Флора и растительность золоотвалов в зависимости от

У Д к 631.618:581.524.3
Т. С. ЧИБРИК, Н. В. КРАВЧЕНКО
Уральский университет
Флора и растительность золоотвалов
в зависимости от
зонально-климатических условий
Изучение флоры и растительности проводилось на золоотвалах Верхнетагильской и Ю жноуральской тепловых элек­
тростанций, расположенных соответственно в таежной (подзо­
на южной тайги) и лесостепной зонах. Возраст золоотвалов
примерно одинаков, подача пульпы прекращена в начале
60-х гг. В 1964— 1966 гг. проведена рекультивация золоотвала
Ю жноуральской ГРЭС с покрытием слоем почвы и посевом
многолетних трав: эспарцета песчаного, люцерны синегибрид. ной, костреца безостого и житняка гребенчатого. В 1969—
1970-х гг. изучалось состояние растительности золоотвала, по
сути дела, процесс трансформации культурфитоценозов за 5 лет
(П икалова и др., 1971, 1974). Биологическая рекультивация на
части золоотвала Верхнетагильской ГРЭС начата в 1968—
1970 гг. и продолжалась в последующие годы. Применялось
полосное нанесение глинистого грунта и посев на полосы выше­
названных видов многолетних трав и донника желтого.
В статье анализируются данные по изучению флоры и расти­
тельности золоотвалов в 1979— 1980 и 1989 гг., т. е. через 10—
20 и 15—25 лет после рекультивации на золоотвалах соответст­
венно Верхнетагильской и Ю жноуральской ГРЭС.
Золоотвал Южноуральской ГРЭС (ЮУГРЭС). Он заполнен
золой углей шахт и разрезов Челябинского угольного бассейна.
Зола — бесструктурный пылевидный субстрат с неустойчивым
температурным режимом, практически лишена азота, фосфор и
калий содержатся в небольших количествах. Реакция среды ней­
тральная и слабощелочная. Подробно зола тепловых электро­
станций как субстрат для произрастания растений охарактери­
зована в статье М. В. Пасынковой (1974).
В 1980 г. при повторном обследовании на рекультивирован­
ной поверхности старого золоотвала выделено 4 участка, раз­
личающихся по растительности, 4 выдела описаны на части ста­
рого отвала, не подвергавшейся рекультивации, т. е. изучались
одновозрастные сообщества на «чистой золе», на золе с почвен­
ным покрытием и растительные группировки на новом, более
молодом, золоотвале.
Применялись модели факторного анализа и теории графов
с учетом опыта их использования при сравнении сообществ по
флористическим спискам (Чибрик, Елькин, 1989).
Анализ коррелятивной связи фитоценозов по флористическим
спискам с учетом обилия и постоянства видов позволил выде­
лить 3 группы (рис. 1), которые имеют довольно высокий уро­
вень связи и между собой
2 9 10 7 5 3 4 1 6 6
(не ниже 0,5). На дендро­
-4 грамме проявилась связь
флористического состава
формирующихся
сооб­
0,9ществ с источником зано­
са семян. Естественно, что
0, 6 первоначально таким ис­
точником являлась д ам ­
0,7
ба. Высок уровень корре­
лятивной связи фитоцено­
0,6
зов дамбы и непосредст­
венно примыкающих к ней
на
рекультивированном
0,5
участке старого золоотвала и на рядом располо­
женном на «чистой золе».
Наиболее
своеобразные
группы образовали транс­
формированные культурфитоценозы на золе с по­
Т
Г
*
крытием почвой и посевом
трав (№ 6, 8) и сообщест­ Рис. 1. Дендрограмма (I) и граф сходства
(II) фитоценозов Южноурдльской ГРЭС по
ва на «чистой збле» (№ 3,
корреляционной матрице с учетом обилия
4, 5) на старом золоотвавидов.
ле, а такж е растительные
Ф шгоценозы: 1— с нового зо л о о т в а л а ; 2, 3, 4, 5 —
группировки на террито­ с 1, 2, 3, 4 участко в на «чистой зо л е » ; 6, 7, 8, 9 —
в на зол е с п окры тием почвой;
рии нового золоотвала с 1, 2, 3. 4 участко10
— с дам бы
(№ 1). Фитоценоз № 7
занимает промежуточное положение по значению коэффициента
\ корреляции, что объясняется самым высоким видовым богатст­
вом (69 видов) из фитоценозов на рекультивированной террито­
рии старого золоотвала. Большое количество видов определяет
средний уровень связи практически со всеми описанными сообщ£ствами.
Факторным анализом на основе флористических списков под­
твердилось выделение групп сообществ на золе с покрытием и
на «чистой золе» соответственно по первому и второму ф акто­
рам (табл. 1). К сообществу на дамбе по третьему ф актору
близко примыкает сообщество № 9 на рекультивированной части
отвала! самое богатое по видовому составу. Растительные груп­
пировки на новом золоотвале выделились по отдельному ф ак ­
тору из-за своеобразия и бедности видового состава (21 вид).
Д л я каждой из этих групп характерен свой набор видов, на­
грузки их по соответствующему фактору дают представление о
соотношении видов в группе сообществ, выделившихся по этому
фактору (табл. 2).
В сообществах на месте культурфитоценозов, выделившихся
по первому фактору, доминируют полынь горькая, житняк греТаблица 1
Факторные нагрузки фитоценозов золоотвала
Южноуральской ГРЭС по главным компонентам
Ф ак то р
№ ф и тоценоза
6
8
5
7
3
2
4
10
9
1
1
2
3
4
0 ,8 6
0 ,83
0,59
0,57
0 ,3 3
0
0
0 ,2 6
0,42
0
0 ,3 3
0
0,59
0,52
0 ,7 6
0,66
0,6 0
0
0
0 '
0*
0
0
0,28
0
0,58
0
0,87
0,84
0
0
0
0
0
0,28
0
0,71
0
0
0,95
* Факторная нагрузка < 0 ,2 5
бенчатый.и кострец безостый (два последних — интродуценты из
посевов), содоминантами являются пырей ползучий и мятлик
луговой. Остальные виды, имеющие по первому фактору на­
грузки > 0 ,5 , выступают в качестве ингредиентов, постоянно
присутствующих, но с баллом обилия не выше sp — copi. Д ля
сообществ на «чистой золе» характерно преобладание видов из
разнотравья: высокий балл обилия имеют чернокорень лекарст­
венный, полынь горьккя, икотник серый, полынь эстрагон. Но су­
щественные факторные нагрузки имеют пырей ползучий, вейник
наземный й овсяница ложноовечья. По третьему фактору выде­
лились злаково-разнотравно-полынные растительные сообщества.
Доминирует полынь австрийская, в качестве содоминанта высту­
пает пырей ползучий, из разнотравья преобладают молочай
Вальдштейна и клевер ползучий.
На новом золоотвале сформировалась разнотравно-полыннокохиевая растительная группировка. Доминирует кохия шерсти­
стоцветковая, содоминант полынь горькая.
Геоботаническое обследование 1989 г. показало, что направ­
ление сингенетической сукцессии идет в сторону формирования
разнотравно-злаковых растительных сообществ, но их видовой
состав, особенно доминанты на «чистой золе» и с покрытием
почвой, существенно различается.
В сообществах на золе с почвенным пркрытием доминантноэдификаторная роль принадлежала злакам. В разном соотноТаблица 2
Факторные нагрузки видов с золоотвала Южноуральской ГРЭС
(метод главных компонент, анализ с учетом обилия видов)
•
Ф актор
В ид
1
Полынь горькая . . . .
5,43
Житняк гребенчатый . .
4,92
Мятлик луговой . . . .
2,36
Одуванчик
лекарствен­
ный ............................... ■ . / 1,45
Клоповник сорный . . .
1,44
Лапчатка Гейденрейха
1,12
Солянка холмовая . . .
1,00
Полынь полевая . . . .
0,99
0,73
Марь б е л а я .....................
Люцерна хмелевидная .
0,68
Кострец безостый . . .
0,66
Чернокорень лекарствен­
ный ....................................
—2,51
Икотник серый . . . .
1,06
Полынь эстрагон . . .
0,71
— 1,87
Клевер ползучий . . .
1,06
Липучка’ обыкновенная .
Вейник наземный .
—0,66
Гулявник Лезеля . . .
0*
Донник белый . . . .
0
0
Короставник татарский .
—0,40
Овсяница ложноовечья .
— 1,23
Полынь австрийская . .
2,43
Пырей ползучий . . . .
0,85
Молочай Вальдштейна .
0
Вьюнок полевой . . . .
Кохия шерстйстоцветко— 1,76
вая . . .
..................... .
0,50
Скерда кровельная . . .
0
Латук татарский
. . .
3
2
*
'
4
3,39
—2,91
—0,57
0*
0,64
0
4,10
0
— 0,73
0
0,75
—0,70
0,54
0,95
0
0,46
0
0
0
0
—0,53
—0,79
0
0
0
—0,77
0
— 0,41
— 0,41
— 0,48
0
0
—0,51
01,43
0
1,88
—0,55
0
0
0
0
—0,44
8,59
3,49
1,63
0,75
0,62
1,17
— 1,03
—0,82
—0,82
0 '
0
0
0
0
0
— 0,51
0,70
0
0
0
0
8,43
— 0,77
0
6,50
2,86
2,66
1,88
1,20
0,55
0,52
0,54
0,48
0,48
0
1,33
— 1,33
0
—
1,62
0
0,44
—
* Факторная нагрузка < 0 ,4 .
шении в описанных сообществах эту роль осуществляли пырей
ползучий, мятлик луговой, а из интродуцентов ж итняк гребенг
чатый и кострец безостый (табл. 3). Последний сохранился в
виде отдельных куртин, наиболее значительных по площади
IsCM
IC O
I
—
0 0 —<
h- —
— —
Ю —
со
со СО00 О
Ю.N^C
CD
O —
CO Ю
coco
—
о
00
N
^
f
I
I
I
00 о А
с о —<
N
- II
—
О Ю
N- со
0 )0
CM T f
CM
I|Tf C
Ot4^
00
C
MCM
C
O f COСO
CM
O. N- со COCM
CM I
О
Ю— ю Ю Ю
с о CM
CO 0 0
Tf
О) I
—
—
COO)
00
СО I
I
CO h — CM
I
CM
05
N- N— CM
Ю CD
О
Ю
— CM
CO—
N- C
O C
—
CM II
—
M—
COO
I —
CO CM
I LQ O
)
—
$
а>
О) о
см с о
яч
— CM
00
о
о
оч
Я
Я
-L ffl
_l m
~
~
5Г
Я
Я
-f m
ST
Я
+CQ
ВГ
'
Я
+CQ
3*
1
JT
4-ю
'
Я
- f oq
ST
1
Я
3*
Я
Ч Ч г- Ч Ч г- ; Ч Ч | - ; Ч Ч г- ! Ч Ч г- : Ч Ч с
S
3
S
я -^
е«Си•
я
я
»я
®я
SU
о»
е!
Ч
К
ш
я
su
<
3N
яя
я
оО)
я
я
я
•Я
3
»я
»Я
3
Он
3
он
о
О
аС
>
VO
§&
II
«2
+cq
2 2 o 2 2 o 2 2 o 2 2 o 2 2 o 2 2 o 2Ч 2Ч oс 5Ч 5Ч °е;
0 0 , 0 0 , 0 0 ,o o ^ o o V o o V o o V o o V
COCO + 00 СО + 0 0 0 0 + 0 0 CO + 0 0 0 0 i CO CO + СО СО “Г 00 CO +
ш
я
я
•я
а>
PQ
я
я
я
я
н
о
я
К
а.
о
ч
Л
чя
»я
о
гг
я
я
СО
о
о
*
m
я
§
m
о
U
>1
ч
ч
о
о
я
*
о
ч
я
я
я
я
яо
я
о
Ю
00
CD
см
CD
00
—
CM
CD
о
oo
CM
—.
то1« rf
00
CD
—
CD
CM
05
—'
О
О
CM
CM
CM
oo
Ю ,Ю
о
—
CM
CM
gCO
er
—<
О
о00 —
—i
CD
CM
CM
oo
CM
05
oo
oo
00
^
CM
CD
о
CM
05
ID
00
00
CM *-*
CM.
_L
‘
Я Я
4 4
О О
00 00
ID
ID
от
m
ЕГ
о
£
7
+
я
4- m
3*
Я Я о
^ ^ Я
О О 7.
СО 00 ~г
со
4- m
3*
ОТОТо
^ ^ Я
О О 7
СО СО I
от
от
от
от
-L O T
-L O T
4 -0
1Тоу ОТО
3* ОТО
3" ОТ4ОТ- 03о*
О
ТО
То
То
4 4 £
4 4 £
Ч С
0 0
7
00 00 +
0 0
7
со со +
ОО
3
X
я0
0
н
к
я0
»я
я
от
ЕГ
0
4
я
я
я
4
>»
о
0
я
я
§
с
о
я
0
я
3
4
о
с
•я
3
я
я
8
о
я
я
3
ю
о
X
я
0 0 7 .
