Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ОПЫТЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НА ХВОСТОХРАНИЛИЩАХ ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ

Миронова С.И. 1 Гаврильева Л.Д. 1 Кудинова З.А. 1 Петров А.А. 1
1 ФГАОУ ВПО «Научно-исследовательский институт прикладной экологии Севера Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова»
Проведены опытно-экспериментальные работы по рекультивации на хвостохранилище горно-обогатительного комбината в условиях Западной Якутии. Всего заложено 47 площадок размером 100 м2 на трех участках: с нанесением плодородного слоя почвы (ПСП), потенциально плодородных пород (ППП) и смеси ПСП и ППП с посевом семян интродуцированных многолетних трав и внесением минеральных удобрений. На шестом году после рекультивации на участке с ПСП наблюдается полное зарастание растительностью в пределах высеянных площадок, 60 % проективного покрытия за их пределами, всходы лиственницы и сосны; на участке с ПСП и ППП проективное покрытие внутри площадок – 70 %, за пределами – 20 %, единичные всходы ив; на участке с ППП проективное покрытие внутри площадок в среднем 35 %, за пределами – единичные растения, проективное покрытие лишь местами достигает 10 %. На хвостохранилище при биологической рекультивации необходима отсыпка плодородным слоем или заменяющими этот слой материалами. Рекультивация хвостохранилища, расположенного в рекреационной зоне, имеет большое значение для оздоровления экологической ситуации.
рекультивация
хвостохранилище
плодородный слой
потенциально плодородные породы
1. Иванов В.В., Миронова С.И., Кудинова З.А., Мартынова Г.А. Проблемы рекультивации нарушенных земель при разработке кимберлитовых месторождений Якутии // Горный журнал. – 2011. – № 1. – С. 95–97.
2. Лебедева Н.А. Биологическая рекультивация земель, нарушенных при добыче алмазов в Якутии // Растения и промышленная среда: сб. науч. тр. – Свердловск: Изд-во УрГУ, 1990.
3. Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. – М.: Наука, 1985. – 136 с.
4. Миронова С.И. Опыт рекультивации отвалов алмазных карьеров Якутии // Экология и промышленность России. – 2009. – № 12.
5. Миронова С.И., Иванов В.В., Гаврильева Л.Д., Назарова Г.В., Петров А.А. Научные основы выбора способов биологической рекультивации отвалов карьера «Айхал» // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 11. – С. 125–127.
6. Полевая геоботаника. Т. 3 / Под ред. Е.М. Лавренко, А.А. Корчагина. – М., Л.: Наука, 1964. – 530 с.

Горнодобывающие предприятия имеют, в большинстве случаев, довольно крупные отводы в пользовании, соответственно площадь преобразованных в результате производственной деятельности земель значительна. Проблема восстановления нарушенных при добыче полезных ископаемых земель, приведение их в состояние, пригодное для использования, предотвращение их отрицательного воздействия на окружающую среду наиболее актуальна, особенно в условиях Севера.

В условиях Западной Якутии опытно-экспериментальные работы по рекультивации нарушенных алмазодобывающей промышленностью земель проведены в основном на отвалах трубки «Мир» [1, 2, 4], трубки «Айхал» [5]. Хвостохранилище 1, 2-й очереди обогатительной фабрики N 3 Мирнинского ГОКа находится в рекреационной зоне города Мирного, и его рекультивация имеет большое значение для оздоровления экологической ситуации.

Материалы и методы исследования

На хвостохранилище 1-й очереди, где при техническом этапе были нанесены потенциально плодородные породы (ППП) и плодородный слой почвы (ПСП), начиная с 2006 года проводились опытные работы по биологической рекультивации.

По основным морфологическим признакам грунтов (гранулометрическому составу, окраске, увлажненности и уплотненности) на рекультивируемом участке выделены 3 участка.

Участок № 1 – с плодородным слоем почвы (ПСП), т.е. с органогенным субстратом. Морфологически субстрат имеет коричневато-бурую окраску, среднесуглинистый гранулометрический состав, слегка влажный, рыхлый, и местами наблюдаются фрагменты дернового горизонта (рис. 1, а).

mir1a.tif mir1b.tif mir1c.tif

а б в

Рис. 1. Опытные участки

Участок № 2 – с отсыпкой потенциально плодородных пород (ППП), представляющих собой вскрышные материнские породы. Морфологически субстрат имеет в основном сероватую окраску, тяжелосуглинистый гранулометрический состав, свежий, уплотненный (рис. 1, б). Поверхность сильно деформирована, наблюдается образование мелких водоемов, луж, что усложняет проведение рекультивационных работ.

