Рекультивация почв

На отвалах открытых разработок в наиболее благоприятных  условиях (по рельефу, составу пород, водному режиму и т. д.) идет процесс естественного зарастания. В большинстве случаев это процесс длительный, проходящий ряд сукцессионных стадий. Изучение самозарастания отвалов при ре-культивации нарушенных территорий способствует познанию механизма формирования биогеоценозов в специфических техногенных условиях, дает возможность выявить и использовать индикационную роль растений, служит источником под-

бора наиболее устойчивых и неприхотливых  видов, пригодных для целей рекультивации.

В Подмосковном бассейне (лесостепная  зона) установлен характер формирования растительного покрова и зависимость распределения определенных растительных группировок и отдельных видов растений от состава пород отвалов и других экологических условий. Прослежена динамика растительности на отвалах разного возраста. Результаты исследований использованы при разработке рекомендаций по рекультивации

Охарактеризованы закономерности формирования естественной растительности на отвалах открытых разработок угля в Челябинском бассейне (Урал), в Кузбассе, на Дальнем Востоке. Зависимость формирования естественного растительного покрова от состава пород и возраста отвалов прослежена

на ряде угольных и марганцевых  месторождений Украины . При зарастании отвалов, сложенных лёссовидными породами, можно проследить естественный ход почвообразовательного процесса, накопление питательных элементов и гумуса. Установлено, что на отвалах 10-летнего возраста максимальное содержание гумуса (2,1 %) и азота (0,38 кг/100 г) отмечается в средней трети склона северо-восточной экспозиции, где в основном распространены растения из семейства бобовых (донник, чина, вязель). Большое влияние на ход зарастания и почвообразовательный процесс оказывает микрорельеф. Выделены стадии сукцессий в зависимости от экологических условий на различных типах отвалов. [24, с. 49]

Особую категорию представляют нарушения земель в результате добычи золота и других полезных ископаемых дражным или экскаваторно-гидравлическим способом. Такого рода нарушения широко распространены в долинах рек Сибири и Урала. Изучение процессов естественного восстановления растительного и почвенного покрова показало существенную разницу в их прохождении на отвалах крупнофракционного и мелкофракционного состава. При разработке методов рекультивации этих территорий на горнотехническом этапе учитывается необходимость такого формирования отвалов, при котором на их поверхности укладываются породы, пригодные для биологического освоения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. ОПЫТ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

На территории Свердловской области  карьеры и обширные отвалы, сформированные при добыче и переработке полезных ископаемых, -характерные элементы техногенных ландшафтов. Площадь земельного отвода для предприятий, добывающих и перерабатывающих полезные ископаемые, по нашим данным, составляет примерно 165-170 тыс. га, в том числе на землях Гослесфонда их свыше 150 тыс. га (около 1 % общей площади Гослесфонда). Отвалы и кapьepы, часто расположенные вблизи и внутри населенных пунктов, сокращают зеленое кольцо вокруг городов, загрязняют окружающую среду и тем самым ухудшают условия жизни людей. По нашим подсчетам, опирающимся на ведомственные данные, площадь под карьерами и отвалами в области занимает около 60 тыс. га (под отвалами около 40 тыс. га); к 2018 г. ожидается, по меньшей мере, ее удвоение. Такие площади особенно быстро будут расти за счет дражной добычи золота и открытой разработки железорудных, месторождений. Строительство второй очереди Качканарского горно-обогатительного комбината по обогащению железной руды, в частности, значительно увеличит общую площадь отвалов.

Обследования показали, что отвалы, на которых уже сформировались сомкнутые  лесные фитоценозы, не требующие активного  вмешательства человека для восстановления их продуктивности, занимают площадь в пределах 2,5-3 тыс. га. Активная рекультивация нарушенных земель промышленными предприятиями и лесхозами области была проведена к 2007 г, на площади около 4 тыс. га, в том числе лесами занято 1066 га и сельскохозяйственными угодьями (главным образом, пастбища, иногда сенокосы) - 2567 га (в основном земли, нарушенные торфоразработками), остальное - водоемами и промстроительством. Таким образом, общая площадь земель, нуждающихся в восстановлении утраченной экономической ценности, - около 50 тыс. га.

