CC BY
30
УДК 504.06
Малозёмов О.Ю., к.пед.н.
доцент
Уральский государственный медицинский университет
Кондрашкина А.А.
студент
институт леса и природопользования
Анухина Н.Н. старший преподаватель Уральский государственный лесотехнический университет
Россия, г. Екатеринбург ЭКОЛОГИЧНАЯ РЕСТАВРАЦИЯ НАРУШЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ
Аннотация. В статье обсуждаются некоторые аспекты проблемы реставрации нарушенных природных ландшафтов. Представлены данные по возможным способам восстановления воздуха, воды, почв, литосферы, флоры и фауны в зонах промышленных и урбанизированных территорий.
Ключевые слова: экология, восстановление, антропогенный ландшафт.
Malozemov O.Yu., kand. ped. sciences, associate professor
Ural state medical university Kondrashkina A.A. student of the Institute of forest and nature management
Anukhina N.N., senior lecturer Ural state forest engineering university Russia, Ekaterinburg ECOLOGICAL RESTORATION OF DISTURBED LANDSCAPES
Annotation. The article discusses some aspects of the problem of restoration of disturbed natural landscapes. The data on the possible methods of restoring air, water, soil, lithosphere, flora and fauna in the areas of industrial and urban areas are presented.
Key words: ecology, restoration, anthropogenic landscape.
Человечество, развиваясь вынуждено было преобразовывать окружающую природу, создавая искусственную среду обитания (жилища, поселения, промпредприятия, сельхозугодия и пр.). При этом естественная среда, зачастую, претерпевала значительный экологический ущерб, превращаясь в «донора» человеческих потребностей и квазипотребностей. В настоящее время человечество уже вынуждено хотя бы частично восстанавливать нарушенные природные экосистемы. Это важно, поскольку многие экосистемы просто невосстановимы до прежнего уровня, либо их нарушения приводят к существенным негативным последствиям различного масштаба (например, заболачивание, опустынивание, засоление, эрозия почв, таяние вечной мерзлоты и т.п.). В данной публикации обратимся к вопросам экологического восстановления компонентов природных ландшафтов,
претерпевающих антропогенные нагрузки.
При экологическом подходе природный потенциал ландшафта оценивается как совокупность условий, необходимых для жизни и воспроизводства организмов (в том числе и человека), населяющих данную территорию. Отторжение же природных ресурсов вызывает изменение состояния отдельных природных компонентов и ландшафта в целом, т.е. нарушается экологический режим территории, ухудшается состояние окружающей среды. Восстановить многочисленные биопозитивные свойства ландшафта после его антропогенного нарушения (тем более полного разрушения) задача сложная, но вполне достойна цивилизованного человечества. Она делится как минимум на две составляющие: во-первых, обеспечение сохранения оставшейся ненарушенной природы, во-вторых, восстановление нарушенной (разрушенной) природной среды. Разумеется, что желаемая полная реставрация до исходного состояния природного ландшафта в силу экологических законов практически не возможна. Однако, возможно создание новых экологичных культурных ландшафтов, разумеется, отличающихся от ранее существовавших природных комплексов в той или иной степени по различным компонентам (параметрам, показателям). Например, в городских условиях воздух и вода могут быть очищены, но полный возврат к изначальному их составу неосуществим, можно лишь приблизиться к этому. Естественное движение воздуха просто невозможно (невосстановимо) в силу городских застроек. Полный возврат к прежнему почвенно-растительному слою также неосуществим, возможно, лишь искусственное его поддержание. Рельеф, состояние глубинных слоёв литосферы также невосстановимы, поскольку напряжённо-деформированное состояние литосферы изменилось под весом городских объектов. Реально лишь восстановление природных водоёмов (рек, ручьёв и др.), но полное повторение движения грунтовых вод невозможно. Возврат к прежнему состоянию флоры и фауны в городе также неосуществим, возможна лишь замена на новые, менее разнообразные их варианты, способные существовать в городе и рядом с ним. Полный возврат также невозможен к естественному микроклимату, сенсорной среде, можно лишь приблизиться к естественным природным воздействиям на органы чувств.
Таким образом, экологическое восстановление возможно в варианте возврата загрязнённого ландшафта (отдельных его компонентов) в близкое к изначальному естественному состоянию (например, перевод наземного городского объекта в подземное пространство и обустройство сквера (парка) на освободившейся территории), либо в создании на нарушенной территории иного природного объекта (например, создание искусственного водоёма на месте заброшенного открытого карьера, горной выработки).
Особенностью экологической реставрации загрязнённых ландшафтов является системный подход, когда реставрация взаимосвязана с непрерывной экологизацией технологий, ранее способствовавших загрязнению ландшафта. Выделяют следующие направления подобной реставрации загрязнённых
ландшафтов [2].
