Реферат на тему:
Біологічна рекультивація земель
Суть і значення біологічної рекультивації земель
Біологічна рекультивація земель – це комплекс біологічних заходів,
спрямованих на відновлення родючості порушених земель з метою
вирощування на них сільськогосподарських і лісових культур.
Вона поділяється на два основні види: сільськогосподарську рекультивацію
і лісову, або лісогосподарську, рекультивацію.
Сільськогосподарська рекультивація передбачає вирощування на порушених
землях відповідного асортименту сільськогосподарських культур і в
подальшому переведення цих земель у ріллю, кормові та інші види
сільськогосподарських угідь.
Лісова, або лісогосподарська, рекультивація передбачає вирощування на
порушених землях відповідного набору лісових культур, які пізніше можна
використовувати як товарні чи паркові лісопосадки, спортивно-оздоровчі
та захисно-декоративні зони.
Вибір того чи іншого виду біологічної рекультивації базується на аналізі
і врахуванні економічних, господарських і фізико-географічних
особливостей родовища або окремих його копалин, до яких належать:
цінність землі та її призначення, склад і властивості ґрунтових
субстратів, складених у відвали, а також перспектива можливого
використання порушених земель після їх гірничотехнічної та біологічної
рекультивації.
Враховуючи, що в Україні спостерігається тенденція до скорочення площ
ріллі, що припадає на душу населення, перевага повинна віддаватися
сільськогосподарській рекультивації. Проте для неї потрібне обов’язкове
нанесення на сплановану поверхню відвалів родючого шару грунту або
потенційно родючих розкривних порід. Так, згідно з існуючими
рекомендаціями, у випадку сільськогосподарської рекультивації товщина
кореневмісного шару має бути не меншою їм, і він повинен мати такі
фізичні та агрохімічні властивості: щільність складення (об’ємна маса) –
не більше 1,5г/см3; вміст гумусу – не менше 2 % у
сільсько-господарському освоєнні та 1,0% у лісовому; вміст водорозчинних
сульфатів натрію І магнію – не більше 5%, хлоридів – не більше 0,01
%,рН-6-8.
Вибираючи культури для вирощування на рекультивованих землях, необхідно
передусім орієнтуватися на рослинність, яка росла на території родовища
або росте на відпрацьованих відвалах І сусідніх староорних землях. У тих
випадках, коли на території відпрацьованих відвалів розкривних порід
можливе осідання, у перші роки не можна висівати багаторічні трави, а
доцільніше замінювати їх однорічними бобово-злаковими сумішками.
Важлива практична мета біологічної рекультивації – скорочення розриву
між початком відчуження земель і їх наступним використанням, чого, на
жаль, не дотримуються гірничо-видобувні підприємства.
Тривалість рекультивації може сягати 10-15 років і більше. Адже цей цикл
закінчується лише тоді, коли гумусу в новоствореному шарі буде на рівні
сусідніх староорних земель.
Під час відновлення земель треба враховувати, що без належного догляду
рекультивовані землі може знищити ерозія. Щоб цього не сталося потрібно
вже з самого початку біологічної рекультивації передбачити відповідні
протиерозійні заходи.
Треба пам’ятати, що відновлення порушених земель спрямоване не тільки на
їх повернення у сільськогосподарський чи лісовий фонд, запобігання
зсувів або ерозії, але й на створення екологічно збалансованої системи,
яка б становила економічну і природно-естетичну цінність.
Звичайно, у біологічній рекультивації не завжди вдається виконати усі
вимоги проекту з рекультивації або накреслені заходи. В такому випадку
треба провести коректування або визначити нові науково обгрунтовані
роботи з рекультивації земель.
Класифікація порід і грунтів для біологічної рекультивації
Біологічна рекультивація земель, порушених промисловими розробками
корисних копалин, значною мірою залежить від складу і властивостей порід
і грунтів, фізико-географічних умов середовища і характеру подальшого
використання рекультивованих земель.
Враховуючи це, запропоновано декілька класифікацій придатності
розкривних порід і ґрунтів для біологічної рекультивації. Найбільш
поширеною є класифікація, яка подана у таблиці 4.1.
