Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі
Визначено основні ряди абіотичного різноманіття поверхонь, порід, ґрунтів. Розроблені основи технологій відновлення ґрунтів та рослинності порушених гірничими роботами земель. Запропоновані основні засади розробки методів використання екологічних коридорів для відновлення біорізноманіття. Определен...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14414 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі / О.О. Скрипник // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 55-69. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14414 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Скрипник, О.О. 2010-12-22T19:04:09Z 2010-12-22T19:04:09Z 2008 Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі / О.О. Скрипник // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 55-69. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14414 379.85:712.23:332.32 Визначено основні ряди абіотичного різноманіття поверхонь, порід, ґрунтів. Розроблені основи технологій відновлення ґрунтів та рослинності порушених гірничими роботами земель. Запропоновані основні засади розробки методів використання екологічних коридорів для відновлення біорізноманіття. Определены основные ряды абиотического разнообразия поверхностей, пород, почв. Разработаны основы технологий восстановления почв и растительности нарушенных горными работами земель. Предложены общие подходы к разработке методов использования экокоридоров для восстановления биоразнообразия. Basic rows of abiotic variety of surfaces, breeds, soils was determined. Bases of technologies are developed for proceeding in soils and vegetation of lands, broken by mining works. The basic principles of developed methods of the use of ecological corridors are offered for proceeding biodiversyty. Робота виконана під науковим керівництвом член-кор. НАН України А.Г. Шапара uk Інститут проблем природокористування та екології НАН України Природноресурсний потенціал території та його раціональне використання Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі Development of scientific bases of technologies of biogeodiversifikation lands, broken mining works, for building ecological net Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| spellingShingle |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі Скрипник, О.О. Природноресурсний потенціал території та його раціональне використання |
| title_short |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| title_full |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| title_fullStr |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| title_full_unstemmed |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| title_sort |
розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі |
| author |
Скрипник, О.О. |
| author_facet |
Скрипник, О.О. |
| topic |
Природноресурсний потенціал території та його раціональне використання |
| topic_facet |
Природноресурсний потенціал території та його раціональне використання |
| publishDate |
2008 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Development of scientific bases of technologies of biogeodiversifikation lands, broken mining works, for building ecological net |
| description |
Визначено основні ряди абіотичного різноманіття поверхонь, порід, ґрунтів. Розроблені основи технологій відновлення ґрунтів та рослинності порушених гірничими роботами земель. Запропоновані основні засади розробки методів використання екологічних
коридорів для відновлення біорізноманіття.
Определены основные ряды абиотического разнообразия поверхностей, пород, почв.
Разработаны основы технологий восстановления почв и растительности нарушенных
горными работами земель. Предложены общие подходы к разработке методов использования экокоридоров для восстановления биоразнообразия.
Basic rows of abiotic variety of surfaces, breeds, soils was determined. Bases of technologies
are developed for proceeding in soils and vegetation of lands, broken by mining works.
The basic principles of developed methods of the use of ecological corridors are offered for
proceeding biodiversyty.
|
| issn |
XXXX-0010 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14414 |
| citation_txt |
Розробка наукових основ технологій біогеодиверсифікації порушених гірничими роботами земель для розбудови екологічної мережі / О.О. Скрипник // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 55-69. — Бібліогр.: 28 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT skripnikoo rozrobkanaukovihosnovtehnologíibíogeodiversifíkacííporušenihgírničimirobotamizemelʹdlârozbudoviekologíčnoímereží AT skripnikoo developmentofscientificbasesoftechnologiesofbiogeodiversifikationlandsbrokenminingworksforbuildingecologicalnet |
| first_indexed |
2025-11-26T17:50:59Z |
| last_indexed |
2025-11-26T17:50:59Z |
| _version_ |
1850766237831790592 |
| fulltext |
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
55
УДК 379.85:712.23:332.32
О.О. Скрипник
РОЗРОБКА НАУКОВИХ ОСНОВ
ТЕХНОЛОГІЙ БІОГЕОДИВЕРСИФІКАЦІЇ
ПОРУШЕНИХ ГІРНИЧИМИ РОБОТАМИ
ЗЕМЕЛЬ ДЛЯ РОЗБУДОВИ ЕКОЛОГІЧНОЇ
МЕРЕЖІ *
Інститут проблем природокористування та екології НАН України, Дніпропетровськ
Визначено основні ряди абіотичного різноманіття поверхонь, порід, ґрунтів. Розроб-
лені основи технологій відновлення ґрунтів та рослинності порушених гірничими робо-
тами земель. Запропоновані основні засади розробки методів використання екологічних
коридорів для відновлення біорізноманіття.
Определены основные ряды абиотического разнообразия поверхностей, пород, почв.
Разработаны основы технологий восстановления почв и растительности нарушенных
горными работами земель. Предложены общие подходы к разработке методов исполь-
зования экокоридоров для восстановления биоразнообразия.
Вступ
Проблема відродження порушених
гірничими роботами земель залишається
актуальною і в двадцять першому сторіччі. В
Україні налічується понад 160 000 га пору-
шених земель. Тільки в Кривбасі залишаєть-
ся покинутими напризволяще понад 14 000
га. Рекультивація на них не виконується,
відсутні умови, засоби і, навіть, мотивація
для виконання робіт. Разом з тим, з часів
затвердження стандартів рекультивації
пройшло понад 20 років, у суспільства
з’явилися нові потреби, крім родючості зе-
мель, сьогодні потрібні біорізноманіття,
безпечне навколишнє середовище. Іде актив-
ний пошук нових форм землекористування:
ренатуріровання [1], екологічної реставрації,
ремедіації, ревіталізації [2], екологічної ме-
режі [3] та інших. Для створення штучного
ландшафтного та біологічного різноманіття
порушені землі потребують технологій біо-
геодиверсифікації, які передбачають ство-
рення нового вторинного біологічного та
ландшафтного різноманіття. Технології біо-
геодиверсифікації мають бути системними,
тобто спрямовуватись на всі елементи екоси-
стем, як біотичні, так і абіотичні, застосову-
ватись вже на останніх стадіях гірничих про-
цесів.
Розробка та впровадження технологій біоге-
одиверсифікації потребує розуміння біоріз-
номаніття як системи природних феноменів,
© Скрипник О.О., 2008
яке було започатковано видатними вченими-
еволюціоністами Ж.Б.Ламарком, Ж.Кюв’є,
Ж. Сент-Ілєром ще в 18 сторіччі.
Вони розглядали біорізноманіття як, зав-
жди притаманну живому, властивість. На
першому етапі розвитку біології всі сили
покладалися на опис біорізноманіття і фор-
мування перших систем в вигляді класифіка-
цій. Теорія природного відбору Ч. Дарвіна,
яка розглядала біорізноманіття як систему
спадковості та мінливості в умовах середо-
вища, дала могутній поштовх розвиткові
всієї біологічної науки. Сучасна загальна
біологія розглядає біорізноманіття як класи-
чну систему, елементами якої є живі органі-
зми. В ній виділяються ієрархічні рівні, різ-
номанітні моделі взаємодії між системою та
середовищем, емерджентність [4]. Біологи
формують нову науку, предметом якої є різ-
номанітність в загальному розумінні (діатро-
піка). Вони визначили, що природному різ-
номаніттю притаманна періодичність, систе-
матичне повторення властивостей [5], які
отримали назву рефрена. Яскравим прикла-
дом рефрену різноманіття хімічних елемен-
тів є періодична система елементів Д. І. Ме-
ндєлєєва.
Виходячи з того, що в природі можливі
будь-які комбінації властивостей виконуєть-
* Робота виконана під науковим
керівництвом член-кор. НАН України
А.Г. Шапара
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
56
ся обґрунтування ядра, як найбільш яскраво-
го втілення елемента різноманіття, та пери-
ферії, в якості перехідних зон, де властивос-
ті елементів різноманіття проявляються сла-
бше.
