4521

1

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова»

Кафедра лесных культур, селекции и лесомелиорации

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки

35.03.01Лесное дело,

35.03.10Ландшафтная архитектура

Воронеж 2018

2

УДК 630*233:631.618

Трещевская, Э. И. Рекультивация ландшафтов [Электронный ресурс] : методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 35.03.01 Лесное дело, 35.03.10 Ландшафтная архитектура / Э. И. Трещевская ; М-во образования и науки РФ ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 29 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 5 от 29 сентября 2018 г.)

Рецензент д-р с.-х. наук, проф. кафедры землеустройства и ландшафтного проектирования ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет» имени императора Петра I» В. Д. Постолов

Ответственный редактор д-р с.-х. наук В. И. Михин

Элла Игоревна Трещевская

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ

методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 35.03.01 Лесное дело,

35.03.10 Ландшафтная архитектура

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения, могут быть использованы при обучении слушателей по соответствующим программам дополнительного профессионального образования

Редактор ------------------------

Подписано в печать 12.02.14. Формат 60х84/16. Объем 3,5 п. л. Усл. печ. л. 3,26. Уч.-изд. л. 3,38. Тираж 150 экз. Заказ 70.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова»

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева,

3

СОДЕРЖАНИЕ

2.Обсуждение и защита рефератов……………………………………….

3.Изучение природно-климатических условий объекта рекультивации.. 5

4.Характеристика горной породы (или технической смеси) объекта….. 8

5.Естественное зарастание участка и доминирующие факторы при биологической рекультивации……………………………………………... 9

6.Характеристика участка и противоэрозионная организация

11.Определение потребности и стоимости посадочного (посевного)

материала…………………………………………………………………… 19

12.Разработка расчетно-технологической карты (РТК) на освоение

участка……………………………………………………………………… 20 13. Определение прямых затрат и себестоимости восстановления участка…………………………………………………………………….... 22

14.Определение экономической эффективности и срока окупаемости капиталовложений на рекультивацию объекта………………………….. 23

15.Социально-экологическая роль растительности на объекте………... 24

4

ВВЕДЕНИЕ

Рекультивация земель – комплекс различных работ (инженерных, горнотехнических, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и др.), выполняемых за определенный промежуток времени и направленных на восстановление продуктивности нарушенных промышленностью территорий и возвращение их в разные виды использования.

Целью изучения дисциплины является усвоение теории и методов формирования и восстановления нарушенных ландшафтов с помощью фитомелиоративных средств. Практические занятия позволят:

-изучить, обобщить и использовать опыт рекультивационных работ за рубежом, в стране и регионе;

-овладеть современными методами и способами исследования и освоения нарушенных земель;

-получить представление о социально-экологической роли растительных ценозов в техногенных ландшафтах, их практическом значении;

-провести расчеты трудовых и финансовых затрат по освоению техногенного участка;

-ознакомиться с методиками определения экономической эффективности и срока окупаемости капиталовложений на рекультивацию;

-получить навыки работы со специальной справочно-нормативной и инструктивной литературой.

В результате изучения дисциплины студенты получат представление о важности и сложности освоения техногенных ландшафтов, приобретут практические и теоретические знания о рекультивации техногенно нарушенных земель.

5

УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1.Организационное занятие

На данном занятии преподаватель выдает студентам индивидуальные задания по написанию реферата и выполнению практической работы по рекультивации конкретного объекта.

Реферат необходимо выполнять на листах формата А4. Ответы должны быть конкретными и четкими, в необходимых случаях иллюстрированы схемами, чертежами формулами, графиками.

В конце реферата указывается использованная литература, дата выполнения и личная подпись.

Практические задания также выполняются на листах формата А4. Во введении необходимо привести цель, задачи, важность и актуальность запроектированного проекта биологической рекультивации (освоения) конкретного (выданного) участка с указанием его наименования и административного расположения (район, область, край или регион).

Например. Природные ресурсы имеют важное народнохозяйственное значение, но в результате их использования происходят многочисленные негативные последствия. В нашем случае был сформирован железнодорожный песчано-меловой отвал «Бродок» на площади 2 га (см. задание).

Он расположен в Семилукском районе Воронежской области и не только занимает ценные черноземные почвы, но и отрицательно влияет на окружающую среду. Для устранения этих последствий запроектирована его лесная рекультивация с использованием сосны обыкновенной и облепихи крушиновой (см. задание). Будущее сосново-облепиховое насаждение позволит не только вовлечь отвал в хозяйственное использование, но и устранит большинство негативных процессов, происходящих от него в настоящее время.

Без представленного реферата и выполненного отчета по практическим занятиям студент не допускается к сдаче экзамена.

