Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка и рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почв в горно-таежной зоне Кузбасса

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Оценка и рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почв в горно-таежной зоне Кузбасса"

4851453

V/ и- V

т

Семина Ирина Сергеевна

Оценка н рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почв в горно-таежной зоне Кузбасса

03.02.13 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

3 О ИЮН 2011

Новосибирск - 2011

4851453

Работа выполнена в лаборатории рекультивации почв Учреждения Российской академии наук Институт почвоведения и агрохимии Сибирского Отделения РАН (г. Новосибирск) и в ГОУ ВПО Сибирский государственный индустриальный университет (г. Новокузнецк)

Научный руководитель: доктор биологических наук

Андроханов Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Путилин Александр Федорович

кандидат биологических наук Овсянникова Светлана Васильевна

Ведущая организация:

Новосибирский государственный аграрный университет

Защита состоится 30 июня 2011 г. в 10 часов на заседания диссертационного совета Д 003.013.01 при Институте почвоведения и агрохимии СО РАН по адресу: 630099, г. Новосибирск, ул. Советская, д. 18, ИЛА СО РАН. Тел./факс 8(383) 222-76-52

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО РАН. Автореферат размещен на официальном сайте ИЛА СО РАН: http://sibsoil.nsc.ru

Автореферат разослан 26 мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета _

доктор биологических наук Якименко В.Н.

\

Актуальность проблемы

Угольная промышленность является существенным фактором, влияющим на формирование экологической обстановки в таких угледобывающих регионах, как Кузбасс. Разработка месторождений полезных ископаемых, особенно при открытом способе их добычи, приводит к разрушению практически всех компонентов природной среды [Геоэкология, 2005]. Кризисная экологическая обстановка в Кузбассе, обусловленная образованием большого количества нарушенных территорий, предопределяет необходимость поч-венно-экологической оценки состояния отвалов и разработку эффективных технологий рекультивации [Курачев, Кандрашин, Рагим-заде, 1994].

Существующие технологии рекультивации нарушенных земель часто оказываются малоэффективными. Проведенные исследования показали, что экологическая эффективность рекультивационных работ зависит от технологии формирования техногенных ландшафтов [Андроханов, Куляпина, Курачев, 2004]. Для определения рациональной технологии отвалообразования необходимо оценить природные ресурсы и экологически обосновать применение той или иной технологии в конкретной климатической зоне. В этой связи проведение инвентаризации природных ресурсов и оценка перспектив их использования в высокоэффективных технологиях рекультивации нарушенных территорий представляется весьма актуальной.

Цель исследования - оценить природные ресурсы для рекультивации почв и разработать пути их рационального использования при восстановлении нарушенных территорий в горно-таежной зоне Кузбасса.

Задачи исследования

1. Оценить природные ресурсы рекультивации нарушенных земель в горно-таежной зоне Кузбасса.

2. Исследовать сформировавшийся почвенный покров в техногенных ландшафтах.

3. Определить почвенно-экологическос состояние техногенных ландшафтов, образованных по разным технологиям отвалообразования.

4. Выявить перспективы восстановления почв на нарушенных территориях горно-таежной зоны Кузбасса.

Научная новизна и практическая значимость

Впервые проведена оценка природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий, экспериментально выполнена оценка почвообразующей значимости вскрышных и вмещающих пород стратиграфической колонки и предложена схема оптимального их использования при восстановлении нарушенных земель в горно-таежной зоне Кузбасса. Изучена специфика формирующегося почвенного покрова и выявлены перспективы восстановления растительности и почв на отвалах, сформированных по разным технологиям отвалообразования. Установлено, что в условиях горно-таежной зоны Кузбасса при проведении восстановительных работ особое значение имеет сохранение литогенных ресурсов на технологическом этапе рекультивации нарушенных территорий.

Защищаемые положения

1. Литогенный состав пород, слагающих отвалы, определяет режимы функционирования формирующихся экосистем и перспективы восстановления нарушенных территорий в горно-таежной зоне Кузбасса.

2. Создание благоприятных эдафических условий в корнеобитаемом слое на горнотехническом этапе способствует повышению почвенно-экологической эффективности восстановления нарушенных территорий.

Теоретическая и практическая значимость

Полученные материалы проведенных исследований позволяют обосновать внедрение современных технологий рекультивации и создавать условия для ускоренного восстановления нарушенных земель. Результаты работы использованы в проектно-конструкторской и производственной деятельности Калтанского угольного разреза Кузбасса. Внедрение результатов исследования при рекультивации нарушенных земель позволит значительно улучшить качество и почвенно-экологическую эффективность рекультивационных работ. Результаты исследований доведены до широкого круга специалистов путем публикаций и докладов.

Личный вклад автора

Автором проведены все полевые и лабораторные исследования, анализ и обобщение полученной информации, публикация и апробация основных результатов диссертационной работы.

Апробация работы

Материалы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 2007), «Неделя Горняка» (Москва, 2008; 2010), «Научные основы экологии, мелиорации и эстетики ландшафтов» (Москва, 2010), «Отражение био-, reo-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010), «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010).

Публикации результатов исследования

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе в трех статьях в рецензируемых журналах из «Перечня...» ВАК РФ.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, изложена на 202 страницах текста, включает список литературы из 158 наименований, в том числе 7 иностранных, 18 таблиц, 21 рисунок и 39 приложений, включающих в себя 22 таблицы и 16 рисунков.

Автор выражает искреннюю благодарность д.б.н. В.А. Андроханову, д.б.н. Курачеву В.М., к.т.н. Федоренко А.И., а также к.б.н. Куляпиной Е.Д., к.б.н. Соколову Д.А., Госсену И.Н. за оказанную практическую помощь и поддержку при выполнении работы.

Глава 1. Изученность проблемы, объекты и методы исследования

В главе обобщены результаты исследований в различных исторически сложившихся центрах по рекультивации нарушенных территорий. На основании анализа большого количества литературных источников рассмотрены основные виды и направления рекультивации в России и за рубежом [Трофимов, 1975; Таранов, 1974; Махонина, 2003; Глазырина, 2007; Моторина, 1975; Барашшк, 2005; Ламанова, 2007; Кандрашин, 1979; Манаков, 2000; Ку-рачев, 1994; Рагим-заде, 1977; Глебова, 2005; Миронычева-Токарева, 1998; Бекаревич, 1976; Етеревьская, 1982 и др.]. Значительная часть исследований посвящена изучению почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов Кузбасса [Гаджиев, Курачев, 1992; Андроханов, 2005]. В ряде работ исследованы техногенные субстраты и выявлена их пригодность к биологической рекультивации [Рагим-заде, 1977]. В целом можно отметить, что комплексных исследований по рациональному использованию природных ресурсов рекультивации для восстановления нарушенных территорий крайне мало.

Объектами исследования были выбраны техногенные ландшафты ОАО УК «Кузбассразрезуголь», филиал Калтанского угольного разреза. Калтан-ский угольный разрез находится в 40 км южнее г. Осинники, в 20 км от г. Калтана и в 2 км от поселка Малиновка. Площадь нарушенных земель за 30 лет работы Калтанского угольного разреза, только на Осинниковском поле составляет 1204 га, из них внутренних отвалов — 276,7 га и внешних отвалов - 258,1 га На остальной площади осуществляются производственные процессы открытых горных работ. В настоящее время в различных частях отвалов формируется естественный растительный покров, представленный различными растительными группировками.

Основные исследования проводились на территории двух отвалов -Центрального и Малиновского - в период 2006 - 2009 гт. Возраст отвалов более 20 лет. Отвалы сформированы по разным технологиям отвалообразо-вания. Центральный отвал - по селективной технологии отвалоообразования с размещением в поверхностном слое рыхлых вскрышных пород, в основном, лессовидных суглинков. Малиновский отвал образован по валовой технологии; корнеобитаемый слой сложен обломками песчаников, алевролитов и аргиллитов. На каждом отвале выделены ключевые участки (т. 1 и т. 4) на выровненной поверхности на Центральном и Малиновском отвале соответственно, а также участки, расположенные на северных (т. 2 и т. 5) и южных (т. 3 и т. 6) склонах Центрального и Малиновского отвалов. За эталон сравнения принимался прилегающий ненарушенный участок с естественной лесной растительностью.

Почва контрольного участка - дерново-глубокоподзолистая.

Физические и агрохимические свойства эмбриоземов и почв исследовались общепринятыми методами [Качинский, 1965; Аринушкина, 1970; Агрохимические..., 1975; Вадюнина, Корчагина, 1986]. Изучение температурного режима проводилось при помощи термохронов (универсальная система температурного мониторинга «Термохрон-релсиб»), которые устанавливались на разных элементах рельефа и в разных типах эмбриоземов. Для анали-

за биогенных ресурсов (проективное покрытие растительностью) использовалось шкала Браун-Бланке [Миркин, 1989]. В работе выполнен флористический анализ видового состава каждого типа эмбриозема, определены запасы

надземного и подземного растительного вещества [Подземные......, 1996].

Статистическая обработка полученных данных проводилась по методике дисперсионного анализа [Сорокин, 2004].

Глава 2. Оценка природных ресурсов рекультивации и специфика условий почвообразования в исследуемом регионе

Исследуемая территория находится в южной части Кемеровской области и относится к Кузнецко-Алатаускому высотному почвенному округу, входящему в состав Алтае-Саянской горной провинции. В ходе выполнения работы оценены запасы природных ресурсов рекультивации и природные условия изучаемого района. К природным ресурсам рекультивации относят кли-матогенные, литогенные и биогенные ресурсы.