Учитывая успешное естественное формирование лесов за сравнительно короткие сроки (15-25 лет) на многих типах отвалов лесной зоны Свердловской области (нефитотоксичные субстраты, слагающие отвалы и дно карьеров, занимают до 90 % площади) и, опираясь на классификацию промышленных отвалов лесной и лесостепной зон по интенсивности самозарастания древесными растениями, мы предлагаем около половины земель в области, нарушенных промышленностью и нуждающихся в восстановлении, пустить под самозарастание древесными растениями. Самозарастание этих площадей не следует рассматривать как оставление сложившейся естественной растительности вне какого-либо хозяйственного контроля и воздействия. Такие отвалы, прежде всего, должны быть выделены в натуре с составлением проекта их самозарастания. Для них следует организовать действенную охрану от выпаса домашнего скота, организовать уход за молодыми лесами и частичную подсадку лесных культур там, где в силу тех или иных локальных причин не произойдет естественного лесовосстановления. Для земель, нарушенных при торфоразработках, в ряде случаев потребуется проведение некоторых осушительных мелиораций, способных предотвратить заболачивание и переувлажнение лесовозобновляющихся площадей. Самозарастание земель, нарушенных промышленностью, предусматривает использование естественных лесовосстановительных потенций самой природы, где они достаточны, но под контролем со стороны компетентных организаций, очевидно, прежде всего лесхозов и лесничеств, которых ведутся промышленные разработки земных недр.

На остальных землях, нуждающихся  в восстановлении (порядка 25-30 тыс. га к 2014 г.), необходимо проводить активную биологическую рекультивацию. Это - отвалы и карьеры с фитотоксичными субстратами, наиболее вредоносные и, как правило, расположенные вблизи или на территории населенных пунктов, а также высокие отвалы конусовидной формы (терриконы).

Площади земель, измененные воздействием горнодобывающей и перерабатывающей промышленности (исключая отвалы и карьеры, сложенные органогенными субстратами, а именно отходами торфодобывающей и дереводобы-вающей промышленности, коммунального хозяйства и пищевой промышленности), распределены на территории Свердловской области нepaвномepно, но подчиняются некоторым вполне определенным зонально-географическим закономерностям. Подавляющая часть таких земель сосредоточена в пределах предгорной полосы восточных склонов Урала. В горной полосе Среднего и Северного Урала также имеются довольно значительные площади отвалов, но они преимущественно представлены дражными полями предприятий Уралзолота. Очень мало нарушенных земель в пределах равнинного Зауралья и Западно-Сибирской низменности, в основном представленных небольшими по площади отвалами и карьерами по добыче каменных строительных материалов, известняков, глин и песков.

Интересно распределение земель, нарушенных промышленностью, по природным зонами подзонам Свердловской области (табл.1 и рис.1). Из примерно 35 тыс. га породных отвалов и карьеров больше половины сосредоточено в подзоне южной тайги (19,1 тыс. га, или 55 %) и почти 2/5 - в подзоне средней тайги 13,7 тыс. га - 39 %). На долю подзоны предлесостепных сосново-березовых лесов приходится всего около 3,5 % нарушенных земель, и ничтожно мало их в подзоне северной тайги (около 0,2 тыс. га) и северной лесостепи (около 0,7 тыс. га). Пропорционально этим величинам распределяются и площади отвалов, на которых уже сформировалась лесная растительность (92 % их находится на подзонах южной и средней тайги), или которые подверглись рекультивации (около 80 % их сосредоточено в тех же подзонах).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2. - Распределение земель, нарушенных промышленными предприятиями Свердловской области, по природным подзонам и их рекультивация  (без нарушенных земель с органогенными субстратами), га

 

Природные подзоны	Нарушенные площади			Отвалы, заросшие лесом	Рекультивировано
	Всего	в том числе			Всего	в том числе под
		отвалы	карьеры			лес	сельское хозяйство	водоемы	строительство
Северная тайга	165	121	44	22	17	-	-	17	-
Средняя тайга	13654	10905	2449	950	618	429	169	20	-
Южная тайга	19061	19386	2675	1273	1062	300	717	5	40
Предлесостепные сосново-березовые леса	1178	763	415	161	320	295	25
Северная лесостепь	657	491	166	-	72	42	30	-	-
Всего по области	34715	28666	6049	2406	2089	1066	941	42	40

Твердо установлено, что характер и темпы-начальных этапов почвообразования и зарастания растениями промышленных отвалов зависят от зонально-географических условий района их местонахождения. Возникла необходимость построения схемы рекультивационного районирования России в целом и его конкретных природных и экономических зон и районов, имея в виду интересы учета и классификации земель, нарушенных промышленностью, планирования и прогнозирования результатов рекультивации.

