С.И.Зарубин
Традиционные способы восстановления растительного покрова разрабатывались впервые для разрушенных земель прямого сельскохозяйственного назначения. Они имели агрономическое направление. Сначала восстанавливался уничтоженный плодородный слой – почва, затем высеивалась сельскохозяйственная культура. Цель рекультивации считалась достигнутой, если урожай культуры был равен или больше составляющего до отвода земель во временное пользование.
До последнего времени большое внимание со стороны государства уделялось разрушенным землям, расположенным в степной, лесостепной, подтаежной и таежной природных зон. На разрушенные земли лесотундровой и тундровой природных зон, особенно находящиеся в государственной собственности, стали обращать внимание совсем недавно.
Экологическое движение в защиту природы, возникшее в СССР в девяностые годы, заставило землепользователей обратить серьезное (чрезвычайное) внимание на разрушенные земли северных территорий.
Проектные организации в проекты по рекультивации разрушенных земель тундровой и лесотундровой зон включили известные способы агрономического направления, разработанные для южных территорий, требующие (из расчета на 1 га): торфа 1000-1150 м3, извести 20-40 ц, минеральных удобрений 230-750 кг и небольшого количества (30-40 кг) семян трав мезофитно-мезотрофной природы.
Использования торфа, химических мелиорантов и высоких доз минеральных удобрений экологически очень опасно, а экономически в настоящее время невыполнимо. Торф относится к природным медленно восстанавливающимся ресурсам, регулирующим экологическое равновесие тундры. Запасы этого ресурса в сотни раз меньше запасов нефти и газа, а ценность и экологическое значение во много раз и больше.
Растительный покров тундры эволюционировал в экстремальных условиях при чрезвычайно бедном обеспечении минеральными солями. Тысячелетиями тундра отбирала растения олиготрофной природы, не терпящих высоких доз минеральных удобрений . Почти все тундровые растения являются кальцефобами, в связи с чем известь и высокие дозы минеральных удобрений им не нужны.
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности создания растительного покрова без применения торфа, извести и высоких доз минеральных удобрений для тундры.
В основе разработки принципиально нового способа биологической рекультивации лежат природные демутационные процессы тундровой растительности. Разрушения растительного покрова тундры существовали и до появления человека, но они носили природный характер. Растительный покров реагировал на каждое природное разрушение, однако успешно восстанавливался.
В процессе геоботанических исследований удалось установить, что демутационные процессы в растительном покрове тундры протекают в три стадии: 1 - начальная (апофитно-рудеральная), 2 - переходная (климаксово-апофитная), 3 - коренная (климакосвая). Каждую стадию выполняет определенная группа видов растений.
В первую группу входят виды апофитного, рудерального и антропохорного происхождения с ускоренным циклом развития, быстрым ростом, но со слабыми механизмами распространения зачатков.
Во вторую группу вошли виды со средним по продолжительности циклом развития, слабыми эксплерентными, средними толерантными и средними эдификаторными свойствами. Продолжительность жизни их особей составляет 3-5 лет.
Третью группу составляют растения со слабыми эксплерентными свойствами. Вместе с этим они являются сильными толерантами и эдификаторами. Это растения с длительным циклом развития (20-100-200 лет). В ювенильном состоянии растения сильно уязвимы со стороны внешней среды. По этой причине они нуждаются в защите под покровом растений первой и второй групп.
Виды растений всего демутационного ряда имеют олиготрофную природу, обладают скаредной экономикой ресурсов, особым типом фотосинтеза и широким экологическим диапазоном по всем осям факторов.
Изучение поведения этих видов позволило разработать новый – демутационный способ восстановления растительного покрова на разрушенных землях в условиях Крайнего Севера территории Тюменской области.
Как было указано выше, растительный покров тундры способен к самовосстановлению. Скорость и масштаб самовосстановления сопряжено эволюционировали со скоростью и масштабом природных разрушений. В девственной тундре разрушительные и созидательные процессы уравновешены.
В настоящие время демутационные процессы не успевают за развивающимися разрушениями, вызванными сильным антропогенным прессом. Причины замедленности демутационных процессов в тундре следующие: малочисленность популяций апофитных, рудеральных и антропохорных видов; слабое распространение зачатков возобновления; слабое репродуктивное усилие климаксовых видов; очень малое число видов, участвующих в демутационном процессе.
Таким образом, за основу взята модель демутационных процессов растительного покрова тундры.
Для увеличения видового состава модели демутационных процессов было взято 250 видов флоры Тюменской области в целях их испытания на коллекционном участке и в условиях тундры. Испытание прошли 84 вида, из которых 60 – с высокой оценкой. Последние составили травосмесь, характеризующуюся как универсальная.
Универсальность травосмеси заключается в широком экологическом диапазоне слагающих ее видов. В сумме своей они способны произрастать практически во всех типах тундровых экотопов, за исключением водных.
Универсальная травосмесь состоит из 20 видов тундровой зоны и 40 интродуцированных. Для удобства работы все виды разделены на две группы: основная (30) и дополнительная (30). Основная группа является рабочей универсальной травосмесью. Виды дополнительной группы нужны для замены на случай отсутствия основных.
Рабочую универсальную травосмесь в свою очередь составляют три группы видов, последовательно выполняющие стадии демутационного ряда: 1 – апофитно-рудеральная (12 видов – 84 кг), 2 – климаксово-апофитная (8 видов – 32 кг), 3 – климаксовая (10 видов – 2 кг).
Первая группа видов быстро занимает место и готовит условия для видов второй группы. Виды второй группы создают защиту для климаксовых видов. Искусственно смодулированный демутационный процесс ускоряется в 5-10 раз и более по сравнению с естественным.
Демутационный способ восстановления растительного покрова состоит из следующих технологических процессов:
1) Боронование поверхности в два следа
2) Посев семян универсальной травосмеси специальной сеялкой
3) Боронование поверхности в один след;
4) Прикатывание посева специальными катками.
После появления всходов производится подкормка посевов нитроаммофоской из расчета 30-40 кг на га.
Изучены сроки посева универсальной травосмеси как в комплексе, так и по частям. Найдены оптимальные варианты в зависимости от условий сезона.
Демутационный способ апробирован на разрушенных землях Ямбургского газоконденсатного месторождения. В пос. Ямбург создан растительный покров на площади 2 га, в карьерах и зонах побочного разрушения – 390 га. На площади 27 га получены хорошие результаты, где травяной покров имеет 90-100% покрытия с большим удельным весом климаксовых видов. Здесь растительный покров сформировал почвы с горизонтом «А» - 8-15 см на остальной площади результаты положительные. Демутационный процесс вступил в завершающую стадию.
Главной особенностью демутационного способа восстановления растительного покрова является замена торфа, извести, химических мелиорантов и высоких доз минеральных удобрений универсальной травосмесью.