CC BY
46
Лесное хозяйство
ЛКН-600 с трактором Т-100МБГС (Т-130Б). Посадка весной двухлетних сеянцев сосны или трехлетних сеянцев ели в пласт машиной СЛ-2 с трактором Т-100МБГС (Т-130 Б). Шаг посадки 0,7 м, густота 4-5 тыс. шт/га. Уход по схеме 1 —1 —1 —0—0 рыхлением в междурядьях механизированным способом.
Повторное заболачивание выработанных торфяных месторождений целесообразно на площадях, непригодных для создания лесных культур, и территориях, имеющих повышенную пожарную опасность.
Преимущества природоохранного направления использования выработанных торфяников путем их повторного заболачивания:
— интенсификация процесса восстановления водного объекта и водного режима прилегающих к нему территорий;
— возобновление и ускорение процессов торфообразования; восстановление биосферных функций болот;
— прекращение процессов минерализации органического вещества торфа; снижение пожарной опасности;
— относительно низкая стоимость производства работ по сравнению с другими видами рекультивации.
Экологическая реабилитация нарушенных земель выработанных участков торфяных месторождений для повторного заболачивания осуществляется согласно следующему перечню проводимых работ:
— вывоз штабелей торфа;
— выравнивание поверхности для обеспечения равномерного поднятия и стояния уровня грунтовых вод около уровня поверхности почвы с целью ускорения процессов восстановления болот и исключения торфяных пожаров;
— удаление древесно-кустарниковой растительности в каналы в зоне затопления (при необходимости);
— демонтаж неиспользуемых переездов через картовые, валовые, магистральные и другие каналы;
— демонтаж неиспользуемых шлюзов, шлюзов-переездов и других водоподпорных и регулирующих сооружений на валовых, противопожарных, нагорных и иных каналах;
— разборка железных дорог узкой колеи;
— демонтаж полевых производственных баз;
— реконструкция существующих водорегулирующих сооружений для целей повторного заболачивания;
— строительство глухих земляных перемычек, водоподпорных и водорегулирующих переливных сооружений для целей повторного заболачивания;
— устройство прорезей в кавальерах нагорных, нагорно-противопожарных каналов.
Технологии тушения торфяных пожаров крайне трудоемки и сопряжены с большими
материальными и энергетическими затратами, поэтому в системе охраны торфяников от пожаров предпочтение должно отдаваться увеличению роли мероприятий по предупреждению возникновения и распространения торфяных пожаров.
Неосушенные торфяники и мелиоративные системы болотных массивов имеют свои особенности, поэтому при выборе противопожарных профилактических мероприятий необходимо четко классифицировать торфяники по типам.
Комплекс обязательных для исполнения мероприятий по противопожарной безопасности на действующих торфодобывающих предприятиях в полной мере обеспечивает пожарную безопасность разрабатываемых торфяных месторождений.
На частично выработанных торфяных месторождениях наиболее целесообразным видом использования является возобновление промышленной добычи торфа.
Облесение выработанных торфяных месторождений целесообразно на полностью выработанных торфяных месторождениях при мощности придонного (защитного) слоя торфяной залежи в осушаемом состоянии не менее 0,3 м.
Повторное заболачивание выработанных торфяных месторождений целесообразно на площадях, непригодных для создания лесных культур и территориях, имеющих повышенную пожарную опасность.
Литература
1. Залесов С. В. Лесная пирология : учеб. пособие. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. акад., 1998. 296 с.
2. Корепанов А. А. Водный режим лесов Прикамья. Ижевск : Удмуртия, 1984. 128 с.
3. Сирин А. А. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации / под ред. А. А. Сирина и Т. Ю. Минаевой. М. 2001. 190 с.
4. Червонный М. Г. Охрана лесов : учебник для техникумов. М. : Лесн. промышленность, 1981. 240 с.
Геос.,
содержание тяжелых металлов
В СИСТЕМЕ «ПОЧВОгРУНТ — СОСНА
обыкновенная» на отвалах кумертауского буроугольного РАЗРЕЗА
э. р. радостева,
аспирант,
а. ю. Кулагин,
доктор биологических наук, профессор, Учреждение российской академии наук институт биологии Уфимского научного центра рАИ
450054, г. Уфа, проспект Октября, д. 69; тел. (347)2356103; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: почвогрунт, буроугольный разрез, тяжелые металлы. Keywords: sediment, brown coal cut, heavy metals.
