Серед порушених земель, які підлягають біологічній рекультивації, найбільш поширеними є відвали розкривних порід, які як ґрунтово-природний субстрат після завершення експлуатації починають заростати природною рослинністю. На відміну від староорних земель, формування рослинного покриву на відпрацьованих відвалах проходить сповільненими темпами. У більшості випадків це обумовлено бідністю розкривних порід на поживні речовини, несприятливими водно-фізичними та фізико-хімічними властивостями.
Дослідження показують, що освоєння відпрацьованих відвалів як первинних екотопів починається з поселення у їх верхніх шарах бактерій і водоростей. Інтенсивність поселення цих нижчих організмів на первинних екотопах буває різною.. Поява і поширення мікроорганізмів на промислових відвалах значною мірою залежить від реакції ґрунтового середовища та агротехнічних прийомів, що використовуються для створення штучних угруповань на відвалах, а також від мікрорельєфу. На різних типах відвалів виявлені й ґрунтові водорості, що є, як відомо, першими поселенцями рослинності та першими гумусоутворювачами на розкривних породах..
Таким чином, бактеріально-водоростевий етап, будучи початковим етапом сингенезу рослинності на промислових відвалах, має велике значення в наступному заселенні та розвитку угруповань вищих рослин.
Особливе зацікавлення як у теоретичному, так і в практичному відношенні має формування на відвалах природних рослинних угруповань із вищих рослин. Доведено, що початковий етап заселення відвалів насінням і діаспорами вищих рослин починається у багатьох випадках одночасно з поселенням мікроорганізмів. Проте життєвість проростків є дуже низькою, і роль їх на початкових етапах сингенезу, очевидно, пов'язана переважно з нагромадженням органічної речовини у ґрунтах (субстратах) сформованих відвалів.
Формування продуктивного ґрунтового і рослинного покривів на відвалах усіх типів відбувається природним шляхом дуже повільно, починаючи з поселення випадкових видів, переважно бур'янової флори. До них належать мати-й-мачуха (підбіл), усі види лободи, буркун та інші, що поселяються першими на нетоксичних субстратах відвалів. Піонерними рослинами на токсичних субстратах є сведа ріжконосна, голянка та інші, що є індикаторами на засоленість субстратів або реакції його середовища. Відвали відкритих гірничих розробок корисних копалин, поверхня яких сформована із сприятливих за хімічним складом ґрунтів (субстратів), заростають інтенсивніше. Проте у багатьох випадках і на них протягом перших 5–10 років рослинність представлена піонерними угрупованнями.. З віком відвалів піонерні рослинні угруповання змінюються різнотравно-злаково-бобовими. При цьому зростає екологічна диференціація видів: виділяються види, що визначають фізіологічність формуючих рослинних угруповань, а також види, що мають відповідну господарську цінність і можуть бути використанні для створення штучних рослинних угруповань..
У цілому для відвалів, складених нетоксичними розкривними породами, розташованими в зоні достатнього зволоження (Полісся, Передкарпаття, Закарпаття) протягом перших десяти років після закінчення експлуатації відвалів формуються прості незімкнуті рослинні угруповання, до складу яких входить незначна кількість видів місцевої флори.
У лісостеповій зоні початковий етап природної рослинності на відвалах представлений бур'яновою стадією з переважанням полину та інших рудеральних бур'янів. У степовій зоні в природному заростанні відвалів також переважають види бур'янової флори, які відрізняються посухостійкістю.
Формування природних рослинних угруповань на відвалах підприємств кольорової металургії відбувається більш повільними темпами. Інтенсивність цього процесу визначається токсичністю, вмістом у шламах аномально підвищених кількостей ряду елементів, у т.ч. таких, як нікель, кобальт, олово, сірка та ін..
Природне заростання відвалів, екологічний режим яких менш напружений, у більшості випадків відбувається інтенсивніше.
За інших рівних умов успішне самозаростання відбувається на невеликих і невисоких відвалах, які розташовані в зоні природної рослинності, що порівняно мало змінена і порушена у процесі ведення гірничих або інших робіт.
На природне самозаростання відвалів негативно впливає випасання на них худоби.
Високоефективним способом прискорення природного заростання відпрацьованих відвалів є полив відвалів стічними побутовими водами, що сприяє кращому та глибшому вкоріненню рослин, які поселились на відвалах, і підвищує їх продуктивність.
