Alternativní postupy rekultivací v oblasti Karvinska

ALTERNATIVNÍ POSTUPY

REKULTIVACÍ V OBLASTI

KARVINSKAdoc. ing. Barbara Stalmachová, CSc.

VŠB-Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologické fakulta

Institut environmentálního inženýrství17. listopadu 15

708 33 Ostrava – Poruba

e-mail: barbara.stalmachova@vsb.cz

Komise pro životní prostředí AV ČR – 22.3.2011

Základní cíle rekultivací OBNOVA KRAJINNÝCH FUNKCÍ

koncepce tvorby pestré krajinné struktury, tj. koncepce zastoupení vhodného poměru lesních, zemědělských, vodohospodářských, urbanistických a rekreačních forem rekultivace

= obnova (znovuoživení) přírodních, kulturních a sociálně-ekonomických charakteristik území

Obnova přírodních charakteristik Ochrana a obnova přírodních a

přírodě blízkých biotopů v území

cílená ochrana mimolesní zeleně, stojatých vod a mokřadů (jejich význam pro ekonomiku

obyvatel – zdraví, zdroje, zázemí, rekreace, kultura)

Plošná ochrana planě rostoucích rostlin a volně žijících živočichů – osvětou a vzděláváním

Pro obnovu krajinných funkcí:(alternativní typy rekultivací)

1. spontánní sukcese2. obnova lesa3. obnova luk a pastvin –

TTP4. voda v krajině5. ekoton – nedílná součást

krajiny

1. lesnická rekultivace2. zemědělská

rekultivace3. vodohospodářská

rekultivace

Mezi základní vlastnosti stanovišť NA ODVALECH patří skutečnost, že jsou

tvořeny substráty s primitivní morfologií půdního profilu.

Fyzikální vlastnosti pískovců, prachovců, jílovců a jílovitých břidlic jsou pro

vývoj vegetačního krytu poměrně příznivé.

Vodní bilance stanoviště je pro vegetační kryt také poměrně příznivá. Půdní

voda je rostlinám snadno dostupná. Hlušiny násypy představují téměř volně

propustné zvodnělé systémy s volnou spodní hladinou s projevy ascendentních

toků, které se často projevují vynášením rozpustné mineralizace. V hloubce

cca 25-30 cm je často pozorovatelná zóna nasycení vodou, s téměř

konstantní a vysokou vlhkostí.

Působením klimatických vlivů a zvětrávacích procesů dochází k postupné

tvorbě surového substrátu s dostatečnou pórovitostí, obsahem minerálních

látek a s dostatečnou vlhkostí. Pro vývoj vegetace na černouhelných haldách

je limitním faktorem teplota substrátu.

Limitním faktorem pro citlivé druhy může být obsah dusíku (hlušiny s uhelnými

proplástky x hlušiny z prádla) a fosfor (pískovce x jílovce a břidlice s proplástky)

Spontánní sukceseOdvaly, hlušiny, demolice, lada,

sedimentační nádrže

Rozvoj ruderálních a raných typů společenstev

Vývoj lesů – dlouhodobý proces/nejstarší odvaly na Ostravsku od roku cca 1850 – charakter ochuzených březových doubrav a suťových lipo-javorových hájů)

Sever x jih

Zvodnělé poklesy

rozvoj přirozených, často ohrožených a vzácných rostlinných společenstev a na mokřady a vodní plochy vázané fauny

Obnova lesa lesní porosty vychovávat směrem k přírodě blízkým a přirozeným

porostům – metodami řízené sukcese, usměrňováním spontánní sukcese

Další výsadby a realizace už schválených lesnických rekultivací musí být

řešeny s dostatečným překryvem humusutvornými a organickými překryvy

tak, aby v dalším pěstění lesa bylo možné užívat běžné lesnické metody

V technologiích zohledňovat i hlediska pro obnovu a posílení ekologické

stability krajiny - pro výsadby ve volné krajině nutné preferovat sortiment

autochtonních druhů

Obnova lesa vycházet z požadavků na projekty krajinného plánování (revitalizační programy, komplexní

pozemkové úpravy, realizace ÚSES, ochrana krajinného rázu):

