Metody rekultywacji prof. Bendera (prof. Gilewska) Konin.
Twórcami koncepcji biologicznej rekultywacji i kształtowania środowiska przyrodniczego w regionach przemysłowych był w latach siedemdziesiątych konińsko-zabrzański zespół badaczy, do których należeli prof. Jan Bender, prof. dr hab. Mirosława Gilewska, którzy zajmowali się rekultywacją rolniczą. Za leśną rekultywację byli odpowiedzialni Strzyszcz i Harabin.
Z ich koncepcji wynikają następujące definicje i postulaty:
„Rekultywacja jest zespołem czynności inżynierskich i zabiegów agrotechnicznych oraz procesów biogeochemicznych, kształtujących nową i jednocześnie pożądaną strukturę biocenotyczną industrioziemnej gleby. Jest to zorganizowane współdziałanie czynników abiotycznych i biotycznych, umożliwiających w możliwie krótkim czasie i przy zaangażowaniu możliwie najmniejszych środków, wytworzenie z gruntu (skały) produktywnej gleby”
[Bender, Gilewska, 1988]
Z tej definicji wynika następujący postulat:
1. rekultywacja jest procesem zorganizowanym i kierowanym.
2. czynności inżynierskie i agrotechniczne nie stanowią istoty problemu,
3. stanowią go przemiany biogeochemiczne , zachodzące w glebie pod wpływem czynników abiotycznych i biotycznych.
4. rolę wiodącą w tych procesach wyznacza się czynnikowi antropogenicznemu, który dysponuje zespołem znanych i dostępnych środków, mogących skutecznie oddziaływać na grunt- skałę .
5. przemyślane zastosowanie zapewnia w pierwszych latach dużą produkcję gospodarczo użytecznej biomasy (ziarna, drewna), a dodatkowo wzbogaca tworzywo glebowe w substancję organiczną- substrat próchniczotwórczy.
Wśród całego zespołu czynników skutecznie oddziaływujących na grunt pogórniczy ta koncepcja- w odniesieniu przede wszystkim do rolniczej rekultywacji, za najbardziej istotne uznaje:
naprawę chemizmu gruntu-skały - tworzenie warunków, które zapewniać będą prawidłowy wzrost i rozwój roślin uprawnych lub gatunków lasotwórczych, poprzez:
a)nawożenie mineralne gruntu stosowane w odpowiednich ilościach i proporcjach;
b) nawożenie może być różne, lecz zależne od właściwości chemicznych , fizykochemicznych i zdolności retencyjnej tworzywa glebowego oraz potrzeb pokarmowych gatunków roślin uprawnych i lasotwórczych;
c) badania wykazują, że dwukrotnie większe nawożenie mineralne znacznie korzystniej wpływa na tempo przemian biogeochemicznych i produkcję gospodarczo użytecznej biomasy.
naprawę właściwości fizycznych tworzywa glebowego- która jest drugim równie ważnym czynnikiem, warunkującym szybkie uproduktywnienie gruntu, możliwa jest poprzez:
a) dostosowanie do warunków edaficznych systemu uprawy mechanicznej lub innych oddziaływań (np. rozluźnianie, kruszenie masy skalnej), stymulujących procesy wietrzenia skały
- Te abiotyczne czynniki w połączeniu z czynnikami biotycznymi (mikroorganizmy, szata roślinna) odgrywają dużą rolę w naprawie wadliwych fizycznych właściwości gruntów pogórniczych lub innych odpadów przemysłu przetwórczego .
