Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 9
1.1. Методы, способы и виды добычи полезных ископаемых 9
1.2. Ущерб от добычи полезных ископаемых 12
1.3. Рекультивация техногенных земель 14
1.3.1. Биологическая рекультивация в СНГ и России 15
1.3.2. Биологическая рекультивация за рубежом 24
1.4. Необходимость восстановления нарушенных земель в КБР.. 29
2. Программа, объекты, методика и объем исследований . 33
2.1. Программа исследований 33
2.2. Объекты исследований 33
2.3. Методика исследований 38
2.4. Объем исследований 41
3. Природно-климатическая и экологическая характеристика Кабардино-Балкарии 43
3.1. Местонахождение, лесорастительная зона 43
3.2. Климатические условия 46
3.3. Геологическое строение и рельеф 55
3.4. Почвы 57
3.5. Гидрология и гидрография 62
3.6. Растительный покров 64
3.7. Антропогенные факторы 68
4. Характеристика техногенных ландшафтов КБР 72
4.1. Оценка состояния нарушенных земель 72
4.2. Характеристика современного состояния карьеров и древесных растений 77
4.2.1. Алтудское 79
4.2.2. Докшукинское 89
4.2.3. Баксанское 99
4.2.4. Каменское 108
4.2.5. Дамба хвостохранилища Тырныаузского горно-обогатительного комбината (ТГОК) 115
5. Особенности состояния и роста растений в зависимости от экологических факторов 126
5.1. Влияние глубины карьеров и высоты отвалов 129
5.2. Влияние экспозиции откосов 135
5.3. Формирование состава насаждений от различных факторов.. 141
5.4. Роль корнеотпрысковой способности растений 145
5.5. Ассортимент пород 149
6. Эколого-экономическая эффективность биологической рекультивации техногенных земель КБР 153
Выводы 158
Рекомендации производству 159
Литература 161
Приложения 173
- Ущерб от добычи полезных ископаемых
- Климатические условия
- Характеристика современного состояния карьеров и древесных растений
- Влияние экспозиции откосов
Введение к работе
Актуальность темы связана с тем, что в результате добычи полезных ископаемых увеличивается степень антропогенного влияния на природные ландшафты. Влияние это весьма разнообразно, степень его значительна, а самовосстановление нарушаемого экологического равновесия происходит медленно.
Необходим контроль за изменениями определенных элементов биогеоценозов, в том числе и флористического комплекса. Особенно эта проблема актуальна в настоящее время, когда в стране происходят различные реорганизации по подъему экономики. В комплексе мер по стабилизации и улучшению экологической обстановки и повышению продуктивности сельского хозяйства защитное лесоразведение является самым эффективным, долговременно действующим мероприятием, а в ряде случаев - единственным средством.
По данным Государственного земельного комитета РФ КБР (2007) в Кабардино-Балкарской республике (КБР) к настоящему времени разведаны и используется 53 различных месторождений по добыче 11 видов природного сырья на общей площади 1028 га. На 01.01.2007 г. уже отработано 750 га нарушенных земель и заскладировано 554 тыс. м плодородного слоя, требующие своего разрешения. При этом следует подчеркнуть, что республика является курортным и туристическим регионом, а природные ландшафты в нем очень чувствительны к негативным явлениям.
На техногенных землях отмечается большой процент участия дикоплодовых пород, многие из которых хорошо зарекомендовали себя при создании защитных насаждений на территориях, вышедших из-под промышленного использования. Такие насаждения выполняют противоэрозионные функции, служат дополнительным источником сбора ценных плодов.
Актуальность темы определяется необходимостью разработки эффективных приемов и способов вовлечения нарушенных земель, являющихся новой категорией агромелиоративных и лесокультурных площадей, которые в КБР до настоящего времени мало изучены.
Работа обобщает результаты исследований соискателя, выполненных в 2002-2006 гг. в ФГНУ Северо-Кавказском НИИ горного и предгорного садоводства, включенных в тематический план НИР института.
