Characteristics of living ground cover in the plantations formed on the dredge dumps

Research article
DOI:
https://doi.org/10.60797/IRJ.2025.151.52
Issue: № 1 (151), 2025
Submitted :
05.11.2024
Accepted:
03.12.2024
Published:
24.01.2025
33
1
XML
PDF

Abstract

Since the beginning of the XVIII century, placer gold and other precious metals have been mined in the Urals. Until recently, the main volume of gold mining was done by dredging, as a result of which forest ecosystems in river floodplains where the works have been carried out were significantly disrupted. Disrupted lands were either left to grow naturally or were reclaimed for other forestry purposes.

Based on the materials of seven sampling units, it was made a study of the species composition and above ground phytomass of living soil cover under the canopy of natural and artificial plantations formed over the dredging dumps. It has been established that there are 39 species living on the soil cover, belonging to 15 families. At the same time, the above-ground phytomass of living species on the soil cover varies in an absolutely dry state from 74.8 to 138.8 kg/ha in natural and from 665 to 143.6 kg/ha in artificial plantations.

Tho absence of chemical elements harmful to humans and animals in the substrate of dredged dumps makes it possible to graze livestock on them, as well as to produce medical raw materials and set up apiaries. Thus, in particular, the share of medicinal plants varies in the total above-ground phytomass of the living soil cover from 28.7 to 75%, and honey plants 14.1 to 54.4%.

1. Введение

В Уральском регионе добыча россыпного золота ведется уже в течение нескольких столетий. При этом долгое время основным способом был дражный, при котором полностью нарушалась лесная экосистема, а на дневную поверхность поднималась материнская порода

. Особенно важно отметить, что ущерб экологии при дражном способе добычи редкоземельных металлов наносился в поймах рек, что приводило к заилению последних, гибели рыб и другим негативным последствиям. С целью минимизации наносимого ущерба в XX столетии стали производится рекультивационные работы на дражных отвалах
,
. Указанное оказало положительное влияние на качество жизни граждан, проживающих вблизи мест добычи
,
,
.

Основным направлением рекультивации является лесохозяйственное, поскольку земли под добычу золота изымались прежде всего из лесного фонда. Кроме того, такое направление как сельскохозяйственное на данном виде нарушенных земель затруднено из-за изменения рельефа, при котором бугры дражных отвалов чередуются с мелкими водоемами. Кроме того, поднятая на поверхность материнская порода не обладает плодородием, а следовательно, при создании сельскохозяйственных угодий на дражных отвалах потребуется внесение минеральных и органических удобрений.

Выполненные нами работы показали высокую эффективность создания на дражных отвалах искусственных насаждений сосны обыкновенной

. В то же время в научной литературе практически отсутствуют работы, посвященные исследованию живого напочвенного покрова (ЖНП) под пологом сформировавшихся на дражных отвалах древостоев. При этом следует отметить, что при дражном способе добычи редкоземельных металлов субстрат дражных отвалов не содержит вредных для человека и животных химических элементов, а следовательно, виды ЖНП могут быть использованы в качестве пищевого, лекарственного и других видов сырья.

Цель работы – анализ видового разнообразия и надземной фитомассы ЖНП под пологом древостоев, сформировавшихся на дражных отвалах с определением возможностей их хозяйственного использования.

2. Методы и принципы исследования

Объектом исследований служили естественные и искусственные насаждения, сформировавшиеся на дражных отвалах в условиях Средне-Уральского таежного лесного района. В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП). Всего было заложено 7 ПП, три из которых представляли естественные, а четыре искусственные насаждения. На всех ПП был произведен сплошной перечет деревьев, обмерено по 15 модельных деревьев каждого элемента древостоя для построения кривых высот и установления средних высот, а также определены основные таксационные показатели

.

Помимо изучения древостоя на каждой ПП было заложено по 15 учетных площадок размером 0,5 × 0,5 м, на которых все виды ЖНП были срезаны на уровне поверхности почвы и помещены в бумажные пронумерованные пакеты

,
. В камеральных условиях был произведен разбор ЖНП на каждой учетной площадке по видам и установлена их надземная фитомасса. При этом от каждого вида на ПП был отобран образец для установления надземной фитомассы вида в абсолютно сухом состоянии. Все отобранные образцы высушивались в термостатах до постоянной массы. В дальнейшем полученные данные пересчитывались на ПП и на 1 га.

При определении видов ЖНП были использованы местные определители

. Данные о надземной фитомассе ЖНП распределены по ценотипам и хозяйственному назначению для оценки возможности использования.

