Моторина Л.В., Колесников Б.П. и др. Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных промышленностью земель

Подождите немного. Документ загружается.

161

на первом этапе рекультивации означает мелиоративный период рекультива-

ции, по окончании которого возможно проведение второго этапа – нанесения

плодородного слоя для возделывания ценных зерновых культур.

Продуктивность надземной и подземной массы многолетних трав, а, сле-

довательно, и степень их мелиоративного воздействия на вскрышные породы,

значительно возрастают при внесении удобрений, что является обязательным

агротехническим приемом при биологическом освоении вскрышных пород.

Полученные результаты показывают, что на ряде карьеров, где отсутству-

ет плодородный слой почвы, возвращение рекулътивируемых земель в сельско-

хозяйственный оборот также возможно. Предпосылкой этого должны быть ха-

рактеристики вскрышных пород, обусловливающие технологию формирования

рекультивационного слоя.

При создании участков рекультивации с насыпным слоем чернозема

мощностью 40–50 см было испытано большое количество сельскохозяйствен-

ных культур – озимая пшеница, ячмень, овес, сорго, кукуруза на зерно и зеле-

ную массу. Получаемый урожай сопоставим с урожаем этих культур на старо-

пахотных южных и обыкновенных черноземах.

Кроме того, исследованиями доказана возможность создания участков

рекультивации, обладающих более высоким плодородием, чем зональные поч-

вы. Это достигается увеличением мощности наносимого плодородного слоя до

70–80 см. Урожаи зерновых культур при этом достигают 50–70 ц/га, что выше

урожаев на зональных почвах. Однако, учитывая, что увеличение мощности

наносимого плодородного слоя приводит к удорожанию рекультивации, созда-

ние площадей о таким мощным (больше, чем зональный) слоем чернозема

должно производиться только при выращивании на них высокорентабельных

культур.

На предприятиях обычно бывают запасы плодородного слоя почвы, обес-

печивающие создание рекультивационного слоя заданной мощности.

Влияние мощности плодородного слоя на урожай озимой пшеницы пока-

зано в табл. 5.

162

Таблица 5

Зависимость урожая озимой пшеницы от толщины насыпного слоя черно-

зема (средний урожай на зональной почве 38 ц/га)

Урожай, ц/га Подстилающая порода Толщина насыпного

слоя чернозёма, см

на рекультивирован-

ном участке

% к урожаю

на зональной почве

10 13,4 35,3

20 18,5 48,7

30 25,9 68,2

40 34,6 91,2

50 39,8 104,7

60 43,4 114,2

Смесь пород глини-

стого и суглинистого

состава

70 46,7 122,9

10 21,9 57,6

20 27,4 72,1

30 33,9 89,2

40 41,7 109,8

50 49,7 IX ,8

60 55,7 146,6

Лессовидный суглинок

70 58,2 153,2

Заслуживает изучения и распространения опыт Ордаоникидзевского ГО-

Ка ло созданию на рекультивируемых землях садов. Доказана возможность вы-

ращивания плодовых и ягодных культур на лессовидных отложениях, смесях

лессов, лессовидных суглинков и красно-бурых глин, отсыпанных в пределах

рекультивационного слоя мощностью 2–3 м, что обеспечивает накопление дос-

таточного количества влаги.

Посадку растений рекомендуется проводить как в посадочные ямы объе-

мом 1 м

, так и в траншеи шириной 1 м и глубиной 0,7 м, заправляемые почвой

или лессовидными отложениями. Это определяется не столько наличием запа-

сов плодородного слоя почвы, сколько биологическими особенностями возде-

лываемых культур. Для требовательных к условиям питания видов (вишня, че-

решня, слива, красная смородина) целесообразно применять плодородный слой

почвы. Выращивание менее требовательных видов, сортов (например, черная

смородина) возможно на фоне мелиоративной подготовки участка перед посад-

кой (внесение органических и минеральных удобрений), что однако не исклю-

163

чает получение дополнительного эффекта и у этих культур при заправке ям и

траншей черноземом.

Разработана и используется на предприятиях технология посадки плодо-

во-ягодных насаждений, обеспечивающая нормальный рост и плодоношение

многих видов плодовых и ягодных культур.

Выявленные особенности роста и развития их дали основание пересмот-

реть условия питания и схемы посадки деревьев с учетом имеющихся средств

механизации. Так, для яблони в зависимости от сорта нормальной площадью

питания является 5 x 4 м, а перспективной – 6 x 3 м, для груши – 5x3 м, ягодных

культур – 3 x 0,5 м.

Интересен опыт сельскохозяйственной рекультивации отвалов, форми-

руемых в оврагах и балках. Предприятия РПО «Укрогнеупорнеруд» осуществ-

ляя мероприятия по рациональному использованию земель, складируют

вскрышные породы в окрестных балках, засыпая их до уровня прилегающих

сельскохозяйственных угодий. Рекультивационный слой формируют из потен-

циально-плодородных пород и плодородного слоя почв.

Особый интерес представляет опыт рекультивации земель в условиях За-

полярья, где положительный результат по созданию кормовых угодий из мно-

голетних и однолетних растений получен в результате использования озерного

ила.

