Вторник, 23.07.2019, 10:07
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ИНТРОДУКЦИЯ РАСТЕНИЙ ПРИРОДНОЙ ФЛОРЫ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ МЕРЗЛОТНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Е.А. Тихменев, профессор кафедры биологии и химии факультета естественных наук и математики СВГУ; заведующий лабораторией геоботаники ИБПС ДВО РАН; кандидат биологических наук, доцент (г. Магадан)
П.Е. Тихменев, заместитель министра природных ресурсов и экологии Магаданской области (г. Магадан)

ИНТРОДУКЦИЯ РАСТЕНИЙ ПРИРОДНОЙ ФЛОРЫ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ МЕРЗЛОТНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Опыт восстановления растительного покрова на нарушенных землях зоны многолетней мерзлоты свидетельствуют о высокой эффективности использования ресурсов местной флоры при восстановлении техногенных ландшафтов. Показано, что посредством рекультивации нарушенных земель может быть решена проблема дефицита площадей, пригодных для лесоразведения и сельскохозяйственного освоения.

Ключевые слова: флора, многолетняя мерзлота, семенное размножение, нарушенные земли, агроэкология, рекультивация. 

 

Проблемы изучения техногенеза и восстановления нарушенных почвенно-расти- тельных комплексов зоны многолетней мерзлоты приобретают все большую актуальность. Успех интродукции растений на нарушенные земли требует знания биологии и экологии растений в специфических условиях среды обитания. Наши исследования показали, что семенное размножение является основным способом репродукции северных растений [8; 9]. В силу этих причин основное внимание при изучении и разработки мероприятий по восстановлению природной ценности нарушенных земель уделяется определение перспективных для целей интродукции видов местной флоры [6; 7]. В процессе наших исследований были изучены особенности репродуктивной биологии видов местной флоры, что предоставило нам возможность объективно оценить уровень адаптированности видов к условиям произрастания на техногенных образований [13].

При этом установлено, что естественное восстановление нарушенных почвенно-расти- тельных комплексов на большей части нарушенных земель Крайнего Северо-Востока России протекает неудовлетворительно [3].

Теорией и практикой травосеяния убедительно доказана [1; 2]. агроэкологическая возможность успешного возделывания многолетних трав во всех северных районах нашей страны. Опыт создания в бассейне р. Сугой, правого притока р. Колыма, сеяных лугов как на сено, так и для целей семеноводства показала реальную возможность получения семян местной флоры в промышленных объемах [5]. Основываясь на знании биологических особенностей видов-интроду- центов, впервые для Северо-Востока России были созданы сеяные луга в тундровой зоне и успешно выполнена биологическая рекультивация отработанной секции Омсук- чанской золото-извлекательной фабрики [11]. Накопленный опыт интродукции трав и древесных видов был использован для масштабной рекультивации нарушенных земель на золоторудном месторождении Кубака. Эксперименты и испытания разработанной технологии биологического этапа рекультивации убедительно показали эффективность восстановления природной ценности нарушенных земель мерзлотных ландшафтов региона с использованием ресурсов местной флоры. Работы выполнялись в период с 1996 по 2006 г., т. е. до прекращения производственной деятельности ГОКа «Кубака» и сдачи рекультивированных земель в лесной фонд. Определена группа видов, пригодных для практического применения и которые были испытаны при разработке технологии биологической рекультивации, а затем и плановых работ по восстановлению растительного покрова на месторождении «Кубака» [10; 12].

Результаты исследований

Семенной материал якутской селекции продолжает оставаться единственным источником адаптированного к созданию сеяных лугов в условиях многолетней мерзлоты. Экспериментальное изучение возможностей интродукции при рекультивации нарушенных земель на Северо-Востоке России позволило установить, что в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемых к интродуцентам анемофильные виды - злаки, кедровый стланик и лиственница, наиболее адаптированных к произрастанию в жестких условиях среды [1; 2; 7].

Исследования по интродукции растений местной флоры выполнялись на нарушенных землях бассейна р. Колыма - в долине р. Берелех. В исследованиях были использованы травосмеси, привезенные с Аляски, в состав которых входили злаки - бекмании (Beckmania syzigachne), овсяницы (Festuca rubra), арктической полевицы (Arctagrostis latifolia), вейника (Calamagrostis canadensis), щучки (Deschampsia beringensis), полыни (Artemisia tilesii), мятликов (Poa glauca, Poa alpina) и некоторых другие многолетние травы, произрастающих и на Северо-Востоке России. Они не выдерживали условий континентального климата и вымерзали в зимний период. Многолетние травы якутской селекции (репродукция НИС «Нюрбинский» ИБ СО АН СССР, ныне ИБПК СО РАН), был и интродуцированы нами более 20 лет назад на мелиорированные земли совхоза «Омсукчанский» ПО «Северовостокзолото» (Омсукчанский район Магаданской области) для создания сеяных лугов [9]. Результаты показали высокую эффективность этой группы злаков при восстановлении нарушенных земель и доказали свою пригодность для создания сеяных лугов для производства семян многолетних трав [5; 10].

