CC BY
71
УДК 622.85:622.882:622.271.45
Вестник СибГАУ Том 17, № 1. С. 36-44
ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ В РЕШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ЛЕСНОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НА УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРАХ СИБИРИ
И. В. Зеньков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнёва Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 53 E-mail: [email protected]
На территории Красноярского края и Иркутской области в России производится добыча угля открытым способом. В этих регионах на значительной площади действуют 13 крупных угольных карьеров. Открытые горные работы наносят значительный урон окружающей природной среде. Восстановление экологии в местах добычи угля производят путем производства работ по рекультивации нарушенных земель. Проводить контроль за изменением состояния природных ландшафтов в местах добычи угля можно достаточно эффективно с использованием средств дистанционного зондирования Земли. По результатам дистанционного зондирования установлены долговременные тренды в трансформации локальных экосистем на отработанных участках Ирша-Бородинского и Азейского угольных месторождений. Полученные результаты говорят о том, что искусственные лесопосадки в ходе лесной рекультивации постепенно переходят в категорию смешанного леса, в формировании которого принимают участие береза, тальник и др. Представлены результаты лесной рекультивации на породных отвалах, образованных при отработке Ирша-Бородинского и Азейского буроуголь-ных месторождений. На идеально спланированных поверхностях породных отвалов происходит образование оврагов, которые при расширении их размеров частично уничтожают результаты работ по лесной рекультивации. С использованием результатов дистанционного зондирования исследованы водосборные площади образованных действующих оврагов, а также установлены наиболее встречающиеся геометрические формы оврагов в плане. В целом результаты дистанционного зондирования и полевых исследований говорят о том, что ситуация с лесной рекультивацией в исследуемых районах в целом благоприятная и является сбалансированной в плане формирования лесных экосистем на отработанных территориях угольных месторождений. Вместе с тем в ходе горно-экологического мониторинга отмечена неблагоприятная ситуация, связанная с воздействием водной эрозии на рельеф участков с лесонасаждениями, что в итоге приводит к образованию овражно-балочных систем с постоянно расширяющимися размерами.
Ключевые слова: открытые горные работы, породные отвалы, лесная рекультивация, дистанционное зондирование Земли, экологические показатели, угольные разрезы, формирование оврагов.
Vestnik SibGAU Vol. 17, No. 1, P. 36-44
REMOTE SENSING IN THE DECISION OF ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF FOREST REMEDIATION AT COAL STRIP MINES IN SIBERIA
I. V. Zenkov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Special Designing and Technological Bureau "Nauka" 53, Mira Av., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation E-mail: [email protected]
On the territory of Krasnoyarsk region and Irkutsk region in Russia the extraction of coal by opencast methods is produced. In these regions there are 13 large coal pits. Open-pit mining causes significant damage to the environment. Ecological restoration in areas of coal pit is produced through the production of work on recultivation of disturbed lands. Carrying out monitoring of the changing state of natural landscapes in areas of coal mining can be quite effective with the use of remote sensing of the Earth. According to the results of remote sensing, long-term trends in the transformation of local ecosystems on the waste sections of the Irsha-Borodino and Azejskiy coal deposits have been built. The results show that the artificial forest plantations in the forestry reclamation gradually pass into the category
of mixed forest with birches, willows, etc. The paper presents the results of forest reclamation on spoil piles formed during the mining of the Irsha-Borodino lignite and Azejskiy coal deposits. On the perfectly-planned surfaces of spoil dumps, the formation of gullies partially destroys the results of work on forest reclamation. With the use of remote-sensing results, catchment of educated, active gullies are investigated; the most common geometric shape of the ravines in the plan is observed. Overall, the results of remote sensing and field studies suggest that the situation with forest intensive reclamation in the studied areas is generally favorable and is balanced in shaping forest ecosystems at abandoned areas of coal deposits. However, in the course of mining-ecological monitoring untoward conditions involving the water erosion on the relief areas with forestation have been marked, which ultimately leads to the formation of gully systems, with ever-expanding dimensions.
Keywords: open pit mining, waste dumps, forest reclamation, remote sensing, environmental performance, coal mines, forming ravines.
