Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий
Проанализированы результаты проведения рекультивационных мероприятий в техногенных экотопах Донбасса и предложен способ рекультивации, предусматривающий поэтапное регулирование развития наиболее важных компонентов биогеоценозов (эдафического и биотического), а также пространственной структуры и дина...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная ботаника |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Донецький ботанічний сад НАН України
2010
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/65935 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий/ С.П. Жуков // Промышленная ботаника. — 2010. — Вип. 10. — С. 11-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860024020737458176 |
|---|---|
| author | Жуков, С.П. |
| author_facet | Жуков, С.П. |
| citation_txt | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий/ С.П. Жуков // Промышленная ботаника. — 2010. — Вип. 10. — С. 11-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная ботаника |
| description | Проанализированы результаты проведения рекультивационных мероприятий в техногенных экотопах Донбасса и предложен способ рекультивации, предусматривающий поэтапное регулирование развития наиболее важных компонентов биогеоценозов (эдафического и биотического), а также пространственной структуры и динамики развития формирующихся сообществ. При этом своевременно подключаются и эффективно используются естественные механизмы восстановления биогеоценозов. Регулирование сукцессионных процессов возможно как в комплексе с техническими мероприятиями, так и самостоятельно.
The results of the recultivational activities in the anthropogenic ecotopes of Donbass have been analyzed, the mechanism of recultivation has been offered, provided to regulate the development of the main components of biogeocenosis: edaphic, biotic, spatial pattern and dynamic development of emerging communities. Besides, the mechanisms of biogeocenosis recovery have been effectively used. It is possible to regulate succession processes, both individually and together with technical measures.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:48:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2010, вып. 10 11
УДК 581.524
С.П. Жуков
РЕГУЛИРУЕМАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННО НАРУШЕННЫХ
ТЕРРИТОРИЙ
рекультивация, сукцессия, регуляция, фитоценоз, техногенный экотоп
Введение
Человеческое знание постоянно совершенствуется. Это относится и к области рекультива-
ции техногенных экотопов. По мере накопления опыта в области применения существующих
технологий рекультивации техногенно нарушенных земель собраны данные об «узких местах»
в их применении, о недостаточной устойчивости формируемых структур при долговременном
развитии. Кроме того, со временем изменяются и условия, в которых проводится рекультивация.
С одной стороны, изменяются экологические условия: расширяется возрастной спектр отвалов,
часть экотопов на них в процессе их развития становится более благоприятной для произраста-
ния растений, по мере увеличения облесённости региона и достижения полного развития дере-
вьями в лесополосах и зеленых зонах городов региона (а соответственно и их средообразующе-
го влияния) произошел локальный сдвиг климатических условий от степных к опушечным, что
вызвало процессы естественного развития древесных растений на отвалах. Также в последние
десятилетия наблюдаются и глобальные изменения климата, что в нашем регионе проявляется
сейчас в нестабильности климатических условий по годам и сезонам [7, 8].
Еще одним важным фактором развития ноосферы является изменение человеческой пси-
хологии и потребностей. То, что удовлетворяло раньше, может оказаться недостаточным в но-
вом измененном мире. Приоритет от сферы вещевого потребления переходит к сфере жизнео-
беспечения senso lato, экологические условия по мере их дефицита начинают становиться ли-
митирующим фактором развития цивилизации. А их сохранение при поступательном развитии
экономики возможно только при условии достаточно полного и своевременного восстановления
утраченного, что выдвигает требования к рекультивации промышленно нарушенных земель на
новый уровень. В современных условиях, когда регуляция природных экосистем в значительной
степени разрушена, роль регулирующего блока, по крайней мере в промышленно освоенных
регионах, переходит к человеческому обществу [4]. Современная цивилизация либо должна най-
ти способы гармонизации взаимоотношений с природой, либо она сойдет со сцены истории в
результате глобальных экологических катастроф. Простой арифметический баланс скорости раз-
рушения биогеоценозов и скорости их воссоздания показывает устойчивость развития системы
природа – общество.
Цель исследований
Целью данной работы является развитие нового подхода к рекультивации промышленно
нарушенных территорий на основе направленного регулирования сукцессионных процессов в
формирующихся на таких территориях растительных сообществах, который назван нами регу-
лируемой рекультивацией.
