libraries, archives, muse- ment of Tourism and Resorts under the Ministry of ums and other cultural institutions, 92 – organizing Economic Development and Trade of Ukraine. In gambling, 93 – activity in the field of sports, organ- the regions administrations this direction is pre- ization of rest and entertainments. A milestone for sented by separate departments and committees with recreational activities is Section I – Temporary Ac- very limited administrative powers. commodation and Catering, which has two chapters: The United Nations Statistical Commission 55 – Temporary Accommodation and 56 – Food and has adopted a temporary classification of tourism ac- Drink Activities. tivities (1993) – Standard International Classifica- As we see, the latest national classification of tion of Tourism Activities (SICTA). There are 74 economic activity types, which complements and specialized types (subclasses) of economic activity, partly replaces the traditional sector taxonomy, can as well as 110 types, which are partly related to tour- not clearly determine the place of recreation and ism, are classified into the sphere of tourist services. tourism as a type of economic activity. As in the in- As you can see, numerous types of economic activity dustry classification, recreational and tourist activi- are directly included in the tourist services, or they ties cover a large number of classification units. can partially carry out tourist functions. There is a The complicated methodological problem is problem of determining the boundaries of tourism: subject – object relations in recreational and tourist where begins and where ends tourist activity. activity in general. Consideration of tourism as a Tourism covers most sectors of the economy: branch of economy or kind of economic activity re- industry, agriculture, construction, transport, com- lies on economic systems in which tourism enter- munications, trade, public catering, housing and prises are the subject of tourism activity, and tour- communal services, consumer services, culture, arts, ists, consumers of tourist product – its object. Rep- sports, science, credit and financial services and in- resentation of tourist and recreational activities as a surance, computer science. The changes taking place social system considers tourists no longer as an ob- in recent decades in the global economy, (consolida- ject of the system, but as its subject. System forming tion and massive displacement industries, strength- attitudes to this approach are the «tourist actions» of ening of integration processes between countries and travelers, their «tourist activity», their relation to the entire regions, globalization and regionalization) led subsystem of the recreational and tourist economy, to the formation and development of new highly dif- which is already the object of the system. ferentiated inter-industry complexes rather than iso- Gaining popularity approaches to the defini- lated branches of economy. In this sense, tourism tion of tourism as the activities and relationships of and hospitality industry can be characterized as a people traveling. Contrary to the economic and in- single interdisciplinary complex consisting of vari- dustrial («tourism industry») definition of the sub- ous industry servicing tourists in order to satisfaction ject of tourism in this direction tourists are the core of tourist needs. At the same time, in the services of tourismology. According to such views, tourism 151 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______is a phenomenon of universal culture, a means of of traveling people are becoming popular. In this ap- self–realization of mankind. The main object of the proach, the population is a resource factor for tour- researcher in this approach is «not hotels but peo- ism and its tourism activity is determined by the ple». The core of tourism science is «traveling man». level of welfare and quality of life of the population, It is believed that tourism is an integral part of mass its mentality. And such characteristics – the prerog- culture of modern society, it corresponds to the main ative of geographical disciplines in particular geog- characteristics of the cultural forms of this phenom- raphy, regional geography. enon. Being its origin, tourism has in its basis the Geographic science has made a significant same principles of functioning as the mass culture. contribution to the development of the category of Having fun, a person satisfies his spiritual needs, recreational and tourist activities. Along with the tra- evaluates his own personality, analyzes his role in ditional geographic and cadastral characteristics of the various social systems - this is the opinion of the natural conditions and natural resources for recrea- supporters of mass culture. C. Mills, speaking of the tion purposes (Beydyk, 2001, Lyubitseva, Pankova, self-consciousness of a modern man, wrote that he Stafiychuk, 2007, Fomenko, 2007), geographers «tended to see himself as at least an alien, if not an have developed the concept of «tourist destination». eternal traveler, explaining this fact as a transform- Its author, N. Leiper (1970s), describes tourism as a ing force of history». spatial diverse human activity and emphasizes the We emphasize the special role of the popula- activity principle as a major in the theory of tourism. tion in recreational and tourist activity: on the one He defines tourism as a holistic system that com- hand, it is the subject of tourism and recreation, bines tourists, tourist destinations (objects, cities, re- which forms the demand for tourist services and gions) and the tourism industry. Such approach to forms tourist flows; on the other hand, they are pro- the definition of the subject area of recreational and ducers of tourist services and goods forming part of tourism activities called the activity direction (by the «tourist industry». Population acts as a peculiar Leiper). At present, the destinations are considered resource in relation to tourist and recreational activ- as the main component of tourist resources and as a ities. The recreational and tourist activity of the pop- nodal part of the tourism product. ulation is determined by equal welfare and quality of Destinations are called territories attracting life, as well as its cultural and educational level and tourists and tourists, along with recreational natural mentality. resources, tourist attractions and routes included in Geographic science plays a special role in the the tourist product. In numerous tourist dictionaries, formation of the subject area of recreational and destinations are countries, regions, cities which at- tourist activity. General Secretary of the World tracting tourists and serving as the main centers of Tourism Organization F. Franzialli (1997–2005) in localization of tourism activity, flows of tourists and a report at the International forum of the World As- their outgoings. These are places of maximum con- sociation of Professional Training in Hospitality and centration of tourist attractions and tourist facilities. Tourism AMFORT (2000) emphasized that repre- Ukrainian researcher T. Tkachenko defines the des- sentatives of geographical science are most prepared tination as an object – a city, region, district, locality, to understand the essence of tourism. In tourism, the place, institution that has tourist and recreational re- active interaction of society with nature is estab- sources – unique or special, attractive for tourists, lished (Franzialli, 2002). Therefore, tourism is de- accessible due to the necessary infrastructure (amen- fined as a form of natural – social life and life of a ities, services), brought to the consumer in the form traveling person. Tourism is characterized as spatial of a well–developed and prepared for sale by modern (geographical) diverse human activity. One of the means of marketing communications (logotype, authoritative researchers N. Leiper defines tourism trade mark, etc.) of a tourist product (Tkachenko, as a holistic system that combines tourists, tourist at- 2009). Modern researchers understand destinations tractions and tourism industry (Leiper, 1979). most geographically and widely on such composi- Positions of geographers in the development tion: 1) tourist resources; 2) tourism infrastructure; of the tourism subject area enhances by he resource 3) tourist enterprises and organizations; 4) related orientation of tourism activities. Tourism is a re- enterprises for servicing tourists; 5) socio–economic source industry: the consumer value of a tourist environment; 6) the local population with its mental- product depends on the quality of recreational re- ity. sources. The concept of rent for a recreational re- Another compulsory geographical characteris- source (J. Crampton, USA) is introduced as the dif- tic of recreational and tourist activity is its territorial ference between the income from the use of the organization. Geographers have developed the con- available resource and the minimum income from cept of territorial organization of the population and the same resource that is used. As already noted, ap- economy. Social geography is defined as a science proaches to the definition of tourism as the relations of the territorial organization of society. For all types 152 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______of economic activities, including for recreation and the population entirely and directly tourist tourism, their placement and forms of territorial or- infrastructure, aimed at satisfiction the needs of ganization are investigated. At the local and regional tourists. The same division can be applied to the levels, the concept of territorial recreational systems sphere of services and sphere of material production. has already been developed (Van Tsynshen, 2003, Such a classification of tourist services has a meth- Maslyak, 2008, Topchiyev, 2005). The concept of odological and methodological value for the assess- destinations, which brings together tourist attrac- ment of the tourist product, as well as for the analysis tions and regions, is gaining in popularity. At the of the structure of recreational activities and its par- global level, the features of international tourism, the ticipation in market relations. formation of centers and regions of international Particular attention deserves a relatively new tourism and the formation of tourist flows are ex- concept of «destinations», which represent a gener- plored. alized characteristic of tourist resources, including In geography and regional economy, recrea- tourist regions, their natural and geographical fea- tional and tourist activities are considered as an in- tures, attractions, tourist routes, tourist infrastructure terbranch complex (Van Tsynshen, 2003, Top- and tourism industry in general. In the scheme (Fig. chiyev, 2005). On the one hand, recreation and tour- 2), all the components of tourism activity (called the ism affect practically all sectors of the economy: in- tourist industry) are allocated (dotted). dustry, agriculture, transport and infrastructure, the Conclusions. The given structure of recreational social sphere in general, the sphere of service, social economy makes it possible to consider tourism as a infrastructure, culture, education, science, manage- branch of economy on characteristics of its compo- ment. On the other – in the economic complex nents – infrastructure, service, production of tourist formed the direction of economic activity and indus- goods and tourism management. In this composition, try directly related to recreation and tourism, such as it is also called «tourist industry», which is marked mass recreation of the population – unorganized and with a dotted line in the scheme. It is also possible to organized, and tourism. study the recreation and tourism sector as a type of Powerful sphere of domestic recreation of the economic activity. To do this, to the given direction population exists, which at present is not yet desig- of the components of the tourism industry should be nated as a component of the economic complex and added massive organized rest of the population. which, however, needs research, planning and man- There is an opportunity to consider tourism activity agement. Geographers traditionally call the recrea- in the modern format, with an assessment of tourist tion and tourism industry of the country or region a resources (destinations). The scheme represents the recreational (recreational and tourist) complex, em- components of recreation – mass recreation and rec- phasizing its interdisciplinary structure and charac- reation and leisure which are not yet mastered in ter. terms of economic relations and management. The We analyze the recreational and tourist com- presented structure of the recreational and tourist plex of the region (country) by types of recreation complex makes it possible for its various system ob- and tourism activity, as well as related constituents – jects – subjective formalizations, which consider recreational and tourist resources, infrastructure, ser- tourists as subjects of social relations and systems, vices (Fig. 2). Recreational and tourist activities sat- and all other components of the economy or the tour- isfy the needs and demands of the population for rec- ism industry itself as its object. reation and tourism. It should be remembered that According to our opinion, the representation the needs of the population of other regions and of recreational and tourist activity as an interbranch countries (inbound tourism) can be satisfied also. complex offers new possibilities for forecasting its Recreational activity is divided into short–term (do- development and formation of new directions of use mestic) and long–term, which can be unorganized of recreational and tourist resources (destinations). (self–employed) – individual, family, mass, or orga- Consideration of recreation and tourism activity of a nized (on a commercial basis). An integral part of the country or region as an interbranch complex pro- recreation is excursion activity, which can be cov- vides the most complete and detailed analysis, since ered with tourism (multi–day excursions). Tourist it involves all components of recreation and tourism activities are divided into outbound and inbound – and those that already have a certain organizational (foreign tourists), as well as domestic (within its own and economic status and are marked as an industry country) and external (outbound). or type of activity with the relevant enterprises and In the recreational and tourist activities are institutions, and those that exist as actions of the involved infrastructure, which can be divided into population without official definition. two components: the general infrastructure serves

