Результаты исследования условий появления и формирования растительного покрова в отработанных щебеночных карьерах

УДК 622.85:622.271.45:550.814 © И.В. Зеньков, И.М. Барадулин, 2017

Результаты исследования условий появления и формирования растительного покрова в отработанных щебеночных карьерах

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-12-69-71

ЗЕНЬКОВ Игорь Владимирович

Доктор техн. наук, Заслуженный эколог РФ, Институт вычислительных технологий СО РАН, профессор ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», 660049, г. Красноярск, Россия, e-mail: zenkoviv@mail.ru

БАРАДУЛИН Илья Михайлович

Аспирант

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», 660041, г. Красноярск, Россия

В статье представлены результаты многолетнего экологического исследования отработанных щебеночных карьеров. Установлены техногенные факторы, влияющие на процессы формирования растительного покрова в отработанных карьерных выработках. Представлены зависимости продуктивности техногенной смеси, нанесенной на межуступные площадки щебеночных карьеров, от ее мощности и содержания в ней гумуса.

Ключевые слова: открытые горные работы, щебеночные карьеры, рекультивация нарушенных земель, техногенная почвенная смесь, растительные экосистемы, продуктивность почвенного слоя.

ВВЕДЕНИЕ

На территории Сибири производится разработка общераспространенных полезных ископаемых для использования в различных отраслях экономики. Главным образом на месторождениях этого типа добывают нерудное сырье для строительной и дорожной отрасли. Возраст щебеночных карьеров колеблется от 3-5 до 50 лет и более. На некоторых горные работы производятся эпизодически (несколько месяцев в году). Во всех случаях вскрышные породы укладывают рядом с карьером, чтобы исключить дорогостоящие перевозки до других мест их размещения. Как показывает практика, специальные работы по рекультивации нарушенных земель собственники карьеров не проводят, да и подходы к проектированию таких карьеров характеризуются отсутствием знаний о восстановлении экологического баланса на территории отработанных карьерных выемок площадью 50 га

и более. В результате в этих карьерах даже спустя десятки лет растительный покров формируется в лучшем случае на площади размером 8-12% площади нарушенных земель, что с позиции экологии считается крайне негативным явлением.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

На территории Красноярского края имеются карьеры по добыче горных пород, используемых как в дорожном строительстве, так и в строительстве объектов гражданского и промышленного назначения. Спектр разрабатываемых горных пород представлен гранитами, доломитами, известняками, порфиритами и др. На всех щебеночных карьерах горные работы производят в комплексе с буровзрывным способом подготовки пород к экскавации. Некоторые карьеры находятся в нерабочем состоянии и горные работы на них в перспективе производиться не будут.

Вместе с тем, как показывают проведенные полевые исследования в период с 2010 по 2017 г., на всех карьерах произошло лишь частичное восстановление растительного покрова, площадь которого за исследуемый период практически не увеличилась. Разработанные авторами технологические подходы, направленные на ускоренное появление всех видов растительного покрова, частично представлены в работах [1, 2, 3]. После того как были получены первоначальные знания о восстановлении экологического баланса в отработанных щебеночных карьерах, принято решение о продолжении этих исследований с целью получения информации для обоснования необходимости проведения и параметров горнотехнической рекультивации.

Свое внимание мы сконцентрировали на факторах техногенного характера, непосредственно влияющих на процессы формирования растительного покрова. В ходе визуального осмотра межуступных площадок карьеров установлено, что в основном нижний ярус растительной экосистемы хорошо развит на участках, представляющих собой плоские или слабонаклонные поверхности, сложенные техногенной смесью из почвенных слоев, содержащих гумус, с рыхлыми горными породами четвертичного возраста (глины, пески, супеси и т.п.). Главная роль в появлении техногенной почвенной смеси на этих площадках принадлежит процессам гравитационного движения массы элювиальных четвертичных отложен и й, участвующих в

е

if Is

а

в

строении вскрышного уступа карьера. Дальнейшее распространение продуктивных рыхлых четвертичных отложений на горизонтальных площадках происходит за счет движения талой и дождевой воды, поступающей в сезоны весеннего снеготаяния и дождей. Также были обнаружены участки со случайным нанесением техногенной смеси при работе горного оборудования.

