Влияние лесоразведения на свойства техносолей на рекультивированных терриконах глубоких угледобывающих шахт

Почему старые отвалу всё ещё важны

По всему миру добыча угля оставила после себя огромные нагромождения породы и грунта, которые выглядят безжизненными и серыми. Однако эти терриконы — не просто шрамы на ландшафте: это потенциальные новые леса, способные запасать углерод, очищать воду и поддерживать дикую природу. В этом исследовании из южной Польши поставлен практический вопрос: какой способ древесной рекультивации наилучшим образом восстанавливает здоровую почву на таких бесплодных кучах?

Три подхода к созданию нового леса

Учёные сосредоточились на крупном угольном терриконе в Верхнесилезском угольном бассейне, где отходы горного дела образуют крутые, сухие, каменистые склоны с очень бедной почвой. За последние несколько десятилетий разные участки террикона развивались по-разному. В одних местах растения постепенно колонизировали голую породу сами по себе — процесс, называемый естественной сукцессией на бесплодном отвале. Другие участки сначала покрывали привозным плодородным слоем почвы, а затем оставляли развиваться естественно. Третьи участки получали плодородный слой и дополнительно высаживались выбранными древесными породами. Сравнивая эти три подхода бок о бок, команда могла увидеть, как каждый из них изменяет почву в поверхностном слое.

Внимательный осмотр почвы под ногами

Чтобы оценить восстановление почвы, исследователи собрали образцы с верхних 10 сантиметров в 30 небольших участках по всему террикону. Они проверяли плотность или воздушность почвы, её водоудерживающую способность и содержание песка, ила и глины. Также проанализировали питательные элементы, важные для роста растений: азот, кальций, магний, калий и сера. Наконец, они изучали не только общее содержание органического углерода в почве, но и то, как этот углерод хранится — в виде рыхлых легко разлагаемых фракций или в более стабильных формах, связанных с минералами или защищённых внутри почвенных агрегатов.

Структура почвы, вода и питательные элементы

Три пути рекультивации дали заметно разные почвы. Там, где растения колонизировали голые отвалы без добавления плодородного слоя, грунт оставался песчаным и кислым, но удивительно пористым, то есть имел много свободного пространства между частицами. Такая пористость облегчала движение воздуха, но рыхлый материал плохо удерживал воду. В местах, где добавляли плодородный слой почвы и активно высаживали деревья, почва стала плотнее, но лучше удерживала воду — благодаря более тонким частицам и большему содержанию органического вещества. Эти посаженные участки также содержали больше азота, кальция и калия — ключевых питательных веществ для полноценного роста растений. Напротив, зоны естественной сукцессии на голом грунте содержали больше серы и магния, что отражает разложение серосодержащих и магнийсодержащих минералов в горной породе.

Как углерод хранится в восстановленной почве

Углерод в почве бывает разный. Часть его представлена рыхлыми фрагментами свежего растительного материала, которые микроорганизмы быстро разрушают; другие фракции заперты в мелких агрегатах или прикреплены к минеральным поверхностям, где могут сохраняться многие годы. На участках со сукцессией на голом грунте в почве было больше рыхлой «свободной» фракции углерода, вероятно поступающей из тонких корней и поверхностного опада, ещё не полностью разложившихся. На участках с привозным плодородным слоем и высадкой деревьев больше углерода находилось в лучше защищённых формах, что указывает на начало накопления более долговременных запасов углерода. Интересно, что при суммировании всех фракций общий запас углерода в почве был схож между тремя подходами — различалась в основном надёжность хранения этого углерода.

Что это значит для восстановления отработанных земель

Для земельных менеджеров вывод таков: не существует единого лучшего рецепта, у каждого подхода есть ясные компромиссы. Позволить природе сама восстановить голые отвалы дешевле и это может привести к образованию пористых почв и притоку свежего органического вещества, но питательных элементов остаётся мало и значительная часть углерода находится в хрупкой, легко утрачиваемой форме. Добавление плодородного слоя и активная посадка деревьев требует больших затрат, труда и материалов, но формирует почвы, которые лучше удерживают воду, сохраняют питательные вещества и стабилизируют углерод в долгосрочной перспективе. Участки с привозной почвой, оставленные для естественной сукцессии, также могут значительно восстановиться и иногда по свойствам походить на посаженные территории. Выбор между этими вариантами будет зависеть от местных бюджетов, доступности плодородного слоя и того, является ли основной целью быстрое озеленение, долговременное накопление углерода, улучшение водного режима или баланс всех трёх задач.

Цитирование: Pietrzykowski, M., Misebo, A.M., Woś, B. et al. Effects of afforestation on Technosol properties in reclaimed hard coal deep mining spoil heaps. Sci Rep 16, 6933 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37992-z

Ключевые слова: рекультивация после добычи, лесоразведение, здоровье почв, запас углерода, угольные отвалы