3. Результаты и обсуждение

Выполненные исследования показали, что на дражных отвалах естественные насаждения формируются довольно медленно. Так, спустя 25 лет после прекращения добычи золота на ПП-1 относительная полнота древостоя составляет 0,38, что свидетельствует о продолжающемся процессе зарастания отвала древесной растительностью. Кроме того, если в искусственных насаждениях на всех ПП доминирует сосна обыкновенная, то в естественных на ПП-2 и ПП-3 в составе древостоя преобладает береза повислая (табл. 1).

Таблица 1 - Основные таксационные показатели древостоев, сформировавшихся на дражных отвалах

ПП

Состав

древостоя

Средние

Класс

бонитета

Гус-

тота, шт./га

Полнота

Запас,

м3/га

возраст, лет

высота,

м

диаметр, см

абсолютная, м2/га

относительная

Естественные насаждения

1

7С3Олх+Б+Ос

18

7,0

7,7

I

1966

7,33

0,38

33

2

5Б3С2Ос+Ив

18

9,9

8,5

II

3125

19,90

1,14

100

3

6Б3С1Ос

20

14,7

12,0

Ia

2268

27,47

1,02

173

Искусственные насаждения

4

8С1Б1ОлхедОс

18

6,4

7,3

II

3299

12,8

0,83

57

5

9СедБ1ОседИв

18

10,7

15,1

Ia

1934

27,74

1,22

160

6

9С1Б+Ос

25

11,2

13,7

I

1490

21,60

0,81

138

7

9С1Ос+Б+Ив

25

11,3

11,9

I

2822

27,00

0,97

164

Материалы таблицы 1 свидетельствуют, что на дражных отвалах при лесохозяйственном направлении рекультивации можно сформировать высокопроизводительные насаждения. Аналогичная картина наблюдается при рекультивации золоотвалов

,
, месторождений тантал-бериллия
,
, солонцов хорошей лесопригодности
и карьеров добычи глины
,
. В то же время при естественном зарастании отвалов хризотил-асбеста подрост сосны обыкновенной приобретает кустарниковую или стелющуюся форму и погибает, не формируя древостоя
,
.

Под пологом насаждений, сформировавшихся на дражных отвалах, зафиксировано 39 видов живого напочвенного покрова, входящих в 15 семейств (табл. 2).

Таблица 2 - Количество видов ЖНП под пологом насаждений, сформировавшихся на дражных отвалах

Семейство

Естественные

насаждения

Искусственные

насаждения

Номер пробной площади

1

2

3

4

5

6

7

Мятликовые, шт.

3

5

3

4

4

3

3

Poaceae, шт.

30

22

16

50

33

30

25

Мареновые, шт.

1

1

0

0

0

0

1

Rubiaceae, шт.

10

4

0

0

0

0

8

Розоцветные, шт.

1

1

2

0

2

2

2

Rosaceae, шт.

10

4

11

0

17

20

17

Вересковые, шт.

2

1

0

1

0

0

1

Ericaceae, шт.

20

4

0

13

0

0

10

Астровые, шт.

2

6

4

1

1

2

4

Asteraceae, шт.

20

26

21

13

8

20

33

Гилокомиевые, шт.

1

0

1

0

0

0

0

Hylocomiaceae, шт.

10

0

5

0

0

0

0

Бобовые, шт.

0

4

4

0

1

2

0

Fabaceae, шт.

0

17

21

0

8

20

0

Норичниковые, шт.

0

1

1

0

0

0

0

Scrophulariaceae, шт.

0

4

5

0

0

0

0

Подорожниковые, шт.

0

1

0

0

0

0

0

Plantaginaceae, шт.

0

4

0

0

0

0

0

Зонтичные, шт.

0

2

2

0

0

0

0

Umbelliferae, шт.

0

9

11

0

0

0

0

Кипрейные, шт.

0

1

1

1

1

0

1

Onagraceae, шт.

0

4

5

13

8

0

8

Яснотковые, шт.

0

0

1

0

0

0

0

Lamiaceae, шт.

0

0

5

0

0

0

0

Плауновые, шт.

0

0

0

1

0

0

0

Lycopodiaceae, шт.

0

0

0

13

0

0

0

Хвощевые, шт.

0

0

0

0

3

0

0

Equisetaceae, шт.

0

0

0

0

25

0

0

Ситниковые, шт.

0

0

0

0

0

1

0

Juncaceae, шт.

