3 Методические указания по проведению практических указаний Занятие 1 – Организационное – выдача задания

На данном занятии преподаватель выдает студентам индивидуальные задания по написанию реферата и выполнению практической работы по рекультивации конкретного объекта (см. приложение 1). Отчеты по реферату докладываются на первых 6 практических занятиях. Дальнейшие 10 практических занятий проводятся по выполнению задания с целью восстановления конкретного нарушенного участка.

Реферат можно выполнять как на листах формата А 4, так и в ученических тетрадях, в которых на каждой странице должны быть оставлены поля шириной 3…3,5 см для замечаний преподавателя. На титульном листе необходимо указать наименование дисциплины, номер группы, номер варианта, фамилию имя и отчество. В реферате перед каждым ответом обязательно указывается номер вопроса (из табл. 1 приложения 1) и его полный текст.

Ответы должны быть конкретными и четкими, в необходимых случаях иллюстрируемы схемами, чертежами формулами, графиками.

В конце реферата указывается использованная литература, дата выполнения и личная подпись.

Без представленного реферата и выполненного отчета по практическим занятиям студент не допускается к сдаче экзамена.

Занятие 2 – История рекультивации ландшафтов в дальнем

зарубежье

Рассматривается обзор литературы по проблеме «Рекультивация ландшафтов» в дальнем зарубежье: Германии, Англии, США, Канаде, Франции, Польше, Болгарии, Чехии, Словакии, Венгрии, Румынии, Австрии, Бельгии, Дании, Швейцарии, Италии, Швеции, Финляндии, Индии, Китае, Австралии и других.

Занятие 3 – Состояние рекультивации в ближнем

зарубежье

Проводится обзор литературы по данной проблеме в ближнем зарубежье: Украине, Белоруссии, Молдавии, Казахстане, Азербайджане, Эстонии и Грузии.

Занятие 4 - История рекультивации ландшафтов в России

Анализируются работы по рекультивации ландшафтов, выполненные различными «школами» в регионах России,: в Подмосковье, на Урале, в Кузбассе, на Дальнем Востоке, в Краснодарском крае, в Кабардино-Балкарии, в Брянской, Мурманской, Магаданской и других областях.

Сотрудничество СССР и стран Восточной Европы (стран – членов СЭВ) по рекультивации ландшафтов.

Занятие 5 – Состояние рекультивации ландшафтов в регионе

Курской магнитной аномалии

Слушаются итоги работ по рекультивации ландшафтов, осуществленные в регионе КМА сотрудниками Воронежской государственной лесотехнической академии, Воронежского госуниверситета, Курской и Днепропетровской государственными сельскохозяйственными академиями.

Занятие 6 – Обсуждение и защита студентами рефератов

Осуществляется обсуждение и защита студентами рефератов.

Преподаватель принимает рефераты и подводит по ним итоги теоретической подготовленности студентов по курсу.

Занятие 7 - Изучение природно-растительных условий объекта

Объект проектирования указан в задании, а место его нахождения - регион, область и район студент принимает студент сам (в соответствии с ранее выполненными курсовыми работами или проектами по другим дисциплинам).

Для оценки природных условий, от которых в сильной степени зависят состояние, рост и развитие растительно­сти, необходимо провести анализ климатических показателей района рекульти­вации. С этой целью необходимо по климатическим справочникам соответствующего региона найти температуру воздуха (среднюю, максимальную и минимальную) по месяцам и за год, сроки поздних весенних и ранних осенних замороз­ков, сумму положительных температур за вегетационный период, количество и интенсивность осадков по месяцам и за год, относительную влажность воздуха, направление ветров, глубину промерзания почвы, сроки наступления устойчи­вого снегового покрова, его продолжительность и глубину.

Для определения сроков проведения лесокультурных работ устанавливаются периоды, необходимые для развития растений. С этой целью нужно найти даты перехода среднесуточных температур через 0°, +5°, +10°С весной и осенью, которые показывают:

1) начало бурного снеготаяния определяется переходом среднесуточных температур через 0°С весной;

2) начало периода большого цикла вегетации и начало весенних лесокультурных работ соответствует дате перехода среднесуточных температур через +5 ^оС;

3) начало периода вегетации и конец весенних лесокультурных работ определяется датой перехода среднесуточных температур через +10 ^оС; 4) дата перехода среднесуточных температур через +10 ^оС осенью фиксирует конец периода активной вегетации и начала осенних лесопосадочных работ;

5) переход среднесуточных температур через + 5^о С осенью означает конец периода большого цикла вегетации и окончание осенних лесопосадочных работ;

6) дата перехода среднесуточных температур через 0°С осенью означает начало устойчивых отрицательных температур.

