Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2014, № 12 (спецвып.)

ЭКОЛОГИЯ

РЕСУРСОПОЛЬЗОВАНИЯ

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
М 53 

504.7 
М 53 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.13 
 
 
 
Месяц С.П., Волкова Е.Ю., Остапенко С.П., Петров А.А.,  
Бирюков В.В., Никитин Р.М.  

Экология ресурсопользования: Горный информационно-ана
литический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельные
статьи (специальный выпуск). — 2014. — № 12. — 40 с.— М.: издательство «Горная книга» 
ISSN 0236-1493 
Для обеспечения комплекса исследований, направленных на модернизацию существующих и создание новых технологий добычи и переработки
редкоземельного и редкометального сырья в соответствии с требованиями
промышленной и экологической безопасности выполнено обоснование инструментальных средств проектирования информационного ресурса для формирования единого информационного поля с целью хранения , обработки и 
обмена данными, получаемыми в ходе исследований. Обоснованы базовые
положения возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду, заключающиеся в формировании биологически активной 
среды в результате создания сеяного фитоценоза без нанесения плодородного 
слоя в соответствии с концепцией естественного почвообразования, обеспечивающие быстрое формирование фитоценоза со структурой окружающего 
природного ландшафта. Методом компьютерного моделирования определен 
подход к экспериментальному исследованию взаимодействия изополианионов ниобия с катионами церия для повышения точности оценки содержания
ниобия в сточных водах горнодобывающего предприятия с целью обоснования способов их очистки. Показана перспективность использования тонкодисперсных отходов переработки апатитсодержащих руд Хибинского и Ковдорского месторождений при создании геохимических барьеров для очистки 
сточных вод от фторид-иона до  требуемых нормативов. 
 
УДК 504.7

© Коллектив авторов, 2014 
© Издательство «Горная книга», 2014 
ISSN 0236-1493 

© Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2014 

 
 

УДК 502.211:622.882 
© С.П. Месяц, Е.Ю. Волкова, 2014 

БАЗОВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТРАТЕГИИ  
ВОЗВРАЩЕНИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ  
ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ  
БИОСФЕРНОМУ ФОНДУ* 
 

На основании анализа данных многолетнего мониторинга нарушенных земель 
на различных объектах в разных климатических зонах при их восстановлении 
без нанесения плодородного слоя в соответствии с концепцией естественного почвообразования сформулированы базовые положения возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду. Основным 
базовым положением стратегии возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду является создание сеяного фитоценоза 
стабильно высокой продуктивности, обеспечивающего образование биологически активной среды, и, как следствие, быстрое формирование биогенногумусо-аккумулятивного горизонта, выполняющего главные экосистемные 
функции: синтез и разложение органического вещества, депонирование элементов-биогенов. Сеяный фитоценоз создает условия для более быстрого 
формирования фитоценоза со структурой окружающего природного ландшафта. Увеличение биоразнообразия повышает компенсаторные возможности созданной экосистемы по отношению к внешней среде и обеспечивает 
увеличение экологической емкости территории. Формирование фитоценоза 
со структурой окружающего природного ландшафта свидетельствует о 
восстановлении экосистемных функций территории и возвращении нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду. 
Ключевые слова: нарушенные земли, восстановление, сеяный фитоценоз, 
биопродуктивность, биогенно-гумусо-аккумулятивный горизонт, экосистемные функции, фитоценоз природного ландшафта. 
 
Глобальный характер экологических проблем, вызванных 
масштабами потребления природных ресурсов заставляет обращать все более пристальное внимание на состояние почвенной 
оболочки Земли, являющейся местом пересечения всех потоков 
энерго-массообмена и выполняющей важнейшие биосферные 
функции: поддержание современного климата Земли и существующего режима функционирования всех геосфер – атмосферы, 
гидросферы, литосферы. 
                                                 
* Работа выполнена в рамках Государственного задания № 01201355280. 

