Фитомелиоративная эффективность растительного покрова свалок Западной Лесостепи Украины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фитомелиоративная эффективность растительного покрова свалок Западной Лесостепи Украины

В.В. Попович

Рассмотрено фитомелиорацию как способ улучшения экологического состояния окружающей среды. Приведены статистические данные об захоронении твёрдых бытовых отходов в Украине на полигонах и свалках. Рассчитан коэффициент фитомелиоративной эффективности разных участков свалки, где наблюдаются природные фитомелиоративные процессы. Сделан вывод об пригодности свалок для естественного и искусственного заращивания. фитомелиоративный рекультивационный свалка лесостепь

Постановка проблемы. Полигоны твёрдых бытовых отходов (ТБО), как девастированные ландшафты, требуют всестороннего изучения с целью разработки мер противодействия их пагубного влияния на окружающую среду и живые организмы [1]. Фитомелиорация стихийных свалок и полигонов ТБО предусматривает их возвращение в хозяйственное использование. Фитомелиоративным процессам в сфере действия свалок препятствуют кислые почвы, сложные климатопические особенности, гидрологические условия накопления фильтрата, проседание земной поверхности, оползни, выделения токсичных газов и продуктов горения мусора.

Среди компонентов биосферы наиболее существенным фактором нейтрализации загрязнения воздушной среды является растительность, особенно древесно-кустарниковые насаждения и естественные лесные массивы. Зелёные насаждения выполняют различные функции в формировании городской среды: санитарно-гигиеническую, архитектурно-эстетическую, эмоционально-психологическую и др. Для создания благоприятных условий жизнедеятельности человека наиболее важная санитарно-гигиеническая роль растений. Кроме того, зелёные насаждения участвуют в формировании микроклимата и обеспечивают защиту человека от неблагоприятного климатического воздействия [2]. Наиболее важно это в зоне влияния свалок и полигонов твёрдых бытовых отходов.

Анализ последних исследований и публикаций. Проблемами фитомелиоративной эффективности антропогенно-изменненых земель занимаются ученые Национального лесотехнического университета Украины во главе с профессором В. А. Кучерявым. Ученым предложен коэффициент фитомелиоративной эффективности нарушенных земель [2].

В частности, научная работа [4] освещает влияние урбанизационных процессов на перераспределение площадей фитоценозов-мелиорантов и снижение фитомелиоративной эффективности растительного покрова в горных селах Украинских Карпат. На основе вычисленных площадей фитоценозов определены коэффициенты фитомелиоративной эффективности сел Розлуч и Бусовиско (Львовская область, Украина) в их административно-территориальных границах.

Коэффициент фитомелиоративной эффективности растительности терриконов угольных шахт Львовско-Волынского угольного бассейна наведен в научной работе [5]. В результате проведения анализа фитомелиоративной эффективности растительности терриконов угольных шахт определено, что на затухающих терриконах преобладает низкая растительность, о чем свидетельствует низкий коэффициент фитомелиоративной эффективности KFM = 3,4. На рекультивированных терриконах коэффициент фитомелиоративной эффективности (KFM = 6,2) более приближен к коэффициенту сосново-дубового сложного субора (KFM = 9,4), что свидетельствует о доминировании высокой древесной растительности [5].

Фитомелиоративная эффективность многолетних трав на черноземах Зауралья (Республика Башкортостан) освещена в работе [6]. Исходя из полученных результатов исследований, автор рекомендует многолетние травы в качестве эффективных фитомелиорантов. Высокоурожайные сеяные травы с высоким кормовым достоинством необходимо включать в севообороты для относительно краткосрочного использования и простого воспроизводства (поддержания) плодородия почв. Рекомендуется широко использовать высокий фитомелиоративный потенциал козлятника восточного, который по эффективности близок к злаковым травам из естественных сообществ и кострецу, а также является высокоурожайной культурой с высокими кормовыми достоинствами.

Цель работы. На основе рекогносцировно-маршрутных исследований определить фитомелиоративную эффективность растительного покрова свалок Западной Лесостепи Украины.

