Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Шишконакова, Екатерина Анатольевна

Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири
<
Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шишконакова, Екатерина Анатольевна. Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири : диссертация ... кандидата географических наук : 25.00.36. - Москва, 2005. - 191 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Влияние создания и развития транспортной инфраструктуры на экосистемы нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири (обзор литературы) 7

1.1. Экологические аспекты создания и функционирования транспортной инфраструктуры на севере Западной Сибири 7

1.2. Влияние дорожного строительства на растительность таежной зоны Западной Сибири 26

1.3. Влияние дорожного строительства на растительность криолитозоны Западной Сибири 27

1.4. Влияние загрязнения нефтью на растения 40

1.5. Влияние загрязнения нефтью на почвы таежной зоны севера Западной Сибири 44

Глава 2. Особенности природных условий севера Западной Сибири 50

2.1. Климат 50

2.2. Геолого-геоморфологические особенности. 53

2.3. Геокриологические условия 56

2.4. Гидрография 63

2.5. Особенности почвенного покрова 66

2.6. Особенности растительного покрова 69

Глава 3. Объекты и методы исследований 88

Глава 4. Трансформация растительности севера Западной Сибири под влиянием транспортных систем нефтегазового комплекса 91

4.1. Трансформация растительности Среднего Приобья (зона средней тайги) под влиянием транспортных систем нефтегазового комплекса 91

4.2. Нарушенность экоситем по трассам зимников в районе оз. Нумто (зона северной тайги) 125

4.3. Трансформация растительности полуострова Ямал (зона тундры и лесотундры) на начальном этапе транспортно-хозяйственного обустройства инфраструктуры нефтегазового комплекса 133

4.4. Зависимость состояния растительного покрова таежных и болотных ландшафтов от содержания углеводородов в почве (на примере Сургутского Полесья) 147

Глава 5. CLASS Оценка экологических условий естественных и нарушенных ландшафтов Среднего Приобья методом экологической ординаци CLASS и 155

Выводы 172

Список литературы 175

Введение к работе

В последнее время наблюдается весьма интенсивное развитие в нефтегазодобывающей отрасли на севере Западной Сибири. Так, в 2004 году в Ханты-Мансийском АО было добыто более 250 млн. т. нефти, что выше уровня 2003 г. на 9,5%, а рост производства газа в 2004 г относительно 2003 г. составил в Ханты-Мансийском АО и Ямало-Ненецком АО, соответственно, 7,1% и 1,4% (Экономические показатели..., 2005). В то же время, постоянно усиливающаяся эксплуатация нефтяных и газовых месторождений обусловливает повышение нагрузки на транспортные коммуникации и приводит к значительным нарушениям экосистем тундровой, лесотундровой и таежной зон; в ряде случаев эти территории по состоянию окружающей среды приближаются к районам экологического бедствия (Солнцева, 1998).

Особенно масштабные, многообразные и высокодинамичные антропогенные изменения экосистем региона происходят в процессе создания и функционирования транспортной инфраструктуры систем нефтегазового промышленного комплекса. Если на начальных этапах обустройство транспортной инфраструктуры в основном сводится к прокладке зимников (район водораздела Нумто), то в уже освоенных районах в коридорах коммуникаций (например, по линии Нефтеюганск - Пыть-Ях -Сентябрьский) обычно совмещаются автотрассы с развитой сетью подъездных дорог, железная дорога, нефте-, газо-, водопроводные коммуникации, ЛЭП; здесь же находятся многочисленные промплощадки объектов нефтегазового комплекса. При этом, по данным А.А. Тишкова (1996), в процессе строительства линейных сооружений на каждый нормативный гектар отвода реальное отчуждение составляет 10-15 га. Особенно большой урон окружающей среде наносят прорывы нефтепроводов, в результате которых на территории ХМАО ежегодно происходит до 2000 аварийных разливов нефти (Макеев, 2001).