На исследуемом рельефе были выделены участки, на которых присутствовал травянистый покров и которые мы объединили в группы по содержанию гумуса и мощности продуктивного слоя из техногенной смеси. За семь лет проведен мониторинг почвенных характеристик на 120 участках. Результаты исследований представлены на рис. 1.

Как видно на графике, продуктивность слоя резко возрастает в диапазоне мощности техногенной смеси от 0,1 до 0,3 м. Далее, в диапазоне 0,3-0,4 м, темпы роста этого показателя немного снижаются. Начиная с мощности 0,4 м интенсивность его роста существенно замедляется. На основеданных графика сделан вывод, который положен в основу рекомендаций по обоснованию мощности наносимой техногенной смеси при проведении горнотехнического этапа рекультивации нерабочих бортов карьеров.

Кроме этого, мы установили изменение годовых темпов увеличения содержания гумуса в техногенной смеси (рис. 2), что является своего рода дополнительным эталонным показателем в принятии решения относительно параметров проведения горнотехнического этапа рекультивации.

Содержание гумуса исследовалось ежегодно на карьерах по добыче гранита, доломитов и известняков, находящихся в радиусе 120 км от г. Красноярска. На основе, созданной за пять лет базы данных, определены темпы изменения содержания гумуса на исследуемых участках. Наиболее высокие уровни роста показателя отмечены в диапазоне мощности техногенной смеси от 0,3 до 0,4 м. Отметим, что наиболее приемлемой мощностью техногенной смеси является диапазон 0,4-0,5 м при ее нанесении на межуступные площадки карьеров при производстве работ по рекультивации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, на основе анализа результатов многолетних полевых исследований установлены факторы различного генезиса, оказывающие существенное влияние на условия появления и дальнейшего развития растительного покрова в отработанных щебеночных карьерах. Выявленные закономерности должны учитываться при формировании технического задания на разработку и рекультивацию месторождений общераспространенных полезных ископаемых, что позволит в перспективе ускорить формирование экологического баланса в отработанных карьерных выемках.

40

0,1 0,2 03 0,4 0,5 0,6 Мощность ночвенноп) ело«, м

содержание гумуса в диапазоне 1 ,У-2,7 % содержание гумуса в диапазоне 2,8-3,6 % -*- содержание гумуса и диапазоне 3,7А8 % •*• содержание ¡уму» к диапазоне 4,9-6,5 %

Рис. 1. Изменение продуктивности техногенной смеси почвенных слоев с четвертичными отложениями, нанесенной на межуступные площадки

Рис. 2. Изменение темпов содержания гумуса в техногенной смеси

Сп исок литературы

1. Zenkov I.V., Yuronen Yu.P., Nefedov B.N., Baradulin I.M. Remote sensing in estimation of forest ecosystem generation at crushed stone quarries in Siberia // Eurasian mining. 2016. Vol. 1. Pp. 50-54.

2. Зеньков И.В., Барадулин И.М. Обоснование конечной формы щебеночных карьеров Сибири в целях лесотехнической рекультивации // Горный журнал. 2016. № 3. С. 85-88.

3. Зеньков И.В., Барадулин И.М. Результаты исследования архитектуры горнопромышленных ландшафтов и формирования растительной экосистемы в отработанных карьерах по производству щебня // Уголь. 2016. № 1. С. 83-85. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/012016.pdf (дата обращения: 15.11.2017).

70

ДЕКАБРЬ, 2017, "УГОЛЬ"

ECOLOGY

UDC 622.85:622.271.45:550.814 © I.V. Zenkov, I.M. Baradulin, 2017

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 12, pp. 69-71 Title

STUDY RESULTS OF VEGETATION EMERGENCE AND FORMATION IN DEPLETED CRUSHED STONE QUARRIES

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-12-69-71

Authors

Zenkov I.V.1, 2, Baradulin I.M.2

1 Special Design and Technological Bureau "Nauka" of Institute computational technology

of Siberian Branch Russian Academy of Sciences (SDTB "Nauka" ICT SB RAS), Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation

2 Federal State-Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education (FSAEI HPE) Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation

Authors' Information

Zenkov I.V., Doctor of Engineering Sciences, Merited Ecologist of the Russian Federation, Professor, e-mail: zenkoviv@mail.ru Baradulin I.M., Postgraduate

Abstract

The paper presents the results of depleted crushed stone quarries multi-year environmental studies. The technogenic factors, affecting vegetation formation in depleted crushed stone quarries, are identified. Dependence of efficiency of technogenic mix, applied in quarries inter-bank areas, on layer thickness and humus content is established.

