Естественное лесовозобновление на отвалах Кедровского угольного разреза

Естественное лесовозобновление на отвалах Кедровского угольного разреза

О.А. Климова, инженер-биолог, ИЭЧ СО РАН

Лесовозобновление на отвалах является важным критерием восстановления экосистем, нарушенных в результате горных работ. Согласно приказу комитета РФ по земельным ресурсам и землеустройству от 22.12.95 № 525/67 «Об утверждении основных положений о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» все земли, нарушенные горными работами, предписывается рекультивировать. Поэтому внимание учёных и специалистов многие годы было сконцентрировано на разработке методов биологической рекультивации, изучении биологии высаженных на отвалах растений [1]. Тем не менее этот вопрос изучен недостаточно. Темпы рекультивации нарушенных земель остаются низкими. Так, в Кузбассе из почти 90 тыс. га нарушенных земель рекультивировано только 20 тыс. га [2]. На землях, не подвергшихся рекультивации, происходят естественные процессы восстановления нарушенных экосистем, в том числе лесовозобновление. Изучение естественного возобновления и основных лесообразо-вателей является актуальной задачей, т.к. даёт возможность оценить современное состояние и установить необходимость в содействии естественному восстановлению.

Цель и методика исследований. Цель исследований — изучение лесовозобновления на отвалах Кедровского угольного разреза, расположенного в подзоне северной лесостепи. В задачи исследования входило: определение количества и состояния подроста древесных растений в различных орографических вариантах отвала; определение количества семян древесных растений на поверхности отвалов; оценка эффективности лесовозобновления.

Объектом исследования явился южный отвал Кедровского угольного разреза, который был отсыпан в 1990 г. Техногенный элювий вскрышных горных пород отвалов крайне неоднороден и состоит из гетерогенной смеси песчаников, алевролитов, аргиллитов, лесовидных карбонатных и некарбонатных суглинков. Большая часть техногенного элювия отвалов нетоксична и вполне пригодна для произрастания на нём высших растений.

Природные условия определяются резко континентальным климатом с характерной холодной (-50 °С) зимой и коротким, относительно жарким летом (до +40 °С). Уровень атмосферных осадков недостаточный и составляет 350—450 мм

в год. Вокруг отвала расположены лесостепные участки: берёзово-осиновые леса, суходольные луга, кустарниковые заросли. Травяной покров разнотравно-злаковый, общее проективное покрытие 30—80%.

На отвале было выбрано 5 экотопов (вариантов) с разными экологическими и лесорастительными условиями: межотвальная котловина, склон южной экспозиции, терраса с выраженным микрорельефом, спланированная вершина отвала, склон западной экспозиции.

Для количественных учётов подроста в пределах экологически однородного участка закладывались серии из 50—100 площадок (размер площадок 1 х 1 м), на которых определяли видовой состав, количество и возраст подроста. Учитывали молодой подрост от 2 до 7 лет высотой до 1,5 м [3]. Результаты подсчёта оценивали по шкале естественного возобновления В.Г. Нестерова [4].

Для определения количества семян на поверхности отвала использовали метод семеномеров, с помощью которых улавливаются опадающие семена [4]. Такие семеномеры представляют собой деревянные ящики площадью 1 м2 и высотой 12—15 см. Сверху они покрываются редкой сеткой, чтобы защитить семена от птиц и мышей. Дно ящиков обтянуто водопроницаемой плёнкой для стока дождевой воды. Семеномеры были расставлены заранее, до начала опада семян по пробным площадям, в различных орографических условиях. Сбор опавших семян из семеномеров производили весной и осенью, так как разные виды деревьев плодоносят и осеменяются в разное время года.

Результаты исследований. Наибольшее количество подроста найдено на террасе с выраженным микрорельефом (табл. 1) — 13,9 тыс/га, где основная часть подроста представлена сосной обыкновенной и облепихой.

На втором месте по количеству подроста находится межотвальная котловина — 11,4 тыс/га, как и на участке с выраженным микрорельефом, наибольшая доля (42%) представлена сосной, осиной и берёзой (36%). Наименьшее количество подроста (7,2 тыс/га) обнаружено на крутом южном склоне. Здесь среди подроста возрастает доля облепихи (39%) и рябины (17%). Также незначительное количество подроста найдено на спланированной вершине отвала — 9,5 тыс/га. Здесь наибольшая доля принадлежит подросту клёна ясенелистного — 65% и облепихи — 26%. В условиях отвала молодой подрост клёна едва ли можно назвать благонадёжным, поскольку рас-

1. Распределение подроста по вариантам рельефа, тыс. шт/га

Вид растения Вариант

межотвальная котловина склон южной экспозиции терраса с выраженным микрорельефом спланированная вершина отвала

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) 4,8 0 5,9 0,7

Берёза повислая (Betula pendula Roth) 0,5 0 0 0

Осина (Populus trémula L.) 4,3 0 0 0

Сопутствующие виды* 1,8 7,2 8,0 8,8

n 100 50 100 100

Всего 11,4 7,2 13,9 9,5

Примечание: * — к сопутствующим породам относятся: клён ясенелистный

2. Распространение семян по вариантам рельефа, тыс. шт/га

Вид растения, семена Вариант

межотвальная котловина склон южной экспозиции спланированная вершина отвала склон западной экспозиции

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) 1,0 0 0 0

Берёза повислая (Betula pendula Roth) 315,25 96,25 252,5 159,25

Сопутствующие виды* 64,5 41,75 24 12

n 4 4 4 4

Всего 380,75 138 276,5 171,25

Примечание: * — к сопутствующим видам относятся: облепиха крушиновидная

тения маломощные, высота не превышает 0,5 м и не отмечено ни одного более старого экземпляра.

Основным донором семян по всем элементам рельефа является берёза (табл. 2).

Семена сосны обыкновенной обнаружены лишь в межотвальном понижении в количестве 1,0 тыс. шт/га. Остальные собранные нами семена принадлежат сопутствующим видам древесных растений: спирее — 44,6%, иве — 30,2%, облепихе — 22,3%, боярышнику и рябине — по 2% от общего количества семян сопутствующих видов, которое составляет 142,25 тыс. шт/га.

Выводы. Рекомендации. 1. Согласно полученным результатам удовлетворительное возобновление отмечено в межотвальной котловине, где количество подроста основных лесообразующих пород составляет 9,6 тыс. шт/га и на террасе с выраженным микрорельефом — 5,9 тыс. шт/га. В остальных вариантах возобновление плохое (менее 3 тыс. шт/га).

2. Наибольший занос семян древесных растений также отмечен в межотвальной котлови-

не — 315,25 тыс. шт/га и на спланированной вершине отвала — 252,5 тыс. шт/га, на поверхности которых создаются благоприятные условия для задержания семян. Подавляющее количество семян принадлежит берёзе — 82,6% от общего количества собранных семян.

В результате проведённых исследований на отвалах можно выявить участки, которые не нуждаются в рекультивации вследствие хорошего обсеменения и возобновления главных лесообразующих пород, что даёт возможность снизить затраты на рекультивационные работы.

Литература

1. Баранник Л.П. Биоэкологические принципы лесной рекультивации. Новосибирск: Наука, 1988. 88 с.

2. Куприянов А.Н., Манаков Ю.А., Баранник Л.П. Восстановление экосистем на отвалах горнодобывающей промышленности Кузбасса. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2010. 158 с.

3. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИХимииС-ПбГУ, 2002. 240 с.

4. Шиманюк А.П. Естественное возобновление на концентрических вырубках. М.: Изд-во Академии наук, 1955. С. 93, 100-102.