Объекты и методы исследований
Объектами исследования служили породные отвалы угольных шахт в Донецкой и Луганской
областях. В ходе разработки проблемы изучали состояние рекультивационных насаждений, соз-
данных по существующим технологиям, в основном разработанных в 60-х – 80-х годах двадца-
того века, а также процессы естественного формирования растительности. При этом применяли
общепринятые методы геоботаники, рекогносцировочные исследования, закладку и изучение
пробных площадей [5]. Обследовано более 30 полностью или частично рекультивированных от-
валов, а также более 10 отвалов, не подвергавшихся рекультивации.
© С.П. Жуков
ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2010, вып. 1012
Результаты исследований и их обсуждение
В ходе исследования регулярно выявлялись различные непредусмотренные последствия раз-
вития рекультивационных насаждений и нерешенные проблемы. В техногенных экотопах созда-
ние высокоэффективного в плане сохранения окружающей среды растительного покрова требует
очень высоких затрат. Требуется воссоздание почти всех блоков биогеоценоза по выбранной мо-
дели устойчивого биогеоценоза, скорее всего характерного для данного региона или территорий
со сходными условиями. При этом часто требуется изменение рельефа нарушенных земель, ре-
конструкция почвенных многослойных структур. Существующие способы рекультивации пред-
усматривают единовременное проведение биологического этапа, иногда с некоторым периодом
ухода и ремонта (подсадки) насаждений. В то же время развитие биогеоценоза является слож-
ным многоступенчатым процессом, в котором высаживание саженцев закладывает лишь основу
для формирования устойчивой структуры сообщества.
На многих отвалах угольных шахт созданы сплошные посадки древесных растений. Но по
мере роста и развития древесных насаждений выявилось, что на рекультивированных отвалах
угольных шахт после смыкания крон деревьев освещенность в приземном ярусе резко снижается
и наблюдается сильное изреживание травянистой растительности, что ведет к замедлению про-
цесса формирования почвы и возобновлению поверхностной эрозии, а в некоторых случаях и не
только поверхностной. То есть в этом плане имеется несовершенство пространственной струк-
туры рекультивационных насаждений.
С другой стороны, несовершенна и видовая структура рекультивационных насаждений: су-
ществующие насаждения древесных растений на отвалах угольных шахт представлены в основ-
ном 2 – 3 видами растений обычно при абсолютном доминировании Robinia pseudoacacia L.,
особенностью которой является позднее распускание листьев. Это сказывается и на декоративно-
сти посадок, и на их защитных свойствах. В результате предшествующих исследований сотруд-
никами Донецкого ботанического сада НАН Украины разработан достаточно разнообразный ас-
сортимент древесных растений [1]. Но специфика предшествующей технологии рекультивации,
когда все посадки на отвале создавали в течение 1 – 2 лет, и лишь иногда на 2 – 3 год проводили
подсадку новых саженцев вместо погибших (ремонт насаждений), препятствует повышению раз-
нообразия используемых видов растений. Во-первых, часто рекультивации подвергались недав-
но вышедшие из эксплуатации отвалы, на большей части поверхности которых складывались
достаточно жесткие условия эдафотопа, которые могут выдержать только наиболее устойчивые
растения. Во-вторых, для тушения очагов горения и предупреждения самовозгорания породы в
дальнейшем проводили переформирование отвалов. При этом участки наиболее выветренной
породы в силу технических причин перекрывали породой из глубины отвала, не подвергавшейся
выветриванию и потому малоподходящей для роста растений. Отвалы же, не подвергавшиеся
переформированию и тушению, имеют естественно сформированные углы наклона поверхно-
сти склонов, что обусловливает постоянное их обнажение эрозией или оползанием новых слоев
породы с последующим окислением сернистых соединений, а, вследствие этого, подкислением
породы и образованием фитотоксичных солей. В-третьих, проекты биологического этапа рекуль-
тивации в последние десятилетия прошлого века иногда составлялись в проектных институтах
не биологического профиля, без привлечения авторов технологии (авторского надзора), что за-
трудняло квалифицированный дифференцированный подбор видов для различных эдафотопов
отвалов. В-четвертых, конкретным исполнителям не всегда был доступен достаточно разноо-
бразный посадочный материал, а массово выращивали в питомниках обычно наиболее востре-
бованные виды, которыми и осуществляли рекультивацию. И, наконец, со временем эдафотопы
рекультивированных отвалов развиваются, происходит обогащение их питательными элемента-
ми, вымывание солей и появляется возможность произрастания более прихотливых, но ценных в
эстетическом и рекультивационном отношении растений, чем применявшиеся вначале.