Далее кратко характеризуется  районирование такого же типа, выполненное нами для Свердловской области. Оно опирается на лесорастительное и физико-географическое районирование области и всего Урала и учитывает его районирование по видам использования природных ресурсов и степени изменения естественных ландшафтов, намеченное А. А. Макуниной . Предлагаемое биорекультивационное районирование рассматриваем как особый вариант комплексного природоохранительного районирования.

Принимая во внимание расположение и вредоносность  промышленных отвалов для окружающей среды и человека, разнообразие типов отвалов и интенсивность естественного самозарастания их, Свердловскую область мы делим на 2 биорекультивационные зоны (рис.):

А — актуальной рекультивации (рекультивацию необходимо проводить обязательно и своевременно). Зона расположена на территории юго-западных предгорий, горной полосы Среднего и Северного Урала, а также юго-восточной Зауральской равнинной части области;

Б - неактуальной рекультивации (рекультивация необязательна), расположена в восточной и северо-восточной равнинной Зауральской части области. В связи со сложным геологическим и геоморфологическим строением Урала месторождения полезных ископаемых располагаются в Свердловской области неравномерно, сосредоточены преимущественно в восточных предгорьях (разнообразные полезные ископаемые) и горной полосе Урала (месторождения золота и платины по горным peкам). В остальных частях Свердловской области преобладают локально расположенные месторождения строительных материалов. [24, с. 78]

С месторождениями  полезных ископаемых закономерно связано  расположение промышленных отвалов и наиболее крупных населенных пунктов области, типологическая принадлежность отвалов и степень их вредоносности. В связи с этими особенностями названные зоны Свердловской области подразделяются на 4 биорекультивационных района (рис. 1).

Рис. 1. Схема  биорекультивационного районирования Свердловской области

Районы  АI - неотложной массовой рекультивации, АН - первоочередной локальной рекультивации, АШ - второочередной локальной рекультива-ции, БI - неактуальной локальной рекультивации; пунктир - границы природных подзон.

Зона А — актуальной рекультивации. AI. Район неотложной массовой рекультивации расположен в пределах восточных предгорий Уральских гор и пересекает с севера на юг все подзоны тайги и часть северной лесостепи. Район совпадает с Нейво-Лозьвинской предгорной лесорастительной провинцией За-падно-Сибирской лесной области, по районированию Б. П. Колесникова. Занимает самую населенную и основную центральную часть Центрально-Уральского экономико-географического района и восточную предгорную поло-вину Северного Урала. Здесь наибольшее сосредоточение и повсеместное расположение промышленных отвалов разных типов. Каменноугольные и буроугольные отвалы открытых разработок области расположены целиком в этом районе, 95 % отвалов, образованных при добыче железных руд, все отвалы, сформированные при добыче и переработке руд цветных металлов (исключая дражные отвалы), асбеста и талька, все типы шламоотвалов, шлакоотвалов, золоотвалов и хвостохранилищ; более трети отвалов промышленности строительных материалов. Суммарная площадь, занятая отвалами всех типов, в этом биорекультивационном районе составляет около 75 % от площади, всех отвалов Свердловской области.

АН Район первоочередной локальной  рекультивации приурочен к горной полосе Урала и полностью совпадает с границами Уральской горнолесной лесорастительной области, включает все подзоны таежной зоны. Это сравнительно малонаселенная часть Свердловской области, особенно в западной половине Северного Урала. Здесь почти полностью сосредоточены дражные отвалы по добыче золота и платины из речных россыпей (95 %), ухудшающие гидрологический режим в верховьях рек, берущих начало на Уральском хребте. Населенные пункты представлены в основном рабочими поселками золотопромышленного назначения и только вблизи городов Качканара и Первоуральска горнодобывающая промышленность представлена добычей железных руд и разработкой стройматериалов. Пространства, занятые отвалами, в этом биорекультивационном районе составляют около 22 % площади всех отвалов области. [17, с.311]

AIII. Район второочередной локальной рекультивации делится на два подрайона. Первый (AIIIa) расположен в юго-западной части Свердловской области в подзонах южной тайги и широколиственно-хвойных лесов и межгорной Красноуфимской островной лесостепи Восточно-Европейской лесной области. Второй (АIIIб) расположен в юго-восточной части Свердловской области, занимает часть подзоны южной тайги и предлесостепных сосново-березовых лесов Западно-Сибирской лесной области и северной лесостепи Западно-Сибирской лесостепной области. Здесь преимущественно сосредоточены площади отвалов промышленности строительных материалов (с. Махнево, г. Камышлов и др.), занимающие около 65 % от всей площади отвалов строительных материалов области и всего около 2 % от всей площади отвалов области.