4432

2

УДК 630*233:631.618

Панков, Я. В. Рекультивация ландшафтов [Текст] : методические указания по организации и прохождению учебной практики для студентов по направлению подготовки 250100 – Лесное дело / Я. В. Панков, Э. И. Трещевская ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 24 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 7 от 28 марта 2014 г.)

Рецензент заведующий кафедрой агроэкологии ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ д-р с.-х. наук, проф. Ю.И. Житин

Ответственный редактор заведующий кафедрой лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» д-р с.-х. наук, доц. В.И. Михин

Методические указания составлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 250100 – Лесное дело, утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ № 854 от 12.08.2010 г., и учебным планом направления, утвержденным ректором ВГЛТА в 2011 г.

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………. 4

1.Общие положения……………………………………………………….. 5

2.Объекты практики и ее продолжительность…………………………... 5

3.Содержание практики………………………………………………….... 5

3.1.Курская магнитная аномалия…………………………………………. 6

3.2.Семилукский карьер…………………………………………………... 15

3.3.Придонской карьер……………………………………………………. 17

3.4.Тамбовский карьер…………………………………………………….. 18

3.5.Агролесоландшафт……………………………………………………. 19 Заключение…………………………………………………………………. 19 Оформление отчета………………………………………………………... 19

Библиографический список……………………………………………….. 20

Приложения……………………………………………………………….... 21

4

ВВЕДЕНИЕ

Природные ресурсы – важнейший компонент окружающей среды, необходимый для удовлетворения материальных потребностей человеческого общества. Главными видами природных ресурсов являются водные, земные и минеральные, а также солнечная энергия, растительный и животный мир. Полезные ископаемые (уголь, нефть, газ, железная руда, золото и многие другие) любой страны служат основой развития ее экономики. Их добыча, переработка и использование ведут к отчуждению ценных угодий, изменению и загрязнению ландшафта.

По данным ООН только в результате горнодобывающей промышленности на нашей планете ежегодно извлекается свыше 100 млрд тонн природного сырья, а в конечный продукт его превращается около 10 %. Объем добычи полезных ископаемых в мире удваивается примерно через 15-18 лет, что приводит к образованию значительных площадей нарушенных территорий.

При этом происходит многостороннее негативное воздействие на окружающую среду: деформация земной поверхности, изменение рельефа и образование техногенных ландшафтов, нарушение почвенного покрова, перераспределение гидрологического режима местности, загрязнение атмосферы, почвы и воды продуктами эрозии, снижение продуктивности прилегающих угодий, ухудшение санитарно-гигиенических условий окружающей среды и т.д., – отрицательно сказывающееся на здоровье и производительности труда людей.

Воздействие общества на природные ландшафты чрезвычайно велико и разнообразно. Изменение окружающей среды производством происходит со значительно большей скоростью, чем природные процессы восстановления их измененного равновесия. Как правило, негативное влияние нарушенных земель проявляется на территории, в 10 раз превышающей их площадь. В силу этого особое внимание должно быть уделено рациональному использованию природных ресурсов и предотвращению загрязнения окружающей среды. В противном случае в результате деятельности человека может произойти планетарное нарушение подвижного равновесия в геосфере, а охрана окружающей среды – глобальная проблема, не знающая границ. Это указывает на возрастание актуальности рекультивации нарушенных земель.

В этом отношении студенту необходимо познакомиться с проблемой восстановления техногенных ландшафтов, проведенного на объектах Курской магнитной аномалии (КМА), Семилукского огнеупорного предприятия и нарушенных участках, находящихся в черте зеленой зоны г. Воронежа.

5

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Учебная практика по дисциплине «Рекультивация ландшафтов» входит в учебный план по направлению подготовки 250100 – Лесное дело.

1.1.Целью изучения дисциплины является усвоение теории и методов формирования и восстановления нарушенных ландшафтов с помощью фитомелиоративных средств.