153 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______

Fig.2 Structure of recreation and tourism complex by types of activity

154 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 148-155 ______

References tourismology], K.: Nika – Center, 316. (in Ukrain- ian). Beydyk, O. O., 2001. Rekreatsiyno – turystychni resursy Pazenok, V. S., Fedorchenko, V. K., 2004. Filosofiya Ukrayiny: metodolohiya ta metodyka analizu. turyzmu [Travel Philosophy], K.: Kondor, 268. (in Terminolohiya, rayonuvannya [Recreation – Ukrainian). tourist resources of Ukraine: methodology and The Travel & Tourism Competitiveness Report, 2017. methods of analysis. Terminology zoning], K.: World Economic Forum, 519. VTs. Kyiv university, 398. (in Ukrainian). Tkachenko, T. H., 2009. Stalyy rozvytok turyzmu: teor- Dyachenko, L. P., 2007. Ekonomika turystychnoho iya,metodolohiya, realiyi biznesu [Sustainable biznesu [Economics of tourism business], K.: Cen- tourism development: theory, methodology, ter navch. lit, 224. (in Ukrainian). business realities], K.: Nat. trade ekon. university, Fedorchenko, V. K., 2010. Turyzmolohiya (teoriya 463. (in Ukrainian). turyzmu) [Tourismology (tourism theory)], K: Topchiyev, O. H., 2005. Rekreatsiyno – heohrafichni KUTEP, 70. (in Ukrainian). doslidzhenny ХІV rozdil. [Recreation – geograph- Fomenko, N. V., 2007. Rekreatsiyni resursy ta kurortolo- ical research (chapter XIV)], Suspil'no – hiya. [Recreational resources and balneology], K.: heohrafichni doslidzhennya: metodolohiya, Center navch. literature, 312. (in Ukrainian). metody, metodyky [Socio – geographic research, Franzhialli, F., 2002. Tendencii' rozvytku mizhnarodnogo methodology, methods, techniques], Odesa: Astro- turyzmu [Trends in the development of interna- prynt, 632. (in Ukrainian). tional tourism] – K.: KUTEP, 25. Van Tsynshen, 2003. Osnovy territorial’noj organizacii Leiper, N., 1979. The framework of tourism, Annals of rekreacionnoj geografii [Fundamentals of the Tourism Research, No. 6, pp. 390–407. territorial organization of recreational geogra- Lyubitseva, O. O., Pankova, Ye. V., Stafiychuk, V. I., phy], Odessa: Astroprynt, 124. (in Russian). 2007. Turystychni resursy Ukrayiny. [Tourist Velychko, V. V., 2013. Orhanizatsiya rekreatsiynykh Resources of Ukraine], K.: Alterpres, 372. (in posluh. [Organisation recreational services], Ukrainian). Kharkiv: KhNUMH. (in Ukrainian). Maslyak, P. O., 2008. Rekreatsiyna heohrafiya [Recrea- Zoryn, Y. V., Kvartal’nov, V. A., 2000. Enciklopediya tional geography], K: Znannya, 343. (in Ukrain- turizma: spravochnik [Tourism Encyclopedia: ian). Directory], M.: Finances and statistics, 368. (in Oliynyk, Ya. B., Stepanenko, A. V., 2005. Teoretychni Russian). osnovy turyzmolohiyi. [Theoretical Foundations

155 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 156-161 doi: 10.15421/111841 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 156-161 ______Ecological-hydrogeological history of the development of the coal industry in the Western Donbas under the influence of a complex of technogenic factors

G. P. Yevgrashkina, V. K. Marchenko , I. O. Tkachenko , O. I. Korol , A. V. Masenko

Dnipropetrovsk National University named after Oles Gonchar, Dnipro, Ukraine, e-mail: [email protected]

Summary. The Western Donbas is a mining-manufacturing region of Ukraine with a po- Received 30.04.2018; tential for increasing coal extraction in the following years. The operation of mines is Received in revised form 18.05.2018; followed by intense water drainage of highly mineralized ground water which accumulates Accepted 01.06.2018 in tailing ponds, which were built in the ravines without barriers screening the water-con- taining rocks. The problem of rational usage and protection from contamination and ex- haustion of all types of water sources available for practical usage is relevant for the studied region, and all around the world. The development of a fundamental scientific solution to this problem was started in 1986, when a constantly operating mathematical model (COMM) of the changes in hydrogeological conditions of the Western Donbas was developed. The authors were the Pavlohrad Geo- logical-Survey Expedition (PGSE), the Dnipropetrovsk Affiliate of the Institute of Mineral Resources (DAIMR) and the Department of Geology and Hydrogeology of O. Honchar Dnipropetrovsk National University. It is a regional, multi-functional, constantly im- proved hydrogeological project limited in space but without a time limit. The COMM of the Western Donbas, along with the most obvious advantages, has one disadvantage. In spite of its small scale (1:100000) , it provides only a general characteristic of techno- genic changes in the ground water regime of the territory and cannot constitute a single scientific basis for developing nature-protection hydrogeologic measures. Therefore,it has been supplemented with mathematical models of the territories adjacent to the local objects of technogenic impact on the ground water. This includes tailing ponds, tailing dams, mining dumps and mine drainage. The first three types of technogenic objects have already been sufficiently studied and described in scientific publications (Eugrashkina , 2011 ; Eugrashkina , 2012; Eugrashkina , 2013; Eugrashkina, 2013). This paper focuses on the mathematical models, changes in hydrogeo- logical conditions under the impact of the fourth factor mine drainage. The first three factors contaminate ground water, the fourth causes decreases in the operational reserves as a result of flow of the fresh water from the upper horizons to the productive dried-out layer. Key words :mathematical model , theory of wells, regime observations, adequacy, cone of depression, ground water, nature-protection measures Эколого-гидрогеологическая история развития угольной промышленности Западного Донбасса под влиянием комплекса техногенных факторов

Г.П. Євграшкіна, В.К. Марченко, І. О. Ткаченко, О.І. Король, А.В. Масенко

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара , Дніпро, Україна , e-mail: [email protected]

Анотація. Західний Донбас – гірничодобувний регіон України з перспективами збільшення видобутку вугілля у наступні роки. Експлуатація шахт супроводжується інтенсивним відливом підземних вод підвищеної мінералізації, які акумулюються у ставках - накопичувачах, побудованих у балках без екранізації водовмісної частини. Запропоновані як радикальний засіб охорони ґрунтів, поверхневих і підземних вод, вони стали джерелом їх забруднення. Тому проблема раціонального викори- стання й охорони від забруднення і виснаження усіх видів джерел води, придатних для практичного використання, актуальна для досліджуваного регіону, як і в усьому світі. Фундаментальне наукове розв’язання цієї проблеми почате в 1986 році ство- ренням постійно діючої математичної моделі (ПДММ) зміни гідрогеологічних умов «Гірничодобувна частина Західного Дон- басу». Автори: Павлоградська геолого-розвідувальна експедиція (ПГРЕ), Дніпропетровське відділення Інституту мінераль- них ресурсів (ДВ ІМР) і кафедра геології та гідрогеології ДНУ імені Олеся Гончара. Це регіональна, багатофункціональна, безперервно вдосконалювана гідрогеологічна задача, обмежена у просторі і нескінченна у часі. ПДММ Західного Донбасу поряд із більшістю безсумнівних переваг має один недолік. З огляду її дрібного масштабу (1 : 100 000) вона дає лише загальну характеристику техногенних змін режиму підземних вод досліджуваної території і не може бути єдиною науковою основою 156 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 156-161 ______для розроблення природоохоронних заходів гідрогеологічного спрямування. Тому вона доповнена математичними моделями територій, прилеглих до локальних об’єктів техногенного впливу на підземні води. Це ставки - накопичувачі, хвостосховища, шахтні відвали і шахтний водовідлив. Три перші види техногенних об’єктів уже досить детально висвітлені у наукових пуб- лікаціях (Eugrashkina, 2011; Eugrashkina, 2012; Eugrashkina, 2013; Eugrashkina, 2013)]. У наведеній статті розглядаються ма- тематичні моделі, зміни гідрогеологічних умов за впливу четвертого фактора шахтного водовідливу. Перші три фактори за- бруднюють підземні води, четвертий спричинює зменшення експлуатаційних запасів через перетікання прісних вод із верхніх горизонтів у продуктивні осушені товщі.

Ключові слова: математична модель, теорія свердловин, режимні спостереження , адекватність, депресійна воронка, підзе- мні води, природоохоронні заходи.

