ИЗУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ТЕРРИКОНОВ г. ДОНЕЦКА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ продолжение исследовательской работы
статья по экологии на тему

    Практическая часть исследовательской работы.  

«ИЗУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ТЕРРИКОНОВ

г. ДОНЕЦКА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ»

Отрицательное влияние терриконов на окружающую среду.

   Терриконы – конусообразные отвалы пустой породы, образующиеся возле горных выработок. В сельскозяйственных  зонах терриконы подлежат рекультивации.

   Рекультивация земель – комплекс мероприятий, направленных  на востоновлние продуктивности нарушенных земель, а также на улучшения условий окружающей среды .

   На действующих предприятиях, связанных с нарушением земель, рекультивация земель должна быть неотъемлемой частью технологических процессов.

   Одной из основных угольных баз европейской части России является восточной Донбасс.

   На экологическое состояние районов области ,расположенных в угольнопромышленной зоне, сказываются  отходы горнодобывающей промышленности  угольнопромышленной  зоне , сказываются отходы горнодобывающей промышленности и  значительная часть отходов других производств.

   В области сформировано 452 отвала (терриконов) шахт и обогатительных фабрик.

   Общий объем складированных в них пород (углеотходов) превышает270млн.м.

   Хранилищами углеотходов занято 1,3тыс.га земель, а общая площадь нарушенных земель в связи  с угледобычей и углеобогащением исчисляется 7 тыс.га(на 2002 год ).

   Накопленное количество углепромышленных отходов постоянно возрастает. Ежегодно в области образуется 7 – 8 млн. тонн твёрдых промышленных отходов, до 50% приходится на долю углеотходов.    Терриконы склонны к самовозгоранию со значительным выбросом газов и твёрдых продуктов горения.  

   Необходимость рекультивации земель диктуется нуждами сельского лесного хозяйства, нормами здравоохранения. Вместе с тем из финансирования и недостатка необходимой техники,  рекультивация не на одном терриконе Донецка, а возможно и всего Восточного Донбасса, не производится.

   По данным лабораторных исследований центров Госсанэпидемнадзора в 1995 году состояние атмосферного воздуха не соответствует гигиеническим нормативам. Максимально разовые концентрации загрязняющих веществ в воздушном бассейне города Донецка составили: свинец – 1,3; пыль – 10,4; оксид углерода  - 5,5 ПДК. Состояние атмосферного воздуха является одним из ведущих факторов, влияющих на здоровье населения. В 2002 году наибольший уровень заболеваемости зарегистрирован в городе Донецке 1948,2 на 10000 населения. Наблюдается динамика роста   заболеваний органов дыхания и злокачественными новообразованиями, детского населения.  

   Город Донецк относится к городам с канцерогенной ситуацией.

Общее описание исследуемых объектов.

   Первый объект находится в периферийной части Донецка с северо-западной  стороны. Террикон образован в результате геологоразведочных работ примерно 40-50 лет назад. Высота его составляет примерно 5 метров, диаметр у основания около 40 метров, угол откоса 30-350. Террикон имеет конусообразную форму.

   Травянистый покров скудный – пырей ползучий, тысячелистник имеют разветвлённую корневую систему. Распределены растения по террикону повсеместно.

   Из древесно-кустарниковой растительности растут абрикосы, шиповник. Древесная растительность произрастает локально.

   Второй объект находится так же на краю города Донецка, западнее первого. Это террикон шахты «Центральная». Он образован в результате добычи угля. Шахта «Центральная» проработала примерно  65 лет. Террикон имеет форму усечённого конуса с высотой более 30 метров и диаметром у основания около 700 метров, верхняя часть имеет диаметр около300 метров. Рельеф сложный, откосы от 200 до 700.

   Травянистый покров представлен большим разнообразием растений – полынь горькая, тысячелистник, коровяк, пырей ползучий, подмаренник цепкий, пижма обыкновенная, чистотел, горошек мышиный, кардария крупковая,   синяк обыкновенный, сурепка обыкновенная.

   Древесная растительность – это клён Татарский, рябина обыкновенная, тополь Болле.