Загальне наукове визнання отримала лі-
нійна категорія ряду, як підсистеми біоріз-
номаніття. Екологічний ряд розглядається як
просторова зміна екосистем, що відрізняють-
ся різкою зміною умов середовища, як пра-
вило, в межах геоморфологічного профілю
[6].
Класифікаційний ряд використовується в
ботаніці як перший ранг підсистеми різнома-
ніття, що об’єднує раси рослин за генетич-
ною подібністю [6]. Закон гомологічних ря-
дів оперує генетичним рядом [7] і визначає
найпростішу систему генетичної різноманіт-
ності.
Формально, ряд є лінійною системою при-
родних феноменів. Тобто, ряд феноменаль-
них ознак вибирається з випадкового ряду
під дією природних явищ і процесів. Випад-
ковий ряд відображає кібернетичне уявлення
про різноманіття як про невизначеність, яку
обмежує інформація [8]. Формальні підходи
лежать в основі індексів та показників, які
виражають гетерогенність різноманіття, але
не задовільняють спеціалістів як ознака біо-
різноманіття.
Однак, ряду для опису різноманіття вияв-
ляється недостатньо, тому що біотичні та
абіотичні елементи мають декілька властиво-
стей, які утворюють групу ознак. З двох вла-
стивостей утворюється сітка біорізноманіття.
Загальне визнання отримала едафічна сітка
П. С. Погребняка, сітка лісорослинних умов
А.Л. Бельгарда та інші [9]. Не всі клітини
таких сіток бувають заповнені, багато з них
бувають відсутніми в природному середови-
щі. Сітки застосовувалися для відображення
абіотичного різноманіття (наприклад, лісоро-
слинних умов), яке є джерелом біологічного
та ландшафтного різноманіття. Визнаючи
ценотичне походження різноманіття, треба
припустити аналогічну ценотичній структуру
абіотичного різноманіття. Абіотичне різно-
маніття складається з різноманіття будови
поверхні (рельєфу), різноманіття гірських
ґрунтотворних порід, різноманіття ґрунтів,
кліматичного різноманіття.
Система біорізноманіття має фрактальну
структуру, тобто кожний феномен є окре-
мим проявом явищ еволюції [10]. Це не ви-
ключає можливість існування перехідних
форм, але сутність біорізноманіття
залишається фрактальною. З фрактального
характеру біорізноманіття випливає
залежність біорізноманіття від масштабу,
або ієрархічного рівня розгляду. Тобто, та-
ким же чином зростає біорізноманітність
при послідовному розгляді на рівні типу,
підтипу, роду, виду, різновиду, як
збільшується довжина берегової лінії зі
збільшенням масштабу карти [11].Отже, для
розробки основ технологій біо-
геодиверсифікації необхідно визначити ос-
новні ряди та сітки абіотичного
різноманіття, створити систему оцінки стану
абіотичного різноманіття, обґрунтувати
основні методи впливу на природні
механізми зміни абіотичного та біотичного
різноманіття, в тому числі, і через форму-
вання екокоридорів.
Матеріали та методи
Об’єктом досліджень служили порушені
гірничими роботами землі Криворізького
залізорудного та Нікопольського марганце-
ворудного басейнів.
Предметом досліджень стали абіотичне і
біотичне різноманіття і основні засади їх
штучного створення. Були застосовані, ана-
літичні, порівняльні, історичні, генетичні,
картометричні [12], екосистемологічні [13]
методи. Визначення вмісту важких металів
виконували методом атомно-абсорбційної
полум’яної спектрофотометрії. Агрохімічні
та агрофізичні дослідження виконувались за
відповідними ДСТУ для ґрунтів (ДСТУ
4288:2004, 4289:2004, ДСТУ ISO 10390-
2001, 11048-2001, ГОСТ 12536-79, 26423-85,
26424-85, 26425-85, 26426-85, 26427-85,
26428-85). Склад водної витяжки з ґрунтів
визначали, також, методами газової хрома-
тографії.
Основні результати та їх обговорення
Різноманітність поверхні. В основі абі-
отичного різноманіття лежить різноманіт-
ність поверхні. Будова поверхні називається
рельєфом. Тобто її можна ототожнювати з
різноманітністю рельєфу, яка визначає ди-
ференціацію екосистем, консорцій, ареалів
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
57
видів та популяцій. На поверхні формують-
ся геохімічні, екзогенні, ґрунтотворні про-
цеси, що позначаються на всіх рівнях різ-
номаніття. Їх хід, швидкість, потужність
здійснюють перерозподіл речовини та енер-
гії на поверхні, сприяють утворенню фено-
менів, які складають різноманіття.
Взагалі поверхня є досить аморфною ка-
тегорією, яка з великими труднощами набу-
ває фрактального характеру. Горизонтальна
площина, яка є окремим проявленням пове-
рхні з постійною висотною координатою
точок, не створює феномену різноманітно-
сті, тому що, відсутня різниця у взаємодії її
точок з агентами ґрунтоутворення, екологі-
чних факторів, фізичних полів Землі. Тобто
якщо, в площині , яка задається множиною
точок {a1,a2,a3 ...ak, ..., an} виконується умо-
ва, що різниця висотних відміток будь-яких
двох точок дорівнює нулю, то різноманіт-
ність такої поверхні дорівнює нулю, фено-
мени різноманіття відсутні. Таким чином,
різноманіття поверхні формується за раху-
нок висотної координати.
Формальний феномен утворюється при
моделюванні поверхні в вигляді площини,
яка має певний кут нахилу відносно гори-
зонтальної площини, або кут стрімкості
схилу. Реальне різноманіття поверхні має
місце, коли на поверхні починається пере-
розподіл речовини та енергії. Якщо проце-
си, що відбуваються на поверхні не визи-
вають такого перерозподілу формальний
феномен знаходиться в потенційному ви-
гляді і реально не проявляється. Така ситу-
ація створюється, наприклад, на схилах
стрімкістю 1°, коли не відбувається утво-
рення поверхневого стоку, тому що сила
тяжіння урівноважується силою спротиву
поверхні.
Коли швидкість поверхневого стоку пе-
ревищує розмиваючу швидкість, почина-
ється денудація порід або ерозія ґрунтів,
тобто формування різноманіття поверхні,
яке найвищого свого прояву досягає коли
швидкість поверхневого стоку досягає най-
більшої величини при найбільшій довжині
схилу за універсальним рівнянням ерозії
[14].
Не має сумніву, що поверхня дуже рідко
має форму нахиленої площини. Поверхня
має більш складну будову, яка визначається
кривизнами поверхні. Якщо поверхня є ди-
ференційованою, для її опису можна засто-
сувати систему показників П.А. Шарого
[15], яка є завершенням розвитку показни-
ків кривизни поверхні, започатковану Гау-
сом.
Визначення акумуляційної кривизни до-
зволяє відокремити феномени акумуляції
(А), транзиту (Т) та стабільності (С), де по-
казник повної акумуляційної кривизни (КА)
має відповідне значення більше 0, менше 0,
дорівнює 0.
Таким чином, визначаються три основ-
них феномена поверхні, що дозволяє сфор-
мувати речовинний ряд різноманіття (Рр)
поверхні: Рр = {А, Т, С}.
За будовою поверхні можна визначити
феномени дефляції при взаємодії поверхні з
вітром. Взаємодія поверхні з вітром відбу-
вається у відповідності з законами аероди-
наміки. Тобто, поверхня діє як крило, на
якому утворюється підйомна сила. Під її
дією гранулометричні елементи ґрунту пі-
днімаються вверх, долаючи силу тяжіння,
та переносяться вітром (Т). Коли швидкість
вітру спадає нижче величини, що забезпе-
чує підйом спостерігається акумуляція час-
тинок на поверхні (А). В якості третього
феномену можна відзначити частини пове-
рхні, де не відбувається дефляція (С).
Дуже важливим для формування фено-
менів поверхні є процес взаємодії з Сонцем.