В настоящее время также образовалась достаточно большая группа отвалов с длитель-
ным периодом после окончания эксплуатации, где рекультивацию не проводили или она про-
ведена фрагментарно, или на части территории насаждения погибли. В результате естествен-
ной сукцессии эдафотопов, локального и глобального изменения климатической обстановки,
экологические условия на таких отвалах стали более приемлемыми для произрастания расте-
ний, что отражается и в естественном поселении некоторых видов из прилегающих территорий.
ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2010, вып. 10 13
На этих отвалах, а кроме того, на отвалах, рекультивированных одновидовыми насаждениями,
возможно создание исходно разнообразных, а потому более устойчивых и эффективнее исполь-
зующих ресурсы среды насаждений.
Проблему возобновления поверхностной эрозии под пологом древесных насаждений можно
решить также формированием яруса травянистых теневыносливых растений. Еще одной важ-
ной проблемой является глубокая эрозия склонов. Особое значение эта проблема приобретает
на больших конических породных отвалах или отвалах обогатительных фабрик и других произ-
водств, где производится дробление и фракционирование материала. Отвалы в результате сла-
гаются из измельченного материала, легко поддающегося водной эрозии. Так, на отвале шахты
Ганзовка (г. Макеевка) в лобовой части отвала имеются эрозионные рытвины протяженностью
более 80 м с глубиной вреза в нижней части склона более 1 м и шириной до 3 м. Конусы выноса у
основания рытвин выходят за линию первоначальной границы отвала более чем на 10 м. Причем
эти рытвины начали особенно интенсивно увеличиваться в последние 15 лет. На более старых
отвалах могут быть более сильные промоины. Обычно в течение вегетационного сезона бывает
1 – 3 достаточно сильных дождя или ливня, во время которых происходит постепенное развитие
и углубление эрозионной сети на отвалах. Еще более выражены эрозионные процессы на отва-
лах отходов углеобогащения, например на отвалах Мушкетовской ЦОФ в центре Буденновского
района г. Донецка или на отвалах складирования отсева производства щебня флюсо-доломитного
комбината г. Докучаевска.
На этих отвалах сформировалась сложная поверхностная структура с «древовидной» сетью
эрозионных промоин, где остатки первоначальной поверхности имеют форму более-менее вы-
соких гребней, разделяющих эродированные участки. Соответственно для гребней характерно
быстрое высыхание почвенного субстрата, а для глубоких промоин (иногда глубина более 2 м)
выраженное затенение, при более высокой, чем на гребнях, но все же недостаточной влажности
субстратов.
Изучая пространственную структуру формирующихся естественным образом на породных
отвалах шахт фитоценозов, нами было выявлено и это согласуется с литературными данными
[2, 3], что более устойчивой оказывается мозаичная пространственная структура [5, 6]. Самопро-
извольно сформировавшиеся сообщества вначале закономерно сменяют друг друга на склонах
отвалов вдоль направления изменения возраста отсыпки породы. В дальнейшем в силу разноо-
бразных причин происходит фрагментация ценозов и формируется мозаичная структура, сравни-
тельно более устойчивая вследствие наличия внутренних границ, препятствующих распростра-
нению нарушающих воздействий: эрозии, пожаров, биотических факторов и т.д. В связи с явно
видимым направлением распространения основных нарушающих факторов – водной эрозии и
пожаров, вертикально по склонам, возможно формирование регулярных структур – полосчатых,
сетчатых, шахматных и т.п. [5, 6]. Размер элементов таких структур определяется двумя разнона-
правленными факторами: с одной стороны, для хорошего состояния древесных насаждений они
должны быть достаточно протяженны, чтобы проявился эффект группы, а с другой стороны, с
ростом протяженности элемента ценотической мозаики экспоненциально растет степень разви-
тия нарушающих воздействий.
