Оцінка перспективних екосистемних послуг планованої рекультивації териконів Львівсько-Волинського вугільного басейну

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оцінка перспективних екосистемних послуг планованої рекультивації териконів Львівсько-Волинського вугільного басейну

К.І. Барабан, М. М. Приходько, Л. М. Архипова

Роботу присвячено питанням рекультивації порушених земель в наслідок гірничодобувної промисловості та перспективи надання рекультивованими землями екосистемних послуг.

Хоча видобуток вугілля робить важливий внесок у економіку країни, у багатьох регіонах існують значні конфлікти між гірничими підприємствами та місцевими громадами щодо збереження біорізноманіття, природніх ресурсів, забезпечення стабільної екологічної ситуації вугледобувних регіонів.

Проаналізовано вітчизняний та міжнародний досвіди рекультивації порушених земель під териконами та досвід переформатування териконів для іншого цільового призначення.

Проаналізовано сутність поняття екосистемних послуг. Встановлено, що після проведення рекультиваційних заходів, порушені землі під териконами можуть надавати такі екосистемні послуги: регулювальну, забезпечувальну, культурну та підтримувальну.

За допомогою програмного забезпечення Google Earth визначено орієнтовані площі порушених земель під териконами. Для перспективної оцінки екосистемних послуг порушених земель під териконами та прилеглих територій було обрано наявні та найбільш прийнятні для рекультиваційних заходів терикони досліджуваного вугільного басейну. Для зазначених територій запропоновано 4 види напрямів рекультивації: санітарно-гігієнічну, лісогосподарську, будівельну та рекреаційну. Встановлено код екосистем териконів відповідно до класифікації EUNIS до рекультиваційних заходів та після їх проведення. Визначено екосистемні послуги відповідно до класифікації CICES, які в перспективі можуть бути отримані після рекультивації порушених земель під териконами.

Ключові слова: екосистемні послуги, терикони, рекультивація порушених земель. екосистемна послуга терикон рекультивація

K.Baraban, M. Prykhodko,

Постановка проблеми

Гірничодобувна промисловість вже десятки років є основним чинником техногенного навантаження на природнє середовище. Наслідком функціонування шахт є терикони, що представляють собою штучні нагромадження шахтних породних відвалів у пагорби (насипи) [1]. Терикони є основним джерелом забруднення компонентів екосистем, вони мають безперервний та безпосередній вплив на атмосферу, підземні і поверхневі води, ґрунти, біоту та прилеглі території [2]. У результаті створення териконів відбуваються незворотні процеси порушення природніх ландшафтів, зниження їх атрактивності, відчуження земель, зміни природньої рівноваги. Обсяги площ, зайнятих порушеними землями під териконами у Львівсько - Волинському вугільному басейні сягають 265,9 га [3]. На сьогодні, Червоноградський район та Нововолинська громада є лідерами серед міст досліджуваного вугільного регіону за кількістю порушених земель гірничодобувною промисловістю, так як у цих містах зосередженна більшість шахти і териконів. Виникає питання відновлення порушених земель, рекультивації териконів для подальшого раціонального використання. Невирішеною проблемою є формування пропозицій надання екосистемних послуг відновленими рекультивованими землями.

Аналіз останніх досліджень та публікацій

Вітчизняні вчені та дослідники, що займалися питанням та розробленням класифікації екосистемних послуг є Дідух Я.П., Альошкіна У.М., Андрієнко Т.Л., Гродзинський Д.М., Клімов О.В., Куземко А.А., Никифоров В.В., Онищенко В.А.,Сон М.О., Шеляг-Сосонко Ю.Р. та інші вчені. Більший вклад внесли закордонні вчені такі як Бішоп Дж., Дейлі Р., Констанца Р., Люрі Д. И., Паджіола Р., Риттер К., Рута Дж.

Проблемам рекультивації, фітомеліорації, екологічної небезпеки териконів у межах Львівсько-Волинського вугільного басейну присвячено чимало праць таких українських вчених як Терещук О., Башуцька У., Попович В., Кучерявий В., Мануїлова Г., Міронова Н., Геник Я., Павличенко А., Копій М., а також інші науковці. Однак питання оцінки екосистемних послуг рекультивованих териконів в межах Львівсько-Волинського вугільного басейну є актуальним та недостатньо дослідженим.