○ zachování genofondu domácích druhů dřevin a jejich přirozených společenstev v oblasti

(v rámci tvorby a údržby prvků ÚSES je podmínka použití domácích druhů závazná);

○ domácí druhy rostlin a jejich společenstva jsou nejlépe přizpůsobeny lokálním

podmínkám, tak úspěšně a relativně rychle přispívají ke zvyšování ekologické stability

území;

○ výsadba introdukovaných druhů cizího původu do krajiny je problematická.

Podílejí se na sekundárním snižování druhové diverzity ostatních složek biocenózy

(nejsou rozvinuty potravní adaptace – Quercus rubra, způsobují chemické změny

v půdním profilu – Robinia pseudoacacia, Picea pungens, Pseudotsuga menzienzii)

apod.;

Obnova lesa○ nevhodný je i dovoz u nás domácích druhů z jiných fytogeografických oblastí.

Odchylky genotypu vzdálených populací se mohou negativně projevit v jejich

úspěšnosti u nás (např. menší odolnost vůči chladu – namrzání), popř. křížením mohou

narušit genotyp místních populací. Dovozem dřevin z jiných geografických oblastí se

výrazně zvyšuje nebezpečí výskytu chorob (spála růžovitých, tracheomykózy,

syndrom chřadnutí u Quercus robur atd.).

○ Volba nejvhodnějšího cílového typu společenstva - podle podmínek stanoviště (tj.

cílových druhů rostlin) nebo přípravné druhy dřevin a ostatních rostlin tak, aby v první

fázi rekultivace rostliny vytvářely podmínky pro spontánní ecesi dalších druhů.

○ Doporučená druhová složení sadebního materiálu pro jednotlivé typy stanovišť ve volné

krajině vycházejí ze studia polopřirozených a přirozených společenstev rostlin.

Betulo-Quercetum

Srov. s Luzulo-Fagetum

Srov. s Tilio-Acerion

Carici elongatae- Alnetum

Srov. s Luzulo-Fagetum

Obnova luk a pastvin – TTP V částech sanovaného segmentu krajiny je doporučeno

zakládat travnaté plochy (druhové složení: Festuco-Brometea,

Arrhenatherion, Alopecurion pratensis, Calthenion, Molinion podle

vlhkosti stanoviště), doplněné o skupiny keřů (plodonosné,

domácí): změna barvy povrchu zmírní extrémní mikroklima hlušiny,

vytváří se základ pro rozvoj organické části půdního

substrátu,

bohatý organický opad plodonosných keřů pozitivně působí

na pedogenetické procesy,

vytvořením potravních vazeb ovlivňuje rychlé oživení

zoocenóz

Voda v krajině poklesy „neškodné” – do 4 cm,

nejsou pokládány za škody na krajině a nerekultivují se

periodické tůně – mělké poklesy, nejčastěji v okrajích dobývacích prostor, ekologický význam

mělké poklesy – mokřady

poklesové tůně

poklesová jezera

Periodické tůně – s jarním a podzimním zvodněním

Poklesové tůně– plocha do 100 m2 a/nebo hloubka do 3 m

Poklesová jezera– plocha nad 100 m2 a/nebo hloubka nad 3 m

LIMITY A POŽADAVKY NA REKULTIVACE/SPONTÁNNÍ/ŘÍZENOU SUKCESI – VODA V KRAJINĚ

výška hladiny podzemní vody a její kolísání

rozsah a hloubka předpokládaného poklesu nebo předchozího využití (sedimentační nádrže)

možnost dotace povrchovými vodami a možnost zprůtočnění

neskrytý terén je okamžitým zdrojem živin pro iniciaci a rozvoj vodních ekosystémů, zároveň podporuje podmínky pro eutrofizaci

Terén po skrývce půd je nutné upravit, tj. vytvořit strukturovaný sediment (proporcionální zastoupení štěrků, písků), do něj vysadit diaspory makrovegetace, která omezuje rozvoj fytoplanktonu a rozvoj řas

hloubka vodní plochy: pro stratifikaci vodního sloupce je rozhodující hloubka 5 až 6 m.