0

0

0

0

0

10

0

Итого, шт.

10

23

19

8

12

10

12

 Итого, %

100

100

100

100

100

100

100

Материалы табл. 2 наглядно свидетельствуют, что максимальным количеством ЖНП характеризуются ПП-2 и ПП-3, где в составе древостоев доминирует береза. Искусственные насаждения характеризуются меньшим количеством видов, что, на наш взгляд, объясняется более высокой сомкнутостью крон деревьев при их равномерном размещении по площади.

Доминирующими по количеству видов являются семейства Мятликовые и Астровые. При этом можно отметить, что наиболее толерантным видом является мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.), которая встречается на всех пробных площадях.

Семейства Мареновые, Гилокомиевые, Норичниковые, Подорожниковые, Кипрейные, Яснотковые, Плауновые, Ситниковые – представлены только одним видом каждое. При этом 5 видов ЖНП встречается только на одной из ПП.

Разнообразие ЖНП между естественными и искусственными насаждениями проявляется не только в количестве видов, но и их надземной фитомассе (табл. 3).

Таблица 3 - Надземная фитомасса ЖНП в насаждениях, сформировавшихся на дражных отвалах

Семейство

Естественные

насаждения

Искусственные

насаждения

Номер пробной площади

1

2

3

4

5

6

7

Мятликовые, кг/га

13,4

31,9

69,8

42,4

51,8

79,0

41,7

Poaceae, кг/га

18,0

30,6

50,3

63,8

37,4

55,0

47,0

Мареновые, кг/га

11,0

0,4

0

0

0

0

12,6

Rubiaceae, кг/га

14,8

0,4

0

0

0

0

14,2

Розоцветные, кг/га

5,9

2,0

7,4

0

11,9

18,6

6,4

Rosaceae, кг/га

7,9

1,9

5,3

0

8,6

13,0

7,2

Вересковые, кг/га

18,9

4,8

0

4,1

0

0

13,7

Ericaceae, кг/га

25,4

4,6

0

6,2

0

0

15,4

Астровые, кг/га

19,9

48,5

15,8

11,2

6,8

38,4

10,5

Asteraceae, кг/га

26,8

46,6

11,4

16,8

4,9

26,7

11,8

Гилокомиевые, кг/га

5,2

0

12,0

0

0

0

0

Hylocomiaceae, кг/га

7,0

0

8,6

0

0

0

0

Бобовые, кг/га

0

9,5

21,3

0

0,2

3,9

0

Fabaceae, кг/га

0

9,1

15,3

0

0,1

2,7

0

Норичниковые, кг/га

0

0,9

0,8

0

0

0

0

Scrophulariaceae, кг/га

0

0,9

0,6

0

0

0

0

Подорожниковые, кг/га

0

2,2

0

0

0

0

0

Plantaginaceae, кг/га

0

1,6

0

0

0

0

0

Зонтичные, кг/га

0

3,1

10,1

0

0

0

0

Umbelliferae, кг/га

0

3,0

7,3

0

0

0

0

Кипрейные, кг/га

0

0,8

1,4

1,6

0,6

0

3,8

Onagraceae, кг/га

0

0,8

1,0

2,4

0,4

0

4,3

Яснотковые, кг/га

0

0

0,2

0

0

0

0

Lamiaceae, кг/га

0

0

0,1

0

0

0

0

Плауновые, кг/га

0

0

0

7,2

0

0

0

Lycopodiaceae, кг/га

0

0

0

10,8

0

0

0

Хвощевые, кг/га

0

0

0

0

67,3

0

0

Equisetaceae, кг/га

0

0

0

0

48,6

0

0

Ситниковые, кг/га

0

0

0

0

0

3,7

0

Juncaceae, кг/га

0

0

0

0

0

2,6

0

Итого, кг/га

74,3

104,1

138,8

66,5

138,6

143,6

88,7

 Итого, %

100

100

100

100

100

100

100

Из материалов табл. 3 следует, что общая надземная фитомасса в абсолютно сухом состоянии в естественных насаждениях варьируется от 74,3 до 138,8 кг/га, а в искусственных от 66,5 до 143,6 кг/га.

В общей надземной фитомассе доминируют виды семейств Мятликовые и Астровые. При этом на некоторых ПП значительную фитомассу составляют виды из других семейств. Так, на ПП-5 48,6% надземной фитомассы ЖНП приходится на виды семейства хвощевые.

