Введение к работе
Актуальность темы исследования. Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами в последнее время составляет одну из наиболее актуальных проблем экологии. Важным аспектом этой проблемы является влияние углеводородного загрязнения на почвы и растительность. Изучение влияния загрязнения почвы нефтью и изменения в этой связи экологии растений имеет важное теоретическое и практическое значение. Это связано, прежде всего, с масштабами загрязнения углеводородами нефти окружающей среды. В пределах Оренбургской области находится 162 крупных месторождения нефти, 25 месторождений нефти и газа и 16 месторождений нефти и газового конденсата.
Многочисленные исследования показывают крайне негативное влияние нефтяного загрязнения почвы на рост и развитие растений. При этом основными факторами являются токсическое действие углеводородов нефти и изменение физико-химических свойств почвы. Рост гидро-фобности и другие изменения физических свойств почвы обусловлены тяжелыми фракциями углеводородов, а прямой токсический эффект определяется легкими фракциями углеводородов нефти. Кроме того, обволакивание нефтью почвенных частиц препятствует миграции подвижных форм фосфора, азота, калия и других незаменимых элементов в раствор и тем самым может вызвать угнетение растений за счет недостатка элементов питания. Растения в процессе своей жизнедеятельности входят в сложные взаимоотношения с микроорганизмами, населяющими почву. Нефтяное загрязнение вызывает изменения в растительно-микробных комплексах, в первую очередь в границах ризосферы, где происходит адаптация микробиоты к условиям окружающей среды.
Имеющиеся данные в отношении действия углеводородов нефти на растения весьма противоречивы. Недостаточно изучено видовое разнообразие растений, способных произрастать на нефтезагрязненных почвах. Знание степени устойчивости растений к углеводородному загрязнению необходимо для решения вопросов, связанных, с одной стороны, с возможностью их возделывания на загрязненной почве, а с другой - с использованием для восстановления нарушенного почвенного плодородия (фиторемедиация).
В связи с выше изложенным большой научный и практический интерес представляет изучение влияния различных доз нефти на изменение растительного покрова, свойства почв и оценка их фитотоксично-сти, что в совокупности определяет актуальность заявленной темы.
Цель работы - исследование динамики растительного покрова и основных свойств чернозема южного Оренбургского Предуралья под влиянием различных доз нефтяного загрязнения.
Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие основные задачи:
изучить динамику растительного покрова на черноземах южных в условиях разных доз нефтяного загрязнения;
оценить фитотоксичность исследуемых почв при различных концентрациях нефтяного загрязнения;
определить степень влияния различных доз нефтяного загрязнения на основные свойства чернозема южного;
- выявить способность исследуемых почв к самовосстановлению.
Объекты исследования. Объектами исследования послужили
участки чернозема южного степной зоны Предуралья.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые выявлена степень устойчивости растительного покрова в условиях типичной степи Предуралья при нефтяном загрязнении почв;
впервые выполнен комплексный анализ экологического состояния чернозема южного в условиях нефтяного загрязнения;
впервые в почвенно-климатических условиях региона определены уровни концентрации нефти, при которых возможно восстановление основных свойств чернозема южного и видового состава растительности без применения методов рекультивации.
Практическая значимость работы:
Результаты исследования могут использоваться при решении вопроса обустройства дополнительных скважин Восточного участка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) и применяться при решении вопросов диагностики и нормирования содержания нефти в почвах в рамках регионального экологического мониторинга земель.
Положения, выносимые на защиту:
Загрязнение чернозема южного разными концентрациями нефти проявляется через уменьшение общего проективного покрытия фитоценоза, доли видов семейств мятликовых, розоцветных и астровых. Высокий уровень загрязнения почвы нефтью (более 5000 мг/кг) влечет за собой возрастание их фитотоксичности по отношению к индикаторным тест-культурам.
Концентрации нефти 12 и 18 % отрицательно влияют на физические, химические и биологические свойства чернозема южного, снижают видовое разнообразие растений и ухудшают их экологическое состояние.
При невысоких концентрациях нефти (до 3%) в течение трех лет черноземы южные способны практически полностью восстановить свои свойства и, как следствие, произрастающую на них растительность.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлялись и докладывались: на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование», г.Оренбург -Пермь, 2008 год; на Всероссийской научной конференции «Охрана окружающей среды на объектах нефтегазового комплекса», г. Туапсе,
2006 год; на VII Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса. Будущее АПК», г. Астрахань, 2011 год; на V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала», г. Оренбург, 2011 год.
Публикации. По теме исследования опубликовано 10 научных работ, в том числе 6 статей в изданиях, входящих в Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа изложена на 140 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, двух глав собственных исследований, выводов и списка использованных источников. Диссертация содержит 15 рисунков, 11 таблиц, список использованных источников из 226 наименований, в том числе 23 на иностранных языках, 9 приложений.