2. Обсуждение и защита рефератов Цель занятия. Ознакомиться с теоретическим материалом по рекуль-

тивации ландшафтов, с историей проведения рекультивационных работ в России и за рубежом.

Задание. Осуществить обсуждение и защиту рефератов. Преподаватель принимает рефераты и подводит по ним итоги теорети-

ческой подготовленности студентов по курсу.

3.Изучение природно-климатических условий объекта рекультивации

Цель занятия. Выявить возможность рекультивации объекта природ- но-климатическим условиям.

Для оценки природных условий, от которых в сильной степени зависят состояние, рост и развитие растительности, необходимо провести анализ кли-

6

матических показателей района рекультивации. С этой целью по климатологическим справочникам соответствующего региона следует найти температуру воздуха по месяцам и за год (среднюю, максимальную и минимальную), сроки наступления поздних весенних и ранних осенних заморозков, сумму положительных температур за вегетационный период, количество и интенсивность осадков по месяцам и за год, относительную влажность воздуха, направление ветров, глубину промерзания почвы, сроки наступления устойчивого снегового покрова, его мощность и продолжительность нахождения. Данные помещаются в форму 1.

Для определения сроков проведения лесокультурных работ устанавливаются периоды, необходимые для развития растений т. е. даты перехода среднесуточных температур через 0°, +5°, +10° С весной и осенью, которые показывают следующее:

1)начало бурного снеготаяния определяется переходом среднесуточных температур через 0°С весной;

2)начало периода большого цикла вегетации и начало весенних лесо-

культурных работ соответствует дате перехода среднесуточных температур через +5 оС;

3)начало периода вегетации и конец весенних лесокультурных работ определяется датой перехода среднесуточных температур через +10 оС;

4)дата перехода среднесуточных температур через +10 оС осенью фиксирует конец периода активной вегетации и начала осенних лесопосадочных работ;

5)переход среднесуточных температур через + 5о С осенью означает конец периода большого цикла вегетации и окончание осенних лесопосадочных работ;

6)дата перехода среднесуточных температур через 0°С осенью означает начало устойчивых отрицательных температур.

Период весенних посадочных работ ограничен промежутком времени между датами перехода среднесуточных температур через +5 и +10°С. При этом следует иметь в виду, что на нарушенных землях весенние лесокультурные работы рекомендуется выполнять примерно за 7-10 дней до начала общих лесокультурных работ в данном регионе в естественных условиях.

7

Осеннюю посадку рекомендуется выполнять на 15-20 дней раньше наступления устойчивых заморозков. При использовании посадочного материала с закрытой корневой системой сроки посадки культур расширяются.

Необходимо отметить, что нарушенные земли обладают специфическим микроклиматом. Амплитуда суточных колебаний температуры воздуха может достигать 20-25 °С, относительной влажности – 50 %. С увеличением высоты отвалов скорость ветра увеличивается в 1,5-6 раз, а влажность грунтов уменьшается в 1,4-2 раза. Наблюдается неравномерность снегонакопления и промерзания грунтов. Снеготаяние протекает в 2-4 раза быстрее и начинается на 1-1,5 недели раньше, чем в естественных зональных условиях.

Нарушенные земли слабо зарастают растительностью естественным путем, в значительной степени подвержены водной эрозии и дефляции (с 1 га ежегодно с поверхности отвалов сносится ветром 200-600 тонн грунта и уносится водой 32-140 м3 ).

На нарушенных землях ветер оказывает прямое (выдувание) и косвенное (засекание, снегораспределение, занос) влияние на состояние, рост и развитие деревьев, кустарников и трав. Для оценки влияния ветрового потока и выбора правильного размещения защитных насаждений необходимо сделать заключение об основном режиме ветра и его влиянии на растительность.

Влагообеспеченность территории за теплый период времени года определяется гидротермическим коэффициентом (ГТК) по Г. Т. Селянинову:

[1]

Взависимости от численного значения коэффициента район относится

кодной из зон:

-зона избыточного увлажнения – ГТК = 1,5 и более;

-зона обеспеченного увлажнения – ГТК = 1,0-1,5;

-зона с недостатком влаги – ГТК = 0,7-1,0;

-зона сухого земледелия – ГТК = 0,5-0,7;

-зона пустыни и полупустыни – ГТК = меньше 0,5.

Коэффициент водного баланса устанавливается по В. Н. Сукачеву:

[2]

Зона определяется по численному значению коэффициента:

-зона лесов, болот – К = больше 6,0;

-зона лесостепи (земледелие возможно без орошения) – К= 5,0-6,0;

-зона черноземной степи (земледелие возможно без орошения) –

К= 4,0-5,0;

-зона сухой степи (земледелие возможно без орошения, но высокий уровень зависит от применения комплекса агротехнических мероприятий) –

К=3,0-4,0;

-зона полупустыни (земледелие без орошения дает низкие результа-

ты) – К = 1,5-3,0;

-зона пустыни (земледелие без орошения невозможно) – К = 0-1,5.

