Экологические аспекты рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.17072/2410-8553-2022-1-48-57

Ключевые слова:

вскрышные и вмещающие породы, биологическая рекультивация, почвоподобные образования

Аннотация

Биологически продуктивные почвы – это невозобновляемый природный ресурс. Он формируется сотни лет под влиянием природных и антропогенных факторов почвообразования. Открытая добыча каменного угля сопровождается разрушением почв, вовлечением техногенных отходов в процессы гипергенеза и педогенеза, в том числе ускоренного почвообразования. В данном обзоре акцентируется внимание на современном состоянии проблемы экологии биологической рекультивации нарушенных земель, создании искусственных педонов на поверхности техногенных тел, в профиле которых гумусовый, или органогенный горизонт располагается на техногенном элювии. Он выполняет на начальных этапах почвообразования функцию подстилающей породы, а не материнской (почвообразующей). Его характерной особенностью является присутствие тяжёлых, редкоземельных, радиоактивных металлов и металлоидов, поставщиком которых являются минералы основных вскрышных и вмещающих пород угольных отложений (алевролиты, аргиллиты, песчаники). В этой связи, целесообразно включать искусственно созданные почвоподобные образования, в которых присутствует привнесённый извне плодородный слой для улучшения корневого питания растений, в мониторинг их эколого-токсикологического статуса, учитывать валовое содержание тяжёлых металлов вокруг корней, в наземной биомассе и биологическую активность. В обзоре приводятся современные взгляды на биогенность и её роль в образовании плодородия почв. Подчёркивается необходимость разработки стратегии по комплексному изучению экологии рекультивации почв в условиях техногенеза, что важно для формирования качественных рекультивационных услуг.

Финансирование исследований:

работа выполнена в рамках государственного задания ИПА СО РАН № 012-031-1700316-9 и ИНГГ СО РАН № 0266-2022-0028 по бюджетному финансированию Министерства науки и образования Российской Федерации

Список использованной литературы

Андроханов В.А., Курачев В.М. Почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов: динамика и оценка. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. 224 с.

Апарин Б.Ф., Сухачёва Е.Ю. Классификация городских почв в системе Российской и Международ-ной классификации почв // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2015. Вып. 79. С.53–72.

Артамонова В.С., Бортникова С.Б. О развитии Azotobacter chroococcum Beiyrinck в старовозрастных отвалах антрацита // Теоретическая и при-кладная экология. 2018. №1. С. 60–72.

Артамонова В.С., Бортникова С.Б. Биогеохимическая характеристика корнеобитаемого слоя тра-вянистых растений на рекультивированных участках техногенных отходов // Вестник Пермского ун-та. Серия Биология. 2022. (в печати).

Артамонова В.С., Бортникова С.Б. Оплеухин А.А. Техногенное загрязнение почв подотвальными водами в районе угледобычи // Известия Коми науч-ного центра УрО РАН. 2016. №4 (26). С. 38–45.

Богатырев Л.Г. Основные концепции, законы и принципы современного почвоведения. М.: МАКС Пресс, 2015. 196 с.

Богуславский А.Е., Андроханов В.А., Колмагорова Ю.О., Ужогова А.А., Госсен И.Н., Саева О.П. Гео-химический фон тяжёлых металлов в почвах и расте-ниях на участках отвалов угольных месторождений // Известия АО РГО. 2021. № 2 (61). С. 40–50.

Брагина П.С., Герасимова М.И. Почвообразовательные процессы на отвалах горнодобывающих предприятий (на примере юга Кемеровской области) // География и природные ресурсы. 2014. № 1. С. 45–51.

Бузмаков С.А. Введение в трансформацию природной среды // Антропогенная трансформация природной среды. 2018. Вып. 4. С. 5–9.

Водолеев А.С., Андроханов В.А., Клековкин С.Ю. Почвоулучшители: рекультивационный аспект. Новосибирск: Наука, 2007. 148 с.

Ворончихина Е.А. Рекультивация нарушенных ландшафтов: теория, технологии, региональные ас-пекты. Пермь: ЕНИ ПГУ, 2010. 165 с.

Гаджиев И.М., Курачев В.М. Генетические и экологические аспекты исследования и классифика-ции почв техногенных ландшафтов // Экология и ре-культивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1992. С. 6–15.

Гильмундинов В.М., Тагаева Т.О., Бокслер А.И. Анализ и прогнозирование процессов обращения с отходами в РФ // Проблемы прогнозирвания. 2020. №1. С.126–134.