Первоначально на площади 1,0 га были проведены опытные посевы - сортоиспытания семян пырейника изменчивого вилюй- ского, трех сортов пырейника сибирского (Нюрбинский, сорт Гуран, Камалинский 7), а из бобовых - люцерны синегибридной, сорт Камалинская 930, люцерна серповидная природной популяции, размноженная на Нюрбинском НПС и вики - мышинный горошек, репродукции Нюрбинского НПС в Якутии. Кроме видов и сортов якутской селекции были испытаны семена борщевика Со- сновского и горца Вейриха из Коми АССР, но посевы инорайонных видов и сортов многолетних трав показали, что условия перезимовки слишком суровы для них - они вымерзли в первую же зиму. Успешно перезимовали многолетние травы якутской репродукции, в последующем дававшие гарантированный урожай зеленой массы и семян [7; 8]. Благодаря этим исследованиям были определена группа видов, в наибольшей степени соответствующая требованиям, предъявляемым к технологии рекультивации техногенных образований на рудных месторождениях в условиях многолетней мерзлоты (фото 1).

Надежность, неприхотливость и гарантированная зимостойкость видов и сортов трав якутской селекции предопределило их закупку в 1999 г. Омолонской золоторудной компанией для противоэрозионной рекультивации нарушенных земель в зоне деятельности ГОКа «Кубака». Были завезены семена районированных сортов пырейников якутской селекции, встречающихся и в естественных сообществах территории Магаданской области. Семена многолетних трав, также как и древесных видов местной флоры, высевались для предотвращения ветровой и водной эрозии техногенных образований, преимущественно на отвалах пустых пород с предварительным землеванием поверхности потенциально-плодородным грунтом. Из-за маломощности почвенного покрова дефицит плодородных грунтов предопределил необходимость применение полосного землевания. Эксперименты показали, что рекультивационные работы могут выполняться как в пределах всего техногенного комплекса путем сплошной землевания нарушенных участков ландшафта, так и фрагментарно с применением приемов сплошной и полосной рекультивации для содействия естественному восстановлению и ускоренному развитию на них устойчивого растительного покрова (фото 3-4). Посев семян на рекультивируемые площади осуществлялся гидросеятелем FINN T-90 на базе автомобиля высокой проходимости (КамАЗ, Урал). Рыхление поверхности выполнялось перед гидропосевом грейдером CAT 14G или легким бульдозером с многорядным навесным рыхлителем на глубину не менее 0,25 м. Семена многолетних трав и древесных видов вносились в смеси с растворенными минеральными удобрениями [5].

Фото 1. Рекультивация отвалов пустых пород на месторождении Кубака с использованием семян природной флоры

Общим свойством многолетних трав являлось медленное их развитие в год посева и интенсивное прохождение сезонного развития в последующие годы жизни, что позволяет им в наибольшей степени использовать невысокий тепловой потенциал вегетационного периода [13]. Посевы на нарушенных землях развивались нормально и на 3-й год достигли наивысшей продуктивности [7-8]. В зависимости от норм внесения семян и доз удобрений урожайность интродуцированных трав в значительной степени колебалась, но при этом пырейник сибирский, сорт Нюрбин- ский давали наивысший урожай зеленой массы. Использованные для рекультивации техногенных образований семена кедрового стланика и лиственницы также показали высокую приживаемость, достигающая 35 тысяч экземпляров на 1 га (фото 2).

Сплошное землевание поверхности и посев травянистых многолетников применено при рекультивации накопителя отходов обогащения (хвостохранилища) золото-извлека- тельной фабрики ГОКа «Кубака» (фото 5).

При выполнении биологического этапа рекультивации техногенных образований на горных склонах использовались гидросеятель и типовая горная техника предприятия. Всего на месторождении Кубака биологическая рекультивация была проведена на площади более чем 100 га нарушенных земель с использованием адаптированных семян местной флоры. Созданный почвенно-расти- тельный покров обеспечил противоэрозион- ную эффективность на рекультивированных землях.

Фото 2. Рекультивация отвалов крупнообломочных пород, с использованием семян многолетних трав и лиственницы (спустя 16 лет после интродукции)

Фото 3. Рекультивация поверхностных нарушений почвенно-растительных комплексов

Серьезной проблемой при проведении восстановительных работ после завершения разработки месторождений полезных ископаемых является дефицит потенциально плодородных грунтов, пригодных для формирования корнеобитаемого слоя на поверхности техногенных образований. Решение этой проблемы в значительной мере может быть достигнуто путем использования местных органических и минеральных ресурсов [4].