Introduction. The objective of this research was boreholes in random spatial arrangement. The ade- creating and elaborating mathematical models of quacy was proven by comparing the results of calcu- changes in the hydrogeological conditions of the ter- lations with real conditions of operation and regime ritories in the zone of mine drainage impact. For sci- observations in the zone of mine drainage impact. entific substantiation of nature-conservation hydro- Material and methods. Chronologic sequence of the geological procedures, we used the mathematical ap- commissioning the mines and characteristic of their paratus of the classic theory of single and connected hydrogeological conditions is presented in Table 1.

Table 1. Hydrogeological character of mines in Western Donbas , . 3 μ* , Т /day 2 /day , thou- 2 conduc- - m , m , , а , fraction, elastic water gravitational а* μ water commissioning /day

№ 2 m unit fraction. mineralization, g/dm Name of mine 3 conductability ground surface, m - The yearof water separation tivity of drainedthe layer piezoconductivity sand m Level Indexes of the drainedhorizons Size of the minedrainage Depth of mining works from the weighted average weighted weighted average weighted separation of drainedthe layer weighted average weighted

1 14 Pershotravenska 1963 180-200 P2, CIV 132 0.009 0.1 1 400 666

2 Ternivska 1964 100 P2, CIV 70 0.008 0.09 8 750 778

15 3 Stepova 1965 145-250 P2, CIV 140 0.009 0.1 1 400 556

4 Pavlohradska 1968 105 P2, CIV 73 0.008 0.07 9 125 1 042

17 5 Yubilaina 1970 180-230 P2, CIV 161 0.009 0.11 1463.6 888 10 6 Blahodatna 1971 115 P2, CIV 86 0.008 0.09 955.6 750 11 7 Samarska 1973 160 P2, CIV 80 0.007 0.08 1 000 428

8 Dniprovska 1975 260 P2, CIV 42 0.006 0.09 7 000 466.7

Mine named after 9 1979 470 CIV 25 0.001 0.04 2 000 625 the Heroes of Space

10 Zahidno-Donbaska 1980 585 CIV 2 0.001 0.07 2 000 285.7

15 11 Stashkov Mine 1982 140 P2, CIV 120 0.008 0.11 1 090.9 000

157 Analytical models are presented in Figs. 1-4. De- states conditions and the Theis fundamental solution velopment of the mathematical model of the eastern modified for solution of this task. groups of mines (Fig. 1) was finished due to the de- The mathematical model for the group of mines cision to close the “Pershotravneva” mine. The – Pavlohradska, Blahodatna, Heroes of Space (Fig. model was published in an article co-written by the 2) was developed after of the Pavlohradska Mine scientific supervisor (Eugrashkina and Marchenko, was put into operation in 1968. It worked as a “single 2016). All epignostic [epignosis is a characteristic of well” to 1971, then the Blahodatna Mine was put hydrogeological process in the past – Translator`s into operation, making a mathematical series of first note] and predicting tasks were solved using the single, and then associated “wells”. In 1979, the method of gradual changes in the steady states. The Mine named after Heroes of Space joined this group. current studies were conducted independently for the Since then, all the mines created a model of three group of mines in the Western Donbas. The basis of randomly located wells. the mathematical models were the 2 methods – the The mathematical models for the rest of the abovementioned method of changes in the steady mines are in the stage of development (Fig. 3-4).

Fig. 1. Model of locations of the eastern group of mines, scale: 1:100 000, r3-5 = 4 100 m; r1-3 = 2 200 m; r1-5= 4 200 m.

Fig. 2. The model of locations of the Mine named after Heroes of Space, the Blahodatna Mine, the Pavlohradska Mine, scale: 1:100 000, r9-4 = 4 600 m; r6-4 = 2 500 m; r9-6 = 2 800 m.

158 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 156-161 ______

Fig. 3. The model of locations of the mines of the Zahidno-Donbaska, Pavlohradska, Ternivska, scale: 1:100 000, r2-4 = 6 300 m; r2-10 = 2 600 m; r4-10= 7 750 m. The Pavlohradska Mine is included in two models (Fig. 2, 3).

Fig. 4. The model of locations of the Samarska Mine ,the Dniprovska Mine, the Mine named after Stashkov, scale: 1:100 000, r7-8 = 8 000 m; r8-11 = 2 000 m; r7-11= 8 100 m.

The model in Fig.2 chronologically characterizes in detail the change in hydrogeological conditions to 2020 inclusive.

The examples of solving the task of prediction and analysis of the results. According to the selected methods, for three associated “wells”, the mathematical description of the water drainage processes at the end of 2020 looks as follows:

1. Method of gradual change in the steady states, Pavlohradska Mine, № 4

159 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 156-161 ______

(1)

= ln + ln + ln = 126м

2. Theis fundamental solution:

(2)

= ln + ln ln = 125 м

The calculated decrease corresponds to the depth of the working area of the Pavlohradska Mine. 2. Theis fundamental solution: This correspondence is a direct justification of the model`s adequacy to real conditions. Analogical cal- ΣS9 = 111,0 m; ΣS9 = 437 m. culations of decreases were made for the Blahodatna Mine and the Mine of Heroes of Space with calcula- The difference between the factual and assessed tion of the numbers 6 and 9 respectively. depth of mining working areas is 1 m for the Blaho- The expressions 1 and 2 contain the following sym- datna Mine, and 13m for the Mine of Heroes of bols: Space. The accuracy is high and indicates the cor- ΣS4 – total water decrease in the mining shaft of Pav- rectness of the parameters and the selection of the lohradska Mine (conventional number 4) m; methods. This difference in time should decrease, for S4-6 – decrease caused by water drainage from the classic hydrogeological processes always converge. Blahodatna Mine, m; Conclusions and recommendations on the problem S4-9 – decrease caused by water drainage from the investigated. Mine of Heroes of Space, m; 1.Four main factors of the negative impact on Q4, Q6, Q9 – water drainage of the corresponding the regime, capacity and the quality of the ground mines, thousands m3/day; water for drinking and technical supply are as fol- r4 – radius of the Pavlohradska Mine shaft, m; lows: tailing ponds of the mine waste water, tailing r4-6, r4-9 – distance from the Pavlohradska to the dam of the central concentrating mill (CCM), mining Blahodatna Mine and the Mine of Heroes of Space, dumps and the mine water drainage. m; 2.The first three factors contaminate the Т4, Т6, Т9 – weighted average values of hydraulic ground water, the fourth decreases its operational ca- conductivity of the water-bearing horizons of the pacity by flowing down to the productive water- drained layer in the mine sections, m2/day; bearing horizons which have dried-out during the pe- a4, a6, a9 – the corresponding level-conductivity, riod of exploitation. m2/day; 3.This factor is impossible to eliminate, for it t4, t6, t9 – the duration of operation at the end of late is caused by natural geologic-hydrogeological con- 2020, years. ditions of the deposits. For the Blahodatna Mine and the Mine of Heroes of 4. he first and the second factors could be Space, the following results were obtained: eliminated as follows: instead of the first pond and 1. Method of gradual change in the stationary tailing dam, in each ravine, a cascade of three water conditions: reservoirs could be built. The discharge of low-min- eralized water is made to the first one. It is used for ΣS6 = 112,0 m; ΣS9 = 450 m. irrigation with provision of substances for improving 160 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 156-161 ______soil properties. The amount of these substances was 4. The final goal of all types of studies is sci- calculated in accordance with the method of the entific substantiation of the complex of nature-pro- Ukrainian Research Institute of Hydraulic Engeneer- tecting hydrogeological measures. ing and Land Development. The second and the third water reservoirs are covered by a colloid-saline References: screen barrier. This is an invention of the Sokolov- sky Ukrainian Research Institute of soil science and Evgrashkіna, G. P., Erchenko, M. A. 2013 Vıbіr ta agrochemistry. The properties of such screen barrier obґrýntývannıa optımalnıh gіdrogeologіchnıh to absorb salt and provide clean water to the water- ýmov dlıa varіantý obvodnenogo shahtnogo bearing horizons. In the experimental variant, the vіdvalý vіlnogo zarostannıa na terıtorії Zahіdnogo screen barrier was successfully working for 5 years. Donbasý [Choice and substantiation of optimal hy- This development can be improved in order to ex- drogeological conditions for a variant of a flooded tend the term of operation of the required water fil- dump of free overgrowing on the territory of the tration. After expiry of the control term, the water is Western Donbas] Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. released into the third pond, in the second pond the Geol. Geogr., 15. 64 – 67 (in Ukrainian). screen barrier is renewed. Thus, due to cleaning, the Evgrashkіna, G. P., Sabash, O. E. 2012. Zakonomіrnostі loss of water flow to the dried productive horizons is zmіnı gіdrogeologіchnıh ýmov na terıtorії, prıleg- lіı do hvostoshovıa «Balka Stýkanova» ý Zahіd- compensated. nomý Donbasі [Patterns of changes in the hydro- 5. For the third factor – mining dumps, effi- geological conditions on the territory adjacent to cient methods of recultivation have been developed the tailing ditch "Balka Stukanova" in the Western and proposed by Oles Honchar DNU and Dnipro Donbass] Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Geol. Ge- State Agrarian University. ogr., 14. 42 – 47 (in Ukrainian). Conclusions on the developed mathematical models Evgrashkіna, G. P., Sabash, O. E. 2013. Ekologo-gіdro- of changes in the hydrogeological conditions in the geologіchnі problemı Zahіdnogo Donbasý ta zone of mine water drainage impact. shlıahı їh vırіshennıa [Ecological and 1. Classical theory of wells is a fundamental hydrogeological problems of the Western Donbas basis for developing mathematical models of mine and ways of their solution] Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Geol. Geogr., 15. 42 – 47 (in Ukrainian). water drainage. Evgrashkіna, G.P., Zelenska, L. I. 2011. Zakonomіrnostі 2. The adequacy of the results of modeling to zmіnı gіdrogeologіchnıh ýmov na terıtorії, prıleg- the real changes in the hydrogeological conditions is lіı do stavka-nakopıchývacha skıdnıh shahtnıh vod proved by comparing with the results of modeling, «Balka Svіdovok» ý Zahіdnomý Donbasі [The regime observations, made by the Prydniprovia Ge- regularities of the change of the hydrogeological ological Survey Expedition. conditions on the territory adjacent to the tailing 3. Mathematical models allow highly accurate pond of waste mine waters "Balka Vydivok" in the solving of the following tasks: Western Donbass]. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. a) direct problems which characterize changes in the Geol. Geogr., Vol. 19, 13. 43 – 51 (in Ukrainian). hydrodynamic pressures under the impact of the Evgrashkіna, G. P., Marchenko, V. K. 2016 Geologo- gıdrogeologıcheskaıa ıstorııa razvıtııa ýgolnoı mine drainage in time and spaxe; promyshlennostı Zapadnogo Donbassa v b) inverse tasks of determining and concretization of matematıcheskıh modelıah [Geological and the hydrogeological parameters; hydrogeological history of the development of the c) inductive tasks for substantiating the selection of coal industry of the Western Donbass in an equation which describes the studied process and mathematical models] Visn. Dnipropetr. Univ. method of solving tasks. Ser. Geol. Geogr., 24. 25 – 30 (in Ukrainian)