Він визначає основні енергетичні особливо-
сті поверхні. Давно та успішно використо-
вується в екології категорія експозиції по-
верхні. За сторонами світу визначаються
південна, західна, північна, східна експози-
ції. Для кількісної оцінки можуть бути ви-
користані рівняння, що відображають про-
цеси надходження сонячної енергії на дові-
льну поверхню [16].
Найбільше енергії Сонця отримують по-
верхні південної експозиції, тут складають-
ся умови відповідні більш південним широ-
там. Тут більших показників набувають се-
редні декадні, середньомісячні, середньорі-
чні температурні показники, показники су-
ми температур за вегетаційний період, інте-
нсивніше відбувається нагрівання, випаро-
вування, танення снігу. Тому такий фено-
мен поверхні можна визначити як жаркий
(Ж). Протилежні відхилення відбуваються
на схилі північної експозиції і феномен по-
верхні може отримати визначення як холо-
дний (Х). Проміжне положення займають
поверхні рівні, східної та західної експози-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
58
ції (П). Таким чином, формується енерге-
тичний ряд (Rе) феноменів: Ре={Ж, Х, П}
Мінімальний набір рядів дозволяє ви-
рішувати проблему різноманіття поверхні в
першому наближенні у вигляді сітки (таб-
лиця 1). Очевидно, що ймовірність появи
визначених феноменів різноманіття повер-
хні різна, але всі вони можуть існувати, всіх
треба обліковувати при визначенні системи
різноманіття поверхні. Природні феномени
поверхні виникають в результаті природних
геоморфологічних процесів. Техногенез
значно розширює можливості виникнення
різноманітності поверхонь, в результаті
здійснення технологічних процесів.
Особливо значний вплив на стан повер-
хні здійснюють технології видобування ко-
рисних копалин (розкривання, збагачення
та інші). Використовуючи можливості гір-
ничого устаткування, можливе формування
поверхні з параметрами, які забезпечують
швидкий розвиток різноманіття ґрунтів та
рослинності порушених земель, рідкісних
видів та угрупувань.
Таблиця 1 - Абіотичне різноманіття поверхні
Ряди Жаркий Холодний Помірний
Акумулятивний Жаркий
Акумулятивний
Холодний
Акумулятивний
Помірний
Акумулятивний
Транзитивний Жаркий
Транзитивний
Холодний
Транзитивний
Помірний
Транзитивний
Стабільний Жаркий
Стабільний
Холодний
Стабільний
Помірний
Стабільний
Різноманітність розкривних порід. Тех-
нологія відкритих гірничих робіт передбачає
переміщення порід з глибоких геологічних
шарів на поверхню. Таким чином, на денну
поверхню потрапляють різноманітні поро-
ди, сформовані в різні геологічні часи, в ре-
зультаті різних геологічних процесів, які
панували під час їх створення на Землі. Ви-
добування корисних копалин в породах ар-
хею потребує розкриття гірських порід всіх
геологічних епох, що пройшла Земля в сво-
єму розвитку. Таким чином, виходячи з тех-
нічних параметрів кар’єру, перш за все гли-
бини, яка може перевищувати 800 м, можна,
достатньо обґрунтовано, визначати можливе
різноманіття розкривних та вміщуючих по-
рід.
Гірські породи, як природні мінеральні
агрегати визначеного складу та будови, є
закономірним результатом дії геологічних
процесів. Гірські породи в якості закономі-
рних асоціацій мінералів мають стабільний
хімічний склад, вміст біофільних (азот, фос-
фор, калій) та біофобних (важких металів)
елементів, які визначають хід грунтотворен-
ня та формування рослинності.
Визначаючи феномени різноманіття, не-
обхідно виходити з їх природної сутності.
Традиційна класифікація порід [17] побудо-
вана фактично на хімічному складі порід
(рН водної витяжки, сухий залишок, сума
токсичних солей, вміст карбонатів, рухомого
алюмінію, обмінного натрію, гумусу, грану-
лометричних фракцій), тобто, в основному
на показниках родючості.
При визначенні різноманітності порід бу-
ло б більш слушно виходити з генетичної
класифікації порід, яка формувалася на ос-
нові геологічних процесів. Генетична кла-
сифікація порід має в своїй основі мінерало-
гічний склад, що утворився під дією геоло-
гічних процесів, в результаті чого сформу-
валися магматичні (МГ), осадкові (ОС), ме-
таморфічні породи (МФ). Мінералогічний
склад визначає всі похідні властивості порід:
міцність, твердість, пластичність, щільність,
пористість, вологоємність водопроникне-
ність, гранулометричний і хімічний склад,
колоїдні особливості.
Використовуючи класифікацію гірських
порід, нескладно сформувати перший ряд
різноманітності за генезисом: Рг={МГ, ОС,
МФ}.
Суттєвим для визначення різноманітності
порід є їх подрібненість, яку характеризує
гранулометричний склад. Задача визначення
гранулометричного складу до цього часу
однозначно не вирішена. Існують кілька
класифікацій ґрунтів за гранулометричним
складом, найбільше поширення з яких отри-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
59
мали системи по Качинському, Охотіну, мі-
жнародна USDA.
Взагалі система елементів у всіх класифі-
каціях залишається подібною (каміння, гра-
вій, пісок, пил, мул або глина), однак пара-
метри визначення залишаються неспівстав-
ними, тобто, перейти від одної класифікації
до іншої неможливо. Раціональним вирі-
шенням проблеми визначення грануломет-
ричних елементів буде вибір однієї, зазвичай
найбільш уживанішою класифікації, за яку
ми вбачаємо класифікацію по Качинському,
яка виділяє феномени каміння (КМ), пісок
(ПС), пил (ПЛ), мул (МЛ). Для гірських по-
рід характерним є стан моноліту (МН), в
якому в природі залягає більшість магмати-
чних та метаморфічних порід. Таким чином,
визначається наступний ряд подрібненості
порід за гранулометричними елементами,
які переважають в загальному складі: Рп =
{МН, КМ, ПС, ПЛ, МЛ}.
Подрібненість порід фактично визначає
режим зволоження – випаровування, баланс
поживних речовин, агрегування ґрунтів,
тобто, найважливіші параметри ґрунтотвор-
них процесів. Породи різні за своїм похо-
дженням, але однакові за гранулометричним
складом, можуть формувати досить однорі-
дну за своїми екологічними характеристи-
ками групу.
Подрібненість виражає енергетичний
стан порід. Для отримання каміння з монолі-
ту необхідно витратити природну енергію
(гравітаційного поля Землі, випромінювання
Сонця) або техногенну енергію (вибуху, від-
бійки, обрушення, дроблення, розмелюван-
ня, флотації та інших). Чим далі в ряду под-
рібненості розташовується порода, тим бі-
льше енергії потрібно витратити, для досяг-
нення її стану [17]. Витрачена енергія може
слугувати для оцінки вивітрилості гірських
порід, однієї з вимог розвитку ґрунтотвор-
ного процесу.
Таким чином, можна визначити абіотич-
не різноманіття порід, в тому числі, і ґрунто-
творних, в першому наближенні (таблиця 2).
Визначення різноманіття порід можна дета-
лізувати з використанням, розроблених до-
кладних геологічних класифікацій [17].
Таблиця 2 - Абіотичне різноманіття порід, яке служить основою
для диференціації ґрунтоутворення
Гранулометричний ряд Генетичний
ряд Монолітні
(крупно-
блочні)
> 2 000 мм
Кам’янисті
(тріщинуваті)
1-2 000 мм
Піщані
0,05-1,00 мм
Пилуваті
0,01-0,05 мм
Мулуваті
< 0,01мм
Магматичні МГ - МН МГ - КМ МГ - ПС МГ - ПЛ МГ - МЛ
Осадкові О - МН О - КМ О - ПС О - ПЛ О - МЛ
Метаморфічні МФ - МН МФ - КМ МФ - ПС МФ - ПЛ О - МЛ
Монолітні гірські породи не можуть слу-
гувати в якості ґрунтотворних. Їх внесок до
формування різноманіття ґрунтується на ви-
користання їх в якості субстрату для кріп-
лення (тріщини, розломи) деяких рослин, в
тому числі, тих, що утворюють спеціальні
органи закріплення на відслоненнях порід.