Климатогеные ресурсы характеризуются радиационным балансом территории, суммой биологически активных температур и количеством атмосферных осадков. На основании данных Кузедеевской метеостанции сумма биологически активных температур в естественных ландшафтах составляет 1600 С° и является достаточно благоприятной для развития почвенного и растительного покрова. По коэффициенту увлажнения территория характеризуется избыточной увлажненностью, чему способствуют мощный снежный покров и растительность черневой тайги [Экология..., 1992]. Осадков в районе исследований выпадает значительное количество: от 500 до 800 мм в год.

Литогенные ресурсы представлены запасами вскрышных пород и плодородного слоя почвы, наиболее пригодных для рекультивации нарушенных земель. Однако в связи с тем, что на исследуемой территории распространены почвы со слаборазвитым гумусовым горизонтом, основу литогенных ресурсов составляют запасы лессовидных суглинков. Общие запасы четвертичных отложений на основных участках Калтанского разреза равны примерно 10 % от объёма всех вскрышных пород. Установлено, для того, чтобы покрыть имеющиеся отвалы площадью 1204,6 га метровой толщей, понадобится 1 204 600 м3 суглинков. Однако имеющиеся запасы лессовидных суглинков значительно больше - 24 092 000 м3.

К биогенным ресурсам относят биологическое разнообразие и запасы органического вещества в естественных экосистемах. Чем больше биогенных ресурсов, тем больше видов способно произрастать в условиях техногенных ландшафтов и тем выше устойчивость естественных экосистем. Для района исследования характерны дерново-глубокоподзолистые почвы на некарбонатных бурых покровных глинах. Характерной особенностью генезиса почв является их формирование под пологом широкотравной черневой тайги при постоянном переувлажнении и отсутствии зимнего промерзания. Благодаря мощному снежному покрову, предохраняющему почву от потерь тепла, создаются благоприятные условия для активного протекания микробиологических процессов [Трофимов, 1968].

В результате проведенного анализа природных условий выявлено, что в районе исследования запасы природных ресурсов рекультивации имеются в количестве, достаточном для обеспечения рекультивации с высокой почвен-ио-экологической эффективностью.

Глава 3. Морфологические и физические свойства эмбриоземов

Изучение почвенного покрова техногенных ландшафтов выполнялось в соответствии с субстантивно-генетической классификацией И.М. Гаджиева и В.М. Курачева [Экология..., 1992]. Крупномасштабное картографирование почвенного покрова на ключевых участках выявило, что за двадцать лет на отвалах, сформированных по разным технологиям отвалообразования, образовался почвенный покров с разным соотношением типов эмбриоземов. На Центральном отвале с селективным отвалообразованием на выровненной поверхности (т. 1) преобладают наиболее эволюционно развитые типы эмбриоземов - дерновые и гумусо-аккумулятивные, на северном склоне (т. 2) - дерновые и органо-аккумулятивные, на южном склоне (т. 3) - инициальные. На Малиновском отвале при неселективном (валовом) отвалообразовании сформировались только эмбриоземы ранних этапов эволюции - органо-аккумулятивные и инициальные (т. 4, т. 5, т. 6) [Семина, 2010]. Здесь основными лимитирующими факторами сингенетичного восстановления растительности и почв являются малое содержание фракций физической глины в почвообразующем субстрате отвалов и высокая уплотненность пород.

На Центральном отвале корнеобитаемый слой характеризуется тяжелосуглинистым составом с содержанием фракций физической глины в гумусо-аккумулятивных и дерновых эмбриоземах до 52 %. Только на южном склоне содержание фракции физической глины меньше, и эмбриоземы инициальные расположены на породах с супесчаным составом (табл. 1). Гранулометрический состав эмбриоземов Центрального отвала обусловлен петрографическим составом исходной породы и слабо дифференцирован по профилю.

На Малиновском отвале, сформированном по неселективной (валовой) технологии отвалообразования, корнеобитаемый слой сложен хаотичной смесью вскрышных пород. Количество мелкозема очень незначительно (5 -10 %). В состав мелкозема входят частицы, образовавшиеся в результате физического выветривания крупных обломков пород, и в незначительном количестве - суглинки, занесенные при формировании отвала. Поэтому гранулометрический состав мелкозема эмбриоземов можно охарактеризовать как легкий суглинок. Это обусловлено малым временем развития процессов выветривания и почвообразования.

Следовательно, селективная отсыпка суглинков на поверхность Центрального отвала способствует формированию корнеобитаемого слоя, наиболее приближенного к естествишым дерново-глубокоподзолистым почвам [Семина, 2010]. При валовой отсыпке отвалов образуется хаотичная смесь пород с неблагоприятным для развития почвообразования составом. Показатели плотности твёрдой фазы, плотности сложения и порозности определяют общее физическое состояние почв, а также субстратов отвалов и эмбриоземов. В естественном состоянии плотность вскрышных пород очень высока

(см. табл. 1). При разработке месторождения происходят разрушение целостности и снижение общей плотности пород. Однако в ходе планировки поверхности отвалов породы снова сильно уплотняются.

Таблица 1. Основные физические свойства вскрышных пород и эмбриоземов

Вскрышные породы, тип эмбриоземов и почв Глубина, см Сумма фракций <1мм, % от массы породы Доля частиц диаметром <0,01 (мм), % от массы породы Плотность твердой фазы, г/см Плотность сложения г/см Пороз роз- носгь, %

Суглинки - _ - 2,70 1,88 30,3

Песчаники - - - 2,61 2,41 7,6

Алевролиты - - - 2,50 2,25 10,0

Аргиллиты - - - 2,64 2,36 10,6

Центральный отвал

Гуму со-аккумулятивный Ст. 1) 0-10 10-20 20-30 100 100 100 49,8 46,4 49,7 2,54 2,63 2,87 1,10 1,24 1,57 56,6 52,8 45,2

Дерновый (т.2) 0-10 10-20 20-30 100 100 100 49,5 45,8 47,4 2,56 2,61 2,89 1,30 1,43 1,58 49,2 45.2 45.3

Инициальный (т.З) 0-10 10-20 20-30 46,3 14,9 14,6 6,5 2,1 1,7 2,65 2.58 2.59 1,40 1,51 1,54 47,1 41,5 40,5

Малиновский отвал

Органо-аккумулятивный (т.4) 0-10 10-20 20-30 11,2 7,5 3,7 3,6 1,1 0,5 2,39 2,56 2,65 1,65 1,84 2,00 30,9 28,1 21,8

Органо-аккумулятивный (т. 5) 0-10 10-20 20-30 5,5 3,0 3.5 2.3 1.4 1,9 2,39 2,44 2,56 1,57 1,62 1,80 34,3 33,6 32,0

Инициальный эмбриозем (т.6) 0-10 10-20 20-30 8,5 1,3 1,29 1,8 0,3 0,2 2,47 2,56 2,51 1,54 1,68 1,72 37,6 34.3 31.4

Дерново-глубокоподзолистая почва 0-10 10-20 20-30 100 100 100 53,8 46,6 47,6 2,67 2,63 2,70 1,18 1,23 1,56 55,8 53,2 42,2

Исследования показали, что наиболее сильно уплотнены эмбриоземы на Малиновском отвале. Здесь плотность сложения в нижних горизонтах достигает 2,00 г/см3. Наилучшими показателями плотности сложения характеризуются гумусо-аккумулятивные эмбриоземы, плотность верхних горизонтов находится в пределах 1,10 - 1,24 г/см3, что связано с активным развитием растительности на этом участке и формированием дернового и гумусо-аккумулятивного горизонтов. В нижних слоях всех эмбриоземов на Центральном отвале сохраняется высокая плотность материала. При этом значения плотности примерно одинаковы, что свидетельствует о приблизительно

одинаковых начальных показателях плотности сложения на всех участках отвала.

Так как плотность и порозность почв очень тесно связаны между собой, распределение значений порозности идентично распределению плотности в профиле эмбриоземов.

Значения порозности на эмбриоземах Малиновского отвала находятся в пределах 21,8 - 37,6 % и характеризуются по шкале Качинского как чрезмерно низкие. Поэтому без проведения мероприятий, направленных на снижение плотности в корнеобитаемом слое Малиновского отвала, очень длительное время будут сохраняться неблагоприятные условия для развития процессов почвообразования.

Таким образом, полученные материалы свидетельствуют о существенной зависимости физических свойств эмбриоземов от гранулометрического состава, значений плотности сложения и порозности, состава пород, слагающих поверхность отвалов, а также от технологии отвалообразования на техногенном этапе формирования ландшафтов.

Глава 4. Гидротермический режим техногенных ландшафтов

Для характеристики тепловых ресурсов эмбриоземов рассматривались среднемесячные температуры, а также сумма внутрипочвенных биологически активных температур [Агрономия..., 2004]. Измерение температуры проводили в 2007 - 09 гг., в теплый период года с 01.05 по 30.08, в холодный период - с 01.11. по 30.04 на глубине 10 и 20 см (табл. 2).

Таблица 2. Сумма активных температур почвы на глубине 10 см в период с 1 мая по 30 августа 2007 и 2008 гг.

Тип эмбриоземов и почв Форма рельефа Гранулометрический состав Сумма активных температур, °С

2007 г. 2008 г.

Отвал Центральный

Гуму со-аккумулятивный (Т.1) Выровненная поверхность Суглинок тяжелый 1670 1665

Дерновый (т.2) Северный склон Глина легкая 1518 1516

Инициальный (т.З) Южный склон Супесь 1861 1905

Отвал Малиновский

Органо-аккумулятивный (т.4) Выровненная поверхность Супесь 2122 1910

Органо-аккумулятивный (т.5) Северный склон Суглинок легкий 1813 1710

Инициальный (т. 6) Южный склон Супесь 2426 2407

Естественная поверхность

Дерново- глубокоподаолистая почва Выровненная поверхность Суглинок тяжелый 1260 1249

Установлено, что в теплый период сумма активных температур во всех эмбриоземах выше, чем в контрольном варианте. Самое незначительное (более 250 С) превышение температур над контрольным вариантом зафиксировано на дерновом эмбриоземе на северном склоне Центрального отвала [Семина, 2008].

