4552

11

сылки для преобразования и восстановления нарушенных территорий путем правильного сочетания проектируемых мероприятий.

Основными критериями организации территории являются план – схема участка (рис. 2), который составляется студентом самостоятельно на основании 18 показателей индивидуального плана и природно-растительных условий. При этом, прежде всего, учитываются почвенно-грунтовые условия, климат и наличие неблагоприятных явлений.

После согласования эскиза плана у преподавателя, установления преобладающего направления ветра, грунтовых условий, наличия естественного зарастания и других факторов намечаются границы участка, подлежащего залужению, облесению или озеленению. В последствии делается подробное описание участка с указанием его особенностей, которые необходимо учитывать при проектировочных работах.

Рисунок 2 – Общий вид нарушенного участка, подлежащего биологической рекультивации

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОБЪЕКТА

При выборе направления рекультивации необходимо учитывать характеристику объекта, предыдущий опыт по восстановлению аналогичных нарушенных земель данного региона, конечную цель и экономическую эффективность проводимых мероприятий.

12

В зависимости от последующего использования земель, нарушенных горными разработками, возможны различные направления рекультивации.

В выданном задании выделены 3 направления рекультивации, касающиеся нашей специальности – залужение многолетними травами, облесение или озеленение.

Важным фактором при восстановлении техногенных' ландшафтов является изучение способа появления, развития и распространения на них растительности: естественным, искусственным и комбинированным в самых различных сочетаниях.

Процесс естественного зарастания техногенных земель определяется их лесорастительными условиями. Чем интенсивнее он протекает, тем они более благоприятные, и в этом случае более успешно будут восстановлены, и наоборот.

Стихийно сформированные техногенные земли, как правило, естественным путем практически не зарастают в течение первых 5 - 20 лет. В последующие же годы в результате изменения их специфических условий зарастание протекает очень медленно и часто в не желаемом направлении для общества. Это зависит от многих факторов: природно-климатических, механических, химических и физических свойств поверхностного слоя горных пород, рельефа, экспозиции склонов, возраста формирования и других. Поэтому полностью рассчитывать на закрепление и облесение без вмешательства человека нельзя даже при выполнении специальных подготовительных работ при горнотехническом этапе рекультивации.

Биологическому этапу освоения техногенных земель должен предшествовать горнотехнический, при котором выполняются все виды работ по общей организации территории. В него входит уборка крупных камней и всевозможных препятствий (труб, шпал, столбов, тросов и т.д.), перекрытие токсичных горных пород или нанесение потенциально плодородных субстратов, планировка поверхности (засыпка и выполаживание промоин, ям и оврагов), устройство водоотводящих валов и канав, подъездных путей и многие другие. Данные виды работ студент не включает в свои проектируемые мероприятия, но имеет в виду, что они должны быть проведены.

Подготовку площади на горнотехническом этапе желательно проводить в летний период в сухую погоду, осенью или зимой с высоким качеством. При этом нельзя допускать больших временных разрывов между планированием нарушенного участка и началом биологических работ. В этом случае горные породы находятся в рыхлом состоянии, почти не имеют сорной растительности, что позволяет создавать защитные насаждения без подготовки грунта и сократить количество уходов за ними.

Наиболее доступным, надежным и распространенным видом восстановления нарушенных земель является искусственный способ, в частности, залужение, лесная рекультивация и озеленение. В зависимости от назначения лесной рекультивации выращиваются насаждения противоэрозионного, лесохозяйственного, лесопаркового направления и полезащитные лесные полосы.

13

Комбинированный способ восстановления нарушенных ландшафтов включает в себя процесс их естественного зарастания и применение искусственного способа посева многолетних трав и посадки древесно-кустарниковой растительности. Введение искусственных желательных видов растений в уже существующие естественные сообщества позволяет создавать сложные, устойчивые и многофункциональные экосистемы. Такое сочетание мероприятий позволяет контролировать направление, интенсивность и продуктивность будущего фитоценоза.

5 ВЫБОР АГРОТЕХНИЧЕСКИХ И ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ УЧАСТКА

При рекультивации ландшафтов искусственный способ залужения и создания лесных насаждений находит самое широкое распространение. В этом случае техногенные ландшафты выступают как объект лесомелиоративных работ, как новая категория лесокультурных площадей для лесной рекультивации.