Введение. Наши исследования выполнены в соответствии с основными положениями государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 г. и дальнейшую перспективу, утвержденными Президентом Российской Федерации от 19 апреля 2013 г., № Пр-906. Следуя реализации и ресурсному обеспечению мероприятий Госпрограммы «Космическая деятельность России на 2013-2020 годы», определяющей использование космических средств дистанционного зондирования Земли в экологическом мониторинге, а также в соответствии с Государственной программой Российской Федерации «Развитие лесного хозяйства на 2013-2020 годы», в рамках основного мероприятия по лесовосстановлению предполагается всестороннее содействие естественному восстановлению лесов, а также лесной рекультивации на деградированных территориях, в том числе и после завершения открытых горных работ при разработке месторождений различных полезных ископаемых.
В настоящее время Красноярский край и Иркутская область являются регионами со значительной техногенной нагрузкой, и к тому же им принадлежит особая роль лидеров в экономическом развитии РФ. На наш взгляд, этим территориям должен быть отдан приоритет в разработке промышленных технологий, направленных на снижение техногенной нагрузки на окружающую природную среду. На территории этих регионов размещены 13 угольных карьеров.
Восстановление горнопромышленных ландшафтов на угольных карьерах. Специалистам в области экологии горного производства труды российских ученых достаточно известны, и останавливаться на обзоре этих трудов не имеет смысла. Другое дело -труды зарубежных исследователей-экологов. Решения актуальных экологических проблем в области сохранения биоразнообразия, рекультивации горнопромышленных ландшафтов при ведении открытых горных работ содержатся в многочисленных научных трудах зарубежных исследователей [1-23]. Также имеются труды в области решения экологических проблем с использованием средств дистанционного зондирования Земли [24-27]. Но, несмотря на большой объем научных работ, по-прежнему существуют резервы в повышении экологизации открытых горных работ при разработке угольных месторождений на территории Центральной и Восточной Сибири, а именно, до сих пор не решены экологические проблемы в лесной рекультивации.
В Российской Федерации основные мощности по добыче угля открытым способом сосредоточены в регионах Сибири. В Кузбассе ежегодно добывают 150 млн т угля на угольных разрезах различной мощности (от 0,5 до 10 млн т в год). В Красноярском крае единичная мощность разрезов изменяется от 200 тыс. т до 17 млн т в год. В Иркутской области в двух районах вблизи городов Тулун и Черемхово расположены крупные угольные разрезы суммарной мощностью по добыче угля 12,0 млн т. В зависимости от горногеологических условий залегания угольных пластов отвалы вскрышных пород размещают как в выработанном пространстве карьера, так и за пределами карьерной выемки. В любом случае на отвалах проводят рекультивацию, исходя из условий предварительных договоренностей с администрациями районов, на чьих территориях производится разработка месторождения угля.
К настоящему времени на угольных разрезах накоплен большой опыт в реализации различных направлений рекультивации нарушенных земель. Несмотря на имеющиеся положительные результаты в этой области, в лесной рекультивации имеет место ряд экологических проблем, которые необходимо своевременно решать, используя полученный опыт. При выборе объектов исследования использованы следующие критерии: возраст разреза, площадь нарушенных земель, производство работ по лесной рекультивации. В этой связи мы остановились на двух территориях отработанных буроугольных месторождений: Ирша-Бородинское (угольный разрез «Бородинский», Красноярский край) и Азейское буроугольное месторождение (восточнее г. Тулуна, Иркутская обл., угольные разрезы «Тулунский» и «Азейский») (рис. 1, 2).
Нарушения земной поверхности на исследуемых территориях составили 4000 и 6527 га соответственно для разреза «Бородинский» (1949 г.) и разрезов «Тулунский» (1946 г.) и «Азейский» (1972 г.). В исследованиях мы использовали результаты дистанционного зондирования Земли, полученные в разное время с космических летательных аппаратов (19872014 гг.), а также результаты полевых экспедиций.
Отметим горно-геологическое строение этих месторождений как простое - горизонтально залегающие угольные пласты с незначительной по мощности толщей вскрышных пород. Это обстоятельство легло в основу применения однобортовых систем разработки с перевалкой вскрыши непосредственно в выработанное пространство на Азейском месторождении
и с вывозкой вскрыши с использованием железнодорожного транспорта на Ирша-Бородинском месторождении. Угольные пласты отрабатывают роторными (ЭР-1250, ЭРП-2500) и одноковшовыми экскаваторами ЭКГ-4у с погрузкой их в забое в железнодорожный транспорт. Производственная мощность разреза определяется рыночным спросом на уголь. В ходе отработки месторождений с 1970 г. по 2014 гг. проводили комплекс работ по сельскохозяйственной, водной (обустройство берегов водоема на Азейском месторождении) и лесной рекультивации.
