VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В связи с ухудшением состояния природной среды возросло внимание к охране природы, как у государственных органов, так и у природопользователей. Для преодоления экологического кризиса необходимо объединять усилия государственных органов, научных работников и природопользователей. Для организации и координации этой деятельности необходимы структурированные информационные ресурсы открытого доступа.

Анализ нормативно-правового регулирования лесных и земельных отношений, связанных с рекультивацией лесных участков представлен на официальном сайте Общественной палаты Ханты-Мансийского автономного округа-Югры [1]. Особый интерес представляют информационные ресурсы, предлагающие практические решения указанной проблемы. Информационные ресурсы такого плана представлены на научно- практических и научно-производственных порталах: «Экология производства», «Экология и безопасность в техномире», «ЭкоВита–Проект», Административно-управленческий портал и др. [2]. Периодические издания производственного и профессионального назначения указанной тематики: научно-производственные журналы «Экология производства» и «Степной бюллетень», профессиональные журналы «Справочник эколога» (для инженеров-экологов) и «Уголь Кузбасса» и др. [5, 9]. Проблема разработки информационного обеспечения охраны окружающей среды рассматривалась на всероссийских и международных конференциях: Международной научной конференции «Восстановление нарушенных природных экосистем» (www.dbs.dn.ua), Всероссийском съезде по охране окружающей среды (http://www.ecovita-project.com/#!news/galleryPage). Научные и учебные материалы о биорекультивации предлагаются на сайтах и порталах научных и учебных учреждений лесоводства и АПК: зооинженерного факультета РГАУ-МСХА, Ростовского государственного университета, Пензенский государственного университета [6, 7, 8]. С терминологической базой сферы экологии производства и промышленной экологии можно познакомиться с помощью электронных словарей таких, как «Экологический словарь», «Экологический энциклопедический словарь» [2, 3]. Изучить растения необходимые для биорекультивации земель можно с помощью энциклопедических изданий открытого доступа, например, «Энциклопедия декоративных садовых растений» [11].

Составим краткий обзор содержания информационных ресурсов, отражающих биологический этап рекультивации земель.

Биологический этап рекультивации осуществляются после полного завершения технического этапа.

Биологическая рекультивация - восстановление с помощью биологических средств и методов полезных свойств и качеств земельных территорий, нарушенных хозяйственной деятельностью [2, 3].

Биорекультивация - это оптимизация физико-химического и биологического факторов очищения почвы. Биологический этап рекультивации состоит в восстановлении почвенного покрова. Следует учитывать, что складирование отходов, препятствует росту растительности, и соответственно созданию плодородного слоя почвы. Работы этого этапа землепользователи выполняют в соответствии с предполагаемым использованием рекультивированной территории и агротехническими требованиями к почвенному покрову для возделывания конкретных сельскохозяйственных культур. В ходе биологической рекультивации обеспечивают формирование почвенного слоя, структуривание почвы, накопление гумуса и питательных веществ и доведение свойств почвенного покрова до состояния, отвечающего требованиям сельскохозяйственных культур, намечаемых к возделыванию. До окончания рекультивации необходимо строго выполнять запрет на употребление в пищу людей и кормления животных растений, грибов и др., выращенных на загрязненной почве [4].

Наиболее удобный и дешевый вид освоения рекультивируемых территорий отвалов — лесохозяйственная, т.е. лесная рекультивация [4-6]. Этот метод биорекультивации доминирует в большинстве стран. На первых этапах рекультивации желательно быстро озеленить отвалы и устранить вредное влияние их на окружающую среду. Территорию, занимаемую отвалами, окаймляют полосой насаждений. Полоса насаждений по периметру отвала эффективна при её ширине не менее 5 м. При облесении нарушенных земель в первые годы иногда применяют посевы почвоулучшающих культур, затем высаживают деревья, кустарники.

Если рекультивируемую поверхность покрывают бедные почвы, требуется проводить мероприятия по их активации. Для успешной активации бедной почвы необходимо тщательно изучить местных условия и оценить факторы, препятствующие развитию растений. Для этого необходимы химические и биологические исследования, на основе которых осуществляют мероприятия по улучшению условий развития растений. Различают три группы мероприятий: улучшение физической структуры бедной почвы; улучшение химических условий для роста растений; биологическая активация.

