Научные основы биологической рекультивации техногенных ландшафтов Панков, Яков Владимирович

Введение к работе

Актуальность томі. Минерально-сырьевая база любой страїш является основой развития ее зкснсмпкп.В настоящее время более 70 % гсьх .используемых природных ресурсов з России приходится на ш-леанче ископаемые. Ife них пролгнсдится ЗО % продукции тяжелой грсч::"ленностп и 17 % предметов народного потребления. Обпий объ-::і .'.сс'^п! минерального сирьл .а бываем СССР удваивался каадые 10.., їй лої, лр.и о го: і пдоцадь ссех типов нарушенных зе.чедь соста-ъу^л более 2 .млн.га, а ежегодный их прирост доходил до FQ...35 тко. га.

Г.'э иаигтане территории и оапарлм телесной рудп Курская магнитна.! аномалия (ICVA) - р2г.ий 'большой и багатий .челегнорудний ра-Ъу1 ; :-эд, кзтс;г.-:й расположен на ценкайгдіх черноземных почва;-:. Зале:--,, Осчатых руд ;-д.:съ исчисляются более чем в 50 млрд. тонн, что в 2 г....-а бол:;.:-: а.ч-н сотглтнн-'х галаосэ їчтра, а железпотих ігаарда-тс;і - '.;-:ктг'-ьс;::і неисчерпаемы. See это потребует :t COCO году ст~ сеч.- "н:-лг порядка СЗ тне.га, г: том числе нле.т.здь нарушенных зе-уеаъ состазит отло '.IS ті:с.га. Установлене, что дса:ча 1 млн. тени железной руды, требует ілледенпл но селъскохсздйсттэнного г.одьаования 3,2 га аемли.

1'ул открытых герних разработках происходит многостороннее негативное воздействие на окружающую сроду: наруппение земной поверхности и почтенного понрова, растительного и .".прогного мира, изменение рельефа и образование техногенных ландшафтов, перераспределение гидрологического режима местности, загрязнение T!-;dcJ-;-ры, 'почвенного покрова и вод-продукта),:!! эрозии, " ухудпенпе са-:''-тзр.чо-гигпс-ч-нччеекпх условий окружающей среды, с п'-легпе продуктивности прпдэгао'дих земель, затруднение условий ач:знп ;эедей. чте отрицательно сказывается на их адоропье и, и.ак следствие, на производительности труда.

Принимающее все более, пироже натлтеб.; воздействие человека на природу при нерациональном,негармоничном и недальногиднел распоряжении ее дарами мохет привести к неисчислимым Деда-,!, к стравним, глобального хзрактера катастрофам, т.,і. з природе все очень тесно Еоаимогависимо. Поэтому нарушенные премшпенность» ьемли

должны .о б я 'э ат ель но восстанавливаться. Рекультивация является составной 'частью мероприятий по охране природы и воспроизводству, земельных угодий. Она имеет большое со--циальное; экологическое, экономическое, культурное и другие значения...

В.настоящее время, как указывает В.И.Данилов-Данильян, за
вершается' формирование целостной-экологической политики, основой
которой является Национальный план действий России по окружающей
среде.-

Следует указать, что проведение рекультивационных. работ в оптимальном направлении одерживалось изтза недостаточного количества, конкретных теоретических и.практических положений по данной теме. "Поэтому" для успешного выполнениям стоящих задач встает' настоятельная необходимость разработки научных основ биологической рекультивации, техногенных ландшафтов для отдельных регионов нашей, страны.

' Настоящая ,тема является составной частью плана научных исследований ГКНТ СССР (N 339 от 25.06.1986 г.), секретариата СЭВ по проблеме ".III- "Охрана экосистем (биогеоценозов) и ландшафта" (1976-1990 гг.), входит в Программы: "Человек-и окружающая среда" (С'1974 г.), "Программу КМА" (с 3.974 г.), "Биология и охрана природы'(6 1978 г.-,), "Черноземье" (с 1992 г.),': "Российский лес" (с 193.4 _ -г.), трант ГК РФ псі высиему.образованию (с 19Э4 г.) и дру-тие; . по-ней, выполнено до 70 заключительных. и промежуточных "отчетов" по НИР (Б147541, БЗбЩЬЭ, 01.82..9045241, 01.95.000876 и др. ).