1.2.Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

-ознакомиться с общими вопросами образования и формирования техногенных ландшафтов, влияния деятельности человека на изменение природной среды, инструктивными положениями, ГОСТами и рекомендациями;

-изучить теоретические основы рекультивации ландшафтов;

-уяснить технологию и организацию по восстановлению техногенных ландшафтов;

-закрепить знания по теории и практике формирования и рекультивации ландшафтов;

-познакомиться с объектами рекультивации ландшафтов;

-уметь использовать полученные знания в области дисциплины.

2. ОБЪЕКТЫ ПРАКТИКИ И ЕЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ

Учебная практика составляет 15 часов в течение 3 дней.

До начала практики преподаватель знакомит студентов с ее программой и техникой безопасности с соответствующей отметкой в журнале.

Староста группы составляет списки бригад с указанием номера бригады и численности, следит за посещаемостью студентов и совместно с руководителем отмечает отсутствующих или опоздавших на практику. Каждая бригада должна быть обеспечена методическими указаниями, инструментами, письменными принадлежностями и фотоаппаратами.

Место проведения учебной практики (нарушенные и восстановленные объекты):

- Курской магнитной аномалии (1 день); - Семилукского огнеупорного кирпичного завода и территории

г. Воронежа и его зеленой зоны (1 день);

-оформление и сдача отчетов (1 день).

3.СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИКИ

Беседа руководителя по практике: излагается содержание разделов 1. «Общие положения» и 2. «Объекты практики и ее продолжительность», техника безопасности во время практики. Дается краткая характеристика и показывается презентация по рекультивации ландшафтов, посещение которых запланировано в процессе экскурсионного обследования. Указывается правильность представления отчетов по бригадам.

6

3.1. Курская магнитная аномалия

Объекты осмотра: общее знакомство с организацией территории и рекультивацией нарушенных земель Лебединского и Стойленского горнообогатительных комбинатов.

По величине, территории и запасам железной руды Курская магнитная аномалия (КМА) – самый большой и богатый железорудный район мира, который расположен на ценнейших черноземных почвах. Бассейн КМА представляет собой уникальный природный объект, вытянутый в северо-западном направлении на 850 км и на 200 км с запада на восток; он распространяется от Ростовской области до Прибалтики. В пределах ЦЧР, в Белгородской и Курской областях, находится его центральная часть. К местам наибольшего количества запасов железной руды и приурочены действующие рудники – Лебединский и Стойленский. Они расположены между городами Старый Оскол и Губкин Белгородской области, в 120…140 км к западу от г. Воронежа.

В результате хозяйственной деятельности человека образуются техногенные земли, не имеющие ничего общего даже с естественными бросовыми или неудобными землями. Они представляют собой специфический объект (категорию) для биологической рекультивации.

3.1.1. Лебединский карьер

При разработке месторождений глубинного типа принимается циркообразная форма карьера глубиной до нескольких сотен метров (230 м и более) при площади в несколько квадратных километров (рис. 1). Вскрышные породы извлекаются и перемещаются из карьера различными способами. В общем виде карьер представлен отдельными уступами высотой до 15 м, сужающимися к его дну, сложенными из различных субстратов. Мощность горных пород на различных месторождениях сильно колеблется и находится в пределах от 0…5 до 5…70 м (рис. 2). Так, наибольшая масса в общем объеме вскрышных пород Лебединского карьера приходится на песок (апт-альб-сеноманский ярус меловой системы), а Стойленского – на мело-мергель (санктонский и коньяктуронский ярус меловой системы).

Борта карьеров представлены чистыми горными породами, расположенными в соответствии со стратиграфическим разрезом данного месторождения. Горные породы карьеров находятся в естественном сложении, они бедны питательными элементами, слабо зарастают растительностью и в значительной степени подвержены эрозии (прил. 2).

На долю карьеров приходится 20,6 % общей площади нарушенных земель. Все карьеры являются действующими, поэтому в них следует проектировать мелиоративные насаждения в основном из кустарников в сочетании с травосеянием.

7

Рис. 1. Общий вид карьера Лебединского ГОКа КМА по добыче железной руды, 2012 г.

