Введение к работе
Актуальность темы. Разливы нефти на территории нефтяных месторождений Западной Сибири приняли характер экологического бедствия, а прирост загрязненных территорий из-за возрастающей аварийности трубопроводов кратно превышает площади рекультивируемых земель. В лесном фонде Ханты-Мансийского автономного округа накапливаются огромные загрязненные нефтью территории, которые будут оставаться экологически опасными более 20 лет, ухудшая качество воды, продуктов питания, снижая продуктивность биоресурсов, нарушая природные ландшафты.
Исследование эффективности применяемых методов рекультивации, сукцессий растительности на нефтезагрязненных и рекультивированных землях, значение сеяных трав в формировании новых фитоценозов является актуальным.
Цель исследований – изучение эффективности современных методов очистки почв от нефтяного загрязнения, особенностей деградации и демутации живого напочвенного покрова лесных и болотных фитоценозов после нефтяного загрязнения и проведения рекультивационных мероприятий.
Задачи исследований:
1. Изучить динамику содержания и фракционный состав остаточных нефтепродуктов на разливах нефти, оставленных под естественное самоочищение или подвергнутых рекультивации.
2. Выявить причины отмирания и условия выживания растений при нефтяном загрязнении.
3. Изучить факторы, лимитирующие восстановление растительного покрова на землях, подвергшихся нефтяному загрязнению.
4. Определить роль аборигенной растительности и сеяных трав в демутационных процессах фитоценозов рекультивированных участков.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Отмирание и частичное выживание растений на нефтяных разливах определяется глубиной проникновения нефти в почву.
2. Рекультивация болотных почв с уровнем загрязнения более 200 г/кг методом биодеградации не обеспечивает необходимую их очистку.
3. Сукцессии фитоценозов на рекультивированных болотах определяются уровнем остаточного нефтяного загрязнения почв, нарушенностью нанорельефа, изменением уровня грунтовых вод.
4. Большинство видов сеяных трав и аборигенной флоры не могут использоваться для биоиндикации качества рекультивации.
Научная новизна. Впервые выявлены реальные масштабы и уровни остаточного загрязнения территорий, рекультивированных после аварийных разливов нефти в северной тайге Западной Сибири. Определена динамика очищения почв от нефти, длительность сохранения твердых парафинов, аренов, асфальтенов и смол. Выявлены направления сукцессий лесных и болотных фитоценозов на нефтяных разливах и рекультивированных участках. Обоснованы виды трав для использования в качестве фитомелиорантов на болотных почвах.
Практическая значимость. Результаты исследования динамики нефтяного загрязнения почв при естественном самоочищении и после рекультивационных работ, деградации и демутации лесных и болотных фитоценозов могут использоваться для оценки состояния эксплуатируемых месторождений нефти при оценках ущерба и выборе способов рекультивации. Данные по устойчивости растений к нефтяному загрязнению и переувлажнению могут быть использованы при подборе фитомелиорантов для биологического этапа рекультивации болотных почв. Предложен новый метод очистки болотных почв с высоким уровнем нефтяного загрязнения (срезка верхнего битумизированного слоя торфа, брикетирование и утилизация загрязненного нефтью торфа). На основании результатов исследований Сибирской ЛОС разрабатываются новые Рекомендации по рекультивации нефтезагрязненных земель.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Международной академической конференции «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (Тюмень, 2009), семинаре «Рекультивации лесных участков в процессе деятельности предприятий ТЭК (опыт, проблемы, пути решения)» (Пыть-Ях, 2009), на конкурсе молодых ученых ФГУ ВНИИЛМ (Москва, 2009), на Международной конференции «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень, 2010), на Международной научно-практической конференции «Влияние нефтегазового комплекса на лесообразовательные процессы в районах Западной Сибири» (Сургут, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций, библиографического списка, включающего 260 наименований, из них 31 на иностранных языках. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 17 рисунков и 7 приложений.
Личный вклад автора состоит в выборе объектов, разработке программы, проведении полевых и лабораторных исследований, в обработке, анализе и обобщении результатов. В 20-летних опытах дозированного загрязнения нефтью лесных фитоценозов использованы данные Тюменской лесной опытной станции за первые десять лет наблюдений.
Автор выражает глубокую благодарность Е.В. Талиповой, А.Ю. Войниленко, Л.В. Михайловой, М.Н. Казанцевой, А.А. Кудрявцеву за помощь в сборе экспериментальных материалов и консультации.
Особую признательность и благодарность выражаю моему научному руководителю д.с.-х.н. Б.Е. Чижову за помощь при выполнении, обсуждении и написании диссертации.
