Horban V. Ecological fundamentals of the formation of physical properties of edaphotops of forest biogeocenoses of steppe Pridnieprovie
Українська версіяThesis for the degree of Doctor of Science (DSc)
State registration number
0526U000152
Applicant for
Specialization
- 03.00.16 - Екологія
24-06-2026
Specialized Academic Board
Д 08.051.04
Oles Honchar Dnipro National University
Essay
The dissertation is devoted to the theoretical generalization and ways of solving the scientific problem related to the ecological role of forest vegetation in the transformation of the physical properties of edaphotops of the steppe. It was established that the impact of artificial forest vegetation on edaphotops in the conditions of the northern steppe subzone caused changes in their granulometric composition (increase in the content of fractions with a size of <0.01 and 0.005–0.001 mm), hydrophysical (decrease in the values of maximum hygroscopic humidity, increase in the values of the range of active moisture, relative moisture availability and water permeability), thermophysical (increase in the values of thermal diffusivity, heat capacity and thermal conductivity) and electrophysical properties (increase in the values of specific electrical resistance, decrease in the values of specific electrical conductivity, salinity, mineralization and dielectric permittivity), reflectivity (decrease in the values of the brightness coefficient at λ = 480 nm). The growth of artificial forest vegetation on edaphotops in the conditions of the middle steppe subzone is characterized by a less pronounced impact on their physical properties. It was found that the influence of natural forest vegetation on edaphotops in conditions of northern and southern exposures, as well as the thalweg of the Hlyboky ravine (northern variant) caused changes in their granulometric composition (as a result of leaching, the fraction with a size of <0.001 mm is washed out from the upper horizons to the lower ones), structural and aggregate composition (an increase in the content of agronomically valuable fractions during dry sieving), hydrophysical (an increase in the values of maximum hygroscopic humidity, field moisture capacity by more than 10% in the upper horizons, the range of active moisture, moisture of capillary rupture, water permeability by more than 28 mm/h in the upper horizons), thermophysical (a decrease in the values of thermal diffusivity, heat capacity and thermal conductivity), electrophysical properties (a decrease in the values of specific electrical resistance, dielectric permittivity of the upper horizons by 2 times, an increase in the values of specific electrical conductivity, mineralization and salinity of the upper horizons), reflectivity (reduction in brightness coefficients at λ = 480, 650 and 750 nm). The growth of natural forest vegetation on edaphotops under conditions of northern and southern exposures, as well as the thalweg of the Voyskovy ravine (southern variant) led to less pronounced changes in their physical properties. It was found that the physical properties of edaphotops under artificial forest vegetation are largely determined by the content of organic matter, edaphotops under natural forest vegetation are largely determined by the content of physical clay (48.4 and 58.2% of the total dispersion of physical properties, respectively). Based on the results of the study of the physical properties of edaphotops, pedotransfer models were developed to determine the organic carbon content in edaphotops using the values of the color index K of the CMYK system (y = 0.0188 + 0.0535*x), the brightness coefficient at λ = 650 nm (y = 5.0716 - 3.2255*log10(x)) and the density of the solid phase (y = 32.2816 - 12.1924*x) under artificial forest vegetation in the conditions of the northern steppe subzone, as well as water permeability values (y = -2.9732 + 0.0494*x) for edaphotops under natural forest vegetation. Based on the results of the research, a system of qualitative assessment of the intensity of the manifestation of sylvatization was proposed, which is based on the quantitative and qualitative characteristics of changes in the physical properties of edaphotops of steppe biogeocenoses under the influence of artificial and natural forest vegetation.
Research papers
Горбань, В. А. (2016). Фізичні властивості ґрунтів та підстилок лісових біогеоценозів степової зони України. У А. П. Травлєєв (Ред.). Біогеоценологічні дослідження лісів степової зони України (с. 142–154). Дніпро: Свідлер А. Л.