Наибольшие различия зафиксированы в инициальном эмбриоземе южного склона Малиновского отвала. Здесь различия достигают более 600 °С, и сумма температур на этом отвале соответствует лесостепной или даже степной природно-климатической зоне [Димо, 1972].

Исследование годовой динамики температуры на отвалах показало, что и в летний, и в зимний период в эмбриоземах, образованных на суглинистом материале, температурный режим не испытывает резких колебаний и схож с режимом зональных почв. Иная картина наблюдается в эмбриоземах на каменистом материале Малиновского отвала. Высокая каменистость отвала (более 90 %), темная поверхность субстрата и слабый уровень развития растительного сообщества приводят к значительным колебаниям температуры на поверхности отвала.

Выявлено, что температура поверхности эмбриоземов, особенно на ин-солируемых склонах отвалов, значительно возрастает. Здесь она может достигать 50 С. В осенне-зимний период эмбриоземы на каменистом субстрате быстрее остывают, а зимой в результате меньшего снегонакопления сильнее промерзают.

Большая амплитуда колебаний температур на эбриоземах, сформировавшихся на каменистом материале, свидетельствует об усилении континен-тальносга климатических показателей и формировании экоклина на территории таких техногенных ландшафтов [Семина, 2010].

Изучение водного режима проводилось в вегетационные периоды 2008 и 2009 гт. Запасы влаги в слое 0 - 60 см в эмбриоземах значительно отличаются от увлажнения дерново-глубокоподзолистых почв и зависят от состава пород, складированных в поверхностном слое. В эмбриоземах, сформировавшихся на суглинистом и глинистом материале, водный режим приближен к режиму дерново-глубокоподзолистых почв и всегда находится в диапазоне доступной влаги (НВ - ВРК) (рис. а). Только в инициальном эмбриоземе на южном склоне Центрального отвала запасы влаги уменьшаются практически до влажности завядания (ВЗ). Это обусловлено негативными последствиями технологии отвалообразования, а именно очень крутым склоном.

Запасы влаги в эмбриоземах Малиновского отвала на каменистом материале существенно отличаются от запасов влаги в эмбриоземах, образованных на Центральном отвале, и в зональной почве. Запасы влаги в эмбриоземах, сформированных на этом отвале, большую часть вегетационного периода находятся в интервале ВРК - ВЗ (рис. б). Это обусловлено каменистостью отвала, низким содержанием фракций физической глины в субстрате отвала, провальной водопроницаемостью и слабым развитием растительного покрова [Семина, 2010].

В результате исследований, установлено, что формирование выровненного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из суглинистых пород позво-

ляет уже на горнотехническом этапе рекультивации существенно улучшить гидротермические условия в техногенных ландшафтах. Несмотря на хорошие климатические условия, скорость восстановления растительного и почвенного покрова напрямую зависит от свойств корнеобитаемого слоя, созданного в процессе отвалообразования.

160 140 ,120 * 100 £ ао

а

» 60

° 40 20 0

а)

Ж

б)

140 ,1® * 100

0-20 см

™ 45

5

_нв

_ВРК

В га п

130

110

90

70

50

30

10

20 - 40 см

85

_НВ

1 65

45

"^РК § 25

СП

-ВЗ

_нв

Рис. Сезонная динамика влагозапасов в 2008 г. а - гумусо-аккумулятивный эмбриозем (т. 1), б - инициальный эмбриозем (т.6).

Глава 5. Агрохимические свойства эмбриоземов

Основными агрохимическими свойствами почвы, которые влияют на уровень её плодородия, являются содержание органического вещества, макроэлементов (азота, фосфора, калия) и рН почвенной среды. Зональные дерново-глубокоподзолистые почвы, распространенные в районе исследования, характеризуются незначительным содержанием органического вещества в гумусо-аккумулятивном горизонте (табл. 3). Этот горизонт слабо выражен и имеет незначительную мощность, редко превышающую 15 см.

Исследования показали, что в техногенных ландшафтах наибольшее количество гумусовых веществ фиксируется в гумусо-аккумулятивном эм-бриоземе (т. 1) [Семина, 2011]. В верхней части профиля этих почв содержание органического углерода практически достигает уровня дерново-глубокоподзолистых почв. Однако мощность гумусо-аккумуляти иного горизонта в этих почвах значительно меньше и составляет всего 1 - 2 см. Поэтому по запасам гумусовых веществ эмбриоземы сильно уступают зональным почвам. В дерновых эмбриоземах (т. 2) количество органического углерода также высоко по сравнению с инициальным эмбриоземом (т. 3) и в самых верхних слоях приближено к зональной почве (см. табл. 3).

Однако в результате меньшего количества тепла и худшей развитости растительных сообществ на этом участке количество гумусовых веществ не достигает уровня, при котором происходит морфологическое отделение гу-мусо-аккумулятивного горизонта от дернового. Анализ опытных данных показал, что в благоприятных почвенно-экологических условиях процессы гу-мусонакопления идут достаточно интенсивно и в верхних слоях дерновых и гумусо-аккумулятивных эмбриоземов абсолютные значения могут достигать уровня зональных почв. Однако более чем за 20 лет развития эмбриоземов запасы органических веществ в них не достигли уровня дерново-глубокоподзолистых почв.

В эмбриоземах Малиновского отвала, который сформирован по неселективной (валовой) технологии отвалообразования, в поверхностных слоях оказались породы, содержащие углистые частицы. Все это привело к тому, что здесь наблюдается повышенное содержание углерода (т. 4, т. 5, т. 6) (см. табл. 3). Количество органических веществ в органо-аккумулятивном эм-бриоземе на горизонтальной поверхности (т. 4) достигает 14 % и хаотично распределено по профилю. В органо-аккумулятивном эмбриоземе на северном склоне (т. 5) содержание углерода в верхнем горизонте увеличивается, в большей степени за счёт приноса мелких частиц, в том числе и угля, с повышенных элементов рельефа. Сформированный ребристый микрорельеф и травостой предохраняют мелкозём от плоскостного смыва и выноса органо-минеральных веществ.

Исследования показали, что накопление органического углерода на Центральном отвале идет в результате развития почвообразовательных процессов. Высокое содержание органического углерода на Малиновском отвале обусловлено, главным образом, значительным исходным содержанием углистых частиц в почвообразующем субстрате.

Содержание валового азота в поверхностных горизонтах гумусо-аккумулятивного и дернового эмбриоземов на Центральном отвале практически достигает уровня контрольного варианта и тесно связано с содержанием гумуса. В инициальном эмбриоземе (т. 3) азота в 2 — 3 раза меньше, чем в гумусо-аккумулятивном, в первую очередь из-за очень слабого развития биологических процессов на этом участке. В отличие от естественных почв в дерновых и гумусо-аккумулятивных эмбриоземах содержание азота резко убывает с глубиной. Уже на глубине 10-20 см количество азотистых веществ не отличатся от их среднего содержания во вскрышных породах, распространенных в районе исследования.

Таблица 3. Основные агрохимические свойства эмбриоземов

Тип эмбриозе- Глубина, рНвддный С,% Ни»0/. С/И Р»ал , % К„ал,%

мов см

и почвы

Центральный отвал

Гумусо- 0-2 5,71 3,63 0,29 12,4 0,15 1,75

аккумулятив- 2-5 5,78 2,56 0,21 12,0 0,12 1,71

ный (т. 1) 5-20 5,3В 1,82 0,19 9,3 0,12 1,57

20-40 5,42 0,67 0,09 7,1 0,12 1,54

Дерновый 0-5 5,79 2,56 0,28 9,1 0,14 1,74

(т.2) 5-10 5,82 2,34 0,29 8,0 0,13 1,72

10-20 5,67 1,34 0,18 7,4 0,14 1,65

20-40 5,93 1,48 0,17 8,6 0,13 1,60

Инициальный 0-5 6,98 0,67 0,11 6,0 0,09 1,23

(т.З) 5-10 6,96 1,25 0,11 11,3 0,11 0,91

10-20 6,50 1,00 0,06 16,6 0,08 0,95

20-30 6,48 0,62 0,05 12,4 0,10 0,98

Малиновский отвал

Органо- 0-5 7,54 8,96 0,15 59,7 0,07 1,52

аккумулятивный 5-10 7,58 13,87 0,32 43,3 0,04 1,50

(т.4) 10-20 6,69 12,24 0,22 55,6 0,02 1,47

20-30 7,13 11,89 0,16 74,3 0,05 1,44

Органо- 0-5 7,19 8,46 0,20 42,3 0,11 1,74

аккумулятивиый 5-10 7,27 8,67 0,20 43,3 0,06 1,67

(т.5) 10-20 6,78 5,91 0,12 49,2 0,06 1,52

20-30 6,91 4,20 0,10 42,0 0,08 1,54

Инициальный 0-5 7,68 7,05 0,23 30,6 0,07 1,54

(т. 6) 5-10 7,73 11,18 0,28 39,9 0,14 1,56

10-20 7,86 13,84 0,34 40,7 0,06 1,15

20-30 7,96 13,60 0,30 45,3 0,08 1,11

Церново- 0-3 4,19 4,80 0,35 13,7 0,19 1,75

глубокоподзоли- 3-16 5,38 3,86 0,29 13,3 0,16 1,72

стая почва 16-47 5,39 1,04 0,11 9,4 0,14 1,68

47-60 5,40 0,82 0,09 9,1 0,14 1,71

Содержание валового азота в эмбриоземах на Малиновском отвале, где корнеобитаемый слой сложен каменистым материалом также достаточно высоко, что может быть связано с высоким содержанием угля в материале отвала. Наибольшее содержание азота аккумулируется в поверхностных слоях

органо-аккумулятивного эмбриозема на выровненной поверхности (т. 4) и в инициальном эмбриоземе южного склона (т. 6) (см. табл. 3). Наименьшее количество валового азота зафиксировано в органо-аккумулятивном эмбриоземе северного склона (т. 5), здесь оно не превышает 0,2 %.