   Растительность произрастает повсеместно (кроме мест с уклоном 700).  Но в нижней части травостой гуще, и древесные растения встречаются чаще. В некоторых местах грунт каменистый представлен породами отвалов  и растительность почти отсутствует.

   В ходе наших исследований было зарегистрировано 15 видов высших растений.

Классификация растений отобранных на пробных площадках

Геоботанический бланк (с пробных площадок)

1. Дата 6 июня  год 2009
2. Географическое положение северо-восточный склон террикона ш. Центральная.
3. Рельеф склон угол примерно 600
4. Название фитоценоза степной
5. Размеры пробной площадки  1м х1м
6. Краткое описание почвы   грунт размер частиц 1 х1 см.
7. Тип почвы каменистый

Растительность

8. Общий облик  травянистый
9. Проективное покрытие  75-85%

Разделение на ярусы  трёх ярусный травянистый покров

Экологические группы видов растений терриконов.

     В одну и ту же экологическую группу объединяют растения, имеющие сходные приспособления к  какому- либо из условий  среды. Растения, произрастающие на терриконах, одинаково относятся к свету, влаге, почве. Это светолюбивые, засухоустойчивые растения бедных почв.

     Приспособление растений к условиям  освещения  отражены  в их внешнем  облике,  клеточном  строении  листьев, в особенностях  фотосинтеза, дыхания, испарения  воды и  роста. Чтобы  выдержать высокие температуры, у растений  выработались разнообразные  приспособления.  

    Некоторые растения густо покрыты ветвящимися волосками (коровяк, мышиный горошек). Волоски рассеивают и отражают солнечные лучи, и растение не так сильно нагревается.

     Поступающая влага либо просачивается в нижние слои, либо стекает со склонов.

     Чтобы  больше  поглощать  воды  у  засухоустойчивых  растений  развивается  мощная  корневая  система. В одних  случаях  стержневая корневая  система  проникает  очень  глубоко,  в других  случаях корневая  система  сильно  ветвятся. Корни  пронизывают  сравнительно   не большой  объём  почвы, но очень  сильно  иссушают  ее, всасывая   воду  многочисленными  корневыми  волосками.  Такая  корневая система  у  степных  злаков.        

     Есть  и  такие растения, корневая   система   которых, располагается  в поверхностном  слое  почвы  и  сильно  распространена  вширь.  Корни  отходят в  стороны  на  20-30 метров:  растения  собирают воду  с  большой  площади.  

     Засухоустойчивые растения сокращают расходы воды, уменьшая испаряющую поверхность. Листья становятся очень мелкими или превращаются в колючки. Сокращает  расход воды и осветление листьев, т.е. листья имеют более светлую окраску: полынь горькая, молочай.

     В грунте терриконов очень мало жизненно необходимого для растений азота, мало фосфора и очень часто бывает избыток калия.

     Травянистые растения, произрастающие в данных условиях – это растения бедных почв. Из-за нехватки питательных веществ,  древесная растительность находится не в наилучшем состоянии. Формируются низкорослые формы, сильно повреждённые насекомыми и болезнями.  В лучшем состоянии, чем другие деревья, находятся ясень и   много разновозрастного подростка. Клён татарский повреждён насекомыми. Рябина обыкновенная находится в удовлетворительном состоянии, но имеет признаки заболеваний. Клён  ясенелистный – более светлая окраска листьев, чем у его сородичей, растущих в лучших условиях.

Экологическая роль естественной растительности породных отвалов.

Растительность терриконов имеет огромное экологическое значение.

   Прежде всего, они снижают отрицательное воздействие породных отвалов на окружающую среду.

   Растения способствуют снижению температуры, Сильно     нагревается летом, что может  его самовозгорание.

   Произрастающие  растения поглощают большое количество солнечных лучей, что способствует понижению температуры террикона.

   Корни растений укрепляют грунт, и это уменьшает количество пыли в воздухе.

  Функции растений проявляются в том, что в период вегетации, они поглощают углекислый газ из воздуха и выделяют кислород.    Уменьшают загрязнённость приземного слоя пылью и другими

газообразными веществами.

