ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ШКАЛ Л. Г. РАМЕНСКОГО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ В НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Е. А. Шишконакова, Л. И. Абрамова, Н. А. Аветов
МГОПУ им. М. А. Шолохова, МГУ им. М. В. Ломоносова
Дается оценка нарушенности экосистем в нефтедобывающих районах Западной Сибири (ХМАО) на основе метода экологической ордина-ции Л.Г.Раменского. Установлены градации шкал общей увлажненности и богатства элементами питания (трофности), характерные для основных естественных ландшафтов региона. Выявлены тенденции трансформации экологических условий по этим трендам при различных видах нарушений.
В последнее время при индикации экологических условий широкое распространение получил метод экологической ординации Л. Г. Раменского [1], позволяющий, в частности, количественно оценивать степень увлажненности и богатство биогеоценозов элементами питания (трофность) [2—6], а также их изменения под влиянием антропогенных факторов [7, 8]. Актуальность применения шкал Раменского для оценки естественных и антропогенно измененных ландшафтов таежной зоны Западной Сибири определяется как достаточно высокой их исходной контрастностью, так и значительной изменчивостью экосистем и их компонентов под влиянием объектов нефтегазового комплекса.
При рассмотрении понятия трофности необходимо принять во внимание отсутствие корреляции между содержанием подвижных (легкодоступных) форм питательных элементов (азота, фосфора, калия) верхних почвенных горизонтов и характеристиками состава и продуктивности лесной и болотной растительности [9, 6]. Как подчеркивает Е. С. Мигунова [10], фитоиндикация трофности представляет собой метод опосредованной оценки почвенного плодородия, не раскрывающий его существа, но выражающий совокупный конечный результат.
Оценка изменений экологических условий по шкалам Раменского проводилась на основе описаний растительности Обь-Иртышского междуречья и Сургутского Полесья, через которые проходят основные коридоры коммуникаций нефтегазового комплекса региона1. Балльные оценки
1 Часть геоботанических описаний естественных сообществ была предоставлена Т. В. Курнишковой.
увлажненности и трофности, установ- ненарушенных ландшафтов, приведены ленные для репрезентативных участков в таблице.
Оценка экологических условий (увлажненности и трофности) естественных ландшафтов Центрального Приобья по шкалам Л. Г. Раменского
Тип ландшафта
Баллы увлажненности (в скобках указаны средние значения)
Баллы трофности (в скобках указаны средние значения)
Суходольные смешанные хвойно-мелколиственные кустарничково-зеленомошные леса Суходольные сосняки кустарничко-во-зеленомошные и лишайниковые Суходольные сосняки с участием других хвойно-мелколиственных пород
Олиготрофные сосново-кустарни-чково-сфагновые болота (рямы) Олиготрофные грядово-мочажинные болота
— гряды
— мочажины
Мезотрофные кустарничково-осоково-сфагновые болота Мезотрофные сосново-березово-кустарничково-травяно-сфагновые болота и лесоболотные системы (галья)
Эвтрофные древесно-кустарничково-травяно-моховые болота (согры) — гривы высокие
Эвтрофные древесно-кустарничково-
травяно-моховые болота (согры) —
гривы низкие, берега
Эвтрофные древесно-кустарничково-
травяно-моховые болота (согры) —
межгривные понижения
Пойма Юганской Оби — ложбины
и межгривные понижения, нижние
части склонов грив
Пойма Юганской Оби — гривы
и прирусловые валы
Пойма Юганской Оби — равнинная
озерно-болотная
71,1-78,0 (74,4) 69,5-73,6 (72,2)
73,0
82,9-90,1 (86,7)
83,8-86,6 (84,8) 91,8-93,7 (92,8)
88,7
84.7 73,3 87,5
86.8
86,2-96,6 (91,5) 72,8-87,3 (81,0) 94,2-95,5 (95,0)
4.3-5,8 (5,0)
3.0-3,9 (3,6)
5.1-5,2
2.4-3,4 (3,0)
2,6-3,4 (3,0) 3,6-3,8 (3,7)
4,5
5,0
7.4
5.5 10,1
9,8-12,3 (10,8) 10,0-11,9 (11,2) 9,6-10,5 (10,1)
Учитывая многообразие антропогенных воздействий и их разнонаправленное влияние на ландшафты обследованной территории, мы выделили следующие группы трансформаций исходных ландшафтов:
- механические нарушения (карьеры и выемки, насыпи, перемещение грунта);
- гидрологические нарушения (в первую очередь, вследствие нарушений естественного стока);
- загрязнения (нефтью и легкорастворимыми солями, межпластовыми и шламовыми буровыми растворами);
- нарушения с совокупным действием нескольких из вышеперечисленных факторов;
— рекультивированные нефтезагрязнен-ные участки;
— нарушения, связанные с прокладкой и эксплуатацией автозимника (для района начального этапа освоения нефтяных месторождений в районе водораздела Нумто).
Фитоиндикационные работы на нарушенных участках проводились при степени проективного покрытия (СПП), достигающей по крайней мере 5%, на участках с выраженными восстановительными сукцессиями.