Реставрация почв включает: 1) промывку, аэрацию, введение гумуса, фитомелиорацию; 2) снятие, очистку и возврат с введением флоры и фауны; 3) микробное восстановление; 4) естественное многолетнее восстановление. Восстановление воды заключается в: 1) глубокой очистке воды и ила; 2) поддержке развития биоты, играющей роль биофильтров; 3) снижении водопотребления и создании замкнутых циклов; 4) естественном многолетнем восстановлении. Восстановление атмосферы происходит в случаях: 1) глубокой очистки воздуха; 2) восстановления озонового слоя; 3) дезодорации, одоризации природными запахами; 4) фитомелиорации, пермакультуры. При восстановлении рельефа и литосферы наиболее часто прибегают к: 1) рекультивации нарушенных территорий; 2) противоэрозионным мероприятиям; 3) протезированию нарушенных и исчезнувших форм; 4) созданию подземных техногенных месторождений. Флора и фауна восстанавливается с помощью: 1) создания охраняемых природных территорий с непроницаемыми границами; 2) сохранения естественной территории с созданием зелёных зон и коридоров; 3) устройства в исключительных случаях искусственных локальных биосфер; 4) экореставрации ландшафта, устройства устойчивого культурного ландшафта.
Рассмотрим, указанные мероприятия более подробно.
Восстановление свойств почв (грунта, грунтовых вод) - одни из наиболее трудоёмких процессов, поскольку сложны сами технологии удаления почвенных загрязнений. В одних случаях, восстановление почв возможно осуществить непосредственно на месте. Здесь применяются: глубокая вспашка и аэрация; фитомелиорация; микробное восстановление свойств; промывка почв на месте; введение в почвы связывающих загрязнения добавок, гумуса, других природных удобрений, микроэлементов.
Другой вариант восстановления более затратный, поскольку связан с извлечением и перевозкой загрязнённого слоя почвы, очисткой его в заводских условиях, последующим возвратом на место и искусственным созданием в почве микрофлоры и микрофауны. Разумеется, что естественное долголетнее восстановление свойств почвы также возможно, если к данной территории нет производственного, рекреационного и иного интереса.
Среди всех способов восстановления свойств почв наиболее эффективны микробное восстановление и фитомелиорация, поскольку некоторые микроорганизмы могут продуцировать почвенные полимеры и этим самым связывать ряд почвенных загрязнений [1].
Восстановление свойств грунтовых вод происходит не только после очистки грунта и почвенного слоя, но и после устранения искусственных препятствий движению грунтовых вод (подземных стен, фундаментов, уплотнённого, закреплённого грунта, бетонных массивов и др.), восстановления рельефа и растительности. Разумеется, что поступление загрязнителей в грунтовые воды также должно быть прекращено.
Особую проблему (особенно на скальных основаниях) представляет
восстановление травяного покрова, кустарников и деревьев в случае сноса почвенного слоя, сильного эродирования. В таком случае используют расстилаемые по любому основанию искусственные почво-дерновые ковры. Постепенно корни выросшей травы проникают в расположенный ниже естественный грунт и закрепляются. Для закрепления почвенно -растительного слоя используют решётчатые маты.
Несколько сложнее с восстановлением состояния водоёмов (всех видов текучих и стоячих вод), поскольку в них необходимо восстановить свойства воды, растительного и животного мира, рельефа. Необходимость обусловлена взаимосвязями данных биоценозов: растительность и животные, являясь биофильтрами, очищают воду, а рельеф дна формируется за счёт отложений растительности.
Одним из основных способов восстановления водоёма является отсутствие сброса в него загрязнённых вод. Это может быть переход на сниженное водопотребление с замкнутыми циклами или использование глубокой очистки сбрасываемых вод с последующим возвратом их в цикл. Также эффективно невмешательство в многолетний процесс самовосстановления водоёма. Естественная очистка происходит при: выпадении дождей, абсорбции загрязнителей растительностью и животными, разбавлению воды чистыми водами из впадающих рек или ручьев и т.д. В случаях сильного загрязнения ила рекомендовано его удаление и очистка в промышленных условиях (если это возможно), либо его захоронение, а также удаление илистых неорганических загрязнённых наносов.
Перспективно также и насыщение водоёма кислородом, за счёт подачи насосами воздуха в воду.
К экологическому очищению относятся и следующие способы восстановления: выращивание в загрязнённом иле водных растений, выводящих из него загрязняющие вещества, с последующей ликвидацией этих растений из водоёма; создание биоценозов таких растений и питающихся ими рыб; культивирование водных животных-биофильтров (мидии, беззубки, губки, бодяги и др.); использование автоматических подводных очистных установок, работающих на энергии течения воды или движения волн.
Восстановление рельефа и литосферы может быть актуальным не только по эстетическим мотивам, визуальному «загрязнению» ландшафта. Часто большие выемки грунта мешают сельскохозяйственному либо другому освоению территории, накапливают грунтовые воды. Разработка гор, холмов, приводя к их ликвидации, одновременно нарушает микроклимат территории. Для береговой зоны также актуально восстановление рельефа в силу существенной абразии (разрушение берегов волнами, водой). Восстановление литосферы актуально также в связи с образованием больших подземных полостей, приводящих к деформации дневной поверхности, разрушению зданий, сооружений, а также отрицательным влиянием на движение грунтовых вод.