  Растительный покров терриконов даёт пищу и жильё многим: насекомым, птицам, зверям.

  В результате безжизненные и вредоносные каменистые  россыпи приобретают мелиоративно-деятельный,   высоко ландшафтный живой покров. При этом площадь озеленения поверхности конуса превышает площадь его основания.

Рекомендации по озеленению  породных отвалов.

   В настоящее время в городе накопились многочисленные экологические проблемы, связанные с работой горнодобывающих предприятий, в том числе нарушения геологической среды и земли, как ее составляющей. Разработка полезных ископаемых и их переработка негативно воздействуют на геологическую среду, вызывая активизацию экзогенных геологических процессов, изменению физико-механических качеств и состава почвы. Разработка угольных пластов вызывает проседание поверхности над горными выработками, развитие деформации земной поверхности, эрозии, подтопления. Породные и шлаковые отвалы, занимая значительные площади городских территорий, являются источниками загрязнения прилегающих территорий продуктами дефляции и водной эрозии. В процессе ликвидации угольных шахт высвобождаются значительные площади (после разрушения наземных зданий и сооружений), поверхность которых представляет собой техногенные грунты, подлежащие реанимированию. С целью охраны от деградации, загрязнения и рационального использования земель необходимо осуществление приоритетных мероприятий: проведение полного цикла (технического и биологического) рекультивации нарушенных земель, озеленение породных отвалов, залужение и облесение деградированных земель.

   Для посадок  необходимо использовать древесно-кустарниковые породы, устойчивые к техногенному загрязнению сред обитания. Так же породные отвалы являются  источниками загрязнения  воздушной среды и облучения населения. С точки зрения радиационной безопасности местами контроля должны стать породные и шлаковые отвалы. Существующие терриконы, в основном у угольных шахт, подразделяют на следующие виды: негорящие, нетоксичные; токсичные, горящие (до 30 лет) неантрацитовые; токсичные антра цитовые с интенсивным горением (10-15 лет); терриконы обогати тельных фабрик. Физические и химические свойства почв поверхностных слоев терриконов изменяются в довольно широких пределах. Поверхност ный слой обычно быстро выветривается, смывается водой. Однако он содержит практически все минеральные элементы, необходимые для питания растений, особенно много фосфора и калия. Неблаго приятное воздействие на растения оказывают значительная кислот ность, наличие большого количества подвижных форм алюминия, малая влагоемкость и высокая температура почв в очагах горения. До начала биологического этапа рекультивации на породных отвалах угольных шахт должны быть потушены очаги горения и порода охлаждена ниже 80 °С на глубину не менее 2,5 м. Для ту шения очагов горения конические отвалы переформировывают в плоские с уклоном не выше 2° на отдельных участках (их площадь не более 400 м2). Чтобы предупредить сток осадков и размыв скло нов, по краю площадки устраивают бортик шириной 2,5-4,5 м и высотой 0,5-1 м.

