«Від детекції ґрунтів і водного середовища до відновлення екосистем: як науковці НУБіП досліджують невидимі наслідки війни»

Війна залишає після себе не лише зруйновані будівлі, вирви від снарядів і пошкоджену інфраструктуру. Її наслідки поширюються значно глибше, охоплюючи ґрунти, водні ресурси, рослинний покрив і складні природні взаємозв'язки. Порушення природних процесів не завжди помітні неозброєним оком, однак можуть мати довготривалий вплив на стан і функціонування екосистем. І навіть після припинення активних бойових дій природне середовище зазнаватиме наслідків воєнного впливу, а його відновлення потребуватиме тривалого часу.

Як оцінити масштаби таких змін? Які компоненти екосистем постраждали найбільше? Чи здатні природні території відновитися самостійно? І, найголовніше, які науково обґрунтовані заходи допоможуть повернути їм екологічну рівновагу? Саме розв'язанню цих питань і присвячена науково-дослідна робота «Розробка заходів відновлення наземних екосистем, постраждалих внаслідок російської воєнної агресії», яку виконують науковці Національного університету біоресурсів і природокористування України під керівництвом кандидата сільськогосподарських наук, старшого наукового співробітника Валерії БОНДАР.

Особливістю цієї науково-дослідної роботи є застосування комплексного підходу до оцінювання наслідків міліарного впливу. Ми не обмежуємося визначенням фактичних концентрацій вмісту небезпечних речовин у ґрунті чи воді. Ми розглядаємо екосистему, як цілісну систему, у якій фізичні зміни ґрунтового покриву, хімічні процеси, стан мікроорганізмів, водний режим і біорізноманіття взаємопов'язані.

Дослідження здійснювалися на мілітарно порушених територіях Київської області, які зазнали значного воєнного впливу поблизу міста Гостомеля, у заплаві річки Ірпінь та на затоплених прилеглих територіях в околицях сіл Козаровичі й Демидів. Упродовж 2024–2026 років проведено моніторингові польові експедиційні спостереження та лабораторні дослідження фізичних параметрів ґрунту, порівняльний аналіз вмісту важких металів і мікробіологічної активності, а також здійснено оцінку ступеня геоморфологічних порушень агроландшафтів із використанням сучасних методів дистанційного зондування Землі й геоінформаційного аналізу. Такий комплексний підхід дозволяє виявити не лише видимі наслідки впливу на ґрунтові ресурси від вибухів боєприпасів, але й активне переміщення військової техніки, опосередковані зміни властивостей ґрунту, які розвиваються поступово та можуть проявитися у перспективі.

Одним із важливих напрямів роботи став аналіз змін ґрунтового покриву в результаті мілітарного впливу. Ґрунт — це не просто основа для вирощування рослин, а складна жива система, від стану якої залежить функціонування наземних екосистем. Польові експедиційні дослідження, проведені науковцями під керівництвом доцента Євгенія БЕРЕЖНЯКА, показали, що поблизу Гостомеля (його північно-східні околиці) вибухи від артилерійських снарядів спричинили глибокі механічні порушення ґрунтового профілю. На одному із експериментальних майданчиків діаметр вирви становив близько 4 метрів, а її глибина — більше 1 метра.

Відомо, що вибухова хвиля не просто руйнує земну поверхню: вона переміщує ґрунтові маси, змішує природні генетичні горизонти та трансформує рельєф. Науковці фіксують такі процеси, як педотурбація — порушення природного розташування ґрунтових шарів. Не менш показовими виявилися і наслідки впливу руху важкої військової техніки на фізичні властивості ґрунту. Зокрема, в утворених від руху техніки коліях у перші роки спостерігали суттєве ущільнення ґрунту, де щільність складення у верхньому (0-10 см шарі) досягала 1,81 г/см³. За результатами досліджень в одній із вирв у її середній частині також зафіксовано високі показники щільності складення — 1,68 г/см³. Підвищені значення щільності складення ґрунту є несприятливими для функціонування агроценозів, оскільки спричиняють погіршення інфільтраційної здатності, обмежують проникнення кореневих систем рослин у ґрунтовий профіль та ускладнюють їх нормальний розвиток. Крім того, ущільнення ґрунту змінює його водно-повітряний режим і погіршує умови для життєдіяльності грунтової біоти, що може негативно позначатися на інтенсивності біологічних процесів і загальному функціонуванні ґрунтової екосистеми. Однією із найбільш перспективних складових роботи стало поєднання традиційних польових досліджень із технологіями дистанційного зондування Землі та геоінформаційними системами, які виконувала Марина ЛАДИКА.

