Ландшафтно-экологический подход при рекультивации земель

Содержание:

1.Основные факторы использование  ресурсов биосферы.

2.Очередность (последовательность) выполнения работ при сельско- хозяйственной рекультивации.

3.Процесс почвообразования  на рекультивируемых землях.

4.Ландшафтно-экологический  подход при рекультивации земель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Основные факторы использование  ресурсов биосферы.

 

Сейчас человек использует для своих нужд все большую  часть территории планеты и все  большие количества минеральных  ресурсов. Биологические, в том числе  пищевые, ресурсы планеты обуславливают  возможности жизни человека на Земле, а минеральные и энергетические служат основой материального производства человеческого общества.

 

В настоящее время человек  вовлек в сферу своей промышленной деятельности преобладающую часть  известных минеральных руд, каменного  угля, нефти и газа. Научно-технический  прогресс открывает все новые  области применения черных и цветных  металлов, различного неметаллического сырья. В результате расширяется  разработка бедных руд, увеличивается  добыча нефти со дна моря. В хозяйственный  оборот вовлекаются все новые  территории, растет использование древесины  и промысловых животных. Подвергаются обработке значительные площади  суши с целью выращивания растительных продуктов питания и создания кормовой базы для животноводства.

 

В современных условиях значительная часть поверхности Земли распахана  или представляет собой полностью  или частично окультуренные пастбища для домашних животных. Развитие промышленности и сельского хозяйства потребовало  больших площадей для строительства  городов, промышленных предприятий, разработки полезных ископаемых, сооружения коммуникаций. Всего, таким образом, около 20 % суши к настоящему времени преобразовано  деятельностью человека. Значительные площади поверхности суши исключены  из хозяйственной деятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов и невозможности использования  районов, где ведется разработка и добыча полезных ископаемых. На прилегающих  территориях создаются карьеры, терриконы- земляные конусы, провальный воронки, возникающие на местах пустот под землей. Из числа восполняемых природных ресурсов большую роль в жизни человека играет лес. Лес имеет немаловажное значение как географический и экологический фактор. Леса предотвращают эрозию почвы, задерживают поверхностные воды, т. е. служат влагонакопителями, способствуют поддерживанию уровня грунтовых вод. В лесах обитают животные, представляющие материальную и эстетическую ценность для человека: копытные, пушные звери и другая дичь. В нашей стране леса занимают около 760 млн. га, или 33% всей ее суши, и являются одним из основных природных богатств.

 

Несмотря на длительную историю  культурного земледелия, дикая природа  продолжает служить для человека существенным источником продуктов  питания. В первую очередь это  рыболовство.

Значение диких растений и животных для человека не исчерпывается  пищевой ценностью. Подавляющее  большинство их необходимы как обязательные компоненты биоценозов (биоценоз–это целостная группа популяций с  общей территорией обитания, отличающейся от других соседних территорий химическим составом почвы, воды и рядом других физических показателей: климатом, влажностью и т. д. )

 

2.Очередность (последовательность) выполнения работ при сельско- хозяйственной рекультивации.

 

Рекультивация земель - это  комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий  окружающей среды.

 

Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также  прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.

 

Рекультивация земель является составной частью технологических  процессов, связанных с нарушением земель и должна проводиться с  учетом местных почвенно-климатических  условий, степени повреждения и  загрязнения, ландшафтно-геохимической  характеристики нарушенных земель, конкретного  участка, требований инструкции.

Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт.

 

Работы по рекультивации  земель, как правило, выполняются  последовательно в два этапа:

а) техническая рекультивация;

б) биологическая рекультивация.

 

Целью технической рекультивации  является подготовка нарушенной поверхности  для последующей биологической  рекультивации.

 

Биологическая рекультивация  включает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель, прошедших  техническую рекультивацию, для  последующего использования: а) в сельском хозяйстве; б) в лесном хозяйстве; в) в рыбном хозяйстве. В данном упражнении рассматривается вариант использования  рекультивируемых земель для сельскохозяйственных целей.

 

Выполнение работ по рекультивации  осуществляется в соответствии с  утвержденными проектами. При этом устанавливается следующая очередность:

а) подготовительные и полевые  работы;

б) топографические и почвенно-биологические  работы;

в) проектные работы и  изготовление документов.

 

Рекультивация земель сложная  проблема. Ее решение в значительной мере зависит от конкретных экологических  условий нарушенных территорий. Для  проектирования рекультивационных работ нужны данные о физико-химическом составе грунта, особенностях гидрологического режима, форме отвалов, крутизне откосов и т.д.

 

Требования к рекультивации  земель при сельскохозяйственном направлении  должны включать:

— формирование участков нарушенных земель, удобных для использования  по рельефу, размерам и форме, поверхностный  слой которых должен быть сложен породами, пригодными для биологической рекультивации;

— планировку участков нарушенных земель, обеспечивающую производительное использование современной техники  для сельскохозяйственных работ  и исключающую развитие эрозионных процессов и оползней почвы;

— нанесение плодородного слоя почвы на малопригодные породы при подготовке земель под пашню;

— использование потенциально плодородных пород с проведением  специальных агротехнических мероприятий  при отсутствии или недостатке плодородного слоя почвы;

— выполнение ремонта рекультивируемых участков;

— проведение интенсивного мелиоративного воздействия с выращиванием однолетних, многолетних злаковых и  бобовых культур для восстановления и формирования корнеобитаемого  слоя и его обогащения органическими  веществами при применении специальных  агрохимических, агротехнических, агролесомелиоративных, инженерных и противоэрозионных мероприятий;

— получение заключения агрохимической и санитарно-эпидемиологической служб об отсутствии опасности выноса растениями веществ, токсичных для  человека и животных.