Цель исследований направлена на улучшение окружающей среды путем разработки мероприятий и рекомендаций по лесовосстановлению и вовлечению в продуктивное использование техногенных земель Кабардино-Балкарии.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
1. Обобщить опыт рекультивации техногенных земель за рубежом, в
стране и республике, и раскрыть характеристику природно-климатических и
экологических условий региона;
2. Установить виды нарушенных земель по их лесопригодности;
3.Определить характер естественного зарастания древесными растениями ключевых месторождений в зависимости от различных экологических факторов;
Изучить видовой состав древесных пород и кустарников и предложить ассортимент для техногенных земель КБР;
Рассчитать экономическую эффективность и разработать мероприятия по биологической рекультивации техногенных земель.
Научная новизна. Впервые для условий КБР дана характеристика и оценка техногенных земель, динамика их естественного зарастания для различных субстратов, частей карьеров, с учетом вертикальной зональности и природных зон, предложены мероприятия и рекомендации по биологической рекультивации техногенных территорий.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Количественная и качественная оценка техногенных земель КБР;
2.0собенности экологических факторов на процесс естественного восстановления техногенных земель;
Ассортимент и способы распространения древесных растений на техногенных землях;
Мероприятия по эффективному лесовосстановлению нарушенных земель с целью оздоровления рекультивируемых ландшафтов.
Практическая ценность и реализация научных разработок. На основании проведенных исследований производству предложены мероприятия и рекомендации по вовлечению техногенных земель КБР в народнохозяйственное использование с помощью древесно-кустарниковых и дикоплодовых растений. Результаты исследований рекомендуется использовать проектным организациям, работникам горных предприятий, лесного и сельского хозяйства, охраны природных ресурсов и др. при биологической рекультивации указанных земель.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментального материала (исследовано 111,3 га или 10,8 % от всей нарушенной территории республики), математической обработкой данных с нахождением средних величин, их ошибки, точности и достоверности опыта по критерию Фишера с использованием современных компьютерных программ.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международной конференции молодых ученых и студентов СГУ (Самара, 2002 г.), научных конференциях аспирантов и ГШС лесотехнической академии (Воронеж, 2005-2006 гг.), Международной научно-практической конференции СКЗНИИСиВ (г.Краснодар, 2005 г.), VII Международной конференции (Теберда, 2005 г.), Международных конференциях (Нальчик, 2005-2006 гг.), Международном Форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2006 г.). Региональной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа» (Ставрополь, СтГАУ, 2007 г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных и научно-методических работ, общим объемом 5,2 п. л., где на долю автора приходится 1,9 п.л. или 36,5%.
Личный вклад автора заключается в определении проблемы, обосновании современных методик исследований, в проведении экспериментальных работ на объектах, обработке, анализе, обобщении собранного материала, разработке основных мероприятий и рекомендаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, которые изложены на 176 стр. машинописного текста, включающего 29 таблиц, 40 рисунков, выводов и предложений производству, списка использованной литературы из 177 наименований, в том числе 23 иностранных и приложения.
Ущерб от добычи полезных ископаемых
Интенсификация промышленного производства во многих странах мира увеличивает степень индустриального и антропогенного влияния на природные ландшафты. Влияние это весьма разнообразно, степень его значительна, а самовосстановление нарушаемого экологического равновесия происходит медленно. Наибольшее изменение установившихся в природе взаимосвязей вызывает деятельность горнодобывающей и связанных с ней отраслей промышленности, в результате чего ежегодно огромные площади превращаются в пустыри, на которых полностью уничтожен почвенный и растительный покров, и они выпадают из дальнейшего продуктивного использования. Земли, нарушенные открытыми промышленными разработками, как правило, бесплодные, с резко изменившимся рельефом и гидрологическим режимом территории. Горнопромышленная деятельность оказывает как прямое воздействие на почвенную среду (отвалы, выработки, отстойники и др.), так и косвенное в виде различного рода промышленных выбросов, загрязняющих реки, водоемы и атмосферу газами и пылью, что ухудшает санитарно-гигиенические условия промышленных районов и отрицательно влияет на окружающую природную среду. При этом территория, испытывающая на себе отрицательное воздействие горного производства, примерно в 10 раз превышает площадь самих нарушенных участков (Рекультивация земель, нарушенных открытыми горными разработками: Матер, семинара, 1974; Бекаревич, Масюк, 1969).
