CC BY
51
УДК 502:551.577:633.877.3 Е. В. ДОНЕЦ
Омский государственный педагогический университет
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ОСАДКОВ НА ГОДИЧНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ КРАПИВИНСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ_______________________________________
В статье рассматриваются особенности влияния режима атмосферного увлажнения на динамику годичного прироста побегов сосны обыкновенной в подзоне южной тайги Омской области на территории нефтяного месторождения.
Ключевые слова: подрост, годичный прирост побегов, динамика роста побегов, синхронность, режим атмосферного увлажнения, нефтяное месторождение.
Загрязнение природной среды нефтью и сопутствующими ингредиентами является острейшей экологической проблемой во многих регионах России, в том числе и в Западной Сибири. Предприятия нефтегазодобывающей отрасли в Западной Сибири оказывают существенное воздействие на состояние лесов региона. Это усугубляется тем, что промышленные объекты густой сетью распределены на обширных территориях. В результате строительства буровых установок и деятельности нефтедобывающих предприятий и объектов производственной инфраструктуры значительные площади лесных экосистем севера Омской области нарушены и постепенно теряют способность естественного возобновления. Степень сохранения современных южнотаёжных лесных экосистем на нефтезагрязнённых территориях в этом случае во многом будет определяться успешностью прохождения лесовозобновительных процессов, ростом и развитием доминантных видов [1].
При оценке антропогенного воздействия необходимы более тонкие методы исследований, учитывающие незначительные, обратимые изменения в лесных экосистемах на фоне влияния климатических условий. В этом плане очень эффективным является дендрохронологический метод анализа, позволяющий производить оценку воздействия экологических факторов на древесные растения по особенностям строения анатомо-морфологических органов и тканей древесных растений (хвоя, листья, шишки, плоды, прирост побегов, годичные кольца) [2].
Изучение сезонного роста побегов позволяет интегрально оценить комплекс экологических факторов, воздействующих на древесные растения, как в период видимого их роста, так и в период их формирования [3]. В Западно-Сибирском регионе материалы наблюдений за сезонным ростом побегов древесных растений немногочисленны и непродолжительны [2, 4 — 7]. Период роста побегов — критический в жизни растения, в это время они особенно чувствительны к недостатку воды и элементам минерального питания [8].
Динамика роста древесных растений является одновременно показателем природных условий
в районе исследования естественного экологического состояния и отражающим уровень антропогенного воздействия, техногенного загрязнения в данных условиях произрастания. Динамика развития и особенности роста побегов древесных растений могут служить в этом случае в качестве биоиндикаторов при оценке состояния окружающей среды. Биологическая продуктивность растений, в том числе древесных, определяется интенсивностью и продолжительностью роста их вегетативных органов в течение вегетационного периода. Поэтому вскрытие закономерностей в сезонном росте древесных растений, регулируемых как наследственными свойствами, так и условиями окружающей среды, является необходимой предпосылкой для установления оптимальных сроков проведения лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение продуктивности древостоев.
Целью наших исследований являлось изучение особенностей годичного прироста побегов сосны в условиях нефтяного загрязнения в зависимости от режима атмосферных осадков.
В задачу исследований входило исследовать особенности роста в высоту подроста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в санитарно-защитной зоне и на территории производственного участка юго-западной части Западно-Крапивинского нефтяного месторождения (Васисское лесничество, Тарский район Омской области). Пробные участки были заложены в следующих пунктах: контрольный участок удален в западном направлении от данного нефтяного месторождения на 3,75 км (Васисское лесничество, квартал 68, выдел 23) — пробная площадь № 1 (ПК 1) и на территории производственного участка № 11 Западно-Крапивинского нефтяного месторождения (Васисское лесничество, квартал 69, выдел 41) — пробная площадь № 5 (ПК5). Даты измерений: ПК1 — 26 февраля и ПК5 — 19 марта 2013 года.
Изучение динамики годичного прироста побегов сосны проводилось по А. А. Молчанову и В. В. Смирнову (1967) [9]. Измерения проводили мерной линейкой по стволам подроста между мутовками. Данные о количестве осадков брались из агрометеороло-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014 ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014
%
Рис. 1. Динамика годичного прироста по высоте подроста сосны обыкновенной в районе юго-западного участка Крапивинского месторождения (Васисское лесничество, Тарский район Омской области).