Відслонення гірських порід зустрічаються у
відпрацьованих кар’єрах і можуть слугувати
для геодиверсифікації ландшафтів.
Гірські породи, що складаються виключ-
но з каміння, також, не можуть слугувати в
якості ґрунтотворних. Перспективи викори-
стання кам’янистих порід для біогеодивер-
сифікації вбачаються у наступному:
• здатність деяких з них (горючі сланці
та інші) при потраплянні на поверхню землі
швидко вивітрюватись і перетворюватись на
пил;
• накопичення родючої речовини в про-
цесі взаємодії з вітром та поверхневим сто-
ком; створення своєрідних елементів ланд-
шафту.
Піщані , пилуваті, мулуваті породи мо-
жуть слугувати в якості ґрунтотворних та
сприяти формуванню біодиверсифікації ґру-
нтів, рослинності, тваринного світу поруше-
них гірничими роботами земель. Всі вони
відносяться до м’яких порід. Породи, які
мають коефіцієнт міцності ≤1, можуть слу-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
60
гувати в якості ґрунтотворних. Показник
міцності гірських порід можна використову-
вати, для визначення ґрунтотворного потен-
ціалу.
Зазвичай на порушених гірничими робо-
тами землях формуються технічні суміші,
ґрунтотворна здатність яких визначається їх
м’якою складовою.
Ґрунтознавство та механіка ґрунтів опе-
рують аналогічними показниками: відповід-
но твердості та міцності, які вимірюються в
однакових фізичних одиницях тиску (Па або
кгс/см2). Ґрунт та ґрунтотворні породи підт-
римують положення рослинного організму у
просторі. Вони забезпечують закріплення
кореневої системи в субстраті. Якщо ґрунто-
творна порода тверда, коріння зустрічає зна-
чний спротив росту і проникненню корене-
вої системи в субстрат. Можливості стабілі-
зації положення рослинного організму вияв-
ляються досить обмеженими. З проникнен-
ням в субстрат кореневої системи зростають
об’єм породи, який може бути використаний
для мінерального та водного харчування
рослини. Таким чином, навіть, в бідних за
вмістом поживних речовин породах, росли-
на може забезпечити свої потреби за раху-
нок розростання кореневої системи та захо-
плення більшого просторового об’єму жив-
лення.
Отже на основі зміни міцності ґрунтотво-
рних порід можлива розробка методів ство-
рення вторинного різноманіття ґрунтів та
рослинності.
В процесі розкривних робіт переміщу-
ються значні об’єми гірських порід. На по-
верхню порушених земель потрапляють
тільки деякі з них. Від того, які породи пот-
раплять на поверхню значною мірою зале-
жить і різноманіття поверхні, і різноманіття
вторинних ґрунтів, які утворюються на цих
породах.
Показники поверхні (кут стрімкості схи-
лу, водозбірна площа та інші), яка створю-
ється в процесі розкривних робіт суттєво
залежать від особливостей порід, які вико-
ристовуються в процесі формування повер-
хні.
Водно-фізичний, температурний режим
порід формується, головним чином, через
властивості порід поверхневого шару. При
потраплянні на поверхню глин або суглин-
ків, що зазвичай зустрічається при рекуль-
тивації, вони блокують надходження вологи
в глибокі шари, та швидко втрачають вологу
через випаровування і поверхневий стік [18].
Через вплив на стан поверхневого шару по-
рід можна створювати необхідний водний
режим розвитку вторинних ґрунтів.
Різноманітність ґрунтів. Під час визна-
чення різноманітності ґрунтів виникає ціла
низка проблем: контінууміальності ґрунто-
вого покриву [12], неметризованості [19]
ґрунтового профілю та інші. Крім того, ви-
никає цілий ряд аспектів цієї проблеми: ти-
пологічний, регіональний, топологічний
[20]. Розглянемо найпростіший з них типо-
логічний або класифікаційний. Відомо, що
ґрунт - це функція складного поєднання
проявів ґрунтоутворювального процесу, які
виникають в результаті дії природних фак-
торів, дуже неоднорідних в часі і просторі.
Виникає така потужна та невизначена мно-
жина ґрунтів, яку однозначно класифікува-
ти, або, навіть, визначити об’єкт класифіка-
цій дуже складно. Сьогодні визнаються, як
мінімум, 4 субстантивно-генетичних класи-
фікації ґрунтів: УК [21], РК [22], WRB [21],
FAO [21].
Застосовуючи генетичні підходи, можна
розглядати ґрунтовий феномен як результат
дії ґрунтоутворювального процесу. Ґрунтот-
ворний процес явище комплексне, багатог-
ранне, виявити головне, загальні критерії
оцінки в ньому буває дуже складно. Вико-
ристовуючи теорію елементарного ґрунтот-
ворного процесу [22], можна аналізувати
загальний процес з очевидною природничою
основою. Таким чином, ґрунтовий феномен
– це прояв єдиного процесу, який складаєть-
ся з кількох елементарних.
Ґрунт утворюється перш за все, як ре-
зультат дії організмів на породу, тобто, в
першу чергу, в результаті процесів біогені-
зації [23]. Таким чином, для визначення ряду
різноманіття, найважливіше побудувати ряд
біогенізації. Процеси перетворення в ґрун-
тах органічної речовини можна узагальнити
кількома найголовнішими: чорноземний
(ЧЗ) (тонкогумусоутворення), дерновий (ДР)
(грубогумусоутворення), буроземний (БР),
торфоутворення (ТФ). Тонкогумусоутво-
рення найбільш яскраво проявляється в чор-
ноземних ґрунтах, для нього характерно пе-
реважання тонкого (типа „мюль”) гумусу.
Тонкий гумус здатен переміщуватись по
профілю, служити джерелом поживних еле-
ментів, формувати структуру та ґрунтовий
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
61
поглинаючий комплекс. Грубий гумус (тип
„модер”) утворюється в дерновому процесі
і є першою стадією перетворення органічних
решток на ґрунтову речовину. Він створює
ізогумусовий профіль, частіше спостеріга-
ється на піщаних ґрунтах, під трав’янистою
рослинністю. Своєрідне накопичення гумусу
з переважанням розчинних елементів гумусу
відбувається при буроземоутворенні. Тор-
фоутворення – процес консервації органіч-
них решток. Виділяються кілька стадій роз-
кладання органічних решток, але при цьому
гуміфікація майже не проявляється. Торфоу-
творення відбувається в основному в умовах
надмірного зволоження ґрунтів. Таким чи-
ном, формується ряд біогенізації ґрунтів: Рб=
{ЧЗ, ДР, БР, ТФ}.
Накопичення органічної речовини фор-
мується і за рахунок привнесення органічної
речовини в результаті заплавної (АЛ) діяль-
ності. Таким чином, доповнений ряд біогені-
зації буде мати вигляд: Рб= {ЧЗ, ДР, БР, ТФ,
АЛ}.
Хід грунтотворення регулюється в проце-
сі зволоження. Зволоження формується під
дією атмосферних опадів, випаровування,
ґрунтових вод, перерозподілу поверхневого
стоку. Більшість ґрунтознавчих та геобота-
нічних класифікацій відображають ряд ста-
нів зволоження наступним чином: дуже сухі
(ДС), сухі (С), суховаті (СТ), свіжуваті
(СВТ), свіжі (СВ), вологі (В), сирі (СР), мок-
рі (МР) [9].