Нарушение земель происходит также в результате подземных способов добычи полезных ископаемых (провалы, размещение терриконов, нарушение гидрологического режима и др.). В ряде районов, где проведены горные работы, изменился режим грунтовых и поверхностных вод; огромные территории земель, прилегающих к горным отводам, оказались обезвоженными; отходами и породными отвалами запылены и заилены большие площади земель, загрязнены реки и другие водные объекты. Все это отрицательно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур, обуславливает увеличение средств на производство продукции в ряде смежных отраслей. Воздушные выбросы могут вызвать загрязнение атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод на территории в радиусе до 100 км от источника загрязнения, что вызывает ухудшение состояния пастбищ и снижение продуктивности животноводства. К серьезным последствиям могут привести аварийные прорывы дамб хвостохранилищ обогатительных фабрик. За всю историю развития общества, по сведениям Н.М. Буевского, Л.Ф. Зорина (1969) потеряно 200 млн. га земель, пригодных для сельскохозяйственного использования. С ростом промышленного производства происходит сокращение земельного фонда во всех странах мира. Наибольшую «землеемкость» и наиболее существенные изменения в поверхностном слое земной коры влечет за собой деятельность горнодобывающей промышленности. По всей стране разбросаны карьеры по добыче строительных материалов. На территории Кабардино-Балкарии находится 53 месторождения строительных материалов, которые расположены в различных поясах, зонах и высотах над уровнем моря. Некоторые из строительных карьеров разрабатываются в течение многих лет, нарушая природные ландшафты. В их числе находятся и объекты наших исследований. Это Докшукинское месторождение и откосы Дамбы хвостохранилища песчанно-гравийной смеси, Алтудское месторождение строительных песков, Баксанское - кирпичных суглинков и Каменское - вулканических туфов. Строительные материалы в этих карьерах добываются на протяжении более 20 лет. Значительный ущерб, особенно лесным массивам, наносится в районе действия Каменского месторождения, находящегося в лесостепной зоне республики. Алтудское, Баксанское и Докшукинское месторождения надолго исключаются из хозяйственного пользования и представляют собой эрозионно-опасные территории, поскольку засоряют продуктами водной и ветровой эрозии прилегающие сельскохозяйственные угодья, водотоки и населенные пункты (Алиев, Панков, 2002, 2003). Однако нельзя считать, что горные и другие работы оказывают, и будут оказывать на природу только отрицательное влияние.
При правильной организации этих работ, применение наиболее современных и эффективных технологий с учетом экологических требований можно значительно уменьшить, а в большинстве случаев предотвратить вредное их воздействие. Анализ характера и размеров ущерба, наносимого природным ландшафтам горнодобывающей и горнообрабатывающей промышленной деятельностью в разных странах мира, свидетельствует о необходимости принятия неотложных мер по предотвращению и ликвидации отрицательного воздействия на природные ландшафты, окружающую среду, а также поддержания необходимого равновесия экологических систем. Полезные ископаемые (уголь, железная руда, цветные металлы, строительные материалы и др.) занимают ведущую роль в развитии народного хозяйства и экономике страны. Поэтому постоянно возникает потребность в отводе земель для горных разработок. Во всех странах мира наибольшее распространение получил открытый способ горноразработок, который является простым, доступным и экономичным по сравнению с подземным.
При этом способе на нашей планете ежегодно разрыхляется, перемещается, переворачивается несколько триллионов тонн горных пород и почв. Вследствие этого происходит нарушение десятков тысяч гектаров ценных земель (Колесников, Пикалова, 1974). Ущерб и опустошение, наносимые природным богатствам деятельностью промышленных предприятий, не могли остаться без внимания. Этим и объясняется большой интерес к вопросам рекультивации нарушенных территорий. Поэтому вопросы рекультивации регулярно с 1956 г. выносились на международные симпозиумы, включались в план работы СЭВ (Рекультивация земель, нарушенных открытыми горными разработками: Матер, семинара, 1974). Рассмотрим результаты этих исследований в нашей стране и зарубежных странах.
