CC BY
85
УДК 622.882:581.52
DOI: 10.24412/1728-323X-2021-5-96-99
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ НА СЕВЕРЕ РОССИИ
Л. П. Капелькина, д. б. н,
главный научный сотрудник, Санкт -Петербургский
научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН — обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр РАН», kapelkina@mail.ru, Санкт-Петербург, Россия
Высокая потребность в минеральных и энергетических ресурсах и ограниченность их запасов в районах с благоприятным климатом обусловливает необходимость разработки месторождений в суровых условиях Севера. Восстановление нарушенных земель Севера должно основываться на познании особенностей функционирования экосистем. На основе многолетних исследований, проведенных в северных регионах страны, определены возможные пути восстановления нарушенных земель: 1) оставление под самозарастание нарушенных участков с благоприятным прогнозом восстановления растительности; 2) содействие естественному зарастанию нарушенных участков (стимулирование самозарастания); 3) активное проведение рекультивационных работ с использованием адаптированных технологий. Важной задачей в этом регионе является упрощение и удешевление работ по биологической рекультивации и использование в необходимых случаях сил самой природы. Предложены технологические приемы восстановления нарушенных земель, адаптированные к условиям Севера: использование маломощного почвенного слоя вместе с растительностью при рекультивации отработанных карьеров; применение дикорастущих видов растений при рекультивации земель; привлечение коренного населения, мигрирующего по тундре со стадами оленей, к восстановлению земель, нарушенных при перевыпасе и техногенном воздействии. Подбор технологий на основе учета многообразия факторов и природных условий — залог успешности и эффективности работ по восстановлению нарушенных территорий.
The high demand for mineral and energy resources and their limited reserves in the areas with a favorable climate necessitates the development of deposits in the harsh conditions of the North. The restoration of the disturbed lands of the North should be based on the knowledge of the peculiarities of ecosystems functioning. Due to many years of research carried out in the northern regions of the country, possible ways of restoring disturbed lands have been determined: 1) leaving disturbed areas for self-growth with a favorable forecast of vegetation restoration; 2) promoting the natural overgrowing of disturbed areas (stimulating self-overgrowing); 3) active reclamation works using adapted technologies. An important task in this region is to simplify and reduce the cost of biological reclamation and use, if necessary, of the forces of nature itself. Technological methods for the restoration of disturbed lands adapted to the conditions of the North are considered: the use of a thin soil layer together with vegetation during the reclamation of worked-out quarries; the use of wild plant species during land reclamation; the involvement of the indigenous population migrating through the tundra with herds of reindeer to the restoration of lands disturbed by overgrazing and technogenic impact. The selection of technologies based on taking into account the variety of factors and natural conditions is the key to the success and efficiency of work on the restoration of the disturbed territories.
Ключевые слова: Север, нарушенные земли, рекультивация, самозарастание, технологии восстановления.
Keywords: the North, disturbed land, reclamation, self-healing, technologies restored.
Введение
Север Российской Федерации вследствие исчерпания и ограниченности запасов полезных ископаемых в районах с благоприятным климатом в настоящее время становится основным местом добычи минеральных и энергетических ресурсов. Следствием освоения минеральных ресурсов и углеводородного сырья явилось масштабное нарушение равновесия в экосистемах не только на отведенных площадях, но и на прилегающих к разработкам территориях [1, 5]. В то же время северные регионы страны характеризуются ранимостью и слабой устойчивостью к техногенным воздействиям [2, 6, 8]. В связи с этим важным условием восстановления и функционирования нарушенных экосистем является соблюдение особых норм и правил ведения работ при освоении месторождений, возможное снижение площади нарушенных земель при использовании этих территорий для добычи полезных ископаемых, и разработка адаптированных к условиям Севера технологий восстановления поч-венно-растительного покрова [4, 7]. Вследствие увеличения площади нарушенных земель в север -ных регионах страны актуальность проведения исследований и практического осуществления работ по рекультивации земель в этом регионе не вызывает сомнений. В настоящее время эти работы осуществляются как в России, так и за рубежом [3, 9, 10].
Цель работы — на основе проведенных исследований: обследования и оценки состояния нарушенных земель, расположенных в различных регионах, проведения экспериментальных работ, разработать (предложить) технологические приемы рекультивации земель, адаптированные к условиям Севера.
