Видовой состав живого напочвенного покрова на объектахлесной рекультивации золоотвала Рефтинской ГРЭС

ВИДОВОИ СОСТАВ ЖИВОГО НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА ОБЪЕКТАХ ЛЕСНОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗОЛООТВАЛА РЕФТИНСКОЙ ГРЭС

Е. С. ЗАЛЕСОВА, аспирант,

А. А. ЗВЕРЕВ, аспирант,

А. С. ОПЛЕТАЕВ, аспирант,

А. А. ТЕРИН, аспирант,

Е. А. ШУМИХИНА,

магистрант, Уральский государственный лесотехнический университет

620032, Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Положительная рецензия представлена И. В. Петровой, доктором биологических наук, заместителем директора Ботанического сада УрО РАН.

Ключевые слова: рекультивация, золоотвал, лесные культуры, сосняки, живой напочвенный покров. Keywords: recultivation, ash dump, forest plantations, pine forests, living ground cover.

Рефтинская ГРЭС — самая крупная в Свердловской области тепловая электрическая станция, работающая на твердом топливе. Установленная электрическая мощность электростанции составляет 3800 тыс. кВт, тепловая— 350 Гкал/час. Среднесуточный расход угля в зимний период — 48 тыс. т, мазута — 150 т. Специфической особенностью Рефтинской ГРЭС является использование в качестве основного топлива многозольного экибастузского каменного угля.

Первый из десяти действующих энергоблоков Рефтинской ГРЭС был пущен в эксплуатацию в 1970 г. Если учесть, что проектирование электростанции осуществлялось в 60-е гг. XX в. при отсутствии нормативной и законодательной базы по природоохранной деятельности, легко представить степень влияния данного предприятия-гиганта на экологию района.

Зола и шлаки, получаемые при сгорании угля, по золоотводам поступали сначала на золоотвал № 1 площадью 440 га, а после его заполнения на золоотвал № 2 площадью 860 га, расположенные в непосредственной близости с лесными массивами Алтынайского и Винокурского лесничеств ГКУ СО «Сухоложское лесничество».

Несмотря на то, что, согласно биорекультива-ционному районированию Свердловской области [1], территория данных золоотвалов расположена в зоне активной рекультивации в районе неотложной массовой рекультивации, первые опыты по рекультивации золоотвала № 1 были начаты только в 1992 г. Они заключались в прокладке экскаватором через каждые 3 м траншей

шириной 0,7 м с последующим заполнением их смесью супесчаного почвогрунта с торфом (1 : 1) и посадкой сосны и лиственницы. В 1993 г. опыты по рекультивации были продолжены на площади 4 га и заключались в нанесении на поверхность золоотвала почвогрунта толщиной 0,25;

0,40 и 0,60 м с последующей посадкой трехлетних сеянцев сосны обыкновенной, ели сибирской, лиственницы сибирской, березы повислой и пушистой, тополя бальзамического, а также ивы прутьевидной и шерстистопобеговой [2].

В последующие годы технология лесной рекультивации золоотвалов Рефтинской ГРЭС дорабатывалась под руководством доктора биологических наук, профессора А. К. Махнева, что позволило перейти к созданию на территории золоотвала искусственных насаждений в промышленных масштабах. По данным на 1 июля 2011 г., на территории золоотвала № 1 ГКУ СО «Сухоложское лесничество» создано 360,2 га лесных культур из различных древесных пород.

Для анализа эффективности лесной рекультивации нами было заложено 7 постоянных пробных площадей (ППП) в лесных культурах разного возраста созданных на золоотвале № 1.

ППП закладывались в 2011 г. и включали сплошной перечет всех деревьев, а также замер высот у 15-20 модельных деревьев на каждой ППП для последующего построения графиков высот и определения средних высот древосто-ев. Для изучения живого напочвенного покрова (ЖНП) на каждой ППП равномерно закладывалось по 10-12 учетных площадок размером 0,5 х

0,5 м. ЖНП срезался на уровне поверхности по-

44

www. m-avu. narod. ru

333^ Аграрный вестник Урала № 6 (98), 2012 ^

________________Лесное хозяйство

чвы с последующим разделением его по видам и определением надземной фитомассы каждого вида [6].

Таксационная характеристика древостоев ППП приведена в табл. 1.

Материалы табл. 1 свидетельствуют о том, что лесные культуры на рекультивированном золоотвале отличаются высокой продуктивностью. Древостои всех пробных площадей, характеризующие искусственные насаждения старше 8 лет имеют 1а класс бонитета.

Более молодые культуры характеризуются II классом бонитета, что, на наш взгляд, объясняется высокой конкуренцией сосне со стороны живого напочвенного покрова. В дальнейшем, по мере роста лесных культур и смыкания их сначала в рядах, а потом и в междурядьях, конкуренция со стороны живого напочвенного покрова ослабляется, что способствует, в конечном счете, резкому повышению класса бонитета.