Климатические условия
Климат Кабардино-Балкарии формируется под влиянием следующих основных климатообразующих факторов: географическая широта, рельеф местности, направление господствующих ветров, подстилающая поверхность. Взаимосвязь и взаимодействие этих факторов определяет существование на сравнительно небольшой территории республики большого разнообразия природы: от жарких сухих степей на северо-востоке и востоке до вечных снегов и ледников на западе и юго-западе в высокогорьях Большого Кавказа. Как и весь Северный Кавказ, Кабардино-Балкария находится в южной части умеренного климатического пояса. По сочетанию тепла и влаги она расположена в двух климатических областях: в Предкавказье и Высокогорном Кавказе. Расположенная в относительно южных широтах территория республики получает значительные суммы солнечной радиации, что определяет обилие солнечного света и тепла. Рельеф и особенности циркуляции атмосферы вызывают существенные различия в суммах солнечной радиации, получаемых разными районами. Максимальные суммы радиации поступают в мае-июле при наибольших высотах солнца и продолжительности дня. На равнинах и в предгорьях солнечная радиация составляет 120 ккал/см в год. Особенностью распределения суммарной радиации в горах является увеличение ее с высотой. Максимальные годовые суммы радиации северных склонов Главного Кавказского хребта на высоте 3000 м - 130 ккал/см в год, такая же сумма наблюдается из-за меньшей облачности и на высоте 2500 м. Запасы солнечной энергии, выражаемые величиной радиационного баланса 40...45 ккал/см2 в год на равнинах, в горах (до высоты 2000...2500 м) годовые значения меняются незначительно, а по мере поднятия вверх быстро уменьшаются до 25 ккал/см в год (на высоте 3000...3500 м). В зоне вечных снегов годовые суммы радиационного баланса близки к нулю. Продолжительность солнечного сияния в равниной и невысокой предгорной части составляет около 2000...2400 часов в год. Расположенные на границе умеренного и субтропического климатических поясов, Кавказские горы являются важным климаторазделом.
Территория Кабардино-Балкарии, отгороженная с юга и юго-запада горами Большого Кавказа, открыта с севера и северо-запада для свободного вторжения холодных воздушных масс из Арктики, для которых очень трудно преодолеть это огромное орографическое препятствие. Сложный пересеченный рельеф - система продольных и поперечных хребтов Большого Кавказа, большое количество долин, ущелий, котловин -создает сложную циркуляцию воздуха в горной части республики. Рельеф также оказывает большое влияние на распределение осадков, усиливая их выпадение при вхождении на территорию республики влажных воздушных масс. Горы Главного Кавказского хребта обостряют теплые фронты, вызывая усиление осадков на наветренных склонах. При прохождении холодных фронтов также могут выпадать осадки: оттесняемый холодным воздухом теплый воздух быстро поднимается вверх, на горных склонах усиливается выпадение осадков. Горный рельеф вызывает высотную зональность климата, особенно ярко выраженную в высокогорной области Центрального Кавказа. На общее изменение температуры и влажности воздуха с высотой накладывается изменение циркуляции воздуха в высоких слоях атмосферы. В горах, начиная с высоты примерно 2000 м, ведущая роль принадлежит западному переносу воздуха. воздуха, приходящими с севера и северо-востока. Также часто сюда доходит сравнительно влажный воздух с Атлантики. Летом в Кабардино-Балкарию из степной зоны южной части Восточно-Европейской равнины переносится континентальный воздух, зимой поступает с востока и северо-востока движущийся по южной периферии областей высокого давления холодный континентальный воздух. На территории Кабардино-Балкарии по условиям теплообеспеченности и увлажнения можно выделить следующие типы климатов, в которых находятся выбранные объекты исследований: - континентальный (степная зона, северо-восточная часть) - Алтудское и Докшукинское месторождения; - умеренно-континентальный (предгорная часть) - Баксанское и Каменское месторождения; - континентальный (горная часть) - Дамба хвостохранилища ТГОК. По территории Кабардино-Балкарии амплитуда годовых температур уменьшается с востока на запад от +9,5С на равнинах до -10,2С в высокогорьях. В годовом ходе температуры воздуха наблюдается максимум в летнее время и минимум в зимнее. На северо-востоке республики воздух в июле прогревается в среднем до +25С, в горах температура воздуха в июле понижается до +10С на высотах 2500 м.