Отвалы – места складирования вскрышных пород – занимают значительные площади (46,2 %) нарушенных земель. Они формируются различными способами: раздельным, валовым и селективным. При этом используются различные типы экскаваторов, гидро-, авто- и железнодорожный транспорт, а также консольный отвалообразователь (конвейерные отвалы). Они формируются длительное время (3…30 лет) на различных площадях (5…1000 га) отдельными ярусами (2…5) высотой от 3 до 230 м с крутизной откосов от 7 до 45о. Поэтому отвалы представлены различными горными породами и их техническими смесями в сложном сочетании, которые, как правило, отличаются неоднородным гранулометрическим составом, химическими, физико-химическими и агрохимическим свойствами.

9

Отвалы обладают специфическим микроклиматом. Так, амплитуда суточных колебаний температуры воздуха может достигать 20…25 оС, относительной влажности – 50 %. С увеличением высоты отвалов скорость ветра увеличивается в 5…6 раз, а влажность грунтов уменьшается в 1,4…2 раза, наблюдается неравномерность снегоотложения и промерзания, снеготаяние протекает в 2…4 раза быстрее и начинается на 1…1,5 недели раньше, чем в естественных зональных условиях. Они имеют жесткие экстремальные условия, слабо зарастают растительностью естественным путем, в значительной степени подвержены водной эрозии и дефляции (с 1 га ежегодно сносится ветром 200…600 тонн, уносится водой 32…140 м3 субстрата).

Как правило, на нарушенных землях полностью отсутствует связь с грунтовыми водами, а нередко, наоборот, происходит подтопление участков. Из-за сложного их рельефа затруднено усвоение атмосферных осадков (сильный сток, сдувание снега, промерзание грунтов и др.). Поэтому в данном случае большое значение имеет атмосферная конденсация влаги за счет гигроскопической способности поверхностного слоя субстратов, которая составляет 27,9…36,5 мм, а внутрипочвенная находится в пределах 7,9…11,4 мм. Суммарная конденсация влаги в 0,5-метровом слое вскрышных пород колеблется в пределах 39,8…47,4 мм в год, что составляет 20,9…31,1 % количества осадков, выпавших за тот же период. Эти значительные показатели не позволяют запасам влаги снижаться до недоступных для растений величин и способствуют более успешному росту и развитию растений. Кроме того, для нарушенных земель характерны: наличие просадок, оползней вскрышных пород, примесей крупных скальных пород и бытовых отходов, отсутствие подъездных путей, ограниченное использование обычных машин и механизмов и многие другие непредвиденные негативные факторы, затрудняющие их возврат в хозяйственный оборот.

3.1.2. Гидроотвал Березовый лог

Данный объект является специфичным отвалом, не имеющим себе подобных в стране. Он формировался с 1965 г. путем гидравлического намыва песка в одноименную балку площадью 449 га, расположенную к юго-востоку от г. Губкина. Упорная призма гидроотвала – итог сложного процесса его формирования и проведения горнотехнической рекультивации. Эта северозападная часть гидроотвала состоит из 2…5 уступов с крутизной откосов от 3 до 14о общей площадью около 123 га.

В первый период формирования на данном участке наблюдались сильная ветровая эрозия, полное отсутствие трав. За 1 год ветром сносилось от 4 до 53 мм песчаного грунта, что составляет от 73 до 810 т/га, и этот участок нельзя было закрепить с помощью залужения, а посадка кустарников и деревьев возможной оказалась только в нижних частях призмы, где наблюдалось интенсивное увлажнение вследствие фильтрации воды через плотину. Поэтому был разработан уникальный проект по его восстановлению: нанесение на поверхность 30…40 см слоя чернозема и последующее облесение (рис. 3 и 4).

10

Рис. 3. Характер проявления процессов дефляции на гидроотвале Березовый лог после землевания, 1970 г.

Рис. 4. Характер поверхностной водной эрозии на гидроотвале Березовый лог после землевания, 1970 г.

После нанесения чернозема лесорастительные условия на гидроотвале резко изменились: в одних случаях улучшились, в других ухудшились. На участках, покрытых черноземом, полностью прекратилась ветровая, но началась водная эрозия. Несмотря на незначительное естественное зарастание чернозема сорными травами, стали происходить процессы смыва и размыва верхних сло-