161 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology, Journal home page: geology-dnu-dp.ua 27(1), 162-170 doi: 10.15421/111842 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______Екологічні ризики розвитку туризму на прикладі Донбасу

Г. М. Заваріка

Східноукраїнський національний університет імені В. Даля, Сєвєродонецьк, Україна [email protected]

Аннотація. Проаналізовано екологічні ризики розвитку туризму на прикладі Дон- Received 06.03.2018; басу в умовах конфліктного періоду, що вкрай актуально для України. Методика Received in revised form 30.04.2018; Accepted 21.05.2018 дослідження полягає у поєднанні емпіричних (спостереження, порівняння) та тео- ретичних (систематизація та класифікація) методів наукового пізнання. У процесі написання статті також застосовано історичний метод та узагальнення отриманих результатів. Особливе значення має аналіз впливу зовнішніх і внутрішніх чинників на екологічний стан. Надано характери- стику впливу конфлікту на довкілля. Оцінено види можливих ризиків створення конкурентних умов розвитку туризму, а саме екологічних, для поліпшення інвестиційної привабливості регіону. Проаналізовано та визначено екологічні ризики кон- флікту, які згруповано у дев’ять найменувань. Установлено, що для нормалізації екологічного стану регіону необхідно роз- робити значну кількість заходів задля збереження екосистем території. Узагальнено і доповнено особливості екологічного стану в період конфлікту та його впливу на туризм із точки зору суспільної географії. Доведено необхідність відновлення миру, розвитку системи екологічного моніторингу, в тому числі з використанням супутникових даних дистанційного зонду- вання Землі та залученням впливових міжнародних партнерів із метою розвитку туризму.

Ключові слова: конфлікт, екологічний стан, ризик, постконфліктний період, туризм.

Ecological risks of development of tourism under the case of Donbas

G.M.Zavarika

Volodymyr Dahl east Ukrainian national university, Severodonetsk, Ukraine [email protected]

Abstract. In the article the ecological risks of tourism development on the example of Donbas in the conditions of the conflict period are researched. The research methodology combines the empirical (observation, comparison) and theoretical (systematization and classification) methods of scientific knowledge. During the process of writing the article the historical method and the synthesis of the results also are used. The analysis method for external and internal factors influence on the ecological state of the region was used during available statistical data processing. As a result of the conducted research, the types of possible risks of creating competitive conditions for tourism development, in particular environmental, for improving the investment attractiveness of the region were evaluated. It is confirmed that tourism belongs to industries that depend on the state of the environment. The cleaner and safer it will be, the more chances of successful development can be expected. The article describes the impact of the conflict on the environmental state. The ecological risks of the conflict are analyzed and defined, they are classified in nine groups. Among them: the destruction of the soil integrity, the replacement of the territory, the destruction of forests, fires and deterioration of air quality, large burials, flooding of mines, pollution of drinking water, violation of ecosystems and protected areas, the danger of the destruction of enterprises. The study identified that in order to normalize the ecological condition of the region, it is necessary to develop a significant number of measures for the conservation of the territory ecosystems. It is noted that among the unresolved issues, it is important to identify the ecological risk, methods for its identification, the consequences of the impact on tourism development and strategies for improving the environmental situation in the region. It is stressed that for the development of tourism, first of all, it is necessary to create peaceful favorable conditions in the region. The peculiarities of the ecological state during the conflict period from the social geography point of view are generalized and supplemented. The study results proved the necessity of carrying out systematic monitoring of the environment state, including the use of satellite remote sensing Earth data within involvement of influential international partners.

Keywords: conflict, ecological state, risk, post-conflict period, tourism

162 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______

Вступ. Туризм належить до галузей економіки, чергу, викличе проблеми економічного харак- функціонування яких залежить від стану до- теру. Саме тому необхідне всеосяжне дослі- вкілля, і чим чистіше та безпечніше воно буде, дження наслідків конфлікту на Донбасі та шляхів тим більше шансів на успішне майбутнє слід очі- їх вирішення. кувати. Тому туристично розвинені країни при- Достатньо детально вивчаються екологічні діляють значну увагу питанню моніторингу еко- проблеми у світі та в Україні (Yatsenko, 2014), логічного стану довкілля. Україна прагне розви- але висвітлені ще не всі аспекти визначення еко- вати туризм, але конфліктний стан заважає логічного ризику та його впливу на розвиток ту- цьому процесу. Туризм в Україні в останні пере- ризму. дконфліктні роки почав розвиватися, зростав ту- Незважаючи на те, що туризм як елемент ристичний потік та з’являлися нові туристичні ризик-менеджменту світовими ризиками раніше маршрути. Але внаслідок конфлікту туристичні в науковій літературі не розглядався, певні дос- потоки почали зменшуватися. В умовах конкуре- лідження різних аспектів, що мають відношення нції з метою поліпшення інвестиційної приваб- до цієї теми, проводили В. А. Квартальнов, Г. А. ливості території необхідно оцінити усі види мо- Папирян, В. Г. Гуляєв (Kvartalnov, 2000). жливих ризиків розвитку туризму, в тому числі й Проблеми сталого розвитку туризму, до екологічних. Аналіз екологічного стану терито- яких належать і можливі ризики, розглядалися рії ми проводимо на прикладі Донбасу. лише епізодично у спеціальній літературі, як іно- Нинішню геоекологічну ситуацію Донбасу земній, так і вітчизняній. Це праці Є. Богданова, деякі науковці визначають як кризову. Це наслі- Д. Боуена, Р. Браймера, С. Ванхілла, Д. Гілберта, док тривалого нехтування об'єктивних законів Л. Гринів, М. Долішнього, О. Дуровича, І. Зоріна, використання та відтворення природно-ресурс- М. Кабушкіна, В. Квартального, О. Кузьміна, К. ного потенціалу країни. Порушення законів роз- Купера, Н. Раскіна, В. Федорченка, Д. Флетчера, міщення продуктивних сил спричинило структу- В. Цибуха та ін. рні деформації народного господарства, а саме Серед невирішених питань важливим ба- переваги сировиннодобувних − найбільш еколо- читься визначення екологічного ризику, методів гічно небезпечних галузей промисловості. його ідентифікації, наслідків впливу на розвиток Як наслідок: забруднення промисловими туризму і стратегій поліпшення екологічної си- відходами та сміттям повітря, водойм, землі та туації у регіоні. ландшафтів. Шахтні терикони, кар’єри, відвали, Екологічні проблеми розглядали вітчиз- відстійники та накопичувачі займають великі няні науковці під час роботи круглого столу площі та зумовлюють складну екологічну ситуа- «Екологічні наслідки збройного конфлікту на цію на Донбасі. Особливості спеціалізації регі- Донбасі: як відновити екологічну безпеку та еко- ону (гірничодобувна, металургійна, хімічна та логічні права громадян?» у 2015 році, конферен- виробництво будівельних матеріалів) та застарі- ції «Перспективи відновлення Сходу України на лий її технічний рівень змусили людей на деяких засадах збалансованого розвитку» у 2015 році, у територіях переселятися через погіршення стану друкованих працях, звітах міжнародних органі- здоров’я. Значної екологічної шкоди територія зацій, перш за все ООН, ОБСЄ, ПРООН та де- зазнає внаслідок конфлікту. Саме це питання по- яких періодичних статтях, на які посилається ав- требує всебічного наукового дослідження та ана- тор. Але в них розглядаються тільки екологічні лізу. проблеми і не пов’язується стан навколишнього Крім найочевидніших наслідків конфлікт- середовища з розвитком туризму. ної ситуації у східних регіонах України, таких як Мета статті полягає у виявленні екологіч- загибель людей, знищення житлової та дорож- них ризиків розвитку туризму внаслідок конфлі- ньої інфраструктури, загальна руйнація спричи- кту на прикладі Донбасу. нює також погіршення економічного стану кра- Матеріал та методи досліджень. Людство все їни, загрожує довкіллю, погіршує соціальні більше усвідомлює, що екологічні ризики в но- умови життя. В умовах конфлікту потрібно при- вому тисячолітті вийшли чи не на перше місце в діляти увагу цим можливим його наслідкам, та світі за значенням. Антропогенне навантаження досліджувати їх комплексно, оскільки проблеми на природу в деяких місцях перевищує всі мож- стану довкілля можуть легко перетворитися на ливі норми, що негативно відбивається на еколо- загрози соціального характеру. Наприклад, си- гічному стані довкілля. льне забруднення питної води чи пошкодження Екологічні ризики − це ризики заподіяння потужного промислового об’єкта неминуче при- непоправної шкоди природі. Реальність їх прояв- зведуть до хвороб і загибелі людей, що, у свою ляється через забруднення повітря, водойм, руй-

