1.1. Лісова рекультивація за кордоном

Рекультивація девастованих ландшафтів, як технологічний напрям, виникла у висококорозвинених країнах - Англії, США, Німеччини, де набула найбільшого розвитку після Другої світової війни.

У багатьох країнах перевагу надають найзручнішим і найдешевшим видам рекультивації за принципом "естетично і дешево". Однак держави невеликої території, які зазнали відчуження великої кількості сільськогосподарськихугідь, прагнуть їх повернення у сільськогосподарське використання. Однією з таких держав є Великобританія. Де результатом промислового використання шахт стало утворення значних площ відвалів поряд із забрудненням середовища. На 1983 р. тут нараховуналась 191 діюча вугільна шахта з об'ємом добування вугілля 104,7 млн. т I 50 млн. т породи. Об'єм відвалів сягнув 1,6 млрд. т, а їх кількість- 800. Відвали займають 9 тис. Га. землі. У 1974 р. тут утворилась Національна вугільна рада, яка керує рекультиваційними роботами. Королівська комісія з питань забруднення природного середовища контролює збереження ландшафтів і розробляє необхідні заходи для збереження і відновлення земель.

У Великобританії на відвалах вугільної промисловості успішно вирощують 23 види деревних порід. Рекультивацію листяними породами здійснюють на старих 30-50-річних відвалах, де виникають фрагменти грунтового покриву і встановлюється слабо лужний чи нейтральний водний режим, за яких видове різноманіття є вищим ніж на грунтах. Найбагатші угруповання утворюють насадження за участюQuercus robur, разом з ним трапляються також Eraxinus excelsior, Acerpseudoplayanus, Corylusavellana, Crataegusmonogyna, Betulapendulaі B. pubescens. Найпоширенішими на відвалах є фітоценози за участю Betula pendula, яка є породою-піонером, пізніше висаджують Quercus robur і Sorbusaucuparia. На верхніх частинах відвалів з кислим субстратом добре ростуть Betula pendula і B. Pubescens. Ці породи, а також Robinia pseudoacacia, виявились найшвидкорослішими найстійкішими до забруднення атмосфери. У випадках, коли потрібно створювати насипний ґрунтовий шар та використовувати значну кількість добрив, хороші результати дало садіння у заповнені торф'яним компостом ямки.

У США небезпека пошкодження і забруднення ландшафтів внаслідок гірничодобувної діяльності є найбільшою у штатах Пенсільванії, Огайо, Каліфорнії, Флориді, Кентуккі, Індіані та Іллінойсі, де було прийнято ряд постанов щодо відновлення порушених земель. Через порівняно низьке трапляння піритомістких порід (2 % від всієї площі порушених земель) проблема кислотності не є такою гострою, як в ряді європейських країн. Найзручнішим і найдешевшим способом відновлення порушених земель є заліснення, особливостям якого присвячено низку праць американських авторів.

Л. Броун дійшов висновку про непридатність сіяння деревних порід на відвалах, оскільки насінини поїдаються гризунами, а пророслі сіянці висихають. Приживання і ріст деревної рослинності залежать від механічного складу ґрунтосуміші та показника кислотності, який для більшості дерев знаходиться в межах від 4 до 8. Найкраще деревні породи приживаються на суглинках, глинах, гірше - на пісках.

Приживання і ріст деревних порід також залежать від експозиції,стрімкості схилу та висоти відвалу. У США не здійснюють планування відведених під лісонасадження відвалів. Багаторічні досліди із лісової рекультивації відвалів вугільної промисловості штату Канзас показали, що вирівнювання погіршує умови місцезростання. Для створення рослинного покриву, як засобу боротьби з ерозією, на відвалах закладено культури 13 видів деревних порід. Попередньо один відвал вирівняли. Найкраще в насадженнях розвивалисьRobinia pseudoacacia, JuniperusvirginianaL., PlatanusoccidentalisL. Через 22 роки у головних і супутніх деревних порід на вирівняному відвалі висота, діаметр і виживання виявились удвічі нижчими, ніж на не вирівняній площі. Однією із причин цього є зменшення інфільтраційної здатності субстрату і посилене утворення ґрунтової кірки. При вирівнюванні субстрату рекомендують залишати гребеш та валики. В центральних штатах рекомендовано висаджуватиRobinia pseudoacacia, яка сприяє нагромадженню азоту у насипних ґрунтосумішах.

