CC BY
10
УДК 631.481
DOI: 10.24412/1728-323X-2022-5-78-81
МОЛОДЫЕ ПОЧВЫ, СФОРМИРОВАННЫЕ НА ОТВАЛАХ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД РАЗРАБОТКИ КОРЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ НА СЕВЕРО-ЗАПАДЕ ЯКУТИИ
А. А. Петров, к. б. н., с. н. с. НИИ прикладной экологии Севера им. проф. Д. Д. Саввинова СВФУ, [email protected], г. Якутск, Россия
Аннотация. В статье приводятся данные о молодых почвах и грунтах отвалов вскрышных пород, сформированные при разработке коренных месторождений алмазов карьеров «Удачный» и «Айхал» АК «АЛРОСА» (ПАО), которые расположены в Мирнинском районе Республики Саха (Якутия), в бассейне верхнего течении реки Марха, в Вилюйско-Оленкеской таежная провинции Северно-таежной почвенно-растительной подзоны. На исследованных отвалах развиваются молодые почвы и грунты из класса литогенно-неразвитых почв. Даются характеристики элюви-оземов инициальных, органо-аккумулятивных и перегнойных. Описаны стадии восстановления почвенного покрова. Частично эти отвалы были рекультивированы, был нанесен суглинистый и (или) потенциально плодородный слой почвы на поверхность отвалов. Здесь выделены техноземы недифференцированные инициальные и техноземы недифференцированные органо-аккумулятивные.
Abstract. The article presents data on young soils and soils of dumps formed during the mining of diamond deposits of the Udachny and Aikhal quarries of ALROSA Company, which are located in the Mirninsky District of the Republic of Sakha (Yakutia), in the basin of the Markha River, in the Vilyuisko-Olenke taiga province of the Northern taiga soil-vegetation subzone. Young soils the class of lithogenic undeveloped soils develop on the studied dumps. Characteristics of initial eluviozems, organo-accumulative and humus eluviozems are given. The stages of restoration of the soil cover are described. Reclamation activities were carried out on these dumps. Loamy and (or) potentially fertile soil layer was not carried. Technozems are highlighted here.
Ключевые слова: техноземы, элювиоземы, восстановление почвенного покрова, техногенный ландшафт, почвообразование.
Keywords: technozems, eluviozems, recovering of soil cover, technogenic landscape, soil formation.
Введение
В настоящее время прослеживается четкая тенденция роста техногенных земель, и отсюда очевидна необходимость восстановления техно-генно нарушенных земель и введение их в хозяйственный оборот.
Самовосстановление техногенно нарушенных ландшафтов на Севере протекает крайне медленными темпами, а практически любое воздействие техники отражается на функционировании естественных экосистем. В этой связи главной задачей становится ускорение процесса восстановления экосистем.
Объекты исследований. Исследованиями охвачены грунты и молодые почвы отвалов вскрышных пород, сформированные при разработке коренных месторождений алмазов открытым способом карьеров «Айхал» и «Удачный» АК «АЛРОСА» (ПАО). Эти отвалы расположены в Мирнинском районе Республики Саха (Якутия), в бассейне верхнего течения реки Марха, в Вилюйско-Олен-кеской таежной провинции Северно-таежной почвенно-растительной подзоны [1].
Отвалы представляют собой аккумулятивные формы неорельефа, имеющие трапециевидной формы с относительно выровненной поверхностью на вершине трапеции. Эти отвалы в соответствии с классификацией нарушенных земель (ГОСТ 17.5.1.02—85) относятся к платообраз-ным террасированным очень высоким отвалам
(йср = 40—70), уклон склонов составляет 45°. Тело отвалов сложено доломитами, известняками, доломитовыми мергелями и алевролитами.
Частично на этих отвалах были проведены ре-культивационные мероприятия, представляющие собой нанесение суглинистого и (или) потенциально плодородных слоев почвы на поверхность отвалов. В периоды 2012—2013 и 2019—2021 гг. на поверхности этих отвалов были заложены экспериментальные площадки по биологической рекультивации [2—5].
