Почва является важнейшим элементом природной среды, ее базовой составляющей, обеспечивающей устойчивое функционирование целостной экологической системы. В процессе освоения месторождений полезных ископаемых почва подвергается массированному техногенному давлению и, как следствие, в районе разработок почвенный покров представляет сложную систему техногенных трансформаций. В настоящее время созданные техногенные ландшафты занимают территории, на которых функционировало множество почв. В связи с этим легко представить масштаб экологических последствий, вызываемых нарушениями естественного почвенного покрова. Исследованная территория, наиболее освоенная в Алданском золотоносном районе и является горнодобывающим регионом Северо-Востока России, где более 100 лет начата добыча россыпного золота.
Цель исследований. Изучить влияние горных разработок на почвенный покров. Установить трансформации в свойствах техногенно преобразованных почв. Выявить в общем характере негативных экологических последствий в почвенном покрове техногенных ландшафтов региональные почвенно-климатические особенности. Дать анализ происходящих процессов на почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов в районе золотодобывающей промышленности в Якокит-Селигдарском междуречье.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в пределах Куранахского рудного поля в Якокит – Селигдарском междуречье Южной Якутии. Почвы рассматриваемой территории сформированы в горных условиях. Горный характер рельефа, способствующий развитию трансэлювиальных процессов, привел к образованию щебнистых, короткопрофильных (30–70 см) почв с близким залеганием плотных пород.
На водораздельных пространствах и на склонах распространены подзолистые почвы и подбуры. В равнинной части района исследований преимущественно развиты мерзлотные дерново-карбонатные почвы. Мелкие долины и ложбины заняты мерзлотными перегнойно – карбонатными, мерзлотными палево – бурыми и мерзлотными болотными почвами. Типы почв в районе исследований нами выделены на основании существующей классификации почв [3]. Обследовались и разновозрастные дражные отвалы, сформированные разработками месторождений в 1940–1990-х годах.
Исследование почв и почвогрунтов отвалов проводилось по общепринятыми в почвоведении методами [5]. Химический состав образцов определялся по общепринятым методикам в ИПА СО РАН [1]. Микроэлементный состав почв определен в ГУП ЦГАЛ ГГК РС (Я) спектральным полуколичественным анализом в единых методических рамках.
Результаты исследования и их обсуждение
Как известно, открытые разработки месторождений золота сопровождаются преобразованием литологической основы, вырубками леса, полным или частичным уничтожением почвенного покрова. В результате коренной трансформации природных ландшафтов сформированы карьерно-отвальные ландшафты с техногенными формами рельефа. В районе золотодобычи нарушение почв отмечается на больших площадях. На прилегающих территориях к участкам разработок, отмечается отчуждение сельскохозяйственных земель под промышленное строительство, хвостохранилища и под отвалы вскрышных пород. Пустые породы из карьеров перевозятся на водораздельные участки. Поэтому в Южной Якутии, в частности Алданском районе, почвенный покров либо значительно трансформирован, либо полностью уничтожен не только в пределах горных отводов, но и сопряженных к ним территориях.
В условиях распространения многолетнемерзлых пород коренным образом изменяется мерзлотно-гидрогеологическая обстановка. Образование техногенных ландшафтов сопровождается развитием криогенных процессов – термокарста, солифлюкции, пучения, формированием таликовых зон. Значительные изменения наблюдаются в речной сети: в горах и замкнутых водоемах, в понижениях рельефа возникают промышленные стоки.
Поскольку почвы в исследуемом регионе в основном горные, то уничтожение растительного покрова способствует развитию процессов эрозии: смыву и размыву почв на склоновых местоположениях.
Дражные отвалы представляют собой насыпи валунов и камней с большим содержанием крупных камней и незначительным количеством мелкого материала. Главная особенность отработанных дражных полигонов – отсутствие или незначительное содержание мелкоземного субстрата – от 0,3 до 11 % (таблица). Снижения количества камней с давностью разработок под экзогенным действием не всегда происходит. На старых 26- и 56-летних отвалах встречаются безмелкоземные участки, состоящие из сплошных глыбовых пород. Так, на 26-летнем отвале мощность слоя, состоящего из гранитных пород, достигает 0,8–2,0 м.
Скелетность пород отвалов, %
|
Глубина, см |
Диаметр фракций, мм |
||||
|
Камни, > 10 |
Крупный и средний хрящ, 10–5 |
Хрящ мелкий, 5–3 |
Гравий, песок, 3–1 |
Мелкозем, < 1 |
|
|
26-летний отвал. Разрез 11. |
|||||
|
0–5 |
100 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
5–10 |
98,4 |
0,9 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
|
44-летний отвал. Разрез 15 |
|||||
|
0–5 |
91,7 |
2,9 |
1,3 |
2,0 |
2,1 |
|
5–10 |
87,1 |
6,3 |
2,4 |
2,5 |
2,7 |
|
56-летний отвал. Разрез 18. |
|||||
|
0–5 |
88,6 |
3,4 |
1,2 |
3,2 |
3,6 |
|
5–10 |
22,8 |
14,4 |
10,9 |
38,4 |
13,5 |
|
10–20 |
43,6 |
10,5 |
8,2 |
27,7 |
10,0 |
|
56-летний отвал. Разрез 19. |
|||||
|
0–5 |
92,4 |
1,7 |
1,3 |
3,4 |
1,2 |
|
5–20 |
70,2 |
8,9 |
6,1 |
11,7 |
3,1 |
Незначительное содержание мелкоземного субстрата в породах отвалов, а также песчаный гранулометрический состав его предопределяют низкое содержание питательных веществ. В мелкоземах отвалов гумуса (0,02–0,5 %) содержится 8–10 раз, азота (0,04–0,08 %) 13–16 раз меньше, чем в верхних горизонтах почв естественных биогеоценозов [6].
Вследствие чего на техногенных ландшафтах создаются определенные трудности для регенерации биоты [6]. Почва как компонент биогеоценоза на этих территориях отсутствует. По мнению В.А. Андроханова [2] на месте уничтоженных почв, создаются техногенные ландшафты, значительная часть которых сохраняет облик техногенной пустыни.
Поскольку горные породы, извлекаемые на дневную поверхность содержат различные химические вещества, то на техногенных ландшафтах значительно изменяется геохимический состав пород. Отмечается повышение концентрации всех микроэлементов, комплексное загрязнение пород отвалов токсичными элементами. В мелкоземных субстратах отвалов отмечаются свинец, цинк в 3 раза, никель, титан в 2 раза превышающий ПДК [4], и как следствие, в ненарушенных почвах в районе золотодобычи обнаружены значительные концентрации элементов-токсикантов.
Заключение
На трансформированных ландшафтах Якокит – Селигдарского междуречья Южной Якутии развиты своеобразные элювизиомы. Поэтому этот тип почв распространен в настоящее время более широко, чем до промышленного освоения территории. В связи с этим возникает необходимость соблюдения экологического равновесия и нейтрализации или локализации отрицательного влияния горных пород на экологические системы, включая почвенные, которые могут быть достигнуты только путем рекультивационных работ.