Результаты исследований. За 2012 год в Украине образовалось свыше 46,3 млн. м3 разнообразных отходов (табл. 1). Более 97% бытовых отходов складируются на свалках и полигонах ТБО [3].

Одним из наиболее экологически опасных в Украине является Львовский городской полигон твёрдых бытовых отходов (рис. 1). Одним из методов возвращения территорий полигона в народнохозяйственное использование является рекультивация и фитомелиорация.

Рис. 1. Львовский городской полигон твёрдых бытовых отходов (восточная сторона, фото автора)

Таблица 1. Захоронение отходов в Украине (2012 г.) [3]

Для подтверждения необходимости искусственного облесения лесными культурами свалок Западной Лесостепи Украины рассчитаем фитомелиоративную эффективность растительного покрова рекультивированных полигонов ТБО и стихийных свалок и сравним ее значение с фитомелиоративной эффективностью лесных фитоценозов. Фитомелиоративная эффективность оценивается в баллах. Для определения коэффициента фитомелиоративной эффективности городской и загородной зоны используем формулу (по В. А. Кучерявому, 2003) [2]:

(1)

де, S - площадь занятая: p - пратоценозом; a - агроценозом; pm - помологоценозом; f - фрутоценозом; v - витоценозом; sv3 - сильваценозом триярусным; sv1 - сильваценозом одноярусным; st - стрипоценозом; r - рудероценозом; b - количество баллов, которые одержал ценоз; S - загальная площадь.

Фитомелиоративная эффективность рассчитывалась на следующих пробных площадях (размер 10х10 м): 500 м от подножья свалки, восток; 100 м от подножья, восток; подножье около озер с фильтратом, восток; средняя экспозиция склонов (восток, север, юг); вершина, запад; дамба озер с гудроном, юг; опушка, запад. Такое неравномерное распределение пробных площадей обусловлено размещением Львовской свалки, которая врезается западной частью в природный ландшафт и неоднородностью ее поверхности.

На опушке на расстоянии 50 м западнее свалки площадь занятая пратоценозом составляет 20% (20 м2), фрутоценозом - 10% (10 м2), сильваценозом одноярусным - 60% (60 м2), рудероценозом - 20% (20 м2). Тогда, формула (1) приобретает следующий вид:

(2)

На дамбах озер с кислым гудроном, которые находятся южнее свалки, площадь занятая пратоценозом составляет 60% (60 м2), фрутоценозом - 30% (30 м2), сильваценозом одноярусным - 60% (60 м2), сильваценозом триярусным - 30% (30 м2), рудероценозом - 30% (30 м2). Формула для расчета приобретает вид:

(3)

Вершине свалки (западная сторона) присущие следующие ценозы: пратоценоз ? 10% (10 м2), фрутоценоз - 5% (5 м2), рудероценоз - 15% (15 м2). Формула для расчета:

(4)

Средняя экспозиция склона (южная сторона свалки) зарастает пратоценозом ? 5% (5 м2), рудероценозом - 5% (5 м2). Формула для расчета:

(5)

Средняя экспозиция склона (северная сторона свалки) зарастает пратоценозом ? 5% (5 м2), рудероценозом - 20% (20 м2), фрутоценозом - 10% (10 м2), сильваценозом одноярусным - 10% (10 м2). Формула для расчета:

(6)

Средняя экспозиция склона (восточная сторона свалки) зарастает пратоценозом ? 3% (3 м2), рудероценозом - 7% (7 м2). Формула для расчета:

(7)

Возле озер с фильтратом, которые находятся у подножья восточнее свалки, площадь занятая пратоценозом составляет 35% (35 м2), фрутоценозом - 20% (20 м2), сильваценозом одноярусным - 50% (50 м2), рудероценозом - 30% (30 м2). Формула для расчета приобретает следующий вид:

(8)

На расстоянии 100 м восточнее свалки, площадь занятая пратоценозом составляет 60% (60 м2), фрутоценозом - 10% (10 м2), сильваценозом одноярусным - 10% (10 м2), рудероценозом - 40% (40 м2). Формула для расчета приобретает следующий вид:

(9)

На расстоянии 500 м восточнее свалки, площадь занятая пратоценозом составляет 60% (60 м2), фрутоценозом - 20% (20 м2), сильваценозом одноярусным - 20% (20 м2), рудероценозом - 40% (40 м2). Формула для расчета приобретает следующий вид:

(10)

Средние значения баллов (b) зеленой массы наведены в табл. 2.