Опыт Ковдорского ГОКа является пока единственным в стране. Сапропе-

левые отложения пресноводных озер, применяемые для улучшения бедных

подзолистых почв, обеспечивают формирование рекультивационного слоя на

породных отвалах. Получаемая с рекультивационной площади зеленая масса

служит резервом укрепления кормовой базы подсобного хозяйства Ковдорско-

го ГОКа.

Опыт рекультивационных работ производственного объединения «Чиа-

турмарганец», расположенного на юге страны, также заслуживает внимания.

Объединение, расположенное в районе с дефицитом сельскохозяйственных

угодий в гористой местности, снимает плодородный слой почвы, накопившийся

164

в течение веков в горных ущельях и наносит его на рекультивируемую поверх-

ность. Формирование горизонтальной поверхности с уклонами не более 2–4 °

способствует созданию высококачественных сельскохозяйственных угодий.

ПО «Чиатурмарганец» является одним из предприятий отрасли, ежегодно

выполняющих план по рекультивации по всем показателям. Это достигается

путем совмещения работ по добыче руды и последующей рекультивации нару-

шенных земель в едином цикле горного производства. Снятие плодородного

слоя предваряет работы по вскрыше и добыче марганцевой руды, вслед за ко-

торыми ведутся работы по техническому этапу рекультивации. Формирование

рекультивационного слоя предусматривает отсыпку потенциально-

плодородных пород и плодородного слоя почвы. Подготовленная таким обра-

зом поверхность передается для сельскохозяйственного использования. На ре-

культивируемых землях рудоуправления им. Димитрова выращиваются много-

летние травы, пшеница, кукуруза, создаются сады и виноградники, часть терри-

тории передается под приусадебное хозяйство.

Теоретическое обоснование для проведения сельскохозяйственной ре-

культивации на объектах объединения дают специалисты Грузинского научно-

исследовательского института почвоведения, агрохимии и мелиорации. Про-

ектные разработки осуществляет группа специалистов Института землеустрой-

ства республики.

165

Раздел 4.

ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ

Б. П. Колесников, А. И. Лукьянец

Биорекультивационное районирование Свердловской области

Растения и промышленная среда. Сверловск: УрГУ, 1976. (С. 10–16)

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, опираю-

щимся на ведомственные данные, площадь под карьерами и отвалами в области

занимает около 60 тыс. га (под отвалами около 40 тыс. га

); к 1990 г. ожидается,

по меньшей мере, ее удвоение. Такие площади особенно быстро будут расти за

счет дражной добычи золота и открытой разработки железорудных, месторож-

дений. Строительство второй очереди Качканарского горно-обогатительного

комбината по обогащению железной руды

252

, в частности, значительно увели-

чит общую площадь отвалов.

Обследования показали, что отвалы, на которых уже сформировались

сомкнутые лесные фитоценозы, не требующие активного вмешательства чело-

века 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 1973 г, на площади

око-

ло 4 тыс. га, в том числе лесами занято 1066 га и сельскохозяйственными угодь-

252

Боярский В.А. Добыча руды открытым способом. М.: 1971.

166

ями (главным образом, пастбища, иногда сенокосы) – 2567 га (в основном зем-

ли, нарушенные торфоразработками), остальное – водоемами и промстроитель-

ством. 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, за-

нимают до 90 % площади) и, опираясь на классификацию промышленных отва-

лов лесной и лесостепной зон по интенсивности самозарастания древесными

растениями

253

, мы предлагаем около половины земель в области, нарушенных

промышленностью и нуждающихся в восстановлении, пустить под самозарас-

тание древесными растениями. Самозарастание этих площадей не следует рас-

сматривать как оставление сложившейся естественной растительности вне ка-

кого-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, спо-

собных

предотвратить заболачивание и переувлажнение лесовозобновляющих-

ся площадей

254

. Самозарастание земель, нарушенных промышленностью, пре-

дусматривает использование естественных лесовосстановительных потенций

самой природы, где они достаточны, но под контролем со стороны компетент-

ных организаций, очевидно, прежде всего лесхозов и лесничеств, в Гослесфон-

де которых ведутся промышленные разработки земных недр.

253

Лукьянец А.Н. Закономерности естественного облесения промышленных отвалов Свердловской области //

Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: 1974; Лукьянец А.Н. Естественное зарастание древес-

ными растениями отвалов горнопромышленного Урала. Автореф. дис. … канд. Свердловск. 1975.

254

Маковский В.Н., Новак Н.Б. Ботаническая и агрохимическая характеристика выработанных торфяных карь-

еров Лисиковского торфопредприятия (Свердловская обл.) // Растения и промышленная среда. Свердловск: Ур-

ГУ, 1974. Вып. 3.

167

На остальных землях, нуждающихся в восстановлении (порядка 25–

30 тыс. га к 1974 г.), необходимо проводить активную биологическую рекуль-

тивацию. Это – отвалы и карьеры с фитотоксичными субстратами, наиболее

вредоносные и, как правило, расположенные вблизи или на территории насе-

ленных пунктов, а также высокие отвалы конусовидной формы (терриконы).