Условные обозначения:-----------— контрольный участок, пробная площадь № 1;
- • - • - — нефтепромысловый участок, пробная площадь № 5
гических бюллетеней за период с 1979 по 2012 годы по метеостанции Тара. Количество осадков группировалось помесячно, суммарно по сезонам и отдельным периодам с включением за июль предыдущего года. Группировка количества осадков в пределах вегетационного периода, по сезонам года и периодам в годичном цикле проводилась в соответствии с морфофизиологической цикличностью роста и развития сосны в районе исследований [3].
На контрольном участке (пробная площадь № 1) у подроста сосны обыкновенной за исследуемый период максимальный годичный прирост по высоте наблюдался в 2012 году (рис. 1). Наиболее выраженный подъем годичного прироста по высоте был отмечен в 2006 году.
На территории нефтепромысла (пробная площадь № 5) максимальные приросты побегов по высоте были отмечены у сосны обыкновенной в 1999, 2001, 2005 годах. На нефтепромысловом участке (пробная площадь № 5) годичный прирост по высоте сосны по сравнению с контрольным участком (пробная площадь № 1) до организации работ по нефтедобыче был существенно выше (рис. 1), а затем начиная с 2005 года наблюдалось достоверно стабильное его снижение.
Анализ синхронности годичного прироста сосны за период до начала разработки нефтепромысла с 1993 по 2004 гг. позволил установить коэффициент синхронности 36,36 % при отсутствии достоверных различий с контрольным участком (1;факт.<1;05). После начала нефтедобычи за период 2005 — 2012 гг. коэффициент синхронности составил 87,5 % и на нефтепромысловом участке (пробная площадь № 5) отмечается стабильное и достоверное снижение величины годичного прироста сосны по сравнению с контрольным участком (пробная площадь № 1) при 1%-ном уровне значимости критерия Стьюдента (1;факт. > 1;теор.).
Максимальное количество случаев синхронного совпадения минимумов прироста побегов по высоте подроста сосны и осадков на пробной площади № 1 наблюдалось в 2008 году — 19 случаев (70,4 %) ив 1991 году — 24 случая (88,9 %); на пробной пло-
щади № 5 — в 2008 и в 2003 году — по 25 случаев (92,6 %). Максимальное количество случаев синхронного совпадения максимумов прироста побегов по высоте подроста сосны и осадков на пробной площади № 1 наблюдалось в 1995 году — 17 случаев (63,0%) и в 1993 году — 16 случаев (59,3%); на пробной площади № 5 — в 2001 году — 16 случаев (59,3%).
Наибольший коэффициент синхронности по режиму осадков на пробной площади № 1 отмечался для апреля — 72,75 % и за период апрель —июнь — 72,73 %; на пробной площади № 5 наблюдался лишь в период 1У1+ (XI — ХП)м + (1 — Ш) (77,78 %).
В целом можно отметить, что в районе расположения нефтедобывающего предприятия годичный прирост сосны является очень чувствительным индикатором к дефициту атмосферного увлажнения и он стабильно, достоверно ниже, чем на контрольном участке (1;факт. > Ю1).
Библиографический список
1. Донец, Е. В. Влияние нефти на прорастание семян лесообразующих видов древесных растений подзоны южной тайги Омской области : моногр. / Е. В. Донец, А. И. Григорьев. — Омск : Наука, 2012. — 164 с.
2. Встовская, Т. Н. Интродукция древесных растений в Сибири : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Т. Н. Встовская. — Новосибирск : Центр. Сиб. ботан. сад СО АН СССР, 1991. — 33 с.
3. Григорьев, А. И. Эколого-физиологические основы адаптации древесных растений в лесостепи Западной Сибири : моногр. / А. И. Григорьев. — Омск : Изд-во ОмГПУ, 2008. — 196 с.
4. Встовская, Т. Н. Древесные растения — интродуценты Сибири (8р1гаеа — Ше1де1а) / Т. Н. Встовская. — Новосибирск : Наука, 1987. - 273 с.
5. Портянко, А. Ф. Условия выращивания долголетних устойчивых лесомелиоративных насаждений и способы их создания в северной степи и лесостепи Западной Сибири / А. Ф. Портянко. — Омск : РИО ОмСХИ, 1977. — 52 с.
6. Григорьев, А. И. Влияние погодных условий на сезонный рост в высоту хвойных растений в лесостепной зоне Омской
области / А. И. Григорьев // Природные ресурсы Омской области и их рациональное использование. — Омск : ОГПИ, 1985. - С. 56-59.
