Исследовательская работа

Растения техногенного ландшафта

                                                         Выполнили:

                                                         Гаврилькова Дарья, Зимовина Полина                                                                  ученицы 8 А класса МБОУ «СОШ №13 с УИОП»

города Губкина Белгородской области                                                                                                                                                                                                                                            

Научный руководитель:

Сдержикова Вера Ивановна,

учитель географии

Губкин, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ

 Введение....................................................................................................................3

1. Горнопромышленные ландшафты.......................................................................4

2. Краткая физико-географическая характеристика месторождения...................5

3. Методы исследование.............................................................................................6

4. Результаты исследований........................................................................................7

Выводы........................................................................................................................7

Приложения................................................................................................................8

Введение

Белгородская область - это уникальный по своим минеральным ресурсам регион России. Но главное богатство это конечно месторождения железной руды.

Добыча любого полезного ископаемого - это серьезное вмешательство в природу, и один из мощных видов техногенеза.  Открытая добыча железных руд Курской магнитной аномалии на территории Белгородской областей привела к антропогенному преобразованию ландшафтов на значительных площадях. В результате горнопромышленных работ в регионе естественные ландшафты полностью утрачиваются. Взамен их формируются промышленно-технические комплексы, зачастую полностью лишенные даже самых примитивных фитоценозов

Целью исследования является изучение особенностей формирования растительных сообществ на техногенных ландшафтах - отвалах Лебединского ГОКа, оценка видового состава формирующейся растительности.

  Задачи исследования.

1. Изучить особенности естественного зарастания отвалов травянистой растительностью.

2. Выявить видовой состав флоры отвалов

3. Научиться использовать методики для описания ландшафта. Освоить правила составления гербария.

Изучение естественной растительности, формирования растительных сообществ, представляет определенный интерес, так как здесь мы имеем дело с первичной сукцессией в специфических эдафических условиях. Большое значение при этом имеет изучение процесса восстановления  и разнообразия растительности нарушенных территорий, в данном случае отвалов кристаллических пород

Объект исследования: скальные отвалы Лебединского ГОК.

Предмет: растительность в районе отвалов.

Актуальность проблемы. Обширные площади нерекультивированных земель, появившиеся за последнее десятилетие в районе Курской магнитной аномалии (КМА), определили особую актуальность изучения темпов и механизмов самозарастания техногенных отвалов горных пород.

В ряду природоохранных проблем важное значение имеет восстановление земель, подвергающихся разрушению при горнодобывающих работах. Процесс добычи полезных ископаемых, неизбежно сопровождается нарушением поверхности земли (почвенного покрова и растительности), происходит почти полное уничтожение всей совокупности живого вещества в ландшафте и превращение его в «индустриальную пустыню» с крайне низкой биологической продуктивностью. Поэтому возникает проблема восстановления растительного покрова. Биологическая рекультивация требует меньших затрат, и способствует постепенному восстановлению ландшафтов. Но без вмешательства человека это очень длительный процесс.

Гипотеза: Поскольку экологические условия нарушенных земель в большинстве случаев оказываются неблагоприятными, естественное восстановление фитоценозов протекает медленно, и в составе их преобладают малоценные виды.

1. Горнопромышленные ландшафты

Добыча любого полезного ископаемого - это серьезное вмешательство в природу, и один из мощных видов техногенеза. В местах добычи полезных ископаемых происходит почти полное уничтожение природных ландшафтов на месте которых возникают скважины, шахты, карьеры, отвалы, отходы первичного обогащения руд, угольные терриконы, транспортные магистрали и т.д. и формируются особые ландшафтно - геохимические системы – горнопромышленные ландшафты. Горнопромышленные ландшафты неоднородны. В них выделяют 4 функциональные зоны:

• первая зона – шахтно-карьерно-отвальная, приуроченная непосредственно к участку добычи полезных ископаемых. Она характеризуется практически полной деградацией почвенно-растительного покрова и высокими концентрациями металлов в пыли, техногенных наносах, воде и растениях;
• вторая зона – территории горно-обогатительных комбинатов и обогатительных фабрик. Она характеризуется полной или значительной перестройкой первоначальной структуры за счет отчуждения площадей под предприятиями и загрязнения токсичными отходами, выбросами и стоками;
• третья зона – селитебные и пригородные ландшафты, расположенные в непосредственной близости от месторождений и комбинатов сильно загрязненные но сами не являющиеся источниками выбросов;
• четвертая зона с умеренным площадным загрязнением имеет нестабильные очертания и располагается в радиусе от 3-5 до 10-20 км. Фоновые ландшафты располагаются обычно не ближе 15-20 км от источников рудных выбросов и стоков.