Несмотря на это, до сих пор не разработана методика универсальной оценки степени повреждения ландшафтов, количественно отражающая изменения экологических условий, в первую очередь, связанных с трансформацией питательного режима и влажности. Известны лишь работы, посвященные вопросам качественного изменения растительности в условиях комплексного воздействия объектов инфраструктуры нефтегазового комплекса (Полкошникова, 1982; Гашев и др., 1988; Захаров, Шишкин, 1988; Игошева, 1988; Маковский, 1988; Седых, 1996; Экология ХМАО, 1997; Чижов, 1998; Москаленко, 1999; Макеев, 2001). Вместе с тем, в последнее время широкое распространение при индикации экологических условий получили шкалы Л.Г. Раменского (Раменский и др., 1956), позволяющие, в частности, количественно оценивать степень увлажненности и богатство биогеоценозов элементами питания (трофность) (Цыганов, 1983; Львов, 1986; Булохов, 1996; Миркин и др., 2001; Телеснина, 2001; Аветов и др., 2003 и др.), в том числе их изменения под влиянием антропогенных факторов (Казанская, Утехин, 1971; Лапшина, 1986.). Актуальность применения шкал Раменского для оценки естественных и антропогенно измененных ландшафтов таежной зоны Западной Сибири определяется достаточно высокой исходной контрастностью и значительной изменчивостью экосистем в процессе техногенных воздействий как раз по этим градиентам среды.

Таким образом, цель данного исследования заключается в выявлении закономерностей трансформации растительного покрова и экосистем севера Западной Сибири в результате создания и функционирования транспортной инфраструктуры нефтегазодобывающего комплекса.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

Проанализировать по литературным и фондовым данным влияние

создания и развития транспортной инфраструктуры (включая влияние

нефтезагрязнения) на экосистемы нефтегазодобывающих районов севера

Западной Сибири.

Выявить характер трансформации растительности севера Западной Сибири под влиянием транспортных систем (включая нефтепроводы) нефтегазового комплекса.

Провести оценку экологических условий естественных и нарушенных ландшафтов северо- и среднетаежной подзон таежной зоны Западной методом ординации, предложенным Л.Г. Раменским.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что:

Выполнены детальные описания естественной и нарушенной растительности по трассам коммуникаций в районе озера Нумто (подзона северной тайги), Сургутском Полесье и Обь-Иртышском междуречье (подзона средней тайги) на репрезентативных ключевых участках, отражающих как ландшафтное разнообразие территорий, так и спектр наблюдаемых нарушений.

Впервые систематически проанализированы особенности изменения растительности ландшафтов зон тундры и тайги (северной и средней) Западной Сибири в зависимости от характера, видов воздействия и этапности создания транспортных коммуникаций.

Впервые произведена количественная оценка направленности и степени техногенной трансформации экосистем таежной зоны Западной Сибири по трендам богатства элементами питания (трофности) и общей увлажненности. Составлена среднемасштабная карта развития экологических ситуаций по коридору коммуникаций Нефтеюганск - Пыть-Ях -Сентябрьский (М 1: 200 000).

Влияние дорожного строительства на растительность таежной зоны Западной Сибири

Вопросы влияния дорожного строительства на растительность олиготрофных болот таежной зоны Западной Сибири изложены в работе О.В. Полкопшиковой (1982). Отметив наличие химического загрязнения вдоль дорог, основное внимание автор сосредоточила на исследовании влияния нарушений гидрологического режима болот. По ее данным, ширина зоны влияния варьирует от11-14мв случае, если дорога параллельна стоку, до 30-50 м при расположении дороги перпендикулярно стоку вод. Кроме того, была установлена своего рода «зональность» влияния дороги на растительность, проявляющаяся по мере удаления от дорожного полотна. В ближайшей от дороги «подзоне» образуются производные группировки из видов, нехарактерных для коренного фитоценоза. В более удаленных позициях прослеживается косвенное влияние, в результате которого происходит выпадение отдельных видов и внедрение новых, сопровождаемое перекомбинацией микрогруппировок из видов, свойственных коренному сообществу. В свою очередь, выделение третьей, наиболее удаленной от дороги «подзоны», О.В. Полкошникова обосновывает потенциальной возможностью изменения растительности в ходе будущих сукцессии. Анализируя влияние дорог разного типа, автор пришла к выводу, что тип дороги определяет величину и интенсивность воздействия при сохранении общей направленности преобразования придорожной растительности. Лежневые дороги и дороги, созданные с использованием синтетического нетканого материала, оказывают меньшее воздействие на природную среду по сравнению с капитальными бетонными.