Участок № 3 – нанесен субстрат, представляющий собой смесь ПСП и ППП. На поверхности эти почвогрунты имеют коричневатую окраску, супесчаный гранулометрический состав, не уплотнены и слегка влажные (рис. 1, в). Мощность нанесенных слоев местами доходит до 30 см.

Всего заложено 47 экспериментальных площадок размером 100 м2.

Из списка перспективных для биологической рекультивации видов в условиях Мирнинского района подобраны следующие, интродуцированные в Якутии, многолетние злаки: овсяница красная, кострец сорта «Аммачаан», травосмесь (пырей + волоснец) и люцерна.

Посев произведен вручную рядовым способом, дающим больше проективного покрытия травостоя и меньше доли сорняков. Ширина между рядами составляет 60 см, глубина заделки мелких семян – 1–1,5 см, а крупных – 1,5–2 см. Средняя норма посева 25 кг/га.

В качества удобрения использовали удобрение аммофос – гранулированное сложное безнитратное удобрение. Средняя доза внесения удобрений составляет 25 кг/га.

В 2013 году проведено геоботаническое обследование опытных площадок по общепринятой методике [6]. Проективное покрытие оценивалось в баллах по 5-балльной шкале [3]. Для определения продуктивности надземной фитомассы брались укосы с площади 0,1 м2 в 3-кратной повторности. Укосы в сухом состоянии разбирались по видам и взвешивались.

Результаты исследования и их обсуждение

Участок № 1.

Общее проективное покрытие растительности внутри площадок – 90 %. Количество видов – 6. Доминируют люцерна, кострец, донник. Надземная фитомасса – 42,4 ц/га.

За пределами площадок также образовались довольно продуктивные сообщества с проективным покрытием 60 % с большим разнообразием видов (количество видов – 16) и продуктивностью 24,4 ц/га (табл. 1, 4, рис. 2). Встречаются всходы лиственницы и сосны.

Таблица 1

Видовой состав растительности площадок. Участок № 1

Виды

№ площадок

34–41

42–50

За площадкой

За площадкой

у озера

Общее проективное покрытие, %

90

90

60

60

Люцерна

5

5

 

2

Донник белый

3

1

1

1

Кострец

2

3

+

5

Иван-чай узколистный

 

+

2

+

Вика мышиный горошек

   

2

+

Полынь монгольская

   

1

+

Пижма обыкновенная

   

+

+

Полевица

   

3

 

Лисохвост тростниковидный

   

1

 

Ячмень гривастый

   

+

 

Хвощ полевой

   

+

 

Ситник сплюснутый

   

+

 

Ива

+

     

Скерда кровельная

     

+

Болотница болотная

+

   

+

Кровохлебка аптечная

     

1

Лапчатка гусиная

     

1

mir2a.tif mir2b.tif

mir2c.tif mir2d.tif

Рис. 2. Общий вид территории участка № 1

Участок 2. Общее проективное покрытие внутри площадок – 20–50 %. Количество видов – 9. Из высеянных видов обильно произрастают пырей и кострец, единично встречаются пырейник, люцерна. Надземная фитомасса 16,3 ц/га, из нее 60 %, или 9,7 ц/га занимает зеленая масса, 40 % – старика (табл. 2).

Таблица 2

Видовой состав растительности площадок. Участок № 2 (2013 г.)

Виды

№ площадок

21–26

24

27

28–30

32–35

за площ.

за площ.

Общее проективное покрытие, %

40

50

50

30

20

единично

5–10

Пырей ползучий

3

5

4

2

 

+

2

Кострец

2

+

2

1

3

   

Донник белый

   

2

2

     

Люцерна

 

+

         

Вика мышиный горошек

       

+

   

Пырейник (волоснец)

       

1

+

 

Марь белая

 

+

     

+

+

Марь красная

           

2

Одуванчик рогоносный

         

+

 

Бескильница Гаупта

           

+

Полынь монгольская

+

 

+

       

Ячмень гривастый

+

       

+

 

Пижма обыкновенная

   

+

       

Состояние растительности некоторых площадок неудовлетворительное: например на площадке № 22 – только старика, всходы этого года отсутствуют (рис. 3).

mir3a.tif mir3b.tif

Рис. 3. Состояние растительности на площадках участка № 2

За пределами площадок растения встречаются единично, лишь местами проективное покрытие достигает 10 %. Произрастают кроме пырея ползучего, в основном сорные виды (рис. 3).