Евдокимова Г.А. Почвенная микробиота как фактор устойчивости почв к загрязнению // Теоретическая и прикладная экология. 2014. № 2. С. 17–24.

Етеревская Л.В., Донченко М.Т., Лехциер Л.В. Систематика и классификация техногенных почв // Растения и промышленная среда. Сб. науч. тр. Свердловск: УрГУ. 1984. 136. С. 14–21.

Зубова Л.Г., Зубов А.Р., Верех-Белоусова К.И., Олейник Н.В. Получение металлов из терриконов угольных шахт Донбасса. Луганск: Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2012. 144 с.

Зуева Г.А. Дернообразующие злаки в условиях Сибири: биологические особенности и практиче-ское применение. Новосибирск: Наука, 2001. 150 с.

Кандрашин Е.Р. Проведение сельскохозяй-ственной рекультивации земель, нарушенной при открытой добыче каменных углей в зонах степи, лесо-степи и подтайги Сибири // Биологическая рекульти-вация земель в Сибири и на Урале. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1991. С. 5–28.

Кандрашин Е.Р., Баранник Л.П., Андроханов В.А. Биологический этап рекультивации, его хозяйственная и экологическая оценка, проблемы освоения // Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1992. С. 98–149.

Классификация и диагностика почв России / под ред. Л.Л. Шишова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 235с.

Колмогорова Е.Ю. Оценка устойчивости сосны обыкновенной, произрастающей в условиях породного отвала угольного разреза по индексу флук-туирующей асимметрии // Природно-техногенные комплексы. Рекультивация и устойчивое развитие: материалы Международной научной конференции. Новосибирск, 10-15 июня 2013г. / отв. ред. В.А. Анд-роханов. Новосибирск: Окраина, 2013. С. 127–129.

Коломоец С.Ю. Совершенствование технологии проектных работ по восстановлению русел ма-лых рек, нарушенных горными выработками (на примере Кемеровской области): Автореф. …дис. канд. с.-х. наук: 06.01.02. Барнаул, 2018. 18 с.

Колосова М.М., Котова Г.Г., Просянников В.И. Органоминеральные удобрения на основе бурого угля // Агрохимический вестник. 1999. №4. С. 13–14.

Курачёв В.М., Андроханов В.А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. 2002. №3. С. 255–261.

Ламанова Т.Г., Шеремет Н.В. Агрофитоценозы на отвалах в южной части Кузнецкой котловины. Новосибирск: ЗАО ИПП «ОФСЕТ», 2010. 226 с.

Левская Л.А., Рагим-заде Ф.К. Итоги вегетационных опытов по оценке плодородия вскрышных пород Кузбасса // Проблемы рекультивации земель в СССР. 1974. С. 145–148.

Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения / под ред. Л.М. Державиной, Д.С. Булгаковой. М.: ФГНУ «Росинфор-магротех», 2003. 240 с.

Научно-технические проблемы рекультива-ции земель, нарушенных при добыче полезных иско-паемых в СССР. М.: АН СССР, 1977. 74 с.

Попов А.И., Коноплина Л.Ю., Комолкина Н.А., Прилепа, С.В., Сазанова Е.В., Холостов Г.Д. Компoнентный состав почвенного органического ве-щества // The scientific heritage. 2021. № 65. С. 11–19.

Прокофьева Т.В., Герасимова М.И., Безуглова О.С., Бахматова К.А., Гольева А.А., Горбов С.Н., Жа-рикова Е.А., Матинян Н.Н., Наквасина Е.Н., Сивцева Н.Е. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. 2014. №10. С.1155–1164.

Просянников В.И. Эффективность применения окисленных углей в качестве удобрения сельскохо-зяйственных культур в лесостепной зоне Кемеровской области: Автореф. …дис. канд. с-х наук: 06.01.04. Барнаул, 2007. 19 с.

Рагим-заде Ф.Ф. Техногенные элювии вскрышных пород угольных месторождений Сибири, оценка их потенциального плодородия и пригодности для восстановления почвенного покрова: Дисс. канд. биол. Наук: 06.01.03. Новосибирск, 1977. 199 с.

Семёнов В.М., Когут Б.М. Почвенное органи-ческое вещество. М.:ГЕОС, 2015. 233 с.

Спиридонова П.С. Кемеровские ученые опре-делили растения, которые лучше всего подходят для рекультивации (28 марта 2017 г.). URL: https://kuzbass85.ru/2017/03/28/kemerovskie-uchenyie-opredelili-rasteniya-kotoryie-luchshe-vosstanavlivayut-zemlyu-na-ugolnyih-otvalah/ (дата обращения: 11.03. 2022).