У цій класифікації виділено три групи придатності розкривних порід І
грунтів для біологічної рекультивації, а саме:
1-ша група – придатні,
2-га група – малопридатні,
і 3-тя група непридатні
Кожна група І підгрупа придатності виділяється за такими оцінювальними
показниками, “сумарним ефектом” токсичних іонів, рН водним або сольовим,
вмістом рухомого алюмінію, натрію, гумусу і фізичної глини (фракції
менше 0,01 мм)
На підставі цих показників для кожної групи І підгрупи придатності
встановлюють напрям використання порушених земель у процесі їх
біологічної рекультивації. Наприклад, для 1-ї групи придатності та
підгрупи “родючі” властиві такі оцінювальні показники: “сумарний ефект”
токсичних іонів – менше 0,3 мг/100г ґрунту чи порід; натрій – менше 10 %
ємкості поглинання; вміст гумусу – більше 2 % І вміст фізичної глини
(фракції менше 0,01 мм) – понад 20 %.
Згідно з цими показниками, такі землі представлені гумусовим шаром
профільних ґрунтів і слабоеродованих їх різновидностей та придатні для
створення ріллі та інших сільськогосподарських угідь.
За таким принципом визначається придатність розкривних порід І ґрунтів
для Інших цілей.
Природне заростання кар’єрно-відвальних територій
Серед порушених земель, які підлягають біологічній рекультивації,
найбільш поширеними є відвали розкривних порід, які як
грунтово-природний субстрат після завершення експлуатації починають
заростати природною рослинністю. На відміну від староорних земель,
формування рослинного покриву на відпрацьованих відвалах проходить
сповільненими темпами. У більшості випадків це обумовлено бідністю
розкривних порід на поживні речовини, несприятливими водно-фізичними та
фізико-хімічними властивостями.
Дослідження показують, що освоєння відпрацьованих відвалів як первинних
екотопів починається з поселення у їх верхніх шарах бактерій і
водоростей. Інтенсивність поселення цих нижчих організмів на первинних
екотопах буває різною. Так, зола теплових електростанцій
характеризується дуже низькою мікробіологічною активністю, І розвиток
бактерій практично не відбувається. Мікробіологічна стерильність
характерна і для відвалів кольорової металургії. Поява і поширення
мікроорганізмів на промислових відвалах значною мірою залежить від
реакції ґрунтового середовища та агротехнічних прийомів, що
використовуються для створення штучних угруповань на відвалах, а також
від мікрорельєфу. Так, відзначається значне збільшення мікрофлори за
умови застосування навіть найпростіших методів меліорації. Наприклад,
нанесення ґрунтового шару товщиною лише 2 см активізує діяльність
корисних мікроорганізмів більше, ніж у 20 разів.
На різних типах відвалів виявлені й ґрунтові водорості, що є, як відомо,
першими поселенцями рослинності та першими гумусоутворювачами на
розкривних породах. На різних грунтах (субстратах) вони бувають різні.
Зокрема, на відвалах, складених із токсичних розкривних порід, їх є
менше, а на відвалах з нетоксичними породами їх видова різноманітність
збільшується. Крім того, серед водоростей, які першими поселяються на
таких відвалах, вже трапляються азотофіксуючі види. Якраз такі водорості
сприяють формуванню природних угруповань із вищих рослин.
Таким чином, бактеріально-водоростевий етап, будучи початковим етапом
синтенезу рослинності на промислових відвалах, має велике значення в
наступному заселенні та розвитку угруповань вищих рослин.
Особливе зацікавлення як у теоретичному, так і в практичному відношенні
має формування на відвалах природних рослинних угруповань із вищих
рослин. Доведено, що початковий етап заселення відвалів насінням і
діаспорами вищих рослин починається у багатьох випадках одночасно з
поселенням мікроорганізмів. Проте життєвість проростків є дуже низькою,
і роль їх на початкових етапах сингенезу, очевидно, пов’язана переважно
з нагромадженням органічної речовини у ґрунтах (субстратах) сформованих
відвалів.
Формування продуктивного ґрунтового і рослинного покривів на відвалах
усіх типів відбувається природним шляхом дуже повільно, починаючи з
поселення випадкових видів, переважно бур’янової флори. До них належать
мати-й-мачуха (підбіл), усі види лободи, буркун та інші, що поселяються
першими на нетоксичних субстратах відвалів. Піонерними рослинами на
токсичних субстратах є свежа ріжконосна, голянка та інші, що є
індикаторами на засоленість субстратів або реакції його середовища.
