Техногенно нарушенные почвы это

Процессы почвообразования техногенно-нарушенных территорий

Санкт-Петербургский государственный университет

Горнорудная промышленность является одним из факторов антропогенного преобразования окружающей среды. Это проявляется в изъятии и механическом повреждении значительных массивов земель. Нарушения в природной среде, вызванные открытыми горными разработками при добыче полезных ископаемых, затрагивают почти все компоненты природного комплекса. В результате таких преобразований на территории месторождений возникают техногенные экосистемы, представленные в основном карьерами и отвалами.

Техногенные экосистемы коренным образом отличаются от природных, прежде всего, морфологическими параметрами, структурой и составом субстрата, отсутствием развитого почвенного покрова, а также хозяйственной ценностью. При возникновении техногенных экосистем на поверхности оказываются глубинные породы, не имеющие ничего общего с зональными почвами.

В молодых экосистемах техногенного происхождения хорошо прослеживается формирования всех биотических и абиотических компонентов, поэтому они считаются идеальными моделями для определения скорости и направления начального образования почвенного покрова и дальнейшего его развития.

В работе приводятся результаты мониторинговых исследованиях по оценке экологического состояния почв, формирующихся на техногенно-нарушенной территории. Изучались биогеохимические процессы почвообразования на первичных экотопах с использованием физико-химических и биохимических методов исследования.

Анализ химических свойств грунтов показал, что почвенная среда имеет щелочную реакцию. Это объясняется присутствием на поверхности известковых пород и о постепенном обогащении молодых почв обменными катионами Ca и Mg .

Следует отметить, что в поверхностном слое отвалов относительно быстро протекают процессы образования и накопления органического вещества. Это является характерной особенностью молодых почв техногенных экосистем. Быстрое накопление органического вещества указывает на интенсивные биохимические процессы, протекающие в формирующихся почвах, при развитие растительного покрова. В отвалах 2-летнего возраста обнаружено относительно широкое варьирование содержания органического вещества.

В формирующихся почвах отмечается высокое содержание водорастворимых соединений фосфора вследствие того, что на исследуемой территории этот элемент содержится в почвообразующих породах. Причем наибольшее их количество обнаружено в отвалах 2-летнего возраста. По мере восстановления почвенного покрова содержание фосфора несколько уменьшается в связи с тем, что происходит вымывание фосфорных соединений. Свободноживущие и ризосферные микроорганизмы участвуют в процессах разрушения минералов, содержащих фосфор, минерализации фосфорорганических соединений и способствуют переводу его нерастворимых форм в растворимые. По мере формирования почвенного слоя происходит также накопление водорастворимых соединений калия, необходимых для растений.

В процессе жизнедеятельности почвенных организмов одни элементы вовлекаются в биологический круговорот, входя в состав органических веществ, другие окисляются, восстанавливаются, включаются в комплексы и т.д. Очень важны превращения, связанные с микроэлементами.

Исследование валового содержания тяжелых металлов показало, что в почвогрунтах разного возраста особо токсичные металлы, такие как Ni , Cd , Pb , Cr , не превышают их кларковых значений. Присутствие в небольшом количестве ряда элементов, таких как Со, С u , Zn , Mn , Fe , позволяет рассматривать отвалы как источник микрокомпонентов, необходимых для роста и развития растений и почвенных организмов, а также усиления ферментативной активности.

Общими показателями, позволяющими оценить общую биологическую активность, являются: нитрифицирующая, целлюлозолитическая, ферментативная, а также продуцирование углекислого газа.

В результате проведенных исследований установлено, что нитрифицирующая и целлюлозолитическая активность формирующихся почв на техногенно-нарушенной территории увеличивается по мере накопления и обогащения почв органическим веществом и развития растительного покрова.

Активность процессов нитратонакопления и целлюлозоразложения в грунтах 2-х летних возрастов практически отсутствует. В почвогрунтах старших возрастов энергия нитратонакопления и целлюлозолитическая активность повышаются и в 15-летних грунтах превосходят интенсивность этих процессов ненарушенных почв.

Анализ полученных данных по интенсивности «дыхания» почвогрунтов показал, что даже на ранних стадиях процессов восстановления отвалов выявляется активность микробиологической деятельности. С повышением запасов органических, минеральных соединений в почвогрунтах старших возрастов интенсивность биохимических процессов увеличивается, а с ростом общей микробной биомассы интенсивность выделения углекислоты в почвогрунтах возрастает.