Gorban, V. (2021). Robinia pseudoacacia and Quercus robur plantations change the physical properties of Calcic Chernozem. In Soils under stress (Р. 95–103). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68394-8_10
Holoborodko, K. K., Marenkov, O. M., Gorban, V. A., & Voronkova, Y. S. (2016). The problem of assessing the viability of invasive species in the conditions of the steppe zone of Ukraine. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, ecology, 24(2), 466–472. https://doi.org/10.15421/011663
Gorban, V., Huslystyi, A., Kotovych, O., & Yakovenko, V. (2020). Changes in physical and chemical properties of Calcic chernozem affected by Robinia pseudoacacia and Quercus robur plantings. Ekológia (Bratislava), 39(1), 27–44. http://doi.org/10.2478/eko-2020-0003
Gorban, V., Huslystyi, A., Recio Espejo, J. M., & Bilova, N. (2021). Prediction of SOC in Calcic Chernozem in the steppe zone of Ukraine using brightness and colour indicators. Ekológia (Bratislava), 40(4), 325–336. http://doi.org/10.2478/eko-2021-0034
Gorban, V., & Huslystyi, A. (2023). Changes in selected properties of Calcic Chernozem due to cultivation of Robinia pseudoacacia and Quercus robur. Folia Oecologica, 50(2), 196–203. http://doi.org/10.2478/foecol-2023-0018
Yakovenko, V., Gorban, V., Kotovych, O., Didur, O., & Lisovets, O. (2024). Visual evaluation of soil structure in low-intensity land use systems of steppe zone of Ukraine. Soil Use and Management, 40(1), e12972. http://doi.org/10.1111/sum.12972
Gorban, V. A., Bilova, N. A., Poleva, J. L., Huslystyi, A. O., Kotovych, O. V., & Hunko, S. O. (2024). The influence of forest vegetation on the physical properties of chernozems in the steppe zone of Ukraine. Biosystems Diversity, 32(1), 3–11. http://doi.org/10.15421/012401
Gorban, V. A., Poleva, J. L., Bilova, N. A., Hunko, S. O., & Kotovych, O. V. (2024). Mechanisms of influence of forest ecosystems on the aggregate composition and water stability of soil aggregates in the semi-arid area of southeast Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 15(1), 148–158. http://doi.org/10.15421/022422
Yakovenko, V., Gorban, V., Kotovych, O., Didur, O., & Poleva, J. (2025). Humus forms, earthworm bioturbation and soil organic carbon storage in Chernozems of the low-intensity land use of steppe zone of Ukraine. Geoderma Regional, 42, e00988. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2025.e00988
Горбань, В. А. (2013). Еколого-фізичні властивості імпульверизаційно-ґрунтового матеріалу лісових культурбіогеоценозів Присамар’я Дніпровського. Екологія та ноосферологія, 24(1–2), 49–59.
Горбань, В. А., & Макалей, З. А. (2013). Роль физико-химических и физических исследований при лесной рекультивации в условиях степной зоны Украины. Ґрунтознавство, 14(1–2), 102–109.
Горбань, В. А., & Беркар, А. О. (2013). Природна радіоактивність лісополіпшених едафотопів Присамар’я Дніпровського. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 42, 77–82.
Горбань, В. А. (2015). Экологическая физика почв как раздел экологического почвоведения. Екологія та ноосферологія, 26(3–4), 96–105.
Горбань, В. А., Стригіна, Т. А., & Мандригеля, М. В. (2016). Особливості структурно-агрегатного складу чорноземів лісових байраку Глибокого. Ґрунтознавство, 17(1–2), 65–73.
Горбань, В. А. (2016). Роль структуры в обеспечении биогеоценотических функций почв. Екологія та ноосферологія, 27(3–4), 89–96.
Горбань, В. А. (2016). К методике изучения диэлектрической проницаемости почв (на примере почв байрачных лесов северного варианта степной зоны Украины). Ґрунтознавство, 17(3–4), 90–97.
Горбань, В. А. (2017). Фізичні властивості ґрунтів як складова характеристики лісорослинних умов степової зони України. Екологія та ноосферологія, 28(1–2), 96–104.