Рис. 4. Создание сеяных лугов на нарушенных землях

Рис. 5. Рекультивация накопителя отходов обогащения золото-извлекательной фабрики

Применение в качестве мелиорантов горных пород, отходов горнодобывающей и перерабатывающей промышленности расширяет возможности качественного улучшения агрофизических и агрохимических свойств формируемого корнеобитаемого слоя, эффективность создания устойчивого и продуктивного почвенно-растительного покрова.

Опыт восстановительных работ на нарушенных землях Крайнего Северо-Востока Азии показывает высокую результативность разработанной технологии биологической рекультивации с интродукцией видов природной флоры на техногенные образования. Формирование устойчивого растительного покрова на рекультивированных землях должна базироваться на аборигенных видах растений, произрастающих на площадях, максимально приближенных к местам проведения работ. При этом посев семян должен осуществляться в местах, наиболее соответствующих эколого-биологическим особенностям и тродуцируемыхх видов. Так, для участков с недостаточным почвенным увлажнением предпочтительнее высевать пырейники - сибирский, смешанный и извилистый, вейники пурпурный и Лангсдорфа, тонконог азиатский. Для мезофильных участков - пырейник изменчивый и почтиволокнистый, овсяницы, кострецы.

Таким образом, интродукция многолетних трав, кедрового стланика и лиственницы местной флоры показало высокую эффективность при рекультивационных работах в условиях мерзлотных ландшафтов. На месторождении Кубака в настоящее время сформировался устойчивый, с высокой семенной продуктивностью растительный покров, надежно стабилизировавший поверхность техногенных образований.

 

Библиографический список

1. Денисов Г.В. Травосеяние в зоне вечной мерзлоты (эколого-биологические основы) / Г.В. Денисов. - Новосибирск : Наука, 1983. - 240 с.
2. Денисов Г.В. Агрофитоценотические аспекты травосеяния в зоне вечной мерзлоты / Г.В. Денисов. - Новосибирск : Наука, 1984. - 250 с.
3. Капелькина Л.П. Самозарастание нарушенных земель Севера : монография / Л.П. Капелькина [и др.]. - СПб. : ВВМ, 2014. - 207 с.
4. Пугачев А.А. Региональные ресурсы повышения плодородия почв Северо-Востока России / А.А. Пугачев, В.Е. Глотов. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2002. - 76 с.
5. Пугачев А.А. Структурно-функциональная организация и динамика почвенно-растительного покрова Крайнего Северо-Востока России : монография / А.А. Пугачев, Е.А. Тихменев. - Магадан : СВГУ, 2011. - 197 с.
6. Тихменев Е.А. Рекомендации по травосеянию и семеноводству многолетних трав на землях совхоза «Омсукчанский» ПО «Северовостокзолото» / Е.А. Тихменев. - Магадан : ВНИИ-1, 1990. - 39 с.
7. Тихменев Е.А. Опытно-промышленные испытания технологии биорекультивации техногенных земель с использованием многолетних трав в условиях криолитозоны Северо-Востока. Отчет по НИР (Договор Д-2591 ВНИИ-1 с ПО СВЗ) / Е.А. Тихменев. - Магадан : ВНИИ-1, 1992 (Инв. N2369, фонды ВНИИ-1). - 44 с.
8. Тихменев Е.А. Опыт и проблемы рекультивации нарушенных земель / Е.А. Тихменев // Чукотка. Природно-экономический очерк. - М. ; Анадырь : Арт-ЛИТЭКС, 1995. - С. 314-321.
9. Тихменев Е.А. Семенная репродукция и особенности формирования растительных сообществ Северо-Востока Азии / Е.А. Тихменев // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. - Самара, 2010. - Т. 12. - № 1(3). - С. 827-831.
10. Тихменев Е.А. Особенности семенного размножения цветковых и перспективы создания сеяных лугов на Крайнем Северо-Востоке России / Е.А. Тих- менев // Вестник СВГУ. - 2011. - Вып. 15. - С. 94-97.
11. Тихменев Е.А. Опыт и проблемы биологической рекультивации нарушенных земель Крайнего Северо-Востока Азии / Е.А. Тихменев // Успехи современного естествознания. - 2012. - № 11. - С. 22-24.
12. Тихменев Е.А. Репродуктивный потенциал растений и вопросы восстановления нарушенных ландшафтов бассейна р. Колыма / Е.А. Тихменев, П.Е. Тихменев // Вестник СВГУ. - 2007. - Вып. 9. - С. 105-111.
13. Травосеяние в Якутии. - Якутск, 1989. - 224 с.

Источник: Научный журнал "Вестник Северо-Восточного государственного университета" 2018. - Вып. 30.


Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443 (11.07.2019)
Просмотров: 9 | Теги: мерзлота, семенное размножение, Флора | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь