CC BY
0
УДК 581.524.34
DOI: 10.24412/1728-323X-2024-2-40-43
РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ОТВАЛОВ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Л. Д. Гаврильева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера имени профессора Д. Д. Саввинова Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова (НИИПЭС СВФУ), adoxa@mail.ru, г. Якутск, Россия,
С. И. Миронова, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера имени профессора Д. Д. Саввинова Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова (НИИПЭС СВФУ), Mironova47@mail.ru, г. Якутск, Россия
Аннотация. Изучение самозарастания растительности на нарушенных землях, в том числе на отвалах, актуально и имеет практическое значение, так как в условиях Севера способность к самовосстановлению растительности после техногенной трансформации крайне слабая. Цель исследования — выявление степени зарастания отвалов Южной Якутии. Работы проводились с применением полевых маршрутных исследований на разновозрастных отвалах по общепринятым методикам. В статье показано, что растительность на отвалах исследуемых месторождений, имеющих возраст 2—3 года, относится к стадии начального зарастания, с проективным покрытием в среднем 20—30 % с участием подроста деревьев и кустарников, пионерных видов разнотравья, к которым на третьем году прибавляются осоки и единичные экземпляры злаков. На пятом году проективное покрытие увеличивается до 40—60 %, в сообщества активно внедряются злаки. На отвалах возраста 20—25 лет наблюдается густой полог древесных и кустарниковых пород, проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса достигает 40 %.
Abstract. The study of overgrowth of vegetation on disturbed lands, including on dumps, is relevant and of practical importance, since in the conditions of the north the ability of vegetation to self-restore after man-made transformation is extremely weak. The purpose of the study is to identify the degree of overgrowth of the dumps in Southern Yakutia. The work was carried out applying field route studies on different-age dumps according to generally accepted methods. The article shows that the vegetation on the 2—3 years old dumps of the studied deposits, refers to the stage of initial overgrowth with a projective coating of an average of 20—30 % with the participation of undergrowth of trees and shrubs, pioneer species of grains, to which sedge and single specimens of cereals are added in the third year. In the fifth year, the projective coverage increases to 40—60 %, cereals are actively introduced into communities. On the 20—25 years old dumps, a dense canopy of woody and shrub species is observed, the projective coating of the grass-bush tier reaches 40 %.
Ключевые слова: отвал, зарастание, растительность, грунты, восстановление.
Keywords: dump, overgrowth, vegetation, soils, restoration.
Введение
При разработке месторождений полезных ископаемых природная среда в пределах горного отвода и прилегающей территории испытывает значительное воздействие [1], связанное наряду с другими факторами с размещением отходов производства, отвалообразованием. Отвалы пустых пород являются основными источниками загрязнения водоемов, воздушного бассейна, земель, оказывая негативное воздействие на территории, значительно превышающие площадь, занимаемую отвалами. На Севере спецификой природной среды является малая мощность биоты, слабая связь растительного покрова с минеральным субстратом, медленный биологический круговорот органического вещества, легкая разруша-емость при техногенных нагрузках и крайне слабая способность к самовосстановлению [2].
С целью выявления степени зарастания и возможности отведения отвалов под самозарастание проведено геоботаническое исследование отвалов пустых пород на угольных месторождениях Южной Якутии. Обследование растительности
разновозрастных отвалов проводилось на месторождениях «Денисовское» и «Инаглинское», расположенных в 20 км северо-восточнее г. Нерюн-гри. Рельеф поверхности низкогорный, расчлененный густой сетью реки Чульман и ручьев. Повсеместно развиты многолетнемерзлые породы. Климат района характеризуется низкой среднегодовой температурой и высокой относительной влажностью. Период активного роста большинства луговых трав (период со среднесуточными температурами выше +10°) определяется всего 89 дней [3].
Район исследования по лесорастительному районированию относится к Учурскому горному среднетаежному округу Южноякутской провинции сосново-лиственничной тайги с участием темнохвойных лесов [4]. Растительность территории представлена сосново-лиственничными, лиственничными лесами на мерзлотных дерново -таежных оподзоленных почвах безкарбонатных горных пород и их производными после пожаров и техногенных нарушений. По долинам рек и ручьев преобладают ёрники и ивняки.