Работы по лесной рекультивации на разрезе «Бородинский» производили с 2000 года, и с 1970 года -на разрезах «Тулунский» и «Азейский». На всех разрезах также проводили сельскохозяйственную рекультивацию, которая, как известно, оказалась не востребованной со стороны предприятий агропромышленного комплекса.
В наших исследованиях территория отработанных месторождений, где проводились работы по лесной рекультивации, условно разграничена следующим образом. На внутренних породных отвалах разреза «Бородинский» выделены западный сектор, центральная часть и восточный сектор. Территория Азейского месторождения восточнее г. Тулуна была условно разделена на три участка: центральный сектор с максимальной площадью - находится восточнее г. Тулу-на, северная мульда с тремя въездными траншеями и участок современных горных работ.
На разрезе «Бородинский» площади под лесной рекультивацией (горизонтальные участки) составили 113, 55 и 30 га на территории западного сектора, в центральной части и восточном секторе внутренних отвалов соответственно. Кроме того, высажены тополя и клены на откосах отвалов на площади 1,1 га.
Рис. 1. Участки лесной рекультивации на породных отвалах угольного разреза «Бородинский»
■ ЧЖ
Рц Сгцрши ч>.«.,111 .
./ \ I у
Цгц Ь.
("[IП ГИШ'НН],| И ГчриМС р;|Пн||Ь.|
Рис. 2. Фрагмент космического снимка территории разработки открытым способом Азейского буроугольного месторождения (Иркутская область, РФ)
На разрезе «Бородинский» практически повсеместно отмечена ситуация перехода искусственно посаженного соснового леса в смешанный лес. В формировании последнего активно принимают участие береза, облепиха, тальник (верба), что отмечено на рис. 3. По нашим исследованиям к 2015 г. примерно 60 % (118 га) площади участков с лесной рекультивацией перешли в категорию «смешанный лес». В изменении площади участков, на которых произрастает смешанный лес, отмечен возрастающий тренд, т. е. ежегодно удельный вес смешанного леса на площади всех участков с искусственными посадками сосны увеличивается, а площадь чистого соснового леса, наоборот, сокращается.
В центральном секторе отработанного Азейского месторождения на горизонтальных участках в ходе лесной рекультивации высаживали сосны. Именно в этом секторе находятся искусственные чистые сосновые боры в возрасте 18-20 (и более) лет без заселения их представителями лиственного леса этого географического района - березы, осины и т. п. (рис. 4).
Рис. 4. Фрагменты лесной растительности на породных отвалах отработанной части Азейского угольного месторождения в центральном секторе: а - естественное заселение смешанным лесом; б - лесная рекультивация (сосновый бор)
На рис. 4, а смешанный лес формируется за счет переноса семян деревьев, снабженных крылом - лиственница, береза, осина, сосна и др. Последние являются типичными представителями смешанных лесов, находящихся вблизи породных отвалов и вне зоны ведения горных работ. Густота лесного покрова является вполне адекватной естественному зарастанию. Сосновый бор без заселения его представителями лиственного леса на сегодняшний день имеет два явно выраженных яруса: верхний (первый) - взрослая
сосна и хорошо развитый нижний, четвертый, растительный ярус (рис. 4, б).
На территории северной мульды в ходе лесной рекультивации были высажены молодые сосны, которые в большинстве своем погибли. Это произошло, на наш взгляд, по причине весеннего пожара, возникшего в результате поджога сухой травы. Сектор производства горных работ практически не заселен растительностью, и это вполне нормально, поскольку временной отрезок для формирования устойчивой экосистемы весьма мал. Вместе с тем в восточной части свежеотсыпанных породных отвалов в мелких складках рельефа наблюдается поселение древесно-кустарниковой растительности.
Результаты дистанционного зондирования состояния лесной рекультивации. Наши коллективы развивают новое направление в геоэкологии горнодобывающей промышленности РФ с использованием результатов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В этой связи мы представили выборочно результаты обработки космоснимков с фрагментами отрабатываемых месторождений. Необходимо было получить результаты работ по основным направлениям рекультивации: динамику площади искусственных лесонасаждений, возможное формирование смешанного леса на территории лесной рекультивации и др. В статье мы представили отправную (начало исследований) и завершающую точку в мониторинге с применением средств ДЗЗ - 1987 и 2014 гг. (рис. 5).
