Введение к работе
Актуальность темы. Ликвидация последствий антропогенного воздействия на природные ландшафты в настоящее время становится все более актуальной проблемой. Особенно сильное влияние наблюдается при техногенном воздействии на природные экосистемы в районах добычи полезных ископаемых открытым способом, в результате чего нарушается почвенный и растительный покров, иногда безвозвратно. Только в районе Курской магнитной аномалии (КМА) площадь техногенных ландшафтов составляет в настоящее время более 30 тыс. га. Естественное восстановление нарушенных промышленностью земель протекает очень медленно, поэтому для их быстрейшего возвращения в хозяйственный оборот применяется рекультивация. Среди ее направлений предпочтение отдается лесной рекультивации как наиболее эффективному способу.
В результате создания защитных насаждений на нарушенных землях постепенно формируются биоценозы, под влиянием которых происходит изменение свойств вскрышных пород, и постепенное превращение их в почвы. Выбор тех или иных древесных пород и кустарников, обладающих определенными почвоулучшающими свойствами, позволяет ускорить этот процесс. Исследования по данному вопросу в России, а также странах ближнего и дальнего зарубежья проводятся недостаточно.
Работа является составной частью научных исследований кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленения Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) по программам «Черноземье», «Программа КМА», Федеральной целевой программе «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования. Инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса» (№ госрегистрации 01.2.00103888), а также хоздоговорным темам с Лебединским горно-обогатительным комбинатом (ГОКом) КМА.
Цель исследований - изучить почвоулучшающую роль и влияние насаждений разных древесных пород и кустарников на изменение гранулометрического состава и агрохимических свойств вскрышных пород и их смесей для создания более продуктивных фитоценозов в техногенных ландшафтах, ускорения почвообразовательного процесса и возвращения нарушенных земель в хозяйственный оборот с наименьшими затратами.
Задачи исследований заключались в следующем:
- изучить сохранность и продуктивность насаждений разных древесных
пород и кустарников на рекультивированных землях Лебединского ГОКа КМА
и их динамику;
- определить химический состав листового опада и поступление
питательных элементов в грунтосмесь в процессе его разложения;
- выявить происходящие изменения в гранулометрическом составе и
агрохимических свойствах грунтосмесей в результате проведения лесной
рекультивации и под влиянием естественной травянистой растительности;
- установить почвоулучшаюшую роль насаждений различных древесных
пород и кустарников;
- экономически обосновать выбор оптимального способа улучшения
свойств горных пород и их смесей.
Научная новизна. Впервые для рекультивированных земель Лебединского ГОКа КМА установлено влияние насаждений разных древесных пород и кустарников на изменение гранулометрического состава и агрохимических свойств грунтосмесей. Определена почвоулучшающая роль защитных насаждений на отвале рыхлой вскрыши. Доказано, что их создание является наиболее эффективным способом улучшения свойств вскрышных пород и ускорения почвообразовательного процесса в техногенных ландшафтах.
Практическая значимость. Результаты исследований используются природоохранными организациями при проектировании работ по биологической рекультивации техногенных земель карьерно-отвальных ландшафтов, научными организациями - для разработки и осуществления почвенно-экологического мониторинга, а также применяются в учебном процессе при чтении курсов «Рекультивация ландшафтов» и «Лесомелиорация ландшафтов» для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство.
Достоверность полученных результатов обеспечивается
мониторингом, значительным объемом проведенных исследований, использованием современных методик, методов статистического анализа с применением ПЭВМ для решения поставленных задач.
Личный вклад. Автором были разработаны программа и методика исследований, осуществлен сбор, обработка полевого материала и их анализ, сделаны выводы, на основе которых даны рекомендации производству по созданию более эффективных насаждений с целью улучшения свойств вскрышных пород и быстрейшего восстановления техногенных земель.
На защиту выносятся следующие положения:
динамика сохранности, роста, состояния и продуктивности насаждений разных древесных пород и кустарников на рекультивированных землях Лебединского ГОКа КМА;
видовое разнообразие и проективное покрытие живого напочвенного покрова при естественном зарастании отвала рыхлой вскрыши и при его рекультивации;
- химический состав листового опада и поступление питательных
элементов в грунтосмесь в процессе его разложения;
- изменения в гранулометрическом составе и агрохимических свойствах
песчано-меловой смеси, происходящие под влиянием естественной
травянистой растительности и в результате проведения лесной рекультивации.
Апробация работы. Основные положения работы были представлены на ежегодных научных конференциях в ВГЛТА (2008-2010), на V съезде Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008), на Третьей Международной научно-практической конференции (ст.
Вешенская, 2008), межрегиональной конференции, посвященной памяти профессоров В.К. Попова, Р.И. Дерюжкина, И.В. Трещевского, В.Г. Шаталова (Воронеж, 2008), Международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию Воронежской школы рекультиваторщиков (Воронеж, 2009).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 научных статей общим объемом 3,15 п.л., в том числе 1 - в «Лесном журнале», включенном в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, где доля личного участия автора составляет 1,69 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству и приложений. Работа изложена на 167 страницах, содержит 23 таблицы, 23 рисунка, библиографический список из 209 наименований, в том числе 12 - на иностранных языках.