Постановка завдання

Метою дослідження є попередня оцінка перспективних екосистемних послуг запланованої рекультивації териконів в межах Львівського-Волинського вугільного басейну. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

- проаналізувати наукові напрацювання та їх результати визначення сутності поняття екосистемних послуг, їх оцінки та проблем рекультивації порушених земель вугільної промисловості;

- за допомогою програмного забезпечення Google Earth оцінити придатні до рекультивації площі териконів у межах міст Червоноград та Нововолинськ;

- на основі вивчення міжнародно-вітчизняного досвіду встановити можливість до надання екосистемних послуг рекультивованих земель.

Враховуючи специфіку порушеної території запропонувати варіанти рекультивації териконів та прилеглих порушених земель, та надати оцінку перспективності їх екосистемних послуг.

Виклад основного матеріалу

Невід'ємною складовою сталого розвитку є екологічно безпечне землекористування, в основі якого лежить, здатність ґрунтів зберігати свої екологічні функції. Вилучення земель для антропогенної діяльності є втручанням в природний ґрунтотворний процес і як наслідок змін у виконанні екосистемних послуг ґрунту. Гірничодобувна промисловість є однією з найбільш небезпечних видів діяльності для навколишнього середовища [4]. За час тривалих робіт шахт, інтенсивної розробки гірських порід та у результаті утворення териконів, можемо спостерігати такі негативні наслідки як зміну природнього рельєфу, перетворення колись родючих земель у порушені та промислові, які могли б виконувати певні екосистемні послуги.

На сьогодні існують зростаючі екологічні ризики, пов'язані із видобутком вугілля та деградацією земель, тому, управління використанням та охорона земель повинні здійснюватися для підтримки багатофункціональності природних і керованих екосистемних функцій.

Великої уваги набули рекультиваційні заходи в Німеччини, Польщі, Великобританії, США а пізніше і в інших країнах світу. Під поняттям рекультивації закордонні науковці та дослідники розуміють процес відновлення або надання корисної цінності деградованим або спустошеним землям шляхом відповідного моделювання та удосконалення проектування [5].

В інтересах екологічної безпеки та сталого розвитку, у багатьох промислово розвинених країнах рекультиваційні та меліоративні заходи щодо порушених земель гірничодобувною промисловістю щорічно набувають значних екологічних та соціально -економічних значень, приймаються закони та програми захисту і відновлення компонентів довкілля. Заходи спрямовуються на відновлення продуктивності та економічної цінності постраждалих територій, а також, поліпшення екологічної обстановки відповідно до інтересів суспільства [6].

Напрямки рекультивації в кожній країні обираються для кожного випадку окремо, виходячи з ряду комплексів природних і економічних факторів [7]. Переважаючими є лісова та сільськогосподарська рекультивації, що відповідно створюють умови для формування підтримувальних та забезпечувальних екосистемних послуг. Також у багатьох європейських державах існує тенденція надання екосистемних послуг рекультивованими порушеними землями гірничих об'єктів, зокрема при створенні рекреаційно привабливих територій. У світовій практиці є досвід створення на цих землях природоохоронних об'єктів, лісопаркових зон, туристично - оздоровчих і спортивно-розважальних комплексів, а також комбінація зон відпочинку, рекреації і туризму. Прикладом слугує терикон Ганіль у Німеччині, перетворений у рекреаційний ландшафтний парк та амфітеатр (рис. 1) [8].

Аналіз проблеми рекультивації териконів в Україні показує, що на даний момент в країні існує понад 142 тис. га порушених земель вугільною промисловістю. Тоді як рекультивовано лише третю частину з них, що являється критично низьким показником для розвинутих країн. Водночас, Україна має великий потенціал для запровадження більш дієвих заходів щодо відновлення порушених земель [9]. Одна з причин повільної рекультивації земель знаходиться у правовому полі. Наразі чинним законодавством України не передбачено порядку прийняття рекультивованих земель (в тому числі з метою надання ними екосистемних послуг) до регіонального обліку землеустрою. Тож землекористувачі часто нехтують виконанням комплексу заходів щодо рекультивації земель та їх відновленням за відсутності притягнення їх до відповідальності.

Рис. 1. Рекультивований терикон Ганіль, Німеччина [8]

Існує безліч механізмів щодо рекультивації порушених земель, але вони повинні впроваджуватися комплексно і бути високотехнологічними. Сьогодні головним чинником відсутності рекультиваційних робіт як сталого і постійного механізму, виступає фінансова неспроможність підприємств та державних органів влади, тому потрібно шукати інші більш раціональні, ефективні та менш затратні методи.