Якщо до цього ряду додати стани зволо-
ження суперсухі (СС), то цей ряд буде від-
повідати зональному ряду, який обґрунтову-
ється зональністю рослинності. Таким чи-
ном, виділяється ряд різноманітності станів
зволоження: Рв={СС, ДС, С, СТ, СВТ, СВ, В,
СР, МР}. Різноманітність ґрунтів за рядами
біогенізації та станів зволоження можна ві-
добразити у вигляді сітки (таблиця 3).
Таблиця 3 - Різноманітність ґрунтів за рядами біогенізації та зволоження
Ряди Чорноземні Дернові Буроземні Торфові Алювіальні
Суперсухі Каштанові Сіроземи Буроземи
примітивні
Торфові
суперсухі
Алювіальні
примітивні
Дуже сухі Темно-
каштанові
Ясно-
каштанові
Буроземи
слаборозви-
нені
Торфові
дефльовані
Алювіальні
слабо-
розвинені
Сухі Чорноземи Дернові Буроземи
коротко-
профільні
Торфові
сухі
Алювіальні
коротко-
профільні
Сухуваті Лучновато-
чорноземні
Лучновато-
дернові
Лучновато-
буроземні
Торфові
пересушені
Алювіально-
лучноваті
Свіжуваті Лучно-
чорноземні
Лучно-
дернові
Лучно-
буроземні
Торфові осу-
шені
Алювиально-
лучні
Свіжі Лучні потуж-
ні
Лучні Буроземи ки-
слі
Торф’янисто-
глейоваті
Алювіально-
лучні потужні
Вологі Чорноземно-
лучні глеєві
Лучні
глеєві
Буроземи гле-
єві
Торф’янисто-
глейові
Алювіально-
лучні оглеєні
Сирі Чорноземно-
лучно-
болотні
Лучно-
болотні
Буроземи
лучно-
болотні
Торфово-
глейові
Алювіально-
лучно-
болотні
Мокрі Перегнійно-
глейові
Болотні
мінеральні
Глейові Мулувато
торфові
Алювіальні
болотні
Під дією переміщення вологи формується
перерозподіл речовини. Під дією гравітацій-
них сил формується інфільтраційний потік
ґрунтової вологи, він заволікає за собою ре-
човини, що знаходяться в його різноманіт-
них розчинах (іонних, колоїдних, суспензій),
відбувається елювіювання або винос речо-
вини. Елювіальний ряд найбільше поширен-
ня має в лісовій зоні, де кількість опадів
значно переважає випаровування. В резуль-
таті цього формуються вилугувані (ВЛГ),
опідзолені (ПДЗ), осолоділі (ОСЛ) ґрунти.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
62
В результаті процесів гідрогенізації, під
дією поверхневого натягнення відбувається
переміщення речовин з ґрунтових вод по
ґрунтових капілярах, особливо, легкороз-
чинних солей, катіонів натрія, і накопичен-
ню їх в ґрунтах. В залежності від мінералі-
зації ґрунтових вод, хімічного складу порід,
режиму зволоження розвиваються засолені
(ЗСЛ), солонцюваті (СЛН) ґрунти. Ґрунти в
яких не формуються внутрішні потоки речо-
вини є нормальними (Н).
Таким чином, виділяється ряд ґрунтів по
фактору переміщення ґрунтових розчинів:
Рп ={ВЛГ, ПДЗ, ОСЛ, Н, ЗСЛ, СЛН }.
Ґрунти наслідують від ґрунтотворної по-
роди гранулометричний склад мінеральної
складової. В процесі ґрунтоутворення до
нього додаються елементи органічної речо-
вини, зазвичай колоїдної (мулуватої) фрак-
ції.
Гранулометричний склад стає більш важ-
ким. В першому наближенні можна викори-
стовувати ряд гранулометричних елементів,
аналогічний застосованому для ґрунтотвор-
них порід, але в ґрунтознавчих класифікаці-
ях застосовується більш детальний ряд.
Вважається, що в природі може виникати
наступний ряд гранулометричного різнома-
ніття: кам’янисті (КМ), рихлі піщані (РП),
зв’язні піщані (ЗП), супіщані (СП), легкосу-
глинисті (ЛСГ), середньосуглинисті (ССГ),
важкосуглинисті (ВСГ), легкоглинисті
(ЛГЛ), середньоглинисті (СГЛ), важкогли-
нисті (ВГЛ). Таким чином, формується ряд
гранулометричного (механічного, зерново-
го) складу ґрунтів:
Рм={КМ, РП, ЗП, СП, ЛСГ, ССГ, ВСГ, ЛГЛ,
СГЛ, ВГЛ}.
Для відображення різноманіття ґрунтів за
багатьма рядами необхідно використовувати
більш складні багатомірні таблиці. Різнома-
ніття ґрунтів з зазначених рядів може вклю-
чати 58320 феноменів. Для степової зони
різноманіття може складатися з 14580 фено-
менів. Потужність реального абіотичного
різноманіття порушених гірничими робота-
ми земель, з урахуванням різноманіття по-
верхонь та порід є ще більшою. Це створює
практично необмежені можливості розробки
технологій біогеодиверсифікації порушених
земель.
Основні засади технології активізації ві-
дновлення ґрунтів. Основним елементарним
ґрунтотворним процесом є біогенізація, або
накопичення органічної речовини. Він ле-
жить в основі подальшого розвитку екосис-
тем. В природних умовах цей процес розтя-
гується на сотні років, зі щорічним накопи-
ченням біомаси, формуванням мортмаси,
переробкою мортмаси за участі ґрунтової
фауни, мікрофлори, фізичних агентів. Поро-
ди порушених гірничими роботами земель
не вміщують необхідної сукупності організ-
мів, тому потрібно подолати послідовність
стадій розвитку цілої сукупності організмів
як по кількості, так і по видовому складу.
Складну послідовність природних стадій
можна замінити внесенням готової органіч-
ної речовини з відходів виробництва (кому-
нальних, харчових, переробних, сільського-
сподарських підприємств). Особливо ефек-
тивним є внесення осадів стічних вод. Осади
накопичуються в величезних обсягах, ста-
ють загрозою для навколишнього середови-
ща. Тільки підприємство КП „Кривбасводо-
канал” на своїх полігонах має понад 150 000
т осадів, які займають територію понад 10
га.
Внесення осадів стічних сприяє активіза-
ції відновлення екосистем тільки в разі пе-
реводу їх в такий стан, коли параметри хімі-
чного складу, фізичних і біологічних влас-
тивостей знаходяться в оптимальному для
рослин і ґрунтів інтервалі.
Очевидно, що основною проблемою, яка
стримує використання осадів стічних вод
при веденні сільського господарства в якості
органічних добрив, є їх забруднення важки-
ми металами. Навіть за умови середнього
вмісту важких металів нижче ПДК, не ви-
ключається небезпека нерівномірного вне-
сення осадів та локального забруднення, за-
бруднення шляхом повторного внесення в
результаті дії акумулятивного ефекту, зал-
пового забруднення стічних вод і осадів, яке
не виявляється засобами контролю. За таких
умов, використання осадів стічних вод в
якості добрив на чорноземах, несе з собою
ризики забруднення родючих ґрунтів та не-
зворотних змін в їх стані. Практика свідчить,
що власник краще втратить можливість ви-
користання додаткових кількостей пожив-
них речовин, але уникне загрози втратити
все. Актуальність цієї проблеми зберігається
і при використанні осадів в зеленому будів-
ництві, коли небезпечні речовини можуть
потрапити в найближче оточення людини в
містах і селах.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
63
Дослідження розкривних порід показали
загалом невисокий вміст важких металів в
порівнянні з сучасними ґрунтами. Вміст ва-
жких металів в розкривних породах виявив-
ся в кілька разів менше кларка (таблиця 4).