Проблема развитие пионерной растительности песчаных насыпей вдоль трасс инженерно-линейных объектов в Среднем Приобье освещены в работе И.И.Шиловой (1977).

Ландшафты криолитозоны отличают крайне невысокие показатели биологической продуктивности и медленное течение естественных сукцессии, что определяется, в первую очередь, низкими температурами окружающей среды. Именно этим лимитирующим фактором объясняются, прежде всего, и невысокие темпы самовосстановления растительного покрова данной территории. Его уязвимость в северных районах Западной Сибири усугубляется масштабами антропогенного воздействия на природу региона и особенностями геокриологической обстановки.

Функции растительности в природных и природно-хозяйственных системах Сибири весьма разнообразны. Наряду с использованием растительности как объекта хозяйственных интересов, она, представляя собой важнейший компонент геосистем всех уровней размерности, определяет их структуру и функционирование, во многом являясь средоформирующим и средозащитным фактором (Белов, 1996).

Растительный покров первым страдает при воздействии извне. Вмешательство человека в ход естественной трансформации растительности в условиях криолитозоны часто придает этому процессу катастрофический размах (Тыртиков, 1969). Так, если в умеренных широтах отношение площади нарушений природных комплексов к площади освоения при линейном строительстве составляет 4-5, то на севере Западной Сибири - 20-100 (Гречищев и др., 1989). При строительстве газопровода Мессояха-Норильск ширина нарушенной площади вдоль трассы в 10 раз превысила выделенную по нормативам, составив 2 км (Щелкунова, Савченко, 1979). Площадь частично нарушенных земель вдоль линейных сооружений на Ямале превысила 2 тыс.га; размер полностью нарушенных территорий, что чаще всего отмечалось около эксплуатируемых месторождений, превысил 4,8 тыс.га, или 0,2% всей площади полуострова (Быкова, 1995). Зоны нарушений вдоль линейных сооружений на севере охватывают свыше 3% от площади осваиваемых месторождений (Москаленко, 1999).

В то же время, сохранение почвенно-растительного покрова в условиях криолитозоны часто служит важнейшим условием стабильного состояния, как природных ландшафтов, так и природно-технических систем. Многие негативные последствия, вызванные строительством инженерных объектов в районах распространения ММП, как правило, являются результатом срезки покровов и вторичного заболачивания. Так, на ряде участков так называемой «мертвой дороги» Салехард - Игарка (строительство было законсервировано в 1953 г.) по прошествии 30-35 лет участки полотна сохранились лишь там, где насыпь мощностью 1,5-2,0 м была отсыпана на ненарушенные торфяно-моховые покровы и не вызвала подпруживания поверхностного и внутрипочвенного стока. Кровля ММП на этих участках поднялась, а насыпь частично промерзла снизу. Там же, где покровы предварительно были срезаны, а сток подпружен, насыпи высотой в 2 и более метров не дали подобного эффекта: ММП под ними деградировали, а полотно дороги деформировано (Чигир, 1992).

Растительность влияет на температурный режим нижележащих грунтов как непосредственно, так и опосредованно. Непосредственно воздействие растительности заключается в ее теплоизоляционных свойствах. Известно, что лучшим природным теплоизолятором в условиях Севера является моховой покров. Применительно к наиболее распространенным видам мха это выглядит следующим образом: наибольшее протаивание сезонноталого слоя наблюдается под участками сфагновых мхов; наименьшее -плеуроциевых (Осадчая, 1985). Термическое сопротивление растительного покрова из ягеля не позволяет ему существенно влиять на изменение температурного режима пород (Чернядьев, 1989). Косвенное воздействие растительные ассоциации оказывают на тепловой режим грунтов через перераспределение снежного покрова, снижение скорости ветра, затенение, увлажнение. Уничтожение растительности или минерализация растительных остатков создают предпосылки для изменения амплитуды температур грунтов: в летний период приводит к ее повышению, что ведет к деградации мерзлоты, усилению эрозии и термокарста, в зимний - стимулирует понижение температур и увеличивает глубину промерзания, вызывая развитие трещинообразования. Неравномерное уничтожение растительного покрова активизирует процессы пучения и пятнообразования (Тыртиков, 1969). Растительный покров, таким образом, рассматривается в качестве главной стабилизирующей силы природы, противодействующей разрушению (Голубчиков, Зайцев, 1992).

