2.7. Лесная рекультивация техногенных ландшафтов

Серьезные нарушения природных ландшафтов вызывает горнопро­мышленное производство. При этом разрушаются сельскохозяйственные, лесные и другие ценные земли, загрязняется окружающая среда продук­тами отходов при их добыче и переработке, а также нарушаются сложив­шиеся биогеоценотические связи и экологические закономерности. Поэто­му рекультивация нарушенных земель и предотвращение отрицательного воздействия горнодобывающей и перерабатывающей промышленности -одна из важнейших государственных проблем. Рекультивация ландшафта включает комплекс работ, направленных на восстановление хозяйственной, медико-биологической и эстетической ценности нарушенного ландшафта. Добычу рудных и нерудных ископаемых производят открытым и подзем­ным способами. Восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель включает два этапа- горнотехнический и биологический. Каждому этапу свойственны свои направления, методы и объемы работ.

Горнотехнический этап рекультивации - составная часть общего технологического процесса горных и земляных работ, выполняемых в ходе

разработки месторождений полезных ископаемых. Основная цель его -подготовка нарушенных земель для последующего использования их в на­родном хозяйстве. Он включает планировку грунтов (техногенных субстра­тов), оформление откосов, снятие и нанесение плодородного слоя почвы на рекультивируемые земли, строительство дорог, гидротехнических соору­жений и др. Особенно тщательно работы по горнотехнической рекультива­ции ведутся на площадях, предназначенных для использования в сельско­хозяйственном производстве. Эти участки хорошо планируют, покрывают плодородным слоем почвы, добиваясь обеспечения необходимого состава и мощности корнеобитаемого слоя. Рельеф спланированной территории должен быть выровнен. Оптимальным считают уклон, не превышающий 1-3° в лесостепных и степных районах и 3-5° в лесных районах. Рельеф рекультивационных участков, намеченных для лесохозяйственного исполь­зования, может быть волнистым и умеренно расчлененным. При этом не­обходимо учитывать возможность использования механизмов при лесо­культурных работах, а также возникновения эрозионных процессов.

Биологический этап рекультивации осуществляют после горнотех­нического. Он включает комплекс агротехнических и мелиоративных ра­бот, направленных на восстановление плодородия нарушенных земель, а также мероприятия по повышению плодородия земель (внесение удобре­ний, известкование, нейтрализацию грунтов и др.). В зависимости от ха­рактера нарушения земель, технологии разработок месторождений полез­ных ископаемых, физико-географических и социально-экономических осо­бенностей региона, состояния и перспектив развития района работ и дру­гих факторов определяют основные направления и методы биологической рекультивации, которые будут иметь свою специфику и особенности. Наи­более распространенными направлениями биологической рекультивации являются сельскохозяйственное и лесное.

Сельскохозяйственная рекультивация проводится на плодородных горных породах или на бедных грунтах после землевания - комплекса ра­бот по снятию, транспортированию и нанесению плодородного слоя почвы или потенциально плодородных пород на малопродуктивные субстраты с целью их улучшения. Для лесной рекультивации отводят земли с неблаго­приятными для сельскохозяйственного использования почвенно-грунтовыми условиями. Основными объектами лесохозяйственной рекуль­тивации являются площади, нарушенные открытыми разработками место­рождений полезных ископаемых. Лесохозяйственное направление включа­ет создание на нарушенных землях лесов эксплуатационных, противоэро­зионных, полезащитных, санитарно-гигиенических, реакреационных и др. Малопригодные для лесоразведения техногенные субстраты с кислыми, среднезасоленными и солонцеватыми свойствами, а также при наличиитоксичных веществ для растений требуют их мелиорации путем известко­вания, гипсования, пескования, глинования и промывания.

Лесорастительные условия вскрышных горных пород характеризу­ются большим разнообразием. Они определяются географическим поло­жением и геологическим строением местности, глубиной карьеров, спосо­бом формирования отвалов. В отвалах горные породы чаще всего пред­ставлены техническими грунтосмесями. Вскрышные породы по степени пригодности для биологической рекультивации подразделяются на 3 ос­новные группы: пригодные, малопригодные, непригодные.

К группе пригодных относят плодородные и потенциально плодо­родные грунты. Первые могут использовать для создания пахотного гори­зонта при землевании малопригодных для земледелия горных пород. К по­тенциально плодородным относят почвообразующие и другие породы с благоприятным механическим и минералогическим составом. Они могут быть подстилающими при создании пашни и непосредственно использо­ваться при лесной рекультивации. После их мелиорации они пригодны под пашню.

