Введение к работе
доктор сельскохозяйственных наук, доцент Р.Р. Гайфуллин
Актуальность темы. Горнодобывающая промышленность оказывает существенное негативное воздействие на биосферу, особенно на водный бассейн, почвенный покров и ландшафт. Это приводит к возникновению острых экологических проблем разного уровня, одной из которых является подтопление территорий и расширение площадей локального переувлажнения.
При разработке угольных месторождений на территории Копейского угленосного района Челябинского буроугольного бассейна предприятием ОАО «Челябинскуголь» нарушено более 1200 га земель. За десятилетия горных работ и выемки угля с подземных горизонтов шахты «Красная горнячка» появились плавные проседания почвы. При работе шахт уровень подземных вод сдерживался благодаря откачке воды в озера Третье и Четвертое. При ликвидации шахты по причине отсутствия речной системы и постоянного водостока возникли проблемы подтапливания и заболачивания сельскохозяйственных угодий, жилой застройки города Копейска, затоплением отдельных участков автотрассы областного значения «Копейск – Вахрушево», критическим поднятием воды озер Третьего и Четвертого, прилегающих к ним болот, карьеров, прудов, подмывание железнодорожной насыпи Транссибирской магистрали, угрожая безопасности движения железнодорожного транспорта.
С целью предотвращения дальнейшего подтопления реализован проект по снижению уровня озер, предусмотренный программой ликвидации шахты «Красная Горнячка» ОАО «Челябинскуголь», утвержденный приказом ГУ ГУРШ № 80 от 11.06.04 «Предотвращение подтопления и заболачивания поверхности ликвидируемой шахты (водоотлив)», в рамках которого ведется мониторинг гидрогеологической обстановки и гидродинамического режима озер. При этом, практически, не уделяется внимание состоянию почв и растительного покрова территорий, техногенно нарушенных при разработке угольного месторождения. В связи с этим, особую актуальность приобретают вопросы оценки направленности и интенсивности протекания почвенных процессов и тесно связанных с ними этапов восстановления растительных сообществ на территориях Копейского угленосного района.
Работа выполнена в Институте агроэкологии - филиале ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия» в 2005-2010 годах. Исследования проводились непосредственно автором диссертационной работы в рамках плана НИР кафедры системного анализа, химии и защиты растений по теме «Физические и химические основы устойчивости черноземных почв Южного Зауралья к антропогенным воздействиям» (номер государственной регистрации 01200500293).
Цель исследований. Изучить направленность и интенсивность процессов почвообразования и динамики растительных сообществ при подтоплении и последующем осушении на территории Копейского угленосного района.
Задачи исследований:
- проанализировать характер антропогенного воздействия на почвенно-растительный комплекс при разработке угольных месторождений и их ликвидации;
- дать агроэкологическую характеристику природного комплекса «почва-растение», не подвергшегося затоплению;
- выявить характер и интенсивность изменения физических, физико-химических и химических свойств осушаемых вторичных солончаковых почв, техногенно нарушенных при затоплении высокоминерализованными поверхностными водами;
- выявить степень влияния химического состава поверхностных вод на направленность почвенных процессов при осушении вторичных солончаков;
- установить закономерности восстановления лугового фитоценоза при осушении и их связи с направленностью почвенных процессов.
Научная новизна. Впервые на территории Копейского угленосного района Челябинского буроугольного бассейна установлены закономерности восстановления почв и растительных сообществ осушаемых вследствие техногенного затопления высокоминерализованными поверхностными водами при угледобыче.
Материалы исследований являются базой для научно-обоснованного прогнозирования трансформации почв и растительного покрова при оценке последствий воздействия на почвенно-растительные комплексы предприятий угледобывающей промышленности.
Защищаемые положения.
-
Интенсивная динамика почвенных свойств при осушении, выражаемая в резком снижении количества органического вещества, изменении солевого состава, увеличении рН, обусловлена влиянием высокоминерализованных грунтовых вод и приводит к деградационным изменениям в почве.
-
Интенсивное заселение высшей растительностью осушаемых территорий обусловлено относительным богатством органических и минеральных компонентов питания, уменьшением влажности почвы и протекает в направлении преобладания мезофитной растительности.
Практическая значимость. Полученные материалы могут быть использованы при планировании мероприятий по рекультивации территорий, нарушенных при угледобыче, при организации биоэкологического мониторинга состояния почв и растительного покрова промышленно нарушенных территорий. Материалы работы используются в учебном процессе Института агроэкологии.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию УГАВМ «Технологические проблемы производства продукции животноводства и растениеводства» (Троицк, 2009), на Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2009), на IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала» Оренбургского государственного университета (Оренбург, 2009), научно-практических конференциях ЧГАУ (Челябинск 2006-2010), Институт экологии растений и животных УрО РАН на Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 90-летию со дня рождения академика П.Л. Горчаковского «Экология от южных гор до северных морей» (Екатеринбург, 2010).
Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 7 статей общим объёмом 1,5 печатных листа, в том числе 3 статьи опубликованы в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах печатного текста, состоит из 5 глав и выводов, иллюстрирована 23 таблицами и 22 рисунками, содержит 10 приложений. Список использованной литературы включает 165 источников, в том числе 17 иностранных.