В пользу последнего предположения свидетельствуют данные о надземной фитомассе ЖНП на ППП в зависимости от возраста искусственных насаждений (табл. 2).

Материалы табл. 2 свидетельствуют, что уже в первые годы создания лесных культур надземная фитомасса ЖНП составляет 243,38 кг/га, а в 8-летних культурах (биологический возраст 10 лет) она достигает 725,29 кг/га. Однако по мере смыкания лесных культур сначала в рядах, а затем и в междурядьях надземная фитомасса ЖНП резко снижается и составляет в 18-летних культурах сосны 12,82 кг/га.

Помимо уменьшения надземной фитомассы, с увеличением возраста лесных культур, уменьшается и количество составляющих ее видов (рис. 1). Из общего числа видов ЖНП (43), зафиксированных на золоотвале в 6-летних насаждениях встречается 24, а в 20-летних только 11.

Вне зависимости от общей надземной фитомассы ЖНП в ней доминируют 3-4 вида. Так, в 6-летних насаждениях на долю клевера лугового, горошка мышиного, иван-чая узколистного и полыни обыкновенной приходится 82 % общей надземной фитомассы ЖНП (рис. 2).

С увеличением возраста лесных культур луговые виды сменяются типично лесными, что наглядно прослеживается на рис. 3.

Таблица 1

Таксационная характеристика древостоев ППП на рекультивированном

золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС

Год посадки Состав Густота, шт/га Возраст биологический, лет Средние Полнота, м2/га Запас, м3/га Класс бонитета

Высота, м Диаметр, см

2005 10,0 С 3016 7 2,4 2,4 1,423 3,36 II

2004 10,0 С 3675 8 2,5 2,5 1,884 4,58 II

-Ос 13 6 2 2 0,004 0,01

3688 1,888 4,59

2002 10,0 С 2142 10 5,4 5,4 4,85 18,67 Р

-Ос 53 8 1,6 2 0,016 0,03

2195 4,866 18,7

1999 10,0 С 4377 13 6,4 6,4 14,069 61,51 Р

-Ос 23 11 2 2 0,007 0,01

4400 14,076 61,52

1997 10,0 С 3632 15 7,8 7,9 17,821 88,15 Р

-Ос 72 13 2 2,3 0,03 0,05

3704 17,851 88,2

1996 9,9 С 2149 16 8,8 9 13,739 75,16 Р

0,1 Ос 104 14 4,5 4,5 0,171 0,61

2253 13,91 75,77

1992 9,9 С 3390 20 11,5 9,1 22,113 140,74 Р

0,1 Б 133 9 5,6 0,337 1,79

-Лц 29 8,5 4,9 0,053 0,29

-Ос 19 4 2 0,006 0,02

3571 22,509 142,84

ммм.т-эчи. пэгоб. ги

45

Таблица 2

Надземная фитомасса ЖНП на рекультивированном золоотвале № 1 Рефтинской ГРЭС, кг/га