В эмбриоземах, сформированных на отвале с суглинистым материалом отношение С/К изменяется в пределах 5,9-16,1. Эти крайние значения выявлены в профиле инициального эмбриозема (т. 3) (см. табл. 3). Можно предположить, что азотистые вещества, которые здесь обнаружены, микробного происхождения. Следовательно, накопление азота несколько опережает накопление гумуса, что приводит к узкому диапазону отношения С/К Наиболее близкое к дерново-глубокоподзолистым почвам отношение С/И (12,0 -12,4) зафиксировано в эмбриоземах гумусо-ак кумулятивных. В дерновых эмбриоземах отношение С/ТЧ заметно меньше, чем в контрольном варианте, и составляет 8,0 - 9,1. Это может свидетельствовать о еще недостаточном развитии процессов гумусонакопления в этих эмбриоземах. В эмбриоземах отвала с каменистым материалом выявлены отношения С/Ы несвойственные большинству естественных типов почв. Высокое содержание углистых частиц в материале этого отвала приводит к дисбалансу отношения С/И. При этом его значение достигает 80. Какой-либо закономерности распределения отношения С/Ы по профилю данных эмбриоземов (т. 4,т. 5,т. 6) не обнаружено. По-видимому, прошло еще недостаточно времени для какой-либо дифференциации углистых частиц по профилю эмбриоземов. Поэтому полученные значения отношения С/Ы еще раз подтверждают крайшою хаотичность поч-вообразующих пород на Малиновском отвале, сформированном по валовой технологии отвалообразования.

Содержание валового фосфора в гумусо-аккумулятивном и дерновом эмбриоземах меньше, чем в контрольном варианте (см. табл. 3). В инициальном эмбриоземе (т. 3) количество фосфора незначительно. Распределение валового фосфора по профилю зависит от содержания этого элемента в исходном субстрате.

В эмбриоземах, сформированных на отвале с каменистым материалом содержание валовых форм фосфора в корнеобитаемом слое заметно меньше по сравнению с эмбриоземами на суглинистом материале и с контрольным вариантом (см. табл. 3). Это может быть связано, с одной стороны, с меньшим содержанием фосфора в почвообразующих породах, складированных в этом отвале, а с другой, - слабым развитием биологических и почвообразовательных процессов на поверхности данного отвала.

Содержание калия в гумусо-аккумулятивных и дерновых эмбриоземах (т. 1, т. 2) в верхнем горизонте (0 — 5 см) достигает уровня контрольного варианта, а в более глубоких слоях (5-10 см) даже превышает его содержание в дерново-глубокоподзолистых почвах. Этот факт может быть обусловлен изначально более высоким содержанием калия в почвообразующих породах, складированных на этих участках. В инициальных эмбриоземах (т. 3) содержание калия значительно меньше, чем в контрольном варианте.

В эмбриоземах отвала с каменистым материалом (т. 4, т. 5, т. 6) в корнеобитаемом слое содержание калия заметно меньше, чем в почве контроль-

ного варианта. Это может быть обусловлено меньшим содержанием калия в составе пород, складированных на этом отвале, а также более слабым развитием биологических и почвообразовательных процессов. Содержание валового калия во всех эмбриоземах отвала мало изменяется по профилю (1,11 -1,74 %).

Реакция почвенного раствора является фактором, оказывающим влиянием на развитие растений и микроорганизмов. В связи с незначительным временем развития процессов почвообразования на обследованных отвалах значения рН в эмбриоземах во многом определяются исходными их значениями, характерными для пород, распространенных в районе разработки угольного месторождения. Поэтому рН почвенного раствора почвообразующих пород отвалов на начальных этапах биологического освоения зависит от соотношения пород, размещенных в отвале (см. табл. 3). Исследованиями установлено, что эмбриоземы, сформированные на разных в минералогическом и петрографическом отношении отвалах, имеют реакцию среды, варьирующую от кислой до слабощелочной. За более чем 20-летний период времени, прошедшего после формирования отвалов, реакция почвенной среды изменилась мало. Это, в общем, связано со значительной устойчивостью данного показателя в эмбриоземах и малым временем биологического освоения отвалов.

В целом, на основании полученных результатов выявлена зависимость основных агрохимических показателей от содержания углистых частиц. Поэтому только на отвале, сформированном по селективной технологии отвало-образования, в поверхностных слоях которого на начальном этапе освоения практически не содержится углерода, можно объективно оценить процессы накопления органических веществ и других биогенных элементов в профиле эмбриоземов в ходе развития процессов почвообразования. Выявлено, что суглинистый материал в корнеобитаемом слое ускоряет процессы накопления биогенных элементов в профиле эмбриоземов.

Глава 6. Оценка почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов

Формирование растительности на поверхности техногенных ландшафтов играет решающую роль в развитии почвенного покрова. При этом каждому типу эмбриоземов соответствуют набор растений и определенная стадия развития растительной сукцессии [Воронов, 1973; Титлянова, 1993].

Флористический состав растений на инициальных эмбриоземах представлен 5 видами, которые отнесены к 4 родам и 3 семействам. Флора инициального эмбриозема, сформированная на каменистом материале южного склона (т. 6), представлена единичными видами пионерной растительности, такими как полынь Сиверса, одуванчик обыкновенный. Значение проективного покрытия не более 3 %. Флора инициального эмбриозема, образованного на суглинистом материале южного склона (т. 3), отличается большим разнообразием растительности. Важно отметить, что видовое разнообразие увеличивается только у подножия отвала. Этому способствуют некоторое уменьшение крутизны склона, более благоприятный гранулометрический со-

став и снижение плотности субстрата. Проективное покрытие в нижней части отвала не более 30 %.

Флористический состав растений органо-аккумулятивных эмбриоземов представлен 30 видами, принадлежащими к 2В родам и 13 семействам. Флора на северном склоне Малиновского отвала (т. 5) характеризуется наличием 18 видов й представлена кустарниково-разнотравной ассоциацией. Проективное покрытие не более 40 %. Флора на выровненной поверхности (т. 4) характеризуется наличием 12 видов и представлена простой смешанной ассоциацией. Проективное покрытие не более 30 %.

Флора на дерновом эмбриоземе на северном склонс Центрального отвала (т. 2) представлена 31 видом, которые относятся к 15 семействам и 29 родам. Характеризуется как березово-ивняково-кустарниково-разнотравная группировка. Проективное покрытие более 60%.

Флора на гумусо-аккумулятивном эмбриоземе на выровненной поверхности суглинистого отвала (т. 1) представлена 37 видами, которые относятся к 16 семействам и 32 родам. Характеризуется осиново-березняковым лесом с кустарниково-разнотравно-злаковыми группировками. Проективное покрытие 100 % [Семина, 2010].

Для оценки почвенно-экологического состояния изучаемых техногенных ландшафтов проведено почвенно-картографическое обследование ключевых участков на основе профильно-генетической классификации почв техногенных ландшафтов с использованием методики, базирующейся на понятия прагматически приемлемого срока [Авдроханов, 2009]. В результате исследований установлено, что наиболее благоприятные условия для развития почвообразовательного процесса складываются на участках с отсыпкой суглинистого материала на поверхности отвала. На выровненной поверхности участка Центрального отвала (т. 1) зафиксировано два типа эмбриоземов: дерновый и гумусо-аккумулятивный, что позволяет характеризовать условия почвообразования на данном участке как хорошие. На северной экспозиции склона Центрального отвала (т. 2) также сформировались два типа эмбриоземов: органо-аккумулятивный и дерновый. Склоновые поверхности теневых экспозиций отвала обладают наиболее благоприятным гидротермическим режимом, что положительно сказывается на развитии растительного покрова. Однако на этом участке гумусо-аккумулятивные эмбриоземы не сформировались. Здесь преобладают дерновые эмбриоземы, следовательно, условия почвообразования этого участка можно считать удовлетворительными.

Иная картина наблюдается на южном склоне Центрального отвала (т.З) (угол откоса равен 45°). Здесь преобладают инициальные эмбриоземы, и только с изменением рельефа у подножия отвала, где происходит накопление мелкозёмистой фракции и хорошо развит растительный покров, сформировался органо-аккумулятивный эмбриозем. Условия почвообразования на южном склоне Центрального отвала оцениваются как неудовлетворительные.

Почвенно-экологическое состояние обследованных ключевых участков на Малиновском отвале резко отличается от состояния участков на Центральном отвале. За 20 лет на большей части Малиновского отвала сформировалось только два типа эмбриоземов: органо-аккумулятивный и инициаль-

ный. На выровненной поверхности отвала (т. 4) выявлено два типа эмбрио-земов: органо-аккумулятивный и инициальный. Причем по площади преобладает инициальный эмбриозем. На северном склоне Малиновского отвала (т. 5) сформировались эти же типы эмбриоземов, однако большую площадь занимает органо-аккумулятивный эмбриозем, что свидетельствовует о более благоприятных условиях почвообразования. Инициальные эмбриоземы здесь расположены только на вершине и очень крутых участках склона. На южном склоне данного отвала (т. 6) выявлен только инициальный эмбриозем. Таким образом, условия почвообразования на территории всего Малиновского отвала оцениваются как неудовлетворительные.

