Методы создания искусственного растительного покрова

Восстановление земель, нарушенных промышленностью, с помощью биологических методов может идти как по линии создания искусственных лесных сообществ, так и сельскохозяйственных угодий, на первых этапах освоения – сенокосов и пастбищ с последующим переводом этих площадей под зерновые и технические культуры. В том случае, когда нарушены земли, расположенные в селитебной черте населенных пунктов, наиболее рациональным направлением биологического восстановления этих земель будет создание сообществ декоративного и санитативно-озеленителыюго назначения.

Введение культурных растений в несвойственные для них условия среды промышленных отвалов, необходимость подбора исходного материала, изучение отдельных характеристик видов и их изменчивости в новых условиях среды – одно из решающих условий успеха биологической рекультивации.

При подборе ассортимента видов для проведения сельскохозяйственной или лесной рекультивации земель необходимо разностороннее изучение экологических особенностей растений, ритма роста и развития их надземных и подземных органов, способности к воспроизводству, обеспечивающей сохранение культурного сообщества длительное время, и других показателей. Имеющиеся данные об использовании отдельных видов растений при проведении начального этапа биологической рекультивации, где культурные растения выступают в качестве мелиораторов, а также сведения, характеризующие жизнь искусственных сообществ и динамику их развития во времени, далеко не исчерпывают всех вопросов. Изучение динамики роста и развития, прохождения фенологических фаз, вегетативной и семенной продуктивности и выявление амплитуды колебаний этих показателей у растений, выращиваемых на промышленных отвалах на фоне разных агротехнических мероприятий, являются основой для выбора наиболее перспективных видов при биологической рекультивации.

Особое значение имеют данные, характеризующие динамику накопления массы отдельными компонентами создаваемых культурфитоценозов и сообществами в целом в сравнении с подобными величинами в естественных растительных сообществах конкретной зоны. Среди этих вопросов на первое место следует поставить вопрос изучения особенностей формирования подземных органов растений и сообществ, определяющих накопление органического вещества в субстратах промышленных отвалов, функции отдельных видов как биологического фактора, обусловливающего направление почвообразовательного процесса на техногенных образованиях.

Так, для установления ассортимента видов, пригодных для фитомелиорации золо-отвалов, было испытано более 230 видов, а засоленных красных шламов– 160, из которых признано пригодными для указанной цели соответственно 30 и 8 видов. Столь же специфичны и отвалы, возникающие при открытой добыче полезных ископаемых. Для условий Кузбасса, например, из 34 видов деревьев и кустарников, высаженных на отвалах, сложенных аргиллитами, алевролитами и песчаниками, оказались безусловно пригодными 8 видов. Остальные либо плохо приживаются вообще, либо для своего нормального развития требуют проведения агротехнических мероприятий.

При сельскохозяйственном освоении нарушенных земель ставится задача получения продукции с первых лет освоения. В связи с этим работы ведутся как по пути разработки способов мелиорации грунтов (субстратов) с целью улучшения их свойств для растений, так и по пути подбора ассортимента видов и разработки рациональных схем севооборота.

Создание на землях, нарушенных промышленностью, сельскохозяйственных угодий может вестись в двух направлениях:

на грунтах (субстратах), свойства которых улучшаются путем покрытия их гумусовым слоем почв; непосредственно на грунтах (субстратах), складированных в отвалы.

Одним из наиболее распространенных способов улучшения грунтов (субстратов) для сельскохозяйственного освоения является так называемое «землевание», т. е. нанесение на поверхность отвалов гумусированного слоя почвы или пригодных для выращивания растений грунтов разной мощности. Так, ряд авторов считают, что при сельскохозяйственной рекультивации отвалов их поверхность необходимо покрывать слоем почвы или потенциально плодородного грунта мощностью 0,5–1,0 м. По мнению других – мощность наносимого слоя может достигать 1,5–2,0 м. Естественно, что нанесение слоя такой мощности приводит к увеличению затрат на проведение горнотехнического этапа рекультивации. Кроме того, в большинстве случаев невозможно нанесение такого слоя из-за отсутствия достаточного количества пригодных грунтов.

Проведение сельскохозяйственной рекультивации территорий, нарушенных промышленностью, с помощью землевания возможно только при условии селективного формирования отвалов, когда верхний гумусовый слой почвы, а также потенциально плодородные грунты сохраняются для последующего их использования. Поэтому успех в деле восстановления земель, нарушенных промышленностью, будет зависеть от схем отвалообразования на горных предприятиях.

Таким образом, восстановление для сельскохозяйственных целей территорий, сложенных потенциально плодородными грунтами, возможно без нанесения гумусового слоя почв при условии применения минеральных удобрений и посева кормовых культур типа многолетних трав, возможность возделывания которых доказана и для грунтов третичного возраста. Злаковые виды трав, обладая преимущественно мочковатой корневой системой, способствуют скреплению верхних слоев грунта и накоплению органического вещества в нем. Бобовые растения за счет корневой системы стержневого типа и наличия на корнях азотфиксирующих клубеньковых бактерий извлекают из более глубоких слоев необходимые элементы питания и влагу, а также обогащают грунт связанным азотом. Грунт вовлекается, таким образом, в почвообразовательный процесс, что является залогом получения в будущем устойчивых урожаев возделываемых культур.

Выращивание на нарушенных землях ценных сельскохозяйственных культур типа зерновых злаков требует тщательной подготовки поверхности, включающей в качестве основного мероприятия нанесение плодородного слоя почвы. Опыт выполненных работ показывает, что мощность такого слоя должна быть не менее 30–40 см.

Выбор способа подготовки земель для биологической рекультивации в сельскохозяйственных целях должен решаться на основе тщательного экономического анализа, с учетом агрохимических особенностей пород, складируемых в отвалы, и категории их пригодности для сельскохозяйственных культур.

Другим, получившим в отдельных случаях весьма широкое распространение, способом восстановления продуктивности техногенных ландшафтов является лесная рекультивация. Назначение, искусственных лесных насаждений на восстанавливаемых территориях различно. 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. Одно из основных назначений лесной рекультивации – улучшение неблагоприятных условий среды путем создания лесов озеленительного, противоэрозионного и санитативного назначений. В пригородных зонах нарушенные земли могут быть отведены под строительство лесопарков, в состав структуры которых входят как посадки древесных, так и организация зеленых территорий в виде газонов и цветников. Работы подобного типа проводятся по особым проектам.

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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра, 1982. – 414 с.

2. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 1. Производственные процессы. - М.: Недра, 1985. – 509 с.

3. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. – М.: Недра, 1981. 235 с.

4. Дороненко В.В. Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками.- М.: Недра, 1979. – 232 с.

5. Русский И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. М.: Недра, 1979. 214 с.

6. Хохряков В.С. Проектирование карьеров. 2-ое изд. - М.: Недра, 1980. – 336 с.