Поэтому студент должен правильно запроектировать наиболее основные мероприятия по восстановлению объекта, которые потом войдут в рас- четно-технологическую карту и последующие расчеты.

5.1 Методы и способы подготовки площади

Применение агротехнических мероприятий обеспечивает улучшение почвенной экологии, перехват талых и ливневых вод, повышающих влажность субстратов, их плодородие, препятствие ветровой и водной эрозии. При наличии водной эрозии производят подготовку площади перпендикулярно склону, т.е. по горизонталям, специальные водозадерживающие приемы обработки субстратов, снегозадержание, регулирование снеготаяния и другие мероприятия.

На отвалах подготовка площади определяется многими факторами и может быть самой разнообразной: без подготовки, сплошная, полосами, небольшими террасками, ямами и площадками.

Без подготовки площади возможно выращивание культур на отвалах, не заросших травянистой растительностью, из песчано-меловой смеси, меломергеля и суглинков.

На поверхностях и широких уступах отвалов, имеющих относительно ровную поверхность, а также на откосах крутизной не более 6-10° со значительной сорной растительностью возможна сплошная и полосная подготовка площади по системе зяблевой вспашки или раннего пара.

На склонах до 25о нужно создавать лесные культуры по террасам, нарезанным террасером ТР-3,0 на базе трактора ДТ-75 К. На таких террасах образуется ступенчатый микрорельеф, который способствует улучшению экологических условий.

14

При создании лесных культур на крутых откосах (до 35-40°) хороший эффект дает посадка сеянцев по предварительно созданным терраскам. Они готовятся вручную (лопатой) шириной 30-40 см.

5.2 Техника посадки

На нарушенных землях может применяться различная техника посадки лесных культур. На относительно ровных поверхностях, на откосах крутизной 6- 80 и при нарезке террас применяется механизированная посадка; на откосах без подготовки площади и незначительных поверхностях со сложным рельефом – ручная.

При закреплении временных нарушенных земель или постоянных со сложным рельефом и субстратами (крутые откосы, скальные породы, кварцит) широкое распространение получает гидропосев семян многолетних трав, древесных пород и кустарников (акации белой, облепихи крушиновой, акации желтой и др.), который дает значительный положительный эффект.

Хорошие результаты дает глубокая посадка черенков тополя в шурфы на бедных, промытых песчано-меловых грунтах (от 35 до 70 см). Для других культур рекомендуется обычная посадка, как на зональных землях.

5.3. Сроки посадки

Успех рекультивации во многом зависит от сроков посадки лесных культур. Лучшим временем является ранняя весна (до наступления полного размерзания грунта), примерно за 7-10 дней до начала общих лесокультурных работ в этом районе. Осенняя посадка проводится во влажный период за 15-20 дней до наступления устойчивых заморозков. Ее нельзя выполнять на поверхности высоких отвалов, в верхних частях их откосов, на бортах карьеров и других экстремальных техногенных участках, а также при неблагоприятных погодных условиях.

5.4. Виды и возраст посадочного материала

На техногенных землях с неблагоприятными лесорастительными условиями необходимо использовать стандартный посадочный материал местного происхождения. К нему относятся 1-2-летние сеянцы или корневые отпрыски, укорененные черенки и саженцы с закрытой корневой системой.

5.5. Густота посадки и схемы смешения

На нарушенных землях лесные культуры следует создавать с густотой посадки на 20-50 % больше, чем на зональных почвах, т.к. в последующие годы в них наблюдается значительный отпад, вызывающий необходимость проведения дополнения посадок. В связи с большим разнообразием лесорас-

15

тительных условий размещение посадочных мест принимается в пределах 1,5-3,0 х 0,5-1,0 м. Культуры тополя на бедных грунтах рекомендуется размещать 3 х 3 или 5 х 3 м, а культуры облепихи с учетом ее корнеотпрысковой способности – 5 х 5, 10 х 10 м или отдельными рядами поперек склона.

Все насаждения должны проектироваться смешанными, т.к. они имеют значительное преимущество перед чистыми. При этом в культуры нужно вводить до 30-50 % почвоулучшающих пород (облепиху крушиновую, смородину золотую, акацию желтую, лох узколистный и т.д.).