Методы исследований. Образцы почв и грунтов были отобраны согласно ОСТ 56 81—84, пробо-подготовка проведена согласно ГОСТ 17.4.4.02—84. Химические, физико-химические, агрохимические и агрофизические свойства почв определены стандартными методами [6—9] в лаборатории физико-химических методов анализа НИИПЭС СВФУ (г. Якутск).
Для классификации молодых почв и грунтов техногенных ландшафтов использован профильно-генетическая классификация почв техногенных ландшафтов [10].
Фактический материал собран в рамках государственного задания Б8Я0-2020-0018 на тему «Изучение особенностей функционирования арктических и субарктических экосистем Якутии в условиях усиления техногенного воздействия и глобального изменения климата».
Результаты и обсуждение
В таблице 1 приеден систематический список молодых почв, сформированных на отвалах вскрышных пород карьеров «Удачный» и «Айхал» АК «АЛРОСА» (ПАО) согласно классификации почв техногенных ландшафтов [10].
Класс литогенно-неразвитые почвы представляют собой примитивные почвы, характеризующиеся развитием процессов, направленных на подготовку субстрата к почвообразованию, главным образом разрыхлению плотных пород.
Тип: Элювиоземы инициальные. Сущность почвообразования литогенно-неразвитых почв сводится не столько к профилеобразованию, сколько к формированию слоя породы, пригодного для развития последующих стадий начального профилеобразования. Эти примитивные почвы формируются на плотных или грубообломочных массивно-кристаллических или в различной степени метаморфизированных осадочных породах, с незначительным содержанием мелкозема [10]. Такие породы медленно преобразуются в условиях гипергенеза, они мало податливы к внутри-
профильной дифференциации толщи на почвенные генетические горизонты.
Морфонологическое строение элювиоземов инициальных представлен только слоем техногенного делювия. Фитоценоз практически отсутствует, встречаются единичные экземпляры руде-ральных видов растений.
В пробах реакция среды колеблется от средне-щелочных до сильнощелочных, содержание биогенных элементов незначительное. Встречаются не-, слабо- и среднезасоленные грунты, тип засоления хлоридный или хлоридно-сульфатный (табл. 2).
Тип: Элювиоземы органо-аккумулятивные —
это следующая стадия развития класса литоген-но-неразвитых почв. В морфологическом строении над слоем Д выделяется органо-аккумулятивный горизонт, который представлен опадом травянистых растений и листьями кустарников. Проективное покрытие растительности достигает до 60 %. Разложение растительных остатков лимитируется недостаточной развитостью организмов-деструкторов и незначительным содержанием мелкозема.
Таблица 1
Систематический список грунтов и молодых почв согласно классификации почв
техногенных ландшафтов [10]
Ствол Класс Тип Формула профиля
Постлитогенные Литогенно-неразвитые Элювиоземы инициальные Элювиоземы органо-аккумулятивные Элювиоземы перегнойные Б Ао + Б АоАх + Б
Техноземы трансформируемые Техноземы недифференцированные инициальные Техноземы недифференцированные органо-аккумуля-тивные С + Б А0 + С + Б
Типы молодых почв РНводн Сорг, % ^бщ, % Р2О5, мг/кг Физ. глина <0,01 Сумма токсичных солей
Класс: Литогенно-неразвитые
Элювиоземы инициальные (п-24) 8,2 1,0 0,01 20,6 24,1 0,08
Элювиоземы органо-аккумулятивные (п-2) 7,6 0,8 0,04 10,8 14,7 0,10
Элювиоземы перегнойные (п-2) 7,4 1,6 0,46 58,4 16,4 0,15
Класс: Техноземы трансформируемые
Техноземы недифференцированные иници- 8,2 4,2 0,45 27,5 9,0 0,09
альные (п-2)
Техноземы недифференцированные органо- 8,2 2,4 0,29 <25 4,0 0,02
аккумулятивные (п-2)
Таблица 2
Усредненные значения основных физико-химических показателей грунтов и молодых почв сформированных на отвалах вскрышных пород
Гранулометрический состав элювиоземов инициальных супесчаный, реакция среды слабощелочная, содержание биогенных элементов незначительное. Данные почвы имеют среднее засоление, тип засоления хлоридный (табл. 2).
