Глава 1. Географическое положение и характер растительности карьера

Антропогенный рельеф создается человеком в процессе хозяйственной деятельности. По происхождению антропогенный рельеф условно делят на две группы: техногенный, созданный промышленной деятельностью, и агрогенный, возникший в результате сельскохозяйственной деятельности.

Агрогенный рельеф создается для улучшения условий сельскохозяйственного производства. Техногенный рельеф возникает при разработке полезных ископаемых, создании гидротехнических сооружений, градостроительстве. Месторождения стройматериалов разрабатываются открытым способом до глубины 25 м. В результате создаются карьеры. Карьер – это промышленная разработка горных пород путем вскрытия значительных участков земной поверхности [Коваленко В. С. 2003., с. 7].

На территории села Ивановского наиболее широко представлен агрогенныйрельеф. Естественные фитоценозы, на большей части, практически полностью распаханы, оставшиеся сохранились преимущественно по склонам речных долин и балок.

Техногенныйрельеф представлен двумя карьерами по добыче песка и камня, предназначенных для ремонта дорог, насыпей и мостов, созданных на территории района. А также имеются небольшие выемки для добычи глины и песка.

Ивановский карьер, расположенный недалеко за пределами села. Разработка карьера велась предприятием ЗАО «Ставропольское карьероуправление Ивановский участок» в период с конца 60- х годов прошлого века до 2014 года. Карьер по добыче песка и камня расположен в 3-х километрах от села при въезде в с. Ивановское со стороны с.Кочубеевское. Карьер имеет овальную форму с крутыми отвесными склонами с южной, восточной и северной сторон. С западной стороны отвесная стена отсутствует, с этой стороны от дороги проложен проезд в карьер. Карьер имеет ширину 459 м, длина его 330 м, а высота отвесной стенки 10-12 м. Дно в дождливый период заполняется водой. Географическое положение определялось с помощью GPS- навигации (приложение 1). Естественный природный ландшафт в районе карьера представляет собой открытую местность с характерным степным травостоем. Однако большинство откосов карьера характеризуется отсутствием травянистой растительности или слабым ее развитием.

При устройстве территории карьеров растительность большей частью была уничтожена и в настоящее время здесь сформировались сообщества сорных видов растений.

На крутых откосах растительность отсутствует. Основными факторами, ограничивающими рост растений на склонах карьеров, являются неблагоприятный водный режим и низкая обеспеченность элементами минерального питания. Условия обитания растений здесь определяются высокими температурами воздуха и почвы летом, их резкими колебаниями в течение сезона и суток. Отдельные фрагменты растительности характеризуются разреженным или не полностью сомкнутым травостоем. Средняя плотность растений меняется с увеличением угла наклона площадки. Максимальное количество травянистых растений отмечено на участках с наименьшими углами наклона поверхности. Растительность карьера характеризуется низкими видовым разнообразием (5-6 видов). Внешне травостой несет в себе черты нарушенной степи, преобладают виды сорного и «полусорного» типа (полынь, амброзия, клоповник). Кустарниковый ярус отсутствует, травянистые растения в основном произрастают вокруг склонов карьера. Большинство видов растений не могут заселить непригодный субстрат. Наличие в основном однолетних растений указывает на недостаточную сформированность растительного сообщества [Танфильев В.Г., 1977., с. 34].

Глава 2. Анализ почвенного покрова карьера, характер восстановления нарушенных территорий.

Специфика поверхности почвы в значительной степени определяет видовой набор растений в молодой экосистеме, как в случае рекультивации, так и при самозарастании. В связи с этим, изучение объекта невозможно в отрыве от изучения особенностей почвенного покрова [Абакумов Е.В., 2004., с. 53].

Почвенный профиль – это вертикальный разрез почвы, состоящий из нескольких слоев, отличающихся друг от друга по окраске, структуре и другим морфологическим признакам. Эти слои называются генетическими горизонтами [Прудникова Т.И., Леонтьева Д.В., 2010., с 12]. Граница между почвенными горизонтами определена как постепенный переход – очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5см (по В.В.Докучаеву) (приложение 2).