 

3.Процесс почвообразования  на рекультивируемых землях.

 

Целью рекультивации является создание нового ландшафта. Все компоненты ландшафта создаются заново в  процессе рекультивации: формируются  рельеф и толща пород, составляющих подпочву будущего ландшафта; восстанавливается  режим грунтовых вод; в соответствии с выбранным видом освоения рекультивируемых территорий создается структура почвенного и растительного горизонтов ландшафта.

 

Искусственно воссозданная среда формирует животный мир  восстанавливаемых территорий

Процесс почвообразования –  превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного  взаимодействия массы материнской  горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и  элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

 

Почвообразовательный процесс  относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота.

 

Наиболее важные слагаемые  почвообразовательного процесса:

Превращение (трансформация) минералов горной породы, из которой  образуется почва (а в дальнейшем и самой почвы).

Накопление в ней органических остатков и их постепенная трансформация

 

Взаимодействие минеральных  и органических веществ с образованием сложной системы органоминеральных  соединений

Накопление в верхней  части почвы ряда биофильных элементов, и, прежде всего элементов питания.

 

Передвижение продуктов  почвообразования с током влаги  по вертикальной толще формирующейся  почвы:

– выветривание носит биохимический  характер. В почве образуются 2 минералы: глинистые минералы и 2 несиликатные оксиды Si, Fe, Al (они малоподвижны и накапливаются на месте образования).

 

Интенсивно разрушаются 1 элементы и алюмосиликаты.

– главные процессы превращения  органического вещества:

1.Гумификация – превращение  части промежуточных продуктов  разложения органического вещества  в специфические сложные высокомолекулярные  вещества – гумусовые кислоты;

2.Минерализация;

3. Образующиеся минеральные,  органические и органоминеральные  вещества характеризуются различной  подвижностью, способны к передвижению  с током влаги, что и приводит  к дифференциации почвенной толщи  на различные генетические горизонты  (формируются горизонты вымывания  (элювиальные) и вмывания (иллювиальные)).

 

Отмершие растения не только обогащают почву органическими  и минеральными веществами, но и  увеличивают ее энергетические ресурсы.

 

Почвообразовательный процесс  цикличен. Цикличность обусловлена  ритмами поступления на поверхность  почвы солнечной энергии и  биологическими циклами развития растений.

 

Развитие почвообразовательного  процесса и формирование почвы протекают  под воздействием комплекса факторов почвообразования. Это учение разработал В.В. Докучаев и выделил 5 факторов:

- материнские породы;

- растительные и животные  организмы; 

- климат;

- возраст (время);

- рельеф местности.

 

Ведущая роль принадлежит  биологическому фактору – растительности. При взаимодействии факторов почвообразования возникает сложный комплекс почвообразовательных процессов.

 

Известны способы рекультивации  нарушенных земель. Так, например, при  рекультивации крутых породных откосов (1) используют минеральные удобрения  и стабилизирующий материал - карбоксиметилцеллюлозу или триэтиленгликоль, а также наполнители - чернозем с включением в эту композицию семян многолетних трав. Для рекультивации отвалов у угольных шахт, характеризующихся недостатками питательных веществ и низкой биологической активностью, предлагается вносить отходы - бытовой осадок очистных сооружений, при этом доза внесения такого осадка составляет не менее 30 тонн на гектар (2). В последнем случае применение предлагаемого использования осадка на период рекультивации еще ухудшит экологическую ситуацию, а в восстанавливаемый почвогрунт оказываются внесенными микроорганизмы, могущие вызвать метановый или гнилостный процессы разложения.

 

Заявляемый способ предусматривает  использование для рекультивации  микроорганизмов и препаратов на их основе, с учетом особенностей рекультивируемых площадей и обеспечивающих не только ускоренное почвообразование благодаря внесению отселектированных почвенных агрополезных микроорганизмов, но и способствующих на последующих этапах рекультивации формированию плодородных земель.

 

Рост промышленного производства и увеличение численности населения  приводит к интенсификации негативного  влияния на окружающую среду. Под  влиянием развития промышленности произошли  заметные изменения в поверхностной  части атмосферы и в первую очередь в почвенном слое земли.

 

На современном этапе  научно-технического прогресса в  связи с развитием промышленности охрана природы и рациональное использование  природных ресурсов становится одной  из важнейших задач общества. Особое значение приобретает проблема рационального  использования земельных ресурсов.

 

Все нарушенные земли являются опасным источником заражения больших  площадей токсичными элементами и тяжелыми металлами в формах, доступных  для животных и человека. И эти  геохимически нарушенные земли часто значительно (в несколько раз) превышают площади механически разрушенных почв и грунтов.