40
№2,2024
Материалы и методика
Сбор материалов осуществлялся на основе стандартных общепринятых методов [5, 6]. Составлялись геоботанические описания растительности на разновозрастных отвалах. Для характеристики древесного и кустарникового ярусов отмечались сомкнутость, высота; для травяно-кустарничкового яруса — общее проективное покрытие (ПП) травостоя (в %), ПП каждого вида в баллах по шкале Б. М. Миркина [7]. Латинские названия растений даны по сводке С. К. Черепанова [8].
На месторождении «Денисовское» обследованы отвалы возрастом 2 года, 3 года, 5 лет и около 25 лет, «Инаглинское» — отвалы возрастом 3 года и около 20 лет.
Результаты и обсуждение
Месторождение «Денисовское»
На спланированной поверхности отвалов, возрастом 2 года из древесно-кустарниковой растительности зафиксированы единичные экземпляры лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), тополя душистого (Populus suaveolens Fisch), ив корзиночной (Salix viminalis L.) и растопыренной (S. divaricata Pall.) высотой в среднем 0,5 м. Травянистая растительность состоит в основном из пионерных растений иван-чая узколистного (Cha-maenerion angustifolium (L.) Scop.), мари белой (Chenopodium album L.), а также редко встречающихся злаков, осок и разнотравья с общим ПП 20—30 % (рис. 1).
На поверхности отвалов возрастом 3 года единично встречены те же виды деревьев и кустарников (ивы, тополь, сосна, лиственница) высотой 0,5—0,8 м. Общее ПП травяного покрова — 30—40 %, относительно обильны осока дернистая (Carex caespitosa L.), иван-чай узколистный, овсяница красная (Festuca rubra L.) (рис. 2).
На отвалах 5-летнего возраста в видовом составе древесно-кустарниковой растительности, кро-
Рис. 1. Обедненная разнотравная стадия
Рис. 2. Осоково-разнотравная стадия
Рис. 3. Кустарниково-злаково-разнотравная стадия
ме подроста сосны и лиственницы высотой до 1 м, тополя (1—2 м), ив (1,5—2 м), появились осина (Populus tremula L.), береза кустарниковая (Betula fruticosa Pall.) высотой 0,5 м, ольховник (Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar) — 0,8 м. Обилие и разнообразие травянистой растительности заметно увеличились. Проектное покрытие составляет 60 %. Преобладают иван-чай узколистный, осока дернистая, полевица сибирская (Agrostis sibirica Petr.), зафиксированы также скерда кровельная (Crepis tectorum L.), одуванчик рогоносный (Taraxacum ceratophorum (Ledeb.) DC.), мелколепестник едкий (Erigeron acris L.) полыни и другие виды (рис. 3).
На отвале 90-х годов (возраст «25 лет) наблюдается хорошо развитая древесная растительность: сомкнутость древесного яруса составляет 0,1—0,2, основу составляет сосна обыкновенная высотой 3—5 м, реже отмечается лиственница — до 5 м. Кустарниковый ярус также хорошо развит: преобладают ивы (сомкнутость 0,1—0,2; высота 3 м) и ольховник (0,1; 1,5 м), встречается шиповник иглистый (Rosa acicularis Lindl). Проективное покрытие травянистого яруса 40—50 %, средняя высота 70 см. Видовой состав заметно разнообразнее, зарегистрировано более двадцати видов травянистых растений. Доминируют виды злаков: овсяница красная, полевица сибирская, пырейник кроноцкий (Elymus kronokensis (Kom.) Tzvel.), бескильница Гаупта (Puccinellia hauptiana
Рис. 4. Сосновый молодняк разнотравно-злаковый
Рис. 5. Разнотравно-осоковая стадия
Рис. 6. Сосново-лиственничный молодняк осоково-разнотравный
V. Krecz.). Появились бобовые — донник ароматный (Melilotus suaveolens Ledeb.), осока дернистая, из разнотравья обильны иван-чай узколистный, одуванчик рогоносный, гравилат аллепский (Geum aleppicum Jacq.), полынь монгольская (Artemisia mongolica Fisch. Ex Nakai) (рис. 4).