- Należy jednak podkreślić iż procesy wietrzenia są uzależnione od czasu, warunków termicznych, wilgotnościowych oraz procesów mikrobiologicznych, zachodzących w tworzywie glebowym. Ich przyspieszenie jest tylko częściowo możliwe. Czynnikiem determinującym jest w tym przypadku czas i klimat, których działanie należy umiejętnie wspomagać.
szatę roślinną- która jest trzecim z kolei, lecz nie jedynym czynnikiem stymulującym dynamikę procesu glebotwórczego.
a) tylko spełnienie dwóch powyższych warunków stwarza możliwość skutecznego włączenia tego biotycznego czynnika do kształtowania procesu glebotwórczego i produktywności nowo tworzonego agro- lub silwoekosystemu.
b) model- w odróżnieniu od poprzedniej teorii – zakłada, że rośliną tak zwaną pionierską może być każda lub prawie każda roślina uprawna, każdy lub prawie każdy gatunek lasotwórczy.
c) Określenie „lub prawie każda, każdy” oznacza, że nie wszystkie gatunki roślin uprawnych i lasotwórczych gwarantują w pierwszych latach rekultywacji i zagospodarowania gruntów pogórniczych duże i stabilne plony oraz zadowalający wzrost drzewostanów.
zakres i jakość prac górniczych, związanych z lokalizacją, budową i formowaniem zwałowisk- jest czwartym i bardzo ważnym czynnikiem, warunkującym całkowitą lub prawie całkowitą restytucję (naprawę) przestrzeni produkcyjnej, dewastowanej działalnością górnictwa odkrywkowego.
Ten problem nie został w polskim górnictwie odkrywkowym w sposób zadowalający rozwiązany. Rola reliefu w kształtowaniu gospodarki wodnej budowanego obiektu (przestrzeni produkcyjnej) jest jednak przez sprawców przekształceń dość beztrosko traktowana.
1. Te podstawowe założenia koncepcji mają daleko idące konsekwencje teoretyczne i praktyczne.
2. Wskazują, że kierunek i dynamika procesów glebotwórczych oraz poziom produktywności gleby, tworzonej w warunkach pogórniczych , może skutecznie kształtować czynnik antropogeniczny.
3. Już w pierwszym roku biologicznej rekultywacji możliwa jest uprawa gospodarczo cennych roślin uprawnych bądź gatunków lasotwórczych.
4. Oznacza to wyeliminowanie okresu przedplonowego-pionierskiego i natychmiastowe włączenie pogórniczej powierzchni do rolniczej lub leśnej produkcji.
Rekultywacja gruntów pogórniczych według tej koncepcji eliminuje tworzenie utajnionych nieużytków i przyśpiesza gospodarcze użytkowanie powierzchni o co najmniej:
a) 10 lat w przypadku rekultywacji rolniczej
b) 20 lat w wypadku rekultywacji leśnej.
Rozwiązuje ponadto wyjątkowo ważny dla gospodarki kraju problem. Wykazuje możliwość realizacji na gruntach pogórniczych produkcji rolnej.
Gospodarcze znaczenie tego systemu rekultywacji należy rozpatrywać jeszcze w jednym aspekcie- równie ważnym, a może najważniejszym.
W procesie rekultywacji realizowane są dwa cele jednocześnie:
a) tworzenie nowej produktywnej gleby,
b) realizacja „ normalnej” produkcji rolnej lub leśnej.
Ta produkcja (ziarno, pasza, drewno) już w pierwszym roku rekultywacji zwraca częściowo koszty na nią ponoszone. W wypadku rolniczej rekultywacji jest to wartość 30- 35q zbóż z ha.
W świetle tych rozważań glebę jako żywy element biosfery można , a nawet należy postrzegać i definiować następująco:
„Gleba jest osobliwym układem energetycznym, w którym zachodzi transformacja energii, umożliwiająca istnienie życia na planecie – Ziemi. Ta transformacja realizuje się w warunkach niskich temperatur (4-30 st. C).”
1. Polscy twórcy (Bender, Gilewska) w dziedzinie kształtowania środowiska przyrodniczego w rejonach przemysłowych proponują rozwiązania skuteczne i gospodarczo użyteczne.
2. Zabrzańsko-koniński zespół badawczy eliminuje z toku postępowania rekultywacyjnego tak zwany okres przedplonowy i proponuje bezpośrednie wprowadzenie na przemysłowe nieużytki gatunków roślin gospodarczo użytecznych.
3. Zostało dowiedzione , że w większości przypadków możliwa jest budowa- organizacja na przemysłowych nieużytkach gospodarczo użytecznych agro- i silvoekosystemów z pominięciem okresu przejściowego; wprowadzeniu na poprzemysłowe i inne nieużytki tak zwanych roślin pionierskich.