Объекты и методы исследований
Объектом исследований явились различные категории нарушенных земель: породные отвалы
и хвостохранилища обогатительных фабрик горнорудных предприятий, геологоразведочные площадки, амбары, возникшие при разработке нефтяных и газовых месторождений, с уложенными в них буровыми шламами и другие виды нарушений земной поверхности. Нарушенные земли расположены в различных регионах Севера: на Кольском полуострове (Мурманская область), в Ненецком автономном округе (НАО), Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО) и Ханты-Мансийском автономном округе (ХМАО). Осуществлялось обследование техногенных экосистем маршрутным методом, оценивалось их состояние, учитывалась возможность самозарастания отдельных категорий нарушенных земель и факторы, ограничивающие формирование растительности. В Мурманской области и на территории ХМАО проведены экспериментальные работы по посеву и посадке растений на нарушенных землях, осуществлялся мониторинг нарушенных экосистем вокруг буровых площадок на территориях традиционного природопользования. На основе проведенных работ предлагаются технологические приемы восстановления нарушенных земель, а также мероприятия по привлечению коренного населения, занимающегося оленеводством, к решению проблемы восстановления земель, нарушенных при перевыпасе оленей и техногенном воздействии.
Результаты исследований и их обсуждение
Скорость формирования растительного покрова на нарушенных землях Севера зависит от природно -климатических, горно -геологических, почвенных, гидрологических условий, глубины залегания многолетнемерзлых пород (ММП), их гранулометрического состава, правильного выбора технологических операций при проведении работ по рекультивации. Важной задачей в этом регионе является упрощение и удешевление работ по биологической рекультивации и использование в необходимых случаях сил самой природы. На основе многолетних исследований определены возможные пути восстановления нарушенных земель Севера: 1) оставление под самозарастание нарушенных участков с благоприятным прогнозом восстановления растительности; 2) содействие естественному зарастанию (стимулирование самозарастания); 3) активное проведение рекуль-тивационных работ с использованием адаптированных технологий.
Самозарастание до настоящего времени занимает преобладающую долю в процессах формирования растительности на нарушенных землях
Севера. Способность к самозарастанию первично свободных субстратов дает возможность сократить или полностью исключить объем активных рекультивационных работ. Формирующиеся в ходе самовосстановления растительные сообщества гораздо устойчивее искусственно созданных. Проведенные неоднократно обследования нарушенных ландшафтов на Кольском полуострове, в Западной Сибири, Ненецком автономном округе (НАО) показали, что под естественное зарастание могут оставляться нарушенные земли с благоприятным прогнозом их самозарастания: линии электропередач, трассы перетаскивания оборудования, сейсмопрофилей, промысловых трубопроводов, активно зарастающие зимники. Эти виды линейных нарушений при нахождении их вблизи естественных фитоценозов и отсутствии проявлений эрозионных процессов успешно зарастают.
Длительные исследования, проведенные нами в различных регионах Севера, позволяют рекомендовать определенные, относительно новые технологические приемы восстановления нарушенных земель, адаптированные к местным условиям.
1. Нормативными документами при освоении месторождений полезных ископаемых предусматривается предварительное снятие плодородного слоя почвы (ПСП) с целью последующего его использования при рекультивации отработанных земель. Этот прием вполне уместен в более южных районах. Повсеместное необдуманное проведение работ по снятию ПСП в северных условиях может привести к нарушению режима многолетнемерзлых пород и к нежелательным процессам: протаиванию, термоэрозии, солифлюкции. В то же время в ряде случаев необходимость поверхностного снятия грунтов предусматривается самой технологией освоения территории. Так, в НАО перед началом проведения геологоразведочных работ производится отсыпка буровых площадок привозными гравийными, песчаными, супесчаными породами. Наилучшим местом заготовки грунтов являются холмы, сопки, возвышения рельефа. На этих участках, как правило, более глубокое расположением ММП. Нами предлагается следующая технология работ. Здесь целесообразным приемом является не снятие почв, которые над песчаными и супесчаными породами являются маломощными, а поверхностное сдвигание маломощного слоя почв вместе с растительностью и размещение его по периметру будущего карьера. Сохранение этого поч-венно-растительного слоя (ПРС) и последующее его нанесение на поверхность отработанного ка-
рьера является ключевым моментом в формировании будущего растительного покрова и восстановлении нарушенного участка. Именно в нем содержатся зачатки местных растений: семена, корневища, споры мхов. Заготовленный путем сдвигания с поверхности ПРС перед началом разработки карьера после окончания его разработки возвращается на прежнее место. Как показывают наблюдения, местные дикорастущие виды растений значительно устойчивее привозных, не адаптированных к условиям Севера. Использование в посевах местных дикорастущих видов даже в смеси с привозными семенами значительно повышает эффективность рекультивации. Сохранение и использование местного посевного материала является важным фактором успешности работ по восстановлению нарушен -ных земель.
