3.Формирование растительного покрова на отвалах и искусственных водоемах

Наиболее удобный и дешевый вид освоения рекультивируемых территорий отвалов – лесохозяйственное. Лесная рекультивация доминирует в большинстве стран. На первых этапах рекультивации важно быстро озеленить отвалы и устранить вредное влияние их на окружающую среду. Озеленять отвалы можно еще до начала укладки складируемого материала. Территорию, отводимую под отвал, окаймляют полосой насаждений. При складировании отходов, препятствующих росту растительности, и невозможности создания плодородного слоя почвы, например отвалы пустой породы при добыче калийных солей и других полезных ископаемых, полоса насаждений является единственной возможностью обустройства таких отвалов. Полоса насаждений по периметру отвала эффективна лишь при ее ширине не менее 5 м.

При лесохозяйственной рекультивации на первых этапах используют быстрорастущие породы: тополя и ивы. Приживаемость и рост лесных пород зависят главным образом от гранулометрического состава породы и ее рН. Оптимальное значение рН: для хвойных пород – 4,5-6,0 и для лиственных – 6,0-7,5. По гранулометрическому составу породы распределяются в следующей убывающей по плодородию последовательности: суглинки – глины – пески. Опыт облесения отвалов показывает, что посев древесных пород семенами непригоден. Наиболее рациональна посадка лиственных пород однолетними саженцами, а хвойных пород – двулетними. Виды пород подбирают экспериментально. Породы лесных культур, используемых для облесения отвалов, представлены в таблице 10.

Таблица 10. Виды лесных пород, используемых для облесения отвалов зависимости от пригодности территории к биологическому освоению, токсичности грунтосмеси и назначения лесных культур

Оценка пригодности территории к биологическому освоению	Преобладающий тип грунтосмеси по токсичности	Назначение лесных культур	Лесные породы
			главные	сопутствующие	кустарники
Полностью пригодные	Потенционально плодородные не токсичные	Хозяйственно-мелиоративное	Дуб черешчатый, лиственница сибирская, сосна обыкновенная, береза бородавчатая, тополя	Липа мелколистная, груша лесная, ольха серая, клен остролистный, вяз обыкновенный	Вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн
Пригодные	Малотоксичные	Хозяйственно-мелиоративное	Сосна обыкновенная, тополя, береза бородавчатая	Ольха серая, вяз обыкновенный, клен татарский и ясенелистный (на склонах)	Вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн
Малопригодные	Среднетоксичные	Мелиоративно-подготовительное*	Тополя, береза бородавчатая, ольха серая	Ольха серая, акация желтая	Смородина золотистая
Непригодные	Сильнотоксичные	­–	­–	­–	­–

* Посадка возможна только после химической обработки.

Если создать мощный покровный слой невозможно и сам материал, образующий рекультивируемую поверхность, должен стать субстратом для растений, то возникают биолого-экологические проблемы озеленения таких земель. Для этого проводят мероприятия по активации бедной почвы. Процесс восстановления почвенного покрова в естественных условиях длится от нескольких десятков лет до многих веков, поэтому приходится сжимать его до короткого промежутка времени.

Предварительное условие успешной активации бедной почвы – тщательное изучение местных условий и оценка факторов, препятствующих развитию растений. Следовательно, для этого необходимы подробные химические и биологические предварительные исследования, после чего принимают целенаправленные меры по улучшению условий для развития растений, которые можно подразделить на три группы: улучшение физической структуры бедной почвы; улучшение химических условий для роста растений; биологическая активация.

Перечисленные мелиоративные мероприятия направлены на обеспечение растений достаточным количеством питательных веществ и на устранение всех факторов, препятствующих их развитию.

На уплотненных почвах целесообразно механическое рыхление в сочетании с заделкой в почву вносимых удобрений и химических мелиорантов. Последние связывают содержащиеся в почве токсичные элементы и вещества; уменьшают избыточную кислотность или, что бывает реже, избыточное содержание оснований; мобилизуют имеющиеся и вносят недостающие питательные вещества.

