Естественные и технические науки, № 2, 2012
Чернявский Е.А., соискатель Образовательного центра «Гелиос»
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЕОСИСТЕМ
КАРЬЕРОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Рекультивация песчаных карьеров рассмотрена как формирование модифицированных геосистем при сочетании процессов естественного самовосстановления и антропогенной интродуктивной деятельности.
Ключевые слова: рекультивация карьеров, оптимизация процесса, гидрологический режим, почвообразование.
GEOECOLOGICAL ASSESSMENT OF MODIFIED QUARRIES IN WESTERN SIBERIA
Remediation of sandpits is considered as a process of modified geosystems formation by combination of natural self-regeneration and anthropogenic introduction.
Key words: recultivation of pits, process optimization, hydrological regime, soil formation.
В Западной Сибири создание большого количества песчаных карьеров для удовлетворения потребности производственного комплекса, возникает острая проблема рекультивации нарушенных земель. Актуальным направлением исследования является сравнительный анализ эффективности результатов их рекультивации. Важнейшим условием добычи минерального сырья является возвращение земель пользователю в состоянии максимально приближенному к исходному, отраженной в категории природопользования. Действующие правила и используемые методы рекультивации, изложенные в нормативных документах носят универсальный характер вне зависимости от специфики окружающей природной среды района эксплуатации.
Цель работы состояла в предложении разработки технологических методов оптимизации процесса рекультивации по повышению комфортности среды на основе комплексного геоэкологического анализа состояния и пространственно-временного функционирования эталонных участков карьеров по добыче песка для проектов управления функционированием геосистем. Объектом нашего исследования являлись карьеры по добыче песка в условиях северо-таежной и лесотундровой природно-климатических зон в Тюменской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов.
Анализ литературных данных показал, что большинство исследователей и положения, отраженные в нормативных актах и методиках по проведению рекультивации, рассматривают рекультивацию как комплекс мер, направленных на возвращение землям, подвергшимся преобразованию в результате антропогенной деятельности к исходному состоянию, максимально приближенному к естественному и подходящего для использования в первоначальном типе природопользования [1,2]. Как признается большинством исследователей и практиков этого достичь не удается по ряду причин: нарушение геологической среды; почвенного покрова, гидрологического режима, состояния биоценоза. На месте карьеров, в большинстве своем, создается либо полигон для заполнения твердыми бытовыми отходами, либо объекты гражданского строительства, либо водоемы [2,3] .
Таким образом, новый подход, наряду с традиционным, должен состоять в признании ценности имеющего опыта в создании принципиально отличных от зональных типов геосистем и выработке направлений по эффективному управлению ими, где основными показателями должны стать биопродуктивность и сложный компонентный состав.
Результаты по реконструкции лесных геосистем с исходным флористическим составом показали неэффективность внесения торфа для рекультивации почвенного покрова, в связи с биологической продуктивностью ниже зональных величин, тогда как развитие луговой интразональной растительности приводит к формированию биологической продукции в значительно больших объемах по сравнению с зональными показателями [3]. Это факт яв-
Естественные и технические науки, № 2, 2012
ляется подтверждением положения об отказе от традиционного подхода к рекультивацион-ным мероприятиям в сторону перехода к новому подходу в формировании интразональных комплексов, управляемых и создаваемых человеком, с использованием интродуцентов и синантропов.
Причиной конфронтации степи и леса является гидрологический режим, препятствующий продвижению лесных формаций на юг. В зоне северной тайги, в условиях вторичной сукцессии, на антропогенно измененных участках встает вопрос о развитии сукцессионного процесса под влиянием водного режима: при близости грунтовых вод сукцессионные процессы идут в сторону формирования травянистых сообществ различного типа - от гидрофильных, с преобладанием рогоза и осоки, до мезофитных - смешанных разнотравных луговых сообществ, до ксерофильных форм состоящих из бобово-злаковвых формаций, формирование которых объясняется прежде всего физиологической сухостью. Лесные геосистемы формируются в условиях достаточно хорошего дренажа, поэтому сосна сибирская и сосна обыкновенная, будучи ксерофитами, возобновляются на кочках или дренируемых песчаных местообитаниях. Исключение составляет ива, относящаяся к мезофитно-гидрофилдьной экологической группе, а также мелколиственные породы с коротким периодом онтогенеза, который существенно укорачивается по мере взросления - береза и осина.
Результаты наших исследований карьеров с углубленной чашей и склонами без опола-живания, констатируют изменение структуры стока, за счет депонирования воды в «чаше» карьера, перевод части поверхностного стока в подземный через стенки карьера путем увеличения стока через фильтрующей поверхности стенок и увеличение интенсивности за счет пористости подстилающих материнских пород. Фильтрация воды с близлежащих территорий в водоем приводит к осушению берегов и формированию оптимальных условий для корневого питания в паводковый период. Изменение гидрологического режима ведет к изменению структуры геохимических циклов и активизации геохимического обмена, что сказывается на почвообразовательном процессе.
Наличие большого объема вод на ограниченном участке пространства приводит к изменению теплового режим локальной территории, выражающемся в увеличении продолжительности теплого периода осенью, увеличение вегетационного периода и сдвиге фенологических фаз. Происходит усложнение биоценологической структуры как за счет расширения видового разнообразия экотпов, так, при условии активного вмешательства человека, по интродукции видов идет активное формирование интразональных фитоценозов.
Метод рекультивации без применения ополаживания может быть рекомендован для и северной тайги и лесотундры Западной Сибири и использован при разработке технологических рекомендаций и нормативных документов по рекультивации нарушенных территорий. Результатом его применения станет оптимизация окружающую карьеры среды обитания, ускоряя геохимические циклы и увеличивая биотическое разнообразие.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать выводы о рекультивации как антропогенного формирования управляемых искусственных интразональных геосистем, причем нормирование рекультивации должно носить зональный характер и учитывать процессы самовосстановления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кондратьев К.Я. и др. Проблемы загрязнения высокоширотной окружающей среды. СПб., Изд-во СПбГУ, 2002, 280 с.
2. Методические рекомендации по прогнозу развития криогенных физико-геологических процессов в районах Крайнего Севера. - М., ВСЕГЕО, 1981, 78 с.
3. Микроочаговые процессы как индикаторы экологически дестабилизированной среды / Отв. ред. Н.М. Новикова. М., РАСХН, 2000, 193 с.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.