Большое значение при рекультивации имеет правильный подбор растений, наиболее подходящих для данных условий. Он определяется на основании данных таблицы 8, приведенных в основном учебнике (стр. 90-92).

При подборе необходимо учитывать экологические и биологические особенности роста и развития растений (вид и возраст посадочного материала, корневые системы, возможность обогащения горных пород питательными элементами, способность естественного распространения), а также их взаимное биохимическое влияние, т.е. аллелопатический принцип. По М. В. Колес ниченко (1971) для сосны обыкновенной активаторами являются лиственница сибирская и скумпия, а ингибиторами – акация белая, береза повислая и жимолость татарская. Аллелопатия особенно четко проявляется в экстремальных экологических условиях, какими являются техногенные ландшафты.

5.6 Улучшение лесорастительных свойств горных пород

При облесении и закреплении техногенных ландшафтов важное значение приобретает мелиорация, способствующая улучшению лесорастительных свойств участков и сокращению или прекращению эрозионных процессов.

Для уменьшения интенсивных процессов ветровой и водной эрозий применяют предварительное закрепление: механическое, биологическое и химическое.

Залужение территории – предварительное закрепление участков многолетними травами, а затем создание лесных культур.

Шелюгование – предварительная стабилизация поверхности песков посадкой ивы красной (шелюги).

Гидропосев – залужение участков с помощью гидросеялки МК-14А, при котором состав смеси состоит из воды, семян трав или древесных пород, минеральных и органических удобрений, мульчирующих и связующих веществ.

Из химических веществ для закрепления участков, подверженных процессам эрозии, рекомендуется использовать латекс или полиакриламид.

За лесными культурами должен проводиться тщательный уход, заключающийся в уничтожении сорняков и рыхлении площади, в течение 4-5 лет (до полного их смыкания). Это особенно касается участков с относительно плодородными субстратами или с землеванием. В других же случаях уход зависит от

16

каждого конкретного условия (у основания отвалов его больше, чем в верхних частях) и сводится к минимуму или полностью отсутствует.

Без уходов можно вырастить насаждения на песчано-меловых и меломергельных субстратах, а также на участках с относительно плодородными грунтами, если биологическую рекультивацию проводить непосредственно за горнотехническим этапом или при небольшом (1-3 года) разрыве между ними. В противном случае требуется увеличение затрат ручного труда по уходу за насаждениями и проведение дополнения.

5.7 Рекомендуемый образец представления материала

Железнодорожный отвал «Бродок» сформирован из песчано-меловой смеси железнодорожным способом перемещения вскрышных пород из карьера. Проектируемый участок представлен западным откосом отвала с крутизной 30 о, имеет высоту до 80 м, его площадь составляет 2 га. На нем интенсивно проявляется ветровая и водная эрозия, степень задернения многолетними травами – слабая, а естественного возобновления нет. По пригодности субстратов технической смеси для растений можно отнести к П групее.

В данных условиях в качестве главной породы рекомендуется сосна обыкновенная, так как она успешно произрастает на песчаных и супесчаных почвах (далее можно дополнить о ее биологических свойствах, но не переписывать полностью дендрологические данные).

Давно известно, что смешанные насаждения имеют значительное преимущество перед чистыми. Поэтому для улучшения состояния, роста и развития культур сосны рекомендуется применить облепиху крушиновую. Это ценное растение, относящееся к бобовым, быстрорастущим, обильно дающее корневые отпрыски и ценные плоды. Облепиха – двудомное растение, т.е. оно представлено мужскими и женскими экземплярами. На корнях, которые расположены в слое субстрата не глубже 2030 см., обильно появляются азотфиксирующие клубеньки и корневые отпрыски.

Запроектированное смешанное насаждение будет отвечать всем требованиям по ускоренному восстановлению объекта.

По качеству подготовки к рекультивации железнодорожный отвал относится к организованному участку: откос имеет относительно однородную поверхность, встречаются отдельные водные промоины, сложен рыхлой смесью горных пород и слабо зарос травами. Поэтому здесь никакой подготовки площади не следует делать, нарезку террас трудно осуществить. Его площадь незначительная – 2 га, в силу этого предусматривается создание культур осуществлять вручную под меч Колесова.

Далее указываются сроки посадки, виды и возраст посадочного материала.