Окраска почвы – один из важнейших показателей. Он определяется литологическим и химическим составом горизонтов, качеством органического вещества. Согласно схеме почвенно-географического районирования почвенный покров исследуемой территории представлен в основном тёмно-каштановыми почвами. Образец профиля сравнивали с образцами почвенных профилей по Н.И. Полупану и др. [Прудникова Т.И., Леонтьева Д.В., 2010., с 18] (приложение 3).

На территории исследуемого карьера отмечено очень низкое содержание гумуса. Измерение толщины гумусового слоя с помощью линейки, показало, что слой почвы составляет всего 3-4 см, только в некоторых углублениях достигая 8 см и более.

В полевых условиях механический состав почвы определяют следующим образом: комочек почвы, растирают и увлажняют до тестообразного состояния, затем скатывают ладонями шнур и шар (раскатывать надо ладонями, а не пальцами). Далее по таблице и рисункам вы можете установить нужные показатели (приложение 4). Результаты показали, что почва в исследуемом районе относится к третьему типу - средний суглинок, среднепластичный [Прудникова Т.И., Леонтьева Д.В., 2010., с 21].

Кислотность почв – это кислая реакцию почвенного раствора за счет наличия в ней катионов водорода. Кислотность в большой степени влияет на видовой состав растений и жизнь обитателей почвы. Избыточная кислотность прямо или косвенно оказывает негативное влияние на растения. Подкисление почв приводит к нарушению их структуры, вызывает резкое ухудшение аэрации и капиллярных свойств почвы. Избыточная кислотность подавляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов (особенно нитрификаторов и азотфиксаторов), усиливает связывание фосфора алюминием, что нарушает ионообменные процессы в корнях растений. В конечном счете, эти процессы приводят к закупорке корневых сосудов и отмиранию корневой системы [Абакумов Е.В., 2004., с. 61].

Для проведения химических анализов приготовили фильтрат водной вытяжки почвы (приложение 6).

Перед определением кислотности почвы суспензию еще раз перемешали, после чего с помощью индикаторной бумаги определили уровень кислотности почвы. Почва исследуемого образца слабощелочная близкая к нейтральной. (приложение 6). Этот факт позволяет предположить, что восстановление растительного покрова, жизнедеятельности организмов будет происходить быстрее.

Качественное определение водорастворимых солей в почве.

Солевой состав почв играет важную роль в минеральном питании растений. Каждый вид растений потребляет определенный набор катионов и анионов, необходимый для их жизнедеятельности. Засоленными называются почвы, содержащие легкорастворимые соли в токсичных для растений количествах. Избыточное содержание этих солей приводит к обезвоживанию растений. Чем сильнее засолена почва, тем больше угнетаются растения [Абакумов Е.В., 2004., с. 64].

Для определения солей в почве был проведен химический анализ наличия хлорид-, сульфат-, и карбонат-анионов в водной вытяжке исследуемой почвы.

1. Качественное определение хлорид-аниона. Налить в пробирку 2 мл фильтрата, добавить 1-2 капли 0,1М р-ра AgNO₃. При наличии в пробе хлорид-иона образуется белый осадок хлорида серебра. При концентрации хлорид-иона в количестве десятых долей процента и более образуется обильный хлопьевидный осадок. При содержании сотых и тысячных долей процента хлоридов осадок не выпадает, но раствор мутнеет. Анализ показал, что количество хлоридов в фильтрате незначительное, поскольку раствор в пробирке практически не помутнел.

2. Качественное определение сульфат-аниона.

В пробирку налили 2 мл фильтрата, добавили 1-2 мл 20% p-pBaCl₂. При наличии в пробе сульфатов образуется белый осадок сульфата бария. При концентрации сульфат-иона в количестве нескольких десятых долей процента и более образуется обильный мелкокристаллический осадок. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов в количестве сотых долей процента. Опыт показал наличие сульфатов в сотые доли процента.

