Проблемы биологической рекультивации в кабардино-балкарской республике и их решение

Под воздействием хозяйственной деятельности человека и сил природы происходит нарушение земель в виде изменения их целостности и перемещения почвенного, напочвенного покрова и подстилающих горных пород, а также естественного режима грунтовых и поверхностных вод. Взаимосвязи между отдельными компонентами окружающей среды приводят к факту появления нарушенных земель, процессам эрозии и дефляции, что сопровождается изменением природных ландшафтов с образованием положительных и отрицательных форм рельефа.

Влияние их на различные компоненты окружающей среды многообразно и выходит далеко за пределы занимаемой ими территории. Особое значение имеет взаимодействие нарушенных земель и растительных ценозов. В обоих случаях необходимо рассматривать как влияние нарушенных земель на растительные ценозы, так и обратное влияние ценозов на техногенные земли.

В комплексе мер по стабилизации и улучшению экологической обстановки и повышению продуктивности сельского хозяйства защитное лесоразведение является самым эффективным, долговременно действующим мероприятием, а в ряде случаев - единственным средством.

На территории Кабардино-Балкарской республики (КБР) разведано и используется 53 различньгх объекта по добыче природного сырья, которые расположены по всему региону и занимают площадь 1035,4 га [1]. Это месторождения по добыче песка, песчано-гравийной смеси, глин, вулканического туфа, вулканического пепла и бентонитовых глин (рис. 1). Объектами наших исследований служили деревья и кустарники, произрастающие на этих участках, которые расположены в различных зонах и районах КБР.

Опытные участки расположены в 7 районах республики (Прохладненском, Ур-ванском, Баксанском, Зольском, Чегемском, Черекском и Эльбрусском) и находятся в различных условиях: по природным зонам - в степной, предгорной, низкогорной, горно-степной; по типу местности - на равнине, в предгорье и горах; по типу климата - в континентальном и умеренно континентальном; по высоте над уровнем моря - от 150.. .200 до 1100.. .1300 м, на различных почвах; по норме осадков - от 300.. .350 до 600...700 мм/год; по коэффициенту увлажнения - от 0,6 до 1,4 и по среднегодовой изотерме - от + 3 до + 12^оС.

Задачи биологической рекультивации техногенных ландшафтов включают решение вопросов санитарно-гигиенических, охраны природы и др. Это вызвано необходимостью воспроизводства многих природных ресурсов, утраченных в процессе добычи полезных ископаемых. Сложность рекультивации заключается в том, что приходится преодолевать многие неблагоприятные факторы, в том числе неблагоприятные породы. Кроме того, более сложного решения требует создание оптимальных форм рельефа и регулирование водного режима.

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. Применение различных мелиоративных способов с целью улучшения лесорастительных свойств отвалов позволит резко расширить ассортимент древесных пород и кустарников в Кабардино-Балкарии. К рекультивации относятся следующие мероприятия:

• укладка на песчано-гравийные отвалы непроницаемого суглинистого горизонта и сверху смеси пород с потенциальным плодородием в оптимальном соотношении;
• нанесение на поверхность глинистых и известковых отвалов слоя песка, суглинка или гумусовой почвы мощностью до 15.. .60 см, с последующим формированием грунтосмесей;
• использование минеральных и органических удобрений;
• применение глубокой посадки, предварительного закрепления многолетними травами.

Выращивание защитных лесных насаждений в пределах каждого конкретного карьера или отвала должно сопровождаться общей организацией территории. Это позволит применять при лесовыращивании серийно выпускаемые машины и орудия, повышать качество лесокультурных работ и уровень агротехники, улучшить использование рекультивируемых площадей.

С учетом имеющегося опыта биологической рекультивации нарушенных земель в Российской Федерации и разнообразия техногенных ландшафтов КБР, подлежащих рекультивации, составлена обобщенная схема рекультивационных мероприятий, которая показывает, что более благоприятные породы нарушенных земель позволяют упростить мероприятия технического этапа, которые сводятся к полной или частичной планировке поверхности отвалов. Создание продуктивных лесных угодий возможно без улучшения свойств субстрата (рис. 2).

Нанесение потенциально плодородных пород дает возможность создать про-дуктивные сельхозугодья. При целевой разработке соответствующих рекомендаций нарушенные земли могут быть использованы для создания садов и огородов. Таким образом, рекультивация нарушенных земель в КБР преследует основную цель: по возможности нейтрализовать отрицательное влияние техногенных земель на окружающую среду, в первую очередь на граничащие с ними фитоценозы. Основной задачей при этом является подбор ассортимента видов, пригодных для данных конкретных условий. Наиболее пригодными для этих целей оказались многолетние травы, а подробное изучение процесса естественного зарастания дает возможность обоснованно подходить к подбору ассортимента древесных растений. Исследования по изучению состояния и роста растений достоверно подтверждают перспективность отдельных пород для биологической рекультивации отвалов. В наших условиях на всех горных породах лучше растут и развиваются тополя (бальзамический и белый), осина, вяз приземистый, облепиха крушиновая, шиповник, ивы (козья и остролистная), свидина и терн, в более влажных и затененных местах - ольха черная, ольха серая, ива трехтычинковая, лещина обыкновенная и другие.

Рекультивация имеет различные направления: сельскохозяйственное, лесохо-зяйственное, рыбохозяйственное, водохозяйственное, рекреационное, санитарно-гигиеническое, строительное.

Сельскохозяйственная рекультивация проводится на потенциально плодородных горных породах или на бедных грунтах после землевания - комплекса работ по снятию, транспортировке и нанесению плодородного слоя почвы и потенциально плодородных пород на неплодородные субстраты с целью их улучшения.

