Сукцессии, биомы, гомеостаз, биотоп

Сукцессия – направленное предсказуемое развитие экосистемы до установления до установления равновесия между биотическим сообществом – биоценозом и абиотической средой – биотопом.

Развитие экосистем во времени известно под названием экологических сукцессий(последовательность, приемственность). Экологическая сукцессия – последовательная смена биоценозов, приемственно возникающих на одной и той же тер-рий под воздействием природных факторов. Скорость сукцессии различная. В историческом аспекте, смена фауны и флоры по геологическим периодам, есть ничто иное, как экологические сукцессии.

Для восстановления растительной биомассы на месте вырубки, лесного пожара или брошенного с\х участка, требуется от 30 до 50, а то и 250 лет.

Автотрофная сукцессия – это широко распространенное в природе явление, которое начинается в населенной среде: формирование леса, восстановление жизни после извержения вулкана и др. природных катастроф. Она характеризуется длительным преобладанием автотрофных организмов.

Гетеротрофная сукцессия – характеризуется преобладанием бактерий и встречается тогда, когда среда перенасыщена орг. в-вами. Гомеоста́з — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Биото́п — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы)[1].[2] В более узком смысле, по отношению к зооценозу, в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), т. е. рассматривается как среда существования зооценоза.

Биом — совокупность экосистем одной природно-климатической зоны^[1].

По другим источникам биом — более крупная, чем биоценоз, биосистема, включающая в себя множество тесно связанных биоценозов. Так, в определении Юджина Одума, биом — «термин, определяющий крупную региональную или субконтинентальную биосистему, характеризующуюся каким-либо основным типом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

 

50. Рекультивация земель этапы и способы

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.

Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель и должна проводиться с учетом местных почвенно-климатических условий, степени повреждения и загрязнения, ландшафтно-геохимической характеристики нарушенных земель, конкретного участка, требований инструкции.

Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт.

Рекультивации подлежат земли нарушенные при проведении:

• строительных;
• мелиоративных;
• лесозаготовительных;
• геолого-разведочных;
• эксплуатационных;
• проектно-изыскательских и иных работ, связанных с нарушением почвенного покрова.

Рекультивация земель включает в себя:

• осуществление проектно-изыскательных работ: почвенных и других полевых исследований, лабораторных анализов, картографирования;
• работы по снятию, транспортировке, селективной выемке, складированию, плодородного слоя почвы;
• планировку (выравнивание) поверхности, выполаживание, террасирование откосов, отвалов и бортов карьеров;
• нанесение на рекультивируемые земли потенциально плодородных пород и плодородного слоя;
• ликвидацию послепосадочных явлений;
• очистку рекультивируемой территории от производственных отходов;
• внесение химического мелиоранта, органических и минеральных удобрений, бактериального препарата;
• предпосевную подготовку почвы, посев семян фитомелиоративных растений;
• другие работы, предусмотренные проектом рекультивации, в зависимости от характера нарушения земель и дальнейшего использования рекультивированных участков.

Этапы рекультивации земель

Комплекс мероприятий по очистке почвы от загрязнения нефтью включают 3 основных этапа:

 

(Выделяют следующие этапы рекультивации:

1) подготовительный этап включает инвестиционное обоснование мероприятий по рекультивации нарушенных земель и разработку рабочей документации;

2) технический этап - реализация инженерно-технической части проекта восстановления земель;

3 ) биологический этап, завершающий рекультивацию и включающий озеленение, лесное строительство, биологическую очистку почв, агромелиоративные и фиторекультивационные мероприятия, направленные на восстановление процессов почвообразования.)

 

1 этап: очистка земель от усыхающего и мертвого древостоя;
2 этап: активизация абиотических физико-химических процессов деградации свежей нефти;
3 этап: стимуляция почвенной углеводоокисляющей микрофлоры и фитомелиорация.
Подготовительный этап рекультивации земель

Основной целью подготовительного этапа является расчистка участка от усыхающего и мертвого древостоя, завалов из срубленной ранее и сваленной в кучи древесины, строительного и бытового мусора и обваловка со стороны возможного повторного загрязнения нефтью и минерализованными водами, при условии, если она небыла сделана в ходе ликвидации аварии. Не допускается выжигание и засыпание нефтяных пятен песком, позднее на месте аварии проводится экологическая оценка по «Методике оценки фитопригодности нефтезагрязненных земель».

 

Агротехнический этап

Основная цель - создать слой почвы со свойствами, благоприятными для биологической рекультивации.