Поскольку субстрат дражных отвалов не содержит вредных для человека и животных веществ, виды ЖНП можно применять для хозяйственного использования. Надземная фитомасса видов ЖНП по хозяйственному назначению приведена в табл. 4.

Таблица 4 - Распределение надземной фитомассы видов ЖНП в абсолютно сухом состоянии по хозяйственному назначению

Хозяйственное назначение

Естественные насаждения

Искусственные насаждения

Пробная площадь

1

2

3

4

5

6

7

Кормовые, кг/га

59,0

77,1

116,0

57,7

138,0

143,4

81,5

 Кормовые, %

79,4

74,1

83,6

86,8

99,6

99,9

91,9

Лекарственные, кг/га

55,7

47,9

39,8

32,6

98,1

60,9

40,4

 Лекарственные, %

75,0

46,0

28,7

49,0

70,8

42,4

46,5

Декоративные, кг/га

6,7

2,4

22,2

0,3

6,9

3,7

29,9

 Декоративные, %

9,0

2,3

16,0

0,5

5,0

2,6

33,7

Красильные, кг/га

0

2,1

0,2

7,2

10,8

0

0,1

 Красильные, %

0

2,0

0,1

10,8

7,8

0

0,1

Медоносные, кг/га

25,8

56,6

33,2

12,8

19,5

60,3

20,0

 Медоносные, %

34,7

54,4

23,9

19,2

14,1

42,0

22,5

Пряные, кг/га

0

5,2

10,1

0

0

0

0,1

 Пряные, %

0

5,0

7,3

0

0

0

0,1

Пищевые, кг/га

5,9

2,8

8,8

11,7

1,7

18,6

10,2

 Пищевые, %

7,9

2,7

6,3

17,6

1,2

13,0

11,5

Строительные, кг/га

5,2

0

12,0

0

0

0

0

 Строительные, %

7,0

0

8,6

0

0

0

0

Общая фитомасса, кг/га

74,3

104,1

138,8

66,5

138,6

143,6

88,7

ЖНП, %

100

100

100

100

100

100

100

Как следует из материалов табл. 4, наиболее представленными группами видов являются кормовые, на долю которых приходится в естественных насаждениях от 74,1 до 83,6% общей надземной фитомассы в абсолютно сухом состоянии. В искусственных насаждениях доля кормовых видов ЖНП еще выше от 86,8 до 99,9%. Другими словами, в сухое время года на дражных отвалах можно производить выпас скота.

Помимо кормовых высокой долей участия в ЖНП характеризуются лекарственные и медоносные виды, что позволяет рекомендовать на дражных отвалах сбор лекарственного сырья и размещение пасек.

Особо следует отметить, что в табл. 4 суммарное долевое участие хозяйственных групп растений ЖНП значительно превышает 100%. Последнее объясняется тем, что один и тот же вид нередко относится к нескольким хозяйственным группам.

Кроме того, наличие довольно разнообразного ЖНП и грядо-озерный рельеф территории полигонов дражной добычи россыпного золота позволяет развивать рекреационное лесопользование, сочетающее собирательный туризм и рыбалку.

4. Заключение

1. На дражных отвалах можно сформировать искусственные сосновые насаждения II–Ia классов бонитета с запасом в 18-летнем возрасте до 160 м3/га.

2. Естественное зарастание отвалов протекает медленно с формированием березовых насаждений II–Iа классов бонитета и запасом в 20-летнем возрасте до 173 м3/га.

3. Под пологом древостоев, сформировавшихся на дражных отвалах, произрастает 39 видов растений живого напочвенного покрова, представляющих 15 семейств.

4. Видовое разнообразие ЖНП в естественных древостоях выше, чем в искусственных. При этом наиболее разнообразен ЖНП в березняках, по сравнению с сосняками.

5. Надземная фитомасса видов ЖНП в естественных насаждениях варьируется от 74,3 до 138,8 кг/га в абсолютно сухом состоянии. В искусственных насаждениях указанный показатель варьируется от 66,5 до 143,6 кг/га.

6. Как по количеству видов, так и надземной фитомассе в ЖНП на дражных отвалах доминируют виды семейств Мятликовые и Астровые.

7. Среди видов ЖНП доминируют кормовые, лекарственные и медоносные, что позволяет рекомендовать в насаждениях на дражных отвалах выпас скота, сбор лекарственного сырья или размещение пасек.

8. Помимо указанных видов пользования на дражных отвалах целесообразно развивать рекреационное лесопользование.

Article metrics

Views:33
Downloads:1
Views
Total:
Views:33