ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2009, № 1, с. 119-123
ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.427.1
ГЕОБОТАНИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ТРОФНОСТИ И УВЛАЖНЕННОСТИ ПОЧВ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ВЕРХОВЫХ БОЛОТ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ
© 2009 г. Н. А. Аветов
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 16.07.2007 г.
Рассматриваются изменения двух экологических факторов - увлажненности и трофности - в процессе загрязнения нефтью и последующей рекультивации торфяных верховых (олиготрофных) почв Среднего Приобья. Приводятся основные растения-индикаторы. На основе экологических шкал Л.Г. Раменского установлены численные значения увлажненности и трофности естественных и трансформированных почв наиболее распространенных в регионе верховых болотных биогеоценозов - сосново-кустарничково-сфагновых, комплексных грядово-мочажинных и пушицево-сфаг-новых. Полученные значения распределены по группам, соответствующим естественным биогеоценозам среднетаежной подзоны. Выявлены основные тенденции трансформации экологических условий. Установлены индикационные признаки антропогенного засоления торфяных почв, не устраняемого в процессе их рекультивации.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы широкий размах в Среднем Приобье приобрели рекультивационные работы на нефтезагрязненных территориях верховых болот. При этом в качестве основных целей рекультивации преследуются, во-первых, создание растительного покрова с максимально высоким проективным покрытием и, во-вторых, снижение концентрации нефти в нефтезагрязненном торфе до законодательно установленных предельно допустимых значений. В то же время преобразования, связанные с рекультивацией, приводят к чрезвычайно глубоким изменениям почв болотных ландшафтов, прежде всего, по трендам трофности и увлажненности, масштабы и направленность которых до сих пор не оценивались.
Для выявления характера трансформации торфяных почв в данной работе использовался метод геоботанической индикации, позволяющий весьма быстро и достоверно диагностировать указанные выше показатели, тем более что прямое определение влажности и обеспеченности элементами питания болотных торфяных почв сопряжено с продолжительными режимными поч-венно-гидрологическими наблюдениями и необходимостью использования соответствующей химико-аналитической лабораторной базы [7].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводились на рекультивированных после загрязнения нефтью участках в различных районах Среднего Приобья, как в левобережной, так и в правобережной его частях, в пре-
делах Ханты-Мансийского автономного округа. Необходимо отметить, что описанные участки относились ко всем трем наиболее распространенным в Среднем Приобье типам болотных олиготрофных биогеоценозов, в том числе: сосново-кустарничково-сфагновым (рямам), комплексным грядово-мочажинным и озерково-грядово-мочажинным. Несколько участков рекультивированных болот относились к пушицево-сфагно-вому типу. Мощность торфяной залежи в среднем составляет в этом регионе 2-3 м, увеличиваясь местами до 5-6 м [3]. Верхние слои торфа, рассматриваемые обычно в качестве верховых (олиготрофных) торфяных почв, как правило, сложены сфагновым торфом низкой степени разложения.
Всего было описано 174 участка, рекультивированных в течение последних 2-5 лет и имеющих восстановленное либо сохранившеесея проективное покрытие не менее 4-5%. Для каждого из них составлялись геоботанические описания, включающие список видов высших растений и оценку их обилия по шкале Друде-Уранова. На этой основе, в свою очередь, вычислялись значения увлажненности и трофности по шкалам Л.Г. Раменского [4] с учетом опыта применения их для антропогенно измененных ландшафтов Западной Сибири [2, 6, 8]. На рекультивированных участках с очень низким проективным покрытием (менее 4%) индикация не проявлялась.
Для сравнения полученных для рекультивированных болот значений увлажненности они были распределены и рассмотрены по группам, образованным в большинстве случаев естественными
сообществами Среднего Приобья, а именно: 1 группа "гиперксерофильные сообщества" (менее 69.5 баллов по шкале Раменского - в естественных условиях изучаемой территории не встречаются), 2 группа "суходольные сосняки" (69.5-70.9), 3 группа "темнохвойная тайга" (71.077.9), 4 группа "заболоченные леса" (78.0-82.9), 5 группа "рямы" (83.0-89.9), 6 группа "мочажины болот" (90.0-94.0), 7 группа "гипергидрофильные" (более 94.0 баллов). Аналогично для фактора трофности почв были выделены следующие группы: 1 группа "олиготрофные болота и сосняки" (2.5-3.9), 2 группа "мезотрофные болота и темнохвойная тайга" (4.0-5.9), 3 группа "эвтроф-ные болота" (6.0-9.9), 4 группа "пойменные болота Оби" (10.0-12.3), 5 группа "гиперэвтрофные сообщества" (более 12.3 баллов).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В основном рекультивационные мероприятия на болотах сводятся к сбору водно-нефтяной эмульсии с поверхности болота, с последующим фрезерованием верхней загрязненной толщи торфа и внесением минеральных удобрений. Регламент рекультивации предусматривает, кроме того, высев луговых трав, однако, в большинстве случаев, по нашим данным, сеяные виды не играют сколько-нибудь заметной роли в восстановительных сукцессиях, а зарастание, таким образом, осуществляется почти исключительно за счет поселяющихся естественным образом растений. Лишь на отдельных участках встречаются достаточно крупные куртины сеяной тимофеевки луговой (Phleum pratense) и изолированные экземпляры костра, ржи, клевера, овсяницы луговой.