Тип: Элювиоземы перегнойные эта третья стадия развития класса литогенно-неразвитых почв. В морфологическом строении появляется органогенный горизонт, который представляет собой слаборазложившийся растительный опад под моховым покровом. Проективное покрытие мха составляет 100 %. Растительность представлена мхами и кустарниками.
Реакция среды слабощелочная, содержание органического углерода выше от элювиоземов инициальных и достигает 1,6 %, содержание общего азота составляет 0,46 %. Встречаются сред-не-сильнозасоленные почвы, тип засоления хло-ридный.
В классификации почв техногенных ландшафтов был применен профильно-генетический принцип. То есть типы выделяются при возникновении каких-либо генетических горизонтов. Инициальная — отсутствие органических горизонтов, органо-аккумулятивная — наличие подстилки, дерновая — наличие дернового горизонта, гумусовая — наличие гумусового горизонта. Такая градация таксонов позволяет выделить стадии восстановления почвенного покрова на отвалах вскрышных карьеров «Айхал» «Удачный» «АЛРОСА» (ПАО):
Инициальная стадия — преобладают процессы, которые формируют слой грунтов пригодного для заселения растительностью.
Органо-аккумулятивная стадия — начинается процесс с накопления растительных остатков на поверхности и корневой системы в верхних слоях молодых почв. Разложение растительных остатков и лимитируется недостаточной развитостью организмов-деструкторов. Формируются разнотравные, кустарниковые и древесные растительные сообщества, проективное покрытие которых достигает до 60 %.
Стадия формирования перегнойного горизонта — начинается процесс разложения растительных остатков и формирование слаборазложив-шейся перегнойного горизонта. Формируются
моховые и кустарниковые сообщества, проективное покрытие которых достигает до 90—100 %.
Стадии аккумуляции органических остатков и формирования органогенного горизонта выделены на локальных участках. Около 95 % площади отвалов находятся на инициальной стадии восстановления почвенного покрова.
Класс: Техноземы трансформируемые сформированы технологическими приемами рекультивации и находящиеся и развивающиеся в том или ином использовании. В случае с отвалами Удачнинского ГОК на тело отвалов был нанесен слой суглинистого грунта с мощностью до 30 см. В районе исследований имеется дефицит потенциально-плодородных пород, так как профиль зональных почв очень короткий в силу близкого залегания многолетнемерзлых пород и геологических особенностей. Органогенный горизонт не был сформирован и грунты оставлены под самозарастание. Поэтому мы рассматриваем данные техноземы как саморазвивающейся системы под воздействием естественных почвообразовательных факторов, а техногенность считаем начальной спецификой. Исходя из этого выделили тех-ноземы недифференцированные инициальные, техноземы недифферецированные органо-акку-мулятивные. Принцип деления на типы технозе-мов недифференцированных такой же, как и в классе биогенно-неразвитых почв, наличие или отсутствие органогенного горизонта.
Заключение
На отвалах вскрышных пород, сформированных при разработке коренных месторождений алмазов открытым способом карьеров «Удачный» и «Айхал» АК «АЛРОСА» ПАО, выделены молодые почвы и грунты из класса литогенно-нераз-витых почв следующих типов: Элювиоземы инициальные; Элювиоземы органо-аккумулятивные; Элювиоземы перегнойные. Около 95 % площади отвалов находятся на инициальной стадии восстановления почвенного покрова. Стадии аккумуляции органических остатков и формирования перегнойного горизонта выделены на локальных участках. На рекультивированных участках выделены техноземы.
Библиографический список
1. Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. М.: ГУГК при СМ. — М.: Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР, 1989. — 115 с.
2. Миронова С. И., Иванов В. В., Гаврильева Л. Д., Назарова Г. В., Петров А. А. Научные основы выбора способов биологической Рекультивации отвалов карьера «Айхал» // Успехи современного естествознания. — 2012. — № 11 (часть 1). — С. 125—127.