Начинается самовосстановление лесной древесной растительности – встречается подрост сосны (рис. 3).

Участок № 3. Общее проективное покрытие растительности внутри площадок – 50–90 %. Количество видов – 9. Доминируют люцерна и кострец – высеянные виды, остальные – внедренные, в основном – мезофиты, предпочитающие среднеувлажненные местообитания. Из высеянных видов овсяница красная выпала из травостоя (табл. 3, рис. 4). Надземная фитомасса в пределах площадок – 52,5 ц/га, из них зеленая масса – 45,7 ц/га, или 87 %, старика (ветошь) – 6,8 или 13 % (табл. 4).

За пределами площадок проективное покрытие 15–20 %. Количество видов – 11. Здесь произрастают с одинаковым обилием и высеянные виды – люцерна, кострец, и другие виды – иван-чай узколистный, ячмень гривастый, осока. Остальные виды встречаются единично. Надземная фитомасса – 23,7 ц/га.

Единично на территории зоны произрастают кустарники – ивы.

Таблица 3

Видовой состав растительности площадок. Участок № 3

Виды

№ площадок

6

7

8–12

13

14–17

за площадкой 6

между

площадками

Общее проективное покрытие, %

90

50

70

60

90

20

15

Люцерна

5

3

5

4

5

2

 

Кострец

1

3

3

3

1

 

1

Пырей ползучий

 

1

   

1

   

Донник белый

+

       

+

 

Вика мышиный горошек

     

+

+

   

Полынь монгольская

   

+

 

+

+

 

Смолевка ползучая

   

+

       

Одуванчик рогоносный

         

+

+

Ячмень гривастый

           

1

Иван-чай узколистный

       

+

2

1

Пижма обыкновенная

           

+

Осока

           

1

Ива

       

+

+

 

Мелколепестник едкий

         

+

 

mir4a.tif mir4b.tif

Рис. 4. Вид на территорию участка № 3

Таблица 4

Продуктивность (надземная фитомасса) по участкам, ц/га

№ площадок

Участок № 3

Участок № 2

Участок № 1

6

7

8–12

13–13а

За пл.

24

21–26

27

28–30

32–35

34–41

42–50

За пл.

Зеленая масса

58,1

39,8

53,8

31,1

20,6

15,5

11,0

8,0

7,8

6,4

33,2

36,8

20,0

Ветошь

12,5

 

12,9

1,9

3,1

6,0

3,1

11,7

9,0

2,5

3,6

11,3

4,4

Общий вес

70,6

39,8

66,7

33,0

23,7

21,5

14,1

19,7

16,8

8,9

36,8

48,1

24,4

Среднее

52,5

23,7

16,2

42,4

24,4

Выводы

Состояние растительности рекультивированных участков следующее:

– на участке с плодородным слоем почвы (ПСП) наблюдается полное зарастание растительностью. В пределах высеянных площадок проективное покрытие – 90 %, за их пределами – 60 %. Высота травостоя 60–70 см. Количество видов – 16. Единичные всходы лиственницы и сосны.

– На участке, где нанесен субстрат, представляющий с собой смесь ПСП и ППП, – проективное покрытие растительности внутри площадок в среднем 70 %. Количество видов – 9. За пределами площадок проективное покрытие – 15–20 %. Количество видов – 11. Единично произрастают кустарники – ивы.

– На участке с отсыпкой потенциально плодородными породами (ППП). Проективное покрытие внутри площадок 20–50 %. Количество видов – 9. За пределами площадок растения встречаются единично, лишь местами проективное покрытие достигает 10 %.

На хвостохранилище при биологической рекультивации необходима отсыпка плодородным слоем или заменяющими этот слой материалами.


Библиографическая ссылка

Миронова С.И., Гаврильева Л.Д., Кудинова З.А., Петров А.А. ОПЫТЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НА ХВОСТОХРАНИЛИЩАХ ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 12. – С. 72-76;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35726 (дата обращения: 13.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074