Воскресенье, 04.12.2016, 19:13
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ДОНБАССА

ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ДОНБАССА

А.В.Кулик, Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации, г. Волгоград
Ю.И.Макаришина, Луганский университет им. В. Даля

Исследованы лесорастительные условия рекультивированных породных отвалов угольных шахт Донбасса. Определен видовой состав фитоценоза породного отвала. Проанализировано влияние лесорастительных условий на состояние защитных лесонасаждений.

Ключевые слова: породный отвал, лесонасаждение, эдафические условия, лесо- пригодность почвогрунтов, объемная плотность, структурно-агрегатный состав, влажность, солевой состав.

 

Породы в действующих и недействующих породных отвалах угольных шахт и обогатительных фабрик непрерывно подвергаются воздействию приземного слоя воздуха. В результате на них происходят процессы, негативно влияющие на состояние окружающей среды: самовозгорание и горение породы, эрозия почв и дефляция, появление оползней и обвалов. Для предотвращения развития деградации проводятся работы по рекультивации и лесомелиорации отвалов. Создание защитных лесонасаждений повысит устойчивость техногенных ландшафтов и будет способствовать их преобразованию в квазиприродные. В свою очередь, изучение состояния рекультивированных породных отвалов позволит разработать мероприятия, способствующие улучшению лесорастительных условий и повышению эффективности лесомелиоративных работ.

Целью работы является изучение эдафических условий и состояния фитоцено- зов рекультивированного породного отвала.
Объект исследования - породный отвал №1 шахты пос. Сутоган Лутугинского района Луганской области (типичный для территории Донбасса). Его эксплуатация закончилась в 70-х годах XX в. В 80-е годы была проведена его рекультивация и создание лесонасаждений из робинии лжеакации (Robinia pseudoacacia), груши обыкновенной (Pyrus communis L.), абрикоса обыкновенного (Armeniaca vulgaris Lam.). Сегодня породный отвал имеет форму усеченного конуса, высотой 35-45 м. На склонах и плоской вершине сохранились только посадки из робинии лжеакации. В процессе развития естественного биоценоза поверхность отвала приобрела густой травянистый покров, развившийся из семян, занесенных с прилегающей степной территории. По данным Луганского университета имени В. Даля [4], здесь успешно произрастают более 20 видов травянистых растений: донник лекарственный (Melilotus officinalis (L.) Pall.), подорожник ланцетолистный (Plantago lanceolata L.), лапчатка восточная (Potentilla orientalis Juz.), пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski), льнянка понтийская (Linaria pontica Ruprian), тысячелистник степной (Achillea stepposa Klok.), сокирки полевые (Consolida regalis S.F. Gray), горошек мышиный (Vicia cracca L.), спорыш обыкновенный (Polygonum aviculare L.) и др. Однако растительный покров в целом неоднородный.

Лимитирующими факторами, препятствующими произрастанию растительности на породных отвалах, являются климатические и эдафические условия.

Для Луганской области характерным является неоднородное распределение осадков по сезонам (общее среднегодовое количество составляет 400-500 мм). Зима - малоснежная с частыми оттепелями. В летнее время отмечаются значительные кратковременные ливневые дожди (интенсивностью 10 мм в сутки), что в значительной степени влияет на возникновение и развитие эрозионных процессов. За этот период выпадает до 37 % от среднегодового количества осадков.
Лесопригодность породных отвалов угольных шахт Донбасса зависит от структурно-агрегатного состояния породы и почвогрунта, плотности сложения, режима увлажнения, солевого состава и содержания основных элементов питания в почве (таблица 1).

Таблица 1 - Эдафические условия рекультивированного породного отвала

В ходе исследований был изучен гранулометрический состав отвальных пород и почвогрунтов исследуемого объекта. В грунте отвала содержание скелетной части (частицы > 1 мм) превышает 30 %. Наименьший показатель каменистости получен для северного склона 27,6 %, а максимальный - 50,0 % для западного. По Н. А. Качинскому [5], при содержании более 10 % частиц диаметром >3 мм, грунт характеризуют как сильнокаменистый, что снижает плодородие почвогрунтов отвала и ухудшает его лесопригодность.

Наиболее высокие значения величины объемной плотности (1,63 г/см3) зафиксированы для отдельных участков северного склона. По сравнению с почвами степных (1-1,18 г/см3), лесных и лесостепных зон (1-1,26 г/см3) [1], отвальные породы исследуемого объекта являются переуплотненными. Для произрастания древесной и травянистой растительности оптимальное значение плотности почв 0,95-1,15 г/см3.

Для роста и развития лесонасаждений необходимо наличие достаточного количества питательных элементов: азота, фосфора и калия (табл. 1). Обеспеченность азотом на породном отвале не одинакова [3]. Для пород южного склона характерна достаточно высокая обеспеченность (14,2 мг/100 г), для западного - очень низкая (2,01 мг/100 г).