Доминирующие на междуречных пространствах смешанные хвойно-мелколист-венные леса, древостой которых образован елью, кедром (сосной сибирской), березой, в меньшей степени пихтой, сосной обыкновенной и осиной, относительно других ландшафтов более подвержены комплексным и, в то же время, масштабным нарушениям, что объясняется прежде всего удобством обустройства объектов нефтегазового комплекса и прокладки коммуникаций на суходольных территориях. Из группы механических нарушений в лесных экосистемах большое место занимают различного назначения насыпи, карьеры и выемки. На фоне незначительного роста увлажнения (в среднем с 74,4 до 84,4, т. е. на 13,5%), происходит резкое увеличение показателя трофности — в среднем на 134%. Гораздо больший рост увлажненности наблюдается на участках с нарушенным стоком, в первую очередь, подпруженных инженерно-линейными сооружениями (до 95 баллов, т. е. на 26,7%). Относительное увеличение трофности составляет в этом случае около 100%.
В то же время весьма неоднозначно влияние загрязнения нефтью и сопутствующими поллютантами на таежные почвы. Обладая выраженными гидрофобными свойствами, нефть, с одной стороны, на выровненных участках препятствует инфильтрации воды вглубь почвенного профиля, создавая поверхностное переувлажнение (и, соответственно, обеспечивая повышение показателя увлажненности до 80,3), а, с другой стороны, на наклонных поверхностях способствует латеральному сбросу избытка влаги, в силу чего уровень увлажненности либо эквивалентен таковому для ненарушенных лесов (74—75), либо даже несколько ниже него (70,5). Особенность загрязнения нефтью
как вида нарушенности проявляется и в сравнительно небольшом увеличении степени трофности (с 5,0 до 6,3).
Проводимые в нефтезагрязненных таежных ландшафтах рекультивационные мероприятия приводят к значительному росту трофности (до 9,9—12,1), в то время как изменения увлажненности при общем тренде в сторону увеличения могут иметь самые разные амплитуды, связанные с особенностями местных условий и методов рекультивации.
При комплексных нарушениях, сочетающих сразу несколько видов воздействий (техногенное нарушение стока, механические нарушения, загрязнение), трансформация экосистем приобретает значительный размах: средние значения увлажненности и трофности достигают соответственно 94 и 10 баллов.
В целом, процессы изменения растительности, наблюдаемые в загрязненных сосняках, имеют те же тенденции, что и в темнохвойных лесах. Происходит внедрение в травяно-кустарничковый ярус более влаголюбивых видов и даже отдельных гигрофитов на фоне резко возрастающей роли эвтрофных растений. Соответственно, увлажненность сосняков-беломошников повышается до 75—88, а трофность — до 3,8—7,8.
Для гидроморфных (болотных и пойменных) биогеоценозов в отличие от лесных мало характерны механические нарушения, а антропогенные трансформации чаще всего связаны с загрязнением нефтью и легкорастворимыми солями. Несколько меньшую роль играют комплексные и гидрологические нарушения, а также рекультивационное воздействие на загрязненные участки.
Среди олиготрофных болот на Обь-Иртышском междуречье преобладают со-сново-кустарничково-сфагновые (рямы) сообщества. На участках нефтезагрязне-ния происходит увеличение трофности, очевидно, сопряженное со степенью загрязнения, кратностью и возрастом разливов и непосредственно связанное с долей олиготрофных элементов, сохраняющихся в растительном покрове. При этом диапазон колебания трофности в силу неоднозначности воздействия загрязнителей варьирует в достаточно широких пределах, от 4,1 до 11,8 (в естественных условиях трофность около 3). Пока-
затель гидроморфности при загрязнении либо не изменяется вообще, либо в условиях сильного загрязнения нефтью возрастает на 5-10% (от средних значений, присущих естественным сообществам). Подобная тенденция выражена и при гидрологических нарушениях, хотя максимальный прирост значений гидроморф-ности составляет в этом случае 14%.
Особенности экологических условий рекультивированного сосново-кустарнич-ково-сфагнового болота заключаются в резко возрастающей трофности местообитаний положительных элементов микрорельефа - до 8,2-13 баллов. В то же время переувлажнение на отрицательных элементах микрорельефа выявляется по пятнам с полным отсутствием возобновления растительности (так называемым отрицательным индикаторам).
Ограниченный в общем прирост степени увлажненности при различных видах антропогенных нарушений сосново-кустарничково-сфагновых болот обусловлен особенностями их деятельного торфяного горизонта мощностью 20-50 см (иногда и больше) с небольшим содержанием влаги. Обладая очень высокой влагоемкостью (до 700-1000%), верховой сфагновый торф впитывает поступающую избыточную воду и тем самым препятствует резкому подъему грунтовых вод и переобводнению болота.
Особое место среди болотных ландшафтов занимают олиготрофные грядово-мо-чажинные комплексы, наиболее широко представленные на севере рассматриваемого региона. При нефтезагрязнениях отмечается незначительное увеличение трофности и увлажненности для всех элементов грядово-мочажинного комплекса. Нами был обследован фрагмент грядово-мочажинного болота со старовозрастным разливом (15-16 лет), подвергшийся рекультивации. При механической обработке загрязненного грунта специфические формы болотного микрорельефа на этом участке
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.