3. Миронова С. И. Опыт использования нетрадиционных материалов при биологической рекультивации отвалов алмазодобывающих предприятий // Горный журнал. — 2015. — № 9. — С. 85—87. Б01: 10.17580Zgzh.2015.09.19
4. Никифоров А. А., Миронова С. И., Иванов В. В. О необходимости проведения биологической рекультивации в условиях севера // Успехи современного естествознания. — 2018. — № 2. — С. 119—123.
5. Бугаев Г. Г., Миронова С. И. Техногенные ландшафты на территории Удачнинского ГОКа и их рекультивация / Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. Якутск. — Якутск. Издательский дом СВФУ. — 2021. С. 84—87.
6. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970.
7. Агрохимические методы исследования почв. — М., 1975. — 656 с.
8. Воробьева Л. А. Химический анализ почв. — М.: Изд-во МГУ, 1998.
9. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. С. Методы исследования физических свойств почв. — М., Агропромиздат, 1986.
10. Курачев В. М., Андроханов В. А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. — 2002. — № 3. — С. 255—261.
YOUNG SOILS OF DUMPS FOR THE MINING OF DIAMOND DEPOSITS IN THE NORTH-WEST OF YAKUTIA
A. A. Petrov, Ph. D. (Biology), Senior Researcher of the Research Institute of Applied Ecology of the NEFU, [email protected], Yakutsk, Russia
References
1. Atlas sel'skogo hozyajstva YAkutskoj ASSR [Atlas of agriculture of the Yakut ASSR]. Moscow, Glavnoe upravlenie geodezii i kartografii pri SM SSSR, 1989. 115 p. [in Russian].
2. Mironova S. I., Ivanov V. V., Gavril'eva L. D., Nazarova G. V., Petrov A. A. Nauchnye osnovy vybora sposobov biolog-icheskoj Rekul'tivacii otvalov kar'era "Ajhal" [Scientific basis for the choice of natural and biological remediation of dumps of the Aikhal quarry] Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2012. No. 11 (Part 1). P. 125—127 [in Russian].
3. Mironova S. I. Opyt ispol'zovaniya netradicionnyh materialov pri biologicheskoj rekul'tivacii otvalov almazodobyvayushchih predpriyatij [Experience in the use of non-traditional materials in the biological reclamation of dumps of diamond mining enterprises] Gornyj zhurnal. 2015. No. 9. P. 85—87 [in Russian]. DOI: 10.17580/gzh.2015.09.19
4. Nikiforov A. A., Mironova S. I., Ivanov V. V. O neobhodimosti provedeniya biologicheskoj rekul'tivacii v usloviyah severa [On the need for biological reclamation in the conditions of the north] Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2018. No. 2. P. 119—123 [in Russian]
5. Bugaev G. G., Mironova S. I. Tekhnogennye landshafty na territorii Udachninskogo GOKa i ih rekul'tivaciya [Technogenic landscapes on the territory of the Udachninsky GOK and their reclamation] Sbornik materialov Vserossijskoj nauchno-prak-ticheskoj konferencii. Yakutsk. Izdatel'skij dom SVFU. 2021. P. 84—87 [in Russian].
6. Arinushkina E. V. Rukovodstvo po himicheskomu analizu pochv [Guide to chemical analysis of soils]. Moscow, Izd-vo MGU, 1970 [in Russian].
7. Agrohimicheskie metody issledovaniya pochv [Agrochemical methods of soil research]. Moscow, 1975. 656 p. [in Russian].
8. Vorob'eva L. A. "Himicheskij analiz pochv" [Chemical analysis of soils]. Moscow, Izd-vo MGU, 1998 [in Russian].
9. Vadyunina A. F., Korchagina Z. S. Metody issledovaniya fizicheskih svojstv pochv [Methods of research of physical properties of soils]. Moscow, Agropromizdat, 1986 [in Russian].
10. Kurachev V. M., Androkhanov V. A. Klassifikaciya pochv tehnogennyh landshaftov [Classification of soils of technogenic landscapes] Sibirskij ekologicheskij zhurnal [Siberian ecological journal]. 2002. No. 3. P. 255—261 [in Russian].