со со +
•я
3
я
я
»я
Я
7
сосо +
я
я
о
сх
3
я
0
4
0
я
0
СХ
о
я
о
я
сх
0
ЕГ
на 2-м и 4-м участках, где был высеян. Вероятйо, преобладаю­
щую роль в сохранении этого вида в фитоценозах в течение
15 лет после посева имело вегетативное возобновление, хотя в
культурфитоценозах Коркинского угольного разреза (также
лесостепная зона) наблюдалось довольно интенсивное расселе­
ние костреца, но на свободную территорию и за' счет семенного
возобновления на субстрат без улучшения его свойств с после­
дующим образованием почти одновидовых достаточно продук­
тивных зарослей с высотой травостоя до 1,0— 1,5 м. На золоотвале в дальнейшем проявилась тенденция формирования разно­
травно-злаковых фитоценозов с проективным покрытием 80—
100% и относительно высокой задерненностью (до 40—60 % ).
Из преобладающих злаков значительно уменьшились обилие и
встречаемость (в ряде сообществ до полного исчезновения) у
костреца безостого и пырея ползучего. По этим показателям
можно судить об усилении доминантно-эдификаторной роли
мятлика лугового и житняка гребенчатого, которые имеют в
сообществах различное соотношение: от явного преобладания
одного из видов до одинаково малого или высокого их предста­
вительства.
Н а «чистой золе» такж е наблюдается тенденция к формиро­
ванию разнотравно-полынно-злаковых растительных сообществ,
но с доминированием вейника наземного и мятлика лугового.
Анализ раункиеровских площадок с учетом проективного по­
крытия видов показал, что эти два вида взаимно исключают
друг друга. Из 400 площадок (по 0,1 м2) на 117 (29 %) встреча­
ется только мятлик, на 140 (35 % )— только вейник, и лишь на
70 (17,5% ) встречаются вместе оба вида, из них площадки с
преобладанием вейника составляют 10% . Д ля сравнения сле­
дует отменить, что в 1980 г. площадки с вейником и мятликом
составляли лишь по 4 % от их общего числа. Следовательно,
в 1989 г. зафиксировано более активное разрастание вейника,
• что объясняется его биологическими свойствами (длиннокорне­
вищный злак). Вероятно, оба вида обладают сходными адап­
тационными возможностями к специфическому зольному суб­
страту. Это дает возможность прогнозировать в конечном итоге
формирование на «чистой золе» Мозаичного растительного со­
общества с доминированием в фрагментах мозаики вейника на­
земного и мятлика лугового с определенным соотношением со­
пряженных с ними видов.
Таким образом, биологическая рекультивация с нанесением
слоя почвы и посевом многолетних трав ускоряет начальный
этап формирования фитоценозов, сразу образуются хозяйствен­
но ценные7и продуктивные сообщества. Этот этап предопределя­
ет их дальнейшее развитие, проявляющееся в замене доминиру­
ющих культурных видов на дикорастущие. К 10— 15 годам поч­
ти полностью исчезают из травостоя высеянные бобовые, к 20—
25 годам
кострец безостый. Ж итняк гребенчатый, подсеянный
позднее (через 10 лет после первого посева), успешно расселя­
ется по золоотвалу, частично внедряясь в сообщества на «чис­
той золе».
На «чистой золе» формирование сообществ задерж ивается
(на 10— 15 лет) за счет удлинения начальных этапов, для ко­
торых характерен жесткий экотопический отбор, т. е. за счет
медленного
вселения.
5 3 7 6 * 2 4 1 9 1 0
Позднее процесс несколь­
ко ускоряется преимуще­
ственно за счет разраста­
ния вегетативно подвиж­
0,6
ных видов, в частности
вейника наземного. При
0, 5
поселении других видов
(пырея ползучего, мятли­
0, 4
ка лугового) возможно
формирование сообществ
0,3
с ясно выраженной м оза­
ичностью.
0,2
Золоотвал Верхнета­
гильской
ГРЭС
Ч ВТГРЭС). Площадь зо ­
лоотвал а 125 га, образо­
ван золой бурых углей
Коркинского разреза и
Калачевских шахт. Зола
представляет из себя бес­
структурную массу. На
незарОСШИХ золоотвалах
Рис. 2. Дендрограмма (I) и граф сходства
сильно выражена водная
(и ) фитоценозов Верхнетагильской ГРЭС
и ветровая эрозия. Зола
п0 корреляционн" " /ваитдр0ивце с учетом оби‘
имеет следы азота, низкое фитоценозы;
2. T 8™ на « „ с т о й зо л е » ;
обеспечение обменным каз. 5. 6. 7. ю - на зол е с п окры ти ем грунтом
лием, но высокое подвиж­
ными фосфатами (до 23 мг на 100 г), реакция среды слабощ елоч­
ная, слабое сульфатное засоление.
На третий год после прекращения подачи пульпы (1968) рас­
тительность золоотвала была представлена одиночными расте­
ниями и экотопическими группировками на незначительной части
поверхности (Шилова, Зуева, 1969). На «чистой золе» встречено
всего два вида: солянка холмовая и марь сизая.