Аналіз різночасових супутникових знімків Sentinel-1 SAR, Sentinel-2 MSI й космічних знімків високої роздільної здатності PlanetScope дозволив виявляти зміни земної поверхні, ідентифікувати кратери, простежити видимі порушення рельєфу, розвиток ерозійних процесів та трансформацію рослинного покриву. Принципово важливим є те, що дистанційні спостереження перевірялися безпосередньо в польових умовах. Тобто, супутникова інформація не замінювала реальних польових спостережень і проведених вимірювань, а й доповнювала їх, дозволяючи перейти від окремих точок відбору проб до просторової оцінки екологічних порушень. Це відкриває можливості для створення перспективної системи моніторингу, яка у подальшому допоможе визначати найбільш пошкоджені території, встановлювати пріоритетність відновлювальних заходів та відстежувати їхню результативність.

Окрему увагу під час досліджень приділено оцінюванню забруднення ґрунтів важкими металами. Для цього визначала їхній вміст не лише у ґрунті, а й у рослинах, які зростали на досліджуваних територіях. Такий підхід дозволяє зрозуміти не тільки рівень забруднення ґрунтового середовища, а й те, наскільки активно забруднювальні речовини можуть надходити до рослин. результати досліджень 2024 року показали, що на окремих ділянках, зокрема в місцях стоянки і пересування важкої військової техніки, вміст міді та нікелю був вищим, ніж на непорушеній контрольній території. Водночас дослідження 2025 року засвідчили, що концентрації основних важких металів у досліджуваних зразках ґрунту на вибраному полігоні перебували у межах гранично-допустимих значень. Однак відсутність перевищень нормативних показників ще не означає, що територія повністю позбавлена екологічних ризиків. Важкі метали можуть тривалий час зберігатися у ґрунті, змінювати свою рухливість і за певних умов ставати доступними для рослин. На їхню поведінку впливають тип і властивості ґрунту, його кислотність, вміст органічної речовини, а також переміщення забруднювачів у глибші шари та на прилеглі території. Саме тому важливо оцінювати не лише фактичний вміст важких металів у певний момент, а й те, як вони поводяться у ґрунтовому середовищі, чи накопичуються в рослинах і чи можуть становити загрозу для екосистем у майбутньому. Адже екологічні наслідки війни не завжди проявляються одразу — деякі з них можуть даватися взнаки через припинення бойових дій.

Окремою особливістю досліджень 2025-2026 років стало вивчення мікробіологічної компоненти ґрунтів. Ґрунтові мікроорганізми — це своєрідна біологічна лабораторія природи. Вони беруть участь у розкладанні органічних решток, перетворенні поживних речовин, формуванні гумусу та підтриманні родючості ґрунту. Однак вибухи, ущільнення ґрунту, термічний вплив та хімічне навантаження здатні порушувати умови їхнього існування. Було досліджено чисельність різних еколого-трофічних груп мікроорганізмів із застосуванням спеціальних діагностичних коефіцієнтів — мінералізації/іммобілізації та оліготрофності. Отримані результати досліджень засвідчили неоднорідність мікробіологічних порушень, оскільки на одних експериментальних ділянках спостерігалися ознаки різкого зниження доступності трофічних ресурсів, а на інших, навпаки, дисбаланс процесів трансформації органічної речовини. Це є принципово важливим для майбутнього відновлення порушених земельних ресурсів. Навіть якщо периферійна частина вирви поступово заростає природними видами трав, це ще не означає, що ґрунт повністю відновив свої потенційні біологічні функції. Саме тому мікробіологічні показники можуть стати важливим інструментом попереднього оцінювання ефективності проведення рекультиваційних заходів.