4. Dowiedziono również (Bender, Gilewska, 1995), że tak zwane techniczne odtwarzanie gleb, polegające na selektywnym urabianiu ziemi próchnicznej i ulepszaniu tą masą ziemną gruntów pogórniczych lub innych poprzemysłowych nieużytków przekształconych działalnością gospodarczą, jest przedsięwzięciem przyrodniczo i ekonomicznie nieuzasadnionym.
5. W tym przypadku została potwierdzona trafność tezy wygłoszonej przez Pliniusza Starszego ( Historia Naturalis 23-79 r. n.e.), że „Szczytem głupoty jest nawożenie jakiejś dowolnej gleby, np. chudej tłustą”. Ten niedostatek pragmatyzmu trwa dwa tysiące lat, aczkolwiek nasze badania dowiodły, że techniczne odtwarzanie gleb jest wyjątkowo kapitałochłonne.
Badania wykonane przez Bendera i Gilewską dla obszaru O/Jóźwin-Północ (900 ha) wykazały, że:
a) selektywne urabianie warstwy próchnicznej i następnie jej zdeponowanie na przekształconej powierzchni (gruncie pogórniczym), a więc odtworzenie poziomu Ap pochłania następujące ilości środków:
● przy transporcie na 1 km- 36 000 zł, a przy transporcie na 10 km- 61 400 zł/ha.
● koszty biologicznej rekultywacji, pochłaniają zaledwie 9 690 zł na 1 ha zrekultywowanej powierzchni.
W dziesięcioletnim okresie rolniczej rekultywacji jest pozyskiwana określona i użyteczna produkcja (ziarno, nasiona), która pomniejsza te koszty. Te wyżej podane argumenty spowodowały zwolnienie KWB „Konin” z obowiązku selektywnego urabiania ziemi próchnicznej na tym obszarze górniczym. Zysk ewidentny- ponad 32 mln lub 55 mln zł.
Do osiągnięć o znaczeniu poznawczo- utylitarnym zaliczamy:
- badania dotyczące przekształceń typu chemicznego; emisji fluoru do środowiska przyrodniczego (Bender i in.).
Wyniki tych badań w znaczącym stopniu umożliwiły skuteczną obronę Huty Aluminium-Konin przed likwidacją oraz utratą pracy 2000 osób, a także ok. 4000 osób przed pozbawieniem środków utrzymania.
Dowiedziono, że przy ówczesnym stanie emisji fluoru ( 250-300 T/rok) kondycja fito- i zooasocjacji znajduje się w zadowalającym stanie. Zapobiegnięto wyłączeniu z produkcji rolnej ok. 2500 ha gruntów ornych, likwidacji pięciu wsi, a także wydatkom na sumę 2,5 mld zł.
Do godnych odnotowania osiągnięć konińskiego zespołu badawczego można zaliczyć:
- modernizację systemu formowania zwałowisk polegającego na likwidacji nadsypanego zwałowiska.
Ten system znacząco ograniczył zakres prac ziemnych i umożliwił przyspieszenie prac związanych z biologiczną rekultywacją i wprowadzeniem na zwałowiska szaty roślinnej: roślin uprawnych lub gatunków lasotwórczych.
Dzięki tym działaniom rekultywacyjnym powstała w Polsce pierwsza gleba uprawna na najstarszym zwałowisku „Wschodnim” KWB ”Konin”.
● po 15 latach rolniczej rekultywacji grunt pogórniczy przekształcił się w glebę uprawną charakteryzująca się wszelkimi atrybutami biogenności i produktywności.
● powstał poziom próchniczny o miąższości
ok. 30 cm i gleba o budowie profilowej Ap/C.
Konińska szkoła rekultywacji (Bender, Gilewska) dowiodła, że na przekształcenie gruntów pogórniczych w glebę uprawną wystarczy 20 a nawet 10 lat.
W tym okresie jest dodatkowo realizowana „normalna” produkcja rolna bądź leśna, która pomniejsza koszty związane z przekształceniem takiej skały w produktywną glebę.