Через 10 лет после начала рекультивационных работ на
золоотвале наблюдалось значительное разнообразие экотопов,
которые можно объединить в 3 группы: «чистая зола», зола с
нанесением грунта, зола с нанесением грунта и посевом много­
летних трав. Как отмечено ранее, в связи с полосным нанесе­
нием грунта эти экотопы чередовались. В это время выделено
7 участков, различающихся по сформировавшейся растительно­
сти. На участках с полосным нанесением грунта растительность
на «чистой золе» и с покрытием отличалась как по видовому
составу, так и по степени сформированности.
Цг дендрограмме по корреляционной матрице на основе фло­
ристических списков выделяется три группы (рис. 2): растиТаблица 4
Встречаемость видов на «чистой золе» и на золе с покрытием грунтом
на рекультивированном участке Верхнетагильской ГРЭС, %
Зола
Зола+грунт
Вид
Бодяк полевой . . . .
Василек шероховатый . .
Вейник наземный . . .
Горошек мышиный . . .
Донник белый . . . .
Донник желтый . . . .
Желтушник левкойный .
Кульбаба осенняя . . .
Липучка обыкновенная .
Льнянка обыкновенная .
М а н ж е т к а ..................... .....
Марь белая . . . . .'
Мать-и-мачеха . . . .
Мелколепестник едкий .
Мятлик луговой . . . .
Овсяница красная . . .
Одуванчик
лекарствен­
ный .....................................
Полевица гигантская . .
Полынь горькая . . .\ .
Полынь обыкновенная
Пырей ползучий . . . .
Скерда кровельная . . .
Цикорий обыкновенный .
Щавель конский . . . .
Чина л у го в а я .....................
Щучка дернистая . . .
Житняк гребенчатый . .
И в а н - ч а й ..........................
К а ч и м ..................... . . .
1980
1989
1980
1989
10
—
—
—
16
63
20
3
13
6
—
16
6
—
16
46
3
—
11
7
—
25
—
7
—
14
—
—
—
18
7
79
40
10
3
50
6
16
3
10
3
16
6
3
16
3
33
16
»
19
3
3
53
—
34
3
9
—
22
28
3
15
16
44
47
30
10
76
33
10
10
50
11
18
25
4
—
14
4
—
4
4
—
18
80
43
13
60
50
16
3
—
13
26
10
- 10
—
—
3
—
33
10
10
—
66
6
3
28
9 .
6
28
—
19
28
9
12
—
тельные сообщества на золе с покрытием грунтом (№ 3, 7, 6)
с коэффициентом корреляции > 0 ,5 , сообщества на «чистой
золе» (№ 2, 4, 8), которые расположены рядом с сообществами
первой группы, с коэффициентом корреляции 0,4—0,5, с этими
группами связан фитоценоз № 5 на золе с нанесением грунта,
но меньшего возраста. Своеобразна группа фитоценозов, объ­
единяю щ ая № 9 , 1, 10: Первые два сообщества сформировались
на «чистой золе» без влияния полос грунта, а 10-й, самый «мо­
лодой» (3—5 лет),— на золе с покрытием. Третья группа, объ­
единяя «старые» (10— 15-летние) сообщества на золе с «моло­
дыми» (3—5-летними) на золе с нанесением грунта, демонстри­
рует конвергенцию сообществ разных местообитаний за счет
значительного ускорения их формирования при улучшении
свойств субстрата.
Когда рядом расположены полосы «чистой золы» и с нане­
сением грунта, видно, что виды достаточно четко реагируют
Таблица 5
Факторные нагрузки фитоценозов золоотвала
Верхнетагильской ГРЭС по главным компонентам
Ф актор
\
№ ф итоценоза
7
3
6
4
2
8
9
1
10
5
1
2
3
0 ,89
0,77
0,73
0
0 ,40
0
0
0
0
0,47
0*
0
0
0 ,8 0
0 ,7 3
0 ,7 3
0
0
0
0 ,3 0
0
0
0
0
0
0
0 ,7 7
0 ,6 8
0 ,5 8
0
V
* Факторная нагрузка < 0 ,2 5
на эдафические условия и степень сформированное™ сообществ
изменением встречаемости (табл. 4). При этом выявляется слож ­
ное взаимодействие таких свойств видов, как экологическая и
фитоценотическая эксплерентность и патиентность (Работнов,
1978; Миркин, 1985).