Химический состав растительности в условиях антропогенного воздействия является индикатором загрязненности почв, воздуха и воды, поскольку растения и их вегетирующие органы накапливают элементы в зависимости от различных факторов [1]. Определение микроэлементного состава почвогрунтов на отвалах и произрастающих на них растений вызвано тем, что районы добычи полезных ископаемых являются своеобразными геохимическими провинциями с повышенным содержанием химических элементов [2]. Основной целью исследований было изучение особенностей
миграции тяжелых металлов (Си, Zn, РЬ, Cd) в системе «почвогрунт — сосна обыкновенная» на отвалах Кумертауского буроугольного разреза.
Исследования проводились на отвалах Кумертауского буроугольного разреза (КБР), которые расположены на границе зон лесостепи и разнотравно-дерновинно-злаковых степей, в пределах административных границ Куюргазинского района Республики Башкортостан.
Методика исследований.
Для изучения техногенного загрязнения насаждений сосны тяжелыми металлами
(ТМ) летом 2009 года провели отбор почвенных образцов и древесного материала (корни, кора, побеги и хвоя). Условным контролем служил сосняк, расположенный в 15 км от промышленных отвалов и в 500 м от автодороги Уфа-Оренбург.
Для анализа образцы высушивали, затем проводили сжигание и озоле-ние. При изучении содержания валовых форм ТМ использовался метод атомноабсорбционной спектроскопии на приборе Соп^-АА фирмы Апа1Шс, для определения подвижных форм ТМ применялся метод экстракции проб почв аммонийно-ацетатным
60
www. m-avu. narod. ru
Лесное хозяйство
Таблица 1.
Содержание тяжелых металлов в почвогрунтах в условиях Кумертауского буроугольного
разреза
Привязка Хп Pb Cd
Кумертауский буроугольный разрез 11,5/0,6 39,14/0,68 5,4/0,18 0,68/0,28
Контроль 66,5/0,66 48,6/2,05 5,2/0,22 0,56/0,12
пдк 23/2 85/23 32/6 1,5/0,24
Примечание: валовые формы /подвижные формы.
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в органах сосны обыкновенной, произрастающей на
отвалах Кумертауского буроугольного разреза
Привязка Хп Pb Cd
КБР Конт- роль КБР Контроль КБР Конт- роль КБР Контроль
Корни 16,93 9,39 24,10 21,35 1,82 0,48 0,48 0,53
Кора 16,04 19,27 17,94 11,99 1,14 1,3 0,37 0,32
Побеги 6,52 6,99 32,47 22,96 1,92 1,89 0,65 0,30
Хвоя 5,92 9,25 30,56 20,54 1,33 1,68 0,11 0,12
буфером. Для анализа растительного материала на содержание металлов применялся инверсионный вольтамперометриче-ский метод исследования на установке СТА (МУ 08-47/136 ГОСТ 8.010). Методика позволяет проводить определение металлов в одном растворе методом добавок. Для каждой пробы проводилось трехкратное определение содержания металлов. Для экоток-сикологической оценки почв использовали предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов по их валовым и подвижным формам [3].
Результаты исследований.
Результаты содержания металлов в почвогрунтах под насаждениями сосны представлены в таблице 1.
Установлено, что в отвальных грунтах под насаждениями сосны содержание валовой формы меди составляло 11,5 мг/кг, что ниже ПДК для этого элемента в 2 раза. В условиях контроля обнаружено превышение ПДК для валовых форм меди в 2,8 раз. По содержанию подвижных форм меди выявлено, что количество элемента в грунтах КБР и контроля значительно ниже установленной нормы (табл. 1).
В насаждениях сосны в условиях отвалов и контроля концентрация цинка находится в пределах ПДК. При сопоставлении данных по содержанию подвижных форм цинка с ПДК можно сделать вывод, что почвогрунты не загрязнены. Установлено, что содержание цинка в грунтах промышленных отвалов значительно ниже фоновых значений, что свидетельствует о дефиците микроэлемента в субстрате.
Среднее содержание валовых и подвижных форм свинца в верхних горизонтах под насаждениями сосны находится в пределах ПДК и составляет 5,4 и 0,18 мг/кг соответственно.
Концентрация валовой формы кадмия в почвах под сосновыми насаждениями на отвалах находится в пределах ПДК, установленной на уровне 1,5 мг/кг. Сопоставляя данные по содержанию подвижных форм кадмия с ПДК, можно сделать вывод, что почвогрунты находятся на пороговом уровне загрязнения. Высокий уровень загрязнения подвижными формами металла опасен для растений, поскольку способен вызвать отравление и гибель последних.
Исследовано содержание Си, Zn, РЬ, Cd в органах сосны обыкновенной.