Co nejširší litorální pásmo (¼ až ½ celkové vodní plochy) se

sklonem 1:10 až 1:15 (plní funkce ochrany vodního ekosystému, má nejvyšší produktivitu a diverzitu druhů).

pro sanaci břehů vodní plochy využití hlušin omezeno na pískovce a prachovce, nedoporučuje se použít jílovce (využití je podmíněno analýzou obsahu biologicky dostupného fosforu - P). V případě tvorby strukturovaného dna není využití hlušin omezeno (podmínkou je trvalé zavodnění hlušin).

Problematika salinity vod v poklesech (převažuje sulfátová)

Úprava břehů vodních ploch výsadbou keřů a zatravněním.

Umožnění rozvoje rákosových porostů, jejich využívání nejen z hlediska prostorového a ochranného, ale také jako"kořenové čističky“, prostor pro hnízdění a úkryt vodních ptáků.

Pro vytvoření dostatečného prostoru pro ptáky je vhodné zachovat několik suchých stromů na stanovišti, popř. je po pokácení ponechat ležet.

V pohledově málo exponovaných částech je vhodné ponechat několik hromad suchých větví – hnízdní prostory pro drobné ptactvo, zdroj organické hmoty.

Výsadbou plodonosných keřů svazu Berberidion zabezpečit dostatek hnízdního prostoru a potravní zdroj pro drobné ptáky,savce a především hmyz.

Sledování vývoje společenstev vodních hladin. Sledování, popř. reintrodukce zvláště chráněných druhů rostlin.

Ekoton – nedílná součást krajiny významný prvek, který by měl

být díky svému významu a funkcím v krajině začleňován povinně do všech typů sanací (včetně okrajů lesů)

Ekonomické zhodnocení náročnosti rekultivacíNa Karvinsku se neukládají odpady, ale zahlazují se škody – hlušinou

Náklady na rekultivaci se dělí na:1. náklady na skrývky kulturních

zemin a jejich deponii2. náklady na vyrovnání

poklesové kotliny s navýšením území na poklesy do vyuhlení ložiska

3. překryv urovnané pláně kulturními zeminami

4. zalesnění nebo kultivace na zemědělskou půdu.

Náklady na sanacise odvíjejí od mnoha faktorů, jako např.:1. rozsah likvidované obytné a

průmyslové zástavby,2. nutnost přeložek komunikací a tratí,3. náhradní výstavba inženýrských sítí,4. morfologie terénu

• kopcovitý terén - rekultivace úpravou pozemků po snesených objektech, přeložky inženýrských sítí, odvodnění zbývajících pozemků drenáží,

• rovinatý terén v nivě řeky Olše - rekultivace

na vodní plochu, formou revitalizace území vyrovnáním poklesové kotliny

a navýšením území na poklesy do vyuhlení ložiska.

Makarius uvádí: „Skutečnou újmou nemusí být každá změna, která se na zemském povrchu v důsledku těžby projeví. Za škodu možno pokládat pouze takové změny, které narušují některou z funkcí krajiny.“ (České horní právo. MONTANEX, a.s. Ostrava 1999, ISBN 80-7225-033-7)

Porovnání nákladů různých typů rekultivací Ekonomické zhodnocení či porovnání nákladů různých typů rekultivací musí vycházet ze znalosti

skutečných nákladů na v minulosti prováděné rekultivace a z kvalifikovaného stanovení nákladů na spontánní sukcesi a na řízenou sukcesi.