.Цель исследований - разработать научные' основы рекультивации
нарушенных земель фитомелиоративкыми средствами для условий бас
сейна. КМА и Центрального Черноземья. Главная суть проблемы 'заклю
чается в установлении доступных і интенсивных-), экологических и эф^
фектйшых методов и рпособов восстановления и вовлечения техно
генных ландшафтов в народнохозяйственное использование, их опти
мизация. '

- Задачи исследований.' Для реализации поставленной цели в дис-сэртации необходимо, было последовательно, решить следующие задачи:

- на основе. обобщения.-опыта рекультивационных" работ в стране и за рубежом, а такие облесения и закрепления идентичных-бросовых зональных почз разработать'.научные осноеы биологической рекультивации техногенных ландшафтов;

;гу'-:;ть лееогзстигельные услоЕИЯ нарушенных земель;

рг-зработать ассортимент древесных пород, кустарников и тр.? в для различных условий местопроиграстзния;

выявить влияние многосторонних факторов на рост лесных культур;

раеработать агротехнику закрепления и облесения бросовых земель;

вияснить экологическую роль растительности на нарушенных землях;

определить эффективность рекультивации техногенных земель фитомелиорзтивными средствами.

Научная новизна работы заключается, в том, что впервые для региона ЦЧР по специальной комплексной программе решены следующие основные положения:

1. расработала классификация техногенных ландшафтов, в которой выделены 7 основных видов нарушений и приведены 9 доминирующих факторов при биологической рекультивации;

2. выделена новая категория лесокультурных и лесомелиоративных площадей, где вскрышные породы подразделяются по степени пригодности для ьх освоения на 4 группы, а по лесорастительнкм ус-ло^г-иру - на 7;

3. установлена зависимость состояния и биометрических показателей древесных пород, кустарников и траз от экологических условий нарушенных земель, климатических и других факторов;

А. разработан и внедрен в производство глдропосев трав с применением химических веществ (полиакриламида, латекса), минеральных и органических удобрений, мульчирующих материалов (дре-весные опилки) и воды - а. с. Н 1423016 от 20.10.86 г.;

5. определены способы расселения растений на техногенных землях: естественный, искусственный и комбинированный в самых различных сочетаниях; указаны методы управления им:і;

6. установлены пути повышения эффективности биологической рекультивации о помощью гсрнитехнического этапа рекультивации и применения многс'эбрззных мелиоративных средств и приемов;

7. выявлена количественная и качественная оценка взаимодействия нарушенных ""їі.ієль и растительных ценозов;

8. рагрг.Остгнп основные направления биологической рекульт¹'-

вацпп (сбцал и профилактическая) и езды ;;>: освоении (сельскохозяйственное,, с/х с использованием лесных ;голсс, лесохозлйственное озеленительное, лесопарковое п санитарно-гигиеническое);

9. предложены -мероприятия по комплексному освоению нарушенных земель.

Пгі,;".тичасі-:~я ценность работы состоит б установлении критериев оптимизации техногенных ландшафтов при проведении фитомелпсра-ции избирательно в зависимости от типов нарушенных земель и их различных свойств. Разработанное научные основы методов и способов биологической рекультивации являится эффективным средство:.: борьб:! с негативными последствиями технотекезз, вовлечения техногенных ландшафтов в народное хозяйство.

Рекультивкроізаі:і:::е участки являются объектами экологического мониторинга, учебно-кзучко-ьстодичесглй базой по этой проблеме.

Область применения - для специалистов горного, сельского, лесного и других отраслей, работников проектных учреждений, студентов, учацихс;: и всех тех, кто занимается проблемами рационального кспользоі)Еі.;ія природних ресурсов, охраны окружающей среды и экологией.

Реализация результатов исследований. 3 порядке проведения опытно-производственных работ в течение 25 лег закреплено к облесено около 750 га нарушенных земель. При этом созданы униладьиие опытные объекты,' на которых запущено 11 кандидатских диссертаций, 'проводятся учебные и технологические практики студентов, выполнено более 400 дипломные проектов при непосредственном участил автора.

Результаты исследований использованы, в проектах институтами "Гипрозем", "Центропшроруда", "Рссгипролео", в научных разработках TJISF, ИГД МЧМ, НИИКМА, в практике горнорудных предприятий КМА, управлений лесами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов і: рекомендаций подтверждается значительным объемом аналитического и экспериментального материала, ежегодными исследованиями и математической обработкой полевых данных на ЭВМ, широкій производственным опытом по лесной рекультивации, проводимой по рекомендация;.: и под руководством автора.