Геокриологические условия

Геокриологические условия районов Западно-Сибирской низменности, рассматриваемых в данной работе, крайне разнообразны. Согласно схеме общего геокриологического районирования Западно-Сибирской плиты (Трофимов, Баулин, Васильчук, 1989), все районы исследования относятся к континентальному региону, к северной (участки строительства железной дороги Обская-Бованенково) и центральной (район разведочного бурения на нефть в районе оз. Нумто, Сургутское Полесье, коридор коммуникаций Нефтеюганск - Пыть-Ях - Сентябрьский) зонам.

Формирование многолетнемерзлых пород приурочено к началу плейстоцена и продолжается до настоящего времени (Геокриология СССР, 1989). Южная граница вечной мерзлоты совпадает с изотермой среднегодовой температуры воздуха -5С.

Роль мерзлоты заключается в охлаждении почвы и замедлении биохимических процессов, препятствовании фильтрации поверхностных вод и формировании заболачивания, резком ограничении грунтового питания рек и эрозионной деятельности (развитием термоэрозии). С мерзлотой связаны специфические процессы и формы рельефа - термокарстовые (вытаивание подземного льда и оседание грунта), крупнополигональные (морозобойное растрескивание грунта и образование ледяных клиньев в трещинах), мелкополигональные (растрескивание при усыхании грунта) (ОВОС, 1997).

Оттаивание вечномерзлых глинистых и суглинистых грунтов сопровождается процессами солифлюкции, нивелирующими неровности рельефа. Образуются здесь и такие своеобразные мерзлотные формы как булгуняхи (на дне замкнутых котловин), торфяные бугры, пятна-медальоны.

С зональными особенностями криолитозоны связан характер распространения двух типов деятельного слоя - сезонно-талого и сезонно-мерзлого. По направлению с севера на юг для рассматриваемой в данной работе территории Западной Сибири выделяются следующие зоны типов деятельного слоя (Чигир, Григорьева, 1988):

1) зона устойчивого СТС (сезонно-талого слоя) - среднегодовая температура воздуха повышается с севера на юг от -11 до -9С, а почвогрунтов на подошве слоя годового теплооборота от -9 до -5С (подзоны арктических и типичных тундр). В голоценовом оптимуме мощность деятельного слоя увеличивается незначительно, поэтому здесь сохранились сильнольдистые многолетнемерзлые породы (ММП). В этих условиях антропогенные нарушения не могут вызвать значительной деградации вечной мерзлоты, исключение составляют тепловыделяющие инженерные объекты, способные активизировать вытаивание погребенных льдов, термокарст, термоэрозию, солифлюкцию.

2) зона длительно-устойчивого СТС со среднегодовой температурой воздуха от -9 до -7С и почвогрунтов от 5 до -2С (подзоны южной кустарниковой тундры и лесотундры). В голоценовом оптимуме многолетнемерзлые породы протаяли, вследствие чего были переработаны экзогенными процессами на глубину в десятки метров. Сильнольдистые верхнеплейстоценовые отложения отмечаются лишь под мощными массивами торфа. Наиболее неустойчивыми к техногенным воздействиям являются междуречные пространства. К югу зоны устойчивость к развитию неблагоприятных криогенных процессов возрастает. Хозяйственная деятельность в условиях уязвимых ландшафтов данной зоны может привести к переходу многолетнемерзлых пород в талое состояние (особенно опасно тепловыделение от трубопроводов и ряда других объектов).