Рис. 5. Фрагменты космоснимков с выделением видов экосистемы: а, в - в 1987 г.; б, г - в 2014 г.
На рис. 5, в, г соответствующими цветами и оттенками показаны горные выработки без заселения их растительностью, зеркало техногенных водоемов, образованных в складках искусственного рельефа (въездные траншеи, остаточная карьерная выемка), травянисто-кустарниковая растительность, смешанный лес и лесная рекультивация.
Наиболее эффективно лесная рекультивация проведена угольными разрезами в центральном секторе. На территории северной мульды до 1987 г. находился смешанный лес, и после ее отработки разрезом проведена малоэффективная лесная рекультивация. По состоянию на 2014 г. взрослые деревья не просматриваются, к тому же на значительной площади сосновый бор или
смешанный лес просто отсутствует. В настоящее время на территории породных отвалов северной мульды произрастает неуправляемое сообщество - травянисто-кустарниковая растительность. На территории участка, где в настоящее время производятся открытые горные работы, ранее произрастал смешанный лес, который был полностью уничтожен. К 2014 г. породные отвалы стоят без растительности. Наш прогноз по этому участку - необходим временной период порядка 7-10 лет для восстановления лесной экосистемы.
Итак, в ходе обработки результатов ДЗЗ этого района получена динамика качественных и количественных характеристик формируемого в разные годы горнопромышленного ландшафта на территории отработанной части Азейского буроугольного месторождения (рис. 6).
Чистый сосновый лес (сосновый бор) составляет всего 197 га. Смешанный лес находится на площади 636 га, в том числе и на участках лесной рекультивации. Если учесть, что лесная рекультивация проведена на площади 809 га (по данным разреза), к настоящему времени смешанный лес находится на 75 % площади всех участков с лесной рекультивацией. Это говорит о том, что находящиеся рядом смешанные леса в природном нетронутом состоянии оказывают самое непосредственное влияние на формирование лесных экосистем, представляющих изначально
искусственные лесопосадки, поскольку семена деревьев основных представителей этих лесов, снабженные крылом, разносятся ветром весьма эффективно на большие расстояния. Обладая хорошей приживаемостью, семена дают жизнь деревцам на территории участков с лесной рекультивацией. Таким образом, происходит переход участков с искусственной лесопосадкой в смешанный лес.
В настоящее время на части месторождений площадью 990 га, где производятся открытые горные работы, наблюдается вялое самовосстановление лесной экосистемы на породных отвалах, отсыпанных 5-7 лет назад.
Структура сформированной к настоящему времени молодой наземной экосистемы представлена на рис. 7. Наибольшую площадь занимает травянисто-кустарниковая растительность - 59 % площади нарушенных земель. Смешанный лес - береза, сосна, лиственница, осина и др. - занимает площадь 9,8 %, в том числе и на территории лесной рекультивации. Площадь техногенных водоемов занимает 9,5 %. Чистый сосновый бор находится на площади 3 %. По нашему мнению, совершенно неважным является то, что на большей территории с лесной рекультивацией произрастает смешанный лес, а не чистый сосновый бор. В ситуации с лесовосстановлением более значимо не допустить весенний поджог сухой травы, что может свести на нет усилия разреза.
Рис. 6. Изменение площади участков водной, растительной и лесной экосистем на отработанной части Азейского буроугольного месторождения
Ягарньц кг-рлЁп*^ и -¡г^^.ны* ОТЬА пи £ььости. га
■ В^м, "Л ВЛЛпЛт'ЬИ'ЬЛЧ" 6пр|. Н
□ ччпст™ СйПЬСЮКЗа7**СТЬе-1НО№ р^^пет*'&йЦИИг гь
■ СИ4ШН*>3 ЛМ, «
□ ч41^-нут Г 1-1- К-1 Ь, Г«
Рис. 7. Структура экосистемы на отработанной части Азейского месторождения по данным космического зондирования в 2014 г.
