Промышленная эрозия почв и рекультивация

В современных условиях интенсивность преобразующего воздействия общественного производства на природные ландшафты достигла такого уровня, при котором негативные последствия оказывают существенное влияние на природные процессы и среду обитания человека. Непрерывное развитие промышленного производства приводит к разрушению почвенного покрова. Его вызывают различные виды деятельности человека.

Добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается образованием карьеров, отвалов, терриконов, которые нарушают растительный и почвенный покровы, гидрологический и гидрохимический режимы территории. Для сохранения почвенного покрова в этом случае рекомендована селективная выемка и складирование гумусированных горизонтов почв для последующего восстановления нарушенных территорий.

Подземная добыча полезных ископаемых со временем приводит к развитию просадочных явлений, изменению рельефа и гидрологического режима территории.

Добыча нефти ведет к загрязнению почвы сырой нефтью, нефтяными водами, пластовыми водами.

Промышленное и гражданское строительство, сооружение линий электропередач, дорожное строительство сопровождаются полным разрушением почвенного покрова и бессрочным изъятием земель из сельскохозяйственного производства.

На большей части изымаемых земель происходит разрушение или омертвление почвенного покрова, что в конечном итоге приводит к сдвигу экологической ситуации в негативном направлении. Техногенные ландшафты, образующиеся на месте нарушенных земель, как правило, не обладают способностью к самовосстановлению. Если же эта способность сохранена, то на восстановление естественным путем необходимы десятки или сотни лет. В связи с этим встала проблема их восстановления.

Рекультивация ландшафтов (лат. recultivo, где re — приставка, означающая повторность, возобновление; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс организационных, инженерно-технических и биологических мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной (производственной), медико-биологической и эстетической ценностей нарушенных ландшафтов. Полное восстановление нарушенного естественного покрова искусственным путем невозможно в принципе, так как почва относится к невоспроизводимым природным образованиям. Поскольку отчуждение земель и нарушение почвенного покрова обусловлены производственной необходимостью, то полностью остановить этот процесс также невозможно, но можно регулировать и сводить к минимуму негативные последствия путем восстановления ландшафтной обстановки, подобной прежней. При этом ставится задача — создать оптимальный для конкретной территории ландшафт, который будет успешно выполнять ресурсовоспроизводящие, средовоспроизводящие и природоохранные функции.

Разработка методов рекультивации земель невозможна без знания динамики экологических условий в процессе техногенного воздействия, без прогнозирования их изменений в будущем. Это, в свою очередь, требует проведения системных экологических исследований с одновременным изучением закономерностей формирования почвенного покрова, растительности и фауны в зависимости от геоморфологических, литологических, гидрогеологических и зонально-климатических условий. Многостороннее воздействие техногенеза на природные ландшафты и различная степень его выражения (ответная реакция экосистемы) не позволяют однозначно подходить к решению вопросов рекультивации земель. Не всегда оказывается целесообразным восстановление тех комплексов, которые были до нарушения, тем более что при современной технической перестройке ландшафтов появилась возможность улучшения условий окружающей среды, исправления нарушений в системе природного экологического баланса.

В России в настоящее время предложено несколько технологий рекультивации, направленных не только на восстановление сельскохозяйственных угодий и элементов природы, но и на поддержание почвенных экологических функций. Применяются в основном два способа рекультивации. Первый способ — проведение многолетних фитомелиораций с внесением органических добавок и минеральных удобрений. Второй способ — нанесение на потенциально плодородные грунты плодородного слоя почвы с последующими фитомелиорациями, внесением органических и минеральных удобрений. Выбор направлений рекультивации определяется конечным использованием нарушенных земель. Их выбирают на основе комплексного учета следующих факторов: природные условия района разработок (климат, геологическое строение, растительность, почвы); состояние техногенных земель к моменту рекультивации (характер техногенного рельефа, степень естественного зарастания и др.); минералогический состав; водно-физические, физико-химические и агрохимические свойства вскрышных пород и их классификация по пригодности для биологической рекультивации; инженерно-геологические и гидрологические условия; хозяйственные, социально-экономические и санитарно-гигиенические условия; срок службы рекультивационных земель (возможность повторности нарушений и их периодичность); технология и механизация горных строительномонтажных работ.

Рекультивация земель осуществляется обычно в несколько этапов. Первый — подготовительный. Он включает в себя обследование и типизацию нарушенных земель, изучение специфики их природных условий (геологического строения, состава пород, пригодности их к биологической рекультивации и другим видам использования, прогноз динамики гидрогеологических условий), определение направлений рекультивации и целевого использования рекультивируемых земель, установление требований к последующим этапам рекультивации; составление технико-экономического обоснования и рабочих проектов и планов.

Второй этап — горнотехнический. Он включает мероприятия, направленные на подготовку территории к дальнейшему использованию. Сюда входит планировка поверхности, формирование плодородного слоя почвы на спланированную поверхность, проложение необходимых дорог, каналов, коллекторно-дренажной сети, создание ложа водоема и т. д. Конечная стадия этого этапа — укладка на выровненную поверхность плодородного слоя почвы мощностью 0,3—0,5 м для сельскохозяйственного и лесохозяйственного использования.

Третий этап — биологический — это комплекс мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. К нему относятся комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление флоры и фауны, целевое использование рекультивируемой территории. Главными культурами-освоителями являются бобовые и злаковые травы. Вместе с ними для ускорения процессов восстановления биологической активности часто вносятся биологически активные органические препараты.

Общая продолжительность периода, в течение которого осуществляется весь комплекс рекультивационных работ, составляет десять лет и более. В Российской Федерации, в том числе и в Северо-Кавказском регионе, различают следующие основные направления рекультивации техногенных ландшафтов в зависимости от последующего целевого использования:

• 1. Сельскохозяйственное — создание на нарушенных землях пашни, садов, лугов и пастбищ.
• 2. Лесохозяйственное — создание лесонасаждений целевого назначения (почвозащитных, водоохранных и т. д.), эксплуатационного значения, лесопарков для рекреационного использования.
• 3. Профилактическое (озеленительное и санитарно-гигиеническое) — озеленение и консервация отвалов, загрязняющих окружающую природную среду, озеленение промышленных площадок и т. д.
• 4. Создание водоемов различного назначения (водорегулирующих бассейнов, водохранилищ, спортивных бассейнов, прудов для разведения рыбы, дичи и т. д.).
• 5. Жилищное и капитальное строительство на нарушенных территориях.

Все указанные направления взаимосвязаны и чаще всего осуществляются одновременно в процессе оптимизации нарушенных ландшафтов.

Таким образом, постоянное увеличение площадей техногенных земель, усиление их отрицательного влштия на прилегающие территории выдвинули проблему рекультивации земель в число важнейших национальных программ в области природопользования и снижения отрицательного воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду. Поэтому рекультивация техногенных земель, в первую очередь сельскохозяйственная, направленная на сохранение природной среды, имеет большое экологическое и социальное значение. Необходимо учитывать также и то, что рекультивируемые земли и окружающие их территории должны после окончания всех работ представлять собой оптимально сформированный и экономически и экологически сбалансированный ландшафтный участок.