На склонах Эльбруса средняя месячная температура воздуха в июле -1,4С. Зимой средняя месячная температура воздуха в январе на равнине -4,1 С, в высокогорьях -12...-19С. Абсолютный максимум температуры воздуха может достигнуть +40...42С на Кабардинской наклонной равнине, в предгорьях +39С, а в горах происходит постепенное понижение до +25С. Зимой абсолютный минимум температуры воздуха может колебаться от -30 до -35С. Амплитуда абсолютных температур самая высокая на северо-востоке и может достигнуть 77 С, в предгорьях она равна 70С, а в горах - не превышает 50С. В распределении относительной влажности воздуха по территории Кабардино-Балкарии наблюдается следующая особенность: на равнине и в предгорьях в теплое время года она ниже и составляет 67...74%, а в холодное время относительная влажность довольно высокая - 80.. .88%. В высокогорьях же относительная влажность воздуха выше в летнее время - 70...72% и несколько снижается в зимнее время - 65...68%о, что видно из табл. 3. Территория Кабардино-Балкарии лежит на разных высотах над уровнем моря: восточная часть (равнина) лежит всего лишь на высотах 170...200 м, а гора Эльбрус имеет отметку высоты 5642 м. Разность высот, как видно очень значительная, следовательно, значения атмосферного давления на востоке и западе республики будут иметь существенные различия.
Характеристика современного состояния карьеров и древесных растений
В республике добыча природного сырья осуществляется открытым способом, при котором образуются карьеры различной формы, размеров и глубины. На отдельных месторождениях выработанные территории подвергались горнотехническому этапу рекультивации, но, как правило, на большинстве из них такие работы не проводились (рис. 8). Карьеры оставались в том виде, в каком прекращались горные работы и имеют неблагоприятное впечатление (Алиев, 2002; Алиев, Панков, 2002). Закрепление и облесение нарушенных земель осуществлялось по-разному. В отдельных, незначительных случаях проводились посадки лесных культур, а в большинстве случаев они оставлялись как бы на произвол природе и постепенно происходило их естественное зарастание растениями. К настоящему времени, в основном, сформировались смешанные (искусственные и естественные) лесные насаждения, которые трудно определить, т.к. если и проводились лесопосадочные работы, то они выполнялись не в строгом лесокультурном порядке (не выдерживались породный состав, схемы смешения, размещение рядов и т.д.) (Алиев, Панков, Хамарова, 2002; Панков, Алиев, 2003). В связи с этим из 53 карьеров в республике были выбраны 5 характерных (контрольных, ключевых) участков, расположенных в различных лесорастительных и экологических условиях. Рассмотрим их характеристику по каждому отдельно взятому участку. Месторождение находится в Прохладненском районе на равнинной территории в 4 км к юго-западу от г. Прохладного на лугово-черноземных и луговых почвах, в степной зоне с континентальным климатом. Высота над уровнем моря 200 м, годовое количество осадков 200...300 мм, коэффициент увлажнения 0,6...0,8, среднегодовая температура воздуха + 9,5С. Площадь участка - 37,4 га. Запасы сырья - 9249 тыс. м . Действующий карьер по добыче строительных песков находится за контуром утвержденных запасов. В настоящее время производится доразведка месторождения в пределах выделенного горного отвода. Разработка сырья идет в южной и юго-восточной части карьера. Участок представлен песчаными откосами до 15...25 м высотой и крутизной от 5 до 45. Дно отработанного карьера неровное, выраженное небольшими буграми и ямами, в отдельных местах с выходом наружу грунтовых вод, вблизи которых произрастает рогоз.