Если рассматривать встречаемость в качестве косвенного
показателя позиции вида в формирующемся сообществе, то м ож ­
но выделить виды, которые имеют высокий ее показатель неза­
висимо от возраста, т. е. степени сформированности сообщества,
на золе (овсяница красная, полынь горькая, качим и др.) или
на грунте (одуванчик лекарственный, полынь обыкновенная,
пырей ползучий и др.). Многие виды, сохраняя или усиливая с
возрастом свою позицию на грунте, практически не поселяются
на рядом расположенных участках «чистой золы» (манж етка
обыкновенная, чина луговая, мышиный горошек и др.)- Р яд
видов с возрастом сообществ усиливает (льнянка обыкновен­
ная) или ослабляет (бодяк полевой) свои позиции независимо
от субстрата, Такие виды, как вейник наземный, мелколепест­
ник едкий, цикорий обыкновенный, занесенные с грунтом, ак­
тивно внедряются в сообщества на «чистой золе».
Посредством факторного анализа моделируется типичное ги­
потетическое сообщество для группы сообществ, выделившихся
по фактору, а факторные 'нагрузки фактических сообществ, вхоТаблица 6
Факторные нагрузкЬ преобладающих травянистых видов с золоотвала
Верхцетагильской ГРЭС (метод главных компонент)
Фактор
Вид
2
1
Полынь обы к н ов ен н а я ..........................
И в а н - ч а й .....................................................
Бодяк полевой ..........................................
Полевица гигантская................................
Одуванчик лекарственный.....................
Мятлик л у г о в о й .....................................
Житняк гребенчатый................................
Горошек м ы ш и н ы й ................................
Пырей ползучий..........................................
Клевер луговой ..........................................
Нивянник обы к н ов ен н ы й .....................
Щучка д е р н и с т а я .....................................
Бескильница Гаупта ................................
Бескильница расставленная . . . .
Донник лекарственны й..........................
Полынь горька^..........................................
Мятлик обы кновенны й..........................
Овсяница к р а сн а я .....................................
Липучка обы кновенная..........................
Льнянка обы кновенная..........................
Марь б е л а я ...............................................
Горец птичий...............................................
Ромашка п а х у ч а я .....................................
Лебеда п р и бр еж н ая ................................
Желтушник левкойны й.......................... ..
М а т ь -и -м а ч е х а ..........................................
• 5,68
3,68
3,48
3,05
2,66
2,19
2,03
1,85
1,74
1,66
0,85
0,47
0
0
0
—0,80
0
0 ,
0
0
0
—0,89
—0,87
—0,73
—0,55
0
1,30
—0,45
0
—0,57
0
—0,85
0,77
. —0,49
0
0
0
3,32
— 1,28
—0,98
5,98
5,41
2,53
1,55
0,59
0,41
0
0
0
0
0,76
0
3
0*
0
—0,55
0
—0,51
0
0
0
0
0
0
0
6,38
3,37
—0,93
2,15
—0,87
0,47
0
0
2,99
2,49
2,21
2,15
2,12
0,78
* Факторная нагрузка по абсолютной величине < 0 ;4 .
дящих в группу, выделившуюся по определенному фактору, по­
казывают степень их соответствия «типу». На основании нагру­
зок видов по соответствующим факторам (табл. 5, 6) можно
получить представление о составе и соотношении видов в этом
гипотетическом сообществе.
По первому фактору выделились злаково-разнотравные слож­
ные растительные группировки, где отчетливо проявляется эдификаторная роль злаков: житняка гребенчатого, мятлика лугово­
го, полевицы гигантской, пырея ползучего. Эти группировки
сформировались на месте посевов многолетних трав на золе с
покрытием грунтом. Из высеянных видов сохранился житняк*
который имеет в отдельных сообществах обилие от sp до сорь
' По второму фактору выделились сообщества на «чистой
золе». При анализе соотношения видов по этому фактору видно
явное преобладание полыни горькой, донника лекарственного*
щучки дернистой и мятлика обыкновенного. По стадии сингене­
за — это такж е сложная растительная группировка, но изм еня­
ются преобладающие виды (щучка дернистая и мятлик обыкно­
венный из злаков), значительно ниже процент проективного по­
крытия. Йз высеянных видов активно внедряются в раститель­
ные сообщества на «чистой золе» донник и овсяница красная.
Третий фактор показал довольно распространенный вари ан т
инициальных растительных сообществ золоотвалов — разнотравно-бескильницевая растительная группировка, которая н а­
блюдалась на многих золоотвалах тепловых электростанций
Урала (Тарчевский, 1961).
Через 20 лет после начала рекультивационных работ на
золоотвале ВТГРЭС наблю дался
довольно
разнообразны й
спектр экотопов, которые обусловили своеобразие биотопов и
формирующихся растительных сообществ. Существенное влия­
ние на этот процесс оказали и рекультивационные мероприятия.