После создания достаточно гармоничных почвенных условий повышают биологическую активность за счет внесения в почву гумуса и почвенных бактерий или мульчирования органическими и неорганическими материалами.

Мелиоративные мероприятия (химические, физические и биологические) являются лишь подготовкой к озеленению, определяемому принципами фитосоциологии. Растительность на бедных почвах развивается по определенным стадиям, конечной из которых является лес.

Деревья и кустарники, водные растения и тростник способствуют восстановлению полноценной и стабильной природной среды и обеспечивают долговременную защиту берегов и откосов от разрушения. Правильное расположение растительного покрова способствует поддержанию чистоты воды в водоеме и достижению живописного и разнообразного пространственного расчленения прибрежной территории. Примеры возможного озеленения искусственных водоемов показаны на рисунке 11.

После завершения мокрой выемки грунта и проведения работ по рекультивации и обустройству карьер превращается в непроточный водоем искусственного происхождения. В зависимости от сезонного колебания уровня воды в искусственных водоемах и размеров береговых склонов можно вы делить четыре пояса, характеризующиеся различными условиями для развития растительности:

1. Подводный пояс – часть берегового склона, постоянно покрытая водой.

2. Пояс переменного уровня – часть берегового склона, периодически затопляемая водой водоема. Степень увлажненности почв в этом поясе меняется в зависимости от сезонного колебания воды в водоеме и наката волн.

3. Первый надводный пояс – часть берегового склона, расположенная выше максимального уровня воды в водоеме, почвы которого недосягаемы воздействию наката волн, но находятся под влиянием воздействия капиллярного поднятия грунтовых вод.

а

б

в

Рис. 11. Примеры закрепления береговых склонов искусственных водоемов озеленением:

а, б и в – рекультивация неглубоких, средней глубины и глубоких карьеров;

1 – тростник; 2 – дернина; 3 – ивняк; 4 – отдельные деревья; 5 – древесно-кустарниковые насаждения

4. Второй надводный пояс – часть берегового склона, расположенная выше первого надводного пояса, почвы которого недосягаемы воздействию грунтовых вод.

Размеры каждого из поясов определяются природными условиями конкретного объекта рекультивации.

Особое внимание при выполнении работ по закреплению береговых склонов карьера озеленением необходимо придавать формированию растительного покрова в поясе переменного уровня воды, так как эта зона наиболее подвержена воздействию волн. Озеленение в этой зоне выполняют, применяя специальные методы формирования ландшафта, создавая в первую очередь полосу тростника в прибрежной зоне, которая обеспечивает требуемую естественную защиту берега, создает условия для биологической регенерации водоема и формирует среду обитания для водоплавающих и болотных птиц. Ширина тростниковой полосы зависит от крутизны берегового склона. Более широкую полосу тростника формируют на пологих склонах. На крутых подводных откосах тростник выращивают на узкой полосе. Как правило, при создании защитной зоны из тростника растения высаживают на узкой прибрежной полосе у кромки воды, откуда тростник распространяется в обе стороны, но более интенсивно – в сторону воды.

Часть берегового склона, расположенную выше уровня воды, закрепляют инженерно-биологическим способом – укладкой хворостяных прутьев в виде выстилок с последующей присыпкой слоем почвенного грунта. Впоследствии хворостяные прутья, находясь в зоне действия грунтовых и поверхностных вод, прорастают, образуя заросли прибрежного ивняка.

Береговой склон, расположенный выше зоны прибрежного ивняка, крепят залужением – посевом трав по слою нанесенного по верху склона почвенного грунта и посадкой отдельных деревьев. При недостаточном количестве питательных веществ в почвах, образованных после разработки песчаных и гравийных карьеров, низкое расположение уровня грунтовых вод ограничивает выбор видового состава. В качестве посадочного материала используют саженцы дуба и березы. Водой в этом поясе растения снабжаются лишь за счет поверхностных вод атмосферных осадков. Примеры закрепления береговых склонов искусственных водоемов озеленением по казаны на рисунке 11.