Диссертация (1154500), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Возможно, данную ситуацию можно объяснитьвысоким содержанием питательных веществ, поступивших с органическим субстратом,нанесенным на поверхность карьера в ходе рекультивации. В целом, оба индексауказывают на то, что наименьшее разнообразие отмечается на самозарастающем участкепод мелколиственным лесом. Индекс Шеннона свидетельствует, что биоразнообразиемаксимально на самозарастающем органическом субстрате с большим количествомстроительного мусора, привезенного для рекультивации, и участке под биологическойрекультивациейтравами.СогласнозначениямобратногоиндексаСимпсона,максимальное разнообразие соответствует террасированной поверхности, где былапроведена рекультивация травами и на самозарастающем отвале органогенного субстрата,привезенного для рекультивации. При этом, различия в значениях не велики, поэтому,можно отметить, что все 3 участка имеют относительно высокий уровень разнообразия.Таблица 5.6.
Индексы биоразнообразия на песчаном карьере (Колтуши)участокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов13,334,32522,612,32033,528,32643,534,12572На песчаном карьере в Капитолово видовое богатство увеличивается отэлювиального экотопа к аккумулятивному (табл. 5.7), при этом, индексы биоразнообразиямаксимальны на втором участке – самозарастающей транс-аккумулятивной террасе.Согласно индексу Шеннона, наиболее контрастные экотопы имеют одинаковый уровеньразнообразия, по результатам обратного индекса Симпсона, на дне видовое разнообразиезначительно меньше. Данные результаты могут быть объяснены наличием большого95количества редких видов с небольшим проективным покрытием на элювиальном экотопе,и доминированием всего нескольких видов на самозарастающем днище карьера.Таблица 5.7.
Индексы биоразнообразия на песчаном карьере (Капитолово)участок12,46,829Индекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов32,4111522,7122439Песчаный карьер расположенный, близ пос. Окуловка, отличается наименьшимколичеством отмеченных видов, здесь очень низкое содержание тонких глинистыхфракций. Наименьшее видовое богатство, как и индексы разнообразия отмечены напервом участке, соответствующем транс-аккумулятивному экотопу. Днище карьера,имеющее меньший срок зарастания, характеризуется более высокими значениями всехпоказателей (табл.
5.8).Таблица 5.8. Индексы биоразнообразия на песчаном карьере (Окуловка)участокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов11,74,4922,38,11318На карьере по добыче огнеупорных глин оба индекса указывают на то, что участокпод биологической рекультивацией травами отличается большим разнообразием, чемсамозарастающий отвал под мелколиственным лесом (табл. 5.9).
Результат довольноожидаемый, поскольку по результатам анализов, на первом участке более благоприятныефизико-химические параметры субстрата.Таблица 5.9. Индексы биоразнообразия на карьере по добыче огнеупорных глин(Устье-Брынкино)участокИндекс ШеннонаИндекс Симпсона (обратный)Количество видов на участкеВсего видов12,816,02122,39,21225По всей видимости, уровень биоразнообразия на карьерах зависит от технологииприменяемых работ. На субстратах, более богатых питательными веществами, видовоеразнообразие часто выше.
В первые годы зарастания карьеров уровень биоразнообразия,как правило, довольно низкий, он достигает максимума на стадиях 20-25 летнего возраста96в случаях самозарастающих участков, и участков рекультивации травами. С дальнейшимразвитием видовое богатство под развитыми лесными сообществами, как и видовоеразнообразие падает. При этом, стоит отметить, что иногда, в случае существования накарьерах ряда лимитирующих факторов, препятствующих развитию растительности,процессы восстановления очень сильно затягиваются во времени.
Довольно интересно,что участки с минимальным общим проективным покрытием и видовым богатством,могут характеризоваться максимальными индексами разнообразия. Наибольшим уровнембиоразнообразия характеризовались карбонатные субстраты, что связано с потенциальновысокой плодородностью данных грунтов. Довольно много работ, свидетельствующих отом, что растительные сообщества, произрастающие на нейтральных почвах и выходахкарбонатов, отличаются большим видовым разнообразием, чем сообщества на кислых илисиликатных породах в умеренном и полярном поясах Северного полушария (Копцик и др.,2001; Ewald, 2003; Wohlgemnuth, Gigon, 2003).
После ряда исследований в других зонах,была предложена теория, что высокое разнообразие на карбонатных породах вызваноисторическими причинами. Дело в том, что большое количество видов эволюционноприспособилось именно к данному субстрату в связи с широким распространением этихпород в плейстоцене.