Малопригодные грунты имеют неблагоприятные физико-химические свойства. Это кислые, среднезасоленные и солонцеватые гор­ные породы. Они требуют минерализации путем известкования, пескова­ния, глинования, гипсования и промывки. После этого для создания пашни их покрывают гумусированным слоем почвы. Для лесоразведения грунты пригодны после их глинования и пескования т.е. создания оптимального механического состава почвогрунтов, обеспечивающего благоприятный водный, воздушный, гидротермический и питательный режимы, а также активизируется полезная почвенная микрофлора - важнейший элемент жи­вой природы.

Объем вносимого грунта тяжелого механического состава при гли­новании песков и песка при песковании глинистых пород нами рекомен­дуется определять по формуле:

_Н= h(q_n-q_}) ft-<7.

где Н - слой грунта, вносимого на поверхность, см;

h - мощность мелиорируемого пахотного горизонта, т.е. величина образуемого пахотного горизонта, см;

q\ - содержание физической глины в грунте, %;

q₂ - содержание физической глины во вносимом грунте, %:

д„ - проектируемое содержание физической глины в создаваемом па­хотном горизонте, % (для хвойных пород q» - рекомендуется иметь в пределах 20 - 35 %).

К непригодным грунтам для биологической рекультивации относят по их физическим или химическим свойствам. По физическим свойствам относят скальные горные породы и конгломераты, а по химическим - по­роды, содержащие сухой остаток - более 0,8 %, рН водной вытяжки - ме­нее 3,5 и более 9,0, подвижный алюминий - более 15 мг/100 г, натрий -более 20 % от емкости поглощения, гумус отсутствует. Эти фитотоксичные породы (сульфидосодержащие и сильнозасоленные солонцы и т.п.) разного механического состава перед биологической рекультивацией должны по­крываться пригодными грунтами.

Облесение площадей производят сразу после завершения горнотех­нического этапа рекультивации, если в последующие годы происходит за­растание сорняками и сильно уплотняется грунт. На площадях, где воз­можно сильное оседание горных пород с образованием провалов лесо­культурные работы проводят через 4-5 лет и позднее. На нетоксичных тех­ногенных субстратах посадку проводят в первые 2-3 года после разравни­вания отвалов и их уплотнения. На токсичных субстратах лесокультурные работы рекомендуется проводить после биологической мелиорации грун­тов путем посадки лесных культур мелиоративного назначения из ольхи черной и серой, лоха узколистного, ивы, акации, облепихи и других пород. В качестве мелиорантов также используют почвоулучшающие травы - кле­вер, донник, люцерну, экспарцет, которые отличаются довольно высокими урожаями и способствуют более быстрому восстановлению почв. Древес­ные породы, кустарники и травы осуществляют снегозадержание. При этом повышается влажность почвогрунтов и происходит их промывка. По­садку и посев мелиорантов производят на токсичных техногенных суб­стратах за 1-2 года до посадки культур, а на нетоксичных - одновременно с созданием лесных культур.

Обработка почвы и подбор древесных пород определяются почвен­но-климатическими условиями для каждого объекта рекультивации. Уп­лотненные грунты тяжелого механического состава требуют глубокого рыхления. На землях легкого механического состава и рыхлого сложения посадка лесных культур возможна без обработки почвогрунтов. Насажде­ния могут быть чистыми и смешанными. В противоэрозионные лесные культуры вводят до 50 % кустарников. Если позволяют условия наиболее целесообразно выращивать смешанные насаждения с введением почво­улучшающих пород. Смешение главных, сопутствующих и почвоулуч­шающих пород производят с учетом всех факторов возможного их взаимо­влияния.

Техногенные субстраты бесструктурны, лишены полезной почвен­ной микрофлоры и микоризы, так необходимой для древесных пород. В связи с этим они требуют применения удобрений, полимерных структуро-образователей, микоризации а также внесения биопрепаратов (активатор почвенной микрофлоры, азовит, бактофосфит и др.) активизирующих поч­венную микрофлору и обогащающих грунты питательными веществами.

Техногенный ландшафт часто подвержен процессам эрозии. В этом случае предварительно проводят работы по предотвращению этого явле­ния, а затем создают лесные культуры, например, может производиться шелюгование с последующей посадкой культур под защитой шелюги. Про­екты рекультивации техногенных ландшафтов разрабатывают тут же после горнотехнического этапа рекультивации и почвенного картирования.