Главная | Обратная связь

Рекультивация земель

 

Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией. Рекультивацию земель, нарушенных горными разработками, проводят в три этапа.

Первый этап – подготовительный. В этот этап обследуют земли, требующие рекультивации, устанавливают направление рекультивации, составляют технико-экономическое обоснование и проект рекультивации.

Второй этап – горнотехническая рекультивация, которая в зависимости от условий района может дополняться химической мелиорацией. Горнотехническую рекультивацию проводят предприятия, разрабатывающие полезные ископаемые. Горнотехническая рекультивация включает три стадии работ по формированию рельефа местности. Первая стадия- селективная выемка и складирование верхнего гумусированного слоя почвы и нетоксичных пород с последующим их использованием для рекультивации. Вторая стадия – формирование и планирование поверхности отвалов. Под них, в первую очередь, надо отводить выработанное пространство карьеров, овраги и балки. Участки для отвалов располагаются в местах, которые не будут использоваться для горных работ, и на других площадях, выведенных из сельскохозяйственного оборота. Это земли с низким плодородием. При содержании в грунтах более 20% токсичных пород в случае лесохозяйственного использования достаточно формирования отвалов и их разравнивания (позволяющего механизированно проводить посадки лесокультур и уход за ними). При сельскохозяйственном использовании отвалы разравнивают и выполаживают.

Третья стадия – формирование плодородного слоя путем возврата гумуссированного слоя. Если породы токсичны и соленосны, то их укладывают в основании отвалов, перекрывают экраном (слоем нетоксичных пород, проводят планировку и покрывают гумусированным слоем). При токсичности грунта более 40% проводят полную химическую мелиорацию путем внесения извести.

Третий этап восстановления нарушенных территорий – биологическая рекультивация. Нарушенные территории по физико-химическим свойствам и пригодности к биологическому освоению разделяют на три группы:

1 группа – потенциально плодородные грунты, пригодные для произрастания растений,

2 группа – грунты, малопригодные для растительности (следует использовать для облесения),

3 группа – фитотоксичные грунты, не пригодные для освоения без проведения химической мелиорации.

Методы биологической рекультивации различны в зависимости от зональных и хозяйственно-экономических условий. Известны два вида биологической рекультивации – лесная и сельскохозяйственная. Наиболее экономным видом освоения рекультивируемых земель считается их облесение. Поэтому в большинстве стран предпочтение отдается лесной рекультивации. В Беларуси преобладающим направлением рекультивации нарушенных ландшафтов в результате добычи песков и песчано-гравийных материалов является лесохозяйственное.

Для облесения пригодны почти все вскрышные породы. Перед облесением для накопления в верхнем слое органических веществ высевают люпин, донник, люцерну. Под многолетними травами в грунтах значительно активизируются биологические процессы. Посадку древесных пород производят двухлетними сеянцами для хвойных и однолетними для лиственных. Используют местные породы деревьев.

На нетоксичных вскрышных породах в густонаселенных районах проводят сельскохозяйственную рекультивацию. Сельскохозяйственное направление рекультивации является преобладающим в Беларуси для ландшафтов, нарушенных разработками глинистого сырья. Подготовка нарушенных территорий после горнотехнической рекультивации включает несколько стадий: известкование, рыхление на глубину до 60 см, внесение повышенных доз удобрений, посев злаково-бобовой травосмеси. Например, на черноземах Европы и России, можно выращивать любые культуры на отвалах, если слой плодородной почвы составляет 40-60 см.

Карьеры нерудных ископаемых при благоприятных гидрогеологических условиях заполняют водой и создают водохранилища. Здесь можно создавать зоны отдыха для жителей городов.

 

ЛЕКЦИЯ 11. РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ, ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА

 

Биологическое разнообразие

 

К ресурсам биосферы относятся биологические ресурсы. В результате естественного отбора за миллиарды лет появился новый ресурс планеты – биологическое разнообразие. Структурные уровни биологического разнообразия включают в себя:

- разнообразие организмов (как таксономическое – вид, род и т.д., так и типологическое - по определенным признакам);

- разнообразие сообществ;

- разнообразие территориальных сочетаний организмов, т.е. флор и фаун определенной территории;

- разнообразие экосистем и природных комплексов.

Часто под биологическим разнообразием понимают генетическое и видовое разнообразие. Генетическое разнообразие – это многообразие генетических свойств у особей одного вида. Видовое разнообразие – это число различных видов внутри сообщества организмов.

Биологическое разнообразие обеспечивает: непрерывность биосферы (на земле везде существуют живые организмы) и развитие жизни во времени; эффективность биогенных процессов в экосистеме; поддержание динамического равновесия и восстановление сообществ.

Биота регулирует состояние окружающей среды, что доказывается рядом факторов:

1. Выбросы неорганического углерода из земных недр в атмосферу с огромной точностью соответствуют содержанию органического углерода в осадочных породах, что обеспечивает практически постоянное содержание неорганического углерода в атмосфере в течение сотен миллионов лет.

2. Концентрации биогенных элементов (С, N, Р, О) в океане сформированы и поддерживаются биотой. Отношение С/N/Р/О₂ в океане совпадает с таким отношением при синтезе органического вещества.

3. Круговорот воды на суше также определяется биотой, т.к. 2/3 осадков связано с испарением воды на суше, в основном растительностью.

4. Не затронутая деятельностью человека биота океана поглощает избыток углекислого газа антропогенного происхождения, в то время как измененная человеком биота утратила эту способность.

