4552

2

УДК 630*233:631.618.

Панков, Я. В. Рекультивация ландшафтов [Текст] : методические указания к выполнению курсового проекта для студентов по направлению подготовки 35.03.10 – Ландшафтная архитектура очной и заочной форм обучения / Я. В. Панков, Э. И. Трещевская ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 27 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 5 от 29 мая 2016 г.).

Рецензент – зав. кафедрой агроэкологии Воронежского государственного аграрного университета, доктор с.-х. наук, профессор Ю. И. Житин.

Ответственный за выпуск – зав. кафедрой лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», доктор с.-х. наук В. И. Михин.

Яков Владимирович Панков, Элла Игоревна Трещевская

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ

Методические указания к выполнению курсового проекта для подготовки бакалавров по направлению 35.03.10 – Ландшафтная архитектура очной и заочной форм обучения

Методические указания составлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 35.03.10 – Ландшафтная архитектура, утвержденным Министерством образования и науки Российской Федерации от 11 марта 2015 г. № 194 и учебным планом направления, утвержденным ректором ВГЛТУ от 19.06.2015 г. протокол № 10.

Редактор -

Подписано в печать 12.06.16. 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» 394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10

3Характеристика участка и противоэрозионная организация территории……………………………………………..………….. 10

4Определение методов и способов рекультивации объекта……. 11

5Выбор агротехнических и лесомелиоративных приемов

восстановления участка…………………………………………. 13

5.1Методы и способы подготовки площади………………………. 13

5.2Техника посадки…………………………………………………. 14

5.3Сроки посадки……………………………………………………. 14

8Определение прямых затрат и себестоимости восстановления участка……………………………………………………………. 22

9Определение экономической эффективности и срока

4

ВВЕДЕНИЕ

Рекультивация земель – это восстановление земель с помощью комплекса горнотехнических, биологических, инженерных, мелиоративных и экологических мероприятий с целью планового создания и ускоренного формирования на площадях, испытавших воздействие техногенеза, оптимальных культурных ландшафтов с высокой продуктивностью, имеющих значительную социальную и хозяйственную ценность.

Целью дисциплины «Рекультивация ландшафтов» является профессиональная подготовка инженеров в области лесного дела, владеющими навыками проведения восстановительных работ на нарушенных землях.

Выполнение курсового проекта позволит:

-изучить 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 на техногенных ландшафтах, их практическом значении;

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

-ознакомиться с методикой 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 нарушенных ландшафтов.

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. Будущее сосново-облепиховое насаждение позволит не только вовлечь отвал в хозяйственное использование, но и устранить большинство негативных процессов, происходящих от него в настоящее время.

5

Дисциплина изучается на 3 курсе в 5 семестре, общая трудоемкость которой составляет 72 часа. На долю аудиторных занятий приходится 36 часов (лекций – 14 и практических занятий – 22) и самостоятельной работы – 36 часов.

В процессе освоения курса студенты выполняют реферат, практические занятия по восстановлению конкретного объекта техногенного ландшафта (см. приложение 1), курсовой проект, проходят учебную практику – 15 часов и сдают зачет.

1 ОРГАНИЗАЦИОННОЕ ЗАНЯТИЕ

На данном занятии преподаватель выдает студентам индивидуальное задание по рекультивации конкретного объекта (см. приложение 1), который студент выполняет самостоятельно.

Курсовой проект можно выполнять как на листах формата А 4, так и в ученических тетрадях, в которых на каждой странице должны быть оставлены поля шириной 3-3,5 см для замечаний преподавателя. На титульном листе необходимо указать наименование дисциплины, номер группы, номер варианта, фамилию имя и отчество. Выданное задание приводится на 2 странице.

Содержание курсового проекта должно быть конкретным и четким, иллюстрируемое схемами, чертежами, формулами и графиками.

Без выполненного и представленного курсового проекта студент не допускается к сдаче зачета.

2 ИЗУЧЕНИЕ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ОБЪЕКТА

Объект проектирования указан в задании, а место его нахождения – регион, область и район студент принимает сам (в соответствии с ранее выполненными курсовыми работами или проектами по другим дисциплинам).

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

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:

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

6

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. Например, для Белгородской области этот срок равен 15 дням (с 16 по 30 апреля). Период осенних лесопосадочных работ определяется сроком с 1 по 22 октября и составляет 21 день. При этом следует иметь ввиду, 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. Осеннюю посадку рекомендуется выполнять на 1520 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. Снеготаяние протекает в 2-4 раза быстрее и начинается на 1-1,5 недели раньше, чем в естественных зональных условиях. Они слабо зарастают растительностью естественным путем, в значительной степени подвержены ветровой и водной эрозиям (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 древесных пород, 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:

7

[1]

Взависимости от численного значения коэффициента район относится

кодной из зон:

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

-зона обеспеченного увлажнений - 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.

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 раз-

8

витию 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 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 при горнотехническом этапе рекультивации должны быть перекрыты слоем рыхлых горных пород второй или первой группы до 1,5 - 2,0 м.

По лесорастительным условиям техногенные земли подразделяются на 7 групп: зональные почвы, четвертичные суглинки, девонские и келловейские глины, песчано-меловая смесь, пески, мело-мергельный грунт и скальные породы (Я.В. Панков, 1996).

Отходы обогатительных фабрик по переработке железистых кварцитов складируются в хвостохранилищах, размещающихся в оврагах и балках. Они состоят из несвязных песчаных частиц, имеющих слабощелочную среду и слабую засоленность, содержат недостаточное количество для развития растений подвижных форм азота, фосфора и калия, относятся к 3 группе пригодности субстратов, очень медленно зарастают растительностью и в сильной степени подвержены ветровой эрозии, когда находятся в сухом состоянии.

Остальные виды нарушенных земель относятся к хозяйственной деятельности горных разработок (водохранилища, промышленные площадки и сооружения, коммуникации), имеющих много общего с аналогичными землями индустриально-промышленных территорий страны.

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

(рис. 1).

10

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 пород и кустарников (облепиха, ивы, лох, клен, тополя и др.). Процесс естественного зарастания более интенсивно выражен в порядке убывания: глины келловая, четвертичные суглинки, песчано-меловые смеси и мело-мергель 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.

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

3 ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА И ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕРРИТОРИИ

В данном разделе проекта необходимо привести основную характеристику объекта: присвоить ему название, указать где он находится (район, область и регион), каким способом сформирован, какой горной породой представлен, какая часть нарушенной территории, его площадь, крутизна откосов, высота от поверхности земли или глубина карьера, экспозиция, рельеф, вид эрозии, возраст, пригодность субстрата для растений, степень задернения и естественного возобновления.

Организация территории землепользования предусматривает правильное определение состава и соотношения земельных угодий, обеспечение их рационального использования и защиту территорий от эрозии, антропогенного загрязнения и других неблагоприятных факторов. При этом необходимо стремиться к более полному освоению нарушенных земель.

Основой противоэрозионной организации территории является план, составленный с целью преобразования нарушенной территории, защиты его от неблагоприятных природных явлений (водной и ветровой эрозии, засух, суховеев, сильных ветров и т.п.), а также сохранения и восстановления прилегающих территорий. В него входят размер и форма участка, размещение защитных лесных насаждений и трав с учетом их влияния на эрозионные процессы. Организационно-хозяйственные мероприятия создают необходимые предпо