3) зона полупереходного сезонноталого слоя со среднегодовой температурой воздуха от -7 до -6С и почвогрунтов от 2 до -ГС (северная часть подзоны северной тайги). В связи с вековыми колебаниями климата здесь возможен переход сезонноталого слоя в сезонномерзлый и наоборот. В голоцене погребенные верхнеплейстоценовые льды деградировали повсеместно. Наибольшую опасность при техногенном вмешательстве в этой зоне представляют многолетние пучения поверхности при возникновении новообразований многолетней мерзлоты и осадка при ее деградации.

4) зона переходного сезонно-талого слоя со среднегодовой температурой воздуха от -6 до -5С и почвогрунтов от 1 до 0С (южная часть подзоны северной тайги). Как и в зоне полупереходного сезонноталого слоя, вековые колебания климата сделали возможным взаимопереход сезонноталого слоя в сезонномерзлый, развиты сходные с предыдущей зоной деструктивные криогенные процессы.

5) зона переходного CMC (сезонно-мерзлого слоя) со среднегодовой температурой воздуха от -5 до -4 С и почвогрунтов от 0 до ГС (северная треть подзоны средней тайги). Здесь также вековые колебания климата обусловили взаимопереход сезонноталого слоя в сезонномерзлый. К неблагоприятным деструктивным явлениям, развитым на данной территории относятся: новообразования ММП, пролетки сезонной мерзлоты, многолетние и сезонные пучения, осадка поверхности, длительное сезонное промерзание.

6) зона полупереходного CMC со среднегодовой температурой воздуха от -4 до -2,5С и почвогрунтов от 1 до 2С (центральные районы средней тайги). Отмечается переход сезонноталого слоя в сезонномерзлый в связи с вековыми колебаниями климата. Техногенные воздействия в этом районе могут привести к формированию пролетков сезонной и новообразованиям многолетней мерзлоты, к сезонным и многолетним пучениям и осадкам поверхности, длительному сезонному промерзанию.

Район строительства линии Обская-Бованенково распологается на полуострове Ямал в Харасавей-Новоуренгойской геокриологической подзоне и проходит с севера на юг в зоне лесотундр и тундр через четыре геокриологические области - Южно-Ямальскую, Лаборовскую, Байдарацко-Юрибейскую, Мордыяха-Хойскую.

Южно-Ямальская область занимает юг полуострова. На севере ее граница проходит севернее широты поселка Мыс Каменный, с юга - по пойме Оби. Геокриологические условия Южно-Ямальской области оцениваются как сложные (Фирсов и др., 1989). В этой связи особо отмечается ее южная часть, характеризующаяся развитием относительно высокотемпертурных сильнольдистых грунтов различного состава и интенсивным развитием термокарстовых процессов.

Трансформация растительности Среднего Приобья (зона средней тайги) под влиянием транспортных систем нефтегазового комплекса

Проведенные полевые исследования позволили выявить основные процессы трансформации растительного покрова в коридорах транспортных коммуникаций. При этом, специфика антропогенного воздействия на растительность заключается, во-первых, во всеобъемлющем характере - ему подвержены все основные ландшафты, присущие рассматриваемой территории (тайга, пойма Оби, верховые, переходные и низинные болота, в т.ч. согры), и, во-вторых, в его комплексности - помимо отчуждения территории в экосистемах резко изменяется гидрологический режим, происходят механические нарушения, пожары, разливы нефти, пластовых вод и шламовых буровых растворов. В последние годы на участках аварийных разливов нефти значительный размах приобрели рекультивационные работы. В зависимости от особенностей экосистем подверженность тем или иным видам нарушений в них различна (табл. 4). В результате, создается достаточно широкий диапазон вторичных растительных сообществ, в разной степени отличающихся от исходных фитоценозов, как по флористическому составу, так и по своей структуре.

Необходимо подчеркнуть, что одним из основных факторов, вызывающих гибель растительности в коридорах коммуникаций, являются разливы нефти. Во всех ландшафтах при концентрации нефти в верхнем органогенном почвенном горизонте свыше 33% происходит почти полное отмирание древесного яруса, мхов, лишайников, большинства трав и кустарничков (см. раздел 4.4.). При более низких концентрациях, а также на старых разливах (возрастом более 10 лет) происходит постепенное возобновление растений, полнота, темпы и направленность которого зависят от степени выраженности других дестабилизирующих факторов.