Горбань, В. А., Гуслистий, А. О., Мандригеля, М. В., & Погрібняк, В. О. (2017). Вплив лісової рослинності на діелектричну проникність та електрофізичні показники чорноземів. Ґрунтознавство, 18(1–2), 38–45.
Горбань, В. А., & Гуслистий, А. О. (2018). Деякі особливості впливу насаджень Robinia pseudoacacia L. на ґрунти в посушливих умовах. Екологія та ноосферологія, 29(1), 47–51. http://doi.org/10.15421/031808
Горбань, В. А. (2018). Діагностичне значення фізичних властивостей ґрунтів лісових біогеоценозів степової зони України. Екологія та ноосферологія, 29(2), 83–88. http://doi.org/10.15421/031814
Горбань, В. А. (2019). Вплив штучних лісових насаджень на теплофізичні властивості чорноземів звичайних. Екологія та ноосферологія, 30(1), 33–38. http://doi.org/10.15421/031906
Горбань, В. А., & Болобан, А. О. (2019). Особливості структурно-агрегатного складу чорноземів звичайних під степовою та лісовою рослинністю. Екологія та ноосферологія, 30(2), 74–79. http://doi.org/10.15421/031913
Горбань, В. (2019). Вплив штучних лісонасаджень на електрофізичні показники чорнозему звичайного. Вісник Львівського університету. Серія біологічна, 81, 76–85. http://doi.org/10.30970/vlubs.2019.81.09
Горбань, В. А., Хмеленко, О. В., Гуслистий, А. О., & Тетюха, О. Г. (2019). Вплив лісової рослинності на колір, відбивну здатність та вміст гумусу в чорноземах звичайних. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 48, 25–37. http://doi.org/10.15421/441903
Горбань, В. А., Купцова, К. С., Острянин, Н. С., & Тетюха, О. Г. (2020). Особливості структурно-агрегатного складу едафотопів байрачних лісів південного варіанта степової зони України. Екологія та ноосферологія, 31(1), 16–22. http://doi.org/10.15421/032003
Горбань, В. А. (2020). Природна радіоактивність ґрунтів байрачних біогеоценозів північного варіанту степової зони України. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 49, 58–66. http://doi.org/10.15421/442005
Горбань, В. А. (2020). Особливості теплофізичних властивостей ґрунтів байрачних біогеоценозів південного варіанту степової зони України. Екологія та ноосферологія, 31(2), 82–86. http://doi.org/10.15421/032013
Горбань, В. А., Якуба, М. С., & Гуслистий, А. О. (2021). Вплив лісової рослинності на колір, відбивну здатність та вміст гумусу в ґрунтах байраків північного варіанта степової зони України. Екологія та ноосферологія, 32(1), 28–34. http://doi.org/10.15421/032105
Якуба, М. С., & Горбань, В. А. (2021). Історичні аспекти створення та особливості функціонування полезахисних насаджень степової зони України. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 50, 33–43. http://doi.org/10.15421/442104
Горбань, В. А. (2021). Вплив штучних лісових насаджень на діелектричну проникність та електрофізичні показники чорноземів південних. Екологія та ноосферологія, 32(2), 77–81. http://doi.org/10.15421/032113
Горбань, В. А. (2022). Вплив штучних лісонасаджень Robinia pseudoacacia L. та Quercus robur L. на гранулометричний склад чорноземів звичайних. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 51, 42–51. http://doi.org/10.15421/442204
Горбань, В. А., & Божко, К. М. (2023). Природна радіоактивність ґрунтів байраку Військового. Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель, 52, 56–62. http://doi.org/10.15421/442305
Горбань, В. А., & Білова, Н. А. (2024). Вплив лісових насаджень на теплофізичні властивості чорноземів південних. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Екологія», 30, 26–35. http://doi.org/10.26565/1992-4259-2024-30-02
Горбань, В. А., & Божко, К. М. (2024). Вплив лісової рослинності на електрофізичні властивості байрачних чорноземів степової зони України. Біологія та екологія, 10(1), 8–14. http://doi.org/10.33989/2024.10.1.306003
Горбань, В. А. (2024). Вплив лісонасаджень Robinia pseudoacacia L. та Quercus robur L. на склад та водостійкість агрегатів чорноземів південних. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Агрономія і біологія», 55(1), 63–70. http://doi.org/10.32782/agrobio.2024.1.9
Горбань, В. А. (2014). Лісова пертиненція та фізичні властивості чорноземів. Агрохімія та ґрунтознавство. Спеціальний випуск до ІХ з’їзду Українського товариства ґрунтознавців та агрохіміків. Книга 2. (С. 112–113). Харків.