Відвали відкритих гірничих розробок корисних копалин, поверхня яких
сформована із сприятливих за хімічним складом ґрунтів (субстратів),
заростають інтенсивніше. Проте у багатьох випадках і на них протягом
перших 5-10 років рослинність представлена піонерними угрупованнями.
Флористичний склад їх визначається переважно едафічними (ґрунтовими)
умовами. З віком відвалів піонерні рослинні угруповання змінюються
різнотравно-злаково-бобовими. При цьому зростає екологічна диференціація
видів: виділяються види, що визначають фізіологічність формуючих
рослинних угруповань, а також види, що мають відповідну господарську
цінність і можуть бути використанні для створення штучних рослинних
угруповань. До них належать: люцерна (жовта, люпиноподібна), пирій
повзучий, тимофіївка лучна, конюшина (лучна, гібридна, біла) та інші
багаторічні трав’янисті рослини.
У цілому для відвалів, складених нетоксичними розкривними породами,
розташованими в зоні достатнього зволоження (Полісся. Передкарпаття,
Закарпаття) протягом перших 10-ти років після закінчення експлуатації
відвалів формуються прості незімкнуті рослинні угруповання, до складу
яких входить незначна кількість видів місцевої флори.
У лісостеповій зоні початковий етап природної рослинності на відвалах
представлений бур’яновою стадією з переважанням полину та інших
рудеральних бур’янів. У степовій зоні в природному заростанні відвалів
також переважають види бур’янової флори, які відрізняються
посухостійкістю.
Формування природних рослинних угруповань на відвалах підприємств
кольорової металургії відбувається більш повільними темпами.
Інтенсивність цього процесу визначається токсичністю, вмістом у шламах
аномально підвищених кількостей ряду елементів, у т.ч. таких, як нікель,
кобальт, олово, сірка та ін.
Таким чином, навіть у межах одного класу відвалів існує значна різниця в
темпах та інтенсивності їх природного заростання. У більшості формування
природних угруповань процес тривалий і не завжди надійний. Крім того,
травостій, який переважно складається із бур’янового різнотрав’я,
непродуктивний і малоцінний у кормовому відношенні.
Природне заростання відвалів, екологічний режим яких менш напружений, у
більшості випадків відбувається інтенсивніше.
Проте навіть на лесових породах відвалів у лісостеповій та степовій
зонах, придатних за своїми агрохімічними властивостями і фізичними
характеристиками для росту і розвитку рослин, природне заростання
сповільнене, а продуктивність природного травостою низька. Відвали,
складені сульфідовмісними породами, не заростають протягом десятків
років. Різна швидкість формування природного рослинного покриву на
відвалах, складених важкими й легкими ґрунтами, та на відвалах різної
експозиції і т.д.
У найбільш сприятливих природних умовах на відпрацьованих нетоксичних
відвалах формуються більш продуктивні фітоценози з наявністю в них
деревних видів рослинності. Передумовами такого інтенсивного
самозаростання е розташування відвалів у гумідних районах лісової зони,
а також склад їх (переважно потенційно родючі із задовільними
водно-фізичними властивостями породи четвертинного віку).
За інших рівних умов успішне самозаростання відбувається на невеликих і
невисоких відвалах, які розташовані в зоні природної рослинності, що
порівняно мало змінена і порушена у процесі ведення гірничих або інших
робіт.
На природне самозаростання відвалів негативно впливає випасання на них
худоби. При цьому не тільки сильно сповільнюється формування ґрунтового
і рослинного покриву, але й протягом короткого часу може настати повна
деградація відвалів.
Вивчення процесів сингенезу природної рослинності на породах різної
хімічної природи показало, що інтенсивність їх можна значно підвищити за
рахунок нанесення на поверхню мінімального шару грунту, торфу або
потенційно родючих порід товщиною від 2-5 до 10 см. При цьому разом з
ґрунтами і особливо з торфом на відвал потрапляє насіння багатьох диких
рослин, яке з часом проростає, формуючи флористичне угруповання.
