ОБЪЕКТЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ -- ТЕХНОГЕННЫЕ ЛАНДШАФТЫ
Одним из старейших стационаров Института почвоведения и агрохимии
СО РАН является Атамановский стационар лаборатории рекультивации
почв.
Стационар был создан по личной инициативе пионера рекультивации
Кузбасса доктора биологических наук организатора лаборатории
рекультивации С.С.Трофимова. Атамановский стационар функционирует
на территории Новокузнецкого района Кемеровской области с 1971 г.
Этот район характеризуется наибольшей нарушенностью природных
комплексов в результате интенсивной добычи угля и высокой
концентрации промышленных предприятий.
Вся территория Кемеровской области представляет собой
промышленный конгломерат, центральную часть которого занимают
Кузнецкий угольный бассейн, металлургические и химические
предприятия, крупные ТЭЦ.
Этот промышленный конгломерат окружен с трех сторон горными
образованиями: Кузнецким Алатау, Горной Шорией и Салаирским
Кряжем, создающим замкнутую географическую систему, обособленную
от смежных регионов.
Такое специфическое положение Кемеровской области,
характеризующееся большим разнообразием природно-климатических
условий, наряду с высокой концентрацией промышленного
производства создает благоприятные условия для изучения процессов
восстановления экологических функций почв в различных
природно-климатических условиях.
Климат района резко континентальный, с продолжительной морозной и
ветреной зимой и коротким, но жарким летом. В каждой из
почвенно-растительных зон имеются свои особенности.
В связи с пограничным положением Кузнецкой котловины на стыке
равнинных и горных территорий ее климат неоднороден и наряду с
чертами зональности имеет большое число азональных проявлений,
приуроченных к орографическим и ландшафтным границам.
Ведущая роль в обособлении зональных климатических проявлений и
формировании местной циркуляции воздуха принадлежит отрогам
горных систем Салаира и Кузнецкого Алатау. Имея меридиональную
протяженность, эти горные системы представляют орографическое
препятствие для влажных воздушных масс с севера и юго-запада,
вызывая конденсацию осадков на их наветренных склонах, с чем и
связано сложное чередование степных, лесостепных и таежных
ландшафтов. Не столь сильно, но вполне определенно влияют на
образование местных климатических условий и меньшие формы
рельефа, в частности, вклинивающиеся в Кузнецкую котловину
Тарадановский узел и Караканские горы.
Атмосферные осадки и температурный режим относятся к числу
факторов, определяющих формирование растительности и направление
почвообразовательных процессов. Степень увлажненности, характер
передвижения влаги по профилю, водный режим определяют
подвижность продуктов выветривания и почвообразования в почвенном
профиле и в циклах круговорота веществ. Состав фитоценозов, их
эволюция, продуктивность зависят от увлажнения и
теплообеспеченности.
Неоднородность природных условий находит яркое отражение в
разнообразии растительного покрова Кузнецкой котловины. Здесь на
сравнительно небольшой территории развиваются формации
растительности, характерной для степной, лесостепной и таежной
зон Сибири, отделенных друг от друга всего десятками километров.
В горно-таежной распространены горно-таежные псевдоподзолистые
почвы. Главное условие их генезиса -- формирование под пологом
широкотравной черновой тайги при постоянном переувлажнении и
практически отсутствии зимнего промерзания. Их профиль содержит в
себе черты значительного выветривания первичных минералов и
интенсивного перемещения продуктов почвообразования и
концентрации их в иллювиальном горизонте.
В лесостепной зоне господствуют темно-серые лесные почвы. Генезис
серых лесных почв Кузбасса протекал под влиянием многократных
взаимосвязей леса и луговых степей. Их можно рассматривать как
переходное звено в эволюционно-генетическом ряду от
дерново-подзолистых почв к черноземам.
Подтип темно-серых лесных почв характеризуется наиболее отчетливо
выраженным преобладанием процесса гумусонакопления над
подзолистым. В целинном состоянии эти почвы имеют мощную дернину,
переплетенную массой корней лугового или лесного травяного
покрова, и прочную зернисто-комковатую структуру.
В степной зоне техногенные экосистемы, как правило, располагаются
в окружении оподзоленных черноземов, сформировавшихся под
влиянием ранее преобладающих здесь лесных биогеоценозов,
сменившихся впоследствии луговыми степями. Они характеризуются
повышенным гумусонакоплением, хорошей оструктуренностью. По
валовым запасам гумуса и азота оподзоленные черноземы следует
считать чрезвычайно богатыми. Содержание гумуса в корнеобитаемом
слое (0--20 см) достигает 215--250 т/га.