В целом исследования отвалов, сформированных по различным технологиям отвалообразования, показали, что уровень почвенно-экологического состояния определяется скоростью развития растительности и формирования почвенного покрова. На отвале, образованном по валовой технологии (Малиновский отвал), корнеобитаемый слой обладает рядом лимитирующих факторов, препятствующих быстрому биологическому освоению территории. Размещение на поверхности Центрального отвала потенциально плодородных пород позволяет значительно снизить напряженность эколого-климатических режимов и заметно ускорить развитие биоценозов, что в конечном итоге улучшает почвенно-экологическое состояние.

Предложения производству

1. Наиболее рациональной схемой в плане сохранения литогенных ресурсов, улучшения почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов и достижения высокой эффективности является совмещенная схема технической рекультивации. Суть этой схемы заключается в совмещении технологии разработки месторождения и выполнения горнотехнического этапа рекультивации. При этом происходит включение работ по восстановлению нарушенных земель в технологическую цепочку и выполнение всех работ основным горно-транспортным оборудованием. Комплекс работ включает транспортировку вскрышной породы, планировку поверхности отвала, выполаживание откосов отвалов и формирование корнеобигаемого слоя из потенциально плодородных пород.

2. Отсыпка потенциально плодородной породы мощностью 1 м на спланированную поверхность отвалов позволит надежно усваивать годовое количество осадков, будет способствовать восстановлению зонального типа растительности, а также достижению высокой почвенно-экологической эффективности рекультивации нарушенных земель.

Выводы

1. Запасов природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий в районе исследования достаточно для обеспечения рекультивационных работ с высокой почвенно-экологической эффективностью.

2. Почвенно-экологическое состояние отвалов зависит от технологии формирования техногенных ландшафтов. Только селективное отвалообразо-вание и формирование корнеобитаемого слоя из рыхлых вскрышных пород

обеспечивают сохранение литогенных ресурсов, рациональное использование климатогенных и быстрое восстановление биогенных ресурсов.

3. Почвенно-экологическая эффективность рекультивации нарушенных земель в горно-таежной зоне определяется скоростью развития фитоце-нозов и почвообразовательных процессов в техногенных ландшафтах и зависит от уровня использования природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий в данных природно-климатических условиях.

4. Благоприятный гранулометрический состав с высоким (35 - 40 %) содержанием фракции физической глины, меньшая уплотненность субстрата достигается при селективной технологии отвалообразования. Неселективное отвалообразование приводит к размещению в поверхностных слоях каменистых пород и созданию неблагоприятных условий для развития фитоценозов и почвообразования.

5. Температурный режим в эмбриоземах, сформировавшихся на отвале с суглинистым материалом, не испытывает резких колебаний и приближен к режиму зональных почв. В инициальных эмбриоземах на южном склоне, образованных на каменистом субстрате, превышение суммы активных температур над контрольным участком составляет более 600°С, что свидетельствует об усилении континенталыюсти климатических показателей.

6. Высокая каменистость субстрата определяет неблагоприятные водно-физические свойства почвообразующих пород, которые на начальных этапах лимитируют развитие первичных растительных сукцессии и процессов почвообразования. По мере повышения в составе отвала доли покровных суглинков, снижается степень ксероморфизма эмбриозема, что приводит к быстрому формированию растительного покрова и развитию почвообразовательных процессов, способствующих общему восстановлению нарушенных экосистем.

7. Картографирование почвенного покрова показало, что почвенно-экологическое состояние на отвале с селективной технологией отвалообразования оценивается как хорошее, тогда как на отвале с неселективиой технологией оно характеризуется как неудовлетворительное.

8. Формирование выровненного рельефа поверхности отвалов является фундаментальной основой для дальнейшей конструкции ландшафта и формирование почвенного покрова.

Список работ по теме диссертации

1. Семина И.С. Важность рационального использования природных ресурсов в угольной отрасли Кузбасса / И. С. Семина // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий : материалы IX междунар. науч. школы-конференции студентов и молодых ученых : в 2 т. / отв. ред. В.В. Анюшин. — Абакан : Изд-во Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Ката-нова, 2004. - Т. II. - С. 134 - 136.

2. Семина И.С. Рациональное использование природных ресурсов Кузбасса / И. С. Семина // Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых : междунар. науч.-техн. сб. / Сиб. гос. индустр. ун-т. -Новокузнецк : СибГИУ, 2006. - Вып. 8. - С. 127 - 130.

3. Семина И. С. Важность применения потенциально плодородной породы в рекультивации нарушенных земель / И. С. Семина II Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики : материалы 3 междунар. коиф. по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики / Тульский гос. ун-т. - Тула : ТулГУ, 2007.-С 137-141.

4. Семина И. С. Влияния температурного режима на развитие почвообразовательного процесса при рекультивации нарушенных земель / И.С. Семина // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - № 8. - С. 280 -281.

5. Семина И. С. Исследования температурного режима эмбриоземов на отвалах Калтанского угольного разреза / И. С. Семина, В. А. Андроханов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2010. - № 5. - С. 189 -195.

6. Семина И. С. Рациональное использование природных ресурсов на отвалах Калтанского (Осишшковского) разреза / И. С. Семина // Проблемы региональной экологии. - 2010. - № 3. - С.193 -196.

7. Семина И. С. Ресурсы рекультивации и их рациональное использование при восстановлении нарушенных земель / И.С. Семина // Отражение био-, reo-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове : сборник материалов IV Всероссийской научной конференции с международным участием / под ред. С. П. Кулижского, Е. В. Каллас, С. В. Лойко. - Томск : ТМЛ-Пресс, 2010.-Т.З.-С. 199-201.

8. Семина И. С. Сохранение и рациональное использование природных ресурсов Кузбасса в восстановлении нарушенных земель / И. С. Семина П Научные основы экологии, мелиорации и эстетики ландшафтов : материалы конференции. - Тула: Гриф и К, 2010. - С. 335 - 340.

9. Семина И.С. Почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов Калтанского угольного разреза //1 Ковалевские молодежные чтения «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» : сборник материалов Все-рос. науч. конф. с междунар. участием, 30 ноя б. - 3 дек. 2010 г. / под. ред. К.С. Байкова (отв. ред.). - Новосибирск: Окарина, 2011. — С. 109 -112.

Заказ № 2987 Бумага офсетная 80 г/м2. Тираж 100 экз. Подписано в печать 25.05.11. Формат 60x84, Усл. а л. 1.0

Отпечатано в типографии ООО «Ножшршп» 630049, г. Новосибирск, Красный пр-т, 157/1 оф. 104, тел. (383) 228-59-85

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Семина, Ирина Сергеевна

Введение.

Глава I. Изученность проблемы, объекты и методы исследования.

1.1 Состояние изученности проблемы и постановка вопроса.

1.2 Методы и объекты исследования.

Глава II. Оценка природных ресурсов рекультивации и специфика условий почвообразования в исследуемом регионе.

2.1 Климатические особенности исследуемого района и климатогенные ресурсы.

2.2 Биогенные ресурсы и характеристика почвенного и растительного покрова.

2.3 Геологическое строение района и литогенные ресурсы.

Глава III. Морфологические и физические свойства эмбриоземов.

3.1 Характеристика почвенно-экологических условий изучаемых отвалов.

3.2 Гранулометрический состав эмбриоземов.

3.3 Плотность и порозность эмбриоземов.

Глава IV. Гидротермический режим техногенных ландшафтов.

4.1 Динамика температуры эмбриоземов.

4.2 Почвенно-гидрологические характеристики эмбриоземов.

4.3 Водопроницаемость эмбриоземов.

4.4 Динамика запасов влаги.

Глава V. Агрохимические свойства эмбриоземов.

5.1 Накопление органического вещества в эмбриоземах.

5.2 Поведение азотосодержащих соединений в эмбриоземах.

5.3 Содержание фосфора и калия.

5.4 Кислотность почвенного раствора.

Глава VI Оценка почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов.

6.1 Развитие растительного покрова.

6.2 Почвенно-экологическое состояние.

6.3 Технология рекультивации и перспективы восстановления нарушенных территорий на Калтанском угольном разрезе.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка и рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почв в горно-таежной зоне Кузбасса"

Угольная промышленность в Кузбассе оказывает существенное влияния на формирование экологической ситуации. С началом интенсивной эксплуатации месторождений полезных ископаемых в области нарушено открытым и подземным способом добычи угля по разным данным от 60 до 150 тысяч га, при этом общая площадь нарушений превышает 1 % территории Кузбасса. Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом приводит к разрушению всей экосистемы в целом [Геоэкология, 2005 и др.]. Значительные изменения происходят с земельным фондом, почвенный покров практически уничтожается, происходит изменение рельефа, гидрологии рек, загрязнение атмосферного воздуха и т.п.

В процессе добычи полезных ископаемых на дневную поверхность выносятся значительные объёмы вскрышных пород, в результате формируются новые по своему генезису техногенные ландшафты со своеобразным рельефом, обусловленным технологией разработки месторождения, микроклиматом и составом почвообразующих пород. В подавляющем большинстве случаев сформированные ландшафты характеризуются специфическими условиями почвообразования, которые приводят к формированию нового почвенного покрова с набором молодых почв - эмбриоземов, в большинстве случаев очень сильно отличающихся от естественных почв, которые были на этой территории. По этой причине техногенные ландшафты представляют собой экоклин, т.е. территории, не соответствующие данной природно-климатической обстановке [Андроханов, 2004].