Выявление экологических проблем в лесной рекультивации с применением средств дистанционного зондирования Земли. Отработанная часть Ирша-Бородинского буроугольного месторождения с географическими координатами центральной части 550 51' 54" с.; 940 54' 44''в., которой в наших исследованиях было уделено самое пристальное внимание, имеет размеры 7200x4200 м. Лесная рекультивация на разрезе проводилась в трех секторах внутренних породных отвалов: в западном секторе, центральной части и в восточном секторе внутренних породных отвалов. В западном секторе отвалов расположены посадки сосны в возрасте 14-15 лет. Рельеф поверхности отвалов в этом секторе спокойный с плавными локальными понижениями и возвышенностями с небольшим уклоном в 3°-40°. Темпы роста сосны на этом участке составляют от 22 до 60 см у отдельных особей и в среднем равны 38 см'год. В настоящее время площадь лесопосадок составляет примерно 100 га.
В ходе полевых экспедиций было отмечено, что в лесной рекультивации имеют место экологические проблемы, и в основном это касается разрушения целостности рельефа горнопромышленных ландшафтов. К важнейшим из них можно отнести наличие поверхностных водотоков, вызывающих водную эрозию горизонтальных участков и откосов породных отвалов. В результате в центральной части отвалов в местах проседания их спланированной поверхности с небольшим уклоном с запада на восток в сторону его повышения произошли со временем усадочные процессы в теле отвала. Это произошло крайне неравномерно, поскольку тело отвала сложено горными породами различной морфологии. Глинистые породы являются пластичными и обладают способностью к изменению геометрической формы под действием внешних факторов (внешнее давление, насыщение водой и др.). Песчаные породы при избыточном увлажнении и насыщении влагой приобретают свойства текучести. Крупнообломочный материал, состоящий из крепких алевролитов и аргиллитов, практически со временем не уплотняется, что приводит к тому, что в местах укладки крепких пород отвал не просаживается, и в этих местах формируются водотоки. Начав движение по наклонному основанию, вода перемещается по нему, достигая при этом тех участков, которые сложены четвертичными породами, при этом начинается их размыв. Так в этом месте появляется овраг, размеры которого со временем начинают увеличиваться. Результаты водной эрозии - действующие овраги - хорошо просматриваются на космоснимках, представленных на рис. 8, 9.
Водосборные площади имеют размеры 2,2, 1,54 и 2,35 га соответственно для оврагов № 1, 2 и 3 (рис. 8). При мощности снежного покрова от 30 до 50 см масса воды, проходящая по оврагам, может составлять 6001000 т за период от 7 до 12 дней в зависимости от температуры окружающей среды. На рис. 8 в нижней части показаны контуры вынесенных из тела отвала горных пород. Такая ситуация, как было представлено в ранних работах, приводит к сокращению рекультивированных земель на нижнем ярусе отвала, а также к сокращению площади земель, на которых произведены посадки сосны и ели.
Аналогичная картина наблюдается и на породных отвалах разреза «Азейский», где в центральной его части имеется участок размером 480x480 м, центр которого имеет географические координаты 540 29' 01'' с.; 1000 41' 25'' в. (рис. 9). На территории этого участка хорошо просматриваются 13 действующих оврагов. Такая ситуация объясняется планировкой поверхности отвала с постоянным уклоном с высотной отметки 542 м до отметки 506 м, а также укладкой вскрышных пород разной морфологии в тело отвала, которые имеют различную степень уплотнения.
Рис. 8. Фрагмент участка лесной рекультивации в центральном секторе внутренних породных отвалов разреза «Бородинский»
Рис. 9. Фрагмент участка лесной рекультивации и формирующихся оврагов на внутреннем породном отвале разреза «Азейский»
При проведении полевых экспедиций на породных отвалах разреза «Бородинский» в период с 2000 по 2015 гг. установлены геометрические формы действующих оврагов (рис. 10). Всего было выявлено 43 оврага различной протяженности и глубины. Все они систематически и безостановочно во времени увеличиваются в размерах, поскольку природные факторы (снеговые и дождевые осадки, чередование отрицательных и положительных температур и др.) действуют круглогодично.
