Лекция 4-ПВ. Методология сравнительной эколого-экономической экспертизы биопродукции заболоченных территорий

«Ладно, - сообщил Остап, прощаясь, - сейте разумное, доброе, вечное, а там посмотрим» Илья Ильф и Евгений Петров «Золотой телёнок», ч. 1 гл. 8

По всем оценкам, Российская Федерация, безо всяких условностей, может считаться «Великой Болотной Державой». Мы являемся держателями более одной трети мировых запасов торфа. В этом есть свои плюсы и минусы. С точки зрения энергетики, альтернативной углеводородному комплексу – это однозначный плюс. С точки зрения использования торфа в сельском хозяйстве, садоводстве, тепличном хозяйстве – это тоже хорошо. Однако активное освоение торфа технологиями XIX века – огромный минус.

Рис. 1. Заболачивание озера. Валдай. Фотография С.П. Якуцени ©.

Но, для начала, определимся, что такое торф, какие виды торфа определяются современной классификацией. По генетической классификации Московского торфяного института в европейской части РФ наиболее известны 38 видов торфа. Остановимся подробно (шутка) …, детали можно посмотреть на рис. 2, где приведена стратиграфическая классификация торфов, разработанная в CCCP в 1948 г. и основанная на соотношении содержаний остатков растений разной трофности (олиготрофных и эвтрофных) и разных групп (жизненных форм) - древесных, травянистых и моховых.

Рис. 2. Стратиграфическая классификация торфов.

Классификация МТИ отражает комплекс природных условий, определяющих и характер фитоценозов, и интенсивность биохимических процессов в торфогенном горизонте, обусловивших физико-химические свойства торфа.

Все виды торфа объединяют в три основных типа — низинный, переходный и верховой, рис. 3, в зависимости от характера питающих болото вод и свойств отлагающегося торфа.

Рис. 3. Виды торфа

В каждом типе выделяют три подтипа (лесной, лесо-топяной и топяной) и шесть групп торфа (древесный, древесно-травяной, древесно-моховой, травяной, травяно-моховой и моховой). Группы устанавливают по преобладанию в торфе древесных, травяных или моховых растительных остатков; они также отличаются друг от друга в условиях естественного залегания по увлажненности и степени разложения.

Видам торфа в пределах каждой группы дают соответствующее название в зависимости от их ботанического состава, то есть преобладания тех или иных остатков растений-торфообразователей. Ботанический состав, степень разложения, кислотность, зольность, химический состав органического вещества и золы — основные показатели качественной оценки видов торфа.

Верховой торф, рис. 4, состоит из сфагновых (белых) мхов, пушицы, рис. 5, багульников, рис. 6, сосны и других растений. Вся эта флора аскетична (олиготрофна) т.е. требует минимального объёма питательных веществ и воды.

Рис. 4. Верховой торф. Фотография С.П. Якуцени ©.

Рис. 5. Пушица влагалищная. Фотография С.П. Якуцени ©.

Рис. 6. Багульник болотный [wikipedia.org]

Образуется при переувлажнении, вызванном преимущественно атмосферными осадками. Является плохим удобрением, поскольку беден минеральными элементами (зольность 2—4 процента). Характеризуется высокой теплотворной способностью, высокой влагоемкостью (от 600 до 1200%), повышенной кислотностью и низкой степенью разложения. Верховой торф очень кислый, pH в пределах 2,5-3,5 и бедный. Окраска изменяется с повышением степени разложения от светло-желтой до темно-коричневой.

Низинный торф, рис. 7, сложен разложившимися зелеными мхами (гипновые), осокой, тростники, вейниками, рис. 8, хвощи, рис. 9 и древесными породами, в основном, ольхой. За счет грунтовых вод низинный торф накапливает запасы минералов, аккумулируя полезные вещества, что обеспечивает низкую кислотность рН 5,5–7,0, что позволяет использовать низинный торф напрямую, для сельскохозяйственных нужд.

Рис. 7. Низинный торф. Тверская область (фотография ООО «ССК-Тверь2)

Рис. 8. Вейник луговой, осока и тростник. Фотография С.П. Якуцени ©.

Рис. 9. Хвощи. Фотография С.П. Якуцени ©.