Таблица 2

Средние значения баллов (b) зеленой массы (по В. А. Кучерявому, 2003)

Коэффициенты фитомелиоративной эффективности разных участков свалки, рассчитанные в соответствии с формулами (2-10), приведены на рис. 2.

Рис. 2. Диаграмма со значениями рассчитанных коэффициентов фитомелиоративной эффективности свалки

Минимальные значения коэффициентов фитомелиоративной эффективности на свалке принадлежат средней экспозиции склонов с южной (KFM=0,1) и восточной (KFM=0,12) сторон. Максимальные значения присущие участкам с повышенной влажностью субстрата - дамбам гудрононакопительних (KFM =11,7) и фильтрационных (KFM =6,6) озер.

На средних экспозициях свалок преобладают рудеральные растения (низкорастущие), про что свидетельствует коэффициент фитомелиоративной эффективности (от KFM=0,1 до KFM=1,73). Фрутоценозы и сильваценозы развиваются на более плодородных участках (северная сторона, подножие, возле водоемов и т. д.). Препятствуют развитию фрутоценозов и сильваценозов на склонах прочные слои мусора, оползни, процессы горения, в связи с чем, корневая система не может закрепиться за субстрат и развиваться.

Негативные влияния свалок способствуют гибели растений на некоторой отдали от подножия. В радиусе 100 м и 500 м от подножия свалки коэффициенты фитомелиоративной эффективности равны KFM =2,3 и KFM =3,7 соответственно. Фрутоценозы и сильваценозы занимают площадь10-20%, что катастрофично для природных ценозов.

На расстоянии 50 м западнее свалки развивается осиновая посадка, что и есть контролем в нашем случае. Коэффициент фитомелиоративной эффективности равен KFM =7,1. Это свидетельствует о развитии сильваценоза, который имеет наибольший балл зеленой массы. Данное значение коэффициента наиболее лояльное относительно природной фитомелиорации, поскольку значение KFM=11,7 (для дамб) носит временный характер и зависит от денудационных и рекультивационных, в будущем, процессов.

Выводы

В результате изучения фитомелиоративной эффективности растительности свалки определено, что на поверхности преобладает низкая растительность, о чем свидетельствует невысокий коэффициент фитомелиоративной эффективности KFM=0,1. На дамбах техногенных водоемов в зоне влияния свалки коэффициент фитомелиоративной эффективности (KFM=6,6-11,7) более приближен к коэффициенту осиновой посадки (KFM=7,1), что свидетельствует о доминировании высокой древесной растительности.

Таким образом, поверхность свалки пригодная для проведения рекультивационных и фитомелиоративных работ с целью снижения пагубного влияния на окружающую среду.

Литература

1. Кучерявый В. А. Общая экология / В. А. Кучерявый. - Львов: Мир, 2010. - 520 с.

2. Кучерявый В. А. Фитомелиорация / В. А. Кучерявый. - Львов: Мир, 2003. - 540 с.

3. Официальный сайт Государственной службы Украины по чрезвычайным ситуациям. [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: http://www.mns.gov.ua

4. Кучерявый В. А. Фитомелиоративная эффективность растительного покрова горных урбанизированных территорий / В. А. Кучерявый, Л. В. Пархуць, М. М. Фитак // Научный вестник НЛТУ Украины. - 2012. - Вып. 22.14. - С. 9-14.

5. Попович В. В. Фитомелиорация затухающих терриконов Львовско-Волынского угольного бассейна: дис. ... канд. с.-х. наук: 06.03.01 / Василий Васильевич Попович. - Львов, 2011. - 233 с.

6. Хасанова Р. Ф. Фитомелиоративная эффективность многолетних трав на черноземах Зауралья Республики Башкортостан : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16, 03.00.27 / Резеда Фиргатовна Хасанова. - Уфа, 2006. - 178 с.

Размещено на Allbest.ru