формуванні рослинного покриву в умовах техногенного рельєфу прослідковується відповідна стадійність.
Більшість дослідників сходиться на тому, що на перших етапах формування природно-техногенних комплексів майже в усіх зонах можна виділити три основні стадії сингенетичних сукцесій.
Перша стадія відбувається у перші 5–6 років, коли утворюється мозаїчний незімкнутий рослинний покрив, який складається з невибагливих рослин з широкою амплітудою і високою продуктивною здатністю.
Друга стадія визначається у віці від 5–6 до 10–12 років. У цей період формуються складні багатовидові угруповання (30–40 видів)
На третій стадії, яка починається після 10–12-річного віку відвалів, посилюється екологічна диференціація видового складу рослин, причому переважають багаторічники
4. Принципи і методи створення рослинного покриву.
Під час підбору асортименту видів для проведення сільськогосподарської або лісової рекультивації необхідно всебічно вивчити екологічні особливості рослин, ритм росту і розвитку їх надземних та підземних органів, здатність до відтворення, що забезпечує збереження культурного угруповання тривалий час, та інших показників.
Основне значення мають дані, що характеризують динаміку нагромадження вегетативної маси окремими компонентами створюваних культурних фітоценозів та угрупованнями в цілому порівняно з подібними величинами у природних рослинних угрупованнях конкретної ґрунтово-кліматичної зони. При цьому особливу увагу треба приділити вивченню особливостей формування підземних органів рослин та угруповань, які визначать нагромадження органічної речовини у субстратах відвалів, функції окремих видів рослин як біологічного чинника, що обумовлює напрями ґрунтотворчого процесу на техногенних утвореннях.
Сільськогосподарське освоєння порушених земель передбачає одержання продукції з перших п'яти років освоєння, у зв'язку з чим роботи ведуться як щодо розробки способів меліорації заскладованих у відвали розкривних порід з метою поліпшення їх властивостей для рослин, так і щодо підбору асортименту рослин та розробки схем сівозмін.
Створення на відвалах сільськогосподарських угідь може вестися у двох напрямках:
на породах (субстратах), властивості яких покращуються шляхом покриття їх гумусовим шаром ґрунту,
безпосередньо на породах (субстратах), заскладованих у відвали.
У першому напрямі, який ще відомий під назвою „землювання”, поверхня відвалів покривається шаром родючого ґрунту або потенційно родючих порід товщиною 0,5–2 м, залежно від типу ґрунту, з яких формують поверхневий шар відвалу.
У сільськогосподарській рекультивації великі вимоги ставляться до підбору культур. На думку багатьох учених, під час підбору культур для такої рекультивації необхідно передбачити їх певну логічну послідовність, поєднавши з прийнятими етапами рекультивації
Продуктивність культур, що вирощуються на відпрацьованих відвалах, значною мірою залежить і від технології їх вирощування. Вона повинна мати локальний характер і передбачати використання конкретних систем обробітку ґрунту, удобрення і захисту рослин від хвороб, шкідників і бур'янів.
У біологічній рекультивації штучні лісові угруповання можуть передбачати різне призначення. Необхідність проведення лісової рекультивації у багатьох випадках обумовлена різким зменшенням лісопокривної площі в районах діяльності гірничих підприємств. Одним з основних призначень лісової рекультивації вважається поліпшення несприятливих умов середовища шляхом створення лісів озеленювального, протиерозійного і санітарного призначення. У приміських зонах порушені землі можуть бути відведені під будівництво лісопарків, до складу структури яких входять як посадки деревних, так і організація зелених територій у вигляді газонів і квітників.
Лісова рекультивація територій, порушених промисловими розробками корисних копалин, як правило, переважає в районах лісової зони, там, де в результаті видобутку корисних копалин значно знищений лісовий покрив.
Штучні декоративні угруповання вважаються структурними елементами кожного населеного пункту. Вони виконують багато функцій. Зокрема, це створення найбільш сприятливих умов мікроклімату в містах за рахунок деякого зниження температури й підвищення вологості повітря влітку під пологом лісових насаджень і зменшення амплітуди коливання температур у зимовий період, швидкості вітру та поглинання звукових хвиль тощо.
Особливо велика роль зелених територій у містах як засобу очищення атмосфери від промислових забруднень і підтримання В оптимумі її газового стану.
Створення садів і парків на техногенних ландшафтах — новий напрям досліджень, який вимагає участі не тільки біологів, але й архітекторів та землевпорядників.
