XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Цель работы: изучить особенности проведения биологической рекультивации в условиях Крайнего севера и Южной Якутии, дать сравнительный анализ.

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих основных задач:

- изучить существующие технологии биологической рекультивации в России и зарубежье, и его обоснование;

- Приведение примеров проведения биологической рекультивации на территории южной и северной Якутии;

- Дать оценку перспектив проведения биологической рекультивации на территории Якутии:

Биологический этап рекультивации (биологическая рекультивация) включает мероприятия по восстановлению плодородия рекультивированных земель и возобновлению флоры и фауны. Работы по данному этапу выполняют предприятия лесохозяйственного или сельскохозяйственного профиля, в постоянное пользование которых после проведения технической рекультивации поступает земельный участок.

Якутия является кладовой полезных ископаемых. Открытая добыча ведется примерно на протяжении 100 лет и постепенно приводит к формированию техногенных нарушений. В США и в странах Европы ведутся рекультивационные работы для восстановления грунтов после нарушения. В нашей стране такие работы стали вестись с 1970-х годов.

Если рассматривать отдельно Якутию, то в нашей республике рекультивационные работы не ведутся – направление находится только в зачаточном состоянии. В идеале рекультивационные работы должны состоять из 2 этапов – технического и биологического. В Якутии проводится только технический этап. В итоге нарушенные участки воздействуют на всю экосистему отрицательно.

Огромную роль играет многолетняя мерзлота. Мерзлота, которая оттаивает в разных местах, в разы увеличивает площади нарушения. Это негативное воздействие обязательно нужно приостановить или даже предотвратить. Такое возможно только при рекультивации, в особенности – биологической.

Север Якутии отличается малой продуктивностью биоценозов, замедленным биологическим круговоротом органического вещества и лёгкой разрушаемостью при техногенных воздействиях. Осложняют работу по рекультивации нарушенных земель на Севере суровые природноклиматические условия и отсутствие достаточно мощного плодородного слоя, после снятия которого почвы долго восстанавливаются. На юге Якутии рекультивационные работы на нарушенных при добыче полезных ископаемых землях почти не проводятся, если не считать некоторые мероприятия по техническому этапу рекультивации. По данным Министерства охраны природы РС(Я) [2] земли промышленных объектов в 2009 г. составляли в республике 147,1 тыс. га. Нарушенные земли в большинстве своём находятся вблизи промышленных посёлков и городов и представляют собой «лунные ландшафты» (без растительности). Они создают не только неэстетичный пейзаж, но и негативно влияют на окружающую среду. В настоящее время при современном уровне развития науки и техники речь не может идти о полном восстановлении нарушенных экосистем. Так, совершенно очевидно, что экономически неэффективно стремиться к полному восстановлению природной среды в районах отработанных алмазных, золоторудных и угольных карьеров, на участках хвостохранилищ горнодобывающих предприятий и отвалов пустой породы. Как утверждает В. В. Крючков [1], невозможна полная рекультивация изуродованной территории, да ещё в условиях вечной мерзлоты с термокарстовыми провалами, оврагами, искусственными водоёмами, пучением и т.п. Поэтому необходимо решать эту проблему в виде «оздоровления» нарушенных земель, в частности биологического оздоровления, переводя нарушенные участки в особый режим природопользования. В условиях Якутии основными проблемами при рекультивации техногенно нарушенных земель являются:

– криогенные процессы, расширяющие участки нарушения;

– нехватка или отсутствие плодородного слоя для землевания из-за малых мощностей гумусового горизонта почв, что создаёт трудности по выполнению требований ГОСТ 17.5.3.05-84;

– проблемы поиска семян и саженцев для биологической рекультивации в связи с отсутствием искусственных питомников для растений рекультивантов; – ограниченные способы применения агротехнических, противоэрозионных и мелиоративных работ на высоких отвалах горных пород с крутыми склонами. Разработка приёмов ускоренного, экологически и экономически эффективного природовосстановления на нарушенных горнодобывающими предприятиями северных территориях связана с решением следующих задач:

Проведение комплексной оценки нарушенных земель, т.е. инвентаризация по площадям, разделение их по объектам (отвалы, хвостохранилища, промышленные площадки, карьеры и т.д.) и по особенностям распределения относительно природного ландшафта;

– выявление рекультивационного потенциала нарушенных земель;

– выбор правильного направления рекультивации;

– разработка проектов рекультивации (технического и биологического этапов) для каждого определённого участка;

– проведение рекультивации по разработанному проекту;

– мониторинг на рекультивированных участках, который должен продолжаться до тех пор, пока растительный покров не охватит 40 – 50% территории

Якутия настолько обширна, что проведение рекультивация как на ее юге и на ее севере имеют свои особенности. А как описано свыше. Якутия богата полезными ископаемыми. На севере преимущественно золото, полиметаллы, алмазы. На юге уголь, золото. И соответственно там и там проводиться мероприятия по рекультивации нарушенных земель, но преимущественно только технический этап.