Работы включают в себя:

• рыхление почвенного горизонта для ускорения физико-химических и биохимических процессов деградации нефти с использованием мульчирующих грунтов (на сильнозагрязненных лесных почвах);
• создание искусственного микрорельефа из чередующихся продольных микроповышений (бугров) и микропонижений (канавок) на болотных почвах с избыточным увлажнением.

Стимуляция почвенной микрофлоры должна начинаться только при снижении концентрации общего нефтепродукта до 23-25% в органогенных или 15-18% минеральных почвенных горизонтах в среднем по участку. При снижении концетрации остаточных нефтепродуктов в рекультивировационном слое в среднем по всему участку до значений безопасных для фитомелиорантов (15% в органогенных и 8% в минеральных и смешанных грунтах) можно приступать к биологическому этапу рекультивации.

 

Биологический этап

Биологический этап включает в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, проводимых с целью восстановления плодородия нарушенных земель. Самой большой и опасной ошибкой, допускаемой при рекультивации земель, является засыпка разлитой нефти привозным грунтом – песком и торфом. При этом разлитая нефть выводится из процесса микробиологического окисления, а «рекультивированный» подобным образом участок на многие годы становится источником постоянного загрязнения грунтовых и подземных вод.

Ликвидацией аварийных разливов нефти и восстановлением экологического равновесия - это комплексный подход к решению экологических проблем. Рекультивацией замазученных земель производится с использованием микроорганизмов, специальным навесным оборудованием для фрезерования почвы и рытья каналов.

Биологический этап включает две стадии:

1. Пробный посев трав. Цель этого мероприятия — оценить остаточную фитотоксичность почвы, интенсифицировать процессы биодеградации нефти и улучшения агрофизических свойств почвы, уточнить сроки перехода к заключительной стадии рекультивации. Перед пробным посевом трав выполняют вспашку (на глубину загрязнения), рыхление и дискование. В подготовленную почву высевают бобовые культуры, возделываемые в данной зоне (горох, люпин, донник, сераделлу и др.). Посев и уход за посевами осуществляют по технологии, принятой для данной почвенно-климатической зоны.

2. Фитомелиорация. внесение минеральных удобрений и посев устойчивых к загрязнению многолетних трав. Если пробный посев трав дал всходы не менее чем на 75% площади, спустя 1,5 — 2,5 года после загрязнения, высевают многолетние травы. Предварительно проводят боронование, внесение минеральных удобрений, культивацию почвы. Внесение удобрений интенсифицирует жизнедеятельность микробных сообществ в почве и увеличивает биомассу растений, что в свою очередь способствует усилению процессов восстановления плодородных земель.

 

Технология рекультивации земель

На почвах с повышенной естественной кислотностью (рН<6) после завершения технического этапа рекультивации следует провести известкование. Необходимо учитывать, что органические вещества и микроэлементы, содержащиеся в нефти, при определенной трансформации и снижении концентрации до 300мг нефти на 1кг почвы могут быть стимуляторами роста растений и пищевыми компонентами для почвенного биогеноценоза.

На подготовленных участках проводят посев многолетних трав. Виды трав выбирают исходя из местных почвенно-климатических условий и рекомендаций зональной системы земледелия субъектов Российской Федерации.

Для контроля за восстановлением земель и качеством выращенной биомассы одновременно проводится посев тех же культур по аналогичной технологии на контрольном (незагрязненном) участке в буферной зоне между зоной загрязнений и землями, используемыми для хозяйственных целей. Если зарастание на загрязненном участке составляет не менее 75% площади земель по сравнению с контрольным участком, то рекультивационные работы считаются законченными и участок следует передать землевладельцу.

По окончанию рекультивации, зеленую массу возделываемых трав использовать в кормовых целях не рекомендуется. Ее оставляют на рекультивируемом участке и используют в качестве сидерального удобрения; после обработки дисковыми лущилыциками зеленую массу запахивают.

Рекультивацию можно считать завершенной после создания густого и устойчивого травостоя, при этом концентрация остаточных нефтепродуктов со значениями коэффициента окисления нефти более 90% не должна превышать в среднем по участку 8,0% в органогенных и 1,5% в минеральных и смешанных грунтах.

В настоящее время существуют следующие способы рекультивации загрязненных территорий:

1. Вывоз отходов и дальнейшее их захоронение на специальных полигонах;

2. Вывоз отходов после предварительной сепарации (разделения на составные части) и переработки с целью уменьшения части отходов, подлежащих дальнейшему захоронению и их вторичному использованию;

3. Санирование территории без вывоза отходов и обеспечение санитарных и технических условий для дальнейшего ее использования.