Овраги на рис. 10, а по размерам небольшие и за исключением оврага на отвале «Западный» чаще всего имеют площадь 0,5 га. Овраги площадью от 0,5 га до 1 га формируются по схемам на рис. 10, б, г. Овраги на рис. 10, в, разветвленные в плане, имеют площадь более 1 га. К настоящему времени количество оврагов на породных отвалах разреза «Бородинский» составляет 29, 7, 2 и 5 соответственно для схем на рис. 10. Водосборные площади оврагов корреспондируются с их формами, т. е. самые максимальные водосборные площади у оврагов на рис. 10, в, г, б и самые минимальные - у оврагов на рис. 10, а. Фрагменты действующих оврагов, в ходе развития которых уничтожаются результаты лесной рекультивации, выборочно представлены на рис. 11, 12.
Рис. 10. Схемы оврагов, сформированных на породных отвалах: а - линейная форма; б - одностороннее ответвление; в - двустороннее ответвление; г - вилочная форма
На рис. 11 на дне оврага находятся молодые деревца (сосна, ель), которые при развитии оврага оказались в зоне поверхностных водотоков. В итоге они со временем перенесутся водой в нижний сектор оврага с крупнообломочным материалом, где постепенно усохнут и погибнут.
Рис. 11. Фрагмент расходящегося оврага вилочной формы
V ч
при их высадке по прямоугольной сетке 3x4, 4x4 м, которые попадают в контуры оврага, представлены на графике (рис. 13).
Рис. 13. Количество высаженных при рекультивации деревьев, уничтожаемых при формировании и развитии оврагов на породных отвалах
Стоимость лесной рекультивации в зависимости от количества высаженных сосен на единицу площади отвала представлена на рис. 14. При определении затрат на лесную рекультивацию учитывались следующие ее составляющие: цена саженцев в лесопитомниках, стоимость их доставки из питомника до объекта рекультивации, затраты на посадку саженцев, затраты на уход за саженцами в течение 2-3 лет после их высадки.
Рис. 12. Фрагменты оврагов линейной формы
В проектах на рекультивацию принимаются в основном высадка саженцев в ряды. Расстояние между рядами определяется в 3 и 4 м. Количество деревьев
Рис. 14. Изменение стоимости лесной рекультивации
Рельеф породных отвалов согласно ГОСТ 17.5.3.04—83 для проведения лесной рекультивации должен обеспечивать эффективное использование механизированной колесной техники. После планировки поверхность отвала не должна содержать локальных понижений. При проведении полевых исследований растительного мира на поверхности отвала выявлены особенности локального фитоценоза. В первую очередь необходимо было вычленить из всего видового разнообразия каркас фитоценоза. Его составляющие следующие: из травянистых растений преобладают пырей ползучий (elytrigia repens), полынь обыкновенная (artemisia vulgaris), осот ^nchus), пижма обыкновенная (tanacetum vulgare), из древесно-кустарниковых -тополь черный (populus nigra), облепиха крушиновид-ная (hippophae rhamnoides), тальник (ива, БаНх).
Осот произрастает семействами от 2-3 до 30-40 ед и селится в основном на участках с содержанием гумуса более 3 %. Пырей ползучий образует густопере-плетенные стеблевые и корневищные заросли также на участках, отсыпанных преимущественно четвертичными отложениями. Полынь обыкновенная селится отдельными полянами площадью от 0,5 до 2-3 м2, а также произрастает в сочетании со всеми видами пионерного фитоценоза. Было обнаружено и то, что на отвале произрастают лекарственные травы отдельными особями: тысячелистник, щавель конский и т. п. Облепиха встречается чаще в 2-3 раза на склонах, обращенных на север, чем на южных склонах. Тополь произрастает редко и равномерно на всей территории обследованных отвалов.
Продуктивность этих видов растений по весу надземной части у всех особей разная, но именно перегнившие остатки являются источником питания корневых систем деревьев, высаженных в ходе лесной рекультивации на породные отвалы.
Результаты полевых экспедиций по исследованию результатов лесной рекультивации на отработанных территориях Ирша-Бородинского и Азейского угольных месторождений позволяют сделать следующие выводы: достоверно доказано, что форма рельефа породного отвала в виде идеально спланированной поверхности способствует возникновению оврагов, прорезающих как горизонтальные поверхности, так и откосы отвалов. Формирующиеся овраги, имеющие тенденцию к увеличению размеров, частично уничтожают результаты работ по лесной рекультивации, приводят к сокращению площади рекультивируемых отвалов, а также способствуют уничтожению деревьев, высаженных в ходе работ по лесной рекультивации. В этой связи возникает необходимость в разработке технологии формирования рельефа породных отвалов для лесной рекультивации, практическая реализация которой будет способствовать улучшению ее результатов.