На кислих вугільних відвалах Західної Віргінії хороші результати отримані при змішаному садінні шести рядів Alnusglutinosa (L.)Gaertn з шістьма рядамиPinussylvestris, P. StrobusL. та Larixleptolepis (Sieb. etZucc.) Gord.На один гектар висаджували дві тисячі рослин. Для зниження кислотності здійснювали вапнування субстрату перед садінням і повне мінеральне підживлення. На більшості ділянок підсівали бобово-злакові травосуміші. Створені деревні насадження покращили властивості відвальних субстратів та зменшили кількість забруднювальних речовин у стоці. Внаслідок рекультивації кислотність субстратів знизилася на 65 %, вміст заліза - на 66 % 1 сульфатів на 50 %.

У Німеччині рекультивація здійснюється від початку експлуатації Рейнського буровугільного басейну, де на 1923 р. було створено 242 га лісових культур Robiniapseudoacacia та Alnusglutinosa. Використання інших листяних та хвойних порід для лісової рекультивації почалось з 1928 р.

Згідно з чинним законодавством, порушені під час добування бурого вугілля земельні угіддя після завершення розробок повинні бути відновлені та передані наступним користувачам для рекультивації. Угіддя класифікують за видами відвальних земель певних типів місцезростань та картують. У період рекультивації необхідними с заходи із підвищення родючості ґрунту. Дослідні ділянки з нестачею поживних речовин, відведені під Pinussylvestris, щорічно (протягом трьох років) у квітні отримували на 1 га по 100 кг вапняково-аміачної селітри, 100 кг суперфосфату та 80 кгсірчанокислого калію. На ділянках, призначених під листяні породи, вносили по 120 кг азоту на гектар і ті ж самі кількості фосфору і калію, що і підPinussylvestris. Отримані дані показали, що задовільний ріст листяних насаджень за умови внесення необхідних мінеральних добрив можливий лише на відвальних субстратах із відносно високою водоутримуючою здатністю.

У Рурському вугільному басейні поблизу Ессена досліджувались лісові культури, висаджені на початку 40-х 1 50-х років. На основі закладених трьох профілів, що відповідали хорошим, задовільним і незадовільним умовам росту культур, породні відвали визнано придатними до заліснення з метою створення лісових ландшафтів для зон відпочинку. Рубання дерев на них обмежували засобами догляду, що створювало проблеми на ділянках молодняків з достатньою товщею ґрунтового профілю.

У Рейнському басейні бурого вугілля на місці колишніх породних відвалів створювали лісові культури з участюFagussylvaticaL.,Quercusborealis, Q. Roburта Larixdecidua, на площі більше 6 тис. га. Завдяки вивченню лісових культур цих порід у віці від 15 до 50 років виявили, що ґрунтові та кліматичні умови заплави Рейну найсприятливіші для вирощування Fagussylvatica, який є типовою деревною породою стосовно даної території, але інші породи також росли добре.

Наслідком діяльності вугледобувної галузі Чехії є значна кількість порушених земель. Рекультивації заходи почали здійснювати після прийняття у 1956-60 роках законів про охорону природи, сільськогосподарських угідь та лісу. В Остравсько-Карвінському басейні лісову рекультивацію здійснено більше, ніж на 300 га відвалів. В результаті п'ятирічних досліджень встановлено, що викопані ями для саджанців необхідно заповнювати ґрунтом із орних земель. Це сприяє кращому росту насаджень протягом перших двох років. Суцільне покриття поверхні відвалу шаром ґрунту (10-20 см) та подальше садіння не сприяє росту I розвитку саджанців. Найпридатнішими для лісовоїрекультивації виявилисьFraxinusexcelsior, Acerpseudoplatanus, Quercusborealis. Асортимент чагарників значно ширший: ElaegnusangustifoliaL., Salixviminalis, Ligustrumvulgare, Juniperusvirginiana.Вдалим виявилось садіння рядами (1,2x1,2 м) 13 чергуванням чагарнику, допоміжних і основних деревних порід. На п'ятий-шостий роки допоміжні породи (Alnusglutinosa, Betulapendula, Populustremula, Salixalba) слід видаляти, оскільки вони починають затіняти основані.Alnusglutinosa, можна обрізати на висоті 1 м над землею, надаючи їй чагарникової форми. Для покращення росту деревних насаджень їх доцільно висаджувати після 2-3-річної передкультури, якою єAlnus glutinosa.

Якість порід та їхню біологічну придатність характеризують п'ятьма класами. Враховують гранулометричний склад та фізико-хімічні властивості порід: I клас - породи цілком придатні для сільськогосподарського використання; II клас - почасти придатні для сільського господарства, III клас - придатні для заліснення, IV клас - придатні для заліснення та озеленення, V клас – фітотоксичні та неродючі кварцові піски.

