На территории Якутии общая площадь земель промышленности составляет 43,6 тыс. га (2010 г.), количество землепользователей – 172. Государственным балансом полезных ископаемых по республике учитывается 60 видов минерального сырья в 1823 месторождениях, степень востребованности которых для освоения изменяется в широких пределах (по количеству учтенных запасов: 100 % – уран, 54 % – природный газ, 25 % – нефть, 85 % – алмазы, 71 % – золото, 93 % – сурьма, 26 % – уголь, 100 % – чароит, хромдиопсид, цементное сырье) (2011 г.).
Площади нарушенных земель только АК «АЛРОСА» равны 10772 га (01.01.2010), из них 96 % на территории Мирнинского района. Отработанные земли занимают 466 га земель.
Доля рекультивированных земель по предприятиям Компании составляет: – геологоразведочные экспедиции – 84 %; – ГОК – 16 %.
Под рекультивацией промышленные предприятия подразумевают технический этап рекультивации. Биологическая рекультивация в Якутии находится на начальной стадии опытных исследований.
В суровых условиях Якутии после технического этапа рекультивации нарушенные земли долго оставались безжизненными пространствами. Как показали наши исследования, первичные сукцессионные процессы длятся 40–50 лет, и то до настоящего времени на отвалах рудных месторождений наблюдается начальная стадия сукцессии.
Материалы и методы исследования
Опытов рекультивации на территории Якутии немного и они кратковременны. Опыты на россыпях золота на Алдане, проведенные ВНИИ-1 и институтом биологии ЯФ СО АН СССР [2, 1], показали реальные возможности использования рекультивированных земель в сельскохозяйственном производстве.
В Мирнинском районе опытно-экспериментальные работы по биологической рекультивации отвалов карьера «Мир» показали перспективность создания кормовых угодий на промышленных отвалах при внесении плодородного слоя до 20–40 см и определенных доз минеральных удобрений [3].
Институт прикладной экологии Севера является ведущей организацией по проведению опытно-экспериментальных работ по биологической рекультивации как организация имеющая задел по изучению нарушенных земель месторождений алмазов, золота, угля.
Результаты исследования и их обсуждение
Работы по изучению растительности начались с 1990-х годов с отвалов пустых пород алмазного карьера «Мир». Геоботаниками проведена классификация техногенной растительности и ординация видов вдоль сукцессионного времени, что позволило установить стадии зарастания отвалов пустых пород [4, 5, 6, 7, 8].
Вторым этапом исследований было комплексное изучение нарушенных территорий с целью определения их рекультивационного потенциала и современного состояния.
Первые работы по биологической рекультивации были начаты на отвалах россыпных месторождений алмазов месторождения «Биллях» (Анабарский улус). Проведенные работы на месторождение «Биллях» привели к следующим предварительным заключениям:
1. Биологический этап рекультивации на месторождении возможен в целях ускорения самозарастания растительности на нарушенных землях.
2. Опытные работы по посеву бекмании восточной на вскрышных отвалах показали ее высокую приживаемость и эффективность ее использования при биологической рекультивации. При этом большой эффект получен при внесении аммофоски в оптимальных дозах (90 ц/га д.в.). Эти опыты дали положительные результаты и на откосах отвалов (участок № 2).
Мирнинским ГОКом в 2002 году отвал № 6 карьера «Мир» был частично отсыпан вскрышными породами из Водораздельного галечника. Целью опытов является разработка методов и способов биологической рекультивации в условиях высоких и крутых отвалов пустых пород алмазных месторождений. На высоких (до 100 м) с крутыми откосами (до 60°) отвалах пустых (кимберлитовых) пород алмазных карьеров в первую очередь необходимо опытным путем выявить рекультивационный потенциал отвалов, определить эффективные и экономически выгодные способы и приемы биологической рекультивации. В 2002 г. отвал № 6 был засыпан вскрышными породами из россыпного месторождения «Водораздельные галечники».
