Биологический этап рекультивации, включающий комплекс мероприятий по восстановлению плодородия земель и созданию устойчивого растительного покрова, наиболее труден с точки зрения достижения целей и требует длительного времени и неоднократного, систематического проведения работ.
В настоящее время существует большое количество методов и способов, технологий рекультивации. Связано это, в первую очередь, с тем, что нарушения происходят в различных природно-климатических условиях с разной интенсивностью, образуя различные виды нарушений. Наиболее распространенным способом является нанесение на рекультивируемую поверхность плодородного слоя почвы с последующими внесением органических и минеральных добавок.
В условиях Севера работы по биологической рекультивации применение данного способа затруднено из-за отсутствия достаточного количества плодородного слоя и других материалов для отсыпки грунтов.
Первые опытные работы по биологической рекультивации на отвалах алмазодобывающей промышленности в республике были проведены сотрудниками Института «Якутнипроалмаз». На участке площадью 2 га, отсыпанном плодородным слоем разной мощности, испытаны 19 видов многолетних трав [3].
Опытные работы, проведенные Институтом прикладной экологии Севера с 2002 года, на отвале № 6, доказали возможность рекультивации с частичной отсыпкой потенциально-плодородного слоя с посевом травосмеси и внесением минеральных удобрений [2, 4].
С целью разработки и внедрения эффективных способов биологической рекультивации без нанесения плодородного слоя в рамках реализации проекта «Создание комплексной инновационной экологически безопасной технологии добычи и переработки алмазоносных руд в условиях Крайнего Севера» по договору между АК «АЛРОСА» и СВФУ (Договор № 1239 от 09.07.2010 г.) проведены опытно-экспериментальные исследования на отвалах пустых пород Айхальского горно-обогатительного комбината (АГОК).
Отвалы пустых пород карьера «Айхал» как и отвалы всех алмазных карьеров представляют собой высокий (до 40–60 м), террасированный платообразный холмистый рельеф с крутыми откосами. Поверхность отвалов представляет собой разновозрастные слабо выветренные карбонатные породы. Согласно ГОСТ 17.5.1.03–86 [1], учитывая гранулометрический состав (содержание физической глины колеблется от 24,33 до 30,91 %), сухой остаток (0,03–0,44 %), реакцию среды (рН = 7,6–8,7), содержание гумуса (содержание углерода 0,17–0,87 %) и токсичных солей (0,045–0,627) оценена пригодность грунтов отвалов, которые в основном относятся к малопригодной группе.
Материал и методы исследований
В начале вегетационного сезона 2011 года заложено 7 вариантов опыта:
1) применение старики;
2) применение метода гидропосева на откосах;
3) применение биоматов;
4) применение осадков КОС;
5) применение конского навоза;
6) применение смеси перегноя и песка, а также фоновый участок.
На опытных участках были внесены комплексные минеральные удобрения («Азофоска») из расчета 100 кг/га действующего вещества, норма посева травосмеси – из расчета 30 кг/га.
При геоботаническом описании опытных площадок отмечались общее проективное покрытие в %, средняя высота, видовой состав, проективное покрытие каждого вида с применением шкалы Б.М. Миркина (1985), которая соответствует: единичные экземпляры растений – « + »; менее 5 % – 1 балл; от 6 до 15 % – 2 балла; от 16 до 25 % – 3 балла; от 26 до 50 % – 4 балла; свыше 50 % – 5 баллов.
Результаты исследований и их обсуждение
Основные показатели растительности опытных площадок на август 2012 года показаны на рис. 1.
Рис. 1. Показатели результатов опытно-экспериментальных работ
Лучшие результаты получены на участке с применением старики. На опытных площадках среднее проективное покрытие травостоя в первый год составило 40 %, во второй год – 50 % (максимальное 80 %), средняя высота – соответственно 30, 45 см. Преобладали высеянные виды овес посевной, донник белый, ромашка аптечная, а также сорные виды марь белая, полынь монгольская, дескурайния гулявниковая, лебеда раскидистая, горец вьющийся. Достоинствами предлагаемого способа является следующее:
– сбор и заготовку старики, являющейся малозатратным укрывным материалом, можно осуществлять повсеместно и без привязки к сезонным изменениям;
– в условиях отсутствия на отвалах регулярного полива посевов, старика будет задерживать влагу в летний сезон, а зимой служить защитным слоем от морозов и ветра, при дополнительном позитивном противоэрозионном воздействии;
– для отвальных грунтов старика будет дополнительным субстратом, а при гниении – источником питательных веществ;
Перспективным способом является использование осадков КОС. Среднее проективное покрытие 30 %, местами до 50 %. Средняя высота 20 см. Преобладают овес и донник. Единично растут хвощ полевой, полынь, марь белая. Способ применения осадка КОС полезен не только для восстановления растительности, но и может рассматриваться как утилизация промышленных отходов.
Хорошие результаты получены, как и ожидалось, при применении перегноя с песком (среднее проективное покрытие 40 %, высота – 30–40 см, доминируют овес, донник, единично произрастают марь белая, дескурайния гулявниковая, иван-чай узколистный, горец) и конского навоза (вариант без посева – общее проективное покрытие 5 %, высота 5–10 см; вариант с посевом семян – общее проективное покрытие 30–40 % высота до 30 см, доминируют овес посевной, донник и марь белая), которых в достаточном для рекультивации отвалов объеме в п. Айхал нет, поэтому данные способы был заложен с целью получения сравнительных с другими способами опытов результатов.
Рис. 2. Способ 1. Применение старики
Рис. 3. Способ 4. Применение осадков КОС
Гидропосев и использование биоматов в первый сезон не дали положительных результатов. На второй год на площадке с гидропосевом среднее проективное покрытие достигло 20 %, произрастало 7 видов средней высотой 15 см. В 2012 году опыт по применению биоматов был продолжен в 2-х вариантах: 1 вариант – подсев семян трав местных видов; 2 вариант – биомат используется без изменений. В августе на первом варианте среднее проективное покрытие составляло 20 %. Произрастали овес посевной, ромашка аптечная, марь белая, ячмень. На варианте без посева произрастали единичные экземпляры злаков.
Рис. 4. Способ 2. Гидропосев
Библиографическая ссылка
Миронова С.И., Иванов В.В., Гаврильева Л.Д., Назарова Г.В., Петров А.А. Научные основы выбора способов биологической Рекультивации отвалов карьера «Айхал» // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 11-1. – С. 125-127;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31049 (дата обращения: 19.04.2024).