7. Григорьев, А. И. Особенности роста в высоту хвойных пород в условиях интродукции / А. И. Григорьев // Современные проблемы интродукции древесных растений в Сибири. -Новосибирск : ЦСБС СО АН СССР, 1988. - С. 42-43.
8. Сергеева, К. А. Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений / К. А. Сергеева. - М. : Наука, 1971. - 174 с.
9. Молчанов, А. А. Методика изучения прироста древесных растений / А. А. Молчанов, В. В. Смирнов. - М. : Наука, 1967. - 100 с.
10. Григорьев, А.И. Индикация состояния окружающей среды : моногр. /А. И. Григорьев. - Омск : Изд-во ОмИПП, 2003. - 128 с.
ДОНЕЦ Евгения Владимировна, кандидат биологических наук, доцент (Россия), кафедра экологии и природопользования.
Адрес для переписки: аідгідогуе~№@таіі. т
Статья поступила в редакцию 12.03.2014 г.
© Е. В. Донец
УДК 502.5:504.5:630*5 Е. В. ДОНЕЦ
Л. В. ДОЛЖАНКИНА
Омский государственный педагогический университет
ВЛИЯНИЕ
НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА ПРОРАСТАНИЕ ХВОЙНЫХ ВИДОВ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ_________________________________
В статье рассматривается влияние нефтяного загрязнения почвы на прорастание семян хвойных видов древесных растений в условиях вегетационного опыта.
Ключевые слова: семена, хвойные виды древесных растений, всхожесть, проростки, нефтяное загрязнение почвы.
Загрязнение биогеоценозов нефтью сопутствующими (ингредиентами) веществами, соединениями является острейшей экологической проблемой во многих регионах мира, в том числе и в России. На территории России наиболее интенсивно проявляется нефтяное загрязнение в Западной Сибири, где добывается более 2/3 всей российской нефти, развита густая сеть нефтепроводов и перерабатывается 20 % нефти от всего объема добычи в Западно-Сибирском регионе.
В условиях нефтяного загрязнения в биогеоценозе наблюдается ухудшение структуры, воднофизических, химических и биологических свойств почвы, определяющих её плодородие и экологическое состояние, загрязняются поверхностные и подземные воды, воздушная среда [1-4].
Отрицательное влияние нефтедобычи в первую очередь обусловлено деградацией почвенного покрова при разливах нефти, а также воздействием продуктов его распада на компоненты биогеоценоза. На первом этапе наибольший токсический эффект на живые организмы оказывает легкая фракция нефти.
Легкая фракция нефти более интенсивно подвержена инфильтрации по почвенному профилю и легко мигрирует в водоносных горизонтах, тем самым происходит резкое расширение первичного очага нефтяного загрязнения. Позднее, с уменьшением доли легкой фракции, начинает возрастать токсичность ароматических соединений.
При этом нефтезагрязненные почвы теряют способность впитывать и удерживать влагу, для них характерны более низкая водопроницаемость и влаго-ёмкость [1], ухудшается азотный режим почв, уменьшается содержание подвижных форм фосфора и калия, нарушается корневое питание растений [5], увеличивается число углеводородокисляющих микроорганизмов, интенсивно развиваются анаэробные микроорганизмы и затормаживается развитие аэробной микрофлоры [6]. При этом наблюдается также нарушение ферментативной активности почвы [7] и уменьшается её окислительно-восстановительный потенциал [8].
Загрязнение чернозема обыкновенного нефтью (от 1 до 25 % массы почвы) приводит к снижению активности ферментов микроорганизмов [8]. При этом авторами были выделены по степени чувствительности ферменты к загрязнению нефтью и нефтепродуктами: ферриредуктаза > каталаза > уреаза > > инвертаза.
При поступлении нефти в почву, согласно А. В. Шам-раеву и Т. С. Шориной [9], выделяют три общих этапа трансформации его в почвах: 1) физико-химическое и частично микробиологическое разложение алифатических углеводородов; 2) микробиологическое разложение, главным образом низкомолекулярных структур различных классов, образование смолянистых веществ; 3) трансформацию высокомолекулярных соединений: смол, асфальтенов, циклических углеводородов. В разных природных зонах длитель-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (128) 2014 ЭКОЛОГИЯ