Наиболее продуктивно применение низинного торфа для участков, содержащих песчаные грунты тяжелые суглинки или глину. Низинный торф не изменит кислую реакции среды, но обеспечит связывание песка и разрыхление глины.

Благодаря легкой и рыхлой структуре низинный торф хорошо удерживает влагу, улучшает структуру, повышает питательность и способствует хорошему воздухо- и влагонакоплению каменистых глинистых почв. Внесение низинного торфа помогает снизить количество токсических веществ в почве, что требуется для участков, расположенных около автомобильных дорог и производств.

Переходный торф, рис. 10, занимает промежуточное положение между верховым и низинным. На переходных болотах растут сфагновые и зеленые мхи (низинные и верховые), осока, пушица, багульник, берёза, сосна и др. Формируется в результате разложения остатков растений там, где доля грунтовых вод снижается, а воздействие атмосферных осадков на торфяник увеличивается. Степень разложения 15-30%. Зольность 7-12%. Содержание органического вещества 88-93 %. Кислотность рН 3,0 - 3,6. Цвет от светло-коричневого до коричневого. Содержит значительное количество питательных веществ и микроэлементов.

Рис. 10. Переходный торф. Фотография С.П. Якуцени ©.

Потребительские качества торфа.

Торф верховых и переходных болот отличается большой кислотностью и для удобрения в чистом виде непригоден. Верховой торф — очень хороший субстрат для выращивания рассады овощных культур, а также овощей в теплицах. Для удобрения употребляется сильноразложившийся (на 40%) торф низинных болот. Слаборазложившийся торф со степенью разложения ниже 25% используют на подстилку животным. На компосты идет торф со степенью разложения 25—40%.

Основными видами питательных элементов в удобрениях являются тройка: Азот (N) / Фосфор (P) / Калий (К). Усреднённые содержания азота, фосфора и калия в торфе различного вида приведены в таблице 1.

Торф применяют для изготовления торфоперегнойных горшочков, рис. 11.

Рис. 11. Торфоперегнойные горшки [https://www.hartmann-brockhaus.de/detail/Jiffy-Pots]

Лучшим считается низинный и переходный торф — некислый (с нейтральной реакцией), имеющий степень разложения 30—40% и зольность 13—15%.

При использовании для удобрений низинный торф обязательно проветривают, то есть выдерживают в кучах при свободном доступе воздуха в течение нескольких дней. В кучах торф теряет влагу, а вредные для растений закисные химические соединения переходят в окисные. После проветривания усиливается деятельность микроорганизмов.

Положительное действие на такой торф оказывает его промерзание, для чего его хранят в небольших кучках. Промерзший торф легче размельчается, равномернее распределяется на удобряемом участке, быстрее разлагается, и недоступные ранее для растений питательные вещества становятся доступными. Предназначенный для удобрения торф нельзя сильно подсушивать. Его влажность должна быть 50— 70%. Сухой торф плохо смачивается, меньше удерживает влагу, медленнее разлагается.

Неблагоприятное действие сухого торфа сказывается на песчаных подзолистых почвах, особенно в засушливое время. Хотя в торфе, используемом на удобрение, и содержится значительное количество азота (до 3%), но он практически недоступен растениям. Следовательно, в первый год применения торф не является азотным удобрением. Надо также иметь в виду, что в торфе мало фосфора и особенно калия. Поэтому к нему целесообразно добавлять небольшое количество навоза, хлористого калия, суперфосфата и аммиачной селитры.

Проветренный торф в чистом виде может быть использован как материал для мульчирования овощных культур (в сочетании с навозом, соломенной резкой, опилками).

Для определения степени разложения берут щепотку сырого торфа, крепко сжимают и этим комочком проводят по листу чистой белой бумаги. По окраске мазка после просушивания бумаги судят о степени его разложения:

• мазок бесцветный или слабо-жёлтый с большим количеством налипшего волокна, то степень разложения торфа ниже 10%;
• мазок желтый или слегка коричневый, иногда светло-серый, имеются налипшие волокна—10—20%;
• мазок коричневого цвета или серовато-коричневого, налипшего волокна нет, мажет руку — 20—35%;
• цвет мазка от коричневого до темно-коричневого с серым и черным оттенком и с гладкой поверхностью, пачкает руку — 35— 50%;
• цвет мазка темный или черно-коричневый, хорошо сохраняет отпечатки пальцев — более 50%.