2. Хорошие результаты по закреплению насыпных техногенных песков были получены при использовании семян колосняка песчаного (Е1ушш агепапш Ь). Семена этого растения были собраны нами 15 лет назад в его естественном местообитании — на побережье Белого моря в Мурманской области и высажены на насыпном песчаном откосе буровых площадок на нефтяном месторождении в северо-таежной подзоне Западной Сибири на небольшой площади — 12—15 м2. К настоящему времени этот вид распространился от места посадки на 100—120 м, что свидетельствует о хорошей адаптации этого вида к новым условиям. Осенью созревшие семена разносятся ветром на соседние не заросшие участки, площадь зарастания ежегодно увеличивается. Этот вид способен произрастать на откосах буровых площадок, отсыпанных песком, без использования плодородного слоя почвы и образовывать дополнительные корни при засыпке песками. Колосняк песчаный широко распространен на природных песках в городе Нарьян-Маре и его окрестностях, а также на других участках, сложенных рыхлыми песками в НАО. На протяжении ряда лет он используется на не эксплуатируемых откосах отходов обогащения — нефелиновых песках на Кольском полуострове. Этот вид является перспективным видом при биологической рекультивации нарушенных земель, сложенных рыхлыми песками.
3. Целесообразным приемом восстановления нарушенных тундровых земель на территориях традиционного природопользования является предлагаемые нами мероприятия по привлечению коренного населения, мигрирующего со стадами оленей по тундре, к решению проблемы рекультивации земель, нарушенных при перевы-
пасе оленей, добыче и транспортировке углеводородного сырья. Эти работы должны осуществляться, прежде всего, на участках деградации почв и растительности вдоль трасс трубопроводов. Вследствие недостаточности переходов на трубопроводах на локальных участках формируются выбитые, лишенные растительности участки. При таком подходе наряду с положительным фактом восстановления нарушенных участков одновременно решается проблема трудоустройства коренного населения, лишенного возможности заниматься традиционными видами деятельности — оленеводством, охотой и рыбной ловлей вследствие отвода значительных площадей оленьих пастбищ под объекты нефтегазодобычи. Разработанные подходы к решению проблемы включают проведение следующих мероприятий.
1. Обучение студентов из числа коренного населения в Ямальском полярном агроэкономи-ческом техникуме (г. Салехард) и Ненецком аг-рарно-экономическом техникуме (г. Нарьян-Мар) основам рекультивации земель, нарушенных при перевыпасе и техногенном воздействии.
2. Обучение практическим навыкам студентов техникумов на базе ООО НПК «Северагротехно-логия» в г. Салехарде и Нарьян-Марской сельскохозяйственной опытной станции.
3. Ознакомление и разъяснение оленеводам важности и целесообразности осуществления работ по восстановлению нарушенных тундровых территорий на ежегодно проводимых собраниях оленеводов.
4. Назначение в администрации регионов лица, ответственного за работу по рекультивации нарушенных земель.
Этим мероприятиям должно предшествовать обучение коренного населения в полевых условиях и проведение совместных опытных работ по сбору и посеву семян дикорастущих видов растений, пригодных для рекультивации.
Заключение
В настоящее время северные регионы страны становятся основными центрами добычи минеральных и энергетических ресурсов. Восстановление нарушенного почвенно-растительного покрова имеет определяющее значение для сохранения биосферной и экологической стабильности северных экосистем. Эффективность и успешность работ определяется правильным подбором адаптированных к условиям Севера технологий восстановительных работ, основанных на учете многообразия факторов и природных условий.
Библиографический список
1. Антропогенная динамика растительного покрова Арктики и Субарктики. Принципы и методы изучения. Труды Ботанического института РАН. 1995. Вып. 15. — Санкт-Петербург. — 185 с.
2. Капелькина Л. П. Самозарастание нарушенных земель Севера / Л. П. Капелькина, О. И. Сумина, И. А. Лавриненко, О. В. Лавриненко, Е. А. Тихменев, С. И. Миронова. — Санкт-Петербург: Изд-во ВВМ, 2014. — 204 с.
3. Экологическая реставрация в Арктике: обзор международного и российского опыта. — Сыктывкар; Нарьян-Мар,
2016. — 288 с.
4. Пыстина Н. Б. Совершенствование технологий рекультивации ландшафтов на склонах в условиях Крайнего Севера / Н. Б. Пыстина, К. Л. Унанян, Е. Е. Ильякова, Н. С. Хохлячев, В. А. Лужков // Арктика: экология и экономика. —
2017. — № 2. — С. 27—33.
