ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2015, № 5, с. 117-129
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯ =
УДК: 504.5(282.247.11)
ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЙМЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ ДЕЛЬТЫ ПЕЧОРЫ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ КУМЖИНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (НЕНЕЦКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ)
© 2015 г. А.Н. Никонова
Институт географии РАН, Москва, Россия e-mail: an.ni.nikonova@gmail.com
Поступила в редакцию 24.07.2014 г.
Приведены данные об основных локальных источниках загрязнения в дельте Печоры, естественном состоянии ее почв и растительного покрова, перечислены их морфологические изменения в результате механического и геохимического (загрязнения нефтепродуктами) воздействия после аварии 1987 г. на одной из буровых Кумжинского газоконденсатного месторождения. Описаны пространственная структура загрязнения нефтепродуктами и его последствия для эколого-гео-химического состояния почв и донных отложений в зоне влияния аварии и функционировавших безаварийно скважин.
Ключевые слова: тундра, субарктическая пойма, аллювиальные почвы, углеводородное загрязнение, аварии на нефтегазовом промысле, растительность субарктической поймы, рекультивация земель.
Введение. Известна и описана в литературе уязвимость экосистем Арктики к антропогенным воздействиям и низкая способность после этого к самовосстановлению [2, 3, 15, 18]. Тем не менее, подавляющая часть добычи углеводородного сырья в России осуществляется в высоких широтах. Причем интенсивность его разведки и добычи в последние годы возрастает: все больше новых месторождений обустраиваются и вводятся в эксплуатацию и расширяются масштабы добычи на уже известных. По данным ЦДУ ТЭК, Россия в 2012 г. нарастила добычу нефти на 1.3% по сравнению с 2011 г. -до 518 млн т, в 2013 г. прирост составил 1% (до 523.27 млн т) [24]. Помимо этого северные регионы находятся в фокусе исследований, посвященных климатическим изменениям и их воздействию на природные и природно-антропогенные ландшафты [20, 23]. Мониторинг состояния последних имеет большую практическую и теоретическую значимость. Их изучение важно для прогнозирования поведения загрязнителей, темпов самовосстановления экосистем, а также оптимизации мер рекультивации нарушенных экосистем Арктики [2, 3, 18].
Эти факты являются предпосылкой к постановке разносторонних исследований воздействия добычи углеводородов на тундровые экосистемы.
Наиболее часто в их фокусе оказываются изменения в состоянии растительности, морфологических и физико-химических свойств почв и поверхностных вод. Основные направления изучения трансформации свойств тундровых почв под действием добычи углеводородов были выделены в работе Солнцевой Н.П. [15].
Многие авторы при оценке степени транс-формированности природных экосистем, их потенциала к самовосстановлению опираются на результаты исследований животного и растительного мира. В частности, изучаются аккумуляция тяжелых металлов в растениях и мягких тканях рыб, изменения видового состава и пространственной структуры растительного покрова, а также изменения в сообществах водных и почвенных микроорганизмов [1, 7, 18]. Большая часть подобных исследований касается объектов, не испытывающих значительного воздействия удаленных от них источников загрязнения. В этом отношении работы в дельтах крупных рек представляют определенную методологическую сложность по причине того, что необходимо учитывать вклад расположенных выше по течению источников поступления поллютантов [22] и в целом динамичный интразональный характер растительности.
Другое направление работ в рассматриваемой области посвящено моделированию загрязнения тундровых почв нефтепродуктами на пробных площадках и в лабораторных условиях. Как правило, подобные исследования нацелены на проверку эффективности методов ремедиации, а также определение вклада различных факторов в самовосстановление почв.
Исследования in situ часто нацелены на изучение поведения загрязнителя со временем, при разовом и постоянном воздействии. Разработка месторождений в России за Полярным кругом ведется с конца 1960-х гг., и за прошедшее время стало ясно, что последствия аварий здесь могут быть заметны многие десятилетия, особенно при попадании углеводородов в водные объекты [21].
Изучаемый источник загрязняющего воздействия в районе Кумжинского газоконденсатного месторождения имеет уникальную историю: в течение семи лет было невозможно прекратить выброс газоконденсата из аварийной скважины, после чего она была заглушена подземным ядерным взрывом. Район исследований расположен в дельте крупной реки и на границе областей распространения многолетнемерзлых пород, что делает полученные результаты исследований еще более ценными для практики биогеохимического изучения загрязнений углеводородами тундр.