Горбань, В. А. (2015). Фізичні властивості чорноземів лісових Присамар’я Дніпровського. ІІІ Міжнародного форуму студентів, аспірантів і молодих учених: Тези доповідей. (С. 361–363). Дніпропетровськ.
Горбань, В. А., Лаврик, Н. М., & Мандригеля, М. В. (2015). Особливості фізичних властивостей чорноземів байрачних лісів Присамар’я Дніпровського. Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. (С. 23–24). Дніпропетровськ: Ліра.
Горбань, В. А. (2016). Структурно-агрегатний склад чорноземів байрачних лісів Присамар’я. Екологічні дослідження лісових біогеоценозів степової зони України: Матеріали міжнародної наукової конференції. (С. 18–20). Дніпро: Ліра.
Горбань, В. А. (2017). Екологічна роль гранулометричного складу ґрунтів при створенні лісових насаджень в умовах степової зони України. XIV з’їзд Українського ботанічного товариства: Матеріали з’їзду. (С. 40). Київ.
Горбань, В. А., & Гуслистый, А. А. (2018). Влияние насаждений Quercus robur L. на содержание гумуса и отражательную способность черноземов обыкновенных степной зоны Украины. International scientific congress «Medical and Biological Sciences: Achievements and Perspectives». (P. 277–281). Tanzania.
Горбань, В. А., & Гуслистий, А. О. (2018). Дослідження взаємозв’язків між вмістом гумусу та відбивною здатністю чорноземів звичайних. Агрохімія і ґрунтознавство. Спеціальний випуск до ХІ з’їзду ґрунтознавців та агрохіміків України. Книга 1. Ґрунтознавство. (C. 192–194). Харків.
Горбань, В. А., Тетюха, О. Г., & Купцова, К. С. (2018). Вплив Quercus robur L. та Robinia pseudoacacia L. на структурно-агрегатний склад чорноземів звичайних. Екологічні дослідження лісових біогеоценозів степової зони України: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. (C. 25–26). Дніпро: Ліра.
Горбань, В. А., & Болобан, А. О. (2019). Діелектрична проникність чорноземів Комісарівського заказника як показник особливостей їх грунтогенезу. Геоботанічні, ґрунтові та екологічні дослідження лісових біогеоценозів степової зони: історія, сучасність, перспективи: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 90-річчю з дня народження чл.-кор. НАН України, д.б.н., професора А. П. Травлєєва. (P. 69–71). Дніпро: Ліра.
Gorban, V. A., Yakobchuk, K. S., & Tetiukha, O. G. (2020). Thermal properties of forest soils in Ukrainian steppe. VI International Scientific and Practical Conference SH SCW “NEW ROUTE”: Abstracts. (P. 119–123). Greece: Athens.
Горбань, В. А., & Лісовець, О. І. (2020). Екосистемні моніторингові дослідження в Присамар’ї (Дніпропетровська область, Україна). Моніторинг та охорона біорізноманіття в Україні: Рослинний світ та гриби. Серія: «Conservation Biology an Ukraine», 16(1). (C. 62–65). Київ; Чернівці: Друк Арт.
Горбань, В. А. (2020). Оцінка впливу лісових насаджень на теплофізичні властивості чорноземів південних. Ґрунти України, їх стан та збалансоване використання: Матеріали всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції молодих учених та спеціалістів. (C. 23–24). Харків: ПП «Стиль-Іздат».