Исходные экотопы можно охарактеризовать по схеме:
I. Нерекультивированная территория:
а) исходный экотоп — сухой золоотвал, «чистая зола»;
б) умеренное переувлажнение, «чистая зола», благоприят­
ные условия заноса семян;
в) остаточные понижения, периодически затопляемые водой
(талые воды, фильтрация из золоотвала и др.).
II. Первично рекультивированная территория с полосным
нанесением грунта:
а) зола с нанесением грунта и посевом многолетних трав;
б) зола с нанесением грунта;
в) «чистая зола» (пространства между полосами с грунтом).
III. Вторично рекультивированная территория— раскорчев­
ка кустарников, сплошное нанесение слоя торфа.
На «чистой золе» (I-а) через 20 лет сформировались заросли
вейника с незначительным участием других видов с рединой ив
и берез и очень густые заросли ив с примесью берез и осины
(6 видов ив, березы повислая и пушистая). При благоприятном
увлажнении (I-б), что к тому же обеспечивает стабильность
субстрата, формирование сообществ ускоряется, и в течение
10 лет образовались на десятках гектаров щучковый луг, закустаренный щучковый луг и клеверно-мятликово-щучковый луг
(клевер белый и мятлик обыкновенный). Везде в этих сообщ е­
ствах наблюдается развитие мохового покрова (от 20 до 40 %
проективное покрытие). Около заполненных водой понцжений и
при их высыхании (I-в) формируются разные* варианты при­
брежной растительности^
На первично рекультивированных территориях на полосах с
нанесенным грунтом при посеве многолетних трав (Н-а) в пер­
вые годы частично производится их скашивание. В результате
за 20 лет здесь сформировались разнотравно-злаковые и разно­
травные растительные сообщества с рединой сосны обыкновен­
ной и берез. Деревья, разрастаясь, усиливают свою эдификаторную роль. На полосах с грунтом без посева трав (П-б) форми­
рование лесных фитоценозов ускоряется, так как исключается
скашивание, замедляется задернение поверхности и формиро­
вание травянистых сообществ лугового типа. Следует учесть,
что завезенный грунт содержал определенный набор диаспор
видов из лесного фитоценоза. В результате формируется сме­
шанный лес с доминированием сосны, реже берез с преимущест­
вом березы повислой.
' На «чистой золе» между полосами с нанесенным грунтом с
задерж кой в 5— 10 лет формируются лесные сообщества со
сложным соотношением лиственных пород — берез с примесью
ив и осины. Травянисто-кустарниковый ярус слабо выработан.
Вероятно, формирование этих фитоценозов связано с поступле­
нием семян с соседних уже заросших полос с грунтом. Естест­
венно, что происходит улучшение свойств субстрата золы за
счет попадания грунта с полос в результате водной и ветровой
эрозии, как и обратный процесс — занос золы ветром на поло­
сы грунта.
^
На вторично рекультивированной территории проведена рас­
корчевка кустарников, сплошное нанесение слоя торфа, посев
многолетних трав. При использовании комплекса органических
и минеральных удобрений созданы продуктивные пастбищно­
сенокосные угодья.
Проведенные наблюдения дают возможность оценить опыт
биологической рекультивации золоотвала ВТГРЭС с полосным
нанесением грунта и посевом многолетних трав. При этом дости­
гается стабилизация зольного субстрата за счет полос, что при­
водит к уменьшению и д аж е прекращению пыльных бурь. В аж ­
ным моментом следует признать некоторое улучшение водно­
физических и агрохимических свойств золы за счет смыва
грунта с полос на межполосное пространство с «чистой золой».
Посев многолетних трав и последующее более или менее регу­
лярное их скашивание ускоряют озеленение полос с грунтом,
но задерживают поселение деревьев и кустарников и формиро­
вание древесного яруса.
Биологическая рекультивация золоотвала с полосным нане­
сением грунта выполняет санитарно-гигиеническую роль. В по­
следующем возможно создание продуктивных кормовых угодий,
но с учетом качества получаемой продукции.
Заключение
Изучение растительности золоотвалов, расположенных в т а ­
ежной и лесостепной зонах, показало, что свойства их экотопов
дают возможность реализации процесса зарастания, близкого к
зональному типу.
На золоотвале ВТГРЭС формируются лесные фитоценозы с
доминированием берез повислой и пушистой, осины и ив (6 ви­
дов). Рекультивационные мероприятия оказывают существенное
влияние на этот процесс./ Полосное нанесение грунта ускоряет
в целом озеленение отвала, на грунтовом покрытии формиру­
ются лесные фитоценозы со значительной долей участия (иногда
с доминированием) сосны обыкновенной. В то же время посев
на полосы многолетних трав, их скашивание задерживаю т ф ор­
мирование древесного яруса.