Среди биологических показателей активность ферментов является сравнительно более устойчивым и чувствительным показателем биологической активности почв. Исследования показали, что содержание органического вещества в формирующихся почвах активизирует активность гидролитических ферментов — уреазы и инвертазы.

Отмечена также высокая активность окислительно-восстановительных ферментов — дегидрогеназы и каталазы в почвогрунтах 15-20-летних возрастов и и там она значительно выше, чем в ненарушенной почве.

Таким образом, процессы почвообразования техногенно-нарушенных почв на почвообразующих известковых породах при благоприятных физико-химических условиях в течение 15-20 лет происходят достаточно интенсивно, приближаясь по своим свойствам к зональным, что связано с интенсивным преобразование минеральной части почвенными микроорганизмами и формированием деятельного органогенного слоя.

Источник

Техногенно нарушенные почвы это

Процессы почвообразования техногенно-нарушенных территорий

Санкт-Петербургский государственный университет

Источник

Причины и последствия нарушения земель, классификация нарушенных земель

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду. Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

Нарушенные территории в результате хозяйственной деятельности разделяют на две группы:

1) земли, поврежденные насыпным грунтом — отвалы, терриконы, кавальеры и свалки;

2) территории, поврежденные выемкой грунта — карьеры открытых горных разработок, добычи местных строительных материалов и торфа, провалы и прогибы на месте подземных горных работ, резервы и траншеи при строительстве линейных сооружений. По данным ГОСТ 17.5.1.02—85, в соответствии с классификацией нарушенных земель по техногенному рельефу карьеры, провалы и траншеи подразделяют по глубине, м:

Очень глубокие	100
Глубокие	30…1000
Средней глубины	15…30
Неглубокие	5…15
Мелкие	Менее 5
По величине склонов, град:
Обрывистые	45
Очень крутые	30…45
Крутые	15…30
Умеренно крутые	10…15
Покатые	5…10
Пологие	До 5

В свою очередь, отвалы, терриконы, насыпи, дамбы и кавальеры различают по высоте , м: 50…100 —высокие и очень высокие, 30…50 — средневысокие, до 30 — невысокие.

Кроме того, все нарушенные земли различают по площади , га: свыше 50 — крупноплощадные, 1…50 — среднеплощадные, до 1 — малоплощадные.

Образуемые насыпи и выемки в результате производственной деятельности изменяют естественно-природные ландшафты, превращая их в техногенные комплексы. В зависимости от размеров выемок и насыпей и их взаимного расположения можно выделить следующие типы природно-техногенных ландшафтов:

1. Крупнокарьерно-отвальные — это сочетание природных элементов ландшафта с глубокими (до 100…300 м, в будущем — до 500 м) многоуступными карьерами большой площадью в плане и высотными многоярусными отвалами.

2. Средне- и мелкокарьерно-отвальные — это сочетание природных типов местности с техногенными ландшафтными участками и отдельными урочищами, представленными небольшими и средними карьерами (от 1 до 10… 15 га) и одно-двухъярусными внешними и внутренними отвалами (высотой от 2…3 до 15…30 м).

3. Торфяно-карьерные представляют собой сочетание элементов природного ландшафта с выработанными торфяными полями и траншейными выемками, образующимися в результате торфяных разработок. Выемки часто бывают заполнены водой, и их можно использовать под водоемы.

4. Дренажно-отвальные речных долин — это природные ландшафты речных долин, измененные в результате появления большого количества дренажных отвалов разных параметров, структуры и степени зарастания, развития эрозионных процессов, загрязнения воды, изменения водного и теплового режимов речных пойм и т. д.

5. Просадочно-карьерно-отвальные ландшафты характеризуются сочетанием провально-просадочных форм рельефа (ложбины, западины, ямы, воронки, котловины), шахтных отвалов (конические, гребневидные и др.), карьеров и различных отвалов, а также отвалов перерабатывающей промышленности.

6. Индустриально-«мусорно»-отвальные — это несколько условное название вида техногенного ландшафта предполагает наличие в качестве фоновых урочищ отвалов из отходов перерабатывающей промышленности — золы, шлама, бытовых отходов и т. д.

7. Частично поврежденные промышленными выбросами — природные ландшафты, подвергающиеся воздействию промышленно-газовых выбросов в атмосферу, сброса жидких и твердых отходов промышленными предприятиями в реки и на участки, примыкающие к промышленным площадкам (загрязнение нефтью и нефтепродуктами), ит. д.

К нарушенным землям также относят агроландшафты, территории которых подвержены эрозии, дефляции, заовраженности и прочим процессам.

Источник

➤