Откосы карьера покрыты скудной травянистой растительностью, представленной в основном мать-и-мачехой, полынью, мальвой, козлобородником, бессмертником, репейником и цикорием, местами растут донник, молочай, девясил и различные виды злаковых и осоковых. На откосах и по дну карьера нами обследованы насаждения, представленные 10 древесными породами (табл. 5). Заселяющиеся естественным путем на дне произрастают - акация белая, тополь бальзамический, осина, ива трехтычинковая и вязы (шершавый и приземистый). На откосах карьера также встречаются: акация белая, тополь бальзамический, осина, ивы (трехтычинковая и остролистная), облепиха крушиновая, мирикария лисохвостниковая и шелковица черная, а вязы на откосах уже не растут (рис. 9). Возраст растений от 2 до 27 лет. Первой появляется ива трехтычинковая, возраст которой составляет 2...27 лет. Потом через 5...6 лет тополь бальзамический и облепиха крушиновая, а спустя 11...14 лет поселяются акация белая, мирикария лисохвостниковая, вяз шершавый, ива остролистная и осина, вслед за которыми начинают расти прочие породы. Одним из основных моментов следует считать количество появившихся растений на участке. Так их число колеблется от 0,1 до 7,9 тыс. шт/га. Растения растут куртинами с различной полнотой. Местами прослеживаются очаги густых зарослей облепихи крушиновой, с небольшим процентом тополя бальзамического и мирикарии лисохвостниковой (рис. 10). Различия густоты насаждений по количеству растений между максимумом и минимумом достигает 79 раз. Этот показатель представлен на диаграмме (рис. 11). Среди 10 пород большинство принадлежит облепихе крушиновой -29,9 %. Количество ивы трехтычинковой в 1,9, осины и вяза шершавого в 2,6 раз меньше в сравнении с облепихой крушиновой. Доли других растений ниже в 2,7...12,5 раз. Что касается высоты и диаметра на первых местах стоят тополь бальзамический и акация белая, они в возрасте 9...11 лет имеют среднюю высоту 2,9...3,2 м и средний диаметр 7,6...10,7 см., а их средний ежегодный прирост в высоту равен - 29,1 ...32,2см. Ива трехтычинковая в этом же возрасте достигает высоты также 3,2 м и диаметра 5,0 см, при среднем ежегодном приросте 35,5 см. Облепиха крушиновая в 10-летнем возрасте имеет высоту меньше ивы трехтычинковой в 1,1 раз, но по диаметру она превосходит ее в 1,2 раза. Прочие деревья и кустарники младше по возрасту и соответственно достигают меньшей высоты и диаметра, однако по среднему ежегодному приросту ива остролистная имеет лучшие показатели, чем другие растения в 1,1...1,7 раз и ее средний прирост составляет 40,0 см. У всех пород прослеживается четкая закономерность: средний ежегодный прирост по высоте в 1,1...4,9 раз меньше, чем текущий. Это говорит о том, что в первые годы жизни растения растут медленней и у них отмечен резко притуплённый рост, вследствие многочисленных негативных факторов отмеченных на техногенных ландшафтах. И только с возрастом, когда увеличивается жизненная выносливость растений, они начинают расти быстрее. Показатели средних величин являются достоверными, точность опыта во всех вариантах не превышает 5%. Состояние и рост растений, влияние на них высоты и экспозиции склонов прослеживается в табл. 6 и 7. Обзор таблицы 6 говорит о том, что деревья и кустарники в различных условиях местопроизрастания ведут себя по-разному. Представленный нами ассортимент на Алтудском месторождении не отличается какой-то общей закономерностью. В различных частях откосов карьера древесные породы поселяются в разное время. Из таблицы видно, что акация белая, облепиха крушиновая и мирикария лисохвостниковая вначале селятся в нижней части карьера. Здесь их возраст равен 13...14 лет и только через 1...5 лет они распространяются в среднюю, верхнюю части и на дно участка. Это говорит о том, что нижняя часть благоприятней для всхожести семян и роста и развития растений. Также в нижней части откоса количество растений больше в 1,3...3 раза. Ива остролистная тоже начинает заселять нижние части склона, где ее возраст равен 9 лет и через 4 года она появляется в средней части.