Если до вмешательства человека природная почвеннорастительная система, существовавшая как саморегулируемая, 
самовосстанавливающаяся система с высокой адаптационной 
способностью по отношению к меняющимся условиям среды, 
обеспечивала сохранение целостности биосферы с присущим ей 
биоразнообразием, как системы высшего порядка, то в результате 
интенсивного потребления природных ресурсов деградация почвенной оболочки Земли приобрела необратимый характер, следствием которого является нарушение естественной сбалансированности биосферных процессов. 
Понимание того, что почва является не только базисом природопользования, где сосредоточен главный потребительский интерес человека и человечества в целом, но и управляющей системой биосферы, определяет задачу восстановления нарушенных 
земель с целью возвращения их биосферному фонду как одну из 
важнейших задач современного природопользования. 
По мере увеличения площадей, занимаемых техногенными 
ландшафтами, способность таких территорий к самовосстановлению сводится практически к нулю, так как с утратой почвеннорастительного покрова развивается водная и ветровая эрозии, ухудшаются водно-физические свойства корнеобитаемых горизонтов, 
разрушается гумус почв и т.д. Но самое главное, разрушается 
управляющая система, ответственная за состояние биогеоценоза – 
живой комплекс микроборастительных сообществ, который определяет основное свойство почвенной системы – биопродуктивность. 
Поскольку устойчивость природных систем определяется 
экологической емкостью территории, в первую очередь фитоценозом, формирующим тип экосистем каждой конкретной территории, методологический подход к восстановлению ее экосистемных функций заключается в повышении биопродуктивного 
уровня нарушенных земель [1]. 
В зависимости от степени нарушенности и природногеографических особенностей территории определены следующие основные способы повышения биопродуктивного уровня нарушенных земель: 
• внесение элементов-биогенов для активизации процессов 
самовосстановления — при незначительном разрушении почвенно-растительного покрова; 

• создание сеяного фитоценоза на фоне элементов-биогенов 
— при заметном разрушении почвенно-растительного покрова. 
В Горном институте разработана технология, обеспечивающая восстановление нарушенных земель в соответствии с концепцией естественного почвообразования формированием биологически активной среды в результате создания сеяного фитоценоза без 
нанесения плодородного слоя под полимерным покрытием [2]. 
Создание полимерного покрытия обеспечивает восстановление нарушенных земель в случае полной деградации почвеннорастительного покрова и отсутствия органического углерода в 
результате прекращения ветровой и водной эрозии, улучшения экологического фона (повышение влагообеспеченности, уменьшение 
амплитуды температурных колебаний, защита от техногенных загрязнений) и повышения биохимической активности корнеобитаемых горизонтов [3] (рис. 1). 
Как показали результаты многолетнего мониторинга состояния сеяных фитоценозов на различных объектах в различных климатических зонах стабильно высокая продуктивность травостоя и, 
как следствие, высокая биохимическая активность корнеобитаемых горизонтов обеспечивают быстрое накопление органического 
вещества и формирование запасов гумуса. Выполаживание кривой 
накопления гумуса с середины второго десятилетия свидетельствует 
о достижении формирующейся почвенной системой определенной 
стабильности, к концу второго десятилетия запасы гумуса (~86 т/га) 
соответствуют зональному уровню [4] (рис. 2). 
 

 
Рис. 1. Отвалы отходов рудообогащения бадделеит-апатит-магнетитовых 
руд до и после создания сеяного фитоценоза без нанесения плодородного слоя 
под полимерным покрытием 

Рис. 2. Динамика продуктивности травостоя и накопления гумуса при создании сеяного фитоценоза без нанесения плодородного слоя на отвалах отходов рудообогащения 
 
Система «растение — гумус» относится к сложным саморегулирующимся системам с обратными связями, которые сформировались в ходе эволюции; каждый из партнеров системы стимулирует развитие другого и через него – свое собственное [5]. Так, 
количество растительных остатков влияет на гумусонакопление, 
в свою очередь, от содержания гумуса зависит продуктивность 
фитоценоза, другими словами биопродуктивность сеяного фитоценоза имеет определяющее значение при восстановлении нарушенных земель без нанесения плодородного слоя в соответствии с 
эволюционно сложившейся программой образования почв (рис. 2). 
Чем больше в системе представлен биокомпонент, тем интенсивнее происходит разложение растительных остатков, многообразнее связи, определяющие скорость процессов биологической организации горной породы в почву. 
Создание сеяного фитоценоза на первом этапе восстановления 
нарушенных земель инициирует начальные стадии биогеохими