Keywords

Surface mining, Ballast quarries, Disturbed land reclamation, Technogenic soil mix, Vegetation ecosystems, Soil layer productivity.

References

1. Zenkov I.V., Yuronen Yu.P., Nefedov B.N. & Baradulin I.M. Remote sensing in estimation of forest ecosystem generation at crushed stone quarries in Siberia. Eurasian mining, 2016, Vol. 1, pp. 50-54.

2. Zenkov I.V. & Baradulin I.M. Obosnovanie konechnoy formy shchebenoch-nyh kar'erov Sibiri v tselyah lesotekhnicheskoy rekul'tivatsii [Substantiation of the ultimate crushed stone quarries form in Siberia for the forestry reclamation]. Gornyy Zhurnal - Mining Journal, 2016, no. 3, pp. 85-88.

3. Zenkov I.V. & Baradulin I.M. Rezul'taty issledovaniya arkhitektury gor-nopromyshlennykh landshaftov i formirovaniya rastitel'noy ekosistemy v otrabotannykh kar'erakh po proizvodstvu shchebnya [Results of study of mining landscapes architecture and vegetation ecosystem formation in the abandoned open crushed stone pits]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2016, no. 1, pp. 83-85. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/012016. pdf

Фонд «СУЭК - РЕГИОНАМ» помог жителям Бородино и Рыбинского района обустроить около 30 детских площадок

Восемь новых детских площадок, оборудованных на средства Фонда «СУЭК -РЕГИОНАМ», приняты в эксплуатацию в Бородино и Рыбинском районе Красноярского края. Современные и безопасные спортивно-игровые комплексы появились в населенных пунктах благодаря конкурсу «Лучший двор», который проводится в Бородино с 2012 г., и впервые организованному летом 2017 г. в Рыбинском районе конкурсу «Лучшая улица. Лучшее поселение».

Оба соревнования включают творческие и спортивные испытания - выставку детских рисунков, поделок, семейные эстафеты и презентацию команды на «большой сцене». Основные задачи таких конкурсов, традиционно объединяющих самых неравнодушных жителей, - это поддержка общественной инициативы, вовлечение людей всех возрастов, от детей до пенсионеров, в благоустройство придомовых территорий и, в конечном итоге, формирование комфортной среды в городах и поселках присутствия Сибирской угольной энергетической компании.

Подобную форму работы, когда люди сами решают, что им нужно для повышения качества жизни и выступают организаторами и участниками положительных преобразований, Фонд «СУЭК - РЕГИОНАМ» практикует широко. «Ценность перемен, созданных своими руками, многократно ценнее, - уверен президент Фонда СергейГриго-

СУЭК

СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

рьев. - Простой пример:у нас есть свои трудовые отряды. Дети занимаются преимущественно озеленением и благоустройством, а компания обеспечивает им фронт работ, оплачивает их труд. Вы знаете, как кардинально меняется восприятие у ребят? Никто из них не сломает ветку дерева, которое сам посадил. Они понимают, что все самое лучшее достается трудом. Поэтому мы всячески поощряем социально активных людей с созидательной жизненной позицией».

«Конкурс «Лучший двор» - событие, которое объединяет бородинцев всех поколений, - считает глава города Бородино Александр Веретенников. - У СУЭК очень много замечательных программ, проектов, но «Лучший двор» у горожан - один из самых любимых. Это не просто конкурс, а светлый, добрый и веселый семейный праздник. И я хочу сказать огромное спасибо СУЭК, Фонду «СУЭК -РЕГИОНАМ» за то, что они дают возможность жителям Бородино проявить себя, исполнить свои желания и сделать наш город еще более уютным и привлекательным».

Добавим, всего за время проведения конкурсов «Лучший двор» и стартовавшего недавно «Лучшая улица. Лучшее поселение» в Бородино, деревнях и поселках Рыбинского района оборудовано спортивно-игровыми комплексами около 30 детских площадок.