Антропогенное разрушение земельных угодий и их рекультивация

Д.С. Охулкова

Антропогенное разрушение земельных угодий

и их рекультивация.

Уральский федеральный  университет – УРФУ

Имени первого  Президента России Б.Н.Ельцина

Студент группы ЭМ-490501

 

Почва играет важнейшую роль в природных  ландшафтах и в экосистемах. Она  является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда. Нигде более  нельзя встретить такой плотности  биоты, как в почве. Именно здесь постоянно идут процессы жизнедеятельности сотен тысяч видов растений, животных, бактерий, грибов. Именно в почве берут свое начало практически все пищевые цепи, забирая из нее минеральные вещества и создавая из них органику, и здесь же они заканчиваются, замыкая круговорот веществ в природе.

Если взглянуть на верхний плодородный  слой почвы, можно обнаружить сложное  сочетание самых разных компонентов: минеральные частицы; детрито; множество живых организмов от редуцентов (грибов и бактерий) до более крупных детритофагов (дождевых червей, моллюсков, насекомых), формирующих сложную пищевую сеть.

Исключительно важна роль почвы  как санитарного барьера. Последнее  свойство также связано с высокой  насыщенностью жизнью, через посредство которой вещества и поступают  в цепи питания, а затем включаются в круговорот. Почва отличается высокими буферными функциями, способностью противостоять нагрузкам, гасить их.

То, что почва - один из важнейших  компонентов окружающей природной  среды не случайно. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе - почвенном  плодородии.

В наибольшей степени деградируют  почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.

Почва, как и большинство других естественных экосистем имеет очень большую устойчивость и «запас прочности». Это означает, что она может выдерживать значительные внешние воздействия и эффективно после них восстанавливаться. Однако, в настоящее время она не в силах справиться с той нагрузкой, что обрушивает на нее человеческая цивилизация. Именно поэтому, к деградации почв (земель) ведут причины преимущественно антропогенного характера.

 

В современных  условиях интенсивность преобразующего воздействия общественного производства на природные ландшафты достигла такого уровня, при котором негативные последствия оказывают существенное влияние на природные процессы и  среду обитания человека. Непрерывное  развитие промышленного производства приводит к разрушению почвенного покрова. Его вызывают различные виды деятельности человека.

 

Добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается образованием карьеров, отвалов, терриконов, которые нарушают растительный и почвенный покровы, гидрологический и гидрохимический режимы территории. Для сохранения почвенного покрова в этом случае рекомендована селективная выемка и складирование гумусированных горизонтов почв для последующего восстановления нарушенных территорий.

 

Подземная добыча полезных ископаемых со временем приводит к развитию просадочных явлений, изменению рельефа и гидрологического режима территории.

Добыча нефти ведет к загрязнению почвы сырой нефтью, нефтяными водами, пластовыми водами.

 

Промышленное и гражданское  строительство, сооружение линий электропередач, дорожное строительство сопровождается полным разрушением почвенного покрова и бессрочным изъятием земель из сельскохозяйственного производства.

На большей  части изымаемых земель происходит разрушение или омертвление почвенного покрова, что, в конечном итоге, приводит к сдвигу экологической ситуации в негативном направлении. Техногенные  ландшафты, образующиеся на месте нарушенных земель, как правило, не обладают способностью к самовосстановлению. Если же эта  способность сохранена, то на восстановление естественным путем необходимы десятки  или сотни лет. В связи с  этим, встала проблема их восстановления.