8

Задание. Описать природно-климатические условия территории расположения объекта рекультивации.

4. Характеристика горной породы (технической смеси) объекта Цель занятия. Познакомиться с классификацией вскрышных горных

пород по их пригодности к биологической рекультивации.

Нарушенные земли представлены различными горными породами и их техническими смесями в разнообразном сочетании, которые, как правило, различаются неоднородным гранулометрическим составом, химическими, физи- ко-химическими свойствами, отсутствием или незначительным количеством питательных веществ.

В соответствии с исследованиями Л. В. Моториной и др. (1978), вошедших в ГОСТ 15.5.1.01 – 83, вскрышные породы подразделяются на 4 группы: плодородные, потенциально-плодородные, мало- и непригодные.

Плодородный слой почвы – верхняя гумусированная часть почвенного профиля, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.

Потенциально-плодородные породы – горные породы, обладающие ограниченно благоприятными для роста растений теми же свойствами.

Малопригодные породы – горные породы, обладающие неблагоприятными свойствами для роста растений.

Непригодные породы – горные породы, гранулометрический состав, физические и (или) химические свойства которых препятствуют росту и развитию растений. Для данных пород необходимо применение коренной мелиорации или их перекрытие (захоронение).

Породы осадочной толщи КМА по степени пригодности к биологическому освоению разделяются на 4 группы:

1 группа – плодородные почвы – почвы, которые от всего объема вскрышных пород составляют 0-1 %;

2 группа – потенциально-плодородные породы – лессовидные суг-

линки (10 %) и смесь суглинков с другими породами. Они имеют относительно благоприятные агрофизические свойства и при применении высокой агротехники на них возможно возделывать не только многолетние травы и лесные культуры, но и более требовательные полевые сельскохозяйственные культуры;

3 группа – малопригодные породы – пески меловой системы (38 %),

разнородные породы девонской системы, а также кварциты и сланцы (4 %), отходы обогатительных фабрик. Эти породы при залужении и облесении требуют высокой агротехники, применения различных мелиоративных средств и приемов, а для сельскохозяйственных нужд – перекрытия породами 2 группы и почвами общей мощностью 0-0,8 м;

4 группа – непригодные породы – фитотоксичные неокомские пески (13 %), юрские песчано-глинистые отложения (9 %) и кварциты (25,0-25,5 %), которые на горнотехническом этапе рекультивации должны быть перекрыты

9

слоем рыхлых горных пород второй или первой группы мощностью до 1,5-2,0 м.

Задание. Описать свойства горной породы (технической смеси) и определить ее пригодность к биологической рекультивации.

5. Естественное зарастание участка и доминирующие факторы при биологической рекультивации

Цель занятия. Уметь выделять факторы, определяющие эффективность биологической рекультивации.

По лесорастительным условиям почвы, горные породы и технические смеси техногенных земель подразделяются на 7 групп: зональные почвы, четвертичные суглинки, девонские и келловейские глины, песчано-меловые смеси, пески, мело-мергельные смеси и скальные породы (Я. В. Панков, 1996).

Доминирующими факторами при биологической рекультивации техногенных земель следует считать вид горных пород, возраст, наличие процессов водной эрозии и дефляции, крутизну и экспозицию откосов, высоту отвалов, глубину карьеров и обязательное проведение горнотехнической рекультивации. Они проявляются на различных видах нарушенных земель по-разному

(рис. 1).

Важным фактором оценки природно-растительных условий объекта, определяющим эффективность биологической рекультивации, является наличие растительности. В природе часто встречается перенос семян ветром, животными или птицами из прилегающих зональных территорий на нарушенные участки. Естественным путем поселяются до 46 видов трав, древесных и кустарниковых пород (облепиха, ивы, лох, клен, тополя и др.). Субстраты по степени естественного зарастания в порядке убывания можно расположить в следующий ряд: четвертичные суглинки, глины келловея, песчаномеловые смеси, мело-мергельные смеси, пески в нижних частях отвалов или отдельных микропонижениях. Верхние же части откосов отвалов и их поверхности длительное время не зарастают. Склоны северных экспозиций имеют лучшие условия для поселения растений, чем южные.

Показатели естественного зарастания техногенных ландшафтов необходимо учитывать при применении тех или иных методов и способов проведения биологической рекультивации.

Задание. На основании установленных природно-экологических факторов региона сделать общее заключение о возможности роста и развития будущих фитоценозов на конкретном участке.