Перечисленные мелиоративные мероприятия направлены на обеспечение растений достаточным количеством питательных веществ и на устранение всех факторов, препятствующих их развитию.

На уплотненных почвах целесообразно механическое рыхление в сочетании с заделкой в почву вносимых удобрений и химических мелиорантов. Последние связывают содержащиеся в почве токсичные элементы и вещества; уменьшают избыточную кислотность или, что бывает реже, избыточное содержание оснований; мобилизуют имеющиеся и вносят недостающие питательные вещества.

После создания достаточно гармоничных почвенных условий повышают биологическую активность за счет внесения в почву гумуса и почвенных бактерий или мульчирования органическими и неорганическими материалами. Мелиоративные мероприятия (химические, физические и биологические) являются лишь подготовкой к озеленению, определяемому принципами фитосоциологии. Растительность на бедных почвах развивается по определенным стадиям, конечной из которых является лес.

Важным условием, обуславливающим правильность подбора видов, является олиготрофность, засухо-, соле- и газоустойчивость. Основное требование при выборе ассортимента культур - это использование видов местной флоры, экологически приспособленных к условиям существования в данной климатической зоне. Одним из первых лесоводов, разрабатывавших научные основы лесного направления биологической рекультивации был Л.П. Баранник [5].

При лесохозяйственной рекультивации на первых этапах используют быстрорастущие породы: тополя и ивы. Приживаемость и рост лесных пород зависят главным образом от гранулометрического состава породы и ее рН. Оптимальное значение рН: для хвойных пород — 4,5...6,0, для лиственных — 6,0..0,5. По гранулометрическому составу породы распределяются в следующей убывающей по плодородию последовательности: суглинки - глины — пески. Опыт облесения отвалов показывает, что посев древесных пород семенами непригоден. Наиболее рациональна посадка лиственных пород однолетними саженцами, а хвойных пород — двулетними. Виды пород подбирают экспериментально.

При формировании насаждений рекомендуют следующие породы древесных и кустарниковых культур в зависимости от качества почвы рекультивируемого объекта. На слаботоксичных, но сильнокислотных почвах рекомендуются следующие древесные культуры: сосна обыкновенная, береза бородавчатая, клен ясенелистный, тополь, ольха серая; кустарники — акация желтая, лох мелколистный, жимолость татарская, спирея клинолистная, смородина золотистая.

При формировании экологически устойчивых зеленых насаждений рекомендуют создавать смешанные парковые культуры в следующем соотношении: главные породы — до 60%, сопутствующие — до 20, кустарники — до 20 %.

Подбор пород строят по зональному географическому принципу, с учетом биологической пригодности грунтов. Баранник Л.П. предлагает определять такие показатели биологической устойчивости лесных пород, как морозостойкость, засухоустойчивость, требовательность к почвенному плодородию, быстрота роста, мелиоративные качества, и выражает эти свойства в баллах, которые и использованы для биоэкологической характеристики древесных пород [10]. Морозостойкость: 1- обмерзаний не наблюдаются, 2- частичное обмерзание в первые годы роста на не покрытых снегом поверхностях, 3-обмерзание молодых побегов, возвышающихся над снегом. Засухоустойчивость: 1- высокая (ксерофиты), 2- менее высокая (мезоксерофиты), 3- средняя (мезофиты), 4- низкая (мезогигрофиты). Требовательность к почвенному плодородию: 1- нетребовательные (олиготрофы), 2 – среднетребовательные (мезотрофы), 3- повышенной требовательности (мезомегатрофы). Быстрота роста: 1- быстрорастущие древесные породы, 2-быстрорастущие кустарники, 3- умеренно растущие деревья и кустарники, 4- медленно растущие деревья и кустарники. Мелиоративные качества: 1-высокая степень, 2-средняя степень, 3-низкая степень. Биологическая устойчивость лесных пород: 1- очень высокая, 2- высокая, 3- умеренная, 4- низкая. Вычисляется как средний балл биоэкологической характеристики древесных пород. Приведём краткую характеристику широко используемых для биорекультивации пород на основе источников [10, 11].