163 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______нування ландшафту, виснаження грунту, виру- Туризм може сприяти появі і розширенню бку лісів, знищення флори і фауни. Це може бути масштабів подібних ризиків за рахунок збільше- причиною підвищеної захворюваності насе- ного навантаження на природно - ресурсний по- лення, втрати природних ресурсів. тенціал. Але водночас саме завдяки туризму ба- Проаналізувавши визначення поняття «ри- гато робиться для того, щоб сприяти зменшенню зик», наведене різними науковцями, можна сфо- цих ризиків. Зокрема, з'явилося поняття екологі- рмулювати визначення ризику як «імовірність чного, або зеленого туризму, в основу якого пок- настання небажаної випадкової події; втрати, по- ладено три принципи: в'язані з настанням небажаної випадкової події; 1) частина доходів, отриманих від обслуго- небезпека помилкового рішення і втрат; діяль- вування туристів, залишається на місцях і спря- ність, пов'язана з подоланням невизначеності си- мовується на охорону природи; туації; стимул для отримання додаткового при- 2) дотримання природоохоронних вимог бутку дозволив виявити причини, що зумовлю- зводиться в ранг основного закону; ють її динамічність, відсутність єдиної думки ві- 3) туристична поїздка відбувається з дослі- дносно систематизації ризиків». Систематизацію дницькою метою. бажано проводити за такими класифікаційними У цих принципах насамперед проявляється ознаками: джерело виникнення; масштаб ідея боротьби з екологічними ризиками в місцях впливу; природа екологічного ризику; вплив еко- перебування туристів (Kvartalnov, 2000). логічного стану та характеру діяльності; термі- Слід зазначити провідну роль у координа- нова (часова) визначеність впливу; терміновість ції та стандартизації світової туристичної діяль- виникнення; імовірність збитку; вплив на лю- ності міжнародних організацій, зокрема дину. ЮНЕСКО, СОТ. Проведені ними генеральні аса- Ефективні напрями зниження екологіч- мблеї, конференції та інші заходи спрямовані на ного ризику дозволяє визначити класифікація. розроблення практичних рекомендацій щодо Екологічні ризики виділені окремою групою, що норм розвитку туризму. Особливої уваги заслу- пов’язано з аналізом кризових ситуацій, які скла- говують конвенції та рекомендації ЮНЕСКО з лися в екологічній сфері, частотою таких ситуа- охорони як природної, так і культурної та істори- цій. У визначенні й оцінюванні екологічних ри- чної спадщини людства. І Донбас не становить зиків вважаємо за потрібне виділити низку особ- виняток щодо необхідності їх виконання. ливостей: цей вид ризиків пов'язаний з іншими З іншого боку, розвиток туризму залежить ризиками; існуючих наразі знань недостатньо від екологічного стану території ймовірної дес- для визначення рівня небезпеки; динамічність тинації, тому більш докладно зупинимось на нормативно-законодавчої бази; розвиток техно- цьому питанні. логій призначених для вирішення екологічних Методика дослідження полягає у поєд- проблем; збільшення активності громадськості нанні емпіричних (спостереження, порівняння) щодо захисту навколишнього середовища. та теоретичних (систематизація та класифікація) Для кожного виду ризиків визначено свою методів наукового пізнання, застосованих для градацію. Приміром, для медичних ризиків ви- групування екологічних ризиків. Також застосо- значено такі категорії: низький рівень, середній, вано історичний метод для актуалізації теми та високий, дуже високий та швидкі зміни рівня. узагальнення отриманих результатів під час ви- Для безпеки подорожей теж визначається п’ять значення висновків. Особливе значення має ана- категорій: несуттєвий рівень, низький, середній, ліз впливу зовнішніх і внутрішніх чинників на високий та екстремально високий. Нарешті, для екологічний стан. Значне ускладнення в роботі ситуації на автошляхах: дуже низький, низький, виникло через відсутність моніторингу ситуації з керований, високий та дуже високий ризики. боку відповідних офіційних структур. Епідеміологічний та екологічний стан рай- Результати та їх аналіз. Конфлікти спустошу- ону передбачуваної поїздки має велике значення ють навколишнє середовище. Екологічні нас- і саме він цікавить туристів перш за все. Тому лідки конфлікту та воєнних дій рідко стають країни зазвичай звертають значну увагу на відпо- пріоритетами у постконфліктних заходах, незва- відність саме цим критеріям, оскільки хвилю- жаючи на те, що бойові дії у високоіндустріалі- ються за рівень попиту на туристичні послуги. зованих місцевостях можуть спричинити нові Отож, виникає необхідність розробити заходи і випадки забруднень та загострити існуючі про- вкладати кошти у раціональне природокористу- блеми. В українському воєнному конфлікті при- вання, охорону навколишнього середовища, сутні обидва варіанти, а також погіршення геое- створюючи заповідники, парки, очищаючи во- кологічного стану природного середовища дойми, борючись з інфекціями, підтримуючи (Krivda, 2015). прийнятним санітарно-епідеміологічний стан. 164 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______До екологічних ризиків впливу конфлікту та кадмієм унаслідок бойових дій. Усе це отруює на довкілля можна віднести: атмосферу та ґрунт, а отже, з опадами потрапить 1. Руйнацію цілісності грунтового покриву у ґрунтові та поверхневі води (Kravchenko, Va- Пошкодження ґрунту викликані механіч- silyuk, Voytsikhovskaya, Norenko, 2015). ними факторами, проїздом по території важкої 2. Замінування території техніки, перш за все танків та інших типів гусе- Значну проблему становлять замінування ничної техніки. території та снаряди, які залишаються після боїв Утворені рови руйнують структуру ґрунту, і в тому числі на сільськогосподарських угіддях, порушують територіальні ділянки її мешканців; що в подальшому обробляються фермерами, мі- крім того, порушення цілості дерну викликає сцевими жителями. За словами помічниці Ген- підвищену ерозію ґрунту. Нарешті, рови великої сека ООН з гуманітарних питань Урсули Мю- довжини могли порушити шляхи міграції деяких ллер, східна Україна поступово стає одним із видів тварин. У ловчих ямах гинуть тварини, осо- найбільш замінованих регіонів у світі. У Мінобо- бливо коли ці пастки розташовані на лісових сте- рони раніше заявляли, що на розмінування цих жках. На територіях у сотні і тисячі квадратних територій може піти від 10 до 15 років (Horbulina, кілометрів повністю знищується вся лісова еко- Vlasiuka, Libanovoi, Liashenko, 2015). система. Екологи звернули увагу, що просто на Ніхто зараз точно не може сказати, скільки те, щоб закопати вирви від вибухів на ділянці 15 і де залишилось мін та нерозірваних вибухових х 15 км, потрібно близько 1 тисячі вантажівок пристроїв. Розмінування територій здійснюється типу КамАЗ. Вже не кажучи про те, що у більшо- з урахуванням ситуації, яка дозволяє чи переш- сті із цих вирв вміст важких металів може пере- коджає проводити такі роботи. вищувати норми у 150 разів (Horbulina, Vlasiuka, Окупована частина Донецької