Период весенних посадочных работ ограничен промежутком времени между датами перехода среднесуточных температур через +5 и +10 °С. Напри­мер, для Белгородской области этот период равен 15 дням (с 16 по 30 апреля). Период осенних лесопосадочных работ определяется сроком с 1 по 22 октября и со­ставляет 21 день.

Таким образом, в условиях Белгородской области продолжительность ле­сопосадочных работ весной составляет 15 дней, а осенью - 21 день, что указывает на необходимость обязательного их учета. Следует иметь ввиду, что на нарушенных землях весенние лесокультурные работы рекомендуется выполнять до наступления полного размерзания грунта (с 3 по 25 апреля), примерно за 7-10 дней до начала общих лесокультурных работ в данном регионе в естественных условиях. Осеннюю посадку рекомендуется выполнять до наступления устойчивых заморозков, т.е. на 15-20 дней раньше. При использовании по­садочного материала с закрытой корневой системой сроки посадки культур расширяются.

Необходимо отметить, что нарушенные земли обладают специфическим микроклиматом. Амплитуда суточных колебаний температуры воздуха может достигать 20 - 25 °С, относительной влажности - 50 %. С увеличением высоты отвалов скорость ветра увеличивается в 1,5-6 раз, а влажность грунтов умень-­ шается в 1,4-2 раза, наблюдается неравномерность снегонакопления и промер-­ зания. Снеготаяние протекает в 2-4 раза быстрее и начинается на 1 -1,5 недели раньше, чем в естественных зональных условиях. Они слабо зарастают расти­ тельностью естественным путем, в значительной степени подвержены ветровой и водной эрозиям (с 1 га ежегодно с поверхности сносится ветром 200-600 тонн и уносится водой 32-140 м³).

Ветер оказывает на нарушенных землях прямое (выдувание) и косвенное (засекание, снегораспределение, занос) влияние на состояние, рост и развитие древесных пород, кустарников и трав. Для оценки влияния ветрового потока и выбора пра­вильного размещения защитных насаждений необходимо привести годовую розу ветров. После чего нужно сделать заключение об основном режиме ветра и его влиянии на растительность.

Влагообеспеченность территории за теплый период времени года опреде­ляется гидротермическим коэффициентом (ГТК) по Г.Т. Селянинову

[1]

В зависимости от численного значения коэффициента район относится к одной из зон:

- зона избыточного увлажнения - ГТК = 1,5 и более;

- зона обеспеченного увлажнений - ГТК = 1,0..1,5;

- зона с недостатком влаги - ГТК = 0,7... 1,0;

- зона сухого земледелия - ГТК = 0,5...0,7;

- зона пустыни и полупустыни - ГТК = меньше 0,5.

Коэффициент водного баланса устанавливается по В.Н. Сукачеву

[2]

Зона определяется по численному значению коэффициента:

- зона лесов, болот - К = больше 6,0;

- зона лесостепи (земледелие возможно без орошения) - К= 5,0...6,0;

- зона черноземной степи (земледелие возможно без орошения) - К = 4,0…5,0;

- зона сухой степи (земледелие возможно без орошения, но высокий уровень зависит от применения комплекса агротехнических мероприятий) – К=3,0…4,0;

- зона полупустыни (земледелие без орошения дает низкие результаты) – К = 1,5…3,0;

- зона пустыни (земледелие без орошения невозможно) - К = 0...1,5.

Нарушенные земли представлены различными горными породами и их техническими смесями в разнообразном сочетании, которые, как правило, различа­ются неоднородным гранулометрическим составом, химическими, физико-химическими свойствами, отсутствием или незначительным количеством пита­тельных веществ.

В соответствии с исследованиями Л.В. Моториной и др. (1978), вошедших в ГОСТ 15.5.1.01 – 83, вскрышные породы подразделяются на 4 группы: плодородные, потенциально-плодородные, мало и непригодные.

