Лесохозяйственная рекультивация
Подождите немного. Документ загружается.
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Экология
ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ
Выполнила: студентка ______________ /Максимова А. А./
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2011
Содержание
Введение.........................................................................................................................................3
Рекультивация................................................................................................................................4
Классификация почв по их пригодности к биологической рекультивации............................7
Лесохозяйственная рекультивация..............................................................................................8
Естественный растительный покров.......................................................................................9
Мелиоративная подготовка территорий...............................................................................10
Посев почвообогащающих культур......................................................................................11
Подбор древесных пород.......................................................................................................11
Леса паркового типа...............................................................................................................13
Требования к рекультивации земель при лесохозяйственном направлении.........................15
Список литературы......................................................................................................................16
2
Введение
С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды
приобретает промышленная деятельность человека, такая как нарушение земли при
выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных,
строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а
также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других
работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются
гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также
происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в
целом.
Рекультивация земель является составной частью мероприятий по охране природы
в целом и в частности по нейтрализации разрушительных воздействий промышленности
на окружающий ландшафт.
Рекультивация земель - искусственное воссоздание плодородия почвы и
растительного покрова, нарушенное вследствие горных разработок, строительства дорог и
каналов, плотин и т.д.
3
Рекультивация
Земли, на которых в результате хозяйственной деятельности изменены
гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и загрязнен почвенный покров,
уничтожена растительность, называют нарушенными. Расширение добычи полезных
ископаемых, особенно открытым способом, привело к образованию в стране обширных
площадей нарушенных земель. Нарушение природных ландшафтов горно-рудной
промышленностью сопряжено с нанесением окружающей среде огромного ущерба.
Все нарушенные территории делят на две группы:
— земли с насыпным грунтом — промышленные отходы, отвалы подземных
горных разработок (терриконы);
— территории, поврежденные в результате выемки грунта — карьеры и отвалы при
открытых горных работах, провалы на месте подземных разработок.
Карьеры после открытой добычи также делятся в зависимости от метода
разработки и геологии местности по глубине и виду полезного ископаемого. Отдельные
карьеры занимают площади до 2—3 тыс. га. Их глубина достигает 100—200 м и более.
Нарушенные участки оказывают неблагоприятные воздействия на территорию, примерно
в 10 раз превышающую площадь очагов непосредственного нарушения. Во многих
случаях отработанные участки превращаются в бросовые земли, а хаотическая
поверхность их часто напоминает индустриальные пустыни.
Для использования нарушенных земель в хозяйственных целях необходимо их
восстановление. Процесс восстановления нарушенных земель называют рекультивацией.
Восстановление территорий осуществляется в четырех направлениях: для
сельскохозяйственного использования (земледелие, животноводство), под лесные
насаждения, под водоемы, жилищное и капитальное строительство. Обычно выделяют два
этапа рекультивации: горнотехнический и биологический.
Горнотехнический этап означает предварительную подготовку нарушенных
территорий для различных видов использования. В состав работ входят: планировка
поверхности, снятие, транспортировка и нанесение плодородных почв на
рекультивируемые земли, формирование откосов, выемок, подготовка участков для
освоения и т.п.
На этапе технической рекультивации засыпают карьерные, строительные и другие
выемки, в глубоких карьерах устраивают водоемы, полностью или частично разбирают
терриконы, отвалы, хвостохранилища, закладывают «пустыми» породами выработанные
4
подземные пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли
выравнивают.
Биологический этап проводится после горнотехнического для создания
растительного покрова на подготовленных участках. На этом этапе восстанавливают
продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для
обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты,
предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и
т.д. Работы по биологической рекультивации ведут на основе знания о развитии
сукцессионных процессов.
При благоприятных условиях рекультивацию нарушенных земель осуществляют не
по всем этапам, а выбирают какое-либо одно преимущественное направление
рекультивации: лесохозяйственное, рекреационное и др. (табл. 1).