Porovnání nákladů srovnatelné = náklady na vlastní rekultivaci (s vyloučením nákladů na technickou sanaci) prováděnou klasickými

metodami s metodou přirozené sukcese a metodou řízené sukcese. Srovnání nákladů pro modelovou plochu o rozloze 10 ha, tj. 100 000 m2. Výsledným využitím bude lesní

plocha.

 mj. Jednotkový náklad Náklad

Vstupy KčPlocha m2 100 000Lesnická rekultivaceÚdaje dle Dolu ČSMVýsadba kosterních dřevin m2 100 000 52,5 Kč/m2 5 250 000Údržba 5 let m2 100 000 90,0 Kč/m2 9 000 000Celkem 5 let 14 250 000Údaje dle Dolu LazyLesnická rekultivace vč.údržby 5 let m2 100 000 150,2 Kč/m2 15 020 000Přirozená sukceseÚvodní náklad m2 100 000 0,0 Kč/m2 0Údržba 5 let m2 100 000 0,0 Kč/m2 0Celkem 5 let 0Varianta řízená sukceseÚvodní náklad (setba semen) m2 100 000 35,5 Kč/m2 3 550 000Lesnická rekultivace vč.údržby 5 let m2 100 000 0,5 Kč/m2 50 000Celkem 5 let 3 600 000

Varianta řízená sukcese1. Náklady na údržbu lesního

porostu, prořezávky - na 5000 Kč/ha ročně

2. u raných stádií s rekultivačním cílem trvalého zalesnění nebo zatravnění plochy vznikají náklady na osivo a práce související s osevem ploch.

3. V případě travních směsí lze určit náklady na osivo na cca 20 000 Kč/ha.

4. Dřeviny pro výsevy - domácí druhy, lze odhadnout cca 35000 Kč/ha.

Hodnocení rekultivací z hlediska biodiverzityPři výběru dřevin pro zalesňování antropogenních substrátů se věnuje pozornost především dřevinám listnatým, a to ze dvou důvodů:

•půdotvorný význam listnáčů

• vysoká odolnost proti znečištěnému ovzduší průmyslovými emisemi, především SO2 a tuhými znečišťujícími látkami.

• Druhy v minulosti: Tilia cordata, Tilia platyphylos, Acer pseudopatanus, Acer platanoides, Alnus glutinosa, Pinus nigra, Quercus rubra, Picea abies, Fagus sylvatica

•Dnes: schvaluje se autochtonní skladba – v závislosti na stanovišti, zákaz výsadeb cizích druhů

• částečně se daří prosazovat i keře

E1 hlušina bez podsevu hlušina s podsevem překryv bez podsevupřekryv s

podsevem poznámka

lesní a stinné ruderální

lesní a stinné ruderální

lesní a stinné

ruderální

lesní a stinné

ruderální

lesnická rekultivace 0 7 0 3 4 4 5 2

listnaté druhy, blokování vývoje přehřívání povrchu

řízená sukcese 2 0 6 0 0 7 9 2způsob výsadby, spol. sutí,

lesníspontánní sukcese

S a V 8 2 0 0 5 4 0 0Iniciální – edaf.klimax

březové doubravy spontánní sukcese

J a Z 0 1 0 0 3 4 0 0spol.ochuzených sutí, štěrk.

náplavle

sní a

stin

né

rude

ráln

í

lesn

í a s

tinné

rude

ráln

í

lesn

í a s

tinné

rude

ráln

í

lesn

í a s

tinné

rude

ráln

í

hlušina bez podsevu

hlušina s podsevem

překryv bez podsevu

překryv s podsevem

0123456789

lesnická rekultivaceřízená sukcesespontánní sukcese S a Vspontánní sukcese J a Z

Zvodnělé poklesové kotliny Čím intenzivnější zásah, tím horší…

Ideální stav – břehy i vodní plocha spontánně formuje se přirozená skladba vegetace a fauny = metaspolečenstva (cca 8 – 15 let)

Každý technický zásah naruší přirozený vývoj (prodlouží se doba formování přirozených společenstev, tvorba ostrých hranic – hlušina x vodní plocha…)

DĚKUJI ZA POZORNOST