5. Российская Арктика на пороге катастрофы. — М.: ЦЭПР, 1996. — 206 с.
6. Сумина О. И. Формирование растительности на техногенных местообитаниях Крайнего Севера России / О. И. Сумина. — Санкт-Петербург: Информ-Навигатор, 2013. — 340 с.
7. Тишков А. А. Экологическая реставрация нарушенных экосистем Севера / А. А.Тишков. — М.: Изд-во УРАО, 1996. — 116 с.
8. Komarkova V. Stress and disturbance in cold region ecosystems. Ecosystems of disturbed ground (Ecosystems of the world). V. Komarkova, F. E. Wielgolaski. ELSEVIER Amsterdam, New York, Oxford. — 1999. — Vol. 16. — P. 39—122.
9. Walker D. A. Disturbance and recovery of Arctic Alaskan vegetation / D. A. Walker // Ecological Studies. Springer-Verlag, Berlin. — 1996. — Vol. 120. — P. 35—71.
10. Reid N. B. Establishment of a vegetative cover on tundra kimberlite mine tailings: a field study / Reid N. B. and Naeth M. A. // Restoration Ecology. — 2005. — Vol. 13. — P. 602—608.
TECHNOLOGICAL ASPECTS OF RECULTIVATION OF THE DISTURBED LANDS IN THE RUSSIAN NORTH
L. P. Kapelkina, Ph. D. in Biology, Chief Scientific Researcher, St. Petersburg Scientific Research Centre for Ecological Safety of Russian Academy of Sciences, е-mail: kapelkina@mail.ru, Saint-Petersburg, Russia
Refere^es
1. Antropogennaya dinamika rastitel'nogo pokrova Arktiki i Subarktiki. Printsipy i metody issledovaniya. Izvestiya Botanicheskogo instituta RAN [Anthropogenic dynamics of the vegetation cover in the Arctic and Subarctic zones. Principles and methods of study. Proceedings of the Botanical Institute of the RAS. 1995. Saint-Petersburg, Vol. 15. 185 p. [in Russian].
2. Kapelkina L. P., Sumina O. I., Lavrinenko I. A., Lavrinenko O. V., Tikhmenev Ye. A., Mironova S. I. Yestestvennoye vosstanovleniye rastitel'nogo pokrova narushennykh zemel Severa. [Natural revegetation on the disturbed lands of the North]. Saint-Petersburg.VVM Publishing. 2014. 204 p. [in Russian].
3. Ekologicheskaya restavratsiya v Arktike: obzor mezhdunarodnogo i rossiyskogo opyta [Ecological restoration in the Arctic: review of the international and Russian practices]. Syktyvkar-Naryan-Mar, 2016. 288 p. [in Russian].
4. Pystina N. B., Unanyan K. L., Il'yakova Ye. Ye., Khokhlyachev N. S., Luzhkov V. A. Sovershenstvovaniye tekhnologiy rekul'tivatsii landshaftov na sklonakh v usloviyakh Kraynego Severa [Improvement of technologies for reclamation of landscapes on the slopes in the Far North]. Arktika: ekologiya i ekonomika. 2017. No. 2. P. 27—33 [in Russian].
5. Rossiyskaya Arktika na poroge katastrofy [The Russian Arctic on the Threshold of Catastrophe]. Moscow, TSEPR, 1996. 206 p. [in Russian].
6. Sumina O. I. Formirovaniye rastitel'nosti na tekhnogennykh mestoobitaniyakh Kraynego Severa Rossii [Formation of vegetation in technogenic habitats of the Far North of Russia]. Saint-Petersburg. Inform-Navigator. 2013. 340 p. [in Russian].
7. Tishkov A. A. Ekologicheskaya restavratsiya narushennykh ekosistem Severa. [Ecological restoration of disturbed ecosystems of the North]. Moscow, 1996. 116 p. [in Russian].
8. Komarkova, V., Wielgolaski F. E. Stress and disturbance in cold region ecosystems. Ecosystems of disturbed ground (Ecosystems of the world), ELSEVIER. Amsterdam, New York, Oxford. 1999. Vol. 16. P. 39—122.
9. Walker D. A. Disturbance and recovery of Arctic Alaskan vegetation. Ecological Studies. 1996. Vol. 120. Springer-Verlag, Berlin. P. 35—71.
10. Reid N. B., Naeth M. A. Establishment of a vegetative cover on tundra kimberlite mine tailings: a field study. Restoration Ecology. 2005. Vol. 13. P. 602—608.