№ п/п Вид ЖНП Надземная фитомасса ЖНП в зависимости от возраста насаждений, лет

20 16 15 13 10 7 6 Контроль

1 Будра плющевидная 0,04 0,02 - - - - - 2,85

2 Вейник наземный - - 0,93 - 31,0 142,58 1,84 34,89

3 Вербейник обыкновенный - - - - 1,67 - - -

4 Вероника дубравная - - - - - - 1,32 -

5 Вяжечка гладкая - - - - - - 5,52 -

6 Герань лесная - - - - - - - 11,09

7 Горошек мышиный - 1,81 0,82 0,75 48,39 0,08 39,29 2,24

8 Горошек посевной - - - - 41,66 - - -

9 Гречишка вьюнковая - - - - - - 0,01 -

10 Грушанка круглолистная - - 1,04 - - - - -

11 Желтушник лакфиолевый - - - - 0,34 - - 0,60

12 Звездчатка злаковидная - - - - - - 0,01 0,02

13 Звездчатка ланцетолистная - - - 0,21 1,27 - - -

14 Земляника лесная 0,04 - - 0,02 2,38 8,60 - 2,67

15 Золотарник обыкновенный - - - - 1,46 0,30 0,48 1,73

16 Иван-чай узколистный - 36,48 3,22 10,27 - 90,41 22,49 12,62

17 Клевер гибридный 0,12 - 18,13 - - - 0,48 -

18 Клевер луговой - 82,04 4,40 40,33 504,59 0,05 128,23 1,53

19 Клевер ползучий 0,04 0,37 0,58 - 0,26 - 3,42 5,56

20 Костяника 2,21 - 1,72 - 7,55 - - -

21 Крапива двудомная - - - - - 378,43 - -

22 Лебеда - - - 0,04 - 0,01 0,36 -

23 Люцерна серповидная - - - - - - - 0,29

24 Марь белая 0,16 - - - - - - -

25 Мать-и-мачеха обыкновенная - 0,01 - 0,97 3,67 - 3,25 0,05

26 Мятлик луговой - 0,46 - 0,18 9,15 33,03 6,27 126,96

27 Нивяник обыкновенный 0,07 2,08 0,07 - 0,88

28 Овсяница красная - - - - - 4,26 6,27 -

29 Одуванчик лекарственный - 5,51 - 2,42 17,46 0,53 0,56 19,77

30 Осот огородный - 17,17 - 6,64 35,51 0,25 1,78 -

31 Осот полевой - - - - 0,10 - - 0,39

32 Осот шероховатый - - - 0,08 6,79 - 0,24 -

33 Пижма обыкн. - 5,66 - 2,29 1,94 80,44 - 65,65

34 Полынь горькая - 0,34 - - - 1,47 3,68 0,64

35 Полынь обыкновенная - - - 0,38 0,94 6,32 10,13 9,08

36 Пырей ползучий - - - - - 0,35 0,11 -

37 Ромашник обыкновенный - 1,27 - - - - - 3,96

38 Сныть обыкновенная 4,02 0,42 - - - - -

39 Тысячелистник обыкновенный 0,39 - 0,01 - - - - 43,31

40 Чина весенняя 0,39 0,14 0,10 - - - -

41 Чина луговая 1,23 - - - 4,08 3,18

42 Щетинник зеленый 5,34 3,28 0,13 - - - 0,12 -

43 Ячмень гривастый - - - - 9,24 9,34 3,45 2,07

Общая масса на 111111 12,82 157,78 31,70 64,69 725,39 415,88 243,38 352,01

ш

о

с[

о

ш

і—

о

о

т

X

§

30

25

20

15

10

5

24

20

17 14 15

13

11

6 7 Воз 10 эастле 13 сных к 15 ультур, 16 лет 20

46

Рисунок 1

Изменение видового состава ЖНП на рекультивированном золоотвале в зависимости от возраста насаждений

\м\м\м. т-ауи. пагод, ги

(

виды

10%

Костяника

обыкновенная

17%

Щетинник

обыкновенный

42%

Сныть

обыкновенная

31%

Рисунок 2

Долевое участие отдельных видов в надземной фитомассе ЖНП на рекультивированном золоотвале под пологом

6-летнего насаждения

Выводы.

1. Заполненные золоотвалы нуждаются в проведении рекультивационных работ. Среди последних доминирующее место должна занимать лесная рекультивация.

2. Наиболее предпочтительной древесной породой для лесной рекультивации является сосна обыкновенная, формирующая насаждения 1а класса бонитета и имеющая в 20-летнем возрасте запас стволовой древесины 143 м3/га.

3. Под пологом лесных культур естественно формируется ЖНП, надземная фитомасса которого достигает в 8-летних лесных культурах 725,4 кг/га. Затем надземная фитомасса ЖНП

Рисунок 3

Долевое участие отдельных видов в надземной фитомассе ЖНП на рекультивированном золоотвале под пологом

20-летнего насаждения

резко снижается и под пологом 20-летних насаждений не превышает 12,8 кг/га.

4. В общей надземной фитомассе ЖНП доминируют 3-4 вида. Однако если в первые годы после создания лесных культур на рекультивированном золоотвале в надземной фитомассе лидируют луговые виды, то под пологом 20-летних насаждений — типичные лесные виды.

5. В целом можно отметить, что к 10-летнему возрасту в культурах сосны, созданных на рекультивированном золоотвале, формируется лесная среда, что находит отражение в видовом составе и надземной фитомассе ЖНП.

Литература

1. Колесников Б. П., Лукьянец А. И. Биорекультивационное районирование Свердловской области (Растения и промышленная среда). Сверловск, 1976. С. 10-16.

2. Мамаев С. А., Махнев А. К., Чибрик Т. С. Биологическая рекультивация нарушенных земель : материалы Международного совещания. Екатеринбург, 26-29 августа 1996 г. Екатеринбург : УрО РАН, 1997. 281 с.

3. Махнев А. К., Внуков А. А. Особенности роста и развития древесных растений в культурден-дроценозах на золоотвале Рефтинской ГРЭС // Биологическая рекультивация нарушенных земель : материалы Международного совещания. Екатеринбург, 26-29 августа 1996 г. Екатеринбург : УрО РАН, 1997. С. 169-184.

4. Внуков А. А. Экологические особенности лесовосстановления на нарушенных землях (на примере золоотвалов Рефтинской и Верхнетагильской ГРЭС) : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Екатеринбург, 1999.

5. Разработка комплекса мероприятий по рекультивации земель, занятых золоотваломи Рефтинской ГРЭС : отчет о НИР (заключительный) / Институт леса УрО РАН. Екатеринбург, 1996. 44 с.

6. Залесов С. В., Зотеева Е. А., Магасумова А. Г., Швалева Н. П. Основы фитомониторинга : учебное пособие. Екатеринбург : Изд-во Урал. гос. лесотехн. ун-та, 2007. 76 с.

ммм.т-ачи. пагод. ги

47