Таблица 1
Направление рекультивации Вид использования рекультивированных
земель
Лесохозяйственное Лесопитомники, лесонасаждения общего
хозяйственного и полезащитного
направления
Сельскохозяйственное Сенокосы, пастбища, многолетние
насаждения, пашни, садовые участки
Водохозяйственное Водоемы различного назначения, включая
рыбоводческие
Рекреационное Водоемы для оздоровительных целей, зоны
отдыха, туристические базы и спортивные
сооружения
Санитарно-гигиеническое Насаждения газоустойчивых растений,
участки, законсервированные или
закрепленные техническими средствами
Строительное Здания, сооружения или другие объекты
промышленно-гражданского и иного
назначения. Размещение отвалов
производства
Установлено, что при горизонтальном залегании полезных ископаемых можно
возвращать в пахотные угодья до 70—85% всей нарушенной площади с продуктивностью
рекультивированных земель на уровне исходных зональных почв, а в отдельных случаях
5
даже превышать ее. Условием для успешной рекультивации земель является обоснование
мощности снятия плодородного слоя почвы с участков, отводимых под горные
разработки. Необходимо снимать наиболее плодородную часть почвенного профиля
мощностью 45—60 см, например, обыкновенных черноземов.
Технологию создания рекультивированных земель целесообразно осуществлять
таким образом, чтобы верхний плодородный слой укладывать на подготовленную,
предварительно спланированную поверхность промышленных отвалов. Лучше всего
складировать эту массу в отдельные штабеля или бурты высотой 5—15 м. При
длительном хранении их засевают многолетними бобовыми травами. Для восстановления
почв рекомендована толщина почвенного слоя 40—60 см как обеспечивающая урожаи
зерновых культур на уровне ненарушенных земель.
Для месторождений с неглубоким залеганием от поверхности полезных
ископаемых (15—30 м) применяют двухъярусную выемку и укладку нарушенной горной
массы, в соответствии с которой неблагоприятные и малопродуктивные отложения
отсыпаются в нижнюю часть отработанной части карьера, а благоприятные — на
поверхность промышленных карьеров.
На рекультивированных землях рекомендованы: зернопаропропашные и
зернотравянопропашные (плодосеменные) севообороты. Зернопаропропашные
севообороты вводят на рекультивированных землях с насыпным плодородным слоем 40—
60 см, зернотравянопропашные — на рекультивированных землях с меньшим
плодородным слоем.
На рекультивированных землях необходимо вносить органические и минеральные
удобрения в дозах на 20—30% выше, чем на рядом с ними расположенных старопахотных
землях.
На рекультивированных землях целесообразно выращивать сады, размещать
лесные насаждения, кормовые и лекарственные травы и т. д. В соответствии с видом
хозяйственного использования различаются рекультивированные типы местности
карьерноотвального типа ландшафта: пастбищный рекультивируемый, лесной, полевой,
озерно-парковый.
6
Классификация почв по их пригодности к биологической
рекультивации
Пригодные. К этой группе относятся плодородные и потенциально плодородные
породы. К плодородным относятся черноземы обыкновенные, средне- и малогумусные, их
слабоэродированные разновидности, а также черноземы намытых долин балок. Мощность
гумусированного слоя колеблется от 50—90 до 120—200 см в намытых балочных почвах.
Они отличаются относительно высоким естественным плодородием и поэтому
целесообразней всего их использовать для покрытия рекультивируемых площадей,
подготовленных для сельскохозяйственного пользования (преимущественно под пашни, в
редких случаях под сенокосы). К потенциально плодородным относятся средне- и сильно
- эродированные разновидности черноземов, лессовидные, а незасоленные суглинки,
естественное плодородие которых низкое из-за недостатка питательных веществ,
особенно азота и фосфора.