Высокая водопроницаемость пород и почвогрунтов обеспечивает впитывание влаги после ливней и таяния снега. Наиболее высокие значения водопроницаемости в первый час наблюдений зафиксированы для участков северного и восточного склонов - 386,3 мм/час (табл. 1). Излишнее увлажнение и низкая водопроницаемость могут стать причиной возникновения и развития оползней и обвалов.
Установлено, что влажность участков породного отвала неоднородна. Влажность почвогрунта изменяется от 8,6 (южный склон) до 15,2 % (северный). В целом величина влажности говорит о недостаточной степени увлажнения отвальной породы.
Под действием влаги на породных отвалах формируется сернокислая кора выветривания, в результате чего на отдельных участках отвала рН имеет лимитирующее для развития растений значение (<5). Показатель рН для пород южного склона свидетельствует о несколько повышенной кислотности (4,75), что определяет низкое фиторазнооб- разие, в отличие от западного, где рН близко к нейтральному (6,35) (таблица 2).

Фитотоксичность пород определяется засолением и концентрацией водорастворимых солей, количество и качество которых тесно связано с рН [2]. Общее засоление определяет содержание сульфат иона (SO42-) (таблица 2). Количество сульфатов на южном и восточном склонах превышает 0,1 %, угнетая и токсически воздействуя на рост и развитие растительности. Содержание хлоридов 0,002-0,003 % во всех исследуемых точках находится на допустимом уровне [3]. Отношение Са к Mg составляет в среднем по экспозициям 3-4 : 1. Наименьшее отношение наблюдается на склоне северной экспозиции (3 : 1). Здесь реакция почвенного раствора близка к нейтральной (6,35), что положительно сказывается на росте и развитии большинства древесных пород и на микробиологических процессах в грунтах.

Таблица 2 - Содержание водорастворимых солей по экспозициям породного отвала, %

Таким образом, грунты отвалов переуплотнены, сильно каменисты, засолены, характеризуются кислой реакцией среды, недостатком влаги и питательных элементов, поэтому при выборе древесных пород, используемых при лесомелиорации, необходимо, чтобы они были кислото-, соле-, засухоустойчивыми, а также нетребовательными к почвенному питанию.

Самые неблагоприятные условия сложились на южном склоне, что вызвано особенностями рельефа отвала и климатическими условиями. В настоящее время склон в основном состоит из отработанной породы, плодородный слой наиболее размыт (угол откоса более 30о и наименее покрыт растительностью). Почвогрунты склона имеют высокую объемную плотность и низкую водопроницаемость, что вызывает повышенную эрозию и минерализацию породы.

Лесопригодность почвогрунтов северного и западного склонов лучше, условия увлажнения тут приближаются к лесостепным, что обеспечило большую сохранность защитных древесных насаждений.

Наиболее благоприятные условия для произрастания растительности сложились на плоской вершине отвала, покрытого плодородным слоем почвы, что способствовало развитию растительности, сходной по видовому составу с естественным фитоценозом лесостепной зоны.

Фитолесомелиорация является одним из эффективных способов рекультивации породных отвалов и снижения их негативного влияния на состояние окружающей среды. Создание защитных лесонасаждений позволяет улучшить экологическую ситуацию прилегающей к отвалу территории, снизить содержание углекислого газа, пыли в атмосферном воздухе, а также оптимизировать состояние поверхности отвалов в результате прекращения деградационных процессов. Однако лесная рекультивация требует тщательного выполнения комплекса мероприятий по формирования оптимальных условий произрастания растительности.

Библиографический список

1. Власюк, П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений [Текст]: монография / П.А. Власюк. - К.: Наукова думка, 1969. - 516 с.
2. Зубова, Л. Г. Разработка мероприятий по улучшению лесной рекультивации терри- коников угольных шахт Донбасса [Текст] : дис. ... канд. с.-х. наук /Зубова Л.Г. - Волгоград, 1988. - 148 с.
3. Мигунова, Е.С. В.В. Докучаев и лесоводство [Текст] : монография / Е.С. Мигунова, Г.Б. Гладун. - М.: Мгул, 2009. - 385 с.
4. Оптимизация терриконовых ландшафтов [Текст] : монография / Л.Г. Зубова, А.Р. Зубов, С.Г. Воробьев, С.И. Сиволап, А.В. Харламова, А.А. Зубов. - Луганск: Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2010. - 208 с.
5. Почвоведение [Текст] / Под ред. И.С. Кауричева. - М.: Агропромиздат, 1975. - 496 с.
 

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 3 (39), 2015

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443x (15.03.2016)
Просмотров: 133 | Теги: породный отвал | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016