Особенность рекультивации на юге и на севере Якутии. Особую роль рекультивационные работы играют в условиях Севера. Чем суровее становятся условия для биологической компоненты, тем более тесная и прямая взаимосвязь наблюдается между структурами биогеоценотической системы. Например, при локальных техногенных воздействиях в условиях криолитозоны нарушается тепловой баланс, поддерживаемый благодаря теплоизоляционному эффекту, создаваемому не только напочвенным растительным покровом, но и всем органо-аккумулятивным слоем. Результат разбалансирования этой системы проявляется в бурном развитии ускоренной эрозии, термоэрозии и других сопутствующих явлений

На Крайнем Севере Якутии нет достаточного объема плодородных или потенциально-плодородных грунтов для отсыпки техногенной поверхности, а суровые природно-климатические условия, а также эрозионные и криогенные процессы замедляют рост и развитие растений на нарушенных землях.

Все эти условия предопределяют основную задачу - разработка экономически целесообразного, но в то же время эффективного для биологической рекультивации способа. Такой способ имеется.

Способ предлагает использование старики (прошлогодней луговой травы) в качестве культивирующей добавки при посеве травосмесей без отсыпки плодородного слоя.

Пример конкретной реализации. Северная Якутия. В районе проведения экспериментальных работ по долине р. Сохсолох (п.Айхал Мирнинского района Республики Саха (Якутия)) старика состоит из таких луговых видов, как вейники (наземный, Лангсдорфа), осоки (незамечаемая, ситниковая, зимующая), лисохвост луговой. Из года в год эти луга не используются или используются частично немногочисленным скотом частных собственников. Для данного опыта подготовили площадки размером 10×10 м: на разных уровнях поверхности рекультивируемого отвала. Предварительный сбор старики производили граблями и перевозили до опытной площадки. На выровненную поверхность опытных площадок внесли азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения - в дозе 100 кг/га действующего вещества азота (д.в.). На подготовленных площадках параллельным рядовым методом выполнили посев смеси семян местных трав. Ряды, расстояния между которыми составляет 0,5 м, были сформированы так, чтобы препятствовать эрозионным процессам. После посева семян на опытных участках произвели их укрытие старикой.

Первый сезон проведенных экспериментальных работ показал:

- общее проективное покрытие растительности до 40%;

- среднюю высоту всходов 30-40 см;

- преобладание среди высеянных видов следующих - овес посевной, донник белый, ромашка аптечная;

Южная Якутия. На дражных отвалах Южной Якутии лабораторией ВНИИ-1 проводились аналогичные работы. Опыты показали реальные возможности использования рекультивированных земель в сельском хозяйстве в зоне вечной мерзлоты. Позже подобные исследования были начаты Институтом биологии ЯФ СОАН СССР на разрезе «Кангаласский» (г. Якутск) и в Южной Якутии, но из-за финансовых неурядиц приостановлены . В настоящее время на отвалах разреза «Нерюнгринский» осуществляются инвентаризационные работы с целью выявления их рекультивационного потенциала.

В итоге можно отметить что биологическая рекультивация в силу ее природно-климатических особенностей трудна выполнима не только экономическими аспектами, но и в физическом его понимании, в силу слабо развитой инфраструктуры.

В Якутии хоть на ее север и на ее юге практически одинаково природный ландшафт реагирует на негативное воздействие. Только в отличие от юга, север Якутии более ранима, и может никогда не восстановится.

На основе вышесказанного о биологической рекультивации, можно сделать вывод, что существующая проблема восстановления нарушенных земель может быть решена лишь частично. Это связано с тем, что большинство применяемых способов рекультивации часто не учитывают специфику территорий и не обеспечивают заданного сокращения негативного влияния техногенно-нарушенных территорий на природные экосистемы.

В Якутии, как и в России, первые задатки по рекультивации уже существуют, но это лишь задатки, все это нужно развивать на государственном и на законодательно- системном уровне. Северная природа более ранима к внешним отрицательным воздействиям, таким как добыча полезных ископаемых. А именно практически все крупные предприятия добывающей промышленности расположены в зоне вечной мерзлоты.

Все это может привести к необратимым последствиям, которые уже в будущем нельзя будет исправить.

Тем временем в Якутии продолжается интенсивное освоение крупных месторождений нефти и газа в южных районах республики, начинается строительство первой линии газопровода «Сила Сибири», который соединит Чаяндинское месторождение в Ленском районе Якутии с Владивостоком. Недаром 54% всех отходов в республике производят добыча полезных ископаемых и энергетическая отрасль. А это означает, что в ближайшие десятилетия возникнут новые очаги экологической напряженности, а территория нарушенных земель расширится.

Литература

1. Лебедева Н. А. Биологическая рекультивация земель, нарушенных при добыче алмазов в Якутии // Растения и промышленная среда : сб. науч. тр. — Свердловск : УрГУ, 1990.

2. Миронова С. И. Техногенные сукцессионные системы растительности Якутии. — Новосибирск, 2000.

3. Рекомендации по отводу под самозарастание земель, нарушенных горными работами. — Якутск, 2001.

4. Миронова С. И. Промышленная ботаника и рекультивация нарушенных земель: учебно-методическое пособие — Якутск : Изд-во Якутского госуниверситета, 2009.

5. Миронова С. И. Опыт рекультивации отвалов алмазных карьеров Якутии // Экология и промышленность России. — Декабрь. — 2009.

6. Научно-технические проблемы рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых в СССР (по материалам конференции в г. Орджоникидзе, Днепропетровской обл. 31 мая — 2 июня 1977 г.). — М. — ВИНИТИ, 1977.

7. Пикалова Г. М. О способе «землевания» промышленных отвалов при их зарастании растительностью // Проблемы рекультивации земель в СССР. — Новосибирск: Наука, 1974.