Способ рекультивации хвостохранилищ в условиях субартики

Изобретение относится к области рекультивации техногенно нарушенных земель, в частности к экологии. Способ включает посев семян травосмеси многолетних трав и внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений. При этом в первый год проводят техническую рекультивацию путем создания изоляционного дренажного слоя из скальных пород, щебня и гравия (подложка). Затем наносят искусственный слой (субстрата), состоящий из речного песка, почвы и опилок, гранулированного шлака, угольного порошка, торфа и кека с последующим перемешиванием поверхностного слоя фрезерованием и его последующим прикатыванием. На второй год после усадки искусственного грунта проводят подсыпку субстрата и биологическую рекультивацию путем высаживания древесно-кустарниковой растительности и посева семян травосмеси многолетних низовых злаков разбросным способом с одновременным внесением азотно-фосфорно-калийных удобрений. В качестве древесно-кустарниковой растительности используют разновидности ивы, такие как филиколистная, и/или красивая, и/или енисейская, а в качестве травосмесей - мятлик луговой и овсяницу красную. Проводят поверхностное опрыскивание посевов раствором сульфитно-спиртовой барды. Способ позволяет в короткий период времени создать продуктивный почвенно-растительный покров на техногенно нарушенных землях хвостохранилищ. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области рекультивации техногенно нарушенных земель, в частности к экологии, конкретно к способу восстановления почвенно-растительного покрова на скальных грунтах территорий хвостохранилищ в условиях Субарктики.

Известен способ восстановления полностью уничтоженных природных растительных сообществ (авт. св. СССР №1217284, МПК¹ А01В 79/02, опубл. 1986), заключающийся в густых и сверхредких посадках дерна и оставлении полос для самозарастания. При этом в центре участка располагают полосу шириной 10-12 м с густой посадкой дерна, по обе стороны от которой последовательно располагают пустые полосы шириной 30-35 м и полосы сверхредкой посадки дерна шириной 10-12 м.

Недостатком данного способа является сильная ранимость тундровых фитоценозов, так как при заборе дерна на месте окружающих фитоценозов образуется лишенная растительности эрозионно-опасная поверхность, которую необходимо немедленно рекультивировать. Из нашего многолетнего опыта установлено, что на Севере из-за суровых почвенно-климатических условий самозарастание нарушенных земель длится более 40 лет, а дерновый слой слабо приживается.

Известен способ, включающий боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова внесением в голый грунт смеси несортированных семян вместе с их половой, частицами осей соцветий, листьев и стеблей (RU 2157605 С1, МПК² А01В 79/02, опубл. 2000).

Недостатком данного способа является то, что на скальных породах хвостохранилищ без создания изоляционного слоя и искусственного грунта биологическая рекультивация не возможна, так как грунты хвостохранилищ фитотоксичны.

Известен способ рекультивации земель, включающий формирование растительного и почвенного покрова путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных климаксовых видов растений (RU 2321979 С2, МПК³ А01В 79/02, опубл. 10.12.2011).

Недостатком данного способа является то, что использование надземной части фитомассы местных климаксовых видов растений, в частности на стадии восковой спелости семян, не возможно, так как в условиях Субарктики растения не всегда образуют семена, способные приживаться, а надземная часть растений далеко не всегда дает качественную фитомассу, необходимую для нормального роста посеянных травосмесей на искусственно созданных субстратах. Кроме того, проведенные нами многолетние экспериментальные исследования на опытных участках показали, что на голых грунтах посев травосмеси местных климаксовых видов растений даже с использованием минеральных удобрений дает очень низкий эффект.

Наиболее близким является способ биологической рекультивации нарушенных земель Крайнего Севера (RU 2497608 С1, МПК⁴ А01В 79/02, В09С 1/00, опубл. 10.12.2011), включающий боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова, путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных видов растений, боронования грунта и посева семян травосмеси местных видов растений, внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений из расчета 100 кг/га, а в качестве защитного слоя используют старику местных видов растений, наносимую на поверхность слоем 8-20 см.

Недостатком данного изобретения является то, что в условиях Субарктики на скальных грунтах хвостохранилищ без создания изоляционного слоя и дренажа, а также без создания искусственного продуктивного слоя биологическая рекультивация не возможна.