Личный вклад. С 1969 года диссертант постоянно участвует в работе по комплексным исследованиям кафедры агролесомелиорации я почвоведения ВГЛТА, выполняемый по хоздоговорной и госбюджетной тематике, в .качестве ответственного исполнителя и научного руководителя.

При проведении столь многочисленных и сложных ' работ автор был постоянно руководителем научных экспедиций кафедры, факультета, института и академии, учебных, технологических и преддипломных практик студентов, школьного лесничества в г.Губкине. Соискатель решал многие другие организационные вопросы по данной проблеме с сотрудниками НИИКМА, работниками горных предприятий КМА, управлений лесами и др.

В основу диссертации положены как личные результаты исследований, так и обобщены материалы сотрудников, работавших вместе с автором.

Апробация работы нашла свое отражение в 5 Международны/, семинарах, во Всесоюзных, Всероссийских, Республиканских и региональных конференциях и совещаниях по данной тематике: VI Международный симпозиум (Донецк, 1976) л 12 координационное совещание стран-членов СЭВ (Междуреченек, 1985), VII Международного совещания (Болгария, 1974; 1989), Международной конференции (Днепропетровск, 1990; 1992), Москва -1971-1978, 1982, . 1985-1962, 1990-1994; Киев - 1973, 1990; Харьков - 1973, 1989; Минск - 1986, 1991; Тарту - 1975; Донецк - 1976, 1993; Орджоникидзе - 1974, 1977; Ленинград - 1978, 1994; Волгоград - 1971, 1973, 1979, 1985, 1989, 1993; Свердловск - 1S82-.1985, 1988; Новосибирск - 1972, -І974; Кемерово - 1979; Новокузнецк - 1983-1985; Пенза - 1990, 1992, 1993; Орел - 1992, 1994; Воронеж и Губкин (постоянно).

На объектах прозедено 3 Всероссийских научных конференций (1979, 1984, 1988 гг.); работз, выполненная диссертантом, удостоена бронзовой^медати ВДНХ СССР. Материалы .диссертации постоянно докладываются на конференциях и совещаниях различного уровня.

Публикация. По материалам исследований рззработаны 5 рекомендаций, получено авторское свидетельство, опубликовано 2 монографии и более* 80'научных работ общим объемом до 42,5, а общий объем 70 отчетов по ИКР насчитывает более 140 печатных листов.

- , -

*

С",г/уі.гура и объем диссертанта. Диссертация "состоит из введе-акл, : .-дл8, заключения. Работа изложена на 388 страницах-, содержит S3 таблиц, 71 рисунков, список литературу ив 794 наименований, в т.ч. иностранных'- 174. _

Автср сердечно признателен^ своему учителю доктору с.-х. наук, пр. -юру, заслуженному лесоводу РСФСР .И.В.Трецевскому, идеи которого явились стимулом е самостоятельных исследованиях и получили дальнейшее развитие. Диссертант благодарен коллегам и сотрудникам кафедры агролесомелиорация и почвоведения, особенно Ф.Е.Квзнозу и П.Ф.Андрщенко, совместная работа с которыми поло-жш начало дальнеГнйш плодотворным исследованиям, студентам 3-5 .курсов лесохоэяйственного факультета, принимавших участие в созданий объектов.

Большую благодарность автор выражает производстЕекнп.чтм я учеты, сказавшім значительную поддержку и консультации: А.М.Ггй-цу, Л.П.Ейранни;;у, Н.Е.Бекаревнчу, А.М.Бурыкину, Е.А.Гарснкеиу, В.Н.Данько, Л.Б.Етеревской, В.В.Карпову, Э.В.Каару, А.Т.Калашникову, Б.Н.Кондратьеву, Г.В.Коротаеву, Н.Т.Масюку, Л.Е.Моторипой, В. А. Овчинникову, Е.С.Павловскому, В.С.Пашкову, И.'С.Рыжих, А.И.Стифееву, В.И.Титовскому, С. С. Трофимову, Д.В.Труфєлсву, В.И.Седотову, Т.С.Чибрик, В.Г.Шаталову и В.Ф.ЩупаноЕСКсму.