Малопригодные. В эту группу входят малопригодные для рекультивации красно-
бурые и бурые незасоленные и слабозасоленные лессовидные суглинки и четвертичные
глины, мелкозернистые кварцевые пески и супеси. Они характеризуются очень низким
содержанием валовых и подвижных форм азота и фосфора, средней обеспеченностью
калием, неблагоприятными физическими свойствами. Мощность их в естественном
залегании — от 1—10 м до контакта с глинисто-песчаными отложениями. Эта группа
пород мало пригодна для произрастания растений. Рекультивируемые площади на таких
грунтах могут быть использованы под сенокосы и лесонасаждения. Из
сельскохозяйственных культур следует высевать такие, которые способны переносить
сильное уплотнение и засоленность пород.
Непригодные. К ним относятся сильносолонцеватые замоленные почвы (солонцы,
солончаки), средне- и сильнозасоленные горизонты лессовидных суглинков,
пестроцветные огнеупорные глины. Эти отложения имеют щелочную реакцию среды,
значительные концентрации водорастворимых солей, часто превышающие пороги
токсичности, и обладают неблагоприятными физическими свойствами. Для
биологического освоения эта группа пород непригодна, так как требует коренной
мелиорации. Селективное формирование отвалов является обязательным, если во
вскрышной толще присутствуют фитотоксичные породы этой группы
7
Лесохозяйственная рекультивация
Лесохозяйственное направление является приоритетным в случаях, когда
экономически нецелесообразно проводить сельскохозяйственную рекультивацию или
создание лесонасаждений (в рекреационных или санитарно-гигиенических целях).
Возможность биологического освоения территорий без нанесения на них слоя
почвы, а лишь с применением в отдельных случаях биологической или химической
мелиорации, обеспечивает более широкую популярность лесной рекультивации.
Назначение искусственных лесных насаждений на восстанавливаемых территориях
различно. В зависимости от местных условий может предусматриваться создание
хозяйственных, эксплуатационных, противоэрозионных, водорегулирующих,
ветрозащитных насаждений, а также насаждений охотничьих хозяйств, лесов паркового
типа и др.
В районах с недостаточной влажностью искусственные лесопосадки служат
источником регулирования водного режима, в малолесных районах — увеличивают
лесистость, а также выполняют функцию полезащитных насаждений на
рекультивируемых в сельскохозяйственных целях территориях, создавая живые изгороди
вокруг полей. Необходимость проведения лесной рекультивации во многих случаях
обусловлена резким уменьшением лесопокрытой площади в районах деятельности горных
предприятий.
Как правило, основной целью лесной рекультивации в промышленных районах
является создание лесов озеленительного назначения для улучшения неблагоприятных
условий окружающей среды. И только в более отдаленной перспективе возможен перевод
таких насаждений в категорию промышленных.
Лесохозяйственное направление целесообразно применять в лесной зоне при
рекультивации отвалов, сложенных пригодными и малопригодными породами. В последнем
случае перед лесопосадками проводят мелиорацию пород, улучшающих их физико-
химические свойства, и специальные агротехнические мероприятия.
К настоящему времени в мировой литературе опубликовано достаточно большое
число данных, освещающих вопрос лесной рекультивации отвалов разных типов.
Преобладающая часть работ выполнена на отвалах, образованных при добыче угля,
меньшая — железной руды, руд цветных металлов и отвалах нерудных ископаемых.
Независимо от цели создания искусственных лесопосадок и от типа отвалов, на которых
планируется проведение этих работ, исследователи сталкиваются с необходимостью
8
решения общих вопросов. Из них в первую очередь — оценка лесопригодности грунтов,
складируемых в отвалы, подбор ассортимента видов древесных и кустарниковых
растений в зависимости от свойств пород, формы и высоты отвалов, крутизны и
экспозиции склонов и других условий.
В районах с недостаточным количеством атмосферных осадков следует
предусматривать полив насаждений, не допуская смыва отвальных пород и нанесенного
плодородного слоя почвы и потенциально плодородных пород. Одновременно с поливом
необходимо подкармливать растения азотом и фосфором.