Ще одним важливим напрямом досліджень стало оцінювання стану водних екосистем, які також зазнали значного впливу воєнних дій. Порівняльний аналіз якості води річки Ірпінь засвідчив, що у 2022-2023 роках, порівняно із довоєнним періодом 2020-2021 років, її екологічний стан погіршився. Клас якості змінився з другого на третій, а значення екологічного індексу зросло із 3,98 до 4,83. Це свідчить про посилення антропогенного навантаження та погіршання стану водного середовища.

Додаткові проблеми виявили й дослідження затоплених і підтоплених територій поблизу села Козаровичі, проведені у 2025 році під керівництвом доцентки Марини ЛАДИКИ. Зокрема, встановлено підвищені значення біохімічного споживання кисню протягом п’яти діб (БСК₅) — показника, який характеризує кількість кисню, необхідну мікроорганізмам для розкладання органічних речовин у воді. У пробах із затопленої ділянки його значення становило 5,45 мг О₂/дм³, а із підтопленої — 8,37 мг О₂/дм³. Це відповідно у 1,8 та 2,79 рази перевищувало використані для порівняння нормативні значення. Такі результати вказують на значне органічне навантаження на водні об'єкти, яке може спричинити додаткове споживання розчиненого кисню та створювати несприятливі умови для водних організмів.

Ще одним тривожним явищем стали зовнішні ознаки евтрофікації, зафіксовані влітку та на початку осені 2025 року в затопленій долині річки Ірпінь. Йдеться про надмірне збагачення води поживними речовинами, насамперед сполуками азоту та фосфору, що створює сприятливі умови для інтенсивного розвитку водоростей. Наслідком таких процесів може бути погіршення прозорості води, порушення кисневого режиму та зниження якості водного середовища.

Для того, щоб не лише зафіксувати ці зміни, а й оцінити їхнє поширення на значних територіях, польові дослідження та відбір проб води доповнили аналізом супутникових знімків. Доцентка Марина ЛАДИКА використовувала сучасні методи дистанційного зондування Землі та геоінформаційного аналізу. Зокрема, за допомогою спектральних індексів NDVI, NDTI, NDAI та оцінювання температури поверхні (LST) досліджували просторовий розподіл ознак змін водного середовища та можливих проявів евтрофікації.

Це особливо важливо для територій, де доступ до польових обстежень може бути обмежений через наслідки бойових дій, мінну небезпеку або складні умови пересування. Супутникові дані дають змогу спостерігати за змінами водних екосистем у часі, визначити проблемні ділянки та планувати подальші дослідження. Таким чином, сучасні геоінформаційні технології перетворюються на важливий інструмент не лише картографування, а й систематичного екологічного моніторингу та оцінювання наслідків воєнного впливу.

Оцінювання екологічних наслідків російської військової агресії на території Київської області передбачало також моніторинг радіаційного стану локальних ділянок, де відбувалися активні бойові дії, фіксувалися розриви боєприпасів і стоянки техніки, включно з тією, що проходила крізь зону відчуження. Дослідження були зосереджені на визначенні потужності амбієнтного еквівалента дози (ПАЕД) гамма-випромінювання та вмісту штучного радіонукліда ¹³⁷Cs, який виступає основним довготривалим індикатором радіоактивного забруднення. Польові спостереження також охопили всі три ключові локації: набережну міста Ірпінь, північно-східні околиці міста Гостомель та дамбу із прилеглими територіями в селі Козаровичі.