Плодородный слой почвы – верхняя гумусированная часть почвенного профиля, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.

Потенциально-плодородные породы – горные породы, обладающие ограниченно благоприятными для роста растений теми же свойствами.

Малопригодные породы – горные породы, обладающие неблагоприятными свойствами для роста растений.

Непригодные породы – горные породы, гранулометрический состав, физические и (или) химические свойства которых препятствуют росту и развитию растений. Для данных пород необходимо применение коренной мелиорации или их перекрытие (захоронение).

Породы осадочной толщи КМА по степени пригодности к биологическому освоению разделяются на 4 группы:

1 группа - плодородные почвы – почвы, которые от всего объема вскрышных пород составляют 0 - 1 %;

2 группа - потенциально-плодородные породы – лессовидные суглинки (10 %) и смесь суглинков с другими породами. Они имеют относительно благоприятные агрофизические свойства и при применении высокой агротехники возможно возделывать не только многолетние травы и лесные культуры, но и более требовательные полевые сельскохозяйственные культуры;

3 группа – малопригодные породы – пески меловой системы (38 %), разнородные породы девонской системы, а также кварциты и сланцы (4 %), отходы обогатительных фабрик. Эти породы при залужении и облесении требуют высокой агротехники, применения различных мелиоративных средств и приемов, а для сельскохозяйственных нужд – перекрытия породами 2 группы и почвами общей мощностью 0 - 0,8 м;

4 группа – непригодные породы – фитотоксичные неокомские пески (13 %), юрские песчано-глинистые отложения (9%) и кварциты (25,0 - 25,5%), которые при горнотехническом этапе рекультивации должны быть перекрыты слоем рыхлых горных пород второй или первой группы до 1,5 - 2,0 м.

По лесорастительным условиям техногенные земли подразделяются на 7 групп: зональные почвы, четвертичные суглинки, девонские и келловейские глины, песчано-меловая смесь, пески, мело-мергельный грунт и скальные породы (Я.В. Панков, 1996).

О тходы обогатительных фабрик по переработке железистых кварцитов складируются в хвостохранилищах, размещающихся в оврагах и балках. Они состоят из несвязных песчаных частиц, имеющих слабощелочную среду и слабую засоленность, содержат недостаточное количество для развития растений подвижных форм азота, фосфора и калия, относятся к 3 группе пригодности субстратов, очень медленно зарастают растительностью и в сильной степени подвержены ветровой эрозии, когда находятся в сухом состоянии.

Остальные виды нарушенных земель относятся к хозяйственной деятельности горных разработок (водохранилища, промышленные площадки и сооружения, коммуникации), имеющих много общего с аналогичными землями индустриально-промышленных территорий страны.

Доминирующими факторами при биологической рекультивации техногенных земель следует считать вид горных пород, возраст, наличие процессов водной и ветровой эрозии, крутизну и экспозицию откосов, высоту отвалов, глубину карьеров и обязательное проведение горнотехнической рекультивации. Они проявляются на различных видах нарушенных земель по-разному (рис. 1).

Важным фактором оценки природно-растительных условий объекта, оп­ределяющим эффективность биологической рекультивации, является наличие растительности. В природе часто встречается перенос семян ветром, животными или птицами из прилегающих зональных территорий на нарушенные участки. Естественным путем поселяются до 46 видов трав, древесных пород и кустарников (облепиха, ивы, лох, клен, тополя и др.). Процесс естественного зарастания более интенсивно выражен в порядке убывания: гли­ны келловая, четвертичные суглинки, песчано-меловые смеси и мело-мергель в нижних частях отвалов или отдельных микропонижениях. Верхние же части откосов от­валов и их поверхности длительное время не зарастают. Склоны северных экспозиций имеют лучшие условия для поселения растений, чем южные.

Показа­тели естественного зарастания техногенных ландшафтов необходимо учиты­вать при применении тех или иных методов и способов проведения биологиче­ской рекультивации.

На основании установленных природно-экологических факторов региона обязательно подводится общее заключение о возможности роста и развития будущих фитоценозов на конкретном участке.

Рис. 1 – Классификация нарушенных земель и их доминирующие факторы при биологической рекультивации

(по данным Я.В. Панкова, 1996)