і Луганської Libanovoi, Liashenko, 2015). областей становить близько 18 тис. км2, а з ура- Як зазначає співробітник Інституту зооло- хуванням прилеглих районів не менше 20 тис. гії імені І. І. Шмальгаузена НАН України Олек- км2 підлягає комплексній перевірці та очи- сій Василюк, від вибухів та проїзду важкої війсь- щенню, оскільки на ній можуть лишатися міни і кової бронетехніки, а також унаслідок зведення залишки вибухових пристроїв. За оцінками спеціальних укриттів руйнуються унікальні Офісу ООН з координації гуманітарних питань, ландшафти, серед яких – значні степові ділянки. оприлюдненими у листопаді 2015 року, тільки Науковці й природозахисники нарахували, зок- вздовж лінії зіткнення рема, 16 тис. вирв навколо Савур-Могили. Як забруднена територія площею 300 км2. На звіль- уточнив О. Василюк, це лише та інформація, яку нених територіях уже можна проводити такі ро- відображено на доступних для аналізу аерокос- боти, а на тимчасово окупованих – лише після їх мічних знімках NASA. звільнення, але готуватись треба сьогодні. Прос- Результати дослідження ґрунтів тим зняттям виявлених мін тут не обійтись. Поки (Kravchenko, Vasilyuk, Voytsikhovskaya, Norenko, що в зоні АТО здійснюється несистемне розмі- 2015) свідчать про значний вміст важких металів нування місцевості, переважно вздовж лінії роз- на місці розривів снарядів. Так, концентрація ти- межування, та окремих об’єктів у звільнених тану у пробі ґрунту на місці розриву снаряда на районах. Як вважають фахівці, на Донбасі необ- території степового заповідника «Крейдова хідно проводити так зване «гуманітарне розміну- флора» у 150 разів перевищує фонові концентра- вання» (Yatsenko, 2014). ції цього металу. Концентрація ванадію у цій же 3. Знищення лісів пробі становить 100 мг/кг, для порівняння: у фо- Ліси Донецької області зазнали значних новій пробі ванадій взагалі відсутній. Виявлено втрат у результаті бойових дій. Як зазначає го- також перевищення по сульфатах у 2,3 раза, ру- лова Донецької облдержадміністрації Павло Же- хомих формах важких металів: свинцю − 1,3 брівський, лісовий фонд регіону становить 214,5 раза, кадмію − 1,5 раза. Саме сплави на основі ти- тис. гектарів, з яких 53 470 гектарів (41%) розта- тану з добавками ванадію застосовують в авіа- шовані на тимчасово окупованій території. «З ційній і ракетній техніці. Виявлено перевищення початком російської агресії проти України ліси стронцію на місці розривів снарядів у с. Закітне; Донецької області зазнали значних втрат: тільки концентрація цієї речовини становить 150 мг/кг в 2014 році в результаті ведення бойових дій від- на місці утворення вирви площею 12 м2. У цій же булося 154 лісові пожежі, які завдали шкоди 4 пробі ґрунту в 4 рази перевищують фонові кон- 708 га лісу», – зазначив П. Жебрівський. Дина- центрації сульфати, кадмій перевищує концент- міка лісорозведення з 2013 року скоротилася в 16 рації у 9 разів. Дослідження на території Донець- разів: якщо в 2013 році було засаджено 729 га, то кої області показали, що мають місце значні за- в 2017-му є тільки 45 гектарів нового лісу бруднення ґрунтів стронцієм, титаном, ванадієм 165 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______(Informacijno-anality`chny`j oglyad stanu Глобального центру моніторингу пожеж пока- dovkillya, 2016). зав, що у 2014 році частота лісових та степових За підрахунками екологів, збитки від зни- пожеж на одиницю площі у Донецькій області щення лісу на території тільки двох заповідних зросла у 2-3 рази порівняно з прилеглими регіо- об’єктів Донбасу – Регіонального ландшафтного нами України та Росії (Kravchenko, Vasilyuk, парку «Донецький кряж» і Національного приро- Voytsikhovskaya, Norenko, 2015). дного парку «Святі гори» – вже перевищили 14 За даними (Kravchenko, Vasilyuk, млрд грн. Загалом наразі налічується 33 подібні Voytsikhovskaya, Norenko, 2015), упродовж чер- понівечені вогнем об’єкти природно-заповідного вня–вересня 2014 року в зоні АТО було зафіксо- фонду – зі 150 наявних на Донбасі. І як наслідок вано 2 901 випадок загоряння. Загалом числові численних пожеж, страждають популяції черво- показники кількості зафіксованих супутником нокнижних видів, яких на Донбасі було достат- пожеж у 15 разів перевищують показники 2013 ньо багато. року. Дослідження локалізації виявлених заго- За деякими даними, загалом постраждали рянь 2014 - го показало, що як мінімум 81 % з до 17 % лісових і 24 % степових територій Дон- усіх випадків стались на ділянках природної сте- басу від їх загальної площі (Horbulina, Vlasiuka, пової та лісової рослинності та рідше – на полях. Libanovoi, Liashenko, 2015). І лише 19 % вірогідно мають відношення до те- Також значно збільшилися обсяги неза- риторії населених пунктів або їх околиць. Порів- конної – так званої неконтрольованої – вирубки няння кількості пожеж у межах зони АТО із ми- лісу. нулими роками показує, що загальні тенденції Вогнем пошкоджено 36 226,19 га лісів, що щодо динаміки кількості пожеж дуже подібні. становить 18 % від площі лісів у межах зони АТО Головною причиною сплеску зафіксованих заго- та 12,19 % від загальної площі згарищ; 113 735,2 рянь є їх тривалість у часі, що дозволяє супут- га степів, що становить 23,19 % від площі степів нику їх зафіксувати. А це означає, що катастро- у межах зони АТО і 38,29 % від усієї площі зга- фічне збільшення зафіксованих загорянь свід- рищ; 147 044,56 га орних земель, що становить чить про одне: пожежі вільно поширюються по 14 % від площі орних земель і 49,5 % від площі території зони АТО і ніхто їх не гасить згарищ (Kravchenko, Vasilyuk, Voytsikhovskaya, (Kravchenko, Vasilyuk, Voytsikhovskaya, Norenko, Norenko, 2015). 2015). 4. Пожежі та погіршення стану повітря Зібрані (Krivda, 2015) у місті Щастя Луга- Пожежі можуть зруйнувати природні скла- нської області дані показують, що Луганська еле- дові рекреаційного потенціалу, а саме, флору та ктростанція, відповідальна за поставку понад 90 фауну, природно-заповідний фонд, які є основою % усієї електроенергії області, була змушена од- розвитку лікувального, спортивного, екологіч- ночасно знизити виробництво та використову- ного туризму. В результаті пожеж згоріло багато вати низькосортне вугілля з резервного запасу. домівок місцевих мешканців, підприємств. Це спричинило значне погіршення якості пові- І без того схильні до пожеж через суху лі- тря. В моменти, коли відбувалися обстріли, в по- тню погоду ліси та степи горіли частіше, ніж за- вітрі різко зростала концентрація шкідливих ре- звичай. Зібрана інформація свідчить, що внаслі- човин – продуктів вибуху (оксидів сірки, нітро- док сутичок у 2014 році виникло у 20 разів бі- гену тощо), перевищуючи гранично допустимі льше пожеж, ніж у попередньому (Kravchenko, значення у 5–8 разів. Останні роки показують не- Vasilyuk, Voytsikhovskaya, Norenko, 2015). значне зниження викидів, що пов’язано зі змен- Згідно з опублікованими аналізами даних шенням воєнної активності (табл. 1). супутника NASA, східноєвропейський підрозділ