Слід відмітити, що у рамках даного дослідження було апробовано нову методику експрес-вимірювання питомої активності ¹³⁷Cs в ґрунті (безпосередньо на місцевості) за допомогою радіометра РКГ-14.

Результати вимірювання гамма-фону, що отримані професором Аллою КЛЕПКО, доцентами Миколою ЛАЗАРЄВИМ та Володимиром ІЛЛЄНКО, засвідчили відсутність додаткового техногенного радіоактивного забруднення в усіх обстежених точках. Показники потужності амбієнту еквівалентної дози гамма-випромінювання коливалися у всіх точках від 0,04 до 0,1 мкЗв/год і знаходилася у межах прийнятного радіаційного фону в Україні (до 0,3 мкЗв/год). Додатково проведене лабораторне визначення вмісту радіоактивного цезію у ґрунті та рослинному покриві, підтвердило, що зафіксовані рівні ¹³⁷Cs повністю зумовлені наслідками аварії на Чорнобильській АЕС у цьому регіоні. Застосування важкого озброєння, розриви снарядів і пересування військових колон не призвели до появи нових локальних осередків радіоактивного забруднення на досліджених територіях.

Війна змінює не тільки фізичні та хімічні характеристики природного середовища. Вона впливає на рослинні угруповання, середовища існування тварин і природні механізми саморегуляції. Дослідження заплави річки Ірпінь та північно-східних околиць міста Гостомель показали зменшення видового біорізноманіття на найбільш порушених ділянках. Особливо помітними були зміни там, де відбувалося переущільнення ґрунту та порушення його структури. На таких територіях спостерігалися збіднене рослинне покриття, зменшення ентомологічного різноманіття та поширення інвазійних видів. Серед проблемних видів зафіксовано амброзію полинолисту (Ambrosia artemisiifolia), що підтверджується результатами досліджень доцентів Олени НАУМОВСЬКОЇ та Олени РАКОЇД.

Природне заростання порушених ділянок — важливий етап відновлення. Проте воно не завжди означає повернення до початкового стану наземних екосистем. На місці колишніх природних угруповань можуть формуватися інші рослинні співтовариства, а інвазійні види здатні створювати додаткові загрози для аборигенної (місцевої) флори. Тому відновлення біорізноманіття має передбачати не лише спостереження за природними сукцесіями, а й контроль їхнього перебігу.

Головна практична цінність досліджень полягає у переході від констатації екологічних проблем до обґрунтування конкретних шляхів відновлення природних ресурсів. За результатами наших досліджень підготовлено науково-методичні рекомендації щодо методів комплексного оцінювання екологічних наслідків військової агресії РФ на регіональному рівні.

Серед перспективних напрямів — відновлення структури й біологічної активності ґрунтів, використання органічних матеріалів і рослин-меліорантів, фіторемедіація, стабілізація ерозійно-небезпечних ділянок, відновлення природної рослинності та подальший моніторинг водних екосистем. Особливе значення має використання природоорієнтованих рішень, які дозволяють залучати природні механізми самовідновлення екосистем, а не обмежуватися суто інженерними заходами.

Унікальність досліджень полягає у комплексному поєднанні кількох наукових напрямів в єдину систему оцінювання наслідків воєнного впливу. Зокрема, у проведенні досліджень використані відомі класичні методи із грунтознавства, геоморфології, екотоксикології, мікробіології, гідроекології, радіоекології, індикативно-індексні підходи щодо вивчення стану біорізноманіття та сучасні геоінформаційні технології. Важливим є той факт, що в наших дослідженнях ми оцінювали не лише безпосередні наслідки бойових дій, але і віддалені зміни, які можуть тривалий час впливати на функціонування природних систем. Справжнє відновлення країни це не лише відбудовані міста, автошляхи чи підприємства. Це також відновлені від виявлених мілітарних порушень ґрунтові ресурси, видове і ландшафтне біорізноманіття, очищені водойми й загалом збереження здатності екосистем забезпечувати повноцінне життя.