В первой зоне, к которой относиться Лебединский ЛГОК, наибольшее воздействие на природные ландшафты оказывает добыча полезных ископаемых открытым способом, в результате которой создан карьер глубиной  600 м и отвалы, морфология которых определяется видом складирования вскрышной породы. Объем перемещаемых пород огромен, объем Лебединского карьера КМА составляет 170 млн. куб.м. Кроме того, добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается загрязнением подземных вод, ухудшением ландшафта, повышенной запыленностью и загазованностью атмосферы.

Свежие некультивированные отвалы вскрышных пород производят впечатление индустриальной пустыни. Скорость зарастания отвалов определяется свойствами грунтов и физико-географическими условиями их местонахождения.

2. Краткая физико-географическая характеристика месторождения

Лебединское месторождение железистых кварцитов является крупнейшим месторождением Курской магнитной аномалии и расположено в пределах южного склона Среднерусской возвышенности. Месторождение приурочено к долине реки Осколец - притоку реки Оскол в верхнем течении.

Максимальная ширина карьера Лебединского ГОКа — 5 км, глубина — 600 метров. Он дважды внесён в Книгу рекордов Гиннеса. Сырьевая база ЛГОКа – запасы железной руды, оцениваемые нормативами JORC в 4,2 млрд. тонн. При производстве 20 млн.тонн железорудного концентрата в год, месторождения хватит на 200 лет!

При извлечении железистых кварцитов еще извлекаются вскрышные породы, которые в дальнейшем не используются в процессе производства, а складируются в отведенных местах.

Вскрышные породы Лебединского месторождения укладываются на площадях двух внешних отвалов. Рыхлая вскрыша транспортируется на железнодорожный отвал №2, расположенный в пойме р. Осколец в 1,5км от предельного контура восточного борта карьера. Площадь отвала ограничена с севера – р. Осколец, с юга – существующей промышленной застройкой и транспортными коммуникациями. Отвал эксплуатируется с момента начала строительства карьера.

Скальная вскрыша транспортируется на железнодорожный отвал №1, расположенный в 6 км от южного борта карьера на склонах балки Дубровский Лог. Складирование этих пород осуществляется в отвал с целью создания условий для последующего использования окисленных железистых кварцитов в обогатительном процессе, а сланцев и кварцитопесчаников - в производстве щебня.

Отвалы пустых пород карьера представляют собой высокий ( до 60  м), террасированный платообразный холмистый рельеф с крутыми откосами.

Поверхность отвалов сильно уплотнена техникой, что препятствует росту и развитию растительности.

3. Методы исследование

Исследования проводились на отвалах скальных пород карьера Лебединского ЛГОКа  города Губкина в августе-сентябре 2017 года.

В работе использовали методику описания травянистого растительного сообщества  [5].

 Для определения видового состава территории был проложен маршрут, на протяжении которого заложили пробные площадки по 3 через равные расстояния. Размер пробных площадей 25 м2 (5 х 5м), так как из-за особенностей формирования растительности и рельефа стандартные площади 10х10 м закладывать было не всегда удобно. Для разбивки пробных площадей пользовались рулеткой и флажками для обозначения углов. На этих площадях произвели описание видового состава травянистой растительности.

На каждой учётной площадке описывали следующие показатели:

- Проективное покрытие.

- Обилие. Рассчитывается по шкале Drude (Друде).

- Характер размещения.

Определили стадии фенофазы или  фенологическое состояние. Для их обозначения при описании фитоценоза  применяли  систему, предложенную В.В. Алехиным.

Составили флористический список всех встреченных растений по семействам, родам и видам. Последовательность семейств составляли по определителю растений.

