ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2013, № 1, с. 39-45
_ ОРИГИНАЛЬНЫЕ _
СТАТЬИ
УДК 630*231; 504.054
ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ В СРЕДНЕТАЕЖНЫХ СОСНЯКАХ ЗЕЛЕНОМОШНЫХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ПРИ НЕФТЯНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ
© 2013 г. М. Н. Казанцева
Институт проблем освоения Севера СО РАН 625003 Тюмень, ул. Малыгина, 86 E-mail: MNKazantseva@yandex.ru Поступила в редакцию 10.12.2010 г.
Проведен анализ естественного возобновления сосняков зеленомошной группы при нефтяном загрязнении различной степени и давности. Показано, что возобновительный процесс начинается уже на следующий год после разлива нефти. Гибель и разрушение древостоя и живого напочвенного покрова создают условия, способствующие возобновлению. Общее число накопленного подроста на месте разливов 5-7-летней давности составляет 19.8-25.8 тыс. шт. га-1, что выше контрольных показателей в 1.3-1.6 раза. Однако преобладание в составе подроста младших возрастных категорий затрудняет прогноз успешности возобновления на месте разлива 5-летнего возраста. Количество благонадежного подроста сосны в настоящее время является достаточным только на месте разлива 7-летней давности. В возобновлении участвуют две основные лесообразующие породы - сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и береза повислая (Betula pendula Roth.), последняя преобладает как по численности, так и по скорости роста. Эффективность возобновительного процесса существенно снижается при высоких дозах нефти и сплошном характере ее распределения.
Нефтяное загрязнение, зеленомошные сосняки, естественное возобновление, подрост, средняя тайга, Западная Сибирь.
Нефтегазодобывающая промышленность является основным источником техногенного воздействия на природные экосистемы таежной зоны Западной Сибири. Здесь добывается почти 70% российской нефти и более 90% газа. По мнению экспертов, освоение месторождений, транспортировка и переработка углеводородного сырья по опасности воздействия на компоненты окружающей среды стоят на третьем месте среди 130 отраслей современного производства [10]. Одним из наиболее специфичных последствий нефтедобычи является нефтяное загрязнение земель. Этим видом воздействия в регионе охвачены территории, исчисляемые десятками тысяч гектар [18]. На лесные биоценозы приходится около 30% от общей площади загрязнения [1]. Подавляющее большинство нефтяных разливов отличается высокой степенью загрязнения [9]. Биоценозы на таких участках испытывают глубокие дигрес-сионнные изменения, древесная растительность здесь обычно погибает в течение нескольких лет [6]. Восстановление исходного лесного сообщества становится возможным только за счет ес-
тественного возобновления древостоя и определяется наличием и благонадежностью подроста основных лесообразующих видов.
Цель настоящей работы - анализ возобновительной способности нефтезагрязненных лесных сообществ на примере сосняков зеленомошной группы.
Район проведения работ находится в левобережной части нижней Оби, в пределах Кон-до-Тавдинской лесорастительной провинции среднетаежной подзоны бореальной зоны Западно-Сибирской равнины [16]. Здесь сосредоточены значительные массивы чистых сосновых лесов, приуроченные к песчаным наносам древних аллювиальных равнин и к песчаным террасам вдоль речных долин [5].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Данные, использованные в работе, были получены на 4 пробных площадях (пр. пл.) - трех опытных и одной контрольной, заложенных в июле 2006 г. на территории Талинского место-
Таблица 1. Таксационная характеристика пробных площадей по данным 1999 г.
Пр. пл.
Показатель Контрольная 1 2 3
Древостой
Состав 8С2Бед.Е 7С3Бед.Е 9С1Б 10С+Б
Возраст, лет 140 130 130 150
Густота, экз. га-1 575 730 785 770
Диаметр, см 24 20 22 20
Высота, м 19 17 18 18
Полнота 0.7 0.7 0.8 0.8
Запас, м3 га-1 230 190 220 210
Подрост
Состав 7С2Бед.Е 6С3Б 8С2Б 10С
Высота, м 2.0 2.0 1.0 1.0
Густота, 5.0 3.0 3.0 8.0
тыс. экз. га-1
Таблица 2. Характеристика нефтяного загрязнения пробных площадей
Пр. пл. Год разлива Концентрация нефти в подстилке, % Глубина загрязнения, см
начальная* при обследовании 2006 г
1 1999 25 3.2 16.7
2 2001 30 5.5 20.3
3 2001 50 37.7 15.7
* Данные получены из экологических паспортов нефтеза-грязненных участков ОАО "ТНК-Нягань"
рождения нефти, разрабатываемого ОАО "ТНК-Нягань". Опытные площади представляют собой участки нефтяных разливов в сосняках, отличающиеся различной степенью и давностью загрязнения. Участки располагаются недалеко друг от друга, фактически в пределах одного лесного массива, рассеченного внутрипромысловой дорогой с твердым покрытием. Две опытные площади заложены у куста скважин № 764, еще одна - с противоположной стороны дороги у куста скважин № 288. Расстояние между кустами - немногим более 300 м. Контрольная площадь находится в 500 м к северу от куста № 288, на незагрязненной территории. Размер каждой пробной площади 2500 м2, (50 • 50м).