Общая стоимость восстановления нарушенных промышленностью только

этой

половины земель к 1990 г. составит порядка нескольких десятков млн. руб. Та-

кую величину рассчитали, опираясь на имеющиеся в литературе некоторые

расчетные данные, а также на материалы опытных и полупроизводственных

работ, дифференцированных в зависимости от типов отвалов, характера суб-

страта, вида горно-технической и направления биологической рекультивации

(лесная, сельскохозяйственная, рекреационная,

водохозяйственная, строитель-

ная).

Площади земель, измененные воздействием горнодобывающей и перера-

батывающей промышленности (исключая отвалы и карьеры, сложенные орга-

ногенными субстратами, а именно отходами торфодобывающей и дереводобы-

вающей промышленности, коммунального хозяйства и пищевой промышленно-

сти), распределены на территории Свердловской области нepaвномepно, но

подчиняются некоторым вполне определенным зонально-географическим зако-

номерностям

. Подавляющая часть таких земель сосредоточена в пределах пред-

горной полосы восточных склонов Урала. В горной полосе Среднего и Север-

ного 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, извест-

няков, глин и песков.

Интересно распределение земель, нарушенных промышленностью, по

природным зонами подзонам Свердловской области (табл. и рис.). Из примерно

35 тыс. га породных отвалов и карьеров больше половины сосредоточено в под-

168

зоне южной тайги (19,1 тыс. га, или 55 %) и почти 2/5 – в подзоне средней тай-

ги 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

от-

валов, на которых уже сформировалась лесная растительность (92 % их нахо-

дится на подзонах южной и средней тайги), или которые подверглись рекульти-

вации (около 80 % их сосредоточено в тех же подзонах).

Распределение земель, нарушенных промышленными предприятиями

Свердловской области, по природным подзонам и их рекультивация

(без нарушенных земель с органогенными субстратами), га

Нарушенные площади Рекультивировано

в том числе в том числе под

Природные

подзоны

Всего

отвалы карьеры

Отвалы, заросшие

лесом

Всего

лес

сельское хо-

зяйство

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 почвообра-

зования и зарастания растениями промышленных отвалов зависят от зонально-

географических условий района их местонахождения

255

. Возникла необходи-

мость построения схемы рекультивационного районирования СССР в целом и

его конкретных природных и экономических зон и районов, имея в виду инте-

ресы учета и классификации земель, нарушенных промышленностью, планиро-

вания и прогнозирования результатов рекультивации. Л. В. Моториной и Г. А.

255

Колесников Б.П., Моторина Л.В. Проблемы рекультивации земель / Природа. 1975. № 4.

169

Зайцевым

256

была предпринята первая попытка рекультивационного райониро-

вания для отвалов открытых разработок угольных месторождений СССР. Опи-

раясь на схему агроклиматического районирования страны, они выделили 3

группы районов по степени очередности проведения рекультивационных работ:

районы обязательной рекультивации, районы ограниченного проведения ре-

культивации и районы Крайнего Севера.

Далее кратко характеризуется районирование такого же типа,

выполнен-

ное нами для Свердловской области. Оно опирается на лесорастительное и фи-

зико-географическое районирование области и всего Урала

257

и учитывает его

районирование по видам использования природных ресурсов и степени изме-

нения естественных ландшафтов, намеченное А. А. Макуниной

258

. Предлагае-

мое 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

259

интенсивность естественного самозарастания их, Свердловскую область мы де-

лим 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), рас-

положена в восточной и северо-восточной равнинной Зауральской части облас-

ти. В связи со сложным геологическим и геоморфологическим строением Ура-

ла месторождения полезных ископаемых располагаются в Свердловской облас-

256

Моторина Л.В., Зайцев Г.А. Определение вида биологической рекультивации и районирование рекультива-

ционных работ // Физическая география. М., 1970. Вып. 4.

257

Колесников Б.П. Леса Свердловской области // Леса СССР. 1969; Прокаев В.Н., Колесников Б.П. О соотно-

шении между физико-географическим и специализированным природным районированием (на примере Сверд-

ловской области) / Изв. Всесоюзн. геогр. об-ва. 1963. Т. 95. № 6.

258

Макунина А.А. Проблемы ландшафтной географии Урала. Автореф. дис. … докт. М., 1971; Макунина А.А.

Ландшафты Урала. М., 1974.

259

Колесников Б.П., Пикалова Г.М. Классификация промышленных отвалов и условия почвообразования на

них // Рекультивация земель в СССР. М., 1973.

170

ти 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 материа-

лов.

С месторождениями полезных ископаемых закономерно связано распо-

ложение промышленных отвалов и наиболее крупных населенных пунктов об-

ласти,

типологическая принадлежность отвалов и степень их вредоносности. В

связи с этими особенностями названные зоны Свердловской области подразде-

ляются на 4 биорекультивационных района (рис. 1).

Рис. 1. Схема биорекультивационного районирования Свердловской области

Районы АI – неотложной массовой рекультивации, AII – первоочередной локальной рекуль-

тивации, АIII – второочередной локальной рекультива-ции, БI – неактуальной локальной ре-

культивации; пунктир - границы природных подзон.