Таблиця 1. Екологічні показники розвитку Луганської області1 2016 р. 2017 р. (очіку- 2018 р. Темп зниження 2018 р. Показники (факт) вання) (прогноз) до 2017 р., % Викиди в атмосферне повітря, тис. т. 155,5 155,00 154,0 99,4 Обсяги забору води, млн. м 3 145,1 149,45 153,93 97,0 Загальні обсяги скидання зворотних вод у водні 83,7 86,21 88,80 97,0 об’єкти, млн. м3 Відведення недостатньо очищених зворотних 82,68 79,65 77,26 97,0 вод або без очистки, млн. м3 1 Джерело: Sajt Lugans`koyi ODA, 2018.

166 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______

Також велику проблему становлять вибухи (Kravchenko, Vasilyuk, Voytsikhovskaya, Norenko, газу, який виходить під час видобутку вугілля, та 2015). палаючі терикони, за деякими підрахунками за- Сильне забруднення питної води чи пош- раз їх близько 300. Тобто близько 90 вугледобу- кодження потужного промислового об’єкта не- вних поселень Донбасу можуть постраждати від минуче призведуть до хвороб і загибелі людей, вибухів та радіоактивного пилу, який утворю- що, у свою чергу, викличе проблеми як економі- ється териконами. чного, так і екологічного характеру. 5. Великі поховання Сьогодні лінія фронту йде практично по На територіях, де тривали бої, у разі похо- Сіверському Донцю. Приблизно 70 % шахт роз- вання в неналежних, не відведених для цього мі- ташовані по той бік. Але найважливіший нюанс сцях, у навколишнє середовище потрапляють то- – те, що територія, яка контролюється українсь- ксини. У процесі розкладання величезного числа ким урядом, розміщена, в основному, на Лівобе- трупів утворюються речовини, що з дощами чи режжі Сіверського Дінця – гіпсометрично конт- ґрунтовими водами попадають у водойми, отру- рольована Україною територія – нижче. І якщо юючи їх. Ці ж отрути гублять тварин і на місці верховоди незаконних збройних угрупувань за- поховання. Вони тим більше небезпечні, що їх криють шахти до певного горизонту, частина дія може початися як відразу, так і через багато води з усім брудом попливе у бік території, кон- років. Наразі дані стосовно значення воєнних по- трольованої Україною (Krivda, 2015). ховань у погіршенні екологічної ситуації на Дон- 8. Порушення екосистем та природоохо- басі відсутні взагалі. ронних територій 6. Підтоплення шахт Схід України – це одне з небагатьох місць, Головний ризик воєнних дій на сході ста- де збереглися унікальні типчаково-ковилові ці- новить підтоплення шахт внаслідок підняття рі- линні степи, байрачні та заплавні ліси. Цінний вня ґрунтових вод. Неконтрольовані підтоплення природно-ландшафтний спадок являють собою охоплюють від 40 до 50 % площі гірничодобув- крейдяні скелі, які потрапили в Top-100 всеукра- них районів і спричинюють до порушення гідро- їнського конкурсу «Сім природних чудес Укра- геологічної системи, а також забруднення підзе- їни». Важливо, що на територіях Донецької та мних вод (Krivda, 2015). Луганської областей, де ведуться бойові дії, міс- У зв'язку з активним скороченням або при- титься велика кількість об’єктів природно-запо- пиненням видобутку вугілля на території Дон- відного фонду. Заповідні території пошкоджені басу почався підйом рівнів підземних вод, що важким транспортом. Бойові дії на території До- може викликати заболочування і засолення міс- нецької та Луганської областей також спричи- цевості. Значна заселена сьогодні територія вна- нили забруднення земель і порушення ландшаф- слідок цього може стати безлюдною. Також, тів природно-заповідного фонду. Постраждали коли виймали вугілля з пластів, там утворилися території відділення Українського державного тріщини, які тепер заповнюються водою, порода степового природного заповідника «Хомутовсь- розкисає і стає слабкішим грунт, він осідає дода- кий степ», національних природних парків «Ме- тково. А враховуючи, що майже половина посе- отида» і «Святі гори», регіональних ландшафт- лень Донбасу стоїть на таких пустотах, можуть них парків та заповідників «Донецький кряж», почати тріщати будинки і рватися комунікаційні «Слов'янський курорт», «Краматорський», «Зу- споруди. євський», «Клебан-Бик», відділення Луганського 7. Забруднення питної води природного заповідника «Провальський степ», Найменш задокументований вплив конф- «Трьохізбенський степ», «Станично-Лугансь- лікту на якість питної води, але, зважаючи на ни- кий». Численні об'єкти природно-заповідного нішню ситуацію, можна логічно припустити її фонду Донбасу постраждали від будівництва фо- погіршення. Численні медіа неодноразово пові- ртифікаційних споруд, вирубування лісових на- домляли про припинення водопостачання, пош- саджень, лісових і степових пожеж, порушення кодження водоводів. екосистем (Horbulina, Vlasiuka, Libanovoi, За результатами проведених Міжнарод- Liashenko, 2015). ною благодійною організацією «Екологія-Право- Воєнні дії на Донбасі спричинили значні Людина» (м. Київ) досліджень води з р. Сіверсь- екологічні наслідки впливу на рекреаційно-ресу- кий Донець у м. Чугуїв на території Харківської рсний потенціал, маштаби яких важко оцінити області та у м. Щастя Луганської області нижче зараз, оскільки не проводиться система моніто- скиду стічних вод з очисних споруд виявлено бі- рингу за ними. Але питання це вкрай важливе, льше ніж подвійне перевищення з мінералізації у тому що потрібно зберегти наявні рекреаційні пробі з р. Сіверський Донець, що у м. Щастя ресурси. 167 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______9. Небезпека руйнування підприємств туації на краще потрібно буде подолати негати- Ще одним серйозним наслідком ведення вні екологічні наслідки, спричинені конфліктом. бойових дій може бути небезпека руйнування Для вирішення цієї проблеми очевидна необхід- підприємств, оскільки Донбас – регіон із висо- ність відновлення і розвитку системи екологіч- кою концентрацією об’єктів підвищеної небез- ного моніторингу, в тому числі з використанням пеки. До початку війни тут діяло понад 6 500 супутникових даних дистанційного зондування промислових підприємств, серед яких значна кі- Землі. Як ми вже зазначали вище, через майже лькість – підприємства підвищеної еконебез- чотири роки після початку жорсткого конфлікту пеки. на сході України з'являються ознаки його потуж- Руйнування, завдані промисловості регі- ного впливу на екологічний стан високоіндустрі- ону, спричинили прямі пошкодження заводсь- алізованого Донбаського регіону та серйозний кого обладнання, повну зупинку виробництва че- ризик для здоров'я цивільного населення, який рез нестачу сировини, енергії, робочої сили або залишатиметься і в майбутньому. Цьому регіону каналів збуту, випадкові викиди забруднюваль- знадобиться міжнародна допомога для зниження них речовин, зумовили переведення підприємств рівня безпеки та «озеленення» шкідливої для до- на більш шкідливі технології, що вплинуло на як- вкілля промисловості. ість повітря регіону. Хімічні відстійники і від- Туристично-рекреаційна галузь економіки стійники шахтних солоних вод наразі інтенсивно сходу України, що пережила спад туристичної просочуються в ґрунт і змішуються з підземними діяльності 2014 – 2015 років, починаючи від 2016 ґрунтовими водами, що погіршує екологічний р. має тенденцію до повільного зростання, що стан території, яка могла би бути об’єктом тури- пов’язано зі зменшенням екологічного ризику. стичних дестинацій, у цілому. У 2016 році потік туристів у регіоні порів- Українська Гельсінська спілка з прав лю- няно до 2015 року зріс удвічі, проти 18 % 2015 р. дини оприлюднила звіт про наслідки конфлікту до 2014 року (Sajt Lugans`koyi ODA, 2018). Проте на Донбасі для довкілля. Автори звіту нагаду- продовжує спостерігатися тенденція збільшення ють, що і до початку конфлікту розвинена важка числа осіб, які виїжджають за межі країни, порі- промисловість цього регіону – шахти, великі ме- вняно з кількістю внутрішніх туристів. Хоча талургійні заводи, хімічні гіганти «Стирол» і саме розвиток внутрішнього туризму ми вважа- «Лисичанський НПЗ» – становила чималу за- ємо першочерговим (табл. 2). Також у зазначе- грозу довкіллю. ний період збільшився майже вдвічі дохід від на- Проте під час конфлікту ситуація ще бі- дання туристичних послуг. льше загострилася: «Екологічна ситуація Дон- Зважаючи на конфлікт на сході, Україну басу, тривалий час перебуваючи у кризовому відносять до так званого «червоного сектора», стані, в період воєнних дій набула ознак екологі- тобто вважають нашу державу небезпечною для чної катастрофи», – йдеться у звіті (Horbulina, іноземних туристів (Sajt INTERNATIONAL SOS, Vlasiuka, Libanovoi, Liashenko, 2015). 2018). Все це негативним чином відбилося на ро- Однак існують й найбільш об’єктивні дос- звитку туризму в Донбасі, тому для реалізації ре- лідження, які деталізують ступені ризику зале- гіональної екологічної політики слід використо- жно не тільки від держави та формальних ознак вувати такі механізми: законодавчо-правовий, безпеки для туристів, а й виходячи з реальної си- управлінський, економічний. Вони включають: туації на тих чи інших територіях. Як правило, розроблення законодавчої та нормативної бази такі дослідження публікують структури, які зай- щодо порядку виявлення, оцінювання, інвента- маються практичною діяльністю, – наприклад, ризацію ресурсів, придатних для туризму, їх па- страхуванням чи наданням безпосередньої допо- спортизацію, реєстрацію, визначення правового моги постраждалим від реалізації тих чи інших режиму туристичних ресурсів та маркування ре- ризиків. Одна з таких структур – Міжнародна сурсів, їх моніторинг на відповідність норматив- компанія International SOS, яка надає своїм кліє- ним вимогам; внесення змін і доповнень до зако- нтам усі види допомоги (включаючи медичну) в нодавства України про планування забудови те- усьому світі. Ця компанія складає та періодично риторій; про інформацію в частині інституційно- публікує прогнози ризиків для мандрівників за функціонального забезпечення збирання, обро- трьома категоріями: медичні ризики; безпека для бки, аналізу, збереження та використання і захи- мандрівників; ситуація та безпека на автошляхах сту інформації щодо сталого розвитку туризму (Sajt INTERNATIONAL SOS, 2018). (Sajt Lugans`koyi ODA, 2018). Слід зауважити, що у прогнозах ризиків на Воєнні дії на сході України завдали шкоди 2018 рік (Sajt INTERNATIONAL SOS, 2018). Ук- усім без винятку об'єктам довкілля. Для зміни си- раїна виглядає досить-таки непогано, а подекуди й відверто привабливо. З іншої точки зору (Sajt 168 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______INTERNATIONAL SOS, 2018), опублікований шого боку, така подача інформації значно адек- прогноз досить об’єктивний, оскільки на терито- ватніше оцінює ризики в’їзного туризму до на- ріях, де проводиться АТО, ризик безпеки подо- шої держави, ніж дослідження та рейтинги, які рожей позначено як екстремально високий, що надають Україні категорію «ризик екстремально цілком зрозуміло з практичної точки зору. З ін- високий» через конфлікт на Донбасі (табл. 3).

Таблиця 2. Основні показники розвитку туризму в Луганській області1 Роки Показники 2013 20141 20151 20161 Кількість суб’єктів туристичної діяльно- 225,0 15,0 11,0 19,0 сті усього у тому числі: 47,0 8,0 8,0 7,0 - юридичні особи - фізичні особи –підприємці 178,0 7,0 3,0 12,0 Середньооблікова чисельність штатних 154,0 21,0 17,0 27,0 працівників, осіб Дохід від надання туристичних послуг, 30 795,8 601,3 821,1 1 704,9 тис. грн Туристичні потоки, осіб, усього 34 699,0 791,0 939,0 1 896,0 у тому числі 33,0 2,0 - - 10. іноземні туристи 11. туристи громадяни України, які ви- – 21 709,0 762,0 872,0 1 814,0 їжджали за кордон 12.внутрішні туристи 12 957,0 27,0 67,0 82,0 1 Без урахування частини зони проведення антитерористичної операції. Джерело: Sajt Lugans`koyi ODA, 2018.

Таблиця 3. Оцінка ризиків для в’їзного туризму в Україну, 2018 р.1 Категорія ризику Рівень ризику Примітки Медичні ризики Середній – Безпека подорожей Середній Екстремально високий у зоні АТО Безпека на автошляхах Дуже низький – Джерело: Sajt INTERNATIONAL SOS, 2018.

На рисунку наведено карту «гарячих» точок світу, розроблену Міжнародною компанією Interna- tional SOS, де, на жаль, одна з таких позначена й на території України.

Рис. 1 Країни, не рекомендовані для відвідування туристами Джерело: Sajt INTERNATIONAL SOS, 2018.