Сталий соціально-економічний розвиток будь-якої країни означає таке функціонування її господарського комплексу, коли одночасно задовольняються зростаючі матеріальні і духовні потреби населення, забезпечується раціональне та екологічно безпечне господарювання і високоефективне збалансоване використання природних ресурсів, створюються сприятливі умови для здоров'я людини, збереження і відновлення природного середовища та природно -ресурсного потенціалу суспільного виробництва [10].

Екосистемні послуги на регіональному рівні надають гарантію здоров'ю та благополуччю мешканцям прилеглих територій. У зв'язку з цим, виникає потреба в прийнятті відповідних законодавчих актів, наукових досліджень та включення екосистемних послуг в діяльність суб'єктів господарювання, оскільки вони є центральним елементом комплексної системи взаємозв'язків між функціонуванням екосистем та добробутом суспільства [11].

У більшості європейських країн концепція екосистемних послуг - основа стратегічних планів національної політики збереження та відновлення природних ресурсів. Джерелом природних ресурсів та екосистемних послуг є природний капітал. Запас природного капіталу визначає кількість екосистемних послуг, які може отримати країна, регіон, підприємство та інші зацікавлені сторони [12]. За умов стрімких темпів деградації природи втрати екосистемних послуг можуть мати незворотній характер.

Світовій досвід та практика показує, що існує новий підхід реабілітації техногенних геосистем, це екологічна реставрація. Він пов'язаний з максимальним використанням регенераційних можливостей природних екосистем для відтворення ресурсних і екологічних функцій порушених ландшафтів [13].

В Україні немає практичних методичних рекомендацій щодо нормативно -правового впровадження в економічний та господарський обіг категорії «екосистемні послуги» та їх оцінки. На сьогоднішній день не розроблені загальні критерії для кількісної оцінки екосистемних послуг. Різні автори оцінюють екосистемні послуги відповідно до власної рейтингової шкали. Тож складно сприймати, аналізувати і оцінювати екосистемні послуги різних територій, а також прогнозувати як вони можуть змінюватися в результаті діяльності людини [14].

Екосистемні послуги є центральним елементом стратегії Європейського Союзу щодо біологічного різноманіття. В ЄС сформована міжнародна класифікація екосистемних послуг. Так, ідентифікують чотири групи екосистемних послуг: забезпечувальні (provisioning services) - послуги від продукції, яку надають екосистеми: продовольство, вода, деревина, волокно, паливо, генетичні ресурси, питна вода; регулювальні (regulating services) - послуги регулювальних екосистемних процесів: формування клімату, захист від повеней та інших стихійних лих, контроль захворювань, поглинання відходів людської життєдіяльності, очищення води і повітря, боротьба зі шкідниками; культурні (cultural services) - вклад екосистем у збагачення культурних, духовних та естетичних аспектів людського добробуту: емоції від естетики навколишнього природного середовища, його окремих компонентів, вплив на формування способу життя, звичаїв і традицій; підтримувальні (supporting services) - послуги, що забезпечують основні екосистемні процеси: формування ґрунту, первинна продуктивність, біогеохімічні процеси (кругообіг поживних речовин, фотосинтез), середовище перебування [14].

До прикладу, у США з метою забезпечення екологічної безпеки, використані чи порушені землі унаслідок діяльності вугільної промисловості, відновлюють для сільськогосподарських цілей. На рекультивованих землях створюються пасовища для випасу худоби для великих фермерських господарств. Як результат, порушені вугільною промисловістю землі після рекультивації надають одну з екосистемних послуг - забезпечувальну. Проводиться поступова реабілітація порушених земель, що дає змогу знизити рівень негативного впливу териконів, забезпечити якнайшвидше відновлення земель, а не чекати до повного закриття та ліквідації шахт [15].

Екосистемні послуги ґрунтів є важливими компонентами для усіх аспектів життя, вони підтримують виробництво екосистемних товарів і послуг, таких як: їжа, клітковина та забезпечення енергією. Зберігання та очищення води. Нейтралізація, фільтрація та буферизація забруднюючих речовин.

Нами було досліджено перспективи рекультивації земель, порушених гірничодобувною промисловістю, Львівсько-Волинського вугільного басейну.

Загалом площа порушених земель під териконами Львісько-Волинського вугільного басейну ставить близько 265,9 га [3]. Під час польових досліджень порушених земель під териконами на території вугільного басейну, а саме у м. Червоноград та м. Нововолинськ було виявлено 22 наявних терикони.

Для дослідження обрано ті терикони, які були або частково рекультивовані або можуть бути придатними до рекультиваційних чи меліоративних заходів та в подальшому можуть бути повністю переформатовані для експлуатації їх за іншими цільовими призначеннями з наданням екосистемних послуг.