С момента образования лаборатории одной из задач была
необходимость представить общую обзорную картину
распространенности техногенных ландшафтов, уровней нарушения
естественных и культурных сопредельных ландшафтов на территории
Сибири и Дальнего Востока. Для этой цели были проведены
многолетние, значительные по протяженности и охвату территории
маршрутные крупномасштабные исследования. Перечисление
обследованных территорий показывает широкий географический охват
работ лаборатории. Это районы интенсивного ведения горных работ:
Кузнецкий, Зея-Амурский, Канско-Ачинский, Иркутско-Черемховский,
Алдано-Чульманский, Братско-Тайшетский, Алтае-Саянский,
Забайкало-Бурятский, Приморский, Байкало--Амурский,
Обь-Енисейский, Туруханско-Якутский и др. Районами наиболее
интенсивного образования таких техногенных территорий в Сибири и
на Дальнем Востоке являются Кузбасс, Зея-Амурский угольный
бассейн, юг Красноярского края (Канско-Ачинский буроугольный
бассейн) и Иркутско-Черемховский горно-промышленный район.
Также проводились обследования на территории бывших союзных
республик: Казахстана (Экибастуз, Балхаш) и Узбекистана (Ангрен).
В результате подобных исследований была разработана система
экологических критериев, позволяющих осуществить районирование
территории Сибири по характеру техногенных воздействий на
природные комплексы, их устойчивости к уровням нарушения
природного равновесия и их влиянию на экологические условия жизни
людей. Это позволило определить целесообразность, направленность
и очередность рекультивационных работ в техногенных ландшафтах
различной эколого-географической приуроченности. Составлена
карта-схема районирования рекультивационных работ Сибири и
Дальнего Востока.
Наряду со специфическими проблемами, возникшими в связи с
необходимостью рекультивации территорий, нарушенных при ведении
горных работ, техногенные ландшафты представляют собой удобный
объект для решения целого ряда теоретических и практических
проблем экологии и других биологических наук, в том числе,
почвоведения. (Для них всегда известен "ноль-момент": начало
формирования всех биотических -- живых и косных -- компонент.
Поэтому они считаются идеальными моделями для определения
скорости и направления экогенеза, отдельных его стадий:
проявления сингенетических сукцессий зоо-, микробо- и
фитоценозов, а также течения отдельных элементарных процессов
почвообразования).
В лаборатории в этот период развертываются стационарные работы по
исследованиям особенностей почвообразования в техногенных
ландшафтах. Обосновывается необходимость системного подхода к
изучению круговорота веществ в экосистемах, формирующихся в
посттехногенную фазу формирования техногенного ландшафта.
Рассматриваются сингенетические сукцессии основных компонентов
биоты при восстановлении техногенных экосистем, их влияние на
формирование внутри биогеоценотической пестроты почвенного
покрова, а также строение, вещественный состав и свойства
формирующихся почв. Получены оригинальные материалы,
характеризующие причины ускоренного экогенеза и почвообразования
в техногенных ландшафтах Сибири. Подробно описаны факторы,
обусловливающие необычайно быстрые сингенетические сукцессии
высшей растительности, микробо- и зооценозов, а также повышенную
активность микробо- и зоокомплекса при разложении растительных
остатков. Исследовались темпы и характер гумусообразования и
гумусонакопления, особенности сходства и различия систем
гумусовых веществ почв техногенных экосистем и ненарушенных
природных.
В этот период (в 1971 г.) проходит Всесоюзное совещание по
рекультивации на базе лаборатории рекультивации Института
почвоведения и агрохимии СО РАН. Совещание проходит в г.
Новокузнецке и на Атамановском стационаре.
Впоследствии была организована еще одна конференция по
рекультивации всесоюзного значения, которая проходила на базе
Института почвоведения и агрохимии СО РАН, но уже в г.
Новосибирске.
В 1981 г. на базе Института почвоведения и агрохимии СО РАН
совместно с администрацией Кемеровской области и трестом
"Кемерово-уголь" проходит международное совещание стран -- членов
СЭВ, которое было организовано в г. Междуреченске, с посещением
объектов рекультивации Кемеровской области. Часто совещания
проводились на Атамановском стационаре лаборатории рекультивации
ИПА СО РАН. Плодотворные международные связи осуществлялись через
обмен опытом между специалистами разных стран -- членов СЭВ.
Лабораторию рекультивации Института и Атамановский стационар
посещали в различные периоды специалисты из Венгрии и Польши.