В линейке месторождений этого типа (горизонтальное залегание угольных пластов - месторождения Красноярского края, Иркутская область, Забайкальский край) показатели лесной рекультивации на породных отвалах исследуемых разрезов могут использоваться как индикаторные, т. е. показательные для других угольных разрезов со сходными горногеологическими условиями, входящих в ТЭК РФ.
Заключение. Разработанное информационное обеспечение результатов работ по лесной рекультивации, а также полевые исследования говорят о том, что ситуация с лесной рекультивацией в исследуемых районах в целом благоприятная и является сбалансированной в плане формирования лесных экосистем на отработанных территориях угольных месторождений. В заключение отметим, что к настоящему времени на территории породных отвалов, расположенных в выработанном пространстве Ирша-Бородинского и Азейского буроугольных месторождений на участках с лесной рекультивацией формируются смешанные леса, каркас которых составляют искусственные лесопосадки. Также в ходе экологического мониторинга отмечена неблагоприятная ситуация, связанная с воздействием водной эрозии на рельеф участков с лесонасаждениями, что в итоге приводит к образованию овражно-балочных систем с постоянно расширяющимися размерами. Вместе с этим, на наш взгляд, при разработке экологической стратегии предприятий (угольные разрезы «Бородинский» и «Азейский») необходима оптимизация в области лесной рекультивации нарушенных земель, поскольку не всё, что делается на разрезе с позиции экологии, в итоге (по прошествии некоторого времени) выглядит так, как это предполагалось изначально, по крайней мере, в проектах. Наши предложения по оптимизации экологической политики предприятия в области восстановления нарушенных земель будут, при необходимости, направлены на существенное снижение затрат на производство работ по лесной рекультивации земель с одновременным получением экологических результатов, схожих с показателями уже восстановленных горнопромышленных ландшафтов.
References
1. Dekoninck Wouter, Hendrickx Frederik, Dethier Michel, Maelfait Jean-Pierre. Forest Succession Endangers the Special Ant Fauna of Abandoned Quarries along the River Meuse (Wallonia, Belgium). Restoration Ecology, 2010, Vol. 18(5), Р. 681-690.
2. Madejón E., Doronila A. I., Sanchez-Palacios J. T., Madejón P., Baker A. J. M. Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) and Biosolids Enhance the Growth of a Native Australian Grass on Sulphidic Gold Mine Tailings. Restoration Ecology, 2010, Vol. 18(S1), Р. 175-183.
3. Markham John, Young Ian, Renault Sylvie. Plant Facilitation on a Mine Tailings Dump. Restoration Ecology, 2011, Vol. 19(5), Р. 569-571.
4. Faucon Michel-Pierre, Parmentier Ingrid, Colinet Gilles, Mahy Grégory, Ngongo Luhembwe Michel, Meerts Pierre. May Rare Metallophytes Benefit from Disturbed Soils Following Mining Activity? The Case of the Crepidorhopalon tenuis in Katanga (D. R. Congo). Restoration Ecology, 2011, Vol. 19(3), Р. 333-343.
5. Dominguez-Haydar Yamileth, Armbrecht Inge. Response of Ants and Their Seed Removal in Rehabilitation Areas and Forests at El Cerrejón Coal Mine in Colombia. Restoration Ecology, 2011, Vol. 19(201), Р. 178-184.
6. Gentili Rodolfo, Sgorbati Sergio, Baroni Carlo. Plant Species Patterns and Restoration Perspectives in the
Highly Disturbed Environment of the Carrara Marble Quarries (Apuan Alps, Italy). Restoration Ecology, 2011, Vol. 19(101), P. 32-42.
7. Walter Cynthia A., Nelson Dean, Earle Jane I. Assessment of Stream Restoration: Sources of Variation in Macroinvertebrate Recovery throughout an 11-Year Study of Coal Mine Drainage Treatment. Restoration Ecology, 2012, Vol. 20(4), P. 431-440.
8. Kappes Heike, Clausius Alexandra and Topp Werner. Historical Small-Scale Surface Structures as a Model for Post-Mining Land Reclamation. Restoration Ecology, 2012, Vol. 20(3), P. 322-330.