 

Рекультивация ландшафтов (лат. recultivo, где re – приставка, означающая повторность, возобновление и cultivo – обрабатываю, возделываю) – комплекс организационных, инженерно-технических и биологических мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной (производственной), медико-биологической и эстетической ценностей нарушенных ландшафтов. Полное восстановление нарушенного естественного покрова искусственным путем невозможно в принципе, так как почва относится к невоспроизводимым природным образованиям. Поскольку отчуждение земель и нарушение почвенного покрова обусловлено производственной необходимостью, то полностью остановить этот процесс также невозможно, но можно регулировать и сводить к минимуму негативные последствия путем восстановления ландшафтной обстановки подобной прежней. При этом ставится задача – создать оптимальный для конкретной территории ландшафт, который будет успешно выполнять ресурсовоспроизводящие, средовоспроизводящие и природоохранные функции.

Разработка  методов рекультивации земель невозможна без знания динамики экологических  условий в процессе техногенного воздействия, без прогнозирования их изменений в будущем. Это, в свою очередь, требует проведения системных экологических исследований с одновременным изучением закономерностей формирования почвенного покрова, растительности и фауны в зависимости от геоморфологических, литологических, гидрогеологических и зонально-климатических условий. Многостороннее воздействие техногенеза на природные ландшафты и различная степень его выражения (ответная реакция экосистемы) не позволяют однозначно подходить к решению вопросов рекультивации земель. Не всегда оказывается целесообразным восстановление тех комплексов, которые были до нарушения, тем более что при современной технической перестройке ландшафтов появилась возможность улучшения условий окружающей среды, исправления нарушений в системе природного экологического баланса.

 

В России в  настоящее время предложено несколько  технологий рекультивации, направленных не только на восстановление сельскохозяйственных угодий и элементов природы, но и  на поддержание почвенных экологических  функций. Применяются в основном два способа рекультивации.

Первый  способ – проведение многолетних фитомелиораций с внесением органических добавок и минеральных удобрений.

Второй  способ – нанесение на потенциально плодородные грунты плодородного слоя почвы с последующими фитомелиорациями, внесением органических и минеральных удобрений.

Выбор направлений  рекультивации определяется конечным использованием нарушенных земель. Их выбирают на основе комплексного учета следующих факторов: природные условия района разработок (климат, геологическое строение, растительность, почвы); состояние техногенных земель к моменту рекультивации (характер техногенного рельефа, степень естественного зарастания и др.); минералогический состав; водно-физические, физико-химические и агрохимические свойства вскрышных пород и их классификация по пригодности для биологической рекультивации; инженерно-геологические и гидрологические условия; хозяйственные, социально-экономические и санитарно-гигиенические условия; срок службы рекультивационных земель (возможность повторности нарушений и их периодичность); технология и механизация горных строительно-монтажных работ.

 

Рекультивация земель осуществляется обычно в несколько  этапов.

Первый – подготовительный. Он включает в себя обследование и типизацию нарушенных земель, изучение специфики их природных условий (геологического строения, состава пород, пригодности их к биологической рекультивации и другим видам использования, прогноз динамики гидрогеологических условий), определение направлений рекультивации и целевого использования рекультивируемых земель, установление требований к последующим этапам рекультивации; составление технико-экономического обоснования и рабочих проектов и планов.

Второй этап – горнотехнический. Он включает мероприятия, направленные на подготовку территории к дальнейшему использованию. Сюда входит планировка поверхности, формирование плодородного слоя почвы на спланированную поверхность, проложение необходимых дорог, каналов, коллекторно-дренажной сети, создание ложа водоема и т.д. Конечная стадия этого этапа – укладка на выровненную поверхность плодородного слоя почвы мощностью 0,3–0,5 м для сельскохозяйственного и лесохозяйственного использования.

Третий, биологический, этап – это комплекс мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. К нему относятся комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление флоры и фауны, целевое использование рекультивируемой территории. Главными культурами-освоителями являются бобовые и злаковые травы. Вместе с ними для ускорения процессов восстановления биологической активности часто вносятся биологически активные органические препараты.

Общая продолжительность  периода, в течение которого осуществляется весь комплекс рекультивационных работ, составляет десять лет и более. В Российской Федерации, в том числе и в Северо-Кавказском регионе различают следующие основные направления рекультивации техногенных ландшафтов в зависимости от последующего целевого использования.