Рис. 3. Внешний вид откосов
отвалов отодов рудообогащения:
а – до создания сеяного фитоценоза,
б – 10 лет существования сеяного
фитоценоза (луговое сообщество),
в – 30 лет существования сеяного
фитоценоза (лесное сообщество) 

ческого круговорота элементов, 
являющегося главным механизмом самоорганизации природных 
ландшафтов. По мере развития 
сеяного фитоценоза формируется 
биогенно-аккумулятивный слой. 
Образование биологически активной среды приводит к появлению биогенно-гумусо-аккумулятивного горизонта, выполняющего 
главные 
экосистемные 
функции – синтез, разложение органического вещества и депонирование элементов-биогенов. Таким образом, биогенно-гумусоаккумулятивный горизонт, формирующийся при биологической 
организации горной (материнской) породы, выполняет важную 
роль в поддержании устойчивого 
функционирования растительного сообщества. 
Образование 
биогенногумусо-аккумулятивного 
горизонта на этапе существования 
сеяного фитоценоза обеспечивает 
более 
быстрое 
формирование 
фитоценоза со структурой окружающего природного ландшафта 
(рис. 3). Образующиеся при создании сеяного фитоценоза биогеохимические потоки постепенно 
«срастаются» с естественными биогеохимическими потоками. 
Анализ данных мониторинга состояния фитоценоза в первое 
десятилетие показал, что его видовой состав представлен преимущественно сеяными видами трав. Устойчивость сеяного фитоценоза в течение длительного времени объясняется не только 
адаптацией сеяных злаков к климатическим условиям, но и стабильностью их межвидовых отношений. С течением времени 

сеяный фитоценоз, как и любая экосистема, претерпевает изменения. Геоботаническими исследованиями сеяного фитоценоза на 
отвалах отходов рудообогащения определены следующие стадии 
сукцессии растительного покрова: луговое и лесное сообщество 
(рис. 3). 
Обогащение видового состава, отмеченное во втором десятилетии существования сеяного фитоценоза, идет за счет типичных луговых растений, однако доминирующее положение в травостое, по-прежнему, занимают сеяные злаки. 
Увеличение видового разнообразия в ходе сукцессии ведет к 
усложнению связей внутри фитоценоза. В развивающемся сообществе появляются и закрепляются более крупные формы с длительными и сложными циклами развития. Заметное обогащение 
видового состава, появление ярусной структуры за счет активного внедрения местных видов, в том числе деревьев и кустарников, 
приводит к формированию фитоценоза со структурой окружающего природного ландшафта. 
На основании анализа данных многолетнего мониторинга на 
различных объектах в разных климатических зонах при восстановлении нарушенных земель в соответствии с концепцией естественного почвообразования выделены следующие базовые положения возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду: 
• на первом этапе создается сеяный фитоценоз и инициируются начальные стадии биогеохимического круговорота элементов; 
• по мере развития сеяного фитоценоза формируется биогенно-аккумулятивный слой; 
• активизируются процессы энергомассообмена, увеличивается корневая масса, возрастает количество растительных остатков, увеличивается численность микрофлоры, усиливается биохимическая активность; 
• формируется биогенно-гумусо-аккумулятивный горизонт, 
как специфическое новое образование в материнской (горной) 
породе, генетически связанное с растительностью, 
• выполняющее главные экосистемные функции: синтез и 
разложение органического вещества, депонирование элементовбиогенов; 