Месторождение «Инаглинское»
Проективное покрытие на основной части разровненных поверхностей отвалов 3-летнего возраста от 10 до 30 %. Более обильно произрастают осока дернистая и иван-чай узколистный, единично встречаются вейник наземный (Calama-
grostis epigeios (L.) Roth), тысячелистник хрящеватый (Achillea cartilagínea Ledeb. ex Rchb.) и др. Наблюдаются редкие всходы сосны, лиственницы, ивы корзиночной, ольховника высотой до 0,5 м (рис. 5).
На поверхности отвала возрастом около 20 лет образован густой древесный ярус из лиственницы с сомкнутостью 0,2—0,3; высотой до 5 м, сосны (0,1; высота до 3 м), березы плосколистной (0,1; высота до 3 м). Отмечается кустарниковый ярус с богатым видовым составом из кедрового стланика (Pinus pumila (Pall.) Regel) высотой 0,5—0,8 м, ивы корзиночной (до 5 м), тополя душистого, ольховника (1,5—2 м), а также ягодные кустарники малина сахалинская (Rubus sachalinen-sis Levi.), кизильник черноплодный (Cotoneaster melanocarpa Lodd), смородина пахучая (Ribes frag-rans Pall.). Травяно-кустарничковый ярус относительно разреженный (ПП 20 %), но видовой состав довольно разнообразен: преобладают иван-чай узколистный, осока дернистая, полынь замещающая (Artemisia commutata Besser), реже встречаются полевица сибирская, скерда кровельная, вейник наземный, лапчатка (Potentilla sp.), мелколепестник едкий, куртинами произрастает брусника (Vaccinium vitis-idaea L.) (рис. 6).
Результаты исследования зарастания разно -возрастных отвалов показали (табл. 1), что растительность на отвалах исследуемых месторождений, отсыпанных в 2016—2017 годах, т. е. имеющие возраст 2—3 года, относится к стадии начального зарастания с общим проективным покрытием в среднем 20—30 % с участием подроста деревьев и кустарников, пионерных видов разнотравья, к которым на третьем году прибавляются осоки и единичные экземпляры злаков.
На пятом году проективное покрытие увеличивается до 60 %, в сообщества активно внедряются злаки.
Таблица 1
Схема зарастания отвалов
Возраст Месторождение
отвалов Денисовское Инаглинское
2 года Обедненная разнотравная 10—30 %
3 года Осоково-разнотравная 20—30 % Разнотравно-осоковая 10—40 %
5 лет Кустарниково-злако-
« 20 лет во-разнотравная 60 % Сосново-лиственнич-ный молодняк осоко-
« 25 лет Сосновый м олодняк разнотравно-злаковый во-разнотравныи
42
№2,2024
На отвалах возраста 20—25 лет наблюдается густой полог древесных и кустарниковых пород с сомкнутостью крон до 0,3—0,4, высотой до 5 м. Проективное покрытие травяно-кустарничково-го яруса до 50 %. Видовой состав довольно разнообразен с доминированием вместе с иван-чаем узколистным злаков, осок.
Заключение
Зарастание растительности отвалов зависит от их высоты, крутизны склонов и возраста отсыпки. Огромную роль при зарастании отвалов имеет также уплотнение грунта и микроклиматические условия. Так, на отвалах с неровным рельефом древесные растения приживаются лучше, чем на выровненных плотных поверхностях.
Грунты отвалов разнообразны по свойствам горных пород, но имеют общие черты. Отвалы
Библиографический список
разреза каменисты, по гранулометрическому составу песчаные, незасоленные, нейтральные или слабощелочные, с удовлетворительной емкостью поглощения, относительно обеспечены обменным калием, содержат мало подвижного фосфора [2].
По степени самозарастания обследованные отвалы можно разделить на две группы:
— отвалы с начальной стадией зарастания (возраст 2—5 лет);
— отвалы со средней степенью зарастания (возраст 20—25 лет).
Отвалы со средней степенью зарастания относятся к самозарастающим без проведения рекуль-тивационных мероприятий [9]. На остальных отвалах рекомендуется проведение рекультиваци-онных мероприятий для ускорения заселения растительности.