3. Качественное определение карбонат-аниона.

Небольшое количество почвы поместить в фарфоровую чашку и прилить пипеткой несколько капель 10% р-р HCl. Образующийся при реакции оксид углерода выделяется в виде пузырьков (почва «кипит»). По интенсивности выделения их судят о более или менее значительном содержании карбонатов. + – слабая реакция (помутнение фильтрата, отдельные пузырьки газа) ++ – сильная реакция (образование осадка, обильное «кипение»). По характеру вскипания почвы сделала вывод, что карбонаты в навеске присутствуют в незначительном количестве. Результаты работы занести в таблицу (приложение 6). Качественное определение водорастворимых солей в исследуемом образце почвы показало не высокую засоленность почвы [Прудникова Т.И., Леонтьева Д.В., 2010., с 27].

Cукцессия, которая начинается с появления растений на открытой, лишенной растительности территории, называется первичной, или инициальной. Инициальный период автогенной сукцессии наблюдается на техногенных землях - отвалах горных пород, заброшенных карьерах и т.п. Считается, что при площади карьеров до 3 га восстановление растительного покрова проходит успешно естественным путем.

Однако, естественное самозарастание техногенных рельефов протекает очень медленно, в течение нескольких десятков лет, и является одним из основных способов использования регенерационных природных возможностей растительности. Наиболее простым и выгодным способом восстановления нарушенных земель является проведение рекультивации с последующим естественным зарастанием выровненных отвалов [Сметанин В.И., 2000., с.74].

Данный способ восстановления был использован при рекультивации территории Ивановского карьера, однако был завершен не полностью и часть карьера до настоящего времени заброшена и не восстановлена. Мною была изучена статья 13 ЗК РФ «Содержание охраны земель» из отдельных пунктов статьи понятно, что ЗАО «Ставропольские карьеры» должны были рекультивировать использованный участок, по действующему законодательству [7].

Реабилитация естественным путем протекает достаточно медленно (карьер закрыт в 2014 году), тем не менее, зарастание склонов растительностью уже началось, отсутствие засоленности почвы и нейтральная среда почвы позволяют делать оптимистичные прогнозы на дальнейшее восстановление поверхности земли. Однако не может не удручать факт того, что жители прилегающей к карьеру территории постоянно вывозят в район карьера мусор, отходы стройматериалов, трупы животных. Такое безответственное отношение к природе негативно сказывается на состоянии окружающего ландшафта.

Заключение

В ходе исследования было проведено определение географического положения карьера, анализ характера растительности, проведены исследования нескольких почвенных образцов. Все исследования имели целью проанализировать экологическое состояние карьера и выявить возможные пути устранения последствий хозяйственной деятельности человека.

Выводы:

На территории с. Ивановское представлены два типа антропогенного ландшафта. Наиболее широко представлен агрогенныйрельеф, техногенныйрельеф представлен двумя карьерами.
На территории карьера сформировались сообщества сорных растений из 5-6 видов. Большинство растений однолетние, что указывает на недостаточную сформированность растительного сообщества. На крутых откосах растительность отсутствует, то есть эта часть почвы еще не пригоден для заселения растениями.

3. Почвенный покров исследуемой территории представлен в основном каштановыми почвами, типа среднепластичный средний суглинок с постепенной сменой горизонтов почвенного профиля, с низким содержанием гумуса. Положительно влияет на восстановление растительности незасоленность почвы и нейтральная кислотность почвы.

В настоящий момент наблюдается начальный период сукцессии. Естественная реабилитация протекает достаточно медленно, тем не менее зарастание склонов растительностью уже началось. Путь восстановления экосистемы - естественное самозарастание.
Свалка бытовых отходов, которая образовалась на месте разработки карьера, по вине местных жителей, негативно сказывается на состоянии окружающего ландшафта и в значительной степени тормозит естественное восстановление экосистемы.
Для решения проблемы предлагаю совместно с сельским советом, организовать разъяснительную работу среди населения села и провести субботник по очистке от мусора склонов карьера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ – РЕСУРСЫ

1. Абакумов Е.В. Регенерационное почвообразование в посттехногенных экосистемах карьерно-отвальных комплексов Северо-Запада России: Дис.. канд. биол. наук: 03.00.27: Санкт-Петербург, 2004.

