CC BY
43
ОСОБЕННОСТИ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СУХОДОЛЬНЫХ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ СОСННЯКОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Размахнина Г. А., Казанцева М.Н. (ТюмГУБФ, г.Тюмень, РФ)
It is shown that oil pollution makes negative impact on a condition phutocoenosis pine forest of an average taiga of Western Siberia. Boggy forest biocenoses are more sensitive to oil pollution, than forest of dry habitats.
Западная Сибирь является крупнейшей нефтяной базой России, интенсивное промышленное освоение которой продолжается уже более 40 лет. Все технологические процессы в нефтедобывающей отрасли промышленности в той или иной степени нарушают окружающую среду. Большинство разведанных и освоенных месторождений Западной Сибири располагается в таежной зоне Тюменской области. Заболоченность территории здесь достигает 50-80%; это самый высокий показатель на планете. Высокая заболоченность территории обуславливает специфичность последствий нефтяного загрязнения природных экосистем.
Настоящее исследование посвящено сравнению особенностей нефтяного загрязнения заболоченных и суходольных лесных биоценозов таежной зоны Западной Сибири.
Работы проводились летом 2009 года в Уватском административном районе Тюменской области на территории Кальчинского месторождения нефти. Материалом исследования послужили данные четырех пробных площадей -двух опытных (ОП№1 и ОП№2) и двух контрольных (КП№1 и КП№2), заложенных в лесах сосновой формации. Одна пара контроль-опыт находится в условиях суходола, в сосняке зеленомошном, другая - в гидроморфных условиях - в сосняке багульниково-сфагновом. Опытные участки расположены на нефтяных разливах 2001 (ОП№1) и 2002 (ОП№2) года. Концентрация нефти в верхнем почвенном горизонте составляла на момент обследования 2,08 и 3,72 мг/кг соответственно. Все площади имеют размер 50х50 м.
Анализ морфометрических показателей деревьев на пробных площадях показал существенные отличия между суходольными и заболоченными участками (табл.1). Внутри пары опыт-контроль различия менее выражены и вызваны, по всей вероятности, наличием нефтяного загрязнения. На загрязненных участках отмечается уменьшение среднего диаметра ствола и диаметра кроны деревьев; наблюдается изреживание крон в результате гибели скелетных ветвей и ветвей низших порядков. Изреживание полога приводит к нарушению лесной среды под кронами деревьев, снижает средообразующее значение насаждений. В разреженных и ослабленных древостоях меняются условия освещенности и тепловой режим нижних ярусов леса, снижается сопротивляемость деревьев ветровалам, вредителям и болезням.
Таблица 1 - Морфологические характеристики деревьев на пробных площадях
Показатели КП№1 КП№2 ОП№1 ОП№2
D ствола, см Х±т 24,03±0,63 16,3±0,3* 21,45±0,35* 12,80±0,26*°-
СУ±т 21,13±2,62 21,05±2,98 12,42±1,63 16,84±2,38
Н ствола, см Х±т 20,08±0,60 15,4±0,76* 21,0±0,70 13,79±0,29*-
СУ±т 6,50±2,90 9,50±1,80 6,40±2,40 6,80±2,10
D кроны, М Х±т 2,89±0,36 1,82±0,23 2,59±0,19 1,68±0,15*-
СУ±т 44,50±0,60 67,00±6,30 166,67±1,30 50,60±1,20
Примечание: Х±т - среднее значение признака с ошибкой; СУ - коэффициент вариации, %. Различия достоверны: * - с КП №1 при Р<0,05; ° - с КП №2 при Р<0,05; ■ -между ОП№1 и ОП№2 при Р<0,05
Общее санитарное состояние деревьев на контрольном суходольном участке (КП№1) на момент исследования было удовлетворительным, погибших деревьев не отмечено (рис.1). Доля ослабленных деревьев составляла всего 3% от общего числа стволов.
О
н о
о «
(и
сР «
ьч ч
о «
100% 80% 60% 40% 20% 0%
97
13
14
73
14
84
16
36
48
КП №1 ОП №1 КП №2 ОП №2 пробные площади
□ погиб
□ н/уд
□ уд
2
3
Рисунок 1- Санитарное состояние древостоя на пробных площадях
На заболоченном контроле (ОП №2) доля ослабленных деревьев существенно выше, имеются погибшие экземпляры. Такая картина является характерной для заболоченных сосняков региона и связана с их развитием в экологически напряженных условиях избыточного увлажнения. В центральной части крупных массивов выпуклых олиготрофных болот отпад деревьев иногда может достигать 50% и более.