17

Лесные культуры рекомендуется создавать отдельными рядами, расстояние между которыми принимается 2,5 м. В ряду сосна обыкновенная высаживается через 0,5, а облепиха – 3,0 м.

Ввиду слабой приживаемости сеянцев сосны обыкновенной осенью предусматривается дополнение в количестве 25 % от первоначально высаженных сеянцев. Для облепихи оно не проектируется.

Для лучшего роста и развития лесного насаждения в 1 и 3 год необходимо применить внесение комплексных минеральных удобрений из расчета азота – 35, фосфора – 40 и калия – 20 кг/га действующего вещества.

Выше запроектированные мероприятия позволят создать относительно устойчивое и продуктивное насаждение.

По данному занятию студент обязан привести чертеж-схему (рис. 3) размещения древесных пород, их схему смешения согласно ГОСТу, применяемого в лесокультурной и лесомелиоративной практике.

18

Рисунок 3 – Схема размещения и смешения древесных пород

19

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАТРАТ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОБЪЕКТА

Для определения затрат, связанных с биологической рекультивацией, необходимо провести технико-экономические расчеты, результаты которых заносятся в соответствующие формы и в текст описательной части.

Форма 1 «Ведомость организации нарушенной территории» заполняется на основании задания, плана противоэрозионной организации нарушенной территории и запроектированных мероприятий.

Форма 1 – Ведомость организации нарушенной территории

Категория земель устанавливается по степени лесопригодности, площадь участка указана в задании, а его использование запроектировано ранее.

После заполнения формы указываются основные характеристики доминирующих факторов, влияющих на состояние и рост растений (см. рис. 1).

Запроектированные мелиоративные фитоценозы на плане заносятся в форму 2.

Форма 2 – Система запроектированных мелиоративных фитоценозов

Потребность в посадочном и посевном материале на 1га мелиоративных фитоценозов рассчитывается по форме 3.

Потребность в семенах трав определяется через норму высева, а количество посадочных мест (сеянцы, саженцы, черенки) для каждой породы – через площадь питания с учетом размещения растений в ряду и протяженности участка.

Например, при запроектированном смешанном насаждении (3С1Об) с размещением сосны обыкновенной 2,5 х 0,5 и облепихи крушиновой 2,5 х 3,0 м потребуется на 1 га 6,3 тыс. посадочного материала: 6,0 – сосны и 0,3 – облепихи.

Известно, что у сосны отмечается слабая приживаемость сеянцев и в последующие 2-5 лет будет происходить их отпад. Поэтому необходимо обязательно предусмотреть дополнение лесных культур в количестве не менее 25 % или 1,5 тыс. шт./га. Для облепихи, наоборот, характерна отличная при-

20

живаемость посадочного материала и от него через 2-4 года после посадки пойдут распространяться корневые отпрыски. В силу этого здесь дополнение не нужно.

Форма 3 – Потребность в посадочном (посевном) материале для создания 1 га мелиоративных фитоценозов

По форме 3 подводится общая сумма затрат, т.е. в нашем случае стоимость посадочного материала на создание 1 га насаждения составит около 7,1 тыс. рублей.

Трудовые и денежные затраты на выращивание 1 га мелиоративных фитоценозов определяются в виде расчетно-технологической карты (форма 4). В ней содержится перечень запроектированных технологических операций по годам их производства и состав агрегатов для всех видов, а также трудовые и денежные затраты (агротехнические). К форме 4, приводятся расчеты с пояснениями.

7 РАЗРАБОТКА РТК ПО ОСВОЕНИЮ УЧАСТКА

В первой графе указываются все виды работ с учетом их технических условий и кратности. По каждому виду операций руководствуются технологическим процессом и описанием, предложенным преподавателем «Каталогом по биологической рекультивации различных видов нарушений (178 РТК)», в соответствии с индивидуальными запроектированными мероприятиями. При этом следует внимательно указывать наименование работ, их разряд, марки машин и орудий, единицы измерений и потребное количество людей и машин (пп. 2-6).

Дневная тарифная ставка (гр. 7) и себестоимость содержания машино-смен

(гр. 8) берутся из Справочно-нормативных материалов… (см. п. 9 списка литературы). Если по видам работ указаны не человеко-день или машиносмена, а соответственно часы, то данный показатель делится на 8 (рабочий день состоит из 8 часов).