У дисертації викладені результати експериментальних досліджень і теоретичні узагальнення антропогенно-природних сукцесій рослинності породних відвалів шахт Червоноградського гірничопромислового району. З'ясовані особливості едафотопу, кліматопу, тенденції формування насаджень та перспективи росту сіянців на техногенних субстратах з використанням комплексу мікроелементів. Складені сукцесійні ряди розвитку рослинності нерекультивованих та рекультивованих відвалів. Обґрунтовані основні напрями формування фітомеліоративного покриву породних відвалів. 1. Заростання відвалів вугільних шахт у межах Малого Полісся із властивими йому високою зволоженістю і помірним температурним режимом відбуваються швидше, ніж у районах з субаридними типами клімату. Однак сукцесійні процеси рослинності нерекультивованих відвалів є значно інертнішими, ніж на рекультивованих відвалах. Умовою їх пришвидшення і стабілізації є забезпечення фітомеліоративними заходами певних співвідношень лігнозних і трав'яних біоморф. При цьому слід враховувати особливості формування рослинного покриву. 2. Виділена послідовність стадій розвитку рослинності нерекультивованих породних відвалів: деревна, деревно-мохова, деревно-різнотравна, деревно-злакова, деревно-чагарниково-злакова. Завершуються вони прогнозною асоціацією Pineto-Quercetum, особливістю якої є едафічна зумовленість: панування Pinus sylvestris чи Quercus robur залежатиме від генези ґрунту. На сьогодні більша частина нерекультивованих відвалів, вивітрені шахтні породи яких містять 20 % дрібнозему, перебуває на деревно-моховій стадії саморозвитку схилових екотопів і деревно-різнотравній стадії підніжь та плато. Фон рослинного покриву на багатьох стадіях сукцесійних перетворень рослинності обох типів відвалів створюють наземнокуничники. 3. Перекриття насипними ґрунтосумішами шахтної породи, гранулометричний склад, загальні фізичні, фізико-хімічні та аґрохімічні властивості якої пов'язані з процесами окислення та вивітрювання, що відбуваються з різною інтенсивністю на екотопах відвалу, практично ізолювало її від зовнішнього середовища, максимально наблизивши температуру верхніх шарів рекультивованого відвалу до природних біотопів. Контрасти метеопоказників обох типів відвалів є значними: різниці за температурою повітря на висоті 0,2 м від поверхні становлять 4 С, на висоті 1,5 м – 2,5 С, за відносною вологістю повітря – 16 %, за температурою поверхні субстрату – 5 С, за температурою субстрату на глибині 5 см – 9 С. Температура в приземному шарі повітря нерекультивованого породного відвалу на 6,5 С перевищує зональну. Рослинність зменшує коливання температур повітря і субстрату, нагрівання поверхні субстрату, перешкоджає його висушуванню. 4. Екологічні умови відвалів впливають на особливості росту і формування природних і штучних насаджень. У культурах робінії звичайної на північному схилі рекультивованого відвалу діаметр стовбура, його висота і діаметр крони становить 5,8±0,13 см, 4,9±0,08 м і 2,2±0,5 м та відповідно 4,9±0,12 см, 4,2±0,08 м і 1,8±0,04 см на південному схилі. Природні насадження верхнього плато та підніжжя північного схилу нерекультивованого відвалу відрізнялись за діаметром стовбура на 2,0 см, висотою стовбура – на 1,2 м, діаметром крони – на 0,6 м. 5. Спектр провідних родин флори зберігає риси родинного спектру природної флори Голарктики; екологічному спектру флори притаманне домінування видів мезофільної групи; спектру життєвих форм – стрижнекореневих полікарпічних трав; домінування неморального та бореального елементів свідчить про розвиток рослинності у напрямку, що веде до формування структури, характерної для зональної рослинності; лучний, синантропний та неморальнолісовий комплекси відіграють провідну роль у розвитку флори девастованих ландшафтів. 6. Для терас (мохово-нечуйвітрова, злаково-різнотравна, злакова, деревно-чагарникова стадії) і заліснених схилів рекультивованих відвалів (створення культур, деревно-мохова, деревно-лишайниково-мохова, деревно-різнотравна, деревно-злакова, деревно-чагарниково-трав'яна стадії) прогнозними асоціаціями є Robinietum pseudoacacii. Сукцесійні перетворення рослинності обох типів відвалів відбуваються за природною схемою. Вже друга (злаково-різнотравна) стадія самозаростання терас характеризується домінуванням мезофільних оліго- і мезотрофних лучних видів, хоча частка рудералів є значною. На заліснених схилах під штучним деревним ярусом з екзотa Robinia pseudoacacia трав'яний формується комплексом лучних видів з домішкою лісових, витісняючи синантропи. Відбувається домішування до екзотів місцевих деревних видів. 7. З урахуванням специфічних умов породних відвалів та сукцесійної динаміки рослинності для створення фітомеліоративного покриву доцільно використовувати наступні форми фітомеліорації: збереження природних фітоценозів, відновлення природних фітоценозів та новоутворення штучних фітоценозів, які можуть поєднуватися для найефективнішого використання перетворювальної властивості рослинності. На плосковершинних відвалах із вивітреною породою та інтенсивними процесами заростання доцільно здійснювати збереження природних фітоценозів. Для цього розширення їх меж слід здійснювати з використанням видів природних похідних мікроасоціацій: береза повисла, осика, сосна звичайна, куничник наземний, тонконіг лучний, деревій тисячолистий, іван-чай, враховуючи особливості екотопів відвалу. Вивітрені неперегорілі породні субстрати із вмістом дрібнозему 20 % забезпечили задовільні умови для проростання насінин деревних порід і росту сіянців. Застосування комплексу мікроелементів "Біонатура" дозволило збільшити біометричні показники оброблених сіянців стосовно контрольних ділянок. Випробовування органічних добрив у вигляді відходів мікологічного виробництва показало необхідність збільшення дози їх внесення для наближення біометричних показників сіянців до оброблених "Біонатурою". На відвалах, складених крупноуламковими шахтними породами, де природне заростання відбувається дуже повільно, необхідним є нанесення ґрунтосумішей потужністю не менше 0,5 м. При вмісті в них гумусу більше 2 % слід здійснювати відновлення фітоценозів видами природних похідних мікроасоціацій – сосна звичайна, дуб звичайний, береза повисла, бруслина європейська, крушина ламка, що дозволить створювати штучні насадження, аналогічні зональним малополіським фітоценозам (асоціація Pineto-Quercetum), для уникнення виснаження місцевих популяцій, збереження специфічності флори, а також запобігання її уніфікації. При нанесенні на поверхню відвалу насипних ґрунтосумішей (потужністю не менше 0,5 м) із вмістом гумусу менше 2 % для найшвидшого досягнення фітомеліоративного ефекту слід здійснювати новоутворення штучних фітоценозів видами існуючих на відвалах штучних похідних мікроасоціацій, зокрема робінія звичайна, карагана деревовидна, обліпиха крушиновидна, жимолость пухната, жимолость татарська, костриця лучна, тонконіг лучний, куничник наземний, враховуючи особливості екотопів відвалу. Оскільки передбачається використання рослин-екзотів, штучні фітоценози з яких є різко відмінними від наявних і від потенційно можливих тут фітоценозів, потрібно здійснювати моніторинг за динамікою їх розвитку, при потребі використовувати лісогосподарські заходи. |