На опытных площадях отмечается увеличение количества угнетенных и погибших деревьев, по сравнению с контрольными показателями, особенно заметное на заболоченном участке леса (ОП№2). Суммарная доля деревьев указанных категорий увеличивается здесь почти на 43%, В зеленомошном сосняке (ОП№1) - соответственно на 25%.
Восстановление исходного лесного фитоценоза во многом определяется наличием и благонадежностью естественного возобновления основных лесообразующих пород деревьев. На пробных площадях в целом было отмечено возобновление четырех древесных пород: сосны, березы, ели и пихты, но две последние породы представлены только в суходольном контроле (табл. 2). На всех участках общее количество подроста достаточно велико. Что касается главной породы - сосны, то, согласно шкале оценки естественного возобновления в лесах Западной Сибири на суходольных участках (КП№1 и ОП№1) ее возобновление оценивается как «удовлетворительное», на заболоченных (КП№2 и ОП№ 2) - как «недостаточное».
Таблица 2 - Количество подроста на пробных площадях, тыс.шт./га
порода КП№1 КП№2 ОП№1 ОП№2
Х±т СУ Х±т СУ Х±т СУ Х±т СУ
Сосна 8,7±0,19 117,9 8,2±0,13 112,3 6,1±0,17 134,6 6,5±0,18 127,4
Береза 7,8±0,16 122,6 6,8±0,15 116,3 14,7±0,21 107,4 4,1±0,07 122,3
Ель 0,1±0,16 112,9 - - - - - -
Пихта 0,1±0,16 112,9 - - - - - -
Всего 16,7±0,17 126,4 15,0±0,14 118,4 20,8±0,19 127,0 10,6±0,11 123,1
Соотношение подроста хвойных и лиственных пород на контрольных участках имеет близкие значения; преимущество, хотя и незначительное, принадлежит сосне. На загрязненной площади, расположенной в суходольном массиве (ОП№1) общее количество подроста выше, чем в контроле, а соотношение пород существенно смещается в пользу лиственных. Такие же результаты были получены и другими исследователями, которые отмечают интенсивное заселение загрязненных лесных биоценозов самосевом лиственных пород уже через год-два после разлива нефти.
Обратная ситуация наблюдается в паре опыт-контроль, заложенной в заболоченном лесу: здесь количество подроста в контроле выше, чем в опыте, на обоих участках преобладающим является подрост сосны.
Общее количество подроста на загрязненном суходольном участке выше, чем на гидроморфном. Очевидно, естественное возобновление леса в заболоченных ландшафтах является более чувствительным по отношению к нефтяному загрязнению.
На загрязненных участках отмечаются существенные перестройки в видовой структуре живого напочвенного покрова. Изменяется соотношение видов в сообществе. Под влиянием нефти из травостоя исчезают многие лесные виды (рис.2). Вместо типичных лесных растений внедряются сорные, луговые и болотные, способные переносить повышенную инсоляцию и влажность почвы, устойчивые к токсическому воздействию нефти и кислородному дефициту. Помимо большей устойчивости этой группы растений к токсическому
действию нефти, их высокое обилие можно объяснить изменением гидрологического режима почв, вследствие нефтяного загрязнения (заболачивание в результате задержки атмосферной воды в замазученных понижениях микрорельефа, возрастание гидрофобных свойств почв, снижение дренирующей роли древостоев).
«
о сР
И о
с «
ьч ч
о «
100% 80% 60% 40% 20% 0%
16,6
83,4
28,6
7,1
64,3
✓ 56,25
0 43,75
-71
69,23
7,6
23,07
КП№1 ОП№1 КП№2 ОП№2 Пробные площади
0
□ болотные
□ луговые
□ лесные
Рисунок 2- Представленность различных экологических групп растений на пробных площадях
На заболоченных участках в норме присутствует болотные и луговые виды, которые позволяют эффективно восстанавливать напочвенный покров в таких фитоценозах.
Полученные данные позволяют сделать следующее заключение: нефтяное загрязнение оказывает отрицательное влияние на состояние фитоценозов суходольных и гидроморфных сосняков средней тайги Западной Сибири. На загрязненных участках снижаются процессы роста деревьев и их санитарное состояние; замедляются темпы естественного возобновления сосны, отмечаются угнетение и структурные перестройки живого напочвенного покрова. Гидроморфные лесные биоценозы в целом более чувствительны к нефтяному загрязнению, чем суходольные.