С точки зрения сохранения и формирования благоприятного для человека климата, гидрологического режима рек, водоёмов, и гидрогеологического режима подземных вод, сохранения лесных массивов - неосушенное болото – это благо. То же относится и к сохранению болотных ценозов как местообитаний животных. Рис. 12 и 13.

Рисунок 12. Водно-болотные угодья Подмосковья. Фотография С.П. Якуцени ©.

Рис. 13. Биоценоз зарастающего озера. Фотография С.П. Якуцени ©.

Образование пресноводных озерных болот

Образование пресноводных озерных болот приведено на рис. 14.

Рис. 14. Образование болота.

Фактически, пресноводные озерные болота – это результат деградации озер. Максимально упрощая, процесс зарастания озера выглядит следующим образом: озеро зарастает от берегов к центру придонной травянистой растительностью, и растениями, плавающими по поверхности, рис. 15. В донных отложениях преобладают травяные торфа. Процесс заболачивания зависит от формы озерной котловины.

Рис. 15. Озеро зарастает от берегов к центру придонной травянистой растительностью, и растениями, плавающими по поверхности. Фотография С.П. Якуцени ©.

Процесс заболачивания:

• Озера с полого погружающимися берегами зарастают укореняющимися травами, рис. 16. Травы распределяются по глубине, образуя концентрические зоны. Прибрежную зону глубиной до 1 м занимают осоки, рдесты, ситник, стрелолист и др. На глубине до 2–3 м растут камыши, тростники. Глубже (4–5 м) их сменяют водяные лилии, широколиственные рдесты. На максимальных глубинах обитают сине-зеленые, зеленые, диатомовые водоросли. Близ берега на дне отлагается торф осоковый, глубже – камышовый, тростниковый, затем – торфянистый сапропель и, наконец, сапропель кремнистый.

Рис. 16. Озера с полого погружающимися берегами зарастают укореняющимися травами. Фотография С.П. Якуцени ©.

• Котловина заполняется осадками, водное зеркало уменьшается, зоны растительности сдвигаются к центру: поверх тростникового торфа оседает осоковый и т. д.
• Озеро превращается в низинное болото, которое со временем может трансформироваться в верховое, рис. 17.

Рис. 17. Верховое болото. Фотография С.П. Якуцени ©

• Глубокие, с круто погружающимися берегами озера также зарастают от берега, но плавающей растительностью: сабельником, белокрыльником и пр. Стебли и корни сплетаются, образуя сплавину, рис. 18.

Рисунок 18. Плавающий остров, причаленный ветром к береговой сплавнине. Фотография С.П. Якуцени ©.

• Сплавина утолщается, уплотняется, на ней селятся другие травы, иногда, на самых мощных сплавинах – ели, березы, рис. 19.

Рис. 19. Сплавнина с проходом к озеру. Фотография С.П. Якуцени ©.

• Отмирающая растительность создает плавающий торфяник-зыбун травяного или древесно-травяного состава, рис. 20.

Рис. 20. Плавающий торфяник-зыбун древесно-травяного состава. Фотография С.П. Якуцени ©.

• На дне под зыбуном отлагаются сапропели, сложенные смесью минеральных частиц и органических остатков, вымытых из сплавины. Иногда погружающаяся сплавина смыкается с нижележащим сапропелем – зыбкое болото (трясина) превращается в плотное. Таким образом, глубокое озеро заполняется осадками в двух направлениях: от берега к центру, от поверхности ко дну (или ото дна к поверхности), рис. 21.

Рис. 21. Глубокое озеро заполняется осадками в двух направлениях: от берега к центру, от поверхности ко дну. Фотография С.П. Якуцени ©.

аким образом, в наших руках - торф, а это - как значительное богатство, так и не менее значительная ответственность. И решая вопрос о возможности и методах освоения заболоченных территорий очевидна необходимость сравнительной эколого-экономической экспертизы биопродукции заболоченных территорий.

Однако ни методологии, ни методики проведения такого рода экспертизы, в РФ не существует, что, по меньшей мере, странно, т.к. именно Россия понесла наиболее значительный ущерб от хищнического освоения торфяного фонда.