Были также организованы ответные выезды ведущих специалистов
Института почвоведения и агрохимии СО РАН по рекультивации в ГДР,
Польшу, Чехословакию, Венгрию, Югославию, США.
Такая напряженная деятельность увенчалась публикациями за
рубежом, сложился процесс обмена опытом, связанный с прямым
общением, беседами.
На Атамановском стационаре обычно работали 15--20 научных
сотрудников не только лаборатории рекультивации, но и лаборатории
микробиологии ИПА, а также -- ученые институтов Биологического и
Горного дела СО РАН, Кемеровского научного центра, Воронежского
института генетики и селекции леса, Уральского госуниверситета,
Пермского госуниверситета, Кемеровского сельхозинститута,
Новокузнецкого пединститута.
Проходили практику студенты из различных вузов страны:
Новосибирского агроуниверситета, Кемеровского сельхозинститута,
Ленинградского, Томского, Пермского, Иркутского, Казахского
университетов, Новокузнецкого пединститута.
Подобное сотрудничество рождало тесный творческий союз между
сотрудниками лаборатории и преподавателями вузов страны. На
основе работ на стационаре студентами защищено множество курсовых
и дипломных работ, получивших высокую оценку на студенческих
конференциях различных уровней.
В последние годы на стационаре ведутся работы, направленные на
глубокое и всестороннее изучение характера, темпов и
направленности почвообразовательных процессов. Больше внимания
уделяется сравнительно малоизученным аспектам:
почвенно-физическим процессам, распространенности почв на
различных ландшафтах и их диагностике в лаборатории рекультивации
института под руководством д.б.н. В.Курачева.
В 1992 году Институтом почвоведения и агрохимии СО РАН была
опубликована профильно-генетическая классификация почв в
техногенных ландшафтах (Гаджиев, Курачев, 1992).
В силу специфики расположения горных и промышленных предприятий
на территории Кузбасса сотрудникам лаборатории приходится много
ездить по всей территории Кемеровской области: от самых дальних
уголков на юге -- в Горной Шории, до крайнего севера области. В
рекультивации нуждаются территории, нарушенные в результате
разнообразной деятельности человека. Объекты рекультивации и их
географическое расположение являются самыми разнообразными: это и
обширные породные отвалы, карьерные выемки с различными системами
отвалообразования; территории, нарушенные при дражной и
гидравлической разработке россыпных месторождений в речных
долинах; шламонакопители и хвостохранилища перерабатывающих и
обогатительных фабрик; золоотвалы ТЭЦ и линейные нарушения
поверхности при строительстве трубопроводов, ЛЭП, шоссейных и
железных дорог, территорий, нарушенных в результате промышленного
и гражданского строительства.
Они могут располагаться в почти безлюдных местностях, как в
промышленных регионах, так и на городских территориях.
В каждом конкретном случае должны быть предложены свои
индивидуальные решения о направлении рекультивации, сочетании ее
видов и технологии работ.
Ведение открытых горных работ по своим масштабам приводит к
наибольшим нарушениям поверхности земли. При этом уничтожается
почвенный покров вплоть до геологического фундамента, оказывается
уничтоженной растительность, нарушается в целом гидрологический
режим. Образуется специфический характерный для открытых горных
работ техногенный отвально-карьерный ландшафт.
При этом происходит отрицательное воздействие на окружающую
среду, выражающееся в изменении гидрологического режима
окружающей террритории, проявляющегося в виде иссушения, либо
заболачивания и загрязнения окружающих территорий продуктами
водной и ветровой эрозии. В конечном счете комплекс факторов
приводит не только к снижению биологической продуктивности
ландшафтов, но и к значительной перестройке окружающих экосистем
вплоть до выведения их из хозяйственного пользования.
Социально--экологические последствия отрицательного воздействия
таких территорий выражаются в ухудшении санитарно--гигиенических
условий, в конечном счете сказывающихся в повышеннии
заболеваемости людей, ухудшении организации территории и т.д.
Постановлением Правительства РФ от 23 февраля 1994 года 140 "О
рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном
использовании плодородного слоя почвы" предусматривается
обязательная рекультивация нарушенных территорий.
Рекультивация -- это комплекс работ, направленных на
восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности
нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды
в соответствии с интересами общества. Объектами рекультивации
являются:
-- нарушенные земельные участки, надобность в которых у
предприятий миновала, утратившие свою хозяйственную ценность и
отрицательно воздействующие на окружающую среду;
-- нарушенные земельные участки, на которых работы приостановлены
на длительное время, или отвалы, подлежащие вторичной переработке
в перспективе. На этих объектах проводится обычно временная
рекультивация в природоохранных целях.