Рекультивация золоотвала проводилась от дамбы к центру.
Нерекультивированные участки центральной части золоотвала
при высыхании обеспечивались в достаточном количестве диас­
порами с рекультивированной территории, растительность кото­
рой резко снизила на золоотвале водную и ветровую эрозию,
стабилизировала поверхность. Это ускорило формирование рас­
тительного покрова на «чистой золе» (вариант экотопа 1-6).
Следовательно, рекультивационные мероприятия дают воз­
можность разнообразить экотопы и существенно корректиро­
вать формирование растительности на золоотвале в соответствии
с поставленными задачами и выбранным направлением рекуль­
тивации.
В лесостепной зоне на золоотвале формируются травяни­
стые сообщества лугового и лугово-степного типа. Рекультива­
ционные мероприятия в виде почвенного покрытия золы и посева
многолетних трав ускоряют формирование фитоценозов, и уже
с первых лет культурфитоценозы имеют не только санитарногигиеническое, но и хозяйственное значение (сенокошение, сбор
семян эспарцета и др.)* Со временем (10— 15 лет) наблю дается
трансформация культурфитоценозов в разнотравно-злаковы е
фитоценозы с заменой доминантов (выпадают высеянные куль­
туры — эспарцет, люцерна, кострец) на дикорастущие виды.
На «чистой золе» такж е проявляется тенденция формирования
разнотравно-злаковых фитоценозов, но с доминированием вей^
ника наземного и мятлика лугового.
Анализ флористического состава сообществ золоотвала по­
казал, что с возрастом отвала видовое богатство увеличивает­
ся. На «чистой золе» формируются обедненные по видовому со­
ставу фитоценозы (по сравнению с сообществами на золе с по­
крытием).
Миркин Б. М., 1985. Теоретические основы современной фитоценоло­
гии. М. 137 с.
Пасынкова М. В., 1974. Зола углей как субстрат для выращивания расте­
ний // Растения и промышленная среда. Свердловск. С. 29—44.
Пикалова Г. Л . и др., 1971. Сравнительный анализ флористического
состава и производительности культурфитоценозов золоотвала Южноураль­
ской ГРЭС / / Растения и промышленная среда. Киев. С. 140— 145.
Пикалова Г. М. и др., 1974. Некоторые закономерности формирования
культурфитоценозов на золоотвалах ТЭЦ Урала//Растения 4и промышлен­
ная среда. Свердловск. С. 69—96.
Работнов Т. А., 1978. Фитоценология. М. 384 с.
Тарчевский В. В., 1961. Бескильница Гаупта как растение для закрытия
золоотвалов и пылящих промышленных отходов/ / Бюл. Глав. бот. сада~
Вып. 41. С. 45—47.
Чибрик Т. С , Елькин Ю. А., 1989. Формирование фитоценозов на отва­
лах железорудных месторождений (степная зона Зауралья) // Растения и
промышленная среда. Свердловск. С. 4—43.
Шилова И. И., Зуева Г. В., 1969. Естественная растительность золоотва­
ла Верхнетагильской Г Р Э С //Р еф . докл. и сообщ. IV Урал, науч.-координац.
совещ. по пробл. «Растительность и промышленные загрязнения». Сверд­
ловск. С. 170— 173.
УДК 631.412:631.618
Г. И. МАХОНИНА
Уральский университет
Скорость гумусонакопления
на самозарастающих отвалах Урала
С самого начала зарождения почвоведения как науки было
установлено, что почвенный покров Земли имеет сложное строе-/
ние (например, вертикальная и горизонтальная зональность).
Дальнейш ее изучение его показало, что наблюдается мозаич­
ность почвенного покрова и на небольших расстояниях (десятки,
сотни метров). Такая пестрота обусловлена влиянием мезо- и
микрорельефа, распределением растительности, изменением
свойств почвообразующих пород, деятельностью роющих живот­
ных и другими причинами. Всеобщий характёр такой мозаич­
ности привел к необходимости введения понятия «структура
почвенного покрова», под которым, собственно, понимается
«совокупность всех однообразных неоднородностей почвенного
покрова суши» (Фридланд, 1972', 1984).
На начальных стадиях почвообразования неоднородность
формирующегося почвенного покрова должна быть особенно зна­
чительна, так как, во-первых, складируемые породы имеют раз­
ные физические и химические свойства, в разной степени каме-