Экологические аспекты рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи
Автор: Артамонова Валентина Сергеевна, Бортникова Светлана Борисовна
Журнал: Антропогенная трансформация природной среды @atps-psu
Рубрика: Трансформация природной среды
Статья в выпуске: 1 т.8, 2022 года.
Бесплатный доступ
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.
Вскрышные и вмещающие породы, биологическая рекультивация, почвоподобные образования
Короткий адрес: https://sciup.org/147238231
IDR: 147238231 | УДК: 504.75+631.4, | DOI: 10.17072/2410-8553-2022-1-48-57
Ecological aspects of soil reclamation on overburden dumps in coal mining areas
Biologically productive soils are a non-renewable natural resource. It has been formed for hundreds of years under the influence of natural and anthropogenic factors of soil formation. Open-pit coal mining is accompanied by soil destruction, the involvement of man-made waste in the processes of hypergenesis and pedogenesis, including accelerated soil formation. This review focuses on the current state of the problem of ecology of biological reclamation of disturbed lands, special attention is paid to the creation of artificially created pedons on the surface of technogenic bodies, in the profile of which the humus or organogenic horizon is located on technogenic eluvium. It performs at the initial stages of soil formation the function of the underlying rock, and not the parent (soil-forming). Its characteristic feature is the presence of heavy, rare-earth, radioactive metals and metalloids, the supplier of which are minerals of the main overburden and host rocks of coal deposits (siltstones, mudstones, sandstones). In this regard, it is advisable to include artificially created soil-like formations in which there is a fertile layer introduced from the outside to improve the root nutrition of plants, monitoring their ecological and toxicological status, taking into account the gross content of heavy metals around the roots, in terrestrial biomass and biological activity. The review presents modern views on biogenicity and its role in the formation of soil fertility. The necessity of developing a strategy for a comprehensive study of the ecology of soil reclamation in the conditions of technogenesis is emphasized, which is important for the formation of high-quality reclamation services.
Список литературы Экологические аспекты рекультивации почв на отвалах вскрышных пород в районах угледобычи
- 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 Международной 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 прикладная экология. 2018. №1. С. 60-72.
- Артамонова В.С., Бортникова С.Б. Биогеохимическая характеристика корнеобитаемого слоя травянистых растений на рекультивированных участках техногенных отходов // Вестник Пермского ун-та. Серия Биология. 2022. (в печати).
- Артамонова В.С., Бортникова С.Б. Опле-ухин А.А. Техногенное загрязнение почв подотваль-ными водами в районе угледобычи // Известия Коми научного 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., Колмаго-рова Ю.О., Ужогова А.А., Госсен И.Н., Саева О.П. Геохимический фон тяжёлых металлов в почвах и растениях 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 аспекты. Пермь: ЕНИ ПГУ, 2010. 165 с.
- Гаджиев И.М., Курачев В.М. Генетические и экологические аспекты исследования и классификации почв техногенных ландшафтов // Экология и рекультивация 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. B. Даля, 2012. 144 с.
- Зуева Г.А. Дернообразующие злаки в условиях Сибири: биологические особенности и практическое применение. Новосибирск: Наука, 2001. 150 с.
- Кандрашин Е.Р. Проведение сельскохозяйственной рекультивации земель, нарушенной при открытой добыче каменных углей в зонах степи, лесостепи и подтайги Сибири // Биологическая рекультивация 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. C. 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 флуктуирующей асимметрии // Природно-техногенные комплексы. Рекультивация и устойчивое развитие: материалы Международной научной конференции. Новосибирск, 10-15 июня 2013г. / отв. ред. В.А. Андроханов. Новосибирск: Окраина, 2013. С. 127-129.
- Коломоец С.Ю. Совершенствование технологии проектных работ по восстановлению русел малых 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. Агрофитоце-нозы 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 «Росинформагро-тех», 2003. 240 с.
- Научно-технические проблемы рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых 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. Компонентный состав почвенного органического вещества // 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., Жарикова 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 сельскохозяйственных 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 органическое вещество. М.:ГЕОС, 2015. 233 с.
- Спиридонова П.С. Кемеровские ученые определили растения, которые лучше всего подходят для рекультивации (28 марта 2017 г.). URL: https://kuzbass85.ru/2017/03/28/kemerovskie-uchenvie-opredelili-rasteniva-kotorvie-luchshe-vosstanavlivavut-zemlvu-na-ugolnvih-otvalah/ (дата обращения: 11.03. 2022).
- Таранов С.А., Клевенская И.Л., Щербатен-ко В.И., Баранник Л.П., Юдина К.В. О первичном почвообразовании на естественно зарастающих отвалах Байдаевского угольного разреза // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука. Сиб. отдние. 1974. С. 195-204.
- Трофимов С.С., Рагим-заде Ф.Ф. Проблемы оптимизации техногенных экосистем Сибири // Техногенные экосистемы. Организация и функционирование. Новосибирск: Наука. 1985. С. 3-12.
- Трофимов С.С., Титлянова А.А., Клевен-ская И.Л. Системный подход к изучению процессов почвообразования в техногенных ландшафтах Сибири // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука. 1979. С. 3-19.
- Уфимцев В.И. Формирование корневых систем сосны обыкновенной в условиях отвалов Кузбасса // Природно-техногенные комплексы: Рекультивация 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 углистых пород и их проявление при внесении в почву // Ускоренная рекультивация земель с использованием высокоэффективной биотехнологии. Сб. научн. трудов. 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 Международной научной конференции. Новосибирск, 10-15 июня 2013 / отв. ред. В.А. Андроханов. Новосибирск: Окраина, 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, происхождение, антропогенная трансформация: Автореф. ...дис. док. биол. Наук: 03.02.01. Томск, 2011. 40 с.
- Яковченко МА., Ермолаев ВА., Косолапова А.А., Дремова. М.С. Изучение биометрических характеристик сидеральных культур при проведении биологической рекультивации на территории угледобывающего 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-Ltea-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 As-trobiology. 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/31698744 6 Biogenicity (дата обращения: 11.03. 2022).