На поверхности отвала и сформированных террасах были посажены 100 кустиков кустарников, приобретенных на территории Мирнинского лесхоза, в их числе 47 саженцев шиповника, 35 малины и 12 березы кустарниковой. Высота саженцев небольшая – до 30 см. Семена травянистых растений, а также ягоды шиповника и орешки ольховника кустарникового нами собраны были на отвалах карьера «Мир» и посеяны по откосу. Для их закрепления на кимберлитовых породах лопатами делали лунки или терраски с нанесением потенциально плодородного слоя.
Травянистые растения начали появляться осенью следующего года, а уже в 2005 году отвал № 6 уже «зацвел» (рис. 1). Большую роль в этом сыграли семена растений, привезенные вместе со вскрышными породами.
а)
б)
Рис. 1. Рекультивированный отвал №6 карьера «Мир» (а) и зарастающий откос (б)
Результаты опыта показали положительные результаты опытов за короткий срок (3–4 года) при отсыпке потенциально-плодородными породами и с посевом семян местных видов с хорошей и быстрой приживаемостью на техногенных породах – это иван-чай, осот, чертополох, пырейники, клевера (луговой и ползучий).
На отвалах разреза «Нерюнгринский» (угольное месторождение) опыты биологической рекультивации начались с 2005 года.
Опытный отвал № 23 площадью 4,45 га находится на территории Западных отвалов. Задачей опытных работ является ускорение процессов самозарастания отвалов путем посева однолетних и многолетних трав и травосмесей с внесением минеральных удобрений. Осенью (сентябрь) 2005 г. были заложены 12 опытных участков в 4-х вариантах каждый. Опытные участки различались по составу почвогрунта и экспозиции откосов. Семена из 37 диких видов растений (однолетних и многолетних, сорных, кормовых и декоративных) были собраны на аласах и долине р. Лена. Семена пырейника приобретены в ОПХ «Покровское». Норма высева семян равна 20 ц/га.
Всходы пырейника начали появляться только осенью 2006 года.
На поверхности отвала темпы роста и развития растений оказались не высокими, больше проективного покрытия трав по откосам. Всходы дружнее идут на мелких субстратах и на защищенных крупными породами местах. Внесение удобрений дает положительный эффект, особенно на откосах северной и восточной экспозиции. По степени всхожести семена дикой флоры не отличаются от семян культурных растений.
В 2006–2007 годах ООО «Заречье» по нашим рекомендациям были посажены саженцы древесно-кустарниковых растений на площади около 43 га (рис. 2).
Рис. 2. Участки с саженцами древесных и кустарниковых растений и всходы газонных трав с внесением минеральных удобрений и без них.
Таким образом, результаты первых опытов на отвалах разреза «Нерюнгринский показывают эффективность посадки саженцами диких древесных и кустарниковых видов, а также посев семян травосмеси как естественных, так и культурных растений северных регионов.
Растения, посаженные в 2006 году, начинают приживаться на 80–100 %. Самая высокая степень приживаемости наблюдается у ив – до 100 %, тополя (до 90 %), подроста лиственницы (до 60 %), ольховника (до 60 %), сосны (до 50 %). Приживаемость больше зависит от возраста саженцев, лучше растут молодые до 2–3-летнего возраста саженцы, более взрослые гибнут, но на их месте вырастают из боковых почек.
Установлено, что восстановление экосистем, в целом, на отвалах быстрее произойдет при проведении рекультивации, чем при естественном процессе без вмешательства человека.
Созданные ООО «Заречье» на отвалах лесонасаждения со временем существенно увеличат площадь лесных насаждений, и их можно будет назвать «зелеными зонами» г. Нерюнгри. Эти насаждения в определенной мере решат природоохранные задачи.
Совместные работы ИПЭС и ООО «Заречье» является примером сотрудничества науки и производства по восстановлению нарушенных земель.