Можно рассмотреть проблему рекультивации отвалов и других техногенных экотопов в бо-
лее широком аспекте человеческой деятельности на планете. На наиболее антропогенно транс-
формированных территориях уже наступил момент, когда человек должен стать основным регу-
лирующим агентом. Особенно это выражено в техногенных экотопах. Естественные механизмы
регуляции развития растительного покрова здесь разлажены, скорость восстановления экосистем
незначительна, а его период затягивается на десятилетия и столетия. Восстановлению препят-
ствует и значительная пространственная протяженность нарушений и произошедшая коренная
трансформация биогеоценозов. Для сокращения площади техногенных пустынь требуется ре-
культивация и восстановление или регулирование как минимум эдафического и биотическо-
го компонентов биогеоценозов, а также пространственной структурированности и динамики
их развития. Схематически регулируемую рекультивацию в виде воздействия человека на эти
компоненты с использованием сукцессионного подхода можно выразить следующей схемой
(рис. 1). Переформирование отвала является как бы заменой тому времени, которое необхо-
димое на то, чтобы склоны приобрели устойчивые углы наклона, то есть время, пока порода
ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2010, вып. 1014
Рис. Схема рекультивационных и регулирующих антропогенных воздействий на развитие
растительного покрова техногенных земель на примере породных отвалов угольных шахт:
I, II, III, IV – стадии естественной сукцессии от пионерных бактериально-водорослево-сосудистых (I)
через стадии бурьянистых (II) и корневищных (III) сообществ к дерновинно-злаковым и дре весно-
кустарниковым (IV) биогеоценозам; 1 – переформирование отвала и выполаживание склонов,
2 – формирование искусственной почвы, 3 – создание рекультивационных насаждений,
4 – регулирование пространственной и видовой структуры биогеоценозов, их динамики.
естественным путем перемещаясь вниз по склону, переведет наклон поверхности от угла зависа-
ния породы до устойчивых для данной породы в местных климатических условиях показателей.
Формирование искусственных почв заменяет большой промежуток времени, необходимый на
естественное формирование благоприятного эдафотопа в техногенном экотопе. Искусствен-
ная посадка растений компенсирует время на занос диаспор и смену флористического состава
формирующихся ценозов до таковых, имеющих структуру с достаточным рекультивационным
потенциалом. При регулируемой рекультивации своевременно подключаются и эффективно
используются естественные механизмы восстановления биогеоценозов. На предложенной схе-
ме регулирующее воздействие со стороны человека показано только как продолжение других
мероприятий, но его, как и другие способы воздействия, можно применять в любой момент
развития биогеоценоза в техногенном экотопе, даже выстраивая непрерывную цепь такого воз-
действия. Этим регулирующее воздействие отличается от других этапов рекультивации, эф-
фективность которых в ускорении сукцессионного развития снижается по мере приближения
к некоторому пороговому для этого метода уровню, и может даже отбрасывать развитие назад.
Так, например, переформирование старого отвала ведет к разрушению первичных почв и це-
нозов в хвостовой части.
Заключение
Таким образом, проанализированы результаты проведения рекультивационных мероприятий
техногенных земель в Донбассе за длительный период и предложен подход к рекультивации,
предусматривающий поэтапное регулирование развития наиболее важных в этом плане компо-
нентов биогеоценозов (эдафического и биотического), а также пространственной структуры и
динамики развития формирующихся сообществ. Это позволит с наименьшими затратами до-
стичь максимального эффекта за счет своевременного использования естественных механизмов
восстановления биогеоценозов. Регулирование процессов развития ценозов возможно как в ком-
плексе с техническими мероприятиями, так и самостоятельно.
1. Башкатов В.Г. Рекомендации по формированию мелиоративного растительного покрова на отвалах
угольных шахт Донбасса / В.Г. Башкатов, О.Н. Торохова, С.П. Жуков. – Донецк, 2002. – 35 с.
2. Бигон М. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-х т.: Пер с англ. / М. Бигон, Дж. Харпер,
К. Таунсенд. – М.: Мир, 1989. – Т.2. – 477 с.
ISSN 1728-6204 Промышленная ботаника. 2010, вып. 10 15
3. Грейг-Смит П. Количественная экология растений: Пер. с англ. / П. Грейг-Смит. – М.: Мир,
1967. – 359 с.
4. Жуков С.П. Конкретизация объекта исследований промышленной ботаники с позиций системного под-
хода / С.П. Жуков // Промышленная ботаника. – 2001. – Вип.1. – С. 11–15.
5. Жуков С.П. Научные основы оптимизации процессов восстановления растительного покрова на ан-
тропогенно нарушенных территориях Донбасса / С.П. Жуков // Донбас-2020. Охорона довкілля та
екологічна безпека. Збірник робіт. – Донецьк, 2001. – С. 37–39.
