Техноземы и изменение их свойств на биологическом этапе рекультивации : На примере КАТЕКа

• Автор: Андроханов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Введение
Объекты и методы исследования
Глава I. Условия формирования и развития техногенных ландшафтов
1.1. Климатические условия
1.2. Рельеф изучаемой территории и особенности рельефа техногенных ландшафтов
1.3. Растительность
1.4. Почвенный покров
Глава II. Изменения свойств ПСП в процессе формирования техноземов
2.1. Плотность ПСП
2.2. Структурное состояние ПСП
2.3. Содержание гумуса в ПСП
2.4. Динамика основных агрохимических свойств в ПСП
Глава III. Физические свойства техноземов
3.1. Г ранулометрический состав
3.2. Плотность и порозность
3.3. Динамика структурного состояния
Глава IV. Водно-физические свойства техноземов
4.1. Почвенно-гидрологические характеристики
4.2. Водопроницаемость
4.3. Некоторые элементы водного режима
Глава V. Особенности агрохимических свойств техноземов
5.1. Восстановление гумусного состояния
5.2. Динамика азотсодержащих соединений
5.3. Поведение фосфора и калия
Выводы
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Исследование особенностей восстановления свойств и режимов техноземов КАТЭКа проводилось в лаборатории рекультивации Института почвоведения и агрохимии СО РАН в рамках темы “Экология Канско-Ачин-ского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК)”, входящих в ГНТП “Сибирь”.
Актуальность исследований. В процессе разработки буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна неизбежно занимаются все новые площади сельскохозяйственных и лесных угодий. Соответственно возрастают площади нарушенных земель. Такие земли принято называть техногенными ландшафтами. Поскольку территориально все объекты формирующегося КАТЭКа расположены в наиболее освоенной части Канско-Ачинской лесостепи, то техногенные ландшафты не только изменяют структуру сельскохозяйственных и рекреационных угодий, но и оказывают многостороннее негативное экологическое воздействие на окружающую среду.
В настоящее время общая площадь техногенных ландшафтов на КАТЭКе по разным оценкам составляет 25 -30 тысяч гектар. Более 80% этой территории ранее было занято сельскохозяйственными угодьями. Скорость отчуждения земель под горные работы значительно опережает темпы возвращения рекультивированных земель (Географические условия

ной поверхности отвалов материала плодородного слоя почвы (ПСП). Эти насыпные почвы в соответствии с классификацией (Гаджиев, Курачев,1992) следует отнести к типу техноземов гумусоаккумулятивных, (далее, для краткости в тексте, - техноземов). Несмотря на наличие ряда публикаций, посвященных этим почвам (Масюк, 1975; Етеревская, 1977; Бекаревич, 1984; ЫеЬегоИт, 1969; и др.) их свойства, режимы и экологические функции тем не менее мало изучены. Отсутствуют, в частности, сведения о характере трансформации свойств и режимов субстрата ПСП, используемого для формирования техноземов на этапах технологической цепочки и его изменениях по мере прохождения этапов биологической рекультивации. По этой причине экологическая эффективность такой технологии рекультивации остается неоцененной. Вместе с этим известны случаи возникновения неблагоприятных экологических и хозяйственных последствий, проявившихся после формирования техноземов. Поэтому изучение свойств, режимов и экологических функций техноземов, особенно в климатических условиях КАТЭКа, характеризующихся неустойчивым и недостаточным увлажнением, приобретает особую актуальность, обостряющуюся, помимо прочего, и значительными финансовыми расходами, необходимых для реализации названой технологии. В связи с этим исследование процессов, протекающих в техноземах в течение всех циклов их создания и развития является весьма важной и технологически, и экологически оправданной задачей. Полученная при этом информация может найти научное и практическое применение.
Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось изучение направленности, характера и интенсивности восстановления генетических, агрофизических и агрохимических свойств и режимов техноземов, находящихся на различных этапах мелиоративного освоения, анализ достоинств и недостатков устоявшейся технологии их формирования. Реализация этой цели потребовала изучения следующих сторон почвообразования: 1) преобразования материала плодородного слоя почвы на различных этапах технологической цепочки; 2) трансформации гумусного состояния в процессе их ме-

ПСП в буртах, тем при прочих равных условиях менее значительными будут изменения (Фаткулин, Андроханов, 1991).
Известно, что плотность почвы является очень динамичным показателем (Воронин, 1986; Корчагина, 1985). В первый год хранения ПСП в буртах происходят самые значительные изменения плотности. Под влиянием процессов иссушения - увлажения, замерзания и оттаивания наблюдается значительное снижение плотности ПСП в поверхностном слое бурта, тогда как во внутренней части бурта плотность сохраняется очень высокой, т.е. сразу начинается дифференциация материала.
Снижение плотности поверхностного слоя гумусового склада способствует бурному развитию растительности. Поэтому на второй год хранения ПСП в результате развития растительного покрова продолжается снижение плотности ПСП. При этом происходит разрушение техногенной структуры и увеличение межагрегатной порозности (см. табл. 2). Эти процессы проявляются до глубины 20-50 см, т.е. в корнеобитаемом слое. Плотность материала ПСП внутри бурта за все время хранения изменяется незначительно. Весь период хранения эта часть ПСП остается недоступной для воздействия климатических и биологических факторов. Здесь могут происходить лишь незначительные изменения плотности за счет процессов иссушения с последующим уплотнением и слитизацией.
4 этап - отсыпка ПСП на спланированный участок. После планировки поверхности отвалов вскрышных пород и вторичного ремонта спланированной поверхности производится отсыпка ПСП. В процессе разрушения бурта происходит перемешивание “разделившихся” в период хранения слоев ПСП с различными свойствами и плотностью. При погрузке и транспортировке ПСП к месту отсыпки происходит крошение крупных отдельностей на более мелкие, что способствует значительному снижению плотности ПСП. Отсыпанный на поверхность материал ПСП остается в кучах некоторое время, зависящее от площади рекультивационного участка . При этом под воздейст-