Сукцессия в техногенном ландшафте: хвостохранилище обогатительной фабрики золоторудного месторождения

Вот еще пример первичной сукцессии в техногенном ландшафте: хвостохранилище обогатительной фабрики Березовского месторождения золота.

Березовское месторождения золота считается одним из крупнейших в России, занимает площадь 60 км² и расположено вблизи г. Березовский (Свердловская область). Разрабатывается подземным способом. Глубина шахт – до 500 м. Золотосодержащая сульфидная руда поступает на обогатительную фабрику, производительность которой 880 тыс. т переработанной руды в год. Отходы обогатительной фабрики отправляются в хвостохранилище (отходы обогащения – эфильные пески).

Скопления отходов обогатительной фабрики (кварцевые пески серо-белого цвета) получили название «Березовские пески» или просто «Пески». Размеры хвостохранилища – 1,2х0,6 км. Мощность песков достигает 10 м. По окраинам песчаного массива в 1970-1980-е гг. проводились экспериментальные рекультивационные работы – высаживание различных пород деревьев и кустарников.

Район исследований согласно физико-географическому районированию относится к Среднеуральской физико-географической области (южнотаежная зона). Средний Урал – это пониженная и сглаженная часть Уральского горной страны. Рельеф низкогорный, увалисто-холмистый и грядово-лощинный. Годовой радиационный баланс в районе Екатеринбурга составляет 31 ккал/см². Климат континентальный. Наиболее холодный месяц – январь, наиболее теплый – июль. Безморозный период длится от 82 до 115 суток. Сумма положительных температур составляет 1500-1800 градусов. Устойчивый снежный покров образуется в конце октября – начале ноября. Средняя мощность снежного покрова около 1 м. Продолжительность снежного покрова от 170 до 190 суток. Годовое количество осадков составляет 780-800 мм/год. Зональные экосистемы – южнотаежные леса на подзолистых почвах. Лесной покров представлен ельниками, сосняками и мелколиственными лесами. Преобладают сосновые леса с участием Betula pendula Roth.

Эфильные пески, вероятно, загрязнены растворимыми солями тяжелых металлов (медь, цинк, никель, кадмий, ртуть), цианидами, ионами натрия и калия. Предполагается, что цианистые соединения быстро разлагаются и содержание цианидов не высоко. При кучном выщелачивании используется цианистый раствор – цианистый натрий 1 г/л, при рН=10-11 единиц. По завершению процесса выщелачивания проводят водную отмывку руды, а затем ее обезвреживание от цианидов – гипохлоритом натрия, а мышьяка – и железным купоросом.

На подступах к «Березовским пескам»:

Склон песчаного массива зарос мелколиственным и сосновым лесом.

Если подняться на верх - вот такая картина.

Заселение техногенного субстрата начинается на склоне.

Наиболее активные (часто встречающиеся) виды начальной стадии сукцессии на песках хвостохранилища обогатительной фабрики Березовского месторождения золота Hippophae rhamnoides L. – встречен на 77,1% пробных площадок; Salsola kali L. – встречен на 51,4% пробных площадок; Calamagrostis epigeios (L.) Roth.  – встречен на 34,3% пробных площадок.

Вот фотографиях  Salsola kali L.  или солянка русская.

Вот вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth.).

И много-много облепихи.

Появления остальных видов на песчаном субстрате можно считать спонтанным. Среди наиболее активных видов начальной стадии сукцессии в условиях окружающего таежного ландшафта примерно равномерно представлены все жизненные формы – терофиты, гемитерофиты, геофиты, гемикриптофиты. Нет явного доминирования представителей того или иного класса растительности.

От 20 до 10% – Melilotus albus Medikus, Artemisia vulgaris L., Tussilago farfara L., Elytrigia repens (L.) Nevski, Taraxacum officinale F.H. Wigg., Chenopodium album L., Equisetum arvense L.

46,4% от всех видов встречены единично (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub, Sonchus arvensis L., Lactuca serriola L., Cirsium arvense (L.) Scop., Polygonum aviculare L. и другие). Единично встречены 2 адвентивных вида – Conyza canadensis (L.) Cronqist и Hordeum jubatum L.

Примеры пионерных группировок на фотографиях.

Пионерная флора на песках Березовского хвостохранилища представлена 11 семействами. Преобладают Compositae (28,6% от всех видов), Gramineae (17,9%), Chenopodioideae (10,7%), Fabaceae (10,7%), Polygonaceae (10,7%). Спектр жизненных форм имеет вид: терофиты – 35,7%; гемитерофиты – 7,1%; геофиты – 17,8%; гемикриптофиты – 28,6%; фанерофиты – 10,7%. Фитосоциологический состав: Chenopodietea – 42,9%; Artemisietea+Agropyretea – 25%; Epilobietea+Molinio-Arrhenatheretea – 10,7%. Спектр географических элементов: голарктический – 21,4%; евроазиатский – 53,6%; европейско-западносибирский – 7,1%; европейско-западно-азиатский – 10,7%; североамериканский – 7,1%.

Общее проективное покрытие составляет от 1 до 15%. Средняя величина общего проективного покрытия – 4,5%. Видовое богатство составляет от 1 до 9 видов на 100 м². Средняя величина видового богатства – 3,6 вида на 100 м².

Склоны песчаного массива покрыты зарослями облепихи (Hippophae rhamnoides L.). Здесь также встречаются Pinus sylvestris L., Salix caprea L., Sorbus aucuparia L., Rubus idaeus L.. В травяном покрове – Calamagrostis epigeios (L.) Roth, Calamagrostis arundinacea (L.) Roth, Artemisia vulgaris L., Chamerion angustifolium (L.) Holub, Fragaria vesca L., Taraxacum officinale F.H. Wigg., Leontodon autumnalis L., Tussilago farfara L.

Вид северо-восточного склона – заросли облепихи.

Вид с западного склона – тоже заросли облепихи.

В центре массива песков – мелководное озеро. Значительная часть этого озера периодически пересыхает.

Вода, видимо, не является сильно токсичной, так как на берегу встречается растительность – ивы, тростник. Хотя часть ивовых зарослей – сухостой.

Результаты изучения сукцессии на Березовском хвостохранилище в работе:

Гусев А.П., Веселкин Д.В. Начальные стадии сукцессии на песчаных техноэкотопах в широколиственно-лесном и южнотаежном ландшафтах // Вестник Витебского государственного университета. – 2015. – №5. – С. 41-46.