Все работы, связанные с выращиванием лесных культур и зеленых насаждений, относятся к лесной рекультивации, в которой выделяются 4 направления: полезащитное, противоэрозионное, лесохозяйственное и лесопарковое. Полезащитные лесные полосы создают на поверхности отвалов, используемых в земледелии, при этом в основном применяются рекомендации для смежных зональных почв.

Противоэрозионные лесные насаждения выращиваются в отработанных карьерах, на отвалах и смежных землях, подверженных дефляции и эрозии, непригодных для сельского хозяйства. Лесохозяйственная рекультивация (выращивание насаждений общего хозяйственного назначения, включая лесоэксплуатационные) возможна лишь на сравнительно плодородных горных породах или бедных грунтах после землевания в районах с благоприятными климатическими условиями. Лесопарковая рекультивация проводится в зеленых зонах населенных пунктов, при этом в местах активного отдыха населения возможно создание парков в сочетании с водоемами и различными постройками для аттракционов.

Сельскохозяйственная и лесная рекультивации проводятся в 2 этапа: технический и биологический. Технический этап (техническая рекультивация) включает подготовку земель для последующего целевого использования в народном хозяйстве. К нему относятся планировка, формирование откосов, землевание, строительство дорог, гидротехнических и мелиоративных сооружений. Биологический этап - это комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление флоры и фауны.

Обработка почвы на поверхности отвалов и откосов крутизной до 12⁰ особых трудностей не вызывают. Для песчаных и известковых субстратов она может быть сплошной, полосной или бороздами [2]. Отвалы, сформированные из суглинистых и вулканических материалов рыхлого сложения и незаросшие естественной травянистой растительностью, могут быть назначены под выращивание лесных культур на площадях без предварительной подготовки почвы.

Для создания устойчивых лесных насаждений необходимо использовать местные породы деревьев и кустарников. Выбор главной породы в этих условиях зависит от целевого назначения - борьбы с ветровой и водной эрозией, эстетического и санитарно-гигиенического улучшения окружающей среды. Для этих целей предпочтение следует отдавать быстрорастущим и корнеотпрысковым породам, смешанным насаждениям.

В схемах смешения должны присутствовать сопутствующие породы и кустарники. Оптимальная ширина междурядий - 2,5.3,0 м, расстояние между посадочными местами - 0,7.1,5 м. При создании насаждений из облепихи крушиновой возможно размещение 5х4 м, в дальнейшем происходит успешное зарастание за счет корневых отпрысков.

В качестве посадочного материала используются стандартные 1.2-летние саженцы и укоренённые черенки. Неукоренёнными черенками приживаются культуры тополей и ив по пониженным и хорошо увлажненным местам, у постоянных водотоков и участках с близким залеганием грунтовых вод.

Уход за лесными культурами заключается в рыхлении междурядий и в рядах. Количество уходов за насаждениями конкретизируется в каждом случае.

Исходя из лесорастительных условий преобладающих горных пород целесообразно на отвалах создавать насаждения древесных пород следующих назначений:

• на откосах всех отвалов крутизной более 8.. .10° - только противоэрозионные насаждения;
• на поверхности и пологих склонах суглинистых и глинистых отвалов - насаждения общего хозяйственного назначения;
• на поверхности и пологих склонах известковых песчаных и песчано-гравийных отвалов - противоэрозионные насаждения.

При расположении отвалов в зоне населённых пунктов лучше создавать лесопарковые насаждения независимо от состава горных пород.

На основании проведённых исследований опытных участков нарушенных земель Кабардино-Балкарии рекомендуются следующие основные мероприятия по повышению эффективности их освоения:

1. Использовать предыдущий опыт рекультивации и освоения бросовых земель, имеющих идентичные условия с нарушенными землями.

2. Объединять усилия специалистов различного профиля и участие предприятий и организацией различных отраслей хозяйства - проектных, горнодобывающих, сельских, лесных и других при проведении указанных работ.

3. Учитывать взаимосвязь между горнотехническими и биологическими этапами рекультивации, формирование нарушенных земель должно увязываться с последующими видами и направлениями их использования.

4. Разрабатывать приемы складирования вскрышных работ.

5. Использовать для снятия, транспортировки и укладки плодородного слоя почвы механизмы, свободные от горных работ.

6. Улучшать строение, состав и свойства бедных горных пород путем перекрытия токсичных субстратов, формирования технических смесей, пескования, применения специальной агротехники, органических и минеральных удобрений.

7. Сочетать в комплексе сельскохозяйственную, лесохозяйственную и другие виды рекультивации, обеспечивающей закрепление и облесение отвалов, полное прекращение дефляции и водной эрозии.

8. Обращать серьезное внимание на разнообразные и специфические лесорас-тительные условия месторождений и их частей, определяющие агротехнику, ассортимент, методы и способы создания культурных насаждений и их назначение.

9. Подбирать древесные и кустарниковые породы, имеющие большое почво-улучшающее, противоэрозионное, санитарно-гигиеническое, рекреационное и эстетическое значение.

10. Выращивать смешанные насаждения, обладающие многосторонними преимуществами перед чистыми.

11. Вводить в состав насаждений плодово-ягодные виды растений.

12. Использовать породы, легко распространяющиеся естественным путем (семенами и корневыми отпрысками).

Необходимо принимать во внимание, что распространение растительности на нарушенных землях служит ясным и простым показателем их потенциальной способности произрастать в данных условиях. Это явление можно считать сигналом для облесения бросовых земель. При соответственно поставленном изучении растительного покрова можно делать некоторые заключения о производственной мощи каждого участка техногенного ландшафта, намечать те мероприятия, которые должны повысить производительность наличных растительных группировок и изменить их в направлении большего удовлетворения потребностей человека, а также подсказать состав и приёмы возделывания новых культур.