Таранов С.А., Клевенская И.Л., Щербатенко В.И., Баранник Л.П., Юдина К.В. О первичном почво-образовании на естественно зарастающих отвалах Байдаевского угольного разреза // Проблемы рекуль-тивации земель в СССР. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1974. С. 195–204.

Трофимов С.С., Рагим-заде Ф.Ф. Проблемы оптимизации техногенных экосистем Сибири // Тех-ногенные экосистемы. Организация и функциониро-вание. Новосибирск: Наука. 1985. С. 3–12.

Трофимов С.С., Титлянова А.А., Клевенская И.Л. Системный подход к изучению процессов почво-образования в техногенных ландшафтах Сибири // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Но-восибирск: Наука. 1979. С. 3–19.

Уфимцев В.И. Формирование корневых си-стем сосны обыкновенной в условиях отвалов Куз-басса // Природно-техногенные комплексы: Рекульти-вация и устойчивое развитие: материалы Международной научной конференции. Новосибирск, 10-15 июня 2013. / отв. ред. В.А. Андроханов. Новосибирск: Окраина, 2013. С. 203–205.

Чижов Б.Е., Кулясова О.А. Рекультивация и ремедиация в лесах Западной Сибири. Пушкино: ВНИИЛМ, 2018. 222 с.

Шардаков А.Н., Горохова Н.Г., Мишланов Н.П., Гончарова А.Н. Агрофизические свойства угли-стых пород и их проявление при внесении в почву // Ускоренная рекультивация земель с использованием высокоэффективной биотехнологии. Сб. научн. тру-дов. Пермь: ВНИИОС уголь. 1988. С. 29–36.

Шеремет Н.В. Состояние агропопуляций Agropyron cristatum (Poaceae) на спланированных вскрышных отвалах в лесостепи Кузнецкой котловины // Природно-техногенные комплексы: Рекультивация и устойчивое развитие: материалы Международ-ной научной конференции. Новосибирск, 10-15 июня 2013 / отв. ред. В.А. Андроханов. Новосибирск: Окра-ина, 2013. С. 217–220.

Шипилова А.М., Беланов И.П., Андроханов В.А. Техногенез и экогенез почвенного покрова промышленно развитого региона. Новосибирск: СО РАН, 2011. 220 с.

Эбель А.Л. Флора северо-западной части Алтае-Саянской провинции: состав, структура, прои-хождение, антропогенная трансформация: Автореф. …дис. док. биол. Наук: 03.02.01. Томск, 2011. 40 с.

Яковченко М.А., Ермолаев В.А., Косолапова А.А., Дремова. М.С. Изучение биометрических характеристик сидеральных культур при проведении биологической рекультивации на территории угледобы-вающего предприятия ОАО «Шахта № 12» Кемеровской области // Вестник КрасГАУ. 2017. №3. С. 120–129.

IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources, 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps // World Soil Resources Reports. 2015. No 106. FAO. Rome. 203 p. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/ World-reference-base-for-soil-resources-soil-system-Lúcia-Cruz/eaf02d68d72d5a34ab8f74abab0f23062937238c (дата обращения: 28.11. 2021).

Kovaleva I.V., Semenov V.M., Kovaleva N.O., Lebedeva T.N., Yakovleva V.M., Pautova N.B. Estimation of the Biogenicity and Bioactivity of Gleyed Agrogray Nondrained and Drained Soils // Eurasian Soil Science. 2021. Vol. 54(7). P. 1059–1067.

https://doi.org/10.1134/S106422932107007

McLoughlin N. Biogenisity. Encyclopedia of Astrobiology. Berlin: Springer-Verlag. 2011. URL: https://link.springer.com/ referencework/10.1007/978-3-642-11274-4 (дата обращения: 11.03. 2022).

McLoughlin N. Biogenicity. Encyclopedia of Astrobiology. Berlin: Springer-Verlag. 2015. P. 278–279. URL:https://www.researchgate.net/publication/316987446_Biogenicity (дата обращения: 11.03. 2022).

Цитировать

Артамонова В.С., Бортникова С.Б. Экологические аспекты рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи // Антропогенная трансформация природной среды. 2022. Т. 8. № 1. С. 48-57. DOI: 10.17072/2410-8553-2022-1-48-57

Загрузки

Опубликован

2022-04-28

Номер

Раздел

Трансформация природной среды