5. Биотой океана поддерживается концентрация углекислого газа в океане в 3 раза меньше по сравнению с количеством углекислого газа при отсутствии биоты. Потеря неорганического углерода океаном в атмосферу компенсируется поступлением в океан органического углерода.

В настоящее время биологическое разнообразие сокращается. Это обусловлено неустойчивостью среды. Неустойчивость среды определяет тенденцию к:

1. упрощению структуры экосистем (часть видов оказывается излишней);

2. прерыванию сукцессий (виды заключительной климаксной стадии обречены на вымирание);

3. увеличению минимальных размеров популяции (в устойчивой среде небольшое число особей обеспечивает воспроизведение; возможна «плотная упаковка» видов, но в условиях кризисов малочисленная и неспособная к быстрому росту популяция может легко исчезнуть) Сукцессия – это последовательная смена биоценозов, возникающая на одной и той же территории.

Биологическое разнообразие Беларуси постоянно сокращается и трансформируется. На уровень биоразнообразия влияют две группы факторов: факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, и факторы естественной угрозы.

К первой группе факторов относятся следующие:

- прямое антропогенное уничтожение видов. С территории Беларуси в результате охоты исчез тур;

- исчезновение и/или сокращение числа местообитаний, особенно специфических (низинных болот, пойм рек, высоковозрастных широколиственных лесов). Характерный пример – вертлявая камышевка, занесенная в Международную Красную книгу. 60% мировой ее популяции гнездится на низинных болотах в Полесье. В результате мелиорации около половины видов птиц, предпочитающих околоводноболотные местообитания, стали редкими и занесены в Красную книгу Республики Беларусь;

- опосредованное уничтожение видов в результате воздействия человека и в первую очередь загрязнения природной среды. Многие виды лишайников и мхов погибают даже при небольшой концентрации загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве;

- вытеснение аборигенных видов интродуцированными видами. Акклиматизированная в Беларуси американская норка и енотовидная собака вызвали гибель европейской норки, вытеснили из их экологических ниш лесного хорька, горностая и водяную полевку в места, которые по экологическим характеристикам не подходят интродуцентам. Интродуцированный в Беларусь для хозяйственного использования (как корм для крупного рогатого скота) борщевик Сосновского вытесняет многих травянистых растений.

К уменьшению биоразнообразия Беларуси приводят следующие естественные виды угроз:

- глобальные изменения состояния окружающей среды - за последние 100 лет наблюдается устойчивый рост температуры воздуха в различных районах и увеличение годовой нормы осадков более чем на 100 мм. В результате этого произошло быстрое сокращение ареала и численности белой куропатки, появление в Беларуси новых видов птиц, типичных для степной и лесостепной зон;

- естественная эволюционная смена видов флор и фаун. В Беларуси происходит естественное отступление леса на север и активное проникновение степной растительности.

Биологическое разнообразие экономически выгодно, что иллюстрируют следующие данные:

- около 4,5 % валового национального продукта США (примерно 87 млрд $ в год) получены за счет диких видов;

- в Азии к середине 70-х годов генетические улучшения привели к росту производства пшеницы на 2 млрд. $, а риса – на 1,5 млрд. $ в год;

- использование сорта дикой пшеницы из Турции для привития сопротивляемости болезням культурным сортам дал экономический эффект в 50 миллионов долларов в год (США);

- стоимость лекарств, производимых в мире из дикорастущих растений, составляет примерно 40 млрд долларов в год;

- в 1960 г. только один ребенок из пяти, больных лейкемией, имел шанс выжить, а теперь 4 - из 5 благодаря лечению лекарственным препаратом, полученным из растений тропических лесов.

Живые организмы выполняют ряд функций в биосфере:

1. энергетическая – солнечная энергия, поглощаемая зелеными растениями, преобразуется в энергию химических связей. Синтезированные органические вещества (сахара, белки и др.) последовательно переходят от одних организмов к другим в результате их питания, переносят заключенную в них энергию. Растения поедаются растительноядными животными, которые становятся жертвами хищников. Этот переход и есть последовательный и упорядоченный поток энергии в биосфере. Кроме того, ни один вид животных не способен расщепить органическое вещество растений до конечных продуктов. Каждый вид использует лишь часть растений и некоторые содержащиеся в них органические вещества. Непригодные для этого вида растения или еще богатые энергией остатки растений используются другими видами животных. Так складываются сложнейшие цепи питания;

2. средообразующая - с живыми организмами генетически связаны все структурные части биосферы. При исчезновении хотя бы одного вида живых организмов изменения происходят во всей экосистеме: так уничтожение одного вида растений влечет за собой вымирание около тридцати видов насекомых;

3. биогеохимическая: функция - живые организмы участвуют в химических процессах по изменению вещественного состава биосферы. Живые организмы выполняют следующие биогеохимические функции:

а) газовая (диоксид-углеродная, азотная и др.);

б) концентрационная связана с аккумуляцией живыми организмами из внешней среды химических элементов;

в) окислительно-восстановительная. Окислительная функция выражается в окислении с участием бактерий бедных кислородом соединений в почве, коре выветривания, гидросфере. Благодаря этому образуются болотные железные руды и др. Восстановительная функция выражается в восстановлении веществ, содержащих атомы с переменной валентностью;

г) биохимическая связана с жизнедеятельностью живых организмов – их питанием, дыханием, размножением, смертью и последующим разрушением тел;

д) биогеохимическая, связанная с деятельностью человека