В таблице 1 приводится таксационная характеристика насаждений на пробных площадях до нефтяного загрязнения по данным лесоустрой-
ства 1999 г. [13]. Исходные показатели древостоев и подроста на контрольном и опытных участках имеют близкие значения, что отвечает принципу прочих равных условий и дает основание для их корректного сравнения.
Живой напочвенный покров фоновых участков леса однородный. В травяно-кустарничковом ярусе доминирует брусника (Уасстит у1Ш^аеа); в моховом - зеленые лесные мхи (в основном, Р1еигогшт зскгеЪеп). В соответствии с доминантным принципом классификации растительности, тип ассоциации на пробных площадях определен как сосняк бруснично-зеленомошный. Почвы под насаждениями подзолистые, супесчаные.
Характеристика нефтяного загрязнения опытных участков приводится в табл. 2. Остаточное содержание нефтяных углеводородов в лесной подстилке определялось гравиметрическим методом [15] и выражено в весовых процентах. Во всех вариантах опыта было отмечено существенное снижение концентрации загрязнителя на момент обследования по сравнению с первоначальным уровнем.
Обычно резкое снижение концентрации нефти в почве в результате естественных процессов ее трансформации происходит уже в первые месяцы после загрязнения, в дальнейшем скорость снижения замедляется [8]. В первую очередь происходит деградация легких фракций нефти (нормальных алканов), отличающихся повышенной токсичностью. Для условий средней тайги Западной Сибири было показано снижение содержания в почве легких фракций нефти более, чем на 40% уже к концу первого года после загрязнения [11]. Токсичность загрязненных почв при этом значительно снижается, что способствует активизации восстановительных процессов.
Остаточное содержание нефти в почве имеет практическое значение при назначении восстановительных мероприятий и приемке участков после их рекультивации [12]. Загрязнение на пр. пл. 1 и 2 в настоящий момент оценивается как слабое, такие участки обычно восстанавливаются без дополнительных мер содействия. Пр. пл. 3 в соответствии с существующей классификацией имеет среднюю степень загрязнения [20, 3] и гораздо меньшие шансы на естественное восстановление. По данным наших многолетних исследований, самостоятельное восстановление растительного покрова, как правило, становится невозможным при содержании нефти в лесной подстилке более 40% [2], хотя наличие жизнеспособного подроста
иногда может отмечаться и при более сильном загрязнении.
Нужно отметить, что степень загрязнения -хотя и важный, но не единственный показатель, определяющий дальнейшую судьбу нарушенного участка и необходимость проведения на нем ре-культивационных мероприятий. Приоритетная роль должна оставаться за состоянием основных компонентов лесного фитоценоза и равномерностью их распределения по площади [12, 19]. На последний показатель оказывают существенное влияние особенности микрорельефа загрязненного участка.
На пр. пл. 1 и 2 хорошо выражена мозаичная структура разлива, обусловленная элементами микрорельефа. Характерным является сильное загрязнение западин и относительно чистые верхние части приствольных повышений, пней и валежника. На пр. пл. 3 распределение нефти по поверхности имеет вид сплошного пятна, что связано как с менее выраженным микрорельефом, так и с большими объемами одномоментно вылитой нефти. Интенсивность загрязнения здесь постепенно уменьшается от центра к периферии разлива.
На пробных площадях проанализировано состояние всех структурных составляющих фитоценоза, оказывающих влияние на успешность естественного возобновления леса. Проведен полный перечет древостоя с оценкой состояния каждого дерева по оригинальной трехбалльной шкале (удовлетворительно, неудовлетворительно, погибло). Эта шкала является простой и, на наш взгляд, достаточно наглядной при оценке состояния деревьев в случаях, когда не требуется проведения специальных лесопатологических исследований. Отнесение деревьев к одной из трех категорий, как правило, не вызывает у оценщика особых затруднений.
На всех участках был проведен учет свежего валежа, находящегося в начальной стадии разложения, в соответствии со шкалой, предложенной В. Г. Стороженко [17].
Учет подроста проводился на 25 учетных площадках размером 1 • 1 м, заложенных по пяти параллельным трансектам, пересекающим пробную площадь. Подсчитывалось число молодых экземпляров всех видов древесных растений высотой до 1.5 м, с определением их жизненного состояния. При анализе результатов учета в соответствии с лесохозяйственной практикой выделялись следующие возрастные состояния подроста: всходы - до 1 года, самосев - до 5 лет, собственно подрост - старше 5 лет [7].
На учетных площадках оценивалось также состояние растительности травяно-кустарничко-вого яруса и мохового покрова по показателю их проективного покрытия.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На всех загрязненных участках наблюдается существенное снижение жизненного состояния и гибель деревьев (рис. 1) Часть погибших деревьев уже выпала, перейдя в категорию ва-лежа. На участке с более старым загрязнением (пр. пл. 1) суммарная доля погибших деревьев (сухостоя и валежа) выше, что указывает на пролонгированный характер дигрессионных изменений
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.