CC BY
44
ские измерения, проводимые в стационарных точках наблюдений, расположенных на этом же берегу реки, вблизи на территории Президиума РАН [4]. Эти наблюдения также помогут проследить за началом развития (оживления) проявлений оползневых процессов. При дальнейшей активизации склона уменьшение ширины площадки может привести к деформации фундамента и стен здания. Ограниченный размер площадки между бровкой склона
1. Бондарев Ю., Дзантаев И. Ледяная лавина в Северной Осетии. Российская газета. 23.09.2002. №179.
2. Пашкин Е.М. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. - М.: Высш. шк., 1998. - 255 с.
3. Парецкая М.Н Оползни.//Москва: геология и го-род./Гл. Ред. В.И. Осипов, О.П. Медведев. - М.: АО "Московские учебники и Картолитография", 1997. - с. 81.
и здания уже в настоящее время может затруднить ее использование в качестве технологической площадки при укреплении склона.
Локальный мониторинг отдельных участков речного склона поможет рекомендовать в случае необходимости проведение противооползневых мероприятий в целях снижения риска спонтанного разрушения склона и позволит сохранить здание.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Макаров В.И., БашиловИП., Солодилов Л.Н. Гео-динамический мониторинг.//Москва: геология и го-род./Гл. Ред. В.И. Осипов, О.П. Медведев. - М.: АО "Московские учебники и Картолитография", 1997. - с. 352.
5. Новиков Г.А. Техногенный риск и качество жиз-ни.//Безопасность труда в промышленности, 1991, №12. а 4 - 8.
6. Оползни. Исследование и укрепление. //Под ред. Р. ШустераиР. Кризека. М.: "Мир", 1981. 368 с.
__ Коротко об авторах
Гарное В.В. — кандидат технических наук,
Горюнов Б.Г. — кандидат технических наук,
Адушкинктн A.B. — кандидат технических наук,
Институт динамики геосфер РАН (ИДГ РАН), Москва.
-------^
^---------
------------------------------------ © Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова,
И.А. Гаранина, В.И. Прибылев,
2004
УДК 622.882:504.06
Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова, И.А. Гаранина,
В.И. Прибылен
ЭКОСИСТЕМЫ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Семинар № 8
ш Ш роблема исследования экосистем, -Ж.-1 формирующихся естественным путем или создаваемых искусственно, стала актуальной в связи с интенсивным вторжением промышленности в природные экосистемы. Наряду с незначительными временными модификациями природных систем в районах с развитой индустрией освоения запасов минераль-
ного сырья возникли и продолжают расширяться техногенные образования с полностью нарушенными природными системами. В районах горнорудных комплексов техногенные образования представлены не только нарушенными территориями с полностью уничтоженными компонентами природного ландшафта
такими, как почвенный и растительный покров, но и нарушенной литогенной основой.
Замедленность процессов саморегуляции в природных системах, а в техногенных - особенно, предопределила необходимость разработки мер по их активизации. Комплекс технических, агробиологических, фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление продуктивности, народнохозяйственной и природоохранной ценности нарушенных земель, был определен как рекультивация. Система живых организмов и среды, возникающая в результате коренной перестройки природных или культурных экосистем под влиянием добычи полезных ископаемых была названа техногенной экосистемой [1].
Процесс преобразования техногенных экосистем в устойчивые и продуктивные культурные ландшафты требует знания особенностей их функционирования, определяемых технологиями формирования как собственно техногенного объекта, так и технологиями создания искусственных экосистем. Важность исследований в области создания искусственных экосистем подчеркивалась ранее на координационных совещаниях по различным аспектам техногенных биоценозов и рекультивации, проходивших под эгидой Научного совета АН СССР по проблемам биогеоценологии и охраны природы. Основная задача таких исследований состояла в изыскании наиболее рациональных и эффективных путей преобразования техногенных комплексов в устойчивые и продуктивные экосистемы.
Следует при этом отметить многоплановость задач, подлежащих изучению на всех этапах формирования и развития техногенных экосистем. К таким задачам относятся: способы создания экосистем, их структура и производительность, особенности функционирования и динамика их во времени.