Це, в цілому, співпадає з теоретичними уза-
гальненнями про біогенне походження ано-
малій вмісту важких металів, що спостеріга-
ється на поверхні Землі. За цією гіпотезою
рослини „викачують” важкі метали на пове-
рхню, де вони розповсюджуються за допо-
могою природних агентів (поверхневий стік
та вітер). В глибоких шарах землі не спосте-
рігається високого вмісту важких металів,
особливо, в шарах, які відповідають епохам,
позбавленим органічного світу (рослин та
тварин). Виходячи з цього, застосування
осадів стічних вод на розкривних породах є
екологічно виправданим. Внесення надлиш-
ків важких металів на розкривні породи в
загальному випадку сприятиме досягненню
ґрунтами рівня регіонального кларку.
Якщо маємо високий вміст окремих важ-
ких металів в розкривних породах, то гене-
зис цієї аномалії має витоки в особливих
умовах, які склалися під час їх формування в
прадавні часи. Ця аномалія не може співпа-
дати ні в часі, ні в просторі з вмістом важких
металів в осадах стічних вод. Отже, осади
стічних вод не можуть вміщувати кількість
важких металів, яка б істотно збільшувала їх
вміст у вторинних ґрунтах.
Багаторічні дослідження впливу на ґрун-
ти органічної речовини дозволили запропо-
нувати основні прийоми біогенізації порід
порушених земель для активізації віднов-
лення ґрунтів:
1. Внесення невеликих об’ємів стічних
вод або перепрілих осадів (0,5 дм3) в лунки
під час посадки в них насінин деревних та
чагарникових видів. Таке дискретне внесен-
ня органічної речовини в нормах не вимагає
наявності великих обсягів відходів (до 5
м3/га). Застосування такого прийому дозво-
лило стимулювати проростання насіння дуба
звичайного.
2. Внесення на поверхню ґрунту суміші
насіння, стічних вод, або їх перепрілих оса-
дів. Після внесення восени суміш встигає
накопичити достатньо вологи та навесні ор-
ганічна речовина починає свою дію по збі-
льшенню елементів живлення, агрегування
ґрунтів. Використання таких величезних
об’ємів осадів (до 1000 м3/га) одночасно ви-
рішує проблему їх утилізації.
3. Накопичення сирих осадів для компос-
тування. На порушених землях можливе
створення накопичувачів сирих осадів стіч-
них вод, в яких проходять процеси остаточ-
ного зневоднення та компостування. Через
3-5 років, після створення такого накопичу-
вача, перепрілі осади можна використовува-
ти для біогенізації гірських порід.
Таблиця 4 – Коефіцієнт концентрації Кк важких металів в розкривних породах
відвалів Кривбасу
Кк Розкривна
порода Pb Сd Zn Mn Cu Cr Ni
Сланці 0,62 < 0,2 1,2 0,20 0,68 1,2 1,17
Глини 0,75 < 0,2 0,01 0,52 0,68 <0,01 0,68
Суглинки 0,81 <0,2 0,74 0,31 0,21 <0,01 0,29
Вапняки 0,75 <0,2 0,24 0,20 0,12 <0,01 0,17
Кварцити 0,94 <0,2 0,10 0,11 0,09 <0,01 0,29
Технічна суміш 0,75 <0,2 0,46 0,25 0,27 <0,01
Примітка. Коефіцієнт концентрації Кк - відношення вмісту хімічного елемента до його кларку
в літосфері. Використано кларк в літосфері за А.П. Виноградовим [24].
Основи технологій відновлення біорізно-
маніття рослинних елементів вторинних
екосистем. Для створення рослинності на
порушених землях традиційно використову-
ється технологія рекультивації. Рекультиво-
вані землі, зазвичай, передбачається викори-
стовувати в сільському господарстві під ріл-
лю або в лісовому господарстві для створен-
ня штучних насаджень деревних порід. В
сільському господарстві відбувається пос-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
64
тійна сівозміна монокультур, таким чином,
створення рослинних елементів вторинних
екосистем, навіть, не передбачається. В лі-
совому господарстві створюються, головним
чином, моноценози перспективних деревних
порід (акація біла, сосна звичайна та інші).
Технології фактично спрямовуються на
знищення біорізноманіття.
Дослідження розвитку фітоценозів вто-
ринних екосистем порушених гірничими
роботами земель свідчать, що природа здат-
на сама відновити біорізноманіття без участі
людини, але на це їй потрібно сотні років.
Майже 40 років проходив процес природно-
го відновлення степових угрупувань в заказ-
нику „Візирка”, домінуюче положення в
яких належить одному з основних степових
злаків келерії гребінчастій (Koeleria cristata),
лише в останні роки стали з’являтися поо-
динокі особини ковили Лесcінга (Stipa less-
ingiana), що занесений до Червоної Книги
України.
Таким чином, достатньо забезпечити
охорону рослинного покриву від тривіаль-
ного антропогенного впливу (пожеж, випа-
сання худоби, розорювання) і відновлення
рослинного біорізноманіття відбудеться че-
рез реалізацію функції самовідновлення еко-
систем. Але, таке відновлення відбувається
тільки на окремих ділянках з рівною повер-
хнею на м’яких породах з переважанням су-
глинків та глин, для повного відновлення
біорізноманіття потрібно зачекати, ще кілька
десятків років. Природні механізми діють
поступово та неквапливо, вони суттєво за-
лежать від випадкових подій (кліматичних
умов, коливаннями стану популяцій рослин
та тварин).
Розробка технологій прискореного відно-
влення рослинного біорізноманіття дозво-
лить повної мірою використати потенціал
родючості отриманий від активізації віднов-
лення ґрунтів, забезпечити створення базо-
вого елемента вторинних екосистем, розви-
ток зооценозу та біорізноманіття тварин.
Відповідно до абіотичного різноманіття
земель здійснюється вибір видів рослин, що
використовуються для відновлення екосис-
тем [25].
На м’яких породах можна достатньо ус-
пішно використовувати традиційні техноло-
гії створення рослинності (оранка, борону-
вання, планування, посів, ущільнення, вне-
сення добрив та інші) і технічні засоби які
розроблено для потреб сільського господар-
ства (трактори, плуги, борони культиватори,
сівалки та ін.).
Використання традиційних технологій
відновлення рослинності на порушених зем-
лях може бути обмежено кам’янистистю те-
хнічних сумішей, які зазвичай потрапляють
на поверхню. Каміння заважає нормальному
функціонуванню робочих органів машин та
механізмів, може бути причиною зламу ко-
ронок шурфобурів, лемешів плугів, культи-
ваторів. Тут можлива тільки поверхнева об-
робка ґрунту. На кам’янистих ґрунтах мож-
ливе застосування технологій нанесення на
поверхню порід спеціальних сумішей, які
мають в своєму складі насіння, або інші ор-
гани рослин, які пристосовані до розмно-
ження (спори, цибулини, бульби, кореневи-
ща, тощо).
Для доставки сумішей на поверхню мо-
жуть використовуватись традиційні розки-
дувачі, зрошувальні машини, оприскувачі,
та інші сільськогосподарські технічні засо-
би. При розробці оригінальних пристроїв
треба виходити з необхідності подолання
перешкод поверхні або можливості перемі-
щення сумішей на значні відстані 10-100 м
без переміщення технічних засобів. Розроб-
ку машин та механізмів для роботи на стрі-
мких схилах необхідно вести в напрямку
зниження положення їх центра тяжіння над
поверхнею землі, збільшення площі зціп-
лення з поверхнею, вирівнювання базових
елементів паралельно горизонтальній пло-
щині.
Перспективним напрямком розробки те-
хнологій відновлення рослинності, особливо
в степу є використання рулонних техноло-
гій. В контрольованих умовах (родючі ґрун-
ти, зрошення внесення мінеральних добрив)
можна створити лучну або степову дернину,
яка здатна зберігати розвинені рослини,
будь-якого різноманіття. Ця технологія дав-
но і успішно використовується для створен-
ня трав’яних газонів при зеленому будівни-
цтві. На поверхню породи спочатку нано-
ситься шар штучного ґрунту потужністю 10-
20см, а на нього дернина. Таким шляхом,
можна відновлювати степову рослинність,
яка стала рідкісною в нашім краї через над-
мірне розорювання земель. Більшість видів
ковили, що входять до Червоної Книги
України, можна відновити застосовуючи
технологію рулонної дернини. Степові пер-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
65
воцвіти, в тому числі й ті, що належать до
рідкісних, можна відновлювати за аналогіч-
ними технологіями. Таким чином, швидко
створюється рослинний покрив, пристосо-
ваний до степових умов, який здатний пе-
решкоджати ерозійним, дефляційним та ін-
шим деградаційним процесам .