Для ненарушенных участков поймы Юганской Оби озерно-болотного типа характерны сообщества с доминированием осоки дернистой (Carex caespitosa). В большом количестве встречаются осока острая (Сагех acuta), о. пузырчатая (С. vesicaria), хвощ приречный (Equisetum fluviatile), сабельник болотный (Comarum palustre) и др. В кустарниковом ярусе отмечены ивы. Под подобными сообществами распространены аллювиальные иловато-торфяные и иловато-торфяно-глеевые почвы. В качестве характерного описания естественного участка поймы Юганской Оби озерно-болотного типа приводится следующее: В озерно-болотной пойме большое значение имеет фактор антропогенного переобводнения, вызванный подпруживанием водотоков системой техногенных насыпных линейных сооружений на фоне в целом слабой естественной дренирующей способности территории. В условиях загрязнения нефтью этот тип ландшафта часто превращается в водоем, наполненный водно-нефтяной эмульсией и лишенный в наиболее глубоких частях растительного покрова.

Примером такого участка озерно-болотного типа поймы служит вторично обводненное пойменное болото, расположенное в непосредственной близости от федеральной трассы Сургут - Тюмень.

Общая характеристика участка описания. Участок в пойме Юганской Оби (от федеральной дороги 290 м, от внутрипромысловой - 70 м) в коридоре коммуникаций Нефтеюганск - Сентябрьский. Озерно-болотный тип поймы. Болото с зеркалом воды до 40% от общей площади. Береговая зона. В 2003 году было отмечено полное выпадение кустарникового яруса, состоявшего из ив (Salix cinerea), ОПП травянистого яруса составляло до 5% от общей площади участка. К августу 2004 года на данном участке наметилась тенденция к зарастанию нарушенного участка. Зарастание происходит с крайних, наименее обводненных частей участка за счет длиннокорневищных осок.

Основные дестабилизирующие факторы. Комплексное влияние антропогенной гидроморфизапии и нефтезагрязнения. Отмечается сильнейшее стойкое переобводнение, не спадающее и в наиболее сухой сезон, вызванное подпруживанием вследствие перекрытия стока при строительстве федеральной трассы и внутрипромысловой дороги. В январе 2003 года здесь был зафиксирован прорыв нефтегазопровода. В ходе рекультивационных работ в марте 2003 года на данном участке возводились заградительные валы из привозного грунта и бонные заградительные сооружения, производился сбор нефти, использовались биопрепараты. Почва: аллювиальная иловато-глеевая нарушенная. Ассоциация: Carex rhynchophysa+Carex rostrata ОПП- 10%

Зависимость состояния растительного покрова таежных и болотных ландшафтов от содержания углеводородов в почве (на примере Сургутского Полесья)

Как уже отмечалось нами ранее, существующие в литературе данные о корреляции между состоянием растительности и содержанием углеводородов в поверхностном горизонте почв весьма неоднозначны. Тем не менее, в регионе Тюменского Приобья достаточно широкое распространение получила трехуровневая градация содержания нефтепродуктов в органогенных горизонтах в зависимости от степени повреждения растительности: слабая (до 10%), средняя (10-40%) и сильная (более 40%) (Гашев и др., 1988; Экология ХМАО, 1997; Макеев, 2001). Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов в ХМАО составляет для органогенных горизонтов 5-8%, для минеральных - 1-4% (Обзор «О состоянии...», 2001).

С целью уточнения зависимости состояния растительности таежных и болотных ландшафтах от содержания углеводородов в почвах были проведены исследования в регионе Сургутского Полесья в течение 2000-2004гг.