Создание искусственных экосистем методами рекультивации было начато на элементах техногенных ландшафтов горнорудных районов в тот период, когда все сопутствующие добыче компоненты в виде пород вскрыши, хвостов обогащения минерального сырья относились к категории - отходы горного производства. Соответственно и технологии рекультивации предусматривали создание, в первую очередь, продуктивных сельскохозяйственных земель, а также восстановление нарушенного лесного фонда. Имеющиеся результаты исследований по структуре и динамике искусствен-
ных экосистем отражают именно эти типы сообществ.
Большой комплекс экосистемных исследований (ранее так не называемых) выполнен специалистами Днепропетровского сельскохозяйственного института (в настоящее время Днепропетровский государственный аграрный университет) на территориях, нарушенных при разработке месторождений марганца в Никопольском бассейне и железной руды - в Керченском. Исследования в области сельскохозяйственной рекультивации базировались на фундаментальных агроэкологических исследованиях.
Изучение эколого-биологических особенностей роста и развития растений в условиях, несвойственных природе культурных видов, на фоне искусственных экотопов разной структуры позволило рекомендовать технологию формирования поверхности, обеспечивающую получение продуктивности кормовых, зерновых и плодовых культур не ниже зональных, возделываемых на украинских черноземах.
В последние годы в исследования были включены также отходы обогащения. Технология формирования на них искусственных биоценозов дифференцирована в зависимости от ценности заскладированных отходов и перспектив их повторной переработки. Термин «техногенное месторождение» авторами не используется [2, 3].
Комплексные биоценотические исследования техногенных биогеоценозов, формирующихся на отходах вскрыши угольных месторождений Кузбасса, проводятся специалистами института почвоведения и агрохимии СО РАН. Параллельно с изучением функций растительного покрова, формирующегося естественным путем и создаваемого искусственно, специальные исследования посвящены и другим компонентам биогеоценоза - микробо- и зооценоза, многолетних травянистых растений и лесных культур, формированию молодых почв в техногенных экосистемах. [4, 5]
Не оценивая полно результаты ранее выполненных исследований других научных коллективов по рассматриваемой проблеме (например, Института земельных ресурсов, Институтов почвоведения и агрохимии Украины и Грузии, Уральского государственного университета), приведем лишь два обобщающих вывода:
1. Все они, в основном, были направлены на испытания видов растений - травяни-
Техногенные экосистемы
стых и древесных - пригодных для формирования искусственных сообществ с получением максимально возможных показателей продуктивности на фоне экотопов, формируемых по индивидуальным методикам, но по требованиям ГОСТ.
2. Техногенные биогеоценозы на объектах техногенных месторождений не рассматривались вообще.
В настоящее время значительная часть отходов горного и обогатительного производства оценивается как техногенные месторождения. Это обусловило необходимость корректировки основных положений рекультивации нарушенных земель, суть которой сформулирована ранее [6-8]. Они определяются не только повторной отработкой заскладированных масс, но и вытекающими из этого требованиями создания временного растительного покрова санитарно-гигиени-ческого назначения. Это, в свою очередь, вызывает необходимость кор-
ректировки параметров и способов выполнения технического этапа рекультивации, определяющего формирование экотопа и последующее развитие техногенной экосистемы.
По этой технологии были созданы опытные, а затем и производственные участки по биологической рекультивации техногенных месторождений железорудного и золоторудного сырья в Свердловской области, период существования которых исчисляется пока всего 10-20 годами. Изучение формирующихся экосистем проводилось по нескольким направлениям (рисунок 1) по методикам, принятым в фундаментальных науках - геоботанике и почвоведении,
путем проведения полуста-ционарных наблюдений,
приуроченных к основным фенологическим стадиям развития растительного покрова.
Исследование одного их важнейших компонентов экосистем - растительности, формирующейся естественным путем или организованной искусственно на техногенных месторождениях позволяет констатировать преимущество последних.
Несмотря на временную целевую функцию растительного покрова на техногенных месторождениях, формирование его естественным путем столь замедленно и невыразительно в видовом отношении, что не может быть признано приемлемым даже на фоне созданного рекультивационного слоя из минеральных субстратов. При создании экотопа из органических материалов появляющаяся естественная растительность из семенных зачатков, сохранившихся в них, бывает, как правило, с малой продолжительностью жизни - однолетние и двулетние виды. Быстрое выпадение их из травостоев объясняется тем, что даже сорные виды, экологически более приспособленные, чем культурные, на техногенных субстратах имеют слабое развитие генеративной сферы, не обеспечивая семенное возобновление.