 Озеленение терриконов начинается с инженерной подготовки: снимается вершина  террикона, затем нарезается спи ральная терраса от вершины к основанию, выполняется планировка межтеррасных откосов и основания. Террасы должны иметь шири ну не менее 3,5-4 м, располагаться через 10 м и более и иметь об ратный уклон в 4-6° от основного склона. Вдоль террас укладыва ется поливочный водопровод. На отвалах с массовым естественным поселением растений можно не проводить мероприятий по снижению интенсивности окисления пород, так как обычно рН их водной вы тяжки не выше 4. Чтобы снизить интенсивность окисления породы и рецидивное самовозгорание, насыпают слой суглинистого грунта на плоских участках не менее 30 см, на откосах 20 см либо слой песка соот ветственно 45 и 30 см. Затем сверху укладывают слой гумусированной почвы: для газонов он должен быть не менее 10 см, для дре весно-кустарниковых растений плодородный грунт вносится в поса дочные ямы и траншеи.  Нарезку террас лучше проводить ранней весной по еще влаж ным грунтам. Осенью завозят плодородный растительный грунт, а весной (через год после инженерной подготовки) высаживают саженцы деревьев и кустарников высотой до 1 м, так как более крупные подвержены раскачиванию ветром,          Деревья высаживают во внутреннем ряду; в наружном, внешнем ряду - кустарники, ко торые можно чередовать с низкорослыми деревьями. Межтеррасное пространство рекомендуется укрывать с помощью лиан (виноград пятилистковый и др..), высаженных у самого края террасы.   На крутых склонах более эффективны посадки древесных и кус тарниковых растений рядами, поперек склонов, с расстоянием 2- 3 м между рядами и 0,7-1 м в ряду. На плоских переформированных верхушках и на полотне тер рас наиболее результативен посев многолетних трав. Так как верхние 3-7 см породы сильно пересыхают, корневую шейку заглубляют на 3-5 см или мульчируют не полностью засы панную ямку после посадки породой слоем 3-5 см. Вокруг отвала создается защитная полоса из 2-3 рядов кус тарника и 1 ряда деревьев для предотвращения сноса породы. Наиболее устойчивыми породами, при озеленении угольных терриконов ока зались: акация белая, береза бородавчатая, вяз перистоветвистый, клен ясенелистный, яблоня лесная, бирючина обыкновенная, пузыр ник древовидный, рябина обыкновенная, шиповник обыкновенный, виноград пятилисточковый, Из травянистых растений рекомендуют ся донник белый и лекарственный, житняк гре бенчатый, люцерна посевная, эспарцет. Процесс озеленения терриконов многолетний, так как деревья плохо принимаются и долго болеют. Однако за счет озеленения нельзя полностью ликвидировать отвалы. Остается один выход - убрать терриконы за пределы города. Но возникает вопрос, где найти свободные территории, чтобы вывезти породу. "Например, породный отвал занимает 200 га, значит надо найти за городом такую же территорию, организовать технику, проложить дорогу и одну кучу перенести за 20 км от города и сделать такую же…

Заключение

В  результате  проделанной   работы  ребята  научились  закладывать  пробные площадки, оформлять гербарий,  собирать растения  в природе,  определять жизненное  состояние  растений,  работать с  определителями  растений.

    Научно-исследовательская деятельность учащихся по проведению наблюдений за растениями расширила знания школьников по биологии, экологии, вызвала устойчивый интерес к предмету.

    Учащиеся познакомились с новыми растениями  и узнали о них много интересных фактах.

    Научились выявлять главные экологические факторы, научились описывать исследуемые объекты.

    В ходе практических занятий закрепились знания, сформировалась экологическая   культура, бережное и ответственное отношение к окружающей среде.

     Определять неоценимую  экологическую роль зелёных  насаждений.

Выводы

1. На терриконе ш.»Центральная» растительность разнообразней  по сравнению с другим терриконом, потому что грунт рыхлый  и к коням проникает больше кислорода и влаги.

2. Так как реконструкция терриконов требует очень больших материальных затрат возможно искусственное облесение растениями, которые успешно растут на отвалах горных пород.

3. Природа сама «залечивает» свои раны, которые нанёс ей человеком.

4. Травянистый и древесный покров терриконов довольно разнообразен, но не густо-покрытый,  в основном это травы и немногочисленные  отдельно стоящие деревья.

5. Необходима помощь человека в дополнительном озеленении породных отвалов.

Список используемой литературы

1.Былова А.М., Шарина Н.И.”Экология растений”. Вентана Граф 2002

2.Величковский Б.Т., Кирпичев В.И., Суровегина И.Т.” Здоровье человека и окружающая среда”. Новая школа 1997

3.Дедю И.И.”Экологический энциклопедический словарь” Кишинев 1990 г.

4.”Лес и человек“//. Лесная промышленность.1984.

5.Марцинкевич Г.И. Использование природных ресурсов и охрана труда. Минск: БРУ им. Ленина.1977.

6.” Эколого-экономические проблемы России и её регионов “. Московский лицей 2003.

7.Экологический вестник Дона “О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2002 г.”. Ростов-на-Дону 2003г.

8.Государственный доклад” О состоянии окружающей природой среды Ростовской области  в 1995.”. Ростов-на-Дону 1996г.