Створення екологічних коридорів як засіб
забезпечення біогеодиверсифікації поруше-
них земель. Екологічний коридор є основ-
ним функціональним елементом системи.
Він забезпечує єдність системи через зв’язки
між ядрами, які відіграють в екомережі ос-
новну, але, дещо, пасивну роль. Як всяка
природна система екологічна мережа має
складну структуру. Ієрархія структури еко-
логічної мережі забезпечується через фор-
мування структури її елементів. Структура
екологічних коридорів передбачає за зако-
ном формування двох елементів: екокоридо-
ра та його буферної зони [3]. Функціонуван-
ня екокоридора для збереження біорізно-
манніття можна забезпечити тільки через
створення множини коридорів зі спеціалізо-
ваної структурою, або через коридор зі
складною структурою. І в тому, і в іншому
випадку передбачається існування різнома-
ніття структур екокоридорів. Виходячи з
загальних засад створення екокоридорів [26]
можна визначити просторове різноманіття
екокоридорів.
Реалізація геометричних підходів дає пі-
дстави виділяти в екокоридорі-лінії характе-
рні точки, які впливають на переміщення
біоти: точки входу, виходу, розгалуження,
точки переривання, перетину. На точках пе-
ретину екокоридору та техногенних бар’єрів
(залізниця, автодороги, канали гідротехніч-
них споруд та інші) необхідне облаштування
екотехнічних розв’язок [27].
Територіально екокоридор являє собою
полосу, зонування якої забезпечує виконан-
ня функцій переміщення біоти. Таким чи-
ном, можна виділити наступні функціональ-
ні зони:
• транзиту (витягнуті контури, не мають
перешкод на шляхах міграції та розповсю-
дження біоти);
• накопичення (ізометричні контури,
мають умови для перепочинку, живлення
живих організмів);
• відновлення (техногенно порушені зе-
млі);
• збереження (ареали рідкісних рослин
та тварин).
В екокоридорі формується потік живих
організмів, або біотичний потік .
Біотичний потік (БП) закономірних пере-
міщень виражається формулою:
n
БП= Σ(viqimiti),
i=1
де vi - середня швидкість переміщення
окремого живого організму виду і; qi – кіль-
кість особин виду і; mi – біомаса організму
виду і; n – кількість видів.
Біотичний потік значно переважає за по-
тужністю всі інші матеріальні потоки, що
формуються в екокоридорі (ерозійний, де-
фляційний, геохімічний), тому що здатність
до переміщення (в більший, чи в меншій мі-
рі) являє собою одну з основних ознак живо-
го організму. Біогеоценози та ландшафти є
системами територіальними з вираженою
абіотичною складовою, тому вони не здатні
переміщуватись у просторі. З цього ясно, що
екокоридори сприяють переміщенню і, та-
ким чином, збереженню видового різнома-
ніття, насамперед тварин, в яких рухливість
виражена набагато сильніше, ніж у рослин.
Екосистеми, як сховища пристосованих
до конкретних умов існування груп видів,
консорцій можуть сприяти формуванню по-
дібних до себе вторинних екосистем, таким
чином, віртуально експортувати себе через
екологічні коридори, або через рух видів.
Система класифікації біотичних потоків
може бути побудована на основі кібернети-
чних та біологічних ознак (таблиця 5).
В загальному вигляді переміщення можна
розділити на детерміновані (закономірні) та
випадкові. Закономірні переміщення є вира-
женням життєвих циклів живих організмів,
вони зазвичай бувають періодичними. Ви-
падкові переміщення виникають в разі сто-
хастичних змін умов існування, в більшості
випадків кліматичних.
Біотичний потік загалом є контінууміа-
льним (безперервним) в просторі, але іноді в
ньому проявляються дискретні ознаки: зміни
середовища, обмеження по ареалу, фації,
зони. Безперервною категорією є час, але в
часі формуються дискретні біотичні потоки,
які формуються в окремі періоди розвитку
організму популяції виду, екосистеми. Зага-
льно відомим є біологічний механізм боро-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
66
тьби за існування. Цей механізм може як
сприяти, так і заважати процесам перемі-
щення по екокоридорах. Загострення боро-
тьби за існування формує конфліктний ре-
жим біотичного коридору, послаблення -
лояльний.
Таблиця 5 - Ознаки класифікації біотичних потоків екологічного коридору
Ознака класифікації Зміст
Визначеність Детермінований, стохастичний
Перервність Дискретний, контінуумальний
Узгодженість Конфліктний, лояльний
Біологічне царство Рослинний, тваринний
Середовище переміщення Геохори, гідрохори, пневмохори
Механізм переміщення Автохори, анемохори, антропохори, барохори, зоохори, пер-
вольвент
Механізм перенесення га-
мет (полових клітин)
Автогамія, гідрофілія, анемофілія, зоофілія, протандрія, про-
терогонія
Принципово відрізняються механізми пе-
реміщення в царствах природи, зокрема,
тварин та рослин. Рослини більшу частину
свого циклу розвитку залишаються на місці і
можуть переміщуватись, головним чином, у
вигляді діаспор (насіння, спор, зачатків).
Тварини мають спеціальні органи та систе-
ми органів, які забезпечують їм активне пе-
реміщення у просторі.
Таким чином, біотичний потік розподіляєть-
ся за біологічними ознаками на два різні ру-
кави: тваринний та рослинний. За середови-
щем переміщення виділяються на землі -
геохори, в воді - гідрохори, в повітрі – пнев-
мохори. Живі організми мають спеціальні та
різноманітні механізми для переміщення в
просторі. Класифікація механізмів перемі-
щення за основним агентом може викорис-
товуватись як традиційно для рослин, так і
для тварин. Велике значення для обміну ге-
нетичним матеріалом, особливо для рослин,
має механізм перенесення полових клітин
(гамет). На основі геометричних, функціо-
нальних, класифікаційних ознак формується
територіально-функціональна структура
екологічного коридору, в якій виділяються
перш за все шляхи і схованки. Будь-який
організм не може, безперервно здійснювати
функції: розмноження, росту, фотосинтезу,
переміщення та інші. Він потребує періоду
накопичення енергетичних запасів, віднов-
лення здатності до здійснення функції на
всіх рівнях від молекулярного до біосферно-
го. Отже, переміщення повинно, супрово-
джуватись зупинками, на яких живі організ-
ми можуть отримувати можливість до від-
починку, живлення, саморегуляції, самовід-
творення, самовідновлення. Території, де
здійснюються названі функції, в умовах ін-
тенсивного антропогенного та техногенного
навантаження, являють собою схованки жи-
вого.
Вони повинні бути захищені від зовніш-
нього втручання, мати різноманітні абіотич-
ні умови, щоб забезпечити біорізноманітний
потік різноманітними умовами існування.
Цим вимогам найкраще відповідають техно-
генні ландшафтні заказники [24].
Загальна структура екологічного коридо-
ру (рисунок) включає наступні елементи:
шляхи, схованки, розгалуження, екотехнічні
розв’язки, буферні зони. Базовими елемен-
тами є шляхи та схованки, екотехнологічні
розв’язки та буферні зони забезпечують фу-
нкціонування базових. Розгалуження екоко-
ридору можуть виникати з природних та те-
хногенних причин. Природними являються
гідрографічні, геоморфологічні розгалужен-
ня, за якими слідують біотичні потоки. Для
подолання техногенних перешкод (забудова,
забруднені території) біотичний потік ви-
мушений відхилятися від напряму слідуван-
ня та обходити перешкоду з боків.