Береза (BETULA) - род лиственных деревьев и кустарников. В европейской части РФ распространены в основном два вида берёз. Это бородавчатая, или пониклая берёза(Betula verrucosa, она же В. pendula) и пушистая берёза (B. pubescens). Первая обитает в сравнительно сухих лесах - на опушках, зарастающих полях и пастбищах, а вторая - вид в основном болотный. Березовые леса играют важную противоэрозионную роль. Биоэкологическая характеристика берёзы: морозоустойчивость-1 балл, засухоустойчивость-1 балл, светолюбие-1 балл, требовательность к плодородию 1-2 балла, быстрота роста 1-2 балла, мелиоративные свойства-2 балла, биологическая устойчивость -2 балла.

Сосна (PINUS) -дерево с конусовидной кроной и прямым, высоко очищенным от веток стволом. Важной особенностью сосны является малая требовательность к почве. Большинство сосен засухоустойчивы и светолюбивы. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость - 1-2 балла, засухоустойчивость - 1 балл, светолюбие - 2 балл, требовательность к плодородию- 1 балл, быстрота роста- 1-2 балла, мелиоративные свойства-2 балла, биологическая устойчивость -1 балл.

Клен (ACER) - деревья и кустарники с опадающими, простыми, реже сложными, длинно черешковыми листьями, необычайно эффектными в осенний период, с плодами — двукрылатками. Большинство кленов требовательны к почвенной и воздушной влаге, относительно теневыносливы, но предпочитают светлое место, ветроустойчивы и отличаются довольно быстрым ростом. Почти все виды хорошие медоносы. Широко распространен клен ясенелистный или американский (Acer negundo L.). Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость-2 балла, засухоустойчивость - 2 балла, светолюбие -1 балл, требовательность к плодородию - 2-3 балла, быстрота роста - 2-3 балла, мелиоративные свойства - 3 балла, биологическая устойчивость - 3 балла.

Ива (SALIX) - семейство ивовых. Род насчитывает около 600 видов двудомных деревьев и кустарников разнообразной величины и формы. Все ивы светолюбивы, растут быстро, нетребовательны к почве, но нуждаются в достаточной влажности воздуха и почвы. Ива ломкая, или ракита — Salix fragilis L. Произрастает практически по всей Европе, доходя на востоке до Волги. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость - 2 балла, засухоустойчивость - 1 балл, светолюбие -1 балл, требовательность к плодородию - 2-3 балла, быстрота роста - 2-3 балла, мелиоративные свойства - 3 балла, биологическая устойчивость - 3 балла.

Тополь (POPULUS) - семейство ивовых. Род тополей насчитывает 110 видов. Довольно газоустойчив и морозоустойчив, выносит полутень. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость-1 балл, засухоустойчивость-2-3 балла, светолюбие - 1 балл, требовательность к плодородию - 2 балла, быстрота роста- 1балл, мелиоративные свойства - 2 балла, биологическая устойчивость - 2 балла.

Лох (ELAEAGNUS) - семейство лоховых. Род насчитывает 40 видов, произрастающих в южных районах Европы, Азии и Северной Америке. Благодаря наличию на корнях клубеньков с азотфиксирующими бактериями являются породами, улучшающими почву, способны расти на крайне бедных почвах. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость-2 балла, засухоустойчивость-1-2 балла, светолюбие-1 балл, требовательность к плодородию-2 балла, быстрота роста- 2балла, мелиоративные свойства-2 балла, биологическая устойчивость -2 балла.

Спирея (SPIRAEA) – семейство розоцветных. Род насчитывает около 90 видов, распространенных преимущественно в лесостепной, степной и полупустынной зонах, субальпийском поясе гор Северного полушария. Все спиреи нетребовательны к почве, светолюбивы, морозостойки, многие виды дымо- и газоустойчивы. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость-1 балл, засухоустойчивость-2 балла, светолюбие-2 балла, требовательность к плодородию-2 балла, быстрота роста- 3балла, мелиоративные свойства-3 балла, биологическая устойчивость -2 балла.