Цель изобретения: создание продуктивного почвенно-растительного покрова на техногенно нарушенных землях хвостохранилищ в условиях Субарктики.

Поставленная цель решается следующим образом. В первый год проводится техническая рекультивация территории хвостохранилища, которая заключается в создании изоляционного дренажного слоя из частиц скальных пород диаметром до 20 см высотой 70-80 см (подложка), затем нанесения слоя, состоящего из щебня и гравия диаметром 2-3 см высотой 30-40 см, поверх которого наносится слой в 30-40 см искусственного грунта (субстрата), состоящего из речного песка, почвы и/или опилок, гранулированного шлака, угольного порошка, торфа, кека, почвы. После этого проводится прикатывание и перемешивание поверхностного слоя путем фрезерования. Данную технологическую операцию необходимо проводить, так как грунты хвостохранилищ фитотоксичны. На второй год, после усадки искусственного грунта проводят подсыпку субстрата и его биологическую рекультивацию. С этой целью, для укрепления искусственного грунта, высаживают древесно-кустарниковую растительность на расстоянии 70×70 см с прикорневым комом земли, который должен составлять в объеме не менее чем 30×30×30 см, что способствует хорошей приживаемости растений. В качестве кустарников используют разновидности ивы, а именно: филиколистную, и/или красивую, и/или енисейскую, наиболее устойчивые к химическим выбросам (техногенным воздействиям) ОАО «ГМК» Норильский никель». Затем высевают разбросным способом семена травосмеси из многолетних низовых злаков мятлика лугового и овсяницы красной, из расчета 100 кг на 1 гектар, с одновременным внесением азотно-фосфорно-калийных удобрений из расчета 60 кг действующего вещества на 1 гектар. Причем удобрения вносятся ежегодно, в течение 3 лет. Для предотвращения выдувания семян и сохранения влаги в искусственном грунте проводят поверхностное опрыскивание посевов раствором сульфитно-спиртовой барды.

В течение двух-трех лет растения формируют качественный травостой и образуют плотную дернину, создают продуктивный слой почвы на искусственном субстрате, который препятствует развитию эрозионных процессов.

Технический результат: создание в короткий период времени продуктивного почвенно-растительного покрова на техногенно нарушенных землях хвостохранилищ в условиях Субарктики.

Краткое описание чертежей

Фигура - схематическое изображение создания дренажной прослойки и плодородного слоя почвы для рекультивации хвостохранилищ.

1. Способ рекультивации территории хвостохранилищ в условиях Субарктики, включающий посев семян травосмеси многолетних трав и внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений, отличающийся тем, что в первый год проводят техническую рекультивацию путем создания изоляционного дренажного слоя из скальных пород, щебня и гравия (подложка), затем наносят искусственный слой (субстрата), состоящий из речного песка, почвы и опилок, гранулированного шлака, угольного порошка, торфа и кека с последующим перемешиванием поверхностного слоя фрезерованием и его последующим прикатыванием, на второй год после усадки искусственного грунта проводят подсыпку субстрата и биологическую рекультивацию путем высаживания древесно-кустарниковой растительности и посева семян травосмеси многолетних низовых злаков разбросным способом с одновременным внесением азотно-фосфорно-калийных удобрений, в качестве древесно-кустарниковой растительности используют разновидности ивы, такие как филиколистная, и/или красивая, и/или енисейская, а в качестве травосмесей - мятлик луговой и овсяницу красную, проводят поверхностное опрыскивание посевов раствором сульфитно-спиртовой барды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высота изоляционного дренажного слоя из скальной породы (подложка) составляет 70-80 см.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высота слоя, состоящего из щебня и гравия, составляет 30-40 см.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что диаметр щебня и гравия составляет 2-3 см.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высота искусственного слоя (субстрата), состоящего из речного песка, почвы, опилок, гранулированного шлака, угольного порошка, торфа и кека составляет 30-40 см.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высаживание древесно-кустарниковой растительности проводится на расстоянии 70×70 см.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что кустарники высаживают с прикорневым комом земли.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что прикорневой ком земли должен составлять в объеме не менее чем 30×30×30 см.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посев семян травосмеси многолетних низовых трав проводят из расчета 100 кг/га.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений проводят из расчета 60 кг действующего вещества на 1 га восстанавливаемой площади.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что удобрения вносят ежегодно в течение 3-х лет.