Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

Юронен Юрий

Пестрота вертикальных поверхностей прикопов говорит о значительном засорении нанесенных на поверхность отвала почв подстилающими вскрышными породами в ходе выполнения работ на техническом этапе рекультивации. Результаты агрохимического исследования почв, нанесенных на поверхность внутреннего отвала, представлены в табл. 2.7.

Рельеф поверхности

Поверхность верхнего яруса отвала в ходе исследований была поделена условно на два сектора. Основой такого деления послужило различие в геометрических размерах микрорельефа складок изучаемой территории.

Северный сектор отвала условно выделен от южной границы промышленной площадки до временной автомобильной дороги, разделяющей поверхность отвала,

как было отмечено выше, на два сектора и проходящей в направлении с запада на восток. Геометрические измерения элементов рельефа этого сектора указали на следующие закономерности: рельеф в целом выдержан – мелковолновой эрозии не наблюдается. Вместе с тем обнаружены крупные складки рельефа размером 50х120х1,2 м. Количество таких складок незначительно.

Поверхность сектора, находящегося южнее автодороги, характеризуется наличием множества мелких складок, рельеф поверхности этого сектора мелковолнистый. Это обстоятельство делает проблемным проход сельхозтехники в случае вовлечения в сельскохозяйственный оборот этой части отвала.

В целом, по результатам исследований было сделано заключение о невозможности использования в таком виде поверхности отвала в земледелии. При вовлечении в сельскохозяйственный оборот поверхности отвала необходимы масштабные ресурсные вложения в доведение мощности почвенного слоя до уровня, регламентируемого ГОСТом. В объемном измерении это нанесение 1,25 млн м3 плодородного слоя почвы.

Таблица 2.7

Показатели почв в естественном природном состоянии и после рекультивации

2.2. Результаты исследования продуктивности земель агроландшафтов в естественно-природном состоянии и восстановленных угольным разрезом «Бородинский»

Внешние и внутренние отвалы, восстановленные угольным разрезом «Бородинский» для использования в сельском хозяйстве, имеют возраст 28–35 лет. Такой относительно длительный период должен благоприятно сказаться на естественном восстановлении почвенного плодородия, высокие уровни которого, в свою очередь, обусловливают значительный объем произрастающей фитомассы на поверхности реабилитированных агроландшафтов.

Комплексными исследованиями почвенного слоя, нанесенного на поверхности рекультивированных отвалов, установлено, что его количественные и качественные показатели существенно трансформированы в сторону уменьшения относительно показателей почв агроландшафтов, находящихся в естественно-природном состоянии.

Вместе с тем исторически практикой земледелия доказано, что продуктивность агроландшафтов снижается в 2 раза и более при уменьшении содержания гумуса в почвах на 35–50 %. В случае производства земледельческих работ на таких землях или при создании культурных ландшафтов в ходе ведения горных работ необходимо искусственное повышение их продуктивности, заключающееся во внесении органических и минеральных удобрений в рекультивированный почвенный слой. Последнее мероприятие, в свою очередь, требует вложения значительных финансовых ресурсов. При отсутствии последних у предприятий АПК агроландшафты, восстановленные угольными разрезами, остаются невостребованными.

Параллельно с этим имеются результаты исследования продуктивности земель рекультивированных отвалов с низкими качественными показателями, вступающие в противоречие с исторической практикой земледелия и говорящие о повышении продуктивности земель восстановленных агроландшафтов. Такие результаты получены на Кузбассе и Украине [14–16, 106–108]. И если это так, то являются ли они корректными для почвенно-климатических условий Канской лесостепи в Красноярском крае, на территории которой расположены крупные угольные разрезы? Необходимы ли ресурсные вложения в повышение продуктивности земель агроландшафтов, реабилитированных угольными разрезами? Кроме того, до сих пор остается малоизученным изменение продуктивности рекультивированных земель в зависимости от мощности почвенного слоя, наносимого на поверхности реабилитируемых агроландшафтов.

Для получения новых знаний, дающих исчерпывающие ответы на эти вопросы, в июле-августе 2010 г. проводили полевые исследования в перспективных контурах горного отвода угольного разреза «Бородинский» на территории старопахотных земельных угодий, а также на поверхности внешних и внутренних отвалов, созданных угольным разрезом с 1950 по 1985 г.

Наши исследования были приурочены к контрольным прикопам, имеющим кустовое расположение на западном и восточном флангах, центральной части горного отвода угольного разреза «Бородинский». В контурах горного отвода прикопы расположены вблизи маркшейдерских пикетов с номерами 2, 30, 42 и 54. Исследуемый плодородный слой почвы мощностью 0,35–0,75 м представлен старопахотными черноземами.

В радиусе 1,5 м от прикопов на рельефе накладывали ячейки размером 1х1 м из деревянных брусков соответствующей длины сечением 30х45 мм. Далее на этой площади ручным серпом на расстоянии 2–3 см от земной поверхности скашивали надземную часть растений. Массу скошенной растительности измеряли путем ее взвешивания на бытовых весах. Результаты замеров представлены на фотографиях (рис. 2.11).

На рис. 2.11 слева изображен средний уровень фитомассы, произрастающей в непосредственной близи от прикопа с мощностью ПСП 0,37 м. На рис. 2.11 справа изображен средний уровень фито-массы, произрастающей в непосредственной близи от прикопа с мощностью ПСП 0,55 м. Результаты исследования продуктивности представлены графически на рис. 2.12 с учетом изменения содержания гумуса в почвах в диапазоне от 8 до 10 %. На графике хорошо просматривается тенденция увеличения продуктивности земель как с ростом мощности ПСП, так и с увеличением содержания гумуса.

Рис. 2.11. Результаты замеров продуктивности фитомассы, произрастающей на старопахотных почвах

Графическая интерпретация продуктивности старопахотных земель, находящихся в естественном состоянии, высвечивает следующие тенденции в ее изменении: в диапазоне мощности почвенного слоя от 0,35 до 0,45 м наблюдается прирост фитомассы на уровне 3,0 ц/га на каждый сантиметр увеличения мощности почвенного слоя; увеличение мощности почвенного слоя на 0,1 м, т.е. в диапазоне 0,46–0,55 м, обусловливает прирост фитомассы на уровне 21 ц/га; дальнейшее увеличение мощности почвенного слоя с 0,55 до 0,75 м обусловливает рост фитомассы на уровне 0,6–0,9 ц/га на каждый сантиметр почвенного слоя.

Рис. 2.12. Изменение продуктивности старопахотных земель в естественно-природном состоянии

Кроме того, увеличение содержания гумуса в старопахотных земельных угодьях на 1 % вызывает рост их продуктивности на 6–8 ц/га.

В ходе визуального осмотра поверхностей отвала была выдвинута гипотеза о том, что густота травянистого покрова находится в зависимости от мощности почвенного слоя, нанесенного в ходе горнотехнического этапа рекультивации. Это позволило в дальнейшем существенно сократить объем земляных работ по созданию прикопов в нанесенном почвенном слое и выполнить исследования в более короткий временной период для получения корректных результатов.