Таким чином, через вплив на структуру,
ознаки та показники екокоридору можливе
формування технологій біогеодиверсифіка-
ції порушених гірничими роботами земель.
Визначення множин абіотичного різно-
маніття на більш детальному рівні можливе
із застосуванням існуючих класифікацій по-
верхонь, порід, ґрунтів. Застосування техно-
логій внесення осадів стічних вод в подаль-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
67
шому необхідно уточнювати в залежності
від умов застосування. На основі проведе-
них узагальнень можливе створення класи-
фікації екокоридорів, для використання її
для розробки технологій відродження пору-
шених земель.
Рисунок - Загальна структура екологічного коридору:
1- схованки; 2 - шляхи; 3 - бар’єр; 4 – екотехнологічна розв’язка;
5 – розгалуження; 6 - буферні зони
Висновки
1. Абіотична різноманітність представляє
собою систему різноманітності поверхні,
порід та ґрунтів. Різноманітність поверхні в
першому наближенні формується з матеріа-
льного (транзитивні, стабільні, акумулятив-
ні) та енергетичного (жаркі, помірні, холод-
ні) рядів. Різноманітність порід в першому
наближенні формується з генетичного (ма-
гматичні, осадкові, метаморфічні) та грану-
лометричного рядів (монолітні, кам’янисті,
піщані, пилуваті, мулуваті). Різноманітність
ґрунтів формується з рядів біогенізації, ста-
нів зволоження, переміщення ґрунтових ро-
зчинів, гранулометричного складу та інших.
Тільки в степовій зоні можливе формування
понад 14 580 елементів різноманітності ґру-
нтів.
2. Внесення органічної речовини відходів
господарства створює можливість швидкого
розвитку процесів біогенізації у вторинних
ґрунтах порушених земель. Внесення осадів
стічних вод не може привести до накопи-
чення у вторинних ґрунтах важких металів
вище значень регіональних кларків.
3. Прискорення відновлення рослинності
необхідно здійснювати внесенням в штучні
суміші насіння та інших органів відновлення
рослин, нанесенням на поверхню штучної
дернини.
4. Формування екокоридору є складовою
системи технологій біогеодиверсифікації
найвищого рівня. Потужність екокоридору
визначається через показник біотичного по-
току. Екокоридори сприяють відновленню
на порушених землях біорізноманіття, в пе-
ршу чергу, тварин. Формування системи
екокоридорів сприяє успішному функціону-
ванню механізму відновлення біорізнома-
ніття порушених гірничими роботами зе-
мель.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
68
Перелік посилань
1. Лисецкий Ф.Н., Голеусов П.В., Кухарук Н.С., Чепелев О.А. Экологический аспекты восп-
роизводства почвенно-растительного покровов в нарушенных горнодобывающей промышлен-
ностью ландшафтах // Электронный журнал „Исследовано в России”; http://zhurnal.ape.relam.ru.
2. Сметана С. М. Рекультивація, ремедіація, ревіталізація, відновлення та відродження зе-
мель – необхідність усвідомлення // Мат. молод. наук. конф. „Проблеми розвитку наук про Зе-
млю в баченні молодих науковців”. – Київ, 2008. – С. 11-12.
3. Закон Украины ”Про екологічну мережу України” // Відомості Верховної Ради України. –
2004. - № 45. - С. 1841-1848.
4. Емельянов И.Г. Разнообразие и его роль в функциональной устойчивости и эволюции
экосистем – К., 1999. - 168 с.
5. Мейен С.В. Основные аспекты типологии организмов. // Журнал общей биологии. – 1978.
- № 4.
6. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь . – М.: Наука, 1990. – 544 с.
7. Вавилов Н.И. Пять континентов. - М.: Мысль, 1987. – 171 с.
8. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. - М., 1959. – 254 с.
9. Бельгард А.Л. Введение в типологию искусственных лесов степной зоны. // Искусствен-
ные леса степной зоны Украины. - Харьков: И-во ХГУ, 1960. - С. 33-55.
10. Чайковский Ю.В. Эволюция. - М.: Центр системных исследований – ИИЕТ РАН, 2003. -
Вып. 22. - 472 с.
11. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. - М.: ИКИ, 2002. – 666 с.
12. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. - М.: Мысль, 1972. – 423 с.
13. Голубець М.А. Екосистемологія. – Львів: Поллі, 2000. – 316 с.
14. Булыгин C. Ю., Неаринг М.А. Формирование экологически сбалансированных ланд-
шафтов: проблема эрозии. – Харьков: Изд-во Эней. ЛТД, 1999. – 271 с.
15. Shary, P.A., Sharaya, L.S., Mitusov, A.V., 2002. Fundamental quantitative methods of land
surface analysis. Geoderma. - V. 107. - No. 1-2. - P. 1-32.
16. Трошкина Г.Н. Математическое моделирование процессов теплообмена в системе «сол-
нечный коллектор – аккумулятор тепла» /Авт. реф. дисс. канд. техн. наук. – Барнаул, 2006. –
22 с.
17. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. −М.: Наука, 1974. − 167 с.
18. ГОСТ 17.5.1.03-86 Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической
рекультивации земель.
19. Справочник по горнорудному делу. - М.: Недра, 1983. – 816 с.
20. Скрипник О.А. Влияние гидрофизических свойств поверхностных горизонтов техно-
генных почв на формирование водного режима. // Мат. 3-й Міжн. наук-практ. конф. ”Проблеми
природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів”. – Дніпропетровськ,
2005. – Частина II. - С. 196-199.
21. Крупеников И.А., Махлин Т.Б. и др. Статистические параметры состава и свойств почв
Молдавии. – Кишинев: Штиинца, 1987. – Ч. I. - 156 с.
22. Дидух Я.П. Структура классификационных единиц растительности и ее таксономиче-
ские категории. // Екологія та ноосферологія. - 1995. – Том 1. - № 1-2. – С. 56-73.
23. Полупан М.І., Соловей В.Б., Величко В.А. Класифікація грунтів України. – К.: Аграрна
наука, 2005. – 300 с.
24. Классификация почв России. – М., 2000. – 234 с.
25. Розанов Б. Г. Генетическая морфология почв. М.: Изд-во МГУ, 1975. – 293 с.
26. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почве. - М.: Изд-во АН
СССР, 1957. – 237 с.
27. Шапар А.Г., Скрипник О.О., Копач П.І. и др. Науково-методичні рекомендації щодо по-
ліпшення екологічного стану земель, порушених гірничими роботами (створення техногенних
ландшафтних заказників, екологічних коридорів, відновлення екосистем). – Дніпропетровськ:
Монолит, 2007. – 270 с.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
69
28. Шапарь А.Г., Скрипник О.А. Ландшафтно-гидрогеографические подходы к созданию
экологической сети. // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2002. - № 5-6. - С. 67-71.
Воровка В.П. Геоекологічне обґрунтування оптимізації екоінфраструктури Запорізької області /
Автореф. дис. канд. геогр. наук: 11.00.11 Тавр. нац. ун-т ім. В.І. Вернадського. — Сімфірополь,
2001. - 20 с.
O.A. Skrypnyk DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC
BASES OF TECHNOLOGIES OF
BIOGEODIVERSIFIKATION LANDS,
BROKEN MINING WORKS, FOR BUILDING
ECOLOGICAL NET
Institute of Problems on Nature Management& Ecology, National Academy of Sciences
of Ukraine, Dniepropetrovsk
Basic rows of abiotic variety of surfaces, breeds, soils was determined. Bases of technolo-
gies are developed for proceeding in soils and vegetation of lands, broken by mining works.
The basic principles of developed methods of the use of ecological corridors are offered for
proceeding biodiversyty.
Надійшла до редколегії 30 жовтня 2008 р.
Рекомендована членом редколегії канд.техн наук М.А Ємцем
|