Смородина (RIBES) - семейство Крыжовниковые. Род насчитывает до 150 видов, распространенных в холодной и умеренной зонах Европы, Азии, Северной и Южной Америки. Произрастает в горах, в сырых местах, по долинам и берегам рек, озер. Смородина золотистая (Ribes aureum Pursh) естественно растет в западной части Северной Америки. Зимостойка, малотребовательна к почве, хорошо переносит воздушное загрязнение. Светолюбива, но мирится с затенением. Самая засухоустойчивая из смородин. Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость - 1-2 балла, засухоустойчивость-1-2 балла, светолюбие-2 балла, требовательность к плодородию-2 балла, быстрота роста- 2балла, мелиоративные свойства-2 балла, биологическая полезность - 1 балл.

Жимолость (LONICERA) - семейство жимолостных. Жимолости неприхотливы, зимостойки, цветки их нежны, а плоды эффектны, у некоторых видов — съедобны. В природе насчитывается около 200 видов жимолости. Жимолость татарская (L. tatarica) Биоэкологическая характеристика: морозоустойчивость - 1 балл, засухоустойчивость-1-2 балла, светолюбие-2 балла, требовательность к плодородию - 2 балла, быстрота роста- 2балла, мелиоративные свойства - 1-2 балла, биологическая устойчивость - 2 балла.

В соответствии с биологической характеристикой выделяется группа пионерных видов: лиственница, сосна, береза. Токсичные породы с высокой кислотностью переносят акация, береза, ольха, а карбонатные щелочные – сосна, акация, клен, облепиха. Сравнительно большой выбор видов позволяет создавать на отвалах сложные по составу насаждения различных типов и назначения – мелиоративные, противоэрозийные.

Исключив источники дальнейшего загрязнения почвы, проводя реабилитацию земель и занимая участки культурами, устойчивыми к загрязняющим веществам, и культурами - мелиорантами, можно постепенно снизить содержание загрязняющих веществ в почве за счет естественных процессов самоочищения в результате выноса элементов растениями и вымывания их за пределы корнеобитаемого слоя почвы.

Литература

1. Анализ нормативно-правового регулирования лесных и земельных отношений, связанных с рекультивацией лесных участков в составе земель лесного фонда/ Официальный сайт Общественной палаты Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. - URL: http://www.ophmao.ru/index.php/obshchestvennyj-ekologicheskij-kontrol/213-220

2. Экологический словарь//Научно-практический портал «Экология производства». - URL: http://www.ecoindustry.ru/dictionary.html?view=%DD

3. Экологический энциклопедический словарь. - URL: http://www.edudic.ru/eco/

4. Биологический этап рекультивации//Официальный сайт Управления Россельхознадзора по Тверской и Псковской области. - URL: http://www.rshn-tver.ru/managment/departments/zemlyya/akt/rekyl/

5. Рукотворный памятник природы//Уголь Кузбасса. 2012. - URL: http://www.uk42.ru/assets/files/020/74-75.pdf

6. Лесная рекультивация/ Официальный сайт зооинженерного факультета РГАУ-МСХА.- URL: http://www.activestudy.info/lesnaya-rekultivaciya/

7. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростон/Д: Изд-во РГУ, 2003. 216 с. - URL: http://www.centrobrrostov.ru/images/stories/blogs/kaneeva/1.pdf

8. Экономика природопользования и природоохраны. Учебное пособие /Арбузов В.В., Грузин Д.П., Симакин В.И. - Пенза: Пензенский государственный университет 2004.-251с. - URL: http://www.aup.ru/books/m1292/

9. Вышегородских Н. Опыт экологической оптимизации сельскохозяйственных территорий//Степной бюллетень. 2000, № 7. - URL: http://savesteppe.org/ru/archives/4842

10. Баранник Л. П. Биоэкологические принципы лесной рекультивации.-Новосибирск: Наука,1988. – 88 с.

11. Энциклопедия декоративных садовых растений. - URL: http://flower.onego.ru/home.html

Код для цитирования: Скопировать