Восстанавливают рельеф следующими способами:
• внутри выработки создание подземного сооружения, с последующей засыпкой и укладкой почвенно-растительного слоя толщиной 0,5-2 м;
• засыпка открытых полостей естественным грунтом, сходным по составу вмещающему грунту, с его уплотнением для предотвращения осадки и созданием по верху почвенного слоя;
• большие выработки в нефильтрующем прочном грунте без трещин и грунтовых вод послойно засыпаются нетоксичными отходами и грунтом с дальнейшей укладкой по верху почвенного слоя;
• заполнение разработанных в склонах гор выемок бетоном или бутобетоном, заанкерённым в массив скалы;
• восстановление (протезирование) срытых возвышенностей наподобие строительства плотины. Вначале создают бетонное многопустотное или грунтовое ядро (основу горы), сверху укладывается слой растительного грунта, закреплённый искусственным грунтово-дерновым ковром;
• создание искусственного водоёма, если в промышленной выемке собирается грунтовая вода. Для этого крупные неровности на дне засыпаются, укрепляются берега (например, делаются озеленённые набережные), укладывается слой ила, высаживаются водные растения и постепенно запускаются стойкие к данной среде виды рыб. При переформировании рельефа дна иногда применяют искусственные водоросли, задерживающие перемещаемые водой твёрдые частицы.
Экологичным способом реконструкции нарушенного ландшафта также считается использование его для строительства террасных зданий или других объектов.
Суть экологичной реконструкции литосферы при закрытых разработках сводится к тому, что вынутая порода замещается экосовместимым заполнителем, не выделяющим загрязнителей и обладающим сходными с ней свойствами (прочностью, водонерастворимостью, водопроницаемостью, деформируемостью и др.).
При захоронении малотоксичных отходов экологичность восстановления литосферы обеспечивается многолетней герметичностью полости и отсутствием контакта заполнения с грунтовыми водами. Разумеется, что это не касается опасных антропогенных загрязнений, связанных с радиоактивными отходами и утилизацией оружия массового поражения. Протезирование же нарушенного ландшафта является крайней мерой при его восстановлении, с использованием только естественных или экосовместимых искусственных материалов.
Восстановления флоры и фауны, разумеется, непосредственно связано с масштабом предполагаемых работ, зависящим и от степени антропогенного нарушения, и от размеров территории. На макроуровне существенно наличие или восстановление необходимого экологического «каркаса» мест расселения с созданием в обоснованных случаях зон
экологического равновесия, буферных и др. В урбоареалах единственным экологичным способом частичного сохранения природной флоры и фауны и их восстановления является резервирование озеленённых территорий внутри ареалов и соединение их сетью экологических (зелёных) коридоров. Зелёные территории обязательно должны соединяться достаточно широкими непрерывными коридорами для свободной миграции животных, поддержания биоразнообразия и устойчивости. В этом плане предпочтительнее лучевая схема развития городов, когда между урбанизированными территориями сохраняется природная среда в виде зелёных лучей.
Дополнительные зелёные территории можно получить путём перевода под землю некоторых плоскостных сооружений (стоянок, гаражей, складов, хранилищ и др.). Внутри зелёных коридоров в городах можно устраивать дорожки и площадки для занятий спортом, общественные центры экологического образования и воспитания, библиотеки, дендрарии, инновационно-экологичные объекты и др. Плотность сети зелёных коридоров может определяться из условия, что расстояние для каждого городского жителя от жилья до озеленённой территории должно быть не более одного километра (примерно 10-15 минут пешей ходьбы).
Биопозитивную реставрацию флоры и фауны, существовавших до антропогенного изменения ландшафта, необходимо организовывать после восстановления рельефа, почвенного слоя, состояния водоёмов, грунтовых вод. В целом же процесс восстановления фауны, интродукции и акклиматизации диких животных, обогащения ранее нарушенной фауны новыми или прежними видами чрезвычайно сложен ввиду расширения хозяйственной деятельности, создания вторичных антропогенных ландшафтов. Именно поэтому, экологический подход должен присутствовать уже на стадии разработки проектов, вносящих антропогенный дисбаланс в природные экосистемы.
Использованные источники:
1. Тетиор А.Н. Экологическое улучшение застроенной среды. Scientia. Техника. Раздел «Строительство. Архитектура». .№4 (4), 2016. Режим доступа: https ://docplayer.ru/71664917-Ezhemesyachnyy-nauchnyy-zhumal-stientia-tehnika.html
2. Экологичная реставрация нарушений. Режим доступа: https://uchebmki-besplatno.com/osnovi-ekologii-uchebnik/ekologichnaya-restavratsiya-narushennyih-50936.html
