Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Глава 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОГЕННОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Познание специфики процесса формирования растительного покрова на нарушенных землях представляет существенный интерес для планирования и осуществления конкретных фитомелиоративных и природоохранных мероприятий. В этом аспекте, изучение естественного зарастания промышленных отвалов позволяет оценить фитопригодность отвальных грунтов, скорость их зарастания, направление сукцессионных смен и по этим критериям выявить степень необходимости вмешательства человека в ход восстановительного процесса.

Самовосстановление техногенных земель начинается с «нуля», при практическом отсутствии всех живых компонентов биоты. Их заселение живыми организмами происходит спонтанно. Процесс этот длительный, его направление и скорость зависит от многих факторов, поэтому в большинстве случаях существует необходимость в искусственном восстановлении растительного покрова или рекультивации. Конечной целью комплекса работ по рекультивации является создание местообитаний, обеспечивающих восстановление биологической продуктивности и выполнение других экологических функций (Кандрашин и др., 1992).

Рекультивация должна проводиться обязательно в 2 этапа – технического и биологического. Техническая рекультивация проводится предприятиями горного производства. Задачей биологической рекультивации является создание устойчивых, с высокой продуктивностью, с активными средопреобразующими качествами растительных сообществ.

Приемы и методы биологической рекультивации давно разрабатываются в промышленно развитых странах и в том числе регионах России (Моторина, 1975; Рекультивация земель...,1973; Баранник, 1978; Колесников, Моторина, 1979; Горлов, 1981; Экологические аспекты..., 1984; Переверзев, Подлесная, 1986; Поляков и др., 1987; Творогов, Неустроева, 1987; Кандрашин и др., 1992, Куприянов и др., 2010; Миронова, 2016 и др.), проводятся опытно-экспериментальные работы по рекультивации. Как показывают исследования, к выбору оптимального направления рекультивации в силу значительной сложности осуществления последней необходимо подходить в каждом случае строго индивидуально и учитывать весь комплекс факторов. Общие положения закреплены в действующем в нашей стране с 1984 г. ГОСТе «Охрана природы, земли. Общие требования к рекультивации земель».

Значительным вкладом в разработку и унификацию методов исследования биоценотических процессов в техногенных ландшафтах стала монография «Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов» (Колесников, Моторина, 1978), где отмечено, что «при изучении растительного покрова «техногенных неокомплексов» используются известные методы геоботаники и биогеоценологии и экспериментальной ботаники. Отправными моментами являются изучение видового состава и структуры фитоценозов, возникших на промышленных отвалах, что имеет очевидное значение для обоснования прикладных вопросов рекультивации».

Системный подход к изучению «регенерационных биогеоценозов» был предложен С.С. Трофимовым, А.А. Титляновой и И.Л. Клевенской (1979).

Всестороннее изучение процессов почвообразования и основных аспектов рекультивации на территории Кузбасса и Сибири проведены сибирскими учеными. Многолетние исследования показали: несмотря на то, что строение, свойства и режимы формирующегося почвенного покрова чаще всего лишь в некоторой степени соответствуют характеристикам естественно-исторических образований, тем не менее, они также выполняют определенные экологические и геохимические функции (Экология и рекультивация…, 1992; Андроханов и др., 2004).

Изучение растительности проводилось на различных уровнях:

а) местообитания (парцеллы);

б) рельефа;

в) ландшафта (Куприянов, 1989; Капелькина, 1993; Куприянов, Манаков, 1995; Манаков, Скобликов, 1996; Манаков и др., 2011 и др.).

Методам изучения сукцессий посвящена фундаментальная сводка В.Д. Александровой (1964), где все методы изучения динамики растительности подразделены на прямые (наблюдение на постоянных площадках) и косвенные (экстраполяция пространственных рядов во временные). Последний метод представляет большое удобство для изучения динамики растительного покрова отвалов, где можно точно определить возраст отсыпки (Миронова, 2000).