4. Результаты исследований

Отвалы расположены близко от города Губкин и села Сергеевка. По классификации природно-техногенных ландшафтов отвалы относятся к крупно-карьерно-отвальным формам рельефа. Лишены растительности более свежие высокие отвалы и их откосы, а также промышленные площадки, где проведено частичное выравнивание поверхности (технический этап рекультивации), что привело к сильному уплотнению грунта, который препятствует закреплению семян и росту растений, кроме того, отсыпка отвалов продолжается и в настоящее время.

Участок №1: Проективное покрытие участка №1 до 30%. Изредка (Изр.) – в небольшом количестве (10-30%). Чаще встречаются липучка оттопыренная, солянка, пастушья сумка обыкновенная, полынь обыкновенная, или чернобыльник

Участок №2: Экспозиция Юго-западная. Проективное покрытие площадки №2 до 80%. Обильно - 50-70%. Здесь встречаются такие виды как: мелколепестник острый, льнянка дроколистная, льнянка обыкновенная, вьюнок полевой, живучка хиосская. и др. Наиболее обилен мелколепестник канадский.

Участок №3: Проективное покрытие площадки №3 до 60%. довольно обильно 30-50%. Здесь встречаются такие виды как: щетинник зелёный, солянка сорная, мелколепестник канадский, чертополох колючий.

Растительность на отвалах формируется по типу первичной сукцессии, т.е. развитие экосистемы от нулевого состояния.  Для отвалов, характерно замедленное формирование естественных растительных сообществ. Состав их в основном из растений сорно-луговой группы приводит к образованию сообществ с низкой продуктивностью и качеством травостоя.

Все данные были систематизированы и занесены в таблицу (Приложение). Так же собранные растения были оформлены в гербарий.

Выводы:

Было выявлено, что на данных отвалах растительность только начала формироваться. Состав их в основном из растений сорно-луговой группы (однолетники и двулетники) приводит к образованию сообществ с низкой продуктивностью и качеством травостоя, распределение пятнами с разной степенью обилия. Наиболее многочисленные виды – чистец однолетний, чертополох колючий, мелколепестник канадский. Местами встречаются заносные виды, характерные для более южных областей, песков и солончаков – солянка южная, прутняк обыкновенный, качим пронзеннолистный. Несколько лет назад эти виды были очень обильны на местах старой отсыпки. В связи с возобновлением работ и нарушением местообитаний их встречаемость снизилась.

Было выявлено, что для данных отвалов характерно замедленное формирование естественных растительных сообществ. Состав их в основном из растений сорно-луговой группы приводит к образованию сообществ с низкой продуктивностью и качеством травостоя.

Растительность отвалов находится на начальной стадии сукцессионного развития. Лишены растительности более свежие высокие отвалы и их откосы, а также промышленные площадки, где проведено частичное выравнивание поверхности (технический этап рекультивации) и привело к сильному уплотнению грунта, который препятствует закреплению семян и росту растений, кроме того, отсыпка отвалов продолжается и в настоящее время.

Литература:

1. Бялт В. В., Орлова Л. В., Потокин А. Ф. Ботаника. Руководство по гербарному делу: учебное пособие/ В.В. Бялт, Л.В. Орлова, А.Ф. Потокин. – СПб.: СПбГЛТУ, 2014. - 38 с.
2. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. - М:, Товарищество научных изданий КМК. 2006, 600.
3. Неронов В.В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе Европейской России: Методическое пособие.- М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2002. – 139 с.
4. Павлова М.Е., Истомина И.И., Терехин А.А.. Гербарий. Правила изготовления и хранения/ Учебно-методическое пособие для студентов специальностей «Агрономия», «Ландшафтная архитектура», «Ветеринария», «Фармация». M,: Изд-во РУДН, 2014. – 38 с.
5. Методы полевых экологических исследований: учеб. пособие / авт. Коллектив: О.Н. Артаев, Д.И. Башмаков, О.В. Безина [и др. ] ; редкол.: А. Б. Ручин (отв. ред.) [и др. ]. – Саранск : Изд -во Мордов. Ун-та, 2014. – 412 с
6. Популярный атлас-определитель.  Дикорастущие растения
   В.С. Новиков, Изд-во: Дрофа, 2004, -  416 с.
7. Растения России. Определитель. Пескова И.М. Изд-во: АСТ, 2015, - 94 с.

Приложение

Список растений площадки №1.

Список растений площадки №2.

Список растений площадки №3.