1. Иванов В. В. Трансформация природных комплексов при недропользовании в условиях Якутии. — Новосибирск: Наука, 2015. — 248 с.
2. Миронова С. И., Иванов В. В. Добыча угля в Южной Якутии и ее воздействие на растительность (на примере разреза «Нерюнгринский»). — М.: Евроазиатская научно-промышленная палата, 2019. — 102 с.
3. Агроклиматический справочник по Якутской АССР. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1963. — 146 с.
4. Тимофеев П. А., Исаев А. П., Щербаков И. П. и др. Леса среднетаежной подзоны Якутии. — Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. — 140 с.
5. Полевая геоботаника. Т. 3. — М., Л.: Наука, 1964. — 530 с.
6. Определитель высших растений Якутии. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2020. — 896 с.
7. Миркин Б. М. Теоретические основы современной фитоценологии. — М.: Наука, 1985. — 136 с.
8. Рекомендации по отводу под самозарастание земель, нарушенных горными работами / Сост.: С. И. Миронова, Ю. В. Шумилов, В. В. Иванов и др. — Якутск, 2001. — 81 с.
9. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). — СПб.: Мир и семья, 1995. — 992 с.
VEGETATION OF THE DUMPS OF SOUTH YAKUTIA AND THE POSSIBILITY OF ITS NATURAL RESTORATION
L. D. Gavrilyeva, Ph. D. (Biology), Senior Researcher, Institute of Applied Ecology of the North, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, adoxa@mail.ru, Yakutsk, Russia,
S. I. Mironova, Ph. D. (Biology), Dr. Habil, Professor, Institute of Applied Ecology of the North, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, Mironova47@mail.ru, Yakutsk, Russia
References
1. Ivanov V. V. Transformaciya prirodnyh kompleksov pri nedropolzovanii v usloviyah Yakutii. [Transformation of natural complexes during subsoil use in Yakutia]. Novosibirsk, Nauka. 2015. 248 p. [in Russian].
2. Mironova S. I., Ivanov V. V. Dobycha uglja v Juzhnoj Jakutii i ee vozdejstvie na rastitel'nost' (na primere razreza "Neq'un-grinskij"). [Coal mining in Southern Yakutia and its impact on vegetation: a case study of the Neryungrinsky mine)]. Moscow, Evroaziatskaja nauchno-promyshlennaja palata. 2019. 102 p. [in Russian].
3. Agroklimaticheskij spravochnik po Jakutskoj ASSR. [Agroclimatic handbook on the Yakut Autonomous Soviet Socialist Republic]. Leningrad, Gidrometeoizdat. 1963. 146 p. [in Russian].
4. Timofeev P. A., Isaev A. P., Shcherbakov I. P., et al. Lesa srednetaezhnoj podzony Jakutii. [Forests of the medium-range subzone of Yakutia]. Jakutsk, JaNC SO RAN, 1994. 140 p. [in Russian].
5. Polevaya geobotanika. t. 3. [Field geobotany. Vol. 3]. Moscow—Leningrad, Nauka. 1964. 530 p. [in Russian].
6. Opredelitel' vysshih rastenij Jakutii [Reference book of higher plants of Yakutia]. Moscow, Tovarishchestvo nauchnyh izdanij KMK, 2020. 896 p. [in Russian].
7. Mirkin B. M. Teoreticheskie osnovy sovremennoj fitocenologii [Theoretical foundations of modern phytocenology]. Moscow, Nauka. 1985. 136 p. [in Russian].
8. Rekomendacii po otvodu pod samozarastanie zemel', narushennyh gornymi rabotami [Recommendations on the allocation of land disturbed by mining for self-cultivation] /sostaviteli Mironova S. I., Shumilov Ju. V., Ivanov V. V., et al. Jakutsk. 2001. 81 p. [in Russian].
9. Cherepanov S. K. Sosudistye rastenija Rossii i sopredel'nyh gosudarstv (v predelah byvshego SSSR) [Vascular plants of Russia and neighboring states (within the former USSR)]. SPb, Mir i sem'ja. 1995. 992 p. [in Russian].