1. Сельскохозяйственное  – создание на нарушенных землях  пашни, садов, лугов и пастбищ. 

2. Лесохозяйственное  – создание лесонасаждений целевого  назначения (почвозащитных, водоохранных и т.д.), эксплуатационного значения, лесопарков для рекреационного использования.

3. Профилактическое (озеленительное и санитарно-гигиеническое)  – озеленение и консервация  отвалов, загрязняющих окружающую  природную среду, озеленение промышленных  площадок и т. д. 

4. Создание  водоемов различного назначения (водорегулирующих бассейнов, водохранилищ, спортивных бассейнов, прудов  для разведения рыбы, дичи и  т. д.).

5. Жилищное  и капитальное строительство  на нарушенных территориях. 

Все указанные  направления взаимосвязаны и  чаще всего осуществляются одновременно в процессе оптимизации нарушенных ландшафтов.

Классификация. В субстантивно-генетической классификации  разработанной Почвенным институтом им. В. В. Докучаева, все техноземы (техногенные поверхностные образования) по систематике таксономических единиц разделены на два уровня – группы и подгруппы.

Группы  выделены по наиболее общим свойствам  слагающих техноземы материалов, которые определяют потенциальную возможность (невозможность) их последующего хозяйственного использования, рекультивации и возобновления почвообразования при поселении растительности.

Основанием  для выделения подгрупп служит вещественный состав материалов техноземов: минеральный, органический, смешанный и др.

По указанной  классификации все техногенные  поверхностные образования разделены  на четыре группы: КВАЗИЗЕМЫ, НАТУРФАБРИКАТЫ, АРТИ-ФАБРИКАТЫ, ТОКСИФАБРИКАТЫ.

 

КВАЗИЗЕМЫ (почвоподобные образования) – представляют собой гумусированные материалы, внешне сходные с почвами. Состоят из одного или нескольких слоев гумусированного или иного плодородного органогенного материала, которые могут подстилаться негумусированным, преимущественно минеральным материалом или чередоваться с ним. В пределах группы квазиземов выделяются две подгруппы – реплантоземы и урбиквазиземы. Реплантоземы представляют собой земли, рекультивированные под сельскохозяйственное использование, которые характеризуются залеганием насыпного гумусированного слоя на предварительно подготовленную (обычно спланированную) поверхность нарушенных грунтов, в том числе и насыпных.

Урбиквазиземы отличаются от реплантоземов в основном характером толщи, подстилающей гумусированный слой и состоящей из смеси минерального материала и специфических антропогенных включений в виде остатков строительных материалов, коммуникаций, дорожных покрытий и др.

 

НАТУРФАБРИКАТЫ (созданные из природных материалов) – представляют собой поверхностные  образования, лишенные гумусированного слоя и состоящие из природных минеральных, органических и органоминеральных материалов.

Среди натурфабрикатов различают следующие подгруппы:

Абралиты – представлены вскрышным минеральным материалом днищ и бортов карьеров и других горных выработок.

Литостраты – насыпные минеральные грунты отвалов вскрышных и вмещающих пород горнодобывающих и строительных предприятий, грунтовые насыпи и выровненные грунтовые площадки, создающиеся при разработке и обустройстве месторождений полезных ископаемых, строительстве поселков и др.

Органостраты – насыпной складированный торф или иной природный органический материал.

Органолитостраты – смешанный несортированный органоминеральный материал, представленный предварительно срезанным и складированным для последующей рекультивации гумусированным мелкоземлистым материалом черноземов и других почв.

 

АРТИФАБРИКАТЫ (созданные из искусственных, прошедших  переработку материалов) – состоят  из искусственных, не встречающихся  в природе материалов промышленного  и урбаногенного происхождения, залегающие на почве или на специально подготовленных площадках с полностью или частично нарушенными почвами.