169 Zavarika G.M. Journ.Geol.Geograph.Geoecology,27(1), 162-170 ______

Як бачимо з міжнародних даних (Sajt environmental threats]. Retrieved from INTERNATIONAL SOS, 2018), Україна має нега- http://www.nas.gov.ua/text/pdfNews/Vasyliuk_radioin- terview_Donbas_nature_war.pdf (In Ukrainian). тивний імідж серед туристів, що позначається на Informacijno-anality`chny`j oglyad stanu dovkillya, 2016. [In- зниженні туристичних потоків. Туристи не нава- formatsionno-analitichnyy oglyad will become a dov- жуються їхати до України, зокрема, Луганської killa] Retrieved from http://www.menr.gov.ua/ dopovidi області, тому потрібно зробити все, щоб вони по- / infooglyad (In Ukrainian). бачили, що в Україні безпечно, за винятком де- Informacijni materialy` konferenciyi «Perspekty`vy` vidnovlennya Sxodu Ukrayiny` na zasadax яких районів. Слід більше займатися популяри- zbalansovanogo rozvy`tku», 2015. [Information зацією країни. Наприклад, завдяки проведенню materials of the conference «Prospects for the «Євробачення» світ отримав дуже позитивний Restoration of the East of Ukraine on the Basis of звіт про безпеку, а багато туристів змінили своє Balanced Development»]. Retrieved from http://www.ecoleague.net/images/podii (In Ukrainian). попереднє ставлення до нашої країни навіть при Kvartalnov V. 2000. Turyzm. [Tourism] Moscow 314 (In тому, що у нас відбувається тривалий конфлікт Russian). на Сході. Kravchenko, O., Vasilyuk, O., Voytsikhovskaya, A., Norenko, Висновки. В результаті проведеного дос- K., 2015. Doslidzhennya vply`vu vijs`kovy`x dij na лідження встановлено, що необхідно мінімізу- dovkillya na Sxodi Ukrayiny` [Research on the impact of military actions on the environment in the East of вати ризики розвитку туризму, серед яких еколо- Ukraine] 2, 118 – 123 (In Ukrainian). гічні посідають одне з перших місць поряд із Krivda, Marina, 2015. Donbas za krok do ekologichnoyi проблемою розмінування, відновлення доріг, ро- katastrofy [Donbas for the croc before the ecologic ca- збудовою зруйнованої інфраструктури. tastrophe] Voice of Ukraine, 8 – 9. (In Ukrainian). Lesa Doneczkoj oblasty` sy`l`no postradaly` v rezul`tate boevыx З метою збереження довкілля слід прове- dejstvy`j, 2015. [The lions of the Donetsk region suf- сти моніторинг його стану, розробити програми fered greatly as a result of hostilities]. Retrieved from відновлення порушених екосистем та об’єктів https://www.ostro.org/donetsk/society/news/533224/ природно-заповідного фонду, здійснити саніта- (In Russian). Ogromnaya problema. Kak razmy`ny`rovat` Donbass – рно-гігієнічний аналіз водопровідно-каналіза- mneny`e эksperta, 2017.[A huge problem. How to clear ційних мереж і природних джерел водопоста- the Donbass - the expert's opinion]. Retrieved from чання регіону, провести геолого-екологічний http://rian.com.ua/inter- аналіз вугільних шахт, скласти екологічну мапу view/20171028/1028933548/razminirovanie-don- територій, постраждалих під час конфлікту, bass.html (In Russian). Pravozaxy`sny`ky`: vply`v ATO na dovkillya bly`z`ky`j do ka- впровадити систему визначення місцезнахо- tastrofy, 2016. [Pravozasizniki: vpplyv ATO on dov- дження об’єктів підвищеної небезпеки, здійс- killlya close to catastrophe]. Retrieved from нити реконструкцію промислових підприємств http://www.bbc.com/ukrainian/news-40218301 (In Донбасу у напрямі підвищення їх енергоефекти- Ukrainian). вності відповідно до принципів та засад сталого Pres-konferenciya: «Ekologichni naslidky` zbrojnogo konfliktu na Donbasi: yak vidnovy`ty` ekologichnu bezpeku ta розвитку. ekologichni prava gromadyan?», 2015. [Pres- Оцінювання впливу конфліктних процесів conference: «Ecologic rendezvous of zbrojnogo kon- на природно-ресурсний потенціал; розроблення fliktu na Donbasі: yak vіnodiviti ekologichnu bezpeku сучасної екологічної політики; моніторинг стану ta ekologichesnyi gromadyan law?»] Retrieved from http://econews.bei.org.ua/2015/01/blog-post_1.html (In довкілля в районі конфлікту з метою виявлення Ukrainian). проблем стають пріоритетними завданнями за- Sajt RNBO Ukrayiny, 2018. [Site of the RNBO of Ukraine] Re- для розвитку туризму в Україні. trieved from http://www.rnbo.gov.ua/. (In Ukrainian). Sajt INTERNATIONAL SOS, 2018. [INTERNATIONAL SOS website] Retrieved from Бібліографічні посилання https://www.internationalsos.com/ (In Ukrainian). Sajt Lugans`koyi ODA, 2018. [The site of the Lugansk Regional Gerasimchuk, A. A., 1999. Osnovy ekolohii [Principles of State Administration]. Retrieved from Ecology] Kiev – 55 – 68 (In Ukrainian). http://loga.gov.ua/ (In Ukrainian). Horbulina, V. P., Vlasiuka, O. S., Libanovoi, E. M., Liashenko, Yatsenko, L. D., 2014. Ekolohichnyi skladnyk natsionalnoi O. M., 2015. Donbas i Krym: tsina povernennia : bezpeky: osnovni pokaz- nyky ta sposoby yikh monohrafiia [Donbass and Crimea: the price of return: dosiahnennia : analit. dop [An ecological component of monograph] per colleagues. – K.: NISS – 200 – 274. (In national security: the main indicators and ways to Ukrainian). achieve them: an analyst. Add] K.: NISS (In Ukrainian). Donbas: stan dovkillya ta novi ekologichni zagrozy, 2016.[ Donbass: the state of the environment and new

170 ISSN 2617-2909 (print) Journal of Geology, ISSN 2617-2119 (online) Geography and Geoecology Journ.Geol.Geograph. Geoecology,27(1) Journal home page: geology-dnu-dp.ua doi: 10.15421/11184201

CONTENTS Аlokhin V. I., Tikhlivets S. V., Murovska A. V., Puhach A. V. Mineralogical features of the clastic dykes of the Eastern Carpathians Skybova zone ……………………………………….. 3 Azzaoui Mohamed, Maamar Benchohra, Soudani Leila, Nouar Belgacem, Berreyah Mohamed , Maatoug Mohamed. Spatial dynamics of land cover in the Sdamas region (Tiaret, Algeria)………………………………………………………………………………………... 12 Baranov P., Slyvna O., Matyushkina O. Eco-aesthetic features of mineral deposits………… 20 Bezruchko K. A., Pymonenko L. I., Burchak А. V., Suvorov D. А. Transformation of the energy state of the molecular structure of coal in the process of metamorphism……………… 30 Bozhuk T. I. , Buchko Z. I. Cross-Border Ukrainian-Hungarian Cooperation in the Sphere of Tourism……………………………………………………………………………………... 35 Buts Y., Asotskyi V., Kraynyuk O., Ponomarenko R. Influence of technogenic loading of pyrogenic origin on the geochemical migration of heavy metals……………………………… 43 Chyr N. V. Tendencies in Photo Tourism Development in Ukraine (on the example of Transcarpathian region)……………………………………………………………………….. 51 Denysyk H. I., Lavryk О. D., Berchak V. S. Residential landscapes in the valleys of small rivers in the Middle Bug area………………………………………………………………..… 60 Khilchevskyi V. К., Kurylo S. М., Sherstyuk N. P. Chemical composition of different types of natural waters in Ukraine …………………………………………………………………… 68 Maksymenko N. V., Voronin V. O., Cherkashyna N. I., Sonko S. P. Geochemical aspect of landscape planning in forestry ……………………………………………………………….... 81 Mokritskaya T. P., Dovganenko D. A. Forecast landslide activity in the zones of technogenic geochemical anomalies of urban areas based on remote sensing data………………………… 88 Nesterovsky V. A., Martyshyn A. I. Chupryna A. M. New biocenosis model of Vendian (Ediacaran) sedimentation basin of Podilia (Ukraine)………………………………………… 95 Nikitenko I. S., Suprunenko O. B., Kutsevol M. L. Petrographic research of the Eneolithic- Bronze Age stone stelae from Poltava Museum of Local Lore………………………………. 108 Savosko V., Lykholat Yu. , Domshyna K., Lykholat T. Ecological and geological determina- tion of trees and shrubs’ dispersal on the devastated lands at Kryvorizhya…………………….. 116 Shepelyuk M. О, Evtekhov V. D., Smirnov O. Ya. The regularities of changes ore composition Ingulets' ore mining and processing works……………………………………………………. 131 Ulytsky О. , Yermakov V. , Buglak O. , Lunova О. Risk of man-made and ecological disasters at the filter stations in the Donetsk and Luhansk regions……………………………………… 138 Yavorska V. V., Hevko I. V., Sych V. A., Kolomiyets K. V. The main components of the formation of recreational and tourism activity………………………………………………… 148 Yevgrashkina G. P., Marchenko V. K., Tkachenko I. O., Korol O. I., Masenko A. V. Eco- logical-hydrogeological history of the development of the coal industry in the Western Donbas under the influence of a complex of technogenic factors…………………………………….… 156 Zavarika G. M. Ecological risks of development of tourism under the case of Donbas………. 162

171 JOURNAL OF GEOLOGY, GEOGRAPHY AND GEOECOLOGY

The Journal was founded in 1993 Issue 22 Volume 27 (1)

Ukrainian, English and Russian Certificate of state registration of a series of KV № 23167-13007 dated February 26, 2018 in accordance with the order of the Ministry of Education and Science of Ukraine dated 24.05.2018 №527 (Annex 5), a printed (electronic) publication “Journal of Geology, Geography and Geoecol- ogy” is included in the List of Scientific Specialized Publications of Ukraine in the Field of Geological Sciences (included in professional editions since 2003).

Literary editors: P.W. Bradbeer, V.D. Malovyk, M.O. Tikhomyrov. Text Layout: N.І. Derevyagina, Volodymyr V. Manyuk. Cover design: Vadym V. Manyuk. ______1 Підписано до друку ………….. Формат 60×84 /16. Папір друкарський. Друк плоский. Ум. друк. арк…. Ум. фарбовідб…… Обл. – вид……. Тираж 100 пр. Зам. № ______РВВ ДНУ, просп. Гагаріна, 72, м. Дніпро, 49010. ПП «Ліра ЛТД», вул. Погребняка, 25, м. Дніпро, 49010. Свідоцтво про внесення до Державного реєстру серія ДК №188, від 19.09. 2000 р. Фактична адреса: вул. Наукова, 5

172

View publication stats