Формирование противоэрозионного растительного покрова на песчаном карьере в условиях Арктики с помощью осадка сточных вод

В настоящей работе представлены результаты многолетних полевых исследований по оценке возможности применения ОСВ регионального предприятия водопроводно-канализационного хозяйства для ускоренного формирования устойчивого противоэрозионного растительного покрова на песчаных карьерах в Арктической зоне РФ с подтверждением оказания им стимулирующего эффекта на прорастание семян, дальнейший рост и развитие растений.
Показано, что ОСВ может применяться двумя способами: нанесением на поверхность грунта сплошным слоем высотой от 5 до 10 см, и фрагментарно – слоем 2–3 см, а подзимний посев семян – непосредственно по поверхности грунта (под слой ОСВ) либо поверх осадка сточных вод. В обоих случаях отмечено ежегодное улучшение качественных и количественных показателей искусственно созданного травостоя – многократное, по сравнению с контролем, увеличение его высоты и плотности, биомассы, проективного покрытия и мощности сформированной дернины.
Исследованы особенности формирования флористического состава созданных в песчаном карьере фитоценозов. Установлено, что независимо от количества и способа нанесения применение ОСВ способствует ускорению восстановительной сукцессии на песчаном карьере, а мощный травостой опытных вариантов путем привлечения пионерной растительности – усложнению его структуры и видового состава, быстрому зарастанию внутренних оголенных участков и возникновению элементов естественных фитоценозов, свойственных зональному типу растительности, а также стабилизации процессов эрозии на объекте исследования. Все это позволяет характеризовать сформированное в эксперименте с помощью ОСВ растительное сообщество как экологически устойчивое, имеющее перспективы к самостоятельному существованию и дальнейшему развитию.
Результаты таких исследований могут послужить основой для организации мониторинга и разработки мероприятий по оптимизации растительности подобных экотопов.

1. Капелькина Л.П. О естественном зарастании и рекультивации нарушенных земель Севера. Успехи современного естествознания. 2012;(11):98–102. URL: https://s.natural-sciences.ru/pdf/2012/11-1/29.pdf

2. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра; 1990. 235 с.

3. Кондратюк Е.Н., Тарабрин В.П., Бакланов В.И. и др. Промышленная ботаника. Киев: Наук. думка; 1980. 260 с.

4. Капелькина Л.П. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. М.: Наука; СПб.: ПРОПО; 1993. 191 с.

5. Евдокимова Г.А., Переверзев В.Н., Зенкова И.В. и др. Эволюция техногенных ландшафтов (на примере отходов апатитовой промышленности). Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН; 2010. 146 с.

6. Копцик Г.Н., Копцик С.В., Смирнова И.Е. Альтернативные технологии ремедиации техногенных пустошей в Кольской субарктике. Почвоведение. 2016;(11):1375–1391. https://doi.org/10.7868/S0032180X16090082 (Перев. вер.: Koptsik G.N., Koptsik S.V., Smirnova I.E. Alternative technologies for remediation of technogenic barrens in the kola subarctic. Eurasian Soil Science. 2016;49(11):1294–1309. https://doi.org/10.1134/S1064229316090088)

7. Копцик Г.Н., Смирнова И.Е., Копцик С.В. и др. Эффективность ремедиации почв техногенных пустошей вблизи комбината «Североникель» на Кольском полуострове. Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2015;(2):42–48.

8. Chen W., Wu L., Frankenberger W.T., Chang A.C. Soil enzyme activities of long term reclaimed wastewater-irrigated soils. Journal of Environmental Quality. 2008;37(5):36–42. https://doi.org/10.2134/jeq2007.0315

9. Kuypers M.M.M., Marchant H.K., Kartul B. The microbial nitrogen-cycling network. Nature Review Microbiology. 2018;16:263–276. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2018.9

10. Jones D.L. Organic acids in the rhizosphere – a critical review. Plant and Soil. 1998;205:25–44. https://doi.org/10.1023/A:1004356007312

11. Горбачева Т.Т., Лусис А.В., Иванова Л.А. Химическая мелиорация нефелиновых песков c применением осадка сточных вод регионального предприятия водопроводно-канализационного хозяйства. Вестник МГТУ. 2021;24(1):88–96. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2021-24-1-88-96

12. Петрова Т.А., Рудзиш Э. Рекультивация техногенно-нарушенных земель с применением осадков сточных вод в качестве мелиорантов. Записки Горного института. 2021;251:767–776. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.5.16

13. Раменская М.Л. Анализ флоры Мурманской области. Л: Наука;1983. 216 с.

14. McGill B.J. Towards a unification of unified theories of biodiversity. Ecology Letters. 2010;13(5):627–642. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01449.x

15. Лавренко Е.М., Корчагин А.А. (ред.). Полевая геоботаника. Т. 3. М.-Л.: Наука; 1964. 530 с.

16. Тиходеева М.Ю., Лебедева Т.Х. Практическая геоботаника (анализ состава растительных сообществ). СПб.: изд-во С.-Петер. ун-та; 2015. 166 с.

17. Скворцов В.Э. Атлас-определитель сосудистых растений таежной зоны Европейской России. М.: Гринпис России; 2000. 587 с.

18. Вихман М.И., Кислых Е.Е., Лисеенко Л.А. Урожайность и качество кормовых трав в зависимости от метеорологических факторов в условиях регулируемого плодородия почв. В: Материалы 40-й Международной научной конференции «Агрохимические приёмы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова. М.: Изд-во ВНИИА; 2006. С. 127–129.

19. Третьякова А.С., Мухин В.А. Синантропная флора Среднего Урала. Екатеринбург; 2001. 147 с.

20. Harder R., Peters G.M., Svanström M., et al. Estimating human toxicity potential of land application of sewage sludge: the effect of modeling choices. International Journal of Life Cycle Assess. 2017;22(5):731–743. https://doi.org/10.1007/s11367-016-1182-x

21. Zema D.A., Bombino G., Andiloro S., Zimbone S.M. Irrigation of energy crops with urban wastewater: effects on biomass yields, soils and heating values. Agricultural Water Management. 2012;115:55–65. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.08.009