Как уже упоминалось, выявление взаимосвязи между содержанием в торфяной почве нефти и нефтепродуктов, с одной стороны, и состоянием растительности болот, с другой, осложняется влиянием на них других антропогенных факторов, сопровождающих добычу, транспортировку нефти, а также ликвидацию аварийных разливов. Определенное значение имеет также возраст, кратность (повторность) загрязнения, состав загрязнителей. Кроме того, большую роль в сохранности растительного покрова играют влажность поверхностного слоя торфа и наличие путей поверхностной (вторичной) миграции нефтяных поллютантов. Разработанная нами шкала нарушенное растительного покрова позволяет оценивать последствия в комплексе. Условно мы выделили следующие степени нарушенности: сильную, среднюю и слабую. При сильной степени отмечается сокращение общего проективного покрытия напочвенного покрова (ОПП) более чем в 2 раза от начального (контрольных участков), отмирает до 80% древесного яруса (в таежных фитоценозах и сосново-кустарничково-сфагновых болотах), на ранних стадиях выпадает практически весь подрост. Растительный покров травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов сохраняется в виде отдельных куртин на положительных элементах микрорельефа или сильно разреживается. На участках разливов 8-10 летнего возраста и старше наблюдается частичное возобновление мхов, кустарничков, трав и лишайников, появляются мелколиственные древесные породы и сосна. Средняя степень характеризуется ОПП более 50% от начального (контрольных участков), в большинстве случаев сохраняется до 40% древесного яруса. Однако, в ряде случаев, возможно и полное отмирание древостоя, а выжившие древесные породы характеризуются низкой жизненностью. В первые годы после разлива могут наблюдаться отдельные пятна, лишенные напочвенной растительности. Нарушения слабой степени вызывают лишь незначительное уменьшение общего проективного покрытия более 80% от начального сохраняется, отмирает не более 20% древесного яруса, отсутствуют лишенные растительности пятна, в основном сохраняется исходное видовое разнообразие, хотя возможна интродукция несвойственных данным местообитаниям видов. На болотах слабая степень нарушенности часто наблюдается в процессе вторичного рассеивания нефти с потоками поверхностных вод (например, по мерзлому торфу во время снеготаяния на грядово-мочажинных болотах) за пределы первоначальных границ разлива.

Высокие концентрации нефтепродуктов (более 33%) во всех случаях вызвали сильные нарушения (таблица 5), в то время как при более низком уровне наблюдается значительная вариабельность степени нарушенности фитоценозов. Так, уже практически при фоновых значениях (1,17% в поверхностном слое 0-15 см) наблюдается сильное повреждение растительного покрова болота при разливе 10-летней давности (точка А1). Средняя степень повреждения отмечалась на некоторых участках (точки А21а, АЗЗ) при значениях концентрации углеводородов близких к фоновым. При этом эти участки представляли собой переходную зону от основного разлива к неповрежденным территориям болота.

В то же время, проведенные исследования свидетельствуют, что при определенных условиях относительно высокое содержание углеводородов не вызывает гибели растительности. В частности, после проведения рекультивационных мероприятий на одном из участков, подвергшемуся разливу нефти в 1988 г. (точка Т6), растительность испытывает лишь повреждения слабой степени в условиях значительного содержания углеводородов в поверхностном слое (свыше 20%). Кроме того, средняя степень повреждения растительности, по нашим данным, возможна даже при таких высоких уровнях концентрации углеводородов, как 32-33% в слое 0-10 см (точки А26 и Т9).

Таким образом, восстановление растительности возможно на торфяных почвах, содержащих в поверхностном слое до 20% углеводородов при условии устранения других негативно действующих факторов.

Обследованные участки загрязненных сосняков лишайниковых обнаруживали либо сильную степень повреждения (живой древесный и напочвенный покров практически отсутствуют), либо среднюю (растительность частично сохраняется и возобновляется, в первую очередь за счет мхов, лишайников и кустарничков). Горизонты АО (лесной подстилки) во всех случаях обнаруживают значительно более высокие значения содержания УВ, чем подстилающий горизонт Е. В подзолистых горизонтах трех разрезов на участках со средней степенью нарушенности (А11,А14и А16) при этом отмечаются весьма близкие значения концентраций

Похожие диссертации на Эколого-ботанические аспекты воздействия транспортной инфраструктуры на ландшафты нефтегазодобывающих районов севера Западной Сибири