По количеству растений ее больше конечно внизу в 4,8 раз. Совсем иначе ведут себя тополь бальзамический, ива трехтычинковая и осина, которые вначале заселяют верхние части склона. Их возраст свидетельствует о том, что тополь бальзамический на 4 года раньше начинает расти вверху, чем в середине и внизу и только через 7 лет он появляется на дне карьера. Однако его количество меньше в верхней части в 2... 2,5 раза, чем внизу и на дне. Ива трехтычинковая в верхней части имеет возраст 25 лет, затем через 16 лет мы ее видим в нижней части откоса, а в средине и на дне ее возраст равен 7 лет, что 3,7 раз меньше, чем вверху. Осина на 1 год старше вверху, чем в середине и на 2 года, чем на дне. Количество этих растений больше там, где они старше. Шелковица черная растет только в верхней части, а вязы (шершавый и приземистый) - по дну. В большинстве случаев биометрические показатели древесных растений увеличиваются соответственно их возрасту. И в основном они лучше в нижних частях откоса, а по текущему приросту все древесные породы имеют лучшие показатели в нижних частях откосов и по дну карьера, где они выше в 1,2...1,5 раза в сравнении с нижней и средней частью. Это объясняется ухудшением условий местопроизрастания с высотой откоса: меньше увлажнение (у верхних частей карьера отсутствует всякая связь с грунтовой водой и их увлажнение полностью зависит только от атмосферных осадков, которых часто бывает недостаточно), больше скорость ветра и солнечная радиация, слабое зарастание
Влияние экспозиции откосов
На нарушенных землях деревья и кустарники в пределах небольшой территории, но с неодинаковой конфигурацией, встречают различный комплекс климатических и природных факторов. Каждый из них в отдельности или сочетании с другими специфически воздействует на древесные растения и кустарники. По данным П.Г. Лучкова, Р.Х. Кунаева, А.Р. Расулова и др. (2004), склоны южной и смежных экспозиций получают больше солнечной радиации, они лучше освещены, являются более теплыми, и в то же время менее увлажненными, чем противоположные склоны. В зависимости от континентальное климата, крутизны, господствующих ветров и других факторов различия между противоположными склонами усиливаются. Это в свою очередь определяет условия произрастания древесных растений. Неравномерно складывается водный режим для растений. Конфигурация и крутизна склонов также играет важную роль в обеспечении необходимого режима для роста и развития деревьев и кустарников. На вогнутых склонах условия произрастания для растений лучше, чем на выпуклых. Благоприятное сочетание природных и климатических факторов для произрастания растений на склонах в значительной степени определяется широкой вертикальной зональностью. В связи с этим для различных зон рекомендуются и определенные, более оптимальные, для древесных растений склоны (Лучков, 1981). В условиях предгорной зоны более теплыми являются склоны южной и западной экспозиций. Температура приземного воздуха в летние месяцы на указанных склонах на 1С выше, чем на северном и восточном склонах. Разница температур на поверхности почвы, между склонами северной и южной экспозиций достигает днем 6-8С, а ночью 1,5-2
С в пользу южного склона. Следовательно, на склонах западной и особенно южной экспозиций влияние температурного фактора заметно выше, чем на противоположных склонах. Важным условием роста древесных растений на склонах карьеров является обеспечение их влагой в почве. Меньше влаги в почве на склоне южной экспозиции, а больше на склоне северной экспозиции. По дну карьеров режим влажности в почве несколько лучше, чем на склонах. Это объясняется как поверхностным, так и подпочвенными стоками воды в период выпадения осадков. Обследование состояния растительности на выбранных нами ключевых объектах по сторонам света, тщательный анализ показателей древесных пород и влияние экспозиции откосов позволяют сделать следующие заключения (табл. 24). В основном