2. Коваленко В. С. Рекультивация нарушенных земель на карьерах: Учеб. пособие / В. С. Коваленко, Р. М. Штейнцайг, Т. В. Голик. М.: Изд-во Моск. горного университета, 2003.

3. Прудникова Т.И., Леонтьев Д.В., Неделько О.П. Почвоведение. Методические рекомендации к лабораторным занятиям для студентов биологического факультета. – Харьков: ХНУ, 2010.

4. Сметанин В. И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель / В. И. Сметанин. М.: Колос, 2000.

5. Танфильев В.Г. Сухие и разнотравно-дерновиннозлаковые степи // Растительность природных сенокосов и пастбищ Ставропольского края. Ставрополь: СНИИСХ, 1977.

6. Танфильев В.Г Луговые и разнотравно-дерновиннозлаковые степи Ставропольской возвышенности // Степи и луга Ставропольского края. Ставрополь: СНИИСХ, 1980.

7. Федеральный закон "О внесении изменений в Земельный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 03.07.2016 N 334-ФЗ http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_200717/

8. http://earthpapers.net/ekologicheskaya-otsenka-pochvennogo-i-rastitelnogo-pokrova-karierov-respubliki-kalmykiya.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

Географическое положение.

Приложение 2.

Постепенные генетические горизонты (по В.В.Докучаеву).

Приложение 3.

Определение цвета почвы по Н.И. Полупану

1. 2. 3. 4.

1. дерново- подзолистая

2. светло-серая лесная

3. чернозём типичный

4. чернозём обыкновенный

5. 6. 7. 8.

5. темно-каштановая

6. бурозём

7. аллювиальная

8. Солонец

Цвет почвы тёмно-каштановый.

Приложение 4.

Определение гранулометрического состава почв в полевых условиях

(по Н.А. Качинскому)

Гранулометрический тип почв	Свойства скатываемого комка
0 – песок, непластичный	скатать комок или шнур не получается
1 – супесь, очень слабопластичная	почва скатывается в непрочный шарик, но не скатывается в шнур
2 – легкий суглинок, слабопластичный	почва скатывается в короткие толстые цилиндрики, колбаски, которые растрескиваются при сгибании
3 – средний суглинок, среднепластичный	почва скатывается в шнур диаметром 2-3мм, который легко ломается при дальнейшем скатывании или растрескивается при сгибании
4 – суглинок тяжелый, очень пластичный	почва скатывается в тонкий, меньше 2мм в диаметре шнур, который надламывается при сгибании его в кольцо диаметром 2-3см
5 – глина, высокопластичная	почва скатывается в длинный, тонкий, меньше 2мм шнур, который сгибается в кольцо диаметром 2-3см без нарушения его цельности

Стандартные критерии полевого определения гранулометрического состава почв.

Приложение 5.

Приготовление фильтрата водной вытяжки почвы

Для этого взвесили 20 г сухой почвы. Навеску поместли в химический стакан на 100-150 мл и прилили 50 мл дистиллированной воды. Содержимое перемешали 1-2 мин и оставили стоять 5 мин. Навеску почвы 15 г растереть в фарфоровой ступке, перенести в колбу емкостью 200 мл и прилить 25 мл стерильной воды. Содержимое колбы тщательно взболтать и дать отстояться в течении 5-10 минут, а затем, после легкого взбалтывания, отфильтровать в колбу на 100 мл через бумажный фильтр. При фильтровании всю почву необходимо перенести на фильтр.

Приложение 6.

Определение кислотности почвы и качественное определение водорастворимых солей.

Наличие водорастворимых солей в почве.

Образец почвы	хлориды	сульфаты	карбонаты
Грунт Ивановского карьера	сотые и тысячные доли процента	сотые доли процента	+ - не значительное содержание