Таким образом, исторические причины могут обуславливать связьрегионального флористического богатства и реакцию рН почвы (Patrel, 2002).Наименьшее видовое богатство, а также индекс Шеннона и обратный индексСимпсона отмечены на самозарастающем песчаном карьере, однако в случае нанесения напесчаный субстрат органогенного материала, перечисленные показатели сопоставимы скарбонатными карьерами.Таким образом, с точки зрения вопросов биоразнообразия, лучший метод длярекультивации карбонатных карьеров – это создание благоприятных физических условийсубстрата и оставление участка под самозарастание. Данный вариант также наиболееэкономически выгоден.
При этом, ввиду относительно низкого уровня разнообразияеловых и сосновых лесов, установившихся на карьерах, а также их высокой ценности длярегиона, использовать критерий «высокое биоразнообразие» для разработки планарекультивации следует с особой осторожностью.97ГЛАВА 6. ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА КАРЬЕРАХ С РАЗЛИЧНЫМИ СУБСТРАТАМИТерриторияСеверо-Западногорегионахарактеризуетсявысокимуровнемразнообразия четвертичных отложений, также здесь расположено несколько крупныхдочетвертичных форм рельефа. Отличительной особенностью района является огромноеразнообразие полезных ископаемых, что является предпосылкой для увеличенияантропогенного воздействия.
Здесь добывают торф, туф, строительные и стекольныепески, озерные и моренные глины, фосфориты, известняки, кембрийские глины, гранитыи мраморы. На карьерах происходит прогрессивная или поступательная эволюция почв,развитие идет по направлению к климаксным стадиям. Отличительной особенностьюсубстратов карьеров является высокая степень гетерогенности условий, поскольку здесьпроисходит смешение разных материалов и горизонтов различного генезиса.
Такжекоренные породы, нераспространенные в современных отложениях, поднимаются надневную поверхность и включаются в биогеохимические круговороты веществ.Трансформация кристаллических пород в обломочные происходит в результатегорнодобывающей деятельности в тысячи раз быстрее, чем в естественных условиях.
Темне менее, карьерно-отвальные комплексы являются удобной моделью для изученияпроцессов почвообразования. Преимуществом здесь является то, что чаще всегоисследователю известен возраст участка, полученные результаты не нуждаются вхронокоррекции, а также их можно использовать в моделировании почвообразования. Напервых этапах образования карьерно-отвальных комплексов происходит абиогеннаятрансформация субстрата, она заключается в перемещении и сортировке различных погранулометрическому строению материалов.
Происходит перемещение мелкозема вниз попрофилю, просадка грунта, образования понижений, одновременно с этим криогенныетурбации часто приводят к выносу крупных валунов на поверхность (Андроханов и др.,2000). Таким образом происходит формирование внутреннего рельефа карьера. Нужноотметить, что абиогенное преобразование субстрата принято относить к первому этапуначального почвообразования (Абакумов, Гагарина, 2000).
Вторым этапом являетсяпедогенное изменение твердой фазы, а третьим – биогенно-аккумулятивные процессы.Последний этап общепризнанно является наиболее важным в процессе педогенеза(Абакумов,Фроуз,2009),почвообразовательныхгумосонакопленияегопроцессовпроисходяттакжеиспользуют(Трофимов,интенсивнеевдляоценкиТаранов,случаеинтенсивности1987).проведенияПроцессыбиологическойрекультивации, чем под участками самозарастания (Абакумов, Фроуз, 2009).Карьеры строительных материалов, расположенные на территории СевероЗападного региона, сильно отличаются по ландшафтным и геоморфологическим98параметрам, и как следствие по набору и сложности мероприятий, необходимых длярекультивации нарушенных земель. От состава и типа вскрышных пород зависит характербиологического и горнотехнического этапов рекультивации.
Часто ситуация осложняетсятем, что на поверхности оказываются породы нетипичные для нынешних условий. Крометого, сложный рельеф отвалов требует значительных объемов планировочных работ.Бедность субстрата элементами питания, неблагоприятный механический состав и воднофизическиесвойствапородявляютсядополнительнымипрепятствиямидлявосстановления посттехногенных участков. Выбор направления рекультивации зависит отсамого объекта. Если рассматривать затраты на сельскохозяйственное направление ипланируемый доход с данных площадей, то становится очевидно, что это экономически невыгодно (Бурцев, 1983), поэтому в Северо-Западном регионе лесная рекультивацияявляется приоритетным направлением восстановления нарушенных земель.
В связи сэтим, необходимо оценить закономерности хода первичной сукцессии на карьерах сразличными грунтами. Использование полученных данных поможет в научномобосновании необходимости проведения рекультивации на нарушенных территориях ивыборе лучшего подхода восстановления территории.6.1. Почвообразование на карбонатных породахПроцессы педогенеза на карбонатных субстратах были рассмотрены на примерекарьеров по добыче известняка в поселках Елизаветино и Печурки Ленинградскойобласти, в пос. Новогуровский Тульской области и на карьере по добыче известняковоготуфа в пос.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