лучшими условиями местопроизрастания отмечены склоны восточной и северной экспозиций, где показатели древесных растений на 5,5...162,2% выше, чем на западной и южной экспозициях. А западный склон является более лучшим для роста растений в сравнении с южным (Алиев, Панков, Хамарова, 2005). Однако тополь бальзамический на Докшукинском месторождении лучшие показатели имеет на западном склоне. Объясняется это близостью образовавшегося по дну карьера озера (рис. 35). Здесь его возраст составляет 20 лет, что выше на 4...7 лет по отношению к другим частям света. По количеству и биометрическим показателям этот склон имеет преимущество на 1,7...47,8 % в отношении других экспозиций. В Алтудском месторождении тополь бальзамический лучшие показатели имеет на восточном склоне, где он селится на 4...10 лет раньше. Количество его также там выше на 49,2...162,2%. Показатели высоты также выше на этом склоне, а вот по диаметру и текущему приросту восточный склон уступает северному на 1,9.. .22,3%. Шиповник лучше растет на северном и восточном склонах и его параметры на них выше на 23,1... 162,2%». В Баксанском месторождении менее благоприятным является южный склон, где шиповник заселяется на 5 лет позже. Также его количество здесь ниже, чем на северном, восточном и западном склонах в 3,0...7,1 раз. По биометрическим показателям южная экспозиция занимает последнее место, и разница составляет 16,7...77,8%). На Каменском месторождении шиповник также поселяется на 3 года раньше на северном откосе, чем на южном, но по количеству растений его больше на юге в 13 раз, что говорит о положительном влиянии леса примыкающему к участку. Но по биометрическим показателям все-таки лучше северный склон на 25,0...89,3 % по отношению к южному. Облепиха крушиновая на Алтудском и Докшукинском месторождениях начинает селиться на восточной экспозиции и через 1... 7 лет она появляется на других откосах. Показатели количества, высоты и диаметра также выше на восточном склоне в 1,1..2,5 раза. Отличительной особенностью является Дамба хвостохранилища, где облепиха вначале появляется на северном откосе и через 2...3 года на западном и южном и в последнюю очередь спустя 4 года на восточном склоне. По количеству растений лучшим отмечен западный участок, где проводилась посадка культур облепихи крушиновой (Фисун, Ахматова, 1999). И показатели количества здесь выше на 10,6...43,1%) по отношению к другим частям света. Но высота и диаметр больше на южной экспозиции в 1,3...1,9 раз. Объясняется это своеобразностью данного участка, закрытостью его горами, протеканием у подножья реки Баксан, где облепиха растет непосредственно у его берега, что, конечно, положительно влияет на рост растений (рис. 36). Ива козья заселяется на различных экспозициях почти одновременно с разницей в 1...2 года.
Так, как она селится в нижних частях откоса, в более увлажненных и затененных местах, на нее не оказывают особого влияния экспозиции откосов. Но все-таки в Каменском месторождении и на Дамбе хвостохранилища ее лучшие показатели выше на восточном склоне на 12,5...90,5%. На Докшукинском месторождении ива козья заселяет все склоны одновременно и имеет почти равные показатели количества, высоты и диаметра. В целом можно отметить, что показатели состояния растений в разных экспозициях откосов имеют на каждом месторождении свою особенность, которая зависит от многих факторов. Если месторождение представлено участком, открытым со всех сторон, и на него не оказывают влияние: лес, реки, горные условия и т. д., где создается свой микроклимат и условия местопроизрастания, предпочтение имеют северная и восточная экспозиция (рис. 37). В наших условиях каждый объект отличается от другого. В этом и заключалась наша задача при выборе ключевых участков, с целью наиболее полнее отобразить все условия, влияющие на рост, развитие и распространение растений, что отражается на естественном зарастании техногенных ландшафтов.