• устойчивость сеяного фитоценоза в течение длительного 
времени свидетельствует о стабильности межвидовых отношений, адаптации к изменениям внешней среды и оптимальном использовании сеяными видами жизненных ресурсов; 
• сеяный фитоценоз, выступая как системообразующая 
структура, создает условия для перехода к фитоценозу со структурой окружающего природного ландшафта. Увеличение биоразнообразия повышает компенсаторные возможности созданной 
экосистемы по отношению к внешней среде и обеспечивает увеличение экологической емкости территории. 
Таким образом, основным базовым положением стратегии 
возвращения нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду является восстановление нарушенных земель в 
соответствии с концепцией естественного почвообразования созданием сеяного фитоценоза стабильно высокой продуктивности, 
обеспечивающего образование биологически активной среды, с 
последующим переходом в ходе сукцессии к фитоценозу со 
структурой окружающего природного ландшафта. Формирование 
фитоценоза со структурой окружающего природного ландшафта 
свидетельствует о восстановлении экосистемных функций территории и возвращении нарушенных земель техногенных ландшафтов биосферному фонду. 
 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Месяц С.П., Едигарева Л.Н. Оптимизация продукционного про
цесса при восстановлении нарушенных земель в условиях Заполярья. 
Город в Заполярье. Труды III международной конференции, Воркута, 
2—6 сентября 2003 г., Сыктывкар. — 2003. — С.205-213. 

2. Месяц С.П. Геоэкологические проблемы освоения месторожде
ний – концепция и основные направления решений// Сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, «Проблемы и тенденции рационального и безопасного освоения 
георесурсов», 2010 г., Апатиты — С. — Петербург 2011. — С.486-499. 

3. Месяц С.П., Волкова Е.Ю. Технология консервации промышлен
ных отходов// Горный информационно-аналитический бюллетень, 2009, 
№ 4, С. 106-116. 

4. Месяц С.П., Волкова Е.Ю., Новожилова М.Ю. Восстановление 

нарушенных земель в соответствии с эволюционно сложившейся программой образования почв. Экологическая стратегия развития горнодо

бывающей отрасли – формирование нового мировоззрения в освоении 
природных ресурсов: сб. докл. Всеросс. науч. — техн. конф. с участием 
иностранных специалистов, 13-15 окт. 2014г.: В 2 т./ Российсвая академия наук, Горный ин-т Кольского научного центра РАН. — Т.1 – Апатиты; СПб.: «Реноме», 2014. — С.345-354 

5. Методологические и методические аспекты почвоведения./ Бах
нов В.К., Гамзиков Г.П., Ильин В.Б. и др. – Новосибирск: Наука. 
Сиб.отд., 1988. – 168 с. 
 

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ 

Месяц Светлана Петровна — зав. лабораторией «Геоэкотехнологий»,  
mesyats@goi.kolasc.net.ru 
Волкова Елена Юрьевна – вед. технолог,  
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук. 
 
 

UDC 0000 
 
FUNDAMENTAL REGULATIONS FOR THE STRATEGY OF RETURNING 
THE DAMAGED LANDS FROM MAN-MADE LANDSCAPES TO BIOSPHERIC FUND 
 
Mesyats 
Svetlana 
Petrovna, 
Head 
of 
Laboratory 
of 
geoecotechnologies, 
mesyats@goi.kolasc.net.ru, Mining Institute of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Russia, 
Volkova Elena Yurievna, Leading technologist, Mining Institute of the Kola Science 
Centre of the Russian Academy of Sciences, Russia. 
 
 
Fundamental regulations of returning the mining damaged lands to biospheric fund 
have been stated. They are based on data analysis of long-term monitoring for the damaged 
lands at various objects in different climatic zones during their rehabilitation without applying a topsoil layer in accordance with the concept of natural soil-formation. The principal 
basic statement in the strategy of the damaged lands return to biospheric fund is formation of 
stable high productive seeded phytocenosis which provides for creation of biologically active 
life environment, and as a result, quick formation of biogenic-humus-accumulative horizon 
which performs main ecosystem functions such as synthesis and decay of organic substances 
and deposition of elements-biogens. Seeded phytocenosis creates conditions for more rapid 
transfer to phytocenosis with structure of surrounding natural landscape during succession. 
Extension of biodiversity increases compensatory possibilities of the ecosystem formed relatively to external environment and provides for increase of environmental capacity of territory. Formation of phytocenosis having structure of the surrounding natural landscape indicates rehabilitation of ecosystem functions of the territory and return of the damaged lands of 
man-made landscapes to biospheric fund.