Наиболее обстоятельным методическим руководством для изучения процессов нарушений и смен растительного покрова является коллективная монография научного коллектива Ботанического института им. Комарова (Антропогенная динамика…, 1995), изданная под редакцией Б.А. Юрцева.

Технология биологической рекультивации до сих пор не разработана на Севере. В настоящее время проблема рекультивации, особенно биологической, остро встает в суровых условиях Якутии, где затруднено спонтанное формирование сомкнутого растительного покрова.

На территории Якутии нарушенные техникой земли до сих пор оставались без каких-либо восстановительных работ, и только с 1987 года промышленным предприятиям предъявляется требование проведения технической рекультивации после отработки месторождений. Проблемы биологической рекультивации до сих пор находятся на начальной стадии изучения. При этом самозарастание техногенно нарушенных местообитаний идет крайне медленно, и это оказывает негативное влияние на урбанизированные территории, расположенные вблизи отвалов. Полное (или относительно полное) восстановление растительности требует сотни лет.

В Якутии проводятся кратковременные опыты по биологической рекультивации. На пример, в Южной Якутии на дражных отвалах (Кузьмин, 1985; Гончаров, 1987; Петрова, 1994) и на отвалах пустых пород карьера «Мир» (Лебедева, Лонкунова, 1990). Учеными практически доказана возможность создания на отработанных дражных полигонах пахотных угодий в условиях криолитозоны для возделывания овощных культур, а также кормовых одно- и многолетних трав только при экранировании поверхности отвала слоем почвы (Проблемы техногенеза..., 1987).

Сотрудниками лаборатории охраны природы института ЯкутНИИПРОАЛМАЗ был проведен ряд опытов для выявления возможности рекультивации отвалов, как в санитарно-гигиенических целях, так и в сельскохозяйственных – для выращивания многолетних кормовых трав (Лебедева, Лонкунова, 1990). На отвале вскрышных и вмещающих пород карьера «Водораздельные галечники» были заложены опытные участки с использованием 7 видов многолетних злаков (пырейник сибирский, пырейник изменчивый, пырейник волокнистый, бекмания восточная, пырей ползучий, кострец безостый и кострец Караваева). Было испытано 37 образцов различных сортов и дикорастущих популяций. В результате трехлетних наблюдений выявлено, что наименее устойчивым в наших условиях оказался кострец Караваева, наиболее – пырейники волокнистый, изменчивый и сибирский, а также кострец безостый. Проведенные опыты также показали, что нанесение на поверхность отвалов слоя глины и суглинка мощностью 20 см с последующим посевом наиболее устойчивых видов многолетних трав позволяет создать устойчивый растительный покров.

На аласных экосистемах в бассейне р. Вилюй сотрудниками Института северного луговодства АН PC (Я) разработаны способы, нормы и сроки посева многолетних трав (Денисов, 1983; Денисов и др., 1989).

Проведение биологической рекультивации требует восстановления плодородного слоя почвы и полного разравнивания поверхности, что связано с неоправданно высокими затратами. К этому добавляются трудности с приобретением семян, удобрений и их дороговизна.

Применение удобрений на сенокосах и пастбищах, а также на улучшенных участках Якутии не ново. Удобрения применялись на пойменных, мелкодолинных и аласных лугах (Петров, 1962; Рекомендации ..., 1973; Якушев, 1975; Денисов, 1976, 1984; Кононов и др.,1979; Нахабцева, 1979, 1981). Также они применялись и при биологической рекультивации техногенно нарушенных территорий (Петрова, 1994). Тем не менее, среди этих исследований нет работ по применению удобрений при самозарастании промышленных земель.

При добыче полезных ископаемых селективная отсыпка и рыхлые осадочные породы оказываются под пустыми крупнообломочными породами, что лишает возможности их использования при биологической рекультивации. В связи с этим остро стоит вопрос выработки приемов ускорения самовосстановительной сукцессии и способов ее управления для достижения значительной экономии средств.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074