Високоефективним способом прискорення природного заростання
відпрацьованих відвалів є полив відвалів стічними побутовими водами, що
сприяє кращому та глибшому вкоріненню рослин, які поселились на
відвалах, і підвищує їх продуктивність.
Дослідження природного заростання відвалів і кар’єрів, які є на
Підмосковному буровугільному басейні, Курській магнітній аномалії,
Нікопольському марганцеворудному басейні, Перед-карпатському
сірконосному басейні та інших техногенних об’єктах, дозволили зробити
висновок, що у природному формуванні рослинного покриву в умовах
техногенного рельєфу прослідковується відповідна стадійність.
Більшість дослідників сходиться на тому, що на перших етапах формування
природно-техногенних комплексів майже в усіх зонах можна виділити три
основні стадії сингенетичних сукцесій.
Перша стадія відбувається у перші 5-6 років, коли утворюється мозаїчний
незімкнутий рослинний покрив, який складається з невибагливих рослин з
широкою амплітудою і високою продуктивною здатністю. Це переважно
представники рудеральної флори, зональні риси під час природного
заростання починають проявлятися вже на третій або четвертий рік.
Друга стадія визначається у віці від 5-6 до 10-12 років. У цей період
формуються складні багатовидові угруповання (30-40 видів) з більш чітко
вираженими зональними рисами, при цьому ж зменшується число рудеральних
однорічників і збільшується кількість багаторічників, а також формуються
деревно-чагарникові ценози.
На третій стадії, яка починається після 10-12-річного віку відвалів,
посилюється екологічна диференціація видового складу рослин, причому
переважають багаторічники. Серед них трапляються беркеза польова,
кульбаба осіння, лапчатка гусяча, подорожник великий і ланцетолистий,
хвощ польовий, щавель малий та ін.
Таким чином, незважаючи на велику різноманітність кар’єрно-відвальних
техногенних комплексів, їх загальна риса самозаростання – розвиток
рослинного покриву від рудеральних піонерних рослинних угруповань до
угруповань з більш ценотичними зв’язками і переважанням багаторічних
рослин. Під впливом цієї рослинності, як і в подібних природних умовах,
відбувається дерновий процес ґрунтоутворення.
Рекомендована література
Данько В.Н. Лесопригодность местообитаний разровненных отвалов и
ассортимент древесных и кустарниковых пород для облесения //
Рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых. Тарту,
1975.-С. 25-31.
Данько В.И. Возделывание озимой пшеницы на рекультивированных землях
Донбасса //Тр. Днепропетровского с.-х. инст-та. – 1979. -Т. 41.-С.
228-36.
Дараселия Н.А. Микробиологические процессы при рекультивации почв
Чиатурских марганцевых месторождений // Третий делегатский съезд
почвоведов. – 4-16 июля 1966 г. – М.: Наука, 1968. – С. 56-59.
Денисик Г.И. Особенности формирования растительного покрова техногенных
ландшафтов Подолья // Растения и пром. среда: Сб. научн. тр. Урал. гос.
ун-та. – Свердловск, 1984. – С. 121-125.
Денисов Ю.И. Технологические нормативы и схемы рекультивации породных
отвалов на угольных карьерах Урала и Кузбасса // Основы горнотехнической
рекультивации породных отвалов. – Челябинск: НИИОГР, 1970.-С. 2-24.
Джамалбеков Е.У., КозыбаеваФ.Е., Бейсеева Г.Б. Вопросы рекультивации
земель и первые исследования в этом направлении // Повышение
продуктивности почв Казахстана. -Алма-Ата: Наука, 1980.-С. 147-152.
Денисов Ю.И. Мировой опыт восстановления нарушенных территорий при
открытых разработках угольных месторождений Урала и Кузбасса. –
Челябинск, 1971. – С. 3-Ю.
Дороненко Е.П. Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками.
– М.:Недра, 1979. – 264 с.
Дороненко Е.П., Минакова Т.Б., Линькова Е.Г. Эффективность
восстановления железнодорожных карьеров // Земледелие. – 1986. – № 6. С.
12-14.
Дробаденко В.П., Балашов В.В. Рекультивация земель, нарушенных горными
работами // Итоги науки и техники: Разработка месторождений твердых
полезных ископаемых. М.: ВИНИТИ, 1984. -Т. 29.– Открытые разработки.
-С. 46-97.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