Флористический состав естественных экосистем в последующем формируется за счет пространственного перемещения видов из культурфитоценозов. Следовательно, условием интенсификации развития естественных экосистем является наличие на близлежащей территории искусственных растительных сообществ, инициирующих первый процесс.
Отсюда вытекает важное для практики положение о целесообразности создания минимальной мощности рекультивационного слоя на всей площади и последующим полосным размещением на нем искусственных сообществ из многолетних видов с чередованием межполосных, не-засеваемых пространств. Для условий объектов, подлежащих повторной переработке, подобное упрощение технологии биологического этапа рекультивации - один из путей минимизации затрат на временную рекультивацию.
Установлено, что способы создания на техногенных месторождениях искусственных экосистем безусловно результативны. При этом технический этап рекультивации может быть основан на использовании как минеральных, так и органических, в том числе нетрадиционных, субстратов, наносимых по принципу минимального зем-левания. Условием длительного существования искусственных экосистем в любом случае должно быть дополнительное обогащение экотопов элементами минерального питания. Кратность их применения должна базироваться на проектном значении периода повторной отработки месторождения с учетом динамики ее по годам.
Особенности развития видов в искусственных экосистемах и закономерности их функционирования на техногенных месторождениях подчиняются общебиологическим принципам растительного мира, исходящим из обоюдной зависимости растений и среды обитания. Особенно четко это проявляется в условиях без-
1. Колесников Б.П., Моторина Л.В. Проблемы рекультивации земель // Природа. - 1975.- №4.- С. 61-69.
2. Масюк НТ. Эколого-биологические основы сельскохозяйственной рекультивации в техногенных ландшафтах степной зоны Украины (на примере Никольского марганцеворудного бассейна): Автореф. дис. ... д-ра биолог. наук / ДГУ.- Днепропетровск, 1981.- 38с.
3. Земельні ресурси Украіни: Рекультивація,
раціональне використання та збереження: Матер. міжнар. наук. конф., Дніпропетровськ, 20-21 лютого 1996 Р/Дніпропетр. держ. агр.ун-т.- Дніпропетровськ, 1996.216 с.
4. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов / Гаджиев И.М., Курачев В.М., Рагим-Заде и др. - Новосибирск: Наука СО, 1992. - 305 с.
азотистой и безгумусной среды техногенных месторождений - отходов обогащения рудного сырья. Цель создания искусственных экосистем санитарно-гигиенического и природоохранного назначения может быть достигнута с использованием технических и биологических методов, базирующихся на основных положениях фундаментальных наук - геоэкологии и индустриальной биогеоценологии. Искусственные экосистемы техногенных месторождений не должны быть ориентированы на достижение фоновых состояний продуктивности.
Ориентация на временный характер растительного покрова изменяет и подход к ландшафтной оценке этого вида техногенных нарушений. Исключается необходимость рассмотрения его как структурной единицы нового ландшафта, а также, и необходимость усложнения создаваемых экосистем.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. Гумусообразование в техногенных экосистемах / Трофимов С.С., Наплекова H.H., Кандрашин Е.Р. и др.-Новосибирск: Наука, 1986. - 164 с.
6. Чайкина Г.М., Объедкова В.А. Экологический аспект рекультивации техногенных месторождений // Облесение нарушенных и бросовых земель ЦЧР: Сб. материалов 4 ме-ждународ. науч.-практ. конф.: Биологическая рекультивация нарушенных земель / Под ред. Я.В. Панкова - Воронеж: ВГЛТА, 2000. - С. 15-19.
7. Чайкина Г.М., Объедкова В.А Техногенные образования и технология их рекультивации // Биологическая рекультивация нарушенных земель: Матер. международ. совещания, Екатеринбург 3-7 июня 2002г. / Екатеринбург: Ин-тлесаУрО РАН, 2003.-С.536-542.
8. Чайкина Г.М. Объедкова В.А. Рекультивация нарушенных земель в горнорудных районах Урала. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003.- 267с.
— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------------------------
Чайкина Галина Михайловна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории Экологии горного производства (ЭГП),
Объедкова Валентина Александровна - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории ЭГП,
Гаранина Ирина Алексеевна - младший научный сотрудник лаборатории ЭГП,
Прибылев Владимир Иванович - научный сотрудник лаборатории ЭГП,
Институт горного дела УрО РАН, г. Екатеринбург.