6. Жуков С.П. Регулирование развития фитосистем в техногенных экотопах на региональном уров-
не / С.П. Жуков // Геоэкологические и биоэкологические проблемы северного Причерноморья: мат.
междунар. научно-практической конференции. – Тирасполь, 28–30 марта 2001 г. – Тирасполь:
РИО ПГУ – ЭКОДНЕСТР. – С. 99–101.
7. Жуков С.П. Флорокомплексы распространенных техногенных экотопов Донбасса / С.П. Жуков //
Відновлення порушених природних екосистем: матер. ІІІ міжнар. наук. конф. (м. Донецьк, 7–9 жовтня
2008 р.) – Донецьк, 2008. – С. 199–202.
8. Жуков С.П. Изменение структуры фитоценозов шахтного отвала за 10 лет / С.П. Жуков // Відновлення
порушених природних екосистем: матер. ІІІ міжнар. наук. конф. (м. Донецьк, 7–9 жовтня 2008 р.) –
Донецьк, 2008. – С. 202–205.
Донецкий ботанический сад НАН Украины Получено 15.02.2010
УДК 581.524
РЕГУЛИРУЕМАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННО НАРУШЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
С.П. Жуков
Донецкий ботанический сад НАН Украины
Проанализированы результаты проведения рекультивационных мероприятий в техногенных экотопах
Донбасса и предложен способ рекультивации, предусматривающий поэтапное регулирование развития
наиболее важных компонентов биогеоценозов (эдафического и биотического), а также пространственной
структуры и динамики развития формирующихся сообществ. При этом своевременно подключаются и
эффективно используются естественные механизмы восстановления биогеоценозов. Регулирование сук-
цессионных процессов возможно как в комплексе с техническими мероприятиями, так и самостоятельно.
UDC 581.524
REGULATED RECULTIVATION OF INDUSTRIALLY DAMAGED TERRITORIES
S.P. Zhukov
Donetsk Botanical Garden, the National Academy of Sciences of Ukraine
The results of the recultivational activities in the anthropogenic ecotopes of Donbass have been analyzed, the
mechanism of recultivation has been offered, provided to regulate the development of the main components of
biogeocenosis: edaphic, biotic, spatial pattern and dynamic development of emerging communities. Besides, the
mechanisms of biogeocenosis recovery have been effectively used. It is possible to regulate succession processes,
both individually and together with technical measures.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-65935 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1728-6204 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:48:55Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Донецький ботанічний сад НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Жуков, С.П. 2014-07-05T12:15:52Z 2014-07-05T12:15:52Z 2010 Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий/ С.П. Жуков // Промышленная ботаника. — 2010. — Вип. 10. — С. 11-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1728-6204 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/65935 581.524 Проанализированы результаты проведения рекультивационных мероприятий в техногенных экотопах Донбасса и предложен способ рекультивации, предусматривающий поэтапное регулирование развития наиболее важных компонентов биогеоценозов (эдафического и биотического), а также пространственной структуры и динамики развития формирующихся сообществ. При этом своевременно подключаются и эффективно используются естественные механизмы восстановления биогеоценозов. Регулирование сукцессионных процессов возможно как в комплексе с техническими мероприятиями, так и самостоятельно. The results of the recultivational activities in the anthropogenic ecotopes of Donbass have been analyzed, the mechanism of recultivation has been offered, provided to regulate the development of the main components of biogeocenosis: edaphic, biotic, spatial pattern and dynamic development of emerging communities. Besides, the mechanisms of biogeocenosis recovery have been effectively used. It is possible to regulate succession processes, both individually and together with technical measures. ru Донецький ботанічний сад НАН України Промышленная ботаника Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий Регульована рекультивація промислово порушених територій Regulategulated recultivation of industrially damaged territories Article published earlier |
| spellingShingle | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий Жуков, С.П. |
| title | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| title_alt | Регульована рекультивація промислово порушених територій Regulategulated recultivation of industrially damaged territories |
| title_full | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| title_fullStr | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| title_full_unstemmed | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| title_short | Регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| title_sort | регулируемая рекультивация промышленно нарушенных территорий |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/65935 |
| work_keys_str_mv | AT žukovsp reguliruemaârekulʹtivaciâpromyšlennonarušennyhterritorii AT žukovsp regulʹovanarekulʹtivacíâpromislovoporušenihteritoríi AT žukovsp regulategulatedrecultivationofindustriallydamagedterritories |