Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала
Статья - Экология
Другие статьи по предмету Экология
ений, что представляет и практический интерес, так как самозарастающие отвалы повсеместно стихийно используются как пастбища, сенокосные угодья и в меньшей мере - под огороды и коллективные сады. Сотрудниками кафедры экологии УрГУ, начиная с 70-х годов и по настоящее время, ведутся работы по оценке пригодности горных пород в отвалах для биологической рекультивации, изучаются закономерности восстановления и развития фитоценозов и начальных стадий почвообразования.
Обследованы самозарастающие разновозрастные отвалы, образованные при добыче железа, никеля, золота, меди, угля, асбеста, песков, огнеупорных глин, расположенные в таежно-лесной, лесостепной и степной зонах Урала.
Материалы по изучению формирования фитоценозов на нарушенных промышленностью землях Урала обобщены в монографии Т. С. Чибрик и Ю. А. Елькина [1991], по химическому составу травянистых растений в монографии Г. И. Махониной [1987]. Показано, что травянистые растения, выросшие на отвалах разных месторождений, отличаются от фоновых пониженным содержанием ряда макроэлементов (фосфора, калия и др.), так как этих элементов в доступных для растений формах очень мало и повышенным - микроэлементов (тяжелых металлов). В табл. 1 приведено среднее содержание тех микроэлементов в растительном покрове разных месторождений Урала, для которых разработаны пороговые концентрации. К сожалению, они неизвестны для никеля, хрома, ванадия, титана, хотя этих элементов много у растений с никелевых месторождений, некоторых железорудных, угольных, асбестовых.
Таблица 1
Среднее содержание микроэлементов в растительном покрове отвалов разных месторождений Урала, мг/кг сухого веществаМесторождение Co Mn Cu Zn Mo Pb B Железорудные Первое Северное12,19129,0914,8973,25не опр.35,37не опр.Высокогорское30,76291,04не опр.не опр.6,487,98111,47Естюнинское18,72126,6281,1952,75не опр.37,32не опр.Первоуральское7,7986,47не опр.не опр.не опр.203,6273,1Магнитогорское8,2361,5611,3638,84не опр.24,49не опр.Аккермановское10,22136,73не опр.не опр.2,022,751,6Новокиевское5,261,07не опр.не опр.2,855,48136,5Никелевые Липовское22,49130,9224,3730,7721,84не опр.не опр.Верхне-Уфалейское46,25115,7722,2642,48не опр.56,44не опр.Кемпирсайское50,55330,621,1440,56не опр.42,17не опр.Медные Пермское9,88355,7323,41не опр.4,1123,06не опр.Угольные Буланашское6,3247,1131,3318,26не опр.не опр.45,36Веселовско-Богословское4,58115,9412,5423,41не опр.не опр.30,08Кизеловский бассейн1,1427,2310,293,160,770,46не опр.Челябинский бассейн5,93118,3325,1221,61не опр.не опр.42,63Асбестовое Баженовское74,1774,17не опр.не опр.1,595,6158,62Огнеупорных глин Троицко-Байновское6,7962,84не опр.не опр.2,822,93не опр.Месторождения песка Басьяновское40,84188не опр.не опр.3,4не опр.не опр.Камышловское12,07134,3не опр.не опр.2,21не опр.не опр.Сравнение с пороговыми величинами показало, что на отвалах всех обследованных месторождений (кроме Кизеловского угольного) в растениях повышено содержание кобальта - выше верхней пороговой нормы (1 мг/кг сухого вещества) в 4-50 раз. На многих отвалах (месторождений Первого Северного, Высокогорского, Естюнинского, Первоуральского, Аккермановского, Веселовского, Челябинского бассейна, песчаных, медных) в растениях в 2-6 раз превышено содержание марганца. Избыточное содержание меди в растениях (свыше 20 мг/кг сухого веса) найдено на Буланашском угольном, Естюнинском и Высокогорском железорудных месторождениях. На отвалах многих месторождений в растениях в 2-20 раз превышено содержание свинца.
В целом наименьшее содержание многих микроэлементов (хотя и превышающее средние величины) найдено в растениях на отвалах Баженовского месторождения асбеста (кроме никеля, хрома, бора), месторождений песка, огнеупорных глин, угля. Наиболее высокие концентрации некоторых микроэлементов (никеля, бора, хрома) в растениях отмечаются на отвалах никелевых месторождений, железорудных и асбеста. Таким образом, химический состав травянистых растений (изучено 103 вида растений) с промышленных отвалов отражает особенности химизма пород в отвалах и свидетельствует об экологической опасности непосредственного использования таких растений в пищу животным и человеком. Поэтому не следует отводить отвалы под личные огороды и коллективные сады.
Грамотное использование отвалов в качестве кормовых трав животным возможно при смешивании их с другими кормами, содержащими пониженные количества соответствующих элементов. Рациональным использованием растительной продукции с таких отвалов можно считать выращивание растений, не используемых в пищу (технические культуры). Учитывая сильную каменистость пород в отвалах и особенности химического состава растений, лучше отводить такие земли в лесное хозяйство, тем более что в таежно-лесной зоне на них происходит естественное восстановление лесных культур.
Самозарастающие разновозрастные отвалы позволяют изучать и начальные стадии почвообразования. Появляющиеся на отвалах живые организмы (микроорганизмы, растения, животные) изменяют верхние слои пород отвалов и наряду с воздействием климата формируют первичные, молодые почвы. От зрелых фоновых почв они отличаются по многим показателям. Визуально у них не выражены или слабо выражены почвенные горизонты. Формирующиеся гумусовые горизонты имеют небольшую мощность. Даже у 200-летних почв мощность их не превышает 10 см. Аналитические методы фиксируют гумусовые вещества в небольшом количестве и на больших глубинах (до 20-43 см). Аналогичные особенности наблюдаются и у других показателей, т. е. в пределах первых 200 лет почвенный покров проходит стадию внутреннего развития почвенного профиля, стадию онтогенеза. Поэтому такие почвы предлагают называть эмбрио?/p>