Вивчення грунтотвірних процесів на відвалах вугільної промисловості підтверджує кращу придатність для лісовідновлення ґрунтів четвертинної геологічної будови, зокрема, лес!в, ник третинних порід, які мають сприятливі фізичні властивості. Під час горіння відвалів відбувається розпад - йонів , збільшення кількості солей в 1,5-5 разів за рахунок йонів і та збільшення кількості аніонів і . Нестача азоту і фосфору може відновлюватися в процесі вивітрювання чи під час внесення добрив. Якщо температура горіння є низькою (до 300 °С), відбувається зсув реакції до кислої, а якщо високою (800-1000 °С)- до лужної. Оскільки велику руйнівну силу має водна ерозія, а технічне укріплення схилів є дороговартісним, у ході фітомеліорації відвалів основну увагу приділяють закріпленню схилів.

Для створення рослинного покриву на териконах також застосовують гідропосів з використанням суміші насінин лісових деревних порід, подрібненого торфу, шламу стічних вод та родючого ґрунту із додаванням спеціальних речовин для забезпечення прилипання маси до поверхні.

Для заліснення відвалів рекомендують, передусім, висаджувати невибагливі деревні породи, здатні витримувати низьку родючість субстрату (Robiniapseudoacacia, Hippophae rhamnoides). Безпосереднє заліснення відвалів твердолистяними породами спричинило всихання приблизно половини висаджених рослин. Такі насадження є ефективними лише на найродючіших субстратах. Попереднє садіння ґрунтопокращувачів дає змогу пришвидшувати утворення рослинного покриву на девастованих ландшафтах. Як породу - ґрунтопокращувач, зазвичай, використовують Alnusglutinosaта A. Incana (L.). На ділянках з такими насадженнями за 25 років утворився п’яти -семисантиметровий гумусний шар.

У процесі добування корисних копалин у Польщі на площі понад 250 тис. га порушено гідрологічний режим, з'явилися значні території девастованих ландшафтів. Перші наукові дослідження для вирішення цих питань почали проводи у 1955 р. за програмою спеціальної комісії Польської Академії наук. Зараз ліквідацію наслідків шкідливого впливу промисловості на природний комплекс і рекультивацією порушених земель займаються Гірничо-металургійна академія, Центральний гірничий інститут, Науково-дослідний центр у справах Верхньосілезької промислової області ПАН, місцевий науковий центр Науково-дослідного інституту лісового господарства та ін.

Гірничі породи поділяються на п'ять класів. Породи класів А і В - природні гумусовані ґрунти, леси та деякі різновиди моренних глин придатні дня відновлення порушених території з метою їх сільськогосподарського використання, не потребують біологічних меліорацій і повністю або частково використовують для створення поверхневих шарів на технічному етапі рекультивації. Породи класу С використовують, зазвичай, для створення перекриваючих шарів на неродючих і токсичних відвалах. Породи класів Д (неродючі) та Е (фітотоксичні) потребують застосування технологічних засобів та біологічного впливу для забезпечення можливості вирощування рослин.

На перегорілих породах кам'яновугільних відвалів Верхньосілезької промислової області найпоширенішіRobiniapseudoacacia, Alnusglutinosa, Betulapendula. Дослідження загибелі саджанців деревних порід шляхом вийняття засохлих екземплярів, відбором та аналізом проб породного субстрату в радіусі їх кореневих систем, показало, що коріння дерев може зберігати життєздатність у середовищі із високим вмістом солей, але на більш низькі їх концентрації воно дуже часто реагує відсутністю кореневих волосків і дрібних корінчиків. Здебільшого основною причиною всихання культур на відвалах є несприятливі для рослин фізико-хімічні властивості субстрату, існує близька кореляція між відсотковим вмістом елювію та всиханням саджанців.

Специфічні умови породних відвалах впливають на формування насаджень: інфільтруючись у глибину відвалу, атмосферна вода стає важкодоступною для рослин; у спекотні літні періоди температура поверхневого шару субстрату перевищує 50 °С.

На кам'яновугільних відвалах найкращих результатів досягнено садінням деревних рослин через 1-2 роки після висіву РоlygonumsachalinenseFr. Schmidt. Висаджують Alnusincanaі A. Glutinosa, Betulapendula, Populustremula, P. Alba, Robiniapseudoacacia, Padusavium, SpiraeamediaFranzSchmidt та інші породи. На другому етапі створюють змішані деревостани з Quercusrobur, Acerpseudoplatanus, Ulmuslaevis,TiliacordataMill.