Кризисная экологическая обстановка в Кузбассе, обусловленная образованием большого количества нарушенных территорий, предопределяет проведение почвенно-экологической оценки состояния техногенных ландшафтов и разработку эффективных технологий рекультивации [Курачев, 1994]. Существующие технологии рекультивации нарушенных земель, применяемые в настоящее время, оказываются малоэффективными. Повысить эффективность рекультивации нарушенных земель в Кузбассе возможно только путём более рационального использования местных природных ресурсов. Для этого необходимо провести инвентаризацию природных ресурсов и оценить перспективы их использования в высокоэффективных технологиях рекультивации.

Изучение почвообразующей значимости вскрышных и вмещающих пород стратиграфической колонки позволит выявить лимитирующие факторы, препятствующие почвообразовательному процессу, оценить возможность их преобразования в ходе биологического освоения и разработать рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов при рекультивации техногенных ландшафтов горно-таежной зоны Кузбасса.

Цель исследования - оценить природные ресурсы для рекультивации почв и разработать пути их рационального использования при восстановлении нарушенных территорий в горно-таежной зоне Кузбасса.

Задачи исследования:

1. Оценить природные ресурсы рекультивации нарушенных земель в горно-таежной зоне Кузбасса.

2. Исследовать сформировавшийся почвенный покров в техногенных ландшафтах.

3. Определить почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов, образованных по разным технологиям отвалообразования.

4. Выявить перспективы восстановления почв на нарушенных территориях горно-таежной зоны Кузбасса.

Научная новизна и практическая значимость

Впервые проведена оценка природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий, экспериментально выполнена оценка почвообразующей значимости вскрышных и вмещающих пород стратиграфической колонки и предложена схема оптимального их использования при восстановлении нарушенных земель в горно-таежной зоне Кузбасса. Изучена специфика формирующегося почвенного покрова и выявлены перспективы восстановления растительности и почв на отвалах, сформированных по разным технологиям отвалообразования. Установлено, что в условиях горно-таежной зоны Кузбасса при проведении восстановительных работ особое значение имеет сохранение литогенных ресурсов на технологическом этапе рекультивации нарушенных территорий.

Защищаемые положения

1. Литогенный состав пород, слагающих отвалы, определяет режимы функционирования формирующихся экосистем и перспективы восстановления нарушенных территорий в горно-таежной зоне Кузбасса.

2. Создание благоприятных эдафических условий в корнеобитаемом слое на горнотехническом этапе способствует повышению почвенно-экологической эффективности восстановления нарушенных территорий.

Теоретическая и практическая значимость

Полученные материалы проведенных исследований позволяют обосновать внедрение современных технологий рекультивации и создавать условия для ускоренного восстановления нарушенных земель. Результаты работы использованы в проектно-конструкторской и производственной деятельности Калтанского угольного разреза. Внедрение результатов при рекультивации нарушенных земель на разрезе позволяет значительно улучшить качество и почвенно-экологическую эффективность проведения рекультивационных работ. Результаты исследований доведены до широкого круга специалистов путем публикаций и докладов.

Личный вклад автора

Автором проведены все полевые и лабораторные исследования, анализ и обобщение полученной информации, публикация и апробация основных результатов диссертационной работы.

Апробация работы

Материалы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 2007), «Неделя Горняка» (Москва, 2008; 2010), «Научные основы экологии, мелиорации и эстетики ландшафтов» (Москва, 2010), «Отражение био-, reo-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010), «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010).

Публикации результатов исследования

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе трех статьях в рецензируемых журналах из «Перечня.» ВАК РФ.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, изложена на 202 страницах текста, включает список литературы из 158 наименований, в том числе 7 иностранных, 18 таблиц, 21 рисунок и 39 приложений, включающих в себя 22 таблицы и 16 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Семина, Ирина Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Запасов природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий в районе исследования достаточно для обеспечения рекультивационных работ с высокой почвенно-экологической эффективностью.

2. Почвенно-экологическое состояние отвалов зависит от технологии формирования техногенных ландшафтов. Только селективное отвалообразование и формирование корнеобитаемого слоя из рыхлых вскрышных пород обеспечивают сохранение литогенных ресурсов, рациональное использование климатогенных и быстрое восстановление биогенных ресурсов.

3. Почвенно-экологическая эффективность рекультивации нарушенных земель в горно-таежной зоне определяется скоростью развития фитоценозов и почвообразовательных процессов в техногенных ландшафтах и зависит от уровня использования природных ресурсов рекультивации нарушенных территорий в данных природно-климатических условиях.

4. Благоприятный гранулометрический состав с высоким (35 — 40 %) содержанием фракции физической глины, меньшая уплотненность субстрата достигается при селективной технологии отвалообразования. Неселективное отвалообразование приводит к размещению в поверхностных слоях каменистых пород и созданию неблагоприятных условий для развития фитоценозов и почвообразования.

5. Температурный режим в эмбриоземах, сформировавшихся на отвале с суглинистым материалом, не испытывает резких колебаний и приближен к режиму зональных почв. В инициальных эмбриоземах на южном склоне, образованных на каменистом субстрате, превышение суммы активных температур над контрольным участком составляет более 600°С, что свидетельствует об усилении континентальности климатических показателей.

6. Высокая каменистость субстрата определяет неблагоприятные водно-физические свойства почвообразующих пород, которые на начальных этапах лимитируют развитие первичных растительных сукцессий и процессов почвообразования. По мере повышения в составе отвала доли покровных суглинков, снижается степень ксероморфизма эмбриозема, что приводит к быстрому формированию растительного покрова и развитию почвообразовательных процессов, способствующих общему восстановлению нарушенных экосистем.

7. Картографирование почвенного покрова показало, что почвенно-экологическое состояние на отвале с селективной технологией отвалообразования оценивается как хорошее, тогда как на отвале с неселективной технологией оно характеризуется как неудовлетворительное.

8. Формирование выровненного рельефа поверхности отвалов является фундаментальной основой для дальнейшей конструкции ландшафта и формирование почвенного покрова.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Семина, Ирина Сергеевна, Новосибирск

1. Абакумов Е.В. Регенерационное почвообразование в посттехногенных экосистемах карьерно-отвальных комплексов Северо-Запада России : автореф. дис. . канд. биол. наук. — Санкт-Петербург, 2004. 16 с.

2. Агроклиматический справочник по Кемеровской области. Л. : Гидрометеоиздат, 1959. - 136 с.

3. Агрономия : учеб. пособие для учреждения сред. проф. образования / H.H. Третьяков, Б.Л. Ягофин, A.M. Туликов и др.; под ред. H.H. Третьякова. М.: Академия, 2004. - 480 с.

4. Агрофизика / Е.В. Шеин, В.М. Гончаров. Ростов н/Д : Феникс, 2006.-400с.

5. Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1976. - 544 с.

6. Агрохимические методы исследования почв. М., 1975. - 656 с.

7. Агрохимическая характеристика почв СССР. М.:Наука, 1968.383 с.

8. Алисов Б.П. Климатология / Б.П. Алисов, Б.В. Полтараус. — М. : Изд-во МГУ, 1974. 300 с.

9. Алисов Б.П. Климотология / Б.П. Алисов, Б.В. Полтараус. Изд. второе, перераб. и доп. — М. : Изд-во МГУ, 1994. - 299 с.

10. Андроханов В.А. Почвы техногенных ландшафтов: генезис и эволюция / В.А. Андроханов, Е.Д. Куляпина, В.М. Курачев. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2004. - 151 с. + 8 с. цв. ил.

11. Андроханов В.А. Техноземы: свойства, режимы, функционирование / В.А. Андроханов, C.B. Овсянникова, В.М. Курачев. — Новосибирск : Наука Сиб. издат. фирма РАН, 2000. 200 с.

12. Андроханов В.А. Техноземы и изменение их свойств на биологическом этапе рекультивации : автореф. дис. . канд. биол. наук. — Новосибирск, 1998.-22 с.

13. Андроханов В.А. Сингенез почвенно-генетических и биологических процессов в техногенных ландшафтах Кузбасса // Вестник Томского государственного университета. Томск, 2003. - Прил. №7 - С. 16-23.

14. Андроханов В.А. Почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов: динамика и оценка : автореф. дис. . докт. биол. наук. -Новосибирск, 2005. 32 с.

15. Андроханов В.А. Принципы оценки почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов / В.А. Андроханов, В.М. Курачев // Сибирский экологический журнал. 2009. - № 2. - С. 165 — 169.

16. Анистратов Ю.И. Технологические процессы открытых горных работ / Ю.А. Анистратов, К.Ю. Анистратов. М. : Горное дело, 2008 - 448 с.

17. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. М. : Изд-во МГУ, 1970. - 487 с.

18. Баранник Л.П. Рекультивация нарушенных земель в Сибири : сборник научных трудов / Л.П. Баранник, А.М. Шмонов, В.П. Николайченко ; под ред. А.Н. Куприянова // Технология рекультивации. Кемерово : ИНТ, 2005. Вып. 1.-С. 124- 145.

19. Баранник Л.П. Эколого-биологические основы лесной рекультивации техногенных земель Кузбасса : автореф. дис. . д-ра биол. наук. Кемерово, 1991. - 32 с.

20. Бекаревич Н.Е. К вопросу о плодородии почв и пород / Н.Е.Бекаревич, Н.Т. Масюк, Л.П. Сидорович // Освоение нарушенных земель. М. : Наука, 1976. - С. 5-26.

21. Бекаревич Н.Е. Рекомендации по биологической рекультивации земель в Днепропетровской области / Н.Е. Бекаревич, Н.Т. Масюк, И.Х. Узбек. — Днепропетровск, 1969 42 с.

22. Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель : материалы междунар. науч. конф., 4-8 июня 2007. Екатеринбург : Изд-во Урал, ун-та, 2007. - 928 с.

23. Биологическая рекультивация земель в Сибири и на Урале. Новосибирск : Наука : Сиб. отд-ние, 1981. - 113 с.

24. Бондарев A.C. Агрофизические проблемы почвоведения / A.C. Бондарев, В.И. Димо // Почвоведение. 1980. - № 3. - С. 5-14.

25. Бонитировка почв Западной Сибири. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1975. - 196 с.

26. Будыко М.И. Использование солнечной энергии природным растительным покровом на территории СССР / М.И. Будыко, H.A. Ефимова. -Ботанический журнал. 1968. - Т. 23, № 10. - С. 30-42.

27. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. М. : Агропромиздат , 1986. - 416 с.

28. Вальков В.Ф. Почвоведение : учебник для вузов / В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников. — М. : МарТ ; Ростов н/Д : Издат. центр «МарТ», 2004. 496 с.

29. Вернадский В.Н. Биосфера / В.Н. Вернадский. М. ; JL, 1926.146 с.

30. Воронов А.Г. Геоботаника / А. Г. Воронов. М.: Изд-во МГУ, 1973.-383 с.

31. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования / В.Р. Волобуев. М. : Недра, 1974. - 127 с.

32. Воронин А.Д. Основы физики почв / А.Д. Воронин. М. : Изд-во МГУ, 1986.-244 с.

33. Гаджиев И.М. Стратегия и перспективы решения проблем рекультивации нарушенных земель / И.М. Гаджиев, В.М. Курачев, В.А. Анд-роханов. Новосибирск : ЦЭРИС, 2001. - 37 с. : ил. 9.

34. 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.

35. Гедройц К.К. Избранные научные труды / К.К. Гедройц. М., 1975.- 639 с.

36. Геологическое строение и полезные ископаемы Кемеровской области : учеб. пособие / Е.Д. Шпайхер, Я.М. Гутак, О.Г. Епифанцев, К.Д. Лукин ; Сиб. гос. индустр. ун-т. Новокузнецк : СибГИУ, 2006. - 170 с.

37. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса / В.П. Потапов, В.П. Мазикин, Е.Л. Счастливцев, Н.Ю. Вашлаева. Новосибирск : Наука, 2005. - 660 с.

38. Гинзбург К.Е. Фосфор в основных типах почв СССР / К.Е. Гинзбург. -М. : Наука, 1981.-244 с.

39. Гипергенез и эволюция техногенного рельефа Кузбасса / Ф.К. Ра-гим-Заде, С.С. Трофимов, В.И. Щербатенко, Л.П. Баранник // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ие, 1977. - С. 14 - 26.

40. Глебова О.И. Биогеографическая диагностика эмбриоземов Кузбасса : автореф. дис. канд. биол. наук. Новосибирск, 2005. — 19 с.

41. Горбунов Н.И. Минералогия и физическая химия / Н.И. Горбунов. М. : Наука, 1978.

42. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды РФ» Электронный ресурс. : сайт Государственного комитета РФ по охране окружающей среды. Режим доступа : http : // www.Econom.ru.

43. ГОСТ 17.5.1.01-83 Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения. М., 1983.

44. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации. М., 1985.

45. ГОСТ 17.5.1.03-86. Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель. — М., 1986.

46. ГОСТ 26955-86. Техника сельскохозяйственная мобильная: Нормы воздействия движителей на почву. Введ. на вновь разрабатываемую технику 01.01.87, на выпускаемую технику 01.01.96. М., 1996. - 7 с.

47. Гумусообразование в техногенных экосистемах. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1986. - 166 с.

48. Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв (пространственные и временные аспекты) / М.И. Дергачева. Новосибирск : Наука, 1989. - 109 с.

49. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР / В.Н. Димо. .М. : Колос, 1972.-360 с.

50. Докучаев В.В. Избранные сочинения / В.В. Докучаев. М. : Сельхозгиз, 1949.-447 с.

51. Етеревская JI.B. К вопросу о систематике и классификации техногенных почв / JI.B. Етеревская, М.Т. Донченко, JI.B. Лехциер // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. - С. 67-70.

52. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока Алтая-Саянская горная область.- М. : Наука, 411 с.

53. Качинский H.A. О влажности почвы и методах её изучения / H.A. Качинский. М.: Изд-во АН СССР, 1930.-78 с.

54. Качинский H.A. Механический и микроагргатный состав почвы, методы его изучения / H.A. Качинский. М.: Изд-во АН ССР, 1985. - 192 с.

55. Качинский H.A. Физика почв / H.A. Качинский. М.: Высшая школа, 1965. - 322 с.

56. Кандрашин Е.Р. Сингенез и продуктивность естественной растительности и полукультурфитоценозов на отвалах угольных разрезов Кузбасса // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1979. - С. 163-172.

57. Классификация почв России / отв. ред. Л.Л. Шишов, Г.В. Добровольский. М. : Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 1997. -235 с.

58. Климат, рельеф и деятельность человека. — М. : Наука, 1984.278 с.

59. Климат СССР. Западная Сибирь. 1962. - Вып. 4. - 360 с.

60. Климатический справочник СССР.- Красноярск, 1964- Вып. 20.- 342 с.

61. Ковалев Р.В. Процессы и продукты почвообразования в темно-хвойных лесах / Р.В. Ковалев, В.М. Корсунов, В.Н. Шоба. Новосибирск : Наука, 1981.

62. Ковда В.А. Основы учения о почвах / В.А. Ковда. М. : Наука, 1973.-448 с.

63. Крапивкина Э.Д. Исчезающие, реликтовые и редкие виды растений Кемеровской области и вопросы их охраны // Охрана растительного мира Сибири. Новосибирск : Наука, 1981. - С. 15 -20.

64. Крапивкина Э.Д. Неморальные реликты во флоре черневой тайги Горной Шории / Э.Д. Крапивкина. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2009.

65. Красная книга Кемеровской области / отв. ред. И.М. Краснобо-ров. Кемерово, 2000. - 243 с.

66. Крылов Г.В. Леса Западной Сибири / Г.В. Крылов. М.: Изд-во АН СССР, 1961.-256 с.

67. Кононова М.М. Органическое вещество почвы / М.М. Кононова. -М.: Изд-во АН СССР, 1963.-314 с.

68. Куляпина Е.Д. Поглощающий комплекс в почвах техногенных ландшафтов (Южный Кузбасс) : автореф. дис. . канд. биол. наук. — Новосибирск, 2002. 22 с.

69. Куминова A.B. Растительность Кемеровской области / A.B. Ку-минова. Новосибирск, 2002. - 21 с.

70. Куприянов А.Н. Антропогенная флора и закономерности фито-мелиорации отвалов в субаридной зоне Казахстана : автореф. дис. . д-ра биол. наук. Новосибирск, 1992. - 32 с.

71. Куприянов А.Н. Естественное зарастание отвалов Кузбасса / А.Н. Куприянов, Ю.В. Морсакова // Вести Кузбас. гос. техн. ун-та. 2006. - № 3. -С. 48-51, 176.

72. Курачев В.М. Классификация почв техногенных ландшафтов / В.М. Курачев, В.А. Андроханов // Сиб. экол. журнал. 2002. - № 3. - С. 255 -261.

73. Курачев В.М. Сингенетичность растительности и почв техногенных ландшафтов: экологические аспекты, классификация / В.М. Курачев, Е.Р. Кандрашин, Ф.К. Рагим-заде / Сиб. экол. журнал. 1994. - № 3. - С. 205-213.

74. Манаков Ю.А. Особенности формирования растительного покрова в карьерно-отвальных ландшафтах Кузбасса : автореф. дис. . канд. биол. наук. — Новосибирск, 2000. 16 с.

75. Масюк Н.Т. Введение в сельскохозяйственную экологию : учеб. пособие / Н.Т. Масюк ; Днепропетровск, с.-х. ин-т. Днепропетровск, 1989. 192 с.

76. Махонина Г.И. Скорость гумусонакопления на самозарастающих отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1990. - С. 22 -23.

77. Махонина Г.И. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Разработка способов рекультивации ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью : сб. докл. науч. семинара в рамках темы Ш.З. СЭВ.-Конин, 1989.-Т. 1.-С. 161-176.

78. Махонина Г.И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала / Г.И. Махонина. Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2003. - 356 с.

79. Миронычева-Токарева Н.П. Динамика растительности при зарастании отвалов / Н.П. Миронычева-Токарева. — Новосибирск : Наука, Сиб. предприятие РАН, 1998. 171 с.

80. Миркин Б.М. Современное состояние и тенденции развития классификации растительности методом Браун-Бланке // Итоги науки и техники. Сер. Ботаника. -М.: ВИНИТИ, 1989. -Т.9. 126 с.

81. Минеев В.Г. Агрохимия : учебник / В.Г. Минеев. 3-е изд. - М. : Наука, 2006. - 720 с.

82. Моторина JI.B. Проблемы рекультивации земель // Природа. -1975.-№4.-С. 62-70.

83. Моторина Л.В. К вопросу о типологии и классификации техногенных ландшафтов // Научные основы охраны природы. М., 1975 -. Вып. III.-С. 5-30.

84. Моторина Л.В .Промышленность и рекультивация земель / Л.В. Моторина, В.А. Овчинников. М. : Мысль, 1975. - 240 с.

85. Моторина Л.В. Комплексность в рекультивации техногенных ландшафтов и терминологические аспекты пробле лдмы // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М., Наука, 1978. — С. 22-33.