Горбань, В. А., Хорольська, П. В., & Мизін, К. В. (2021). Вплив лісових насаджень на електрофізичні показники чорноземів південних степової зони України. Збалансоване управління ґрунтовими ресурсами – запорука сталого розвитку агросфери: Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих учених та спеціалістів, присвяченої 65-річчю заснування Національного наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського». (С. 37–38). Харків.
Горбань, В. А., Реціо Еспехо, Х. М., Якуба, М. С., & Захода, А. С. (2021). Діагностична роль кольорових показників ґрунтів байрачних лісів Присамар’я. Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали XІ Міжнародної наукової конференції. (С. 70–71). Дніпро: Ліра.
Горбань, В. А. (2022). Вплив лісових насаджень на структурно-агрегатний склад чорнозему південного. Геоботанічні, ґрунтові та екологічні дослідження лісових біогеоценозів степової зони: історія, сучасність, перспективи: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 120-річчю з дня народження доктора біологічних наук, професора О. Л. Бельгарда. (С. 28–29). Дніпро: Ліра.
Горбань, В. А., & Ковтун, К. В. (2022). Зміни гранулометричного складу чорноземів звичайних під дією лісових насаджень. Перлини степового краю: Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції. (С. 10–12). Миколаїв: МНАУ.
Ільченко, А. С., & Горбань, В. А. (2022). Визначення вмісту органічного вуглецю в чорноземах звичайних за допомогою кольорових показників. Молодь: наука та інновації: Матеріали Х Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. (С. 250–251). Дніпро: НТУ «ДП».
Горбань, В. (2024). Оцінка сильватизації штучних та природних лісових біогеоценозів за змінами гранулометричного складу їх едафотопів. Актуальні проблеми формальної і неформальної освіти з моніторингу довкілля та заповідної справи: Зб. тез доповідей ІІI Міжнародної інтернет-конференції. (С. 98–99). Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна.
Горбань, В. (2024). Оцінка сильватизації лісових біогеоценозів за змінами структурно-агрегатного складу їх едафотопів в умовах степової зони України. Наукові досягнення у дослідженнях молоді з вирішення актуальних запитів ґрунтознавства та агрохімії: Зб. тез Міжнар. наук.-практ. конф. (С. 45–48). Харків: ННЦ «ІГА імені О. Н. Соколовського».
Горбань, В. А. (2024). Електрофізичні властивості та діелектрична проникність едафотопів байрачних лісів південного варіанту степової зони України. Геоботанічні, ґрунтові та екологічні дослідження лісових біогеоценозів степової зони: історія, сучасність, перспективи: Матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 95-річчю з дня народження чл.-кор. НАН України, д.б.н., професора А. П. Травлєєва. (С. 50–52). Дніпро: Ліра.
Горбань, В. А. (2024). Вплив лісової рослинності на структурно-агрегатний склад чорноземів степового Придніпров’я. XV з’їзд Українського ботанічного товариства: Матеріали з’їзду. (С. 66). Одеса: Видавничий дім «Гельветика».
Горбань, В. А. (2025). Вплив природної лісової рослинності на електрофізичні показники едафотопів байраку Глибокого. Проблеми фундаментальної, прикладної екології та екологічної освіти: Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, присвяченої 90-річчю від дня народження Володимира Івановича Шанди, к.б.н., професора кафедри ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету. (С. 34–35). Кривий Ріг: КДПУ.
Files
Similar theses
0526U000079
Tetiana V. Morozova
Theoretical and methodological foundations of spatio-temporal monitoring of ecosystems
0526U000021
Mariia Boiaryn
Optimization of the ecological state of river basin ecosystems of the upper Pripyat River in the context of sustainable development
0526U000017
Oleh V. Yermishev
Ecological foundations of bioindication of the territories of Ukraine aimed at achieving the Goals of Sustainable Development
0425U000146
Petro P. PLIKHTIAK
Bioecological principles of the formation of fir-beech forests of the low-mountain terrain of the Pokuttia Carpathians. – Qualifying scientific work on manuscript rights
0525U000244
Ivan V. Khomyak
Natural dynamics and anthropogenic transformation of the ecosystems of the Ukrainian Polissia