Естественный растительный покров
Как правило, лесная рекультивация территорий, нарушенных промышленностью,
преобладает в районах лесной зоны, там, где в результате добычи полезного ископаемого
в значительной степени уничтожается лесной покров. Исследованиями установлено, что в
ряде случаев при наличии вблизи источника заноса семян древесных растений зарастание
отвалов, образованных при разработке угля, железной руды и других полезных
ископаемых, происходит не только за счет травянистых, но и древесных видов растений.
В связи с этим при разработке вопросов лесной рекультивации необходимо учитывать не
только свойства самих отвалов (химический состав и физические свойства грунтов), но и
характер естественного растительного покрова на них, позволяющего решить вопрос о
целесообразности искусственного лесовыращивания или улучшения условий для развития
естественного растительного покрова.
Так, исследованиями, выполненными лабораторией промышленной ботаники
Уральского университета, установлено, что часть отработанных отвалов уральских
железорудных месторождений, расположенных в пределах лесной зоны, успешно
зарастает древесными растениями, начиная с первых лет после окончания формирования
поверхности отвалов. Подобное явление отмечено как для отвалов, сложенных рыхлыми
нетоксичными грунтами, так и скальными породами, наиболее трудными для проведения
биологической рекультивации. Достаточная влажность района, благоприятные условия
семязаноса, обусловленные близостью расположения ненарушенных лесных сообществ,
отсутствие отрицательных антропогенных воздействий, особенно выпаса скота,
способствуют формированию естественных древостоев из хвойных и лиственных пород.
Число особей достигает 2—3 тыс., на 1 га, что может быть признано вполне
удовлетворительным.
9
Подобные же сведения приведены А. И. Лукьянцем для отвалов, образованных при
подработке бурых углей Карпинско-Волчанского месторождения на Урале, где в составе
естественно поселяющейся древесной растительности на разновозрастных отвалах
зарегистрированы такие ценные виды, как сосна, лиственница и ель. Из лиственных пород
широко представлены березы бородавчатая и пушистая, осины, виды ив, рябина,
жимолость синяя и др. На некоторых участках 20-летнего возраста сформировались
естественные лесные сообщества с числом особей более 10 тыс. на 1 га.
Таким образом, для части отвалов лесной зоны вполне возможна ориентация на
естественное зарастание лесными видами. Целесообразность выделения территорий, не
нуждающихся в искусственном лесовыращивании, и территорий, на которых можно
ограничиться лишь определенными мерами содействия природному процессу,
устанавливается на основе тщательного геоботанического обследования отработанных
площадей. Однако в большинстве случаев при решении вопроса о лесной рекультивации
имеется в виду создание искусственных лесных сообществ.
Мелиоративная подготовка территорий
Характер мелиоративных мероприятий, направленных на подготовку территорий
для проведения лесной рекультивации, определяется типом грунтов и их смесей,
складированных в отвалы. Лесопригодность грунтов вскрыши различных месторождений
(фосфоритных, песчаных, угольных, железорудных и т. д.) неодинакова и определяется
как показателями химического состава их, так и физическими свойствами. Однако, как
правило, грунты, мало пригодные для выращивания требовательных к условиям
почвенного питания сельскохозяйственных культур, во многих случаях могут быть
использованы для лесовыращивания без проведения, коренной мелиорации этих грунтов.
В том случае, если грунты, слагающие отвалы, нетоксичны и пригодны по своим
химическим свойствам и физическим показателям для роста древесных растений
(лёссовидные суглинки и лёссы), можно проводить лесопосадки непосредственно на этом
грунте. В других случаях, например на песках, меловых и мергелистых породах, глинах
разного механического состава (средних и тяжелых), сланцах различной степени вы-
ветрелости, создание лесных культур возможно при условии применения минеральных
удобрений. Положительный опыт такого способа мелиоративной подготовки площадей
имеется как в отечественной, так и в зарубежной практике лесовыращивания на отвалах
разных типов.
10