9. Cusser Sarah, Goodell Karen. Diversity and Distribution of Floral Resources Influence the Restoration of Plant-Pollinator Networks on a Reclaimed Strip Mine. Restoration Ecology, 2013, Vol. 21(6), P. 713-721.
10. Naeth M. Anne, Wilkinson Sarah R. Establishment of Restoration Trajectories for Upland Tundra Communities on Diamond Mine Wastes in the Canadian Arctic. Restoration Ecology, 2014, Vol. 22(4), P. 534-543.
11. Gilland Keith E. and McCarthy Brian C. Microtopography Influences Early Successional Plant Communities on Experimental Coal Surface Mine Land Reclamation. Restoration Ecology, 2014, Vol. 22(2), P. 232-239.
12. Uhlig Charles-Andre, Fahle Werner. Vibrocom-pacting in the Lusatian lignite mining area - State of the Art technology. World of Mining - Surface & Underground, 2015, Vol. 67 (2), P. 91-101.
13. Kulik Lars, Stemann Hendrik. Ecology and biodiversity protection in the Rhenish lignite mining area. World of Mining - Surface & Underground, 2014, Vol. 66 (3), P. 143-152.
14. Pabsch Thomas, Müller Frank, Rosne Peter. Related projects focusing on the implementation of the Water Framework Directive - Ore Mining Project Significant sources of pollution in ore mining and potential measures to be taken as part of management planning in NRW. World of Mining - Surface & Underground, 2013, Vol. 65(6), P. 374-384.
15. Knapp Sonja, Gerth André, Klotz Stefan. Sustainable recultivation and wastewater treatment in Vietnamese coal mining. World of Mining - Surface & Underground, 2012, Vol. 64(4), P. 253-263.
16. Martens Per N., Lehnen Felix, Kratz Thorsten. Current challenges and status of lignite mine rehabilitationr. World of Mining - Surface & Underground, 2012, Vol. 64(5), P. 310-319.
17. Milojcic George. High-quality rehabilitation: A contribution to the acceptance of lignite. World of Mining - Surface & Underground, 2011, Vol. 63(4), P. 201-206.
18. Kuyumcu Mahmut. Special challenges in lignite remediation. World of Mining - Surface & Underground, 2011, Vol. 63(6), P. 207-216.
19. Schlenstedt Jörg, Bilek Felix, Kochan HansJürgen. Planning and building a complex mine water treatment plant for Vietnam. World of Mining - Surface & Underground, 2010, Vol. 62(3), P. 154-163.
20. Freytag Klaus, Pulz Karina. The New Federal Nature Conservation Act from the perspective of mining projects. World of Mining - Surface & Underground, 2010, Vol. 62(4), P. 214-221.
21. Oster Arthur. Inden opencast mine - transition from the present to the new power plant residue landfill. World of Mining - Surface & Underground, 2010, Vol. 62(5), P. 270-274.
22. Albrecht Claus, Esser Thomas. Biodiversity in recultivation - Examples from the Rhenish lignite mining area. World of Mining - Surface & Underground, 2010, Vol. 62(5), P. 275-281.
23. Pinzke Günter, Jockel Andreas. A retrospective look at the closure of the old potash shaft Friedrich Franz (Lübtheen, Mecklenburg) with lignite filter ash and its safety assessment 30 years later. World of Mining -Surface & Underground, 2010, Vol. 62(5), P. 282-294.
24. Shoo Luke P., Scarth Peter, Schmidt Susanne, Wilson Kerrie A. Reclaiming Degraded Rainforest: A Spatial Evaluation of Gains and Losses in Subtropical Eastern Australia to Inform Future Investment in Restoration. Restoration Ecology, 2013, Vol. 21(4) P. 481-489.
25. Abdullah Meshal M., Feagin Rusty A., Musawi Layla, Whisenant Steven, Popescu Sorin. The use of remote sensing to develop a site history for restoration planning in an arid landscape. Restoration Ecology, 2016, Vol. 2491), P. 91-99.
26. Zweig Christa L., Newman Susan. Using landscape context to map invasive species with medium-resolution satellite imagery. Restoration Ecology, 2015, Vol. 23(5), P. 524-530.
27. Borrelle Stephanie B., Buxton Rachel T., Jones Holly P., Towns David R. A GIS-based decisionmaking approach for prioritizing seabird management following predator eradication. Restoration Ecology, 2015, Vol. 23(5), P. 580-587.
© 3eHBKOB H. B., 2016