Установлено, что в условиях отвалов Кумертауского буроугольного разреза и условного контроля различные органы сосны существенно различаются уровнем содержания меди (табл. 2). В условиях промышленных отвалов выявлена высокая аккумуляция меди корнями исследуемой породы и в меньшей степени обнаружено накопление ее ветвями и ассимиляционными органами. Концентрация элемента в органах сосны убывает в ряду: корни (16,93 мг/кг) > кора (16,04 мг/кг) > побеги
(6,52 мг/кг) > хвоя (5,92 мг/кг) в условиях техногенеза, в условиях фона картина иная: кора (19,27 мг/кг) > корни (9,39 мг/кг) > хвоя (9,25 мг/кг) > побеги (6,99 мг/кг).
Наибольшее количество цинка в условиях загрязнения отмечено в побегах сосны, наименьшее — в коре. Хвоя и корни занимают промежуточное положение. В условиях контроля минимальная концентрация элемента характерна также для коры, а для хвои, побегов и корней отмечается сходное содержание цинка.
В целом содержание цинка в сосне обыкновенной в условиях техногенеза значительно превосходит показатели условного контроля. Следует отметить, что, несмотря на повышенное содержание цинка в других органах, кора сосны в условиях фона и загрязнения отличается низкой аккумулирующей способностью.
Таким образом, в условиях техногенеза хвоя и побеги сосны интенсивно аккумулируют цинк. Кора и корни служат органами запасания металла.
В условиях КБР содержание свинца в органах сосны обыкновенной колеблется в пределах 1,14—1,92 мг/кг, в условиях контроля — 0,48—1,89 мг/кг, что не превышает 10 мг/кг, установленных Г. И. Махониной (1987) как предельно-допустимая концентрация для растений [4].
Сравнительный анализ распределения свинца в надземных и подземных органах сосны показал, что исследуемый элемент в наибольшей степени накапливается в побегах сосны, как в условиях отвалов, так и в контрольных условиях. Минимальная концентрация металла обнаружено в коре (отвалы КБР) и корнях (условный контроль).
Распределение Cd в органах сосны происходит неравномерно. Исследования показали, что в условиях промышленных отвалов концентрация кадмия в сосне обыкновенной изменяется в широких пределах — 0,11—0,65 мг/кг. Обнаружено, что у древесной породы в условиях техногенеза содержание Cd в органах возрастает
в следующей последовательности: хвоя (0,11 мг/кг) < кора (0,37 мг/кг) < корни (0,48 мг/кг) < побеги (0,65 мг/кг).
В условиях контроля, анализируя данные о количественном содержании металла в различных органах древесной породы, отмечено его максимальное депонирование в корнях и минимальное — в хвое. Промежуточное положение занимают побеги и кора.
Выводы.
Как известно, наибольшую экологическую опасность для биоты представляют подвижные формы ТМ [5]. В этом отношении содержание подвижных форм ниже биологических норм, необходимых для нормального роста и развития древесных пород. За исключением повышенных концентраций подвижного кадмия в почвенном покрове под насаждениями сосны, где обнаружено превышение ПДК.
На территории исследуемого региона распределение тяжелых металлов по органам сосны обыкновенной происходит неравномерно. Выявлено, что в условиях КБР повышенной металлоаккумулирующей способностью обладают побеги. Наименьшая поглотительная способность установлена для хвои и коры.
В растениях, произрастающих на отвалах, наибольшее количество меди депонируется в корневой системе. Наибольшей аккумулятивной способностью к цинку, свинцу, кадмию отличаются побеги сосны, в которых отмечено наибольшее содержание данных металлов. Минимальное количество кадмия и меди обнаружено в хвое сосны, свинца и цинка — в коре. Депонирование значительных количеств металлов в древесных растениях способствует предотвращению рассеивания металлов в окружающей среде.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (№ 08-04-97017) и гранта по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие».
Литература
1. Ильин В. В., Степанова М. В. О фоновом содержании тяжелых металлов в растениях // Изв. СО СССР. Сер. биол. наук. 1981. Вып. 1. № 5. С. 26-32.
2. Пасынкова М. В. Микроэлементный состав субстратов и растений на отвалах при добыче меди // Проблемы рекультивации нарушенных земель. Тезисы докладов 5 Уральского совещания. Свердловск, 1988. С. 43-44.
3. В. В. Снакин [и др.] Система оценки степени деградации почв. Пущино, 1992. 19 с.
4. Махонина Г И. Химический состав растений на промышленных отвалах Урала. Свердловск : Изд-во Урал. ун-та, 1987. 176 с.
5. Залесов С. В., Колтунов Е. В. Содержание тяжелых металлов в почвах лесопарков г. Екатеринбурга // Аграрный вестник Урала. № 6 (60). 2009. С. 71-72.
www.m-avu. narod. т
61