Атаманский стационар находится на участке, позволяющем в равной
мере добираться до основных объектов рекультивации, которые
являются модельными при длительных долговременных исследованиях
процессов восстановления почвенного покрова в регенерационных
техногенных экосистемах. Это Байдаевский и Листвянский разрезы,
расположенные возле г. Новосибирска. Общая площадь нарушенных
земель в этом районе составляет около 17,3 тыс.га,
рекультивировано 7,3 тыс.га или 42 %.
Лесная рекультивация проведена на подработанных шахтных землях на
площади 6,5 тыс.га, на отвалах угольных разрезов -- 0,8 тыс.га.
Сельскохозяйственная рекультивация проводится в ограниченных
размерах на участке открытых горных работ шахты "Бунгурская" и на
нескольких десятках гектаров на разрезе "Листвянский", хотя
имеется возможность ее проведения в пределах до 20 % от общей
площади рекультивации. Севернее города начали эксплуатацию
Тайдинский и Ерунаковский угольный разрезы, где нет еще
отработанных территорий, однако уже существует необходимость во
временной санитарно-защитной рекультивации в пределах ежегодно
нарушаемых площадей.
Районы городов Прокопьевск и Киселевск характеризуются высокой
концентрацией горного производства. В отношении экологической
ситуации здесь самая "больная" точка Кузбасса.
В этих условиях особо важной становится природоохранная функция
рекультивации нарушенных земель. Поскольку здесь нет полностью
отработанных площадей, следует проводить санитарно-защитную
рекультивацию. По экспертной оценке, представленной лабораторией
рекультивации Института почвоведения и агрохимии СО РАН,
временная рекультивация в районе возможна на площади не менее 8
тыс.га.
Вторым объектом исследований является центральная часть Кузбасса
возле городов Белово, Ленинск-Кузнецкий, где площадь земель,
нарушенных шахтами и разрезами, составляет 17,2 тыс.га. Этот
район характеризуется высокоплодородными почвами -- черноземами.
Основное направление рекультивации здесь определяется как
сельскохозяйственное. Вблизи г. Кемерово на Кедровском и
Черниговском разрезах нарушена земельная площадь около 9 тыс.га,
а рекультивировано всего 300 га.
В горно-таежном районе объектами исследования являются разрезы
возле г. Междуреченска, где площадь нарушений при открытой
угледобыче составляет 10,5 тыс.га, на разрезе Осинниковский (пос.
Малиновка) рекультивация, помимо вышеуказанных требований,
диктуется необходимостью устранения отрицательного влияния
техногенных территорий на примыкающий уникальный объект --
реликтовые древостои липы ("липовый остров").
Помимо того, что техногенные ландшафты оказывают негативное
воздействие на окружающую среду, они, в свою очередь, являются
объектами пристального изучения темпов восстановления почвенного
покрова, скорости протекания элементарных почвенных процессов. С
этой точки зрения привлекает один из самых древних отвалов
заброшенного рудника по добыче железной руды, расположенный
недалеко от пос. Мундыбаш в Горной Шории.
Целый ряд вопросов рекультивации требует своего решения. Так,
например, в настоящее время, одной из работ лаборатории является
рекультивация хвостохранилища Абагурской аглофабрики г.
Новокузнецка, выполняемая по интеграционному проекту совместно с
Новокузнецким пединститутом и НПП "Экоуголь".
Эти разработки актуальны и имеют большое экологическое значение
для промышленных центров, так как достигаются две цели:
рекультивация хвостохранилищ с использованием осадков сточных вод
(ОСВ), и, собственно, утилизация последних.
В последнее время лабораторией накоплен большой фондовый
материал, позволивший, благодаря крупным масштабным
исследованиям, подойти к составлению проектов рекультивации с
заданной по значениям КПП экологической эффективностью. Последнее
дает возможность объективной оценки природных ресурсов
рекультивации, необходимых для выбора технологии и оценки
перспектив использования такой технологии.
В настоящее время, конечно же, такие крупномасштабные
исследования, в связи с общим положением финансирования в стране,
невозможны.
Тем не менее, руководство Института почвоведения и агрохимии СО
РАН делает все возможное для сохранения и поддержания
исследовательской базы, находящейся на Атамановском стационаре.
В. АНДРОХАНОВ, начальник отряда,
Ф. ФАТКУЛИН, старший научный сотрудник.
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН.
стр.
| 