Цель работы - изучить пространственное распределение нефтепродуктов в почвах и донных отложениях на безаварийном и аварийном участках Кумжинского газоконденсатного месторождения, оценить эколого-геохимическое состояние экосистем и дать практические рекомендации по мониторингу и рекультивации нарушенных экосистем. Для этого решались следующие задачи:
1) выявление и инвентаризация основных источников загрязнения экосистем в зоне влияния Кумжинского газоконденсатного месторождения, определение их геохимической специализации;
2) выявление основных морфологических результатов механических и геохимических воздействий на почвенно-растительный покров и рельеф в районе месторождения;
3) определение геохимических параметров фоновых и ландшафтов пойменного и тундрового комплексов дельты Печоры;
4) анализ пространственной структуры загрязнения нефтепродуктами депонирующих компонентов среды на аварийном участке месторождения и их следствий (перестройки щелочно-кислотных условий, свойств поглощающего ком-
плекса и др.), выявление ландшафтных факторов, контролирующих их накопление;
5) оценка эколого-геохимического состояния почв и донных отложений, путем сопоставления концентрации нефтепродуктов с существующими санитарно-гигиеническими нормативами;
6) обосновать возможности использования полученных данных для оптимизации рекультива-ционных работ в схожих условиях.
Физико-географические условия района исследований. Район исследований расположен за полярным кругом, в дельте реки Печоры. В разных горизонтах чехла Печорской впадины - от силура до триаса - обнаружен и частично эксплуатируется ряд нефтяных месторождений (Вуктыл и др.), а в каменноугольных и пермских - также и газовых, как правило, приуроченных к локальным структурам [7]. Чередование оледенений и морских трансгрессий в четвертичное время привело к различию отложений, как по происхождению, так и по литологическому составу [12]. Леднико-во-морские отложения среднего и верхнего плейстоцена распространены очень широко и представлены плотными песчанистыми алевритами с включениями гравия, гальки и валунов.
Морские отложения голоценового возраста распространены на мелководном шельфе (о-в Ловецкий) и представлены мелкозернистыми и пылеватыми песками с примесью алеврита и пелита желтовато-серого цвета. Мощность этих отложений в пределах Печорского шельфа не более 7 м. Морские отложения встречаются южнее, что указывает на трансгрессии моря.
Наиболее распространенными на территории Ненецкого заповедника являются аллювиальные отложения голоценового возраста. Они развиты по долинам всех рек и ручьев и представлены преимущественно осадками низкой и высокой пойм. Аллювий мощностью 0.5-1.5 м сложен песками, легкими супесями и суглинками. Многолетне-мерзлые породы встречаются эпизодически на останцах террас. Река Печора имеет смешанное питание с преобладанием снегового (до 75%), для нее характерно длительное весенне-летнее половодье, во время которого среднемесячный расход воды может составлять до 12000 м3/с [6]. В межень расход воды сильно снижается. Ледостав начинается в конце октября и может длиться до 7 месяцев. Среднегодовой расход воды р. Печоры составляет 4100 м3/с.
Средняя годовая температура воздуха по всей территории отрицательная: -3 —6 °С. Сумма средних суточных температур воздуха выше 0 °С
составляет от 7520 (Ходовариха) до 11420 (Нарьян-Мар). Атмосферные осадки также распределены неравномерно. Их среднее количество в год составляет 450-500 мм. Из них только 30-40% приходятся на зимний период.
По почвенно-географическому районированию территория относится к Канинско-Печорской провинции тундровоглеевых, болотно-тундровых и болотно-мерзлотных почв [8]. Процесс почвообразования протекает под влиянием вечной мерзлоты, которая служит водоупором, малого поступления тепла, короткого периода с положительными среднемесячными температурами, постоянного внутрипочвенного переувлажнения.
В целом необходимо отметить большую пестроту почвенного покрова и его пространственную неоднородность, что характерно для всех тундровых ландшафтов. Существенные площади в пределах Кумжинского месторождения занимают аллювиальные почвы.
Район исследований расположен в зоне Восточ-ноевропейско-западносибирских травяно-кустар-ничково-мохово-лишайниковых, травяно-моховых и кустарниковых тундр [8], подзонах типичных и южных тундр. Растительные сообщества, представленные здесь, как правило, полидоминантные, с сомкнутым ярусом мхов и лишайников и разреженным кустарничково-травянистым ярусом. Самую северную часть района исследований занимают зональные кустарничково-моховые и кустарнич-ково-лишайниковые северные (типичные) тундры. С ними соседствуют морошково-осоково-моховые (Aulacomnium turgidum, Tomenthypnum nitens) тундры в комплексе с осоково-сфагновыми (Sphagnum robustum, Rarex rariflora, C. rotundata) болотами в западинах. Южнее их сменяют ивняково-мелко-ерниковые кустарниковые тундры. Пойма занята ивняково-болотно-лугово-кустарниковым эколого-динамическим рядом субарктических пойм. Дельта Печоры и Коровинская Губа являются ценными водно-болотными угодьями и входят в Перспективный список Рамсарской конвенции вместе с полуостровом Русский Заворот [4].
История источника техногенного воздействия на почвы и растительность. Кумжин-ское месторождение является многопластовым и включает серию газоко
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.