Введение
1. Современные научные представления в области регенерации почв в посттехногенных экосистемах карьерно-отвальных комплексов 13
1.1. Техногенез и технопедогенез как глобальные биосферные явления 13
1.2. Почвы и время. Модели развития 18
1.3. Основные закономерности регенерации почв при самовосстановлении биоценозов и рекультивации земель 24
1.4. Абиогенные процессы в техногенных ландшафтах, ехноэкзогенез как фактор эволюции регенерационных экосистем 28
1.5. Механизмы регенерационного почвообразования в ландшафтах карьерно-отвальных комплексов 29
1.6. Оценка потенциала регенерационных экосистем как компонента депонирования атмосферного углерода 40
1.7. Классификация и систематика отвальных грунтов и молодых почв карьерно-отвальных комплексов 41
1.8. Заключение 45
2. Объекты и методы исследования 48
2.1. Общие сведения о карьерно-отвальных комплексах региона 48
2.2. Объекты для изучения регенерации почвенно-растительного покрова при рекультивации земель 52
2.2.1 Рекультивируемые карбонатные вскрышные породы (участок «Фосфорит») 52
2.2.2. Рекультивация земель на территории песчаных карьеров 54
2.2.2.1. Участок «Шапки» 55
2.2.2.2. Участок «Силикатный завод» 55
2.2.3. Рекультивация глинистых отвалов, участок «Устье-Брынкино» 56
2.3. Объекты для изучения регенерации почв, восстанавливающихся в ходе самовосстановительных сукцессии растительности 58
2.3.1. Карбонатные субстраты 58
2.3.1.1. Участок «Елизаветино» 58
2.3.1.2 Участок «Угловка» 60
2.3.1.3. Участок «Путилово» 60
2.3.1.4. Участок «Пудость» 61
2.3.1.5. Участок «Копорье» 62
2.3.2. Песчаные отвалы. Участок «Малукса» 62
2.3.3. Отвалы отсевов дробления гранито-гнейсов. Участок «Кузнечное» 63
2.3.4. Аэротехногенное загрязнение природных ландшафтов и проблема утилизации отсевов дробления в районе добычи гранито-гнейсов (г. Каменногорск) 65
2.3.5. Отвалы, сложенные озерными и моренными суглинками. Участей «Кирішчньшзашд» и «Рябово» 65
2.3.6. Карьеры по добыче кембрийских глин. Участок «Никольское» 66
2.4. Оценка пригодности отвальных грунтов для почвовосстановления 67
2.5. Методы исследования 69
3. Почвы рекультивированных земель 73
З.1.Общая характеристика восстановления растительности и развития почвенного профиля во времени 73
3.1.1. Восстановление почвенно-растительного покрова на отвалах карбонатных суглинистых пород участка «Фосфорит» 71
3.1.2. Восстановление почвенно-растительного покрова при рекультивации песчаных грунтов на участках «Шапки» и «Силикатный завод» 81
3.1.3. Восстановление почвенно-растительного покрова на потенциально сульфатнокислых суглинках участка «Устье-Брынкино» 84
3.1.4. Заключение 89
3.2 Характеристика гумусовоаккумулятивного процесса 90
3.2.1. Темпы и специфика гумусонакопления в различных литолого-биогеоценотических условиях рекультивированных земель 97
3.2.2. Формирование фракционного и группового состава гумуса реплантоземов 97
3.2.3. Устойчивость органического вещества реплантоземов к химическому окислению 105
3.2.4. Гумусное состояние реплантоземов 107
3.2.5. Корреляционный анализ основных параметров органического вёйчества реплантоземов 111
4. Регенерация почв при естественном восстановлении экосистем на заброшенных карьерно-отвальных комплексах 113
4.1. Общая характеристика восстановления растительности и развития почвенного профиля во времени 113
4.1.1. Почвовосстановление и самозарастание на карбонатных субстратах 113
4.1.1.1. Участок «Елизаветино» 114
4.1.1.2. Участок «Угловка» 117
4.1.1.3. Участок «Путилово» 119
4.1.1.4. Участок «Пудость» 121
4.1.1.5. Участок «Копорье» 124
4.1.1.6.Микроморфологические признаки регенерационного почвообразования на карбонатных породах 126
4.1.1.7. Общие закономерности формирования молодых рендзин 129
4.1.2. Восстановление почвенно-растительного покрова на глинистых и суглинистых субстратах 130
4.1.2.1. Почвы на кембрийских глинах 130
4.1.2.2. Почвы на суглинистых отвалах карьеров по добыче четвертичных кирпичных глин. 132
4.1.2.3 .Микроморфологические особенности почвообразования на суглинистых и глинистых породах 138
4.1.3. Почвообразование на песчаных породах 140
4.1.3.1. Участок «Кузнечное» 140
4.1.3.2. Участок «Малукса» 144
4.1.3.3. Микроморфологические особенности почвообразвоания на песчаных породах 150
4.1.3.4. Заключение 151
4.2. Особенности гумусовоаккумулятивного процесса в молодых почвах на различных литогенных основах 152
4.2.1 Темпы и общие закономфностигумусонаколпения 152
4.2.1.1. Карбонатные субстраты 152
4.2.1.2. Глинистые субстраты 156
4.2.1.3 Песчаные субстраты 158
4.2.2 Фракционно-групповой состав гумуса почв 162
4.2.2.1 Фракционно-групповой состав органического вещества рендзин 162
4.2.2.2 Фракционно-групповой состав органического вещества дерново-литогенных почв на кембрийских глинах 167
4.2.2.3 Фраищонно-групповой состав гумуса почв на суглинистых отвалах карьеров по дс>бычечетвертичшлх кирпичных глин 167
4.2.2.4. фракционно-групповой состав органического вещества торфяно-литогенных и слабооподзоленньгх почв на отвалах отсевов дробления гранито-гнейсов 170
4.2.2.5. Фракционно-групповой состав органического вещества эмбриоподзолов на песках участка «Малукса» 172
4.2.3. Устойчивость гумуса к окислению 176
4.2.4. Гумусное состояние почв 178
4.2.5. Когфеляционный анализ параметров органического вещества почв 184
4.2.6. Условия водно-минерального питания растений как основной фактор регенерационного почвообразования 186
5. Общие закономерности формирования почв в связи с развитием биогенно-аккумулятивных процессов 188
5.1. Характеристика состава и свойств гуминовых веществ молодьж поч 188
5.2. Степень окислешісчуга-восстановленности гумуса и роль этого показателя в оценке гумусного состояния почв 201
5.3. Периодизация регенерационного почвообразования и характеристика основных ЭПП 203
5.4. Сравнительная характеристика регенерационного потенциала экосистем при рекультивации и самовосстановлении экосистем 211
5.5. Некоторые закономерности динамики фитоценозов 212
6. Экологические последствия, масштабы техногенных воздействий и обоснование практических рекомендаций по реабилитации посттехногенных ландшафтов открытых горных разработок на Северо-Западе России 217
6.1. Масштабы техногенно-геологической деятельности и ее вклад в формирование современного рельефа региона 217
6.2. Реабилитация посттехногенных пространств и физические свойства отвальных грунтов 218
6.3. Альтернативные возможности реабилитации техногенных территорий 220
6.4. Оценка эмиссии и депонирования углекислоты компонентами посттехногенных ландшафтов карьеров 221
6.5. Практические рекомендации по реабилитации посттехногенных ландшафтов открытых горных разработок на Северо-Западе России 224
Выводы 226