На рис. 2 представлено супутникові знімки 4-х обраних для дослідження териконів. При моделюванні рекультиваційних перспектив були враховані наступні чинники: віддаленість від населених пунктів, промислових підприємств, лісогосподарських та рекреаційних зон. Враховувалася ступінь заліснення териконів, наявність чи відсутність рослинного покриву. Віддалені від населених пунктів терикони та прилеглі території пропонуємо переформатувати в промислові зони, зони виробництва з наданням забезпечувальних екосистемних послуг. Наближені до населених пунктів терикони пропонується рекультивувати в рекреаційні, лісопаркові зони з наданням культурних екосистемних послуг. Деякі терикони є придатними для проведення меліоративних заходів, заліснення чи засіювання, можуть виступати як дослідницькі майданчики і виконувати регулювальні екосистемні послуги.

У ході дослідження наявних відвалів шахт Львівсько-Волинського вугільного басейну були виявлені терикони, які мають відмінності за формою, площею, ступенем заростання рослинності, наближеністю до населених пунктів, наявністю зсувів та просідань тощо. Однак, не всі терикони переформатовані за різних причин. За час спостережень було помічено, що на поверхні відвалів розвивається рослинність, яка виникла в результаті природних фітомеліоративних процесів, що і є свідченням придатності їх до заліснення, та подальших рекультиваційних заходів.

Рис. 2. Супутникові знімки досліджуваних териконів

Встановлено, що усі терикони знаходяться на землях державної власності та віднесені до категорії земель промисловості, транспорту, зв'язку, енергетики, оборони та іншого призначення.

У табл.1 наведено результати проведених досліджень наявних териконів, які після рекультивації та переформатування можуть надавати ті чи інші екосистемні послуги.

Відповідно до класифікації EUNIS, для території України виділено 7 екосистем 1 -го рівня, які надають основні екосистемні послуги: B - приморські оселища; C - материкові поверхневі води; D - болота; E - території з домінуванням трав, мохоподібних і лишайників; G - ліси та інші лісові землі; I - регулярно або недавно культивовані оселища; J - забудовані, промислові та інші штучні оселища [3].

За даними класифікації EUNIS, досліджувані території на даний момент до рекультиваційних заходів відносяться до територій з домінуванням трав, мохоподібних і лишайників - E. Після рекультивації, відповідно до класифікації змінять свої екосистеми та у перспективі надаватимуть ряд екосистемних послуг (табл. 1).

Зтаблиці можна спостерігати, що за напрямком рекультивації переважає лісогосподарська рекультивація. В даному регіоні природні ландшафти є лісовими, тому можна стверджувати, що при залісненні досліджуваних територій та самих териконів ми зможемо отримати відповідні екосистемні послуги. Після заліснення та будь -якої фітомеліорації територія надаватиме регулювальні послуги, оскільки велика кількість насаджень буде поглинати шкідливі викиди в атмосферне повітря, знижуватиметься рівень концентрації парникових газів, відбуватиметься запобігання зсувів териконів і тим самим зменшиться ризик порушення ландшафтів.

Санітарно-гігієнічний вид напрямку рекультивації дозволяє умовно законсервувати порушені землі та зменшити їх негативний вплив на компоненти довкілля шляхом самовідновлення рослинного покриву на порушених територіях. Даний вид рекультивації нами пропонується рідше серед розглянутих територій і буде застосований у тих випадках, де заліснення, переформатування териконів та прилеглих територій є вкрай затратним або ж не рентабельним, також даний вид рекультивації є доцільним для діючих шахт.

Будівельна рекультивація з виконанням забезпечувальної екосистемної послуги передбачає розрівнювання досліджуваних териконів та створення на них промислових підприємств чи майданчиків, складських приміщень, промислових зон, тощо.

Лише декотрі з териконів є частково чи повністю ліквідовані. Більшість з них знаходяться неподалік населених пунктів з хорошою транспортною розв'язкою та у перспективі після рекультиваційних заходів можуть претендувати для створення парків, місць відпочинку, тощо. До прикладу, терикон у с. Благодатне має часткову залісненість, після певних рекультиваційних заходів терикон можна переформатувати у спорт площадку, а саме тенісний корт. Так як лише декілька териконів досліджуванні території є частково рекультивованими, можна допустити, що при раціональному переформатуванні на місці техногенних пагорбів будуть існувати рекреаційні парки чи інші місця відпочинку.

Таблиця 1