Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

На наш взгляд, научно-прикладным исследованиям по обоснованию технологий горнотехнической рекультивации, в которых производится формирование корнеобитаемого слоя для нанесения его на отвалы, обладающего высокой продуктивностью при низких затратах на работы по рекультивации, должны предшествовать полевые работы, связанные с исследованием продуктивности культурных ландшафтов, ранее созданных угольными разрезами. В этой связи такие почвенно-флористические исследования были проведены с 2008 по 2011 г. на породных отвалах угольного разреза «Бородинский», характеризующихся большим разнообразием культурных ландшафтов.

Низкая продуктивность растительности отмечена на участках со следующим строением почвообразующего слоя – во всех случаях плодородный слой почвы был нанесен на поверхность отвалов, отсыпанных алевролитами.

На дальнейших этапах проведения исследований на участках с более густым травянистым покровом создавали прикопы, которые показали мощность почвенного слоя от 0,1 до 0,4 м, нанесенного на породные отвалы, сложенные четвертичными отложениями.

Почвенный слой характеризуется содержанием гумуса в диапазоне от 4 до 6,2 % и увеличенным содержанием глинистых фракций до 55 %. Пестрота вертикальной поверхности прикопов говорит о значительном засорении ПСП глинистыми фракциями, возникающем в ходе выполнения горнотехнического этапа рекультивации. Содержание гумуса в суглинках, подстилающих ПСП, находится в диапазоне 0,4–0,6 %.

Итоговые результаты исследования продуктивности рекультивированных земель представлены на рис. 2.20.

Анализ их продуктивности высвечивает следующие тенденции в ее изменении: в диапазоне мощности почвенного слоя, нанесенного на основание из алевролитов, с 0,1 до 0,4 м наблюдается прирост веса растительности на уровне 0,33 ц/га на каждый сантиметр увеличения мощности нанесенного почвенного слоя; увеличение мощности рекультивированного почвенного слоя, нанесенного на основание из четвертичных отложений, в том же диапазоне обусловливает прирост веса растительности на уровне 0,73 ц/га на каждый сантиметр увеличения мощности нанесенного почвенного слоя. Интенсивность прироста продуктивности во всех случаях объясняется увеличением мощности почвенного слоя. Как видно из графика, структура почвообразующих пород, составляющих основу поверхности породных отвалов, обусловливает 3-кратную разницу в продуктивности восстанавливаемых земель.

Рис. 2.20. Изменение продуктивности рекультивированных земель

Исследование продуктивности горно-промышленного ландшафта, созданного без нанесения плодородного слоя почвы

Вместе с тем исследования растительного мира проводили на горно-промышленных ландшафтах, представленных посадками сосны и посевами люцерны в междурядьях (рис. 2.21).

Возраст сосен 8 лет. Почвообразующий слой мощностью до 2 м представлен техногенной почвенной смесью, состоящей из остатков плодородного слоя почвы после его снятия бульдозером в ходе горнотехнической рекультивации, потенциально плодородных пород и суглинков, слагающих верхний вскрышной уступ. Соотношение ПСП и суглинков в техногенной смеси 1:40–1:50. Продуктивность почвенного слоя находится в диапазоне от 55 до 65 ц/га на территории 92 % исследуемой площади, а в остальных случаях достигает 80 ц/га. Данная ситуация примечательна тем, что спустя 5 лет после проведения биологического этапа продуктивность земель ландшафта не снижается, оставаясь при этом на достаточно высоком уровне.

Рис. 2.21. Фрагмент горно-промышленного ландшафта на породном отвале, представленном смесью из плодородного слоя почвы, потенциально плодородных пород и суглинков (участок № 1)

Анализ последствий выполнения вскрышных и рекультивационных работ указал на то обстоятельство, что почвенный слой был сформирован случайным образом из остатков ПСП, не снятого в ходе горнотехнической рекультивации, потенциально плодородных пород, подстилающих ПСП, и суглинков, слагающих верхний вскрышной уступ. Техногенная смесь была отгружена карьерным экскаватором в железнодорожный транспорт, далее размещена отвальным экскаватором в верхней – приповерхностной – части внутреннего отвала.

Результаты комплексных исследований техногенных ландшафтов на территории рекультивированных отвалов