Так, например, в центральных областях страны выявлено, что в районах крупных топливных торфяных баз, с объемом заготовки 20,8 млн. тонн у. т. в год, произошли серьёзные нарушения экологической ситуации [Биоэнергия: Использование энергии древесных отходов в системах отопления Республики Карелия. Исполнители: И.С. Гелес, И.К. Савин, Н.Т. Хаккарайнен. Петрозаводск, Осло, 1998, 57 с.]. Это такие значимые регионы, как: Волго-Вятский; Рязанский; Московский; Владимирский; Вологодский; Ленинградский; Карельский и др.

Не менее важно, то, что последние более чем тридцать лет, происходит изменение форм собственности (принадлежности) объектов хозяйствования и направления их деятельности. Это касается и местных природных фондов, в том числе биоресурсов болот и торфа.

• Первое приводит к разработке природных ресурсов без учёта экологических последствий, в том числе широко развитой практике последних лет, «ухода» предприятий от платы за негативное воздействие на окружающую среду, водо- и землепользование.
• Второе – к потере контроля за их реальной технологической деятельностью со стороны местных органов власти, порче земельных биоресурсов регионов, их выводу из реализации на неопределённо долгие сроки.

Рис. 22. Ни методологии, ни методики проведения такого рода экспертизы, в РФ не существует, что, по меньшей мере, странно… Фотография С.П. Якуцени ©.

Сочетание этих двух обстоятельств лишает местные органы власти фактических возможностей воздействия. В результате – ухудшение и без того неблагоприятной экологической и социально-экономической ситуации. Опыт стран северо-западной Европы показывает, что наиболее ответственным решением на вызовы такого рода является разработка систем сравнительной эколого-экономической экспертизы биопродукции заболоченных территорий на муниципальном и региональном уровнях. Иначе сказать, на земском уровне.

Опыт наших работ на объектах Республики Коми, показывает, что при решении вопроса об эксплуатации любого природного объекта, в том числе и фонда биоресурсов болот, включая торфа, необходимо:

• Провести экспертную комплексную оценку возможных ресурсов объекта, их целостности и наличия внутренних и внешних потребителей.
• Изучить качественные и количественные характеристики (кондиции) сырья и выбрать технологию освоения объекта.
• Выполнить прогноз изменения экологического равновесия при различных вариантах, способах и масштабах воздействия на объект, оценить экономические последствия такого изменения.

Оценить экономическую эффективность и выбрать оптимальный вариант, способ и масштаб эксплуатации объекта с учётом природоохранных и других в том числе социальных, факторов. Основными целями и задачами разрабатываемой методологии нами определены:

I. Выбор эталонного для региона объекта. На примере исследования эталонного для региона объекта:

• оценка роли болот, в гидробалансе региона/района;
• оценка биологической продуктивности объекта;
• определение и оценка трофических цепей, базирующихся на кормовой базе объекта;
• прогноз изменения экологического баланса при различных вариантах освоения;
• оценка социальных последствий для региона/района при различных вариантах освоения;
• оценка экономической и социальной эффективности различных вариантов освоения.

II. По каждому из этих показателей нами подобраны или разработаны методики их оценки, пересекающиеся, для достижения более точных выводов. Предусмотрено применение методов математического моделирования.

III. Оценка запасов торфа, как полезного ископаемого, предусмотрена, как по методическим, руководящим и проектным документам ГКЗ России (Государственной Комиссии по запасам полезных ископаемых МПР РФ), так и по международным стандартам, например, кодексу JORC. Это кодекс для составления отчетов о запасах и ресурсах, применяемый во всем мире, он отличается большой простотой представления данных, но, в то же время, требует высокой квалификации исполнителей. Необходимость столь тщательного подбора экспертных методов связана с необходимостью представления доверительных данных, как для отечественного, так и зарубежного инвестора.

Реализация данных методологических подходов в конкретную методику сравнительной эколого-экономической экспертизы биопродукции заболоченных территорий позволит значительно повысить социальную и экономическую обеспеченность местного населения за счёт реализации биопродукции и существенно снизить экологический, экономический и социальный риски при освоении торфяного фонда страны. Рис. 23.

Рис. 23. Формирование торфяного фонда России. Фотография С.П. Якуцени ©.