Нефтезагрязнение и последующая рекультивация приводят к существенной трансформации болотных торфяных почв. В результате, в верхней части профиля образуется своеобразный техногенный горизонт, состоящий из фрагментов торфяной массы различной степени загрязнения. При этом происходит резкое изменение физических свойств болотных почв. Если собственно нефтезагрязнение влияет на влагоемкость торфа, уменьшающуюся из-за насыщения нефтью и приобретения им гидрофобных свойств [5], то в результате фрезерования разрушается механический каркас почв, образованный неразложен-ными или слаборазложенными стеблями сфагновых мхов, и уничтожается система капилляров, связывающих деятельный, свободный от гравитационной воды, слой торфа с нижележащим водоносным горизонтом. Вследствие таких изменений, техногенный торфяной горизонт обнаруживает неустойчивый водный режим, обусловливающий в одних случаях переувлажнение, а в других, наоборот, переосушение. Этому, оче-
видно, способствует и в общем невысокое проективное покрытие растительности рекультивированных болотных поверхностей.
Вместе с тем, в процессе рекультивации исходные различия болот в микрорельефе в той или иной мере нивелируются. Рекультивированные болотные ландшафты, принадлежащие разным типам биоценозов, часто приобретают общие физиономические черты, а определяемая микрорельефом комплексность в них не проявляется в той степени, как в ненарушенных болотах. В то же время нередки и случаи наследования рекультивированным болотом первоначальной горизонтальной структуры биогеоценозов, проявляющейся, в частности, в гидрологических особенностях почвенного покрова и связанной с ними мозаичности формирующихся пионерных сообществ.
Характер строения растительного покрова рекультивированных участков верховых болот, таким образом, определяется как степенью остаточного загрязнения, так и гидрологическими (первичными и вторичными) условиями.
На переувлажненных участках, часто приуроченных к вторично подтопленным местообитаниям и к контурам бывших мочажин и озерков, при малых и средних концентрациях нефти восстановление растительности идет за счет участия весьма широкого спектра видов. В частности, большую роль при этом играют характерные для болот таежной зоны Западной Сибири элементы флоры: пушицы рыжая (Eriophorum russeolum) и Шейцхера (E. scheuchzeri), в несколько меньшей мере - многоколосковая (E. polystachyon) и влагалищная (E. vaginatum), а также осоки вздутая (Carex rostrata) и сероватая (C. canescens).
Часто доминантами в формирующихся вторичных (пострекультивационных) фитоценозах выступают элементы пойм Оби и ее притоков, в том числе: череда лучистая (Bidens radiata) и трех-раздельная (B. tripartita), полевица побегоносная (Agrostis stolonifera), вейник Лангсдорфа (Calama-grostis langsdorffii) и ситники - жабий (Juncus bu-fornius), альпийский (J. alpinus), членистый (J. ar-ticulatus), щавель водный (Rumex aquaticus), осока острая (Carex acuta), рогоз широколистный (Typha latifolia), частуха подорожниковая (Alisma plantago-aquatica).
На дренированных местообитаниях к основным доминантам зарастания относятся вейник наземный (Calamagrostis epigeios), полевицы гигантская (Agrostis gigantea) и тонкая (A. tenuis), иван-чай (Chamaenerion angustifolium), щавелек (Rumex acetosella), тимофеевка.
В качестве примеси в формирующихся сообществах, особенно на подверженных антропогенному засолению болотах, встречаются виды, свойственные суходольным лугам: бескильница
расставленная (Puccinellia distans), ромашка непахучая (Matricaria inodora), подорожник большой (Plantago major). Кроме того, на рекультивированных засоленных торфяных почвах в настоящее время отмечается активная инвазия галото-лерантных видов, не встречавшихся ранее на территории Среднего Приобья и прилегающих к нему регионов, таких как крестовник арктический (Senecio arcticus), марь красная (Chenopodium rubrum), астра солончаковая (Aster tripolium). Помимо трав, на слабозасоленных субстратах возможно и развитие древесных пород, в первую очередь, осины (Populus tremula) и березы повислой (Betula pendula). Последний из упомянутых видов характерен, в частности, и для естественных солончаковатых почв лесостепи [1]. Береза пушистая (B. pubescens), по-видимому, поселяется только на незасоленных рекультивированных торфяниках.
Общий анализ экологических условий по всем участкам рекультивированных нефтезагрязнен-ных верховых олиготрофных болот показывает, что экологическая амплитуда значений трофно-сти и увлажненности значительно превышает амплитуды, характерные для со
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.