86. Микробные ценозы техногенных экосистем Сибири / H.H. На-плекова, С.С. Трофимов, Е.Р. Кандрашин, Ф.А. Фаткулин, Л.П. Баранник // Техногенные экосистемы. Организация и функционирование. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1985. - С. 38-69.

87. Назарюк В.М. Почвенно-экологичсекие основы оптимизации питания растении / В.М. Назарюк ; отв. ред. Л.Л. Убугунов ; Рос.акад. наук, Сиб. отд-ние, Институт почвоведения и агрохимии. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2007.-364 с.

88. Накаряков A.B. О молодых почвах, формирующихся на отвалах отработанных россыпей в подзоне южной тайги Среднего Урала / A.B. Накаряков, С.С. Трофимов // Почвообразование в техногенных ландшафтах. -Новосибирск : Наука. Сиб. Отд-ие, 1979. С. 58 - 106.

89. Опыт сельскохозяйственной и лесной рекультивации на отвалах открытых разработок в Подмосковном бассейне / Л.В. Моторина, Г.А. Зайцев, В.Н. Чеклина, А.И. Савич // Охрана природы на Урале. — Свердловск, 1970.-С. 55-62.

90. Орлов Д.С. Химия почв : учебник / Д.С. Орлов. М. : Изд-во МГУ, 1985.-376 с.

91. Отчёт по научно-исследовательской теме «Инженерно-геологические исследования Алардинского месторождения каменного угля». Выполненный в порядке хоздоговора 19373 Осинниковской ГРП треста «Кузбассуглеразведка». Томск, 1976. — 59 с.

92. Певзнер М.Е. Горная экология : учеб. пособие для вузов / М.Е. Певзнер. М. : Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2003. - 395 с.

93. Пигорев И.Я. Формирование естественного травостоя на отвалах Стойленского ГОКа в связи с их составом, возрастом и рельефом // Тр. Воронежского сельскохозяйственного института. 1980 -. Т. 108. — С. 43-56.

94. Пигарев И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение / И.Я. Пигарев. — Курск: Изд-во Курск, гос. с.с. х. ак., 2006.-366 с.

95. Положий A.B. Реликты третичных широколиственных лесов во флоре Сибири / A.B. Положий, Э.Д. Крапивкина. Томск : Изд-во ТГУ, 1985. - 158 с.

96. Полохин O.B. Трансформация литогенных форм фосфатов при почвообразовании в техногенных ландшафтах (на примере КАТЭКа) : авто-реф. дис. . канд. биол. наук. Новосибирск, 2008. — 18 с.

97. Подземные органы растений в травяных экосистемах / A.A. Тит-лянова, Н.П. Косых, Н.П. Миронычева-Токарева, И.П. Романова. Новосибирск : Наука. Сиб. издат. фирма, 1996. - 128 с.

98. Работнов Т.А. Фитоценология / Т.А. Работнов. М.: Изд-во МГУ, 1978.-384 с.

99. Рагим-Заде Ф.К. Техногенные элювши вскрышных пород угольных месторождений Сибири, оценка их потенциального плодородия и пригодности для восстановления почвенного покрова : автореферат дис. . кандидата биологических наук Новосибирск, 1977. - 22с.

100. Раменский Л.Г. Избранные работы / Л.Г. Раменский. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1971.-333 с.

101. Разработка высокоэффекивных технологий нарушенных земель с использованием природных ресурсов Кузбасса : отчет о НИР. Новокузнецк, 2009. - 74 с. - № ГР01200905368.

102. Реймерс Н.Ф. Природопользование : словарь-справочник. — М. : Мысль, 1990. 640 с.

103. Роде A.A. Основы учения о почвенной влаги / A.A. Роде. — JI. : Гидрометеоиздант, 1965. — Т. 1. — 663 с.

104. Роде A.A. Почвенная влага / A.A. Роде. М.: Изд-во АН СССР, 1952.-445 с.

105. Семина И. С. Влияния температурного режима на развитие почвообразовательного процесса при рекультивации нарушенных земель / И.С. Семина // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. — № 8. — С. 280-281.

106. Семина И. С. Исследования температурного режима эмбриоземов на отвалах Калтанского угольного разреза / И. С. Семина, В. А. Андроханов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. - № 5. - С. 189 — 195.

107. Семина И. С. Рациональное использование природных ресурсов на отвалах Калтанского (Осинниковского) разреза / И. С. Семина // Проблемы региональной экологии. М. : Маджента, 2010. — № 3. — С.193 — 196.

108. Сляднев А.П. Географическая основа климатического районирования и опыт применения их на юге- востоке Западно-Сибирской равнины // Ученые записки Новосибирского педагогического института. 1965. - Вып. 21.

109. Соколов Д.А. Окислительно-восстановительные процессы в почвах техногенных ландшафтов : автореф. дис. . канд. биол. наук. — Новосибирск, 2009. 20 с.

110. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. /Сорокин О.Д. Красонообск : ГОУ РПО СО РАСХН, 2004. - 162 с.

111. Сукачев В.Н. Проблемы фитоценологии. Избранные труды / В.Н. Сукачев. Л. : Наука, 1975. - Т.З - 543 с.

112. Сукцессии и биологический круговорот / A.A. Титлянова, H.A. Афанасьев, Н.Б. Наумова и др. ; отв. ред. В.М. Курачев. Новосибирск : Наука, ВО «Наука», Сибирская издат. фирма, 1993. - 157 с.

113. Таранов С.А. Экологические и генетические особенности почв лесного пояса Горной Шории // Лесные почвы горного окаймления юго-востока Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1974. - С. 75 - 132.

114. Теории и методы физики почв : коллективная монография / под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. -М. : Гриф и К, 2007. 616 с.

115. Территориальная комплексная программа охраны окружающей среды Кемеровской области до 2005 года. Кемерово, 1993. - Т 4, Т 5 .

116. Технозёмы : свойства, режимы, функционирование / В.А. Андра-ханов, C.B. Овсянникова, В.М. Курачев. Новосибирск : Наука, Сиб. издат. фирма РАН, 2000. - 200 с.

117. Толковый словарь по почвоведению. М. : Наука, 1975. - 286 с.

118. Томаков П.И. Технология, механизация и организация открытых горных работ : учебник для вузов / П.И. Томаков, И.К. Наумов. 3-е изд., пе-рераб. - М. : Изд-во Моск. гос. горн, ин-та, 1992. - 464 с.

119. Трофимов С.С. Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области / С.С. Трофимов. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1975. - 300 с.

120. Трофимов С.С. Горно-таёжные глубокоподзоленные непромер-зающие почвы Алтая Саянской провинции / С.С. Трофимов, С.А. Таранов // Лес и почвы. - Красноярск, 1968.

121. Трофимов С.С. Горно-таежные почвы Горной Шории / С.С. Трофимов, С.А. Таранов // Лес и почва. Красноярск, 1968. - С. 107 - 120.

122. Трофимов С.С. Антропогенный рельеф Кузбасса / С.С. Трофимов, В.А. Овчинников // Рекультивация в Сибири и на Урале. — Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1970. С. 5-24.

123. Угольная база России. Том II. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири: ООО «Геоинформцентр», 2003. — 390 с.

124. Чайкина Г.М. Рекультивация нарушенных земель в горнорудных районах Урала / Г.М. Чайкина, В.А. Объедкова. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 267 с.

125. Шашко Д.И. Агроклиматические ресурсы СССР / Д.И. Шашко. — JI. : Гидометеоиздат, 1985. 247 с.

126. Шульгин A.M. Температурный режим почв / A.M. Шульгин. JI. : Гидрометиздат, 1957 — 247 с.

127. Шульгин A.M. Климат почвы и его регулирование / A.M. Шульгин. JI. : Гидрометеоиздат, 1972. - 341 с.

128. Экологическое состояние лесов Кузбасса / Л.П. Баранник, В.П. Николайченко, А.Ф. Салагаев и.др.. Кемерово : Ирбис, 2005. — 136 с.

129. Экология и охрана природы при открытых горных работах / П.И. Томаков, B.C. Коваленко, A.M. Михайлов, А.Т. Калашников. М. : Изд-во Моск. гос. горн, ун-та. - 1994, 418 е.: ил.

130. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов / И.М. Гад-жиев, В.М. Курачев, Ф.К. Рагим-Заде и др.. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1992.-305 с.

131. Экологическая карта Кемеровской области. 1985.

132. Энциклопедический словарь географических терминов. М. : Советская энциклопедия, 1968. - 437 с.

133. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири / В.Н. Якименко. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2003. - 231 с.

134. An intelligent decision support system for revegetation and reclamation of land contaminated from coal mine wastes / Li Daoliang, Wang Ying, Fu Zetian // Miner. Resour. Manag.- 2005. 21, № 4. - С. 41 - 55.- Англ.; рез.пол.

135. Xuzhou, Китай / Da Jian-yuan, Zhang Shao-liang, Wang Hui, Zhang Guo-liang, Song Kui, Tu Wanchun // Zhongguo kuangye daxue xuebao = J. China Univ. Mining and Technol.- 2005. 34, № 3. - C. 383 -389. - Кит.; рез. англ.

136. Landscape restoration following phosphate mining: 30 years of co-evolution of science, industry and regulation / Brown Mark T.// Ecol. Eng.Eng.: The Journal of Ecotechnology.-2005.-24, №4.- C. 309 329. - Англ.

137. Using Mother Nature's wisdom in mine site reclamation / Sawatsky Les // Mining Environ. Manag.- 2006.- Oct.- C. 12.14.- Англ.

138. The growth and seed production of soybean plants cultivated on mine spoils / Onac Silvia // Stud. Univ. Babec-Bolyai. Biol. 2002. - 47, № 2. - C. 43 -53. - Англ.