Состояние растительности на переходных болотах Западной Сибири при нефтяном загрязнении

СОСТОЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПЕРЕХОДНЫХ БОЛОТАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ПРИ НЕФТЯНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ

Серикова Е.С., Казанцева М.Н.

It is shown that oil pollution of transitive bogs makes negative impact on a condition of all components phutocoenosis: leads to oppression and destruction of plants, to decrease in efficiency living soil-cover, to redistribution in it to a role of separate groups of plants. The size of negative changes is directly proportional intensity of oil pollution.

Западная Сибирь является главной нефтедобывающей базой России. Здесь добывается почти 70% Российской нефти. С добычей нефти связан целый комплекс острых экологических проблем, важнейшей из которых является проблема углеводородного загрязнения. На промыслах Тюменской области с каждым годом происходит увеличение площади загрязненных земель и обновление свежей нефтью ранее загрязненных участков.

Одной из актуальных экологических проблема региона является нефтяное загрязнение болот. Это связано с высокой заболоченностю ЗападноСибирской равнины, достигающей местами 80%. Зональным типом болот в районе исследования являются верховые олиготрофные болота. Низинные и переходные типы болот имеют меньшее распространение и в значительно меньшей степени изучены последствия загрязнения их нефтью.

Цель настоящего исследования - оценить состояние растительности переходных болот при нефтяном загрязнении различной интенсивности.

Материалом послужили данные трех пробных площадей - двух опытных и одной контрольной (К). Опытные площади представляют собой участки нефтяного загрязнения 2008 года. Объем вылитой нефти на первой площади (ПП1) составил 1 тонну, на второй (11112) - 4 тонны. Размер каждого участка 2500 м2 (50х50м).

Древесная растительность на пробных площадях представлена болотной формой сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) и березой пушистой (Betula pubescens), не образующих сомкнутого насаждения. Все пробные площади характеризуется относительно одинаковыми экотопическими условиями и возрастом деревьев, что определяет их близкие морфофизиологические и таксационные и характеристики.

На загрязненных участках было отмечено значительное увеличение доли угнетенных и погибших деревьев по сравнению с контролем. На ПП1 деревья указанных категорий составляют 63,4% от их общего количества, на ПП2 - этот показатель еще выше (78,0%), что объясняется большей интенсивностью нефтяного загрязнения. Учитывая относительно небольшой срок, прошедший с момента загрязнения, можно ожидать, что со временем доля погибших деревьев на обоих опытных участках будет увеличиваться за счет экземпляров находящихся в настоящее время в неудовлетворительном состоянии.

Деревья разных пород проявили различную реакцию на загрязнение. Для сосны не было выявлено достоверных различий в состоянии древостоя на контрольной и опытных площадях. Погибших и угнетенных деревьев этой породы на всех участках значительно больше, чем здоровых (рис.1). Очевидно, состояние сосны в данном случае определяется какими-то другими, скорее всего естественными, причинами (возрастом, локальными условиями произрастания и др.).

<и О

н о

о «

0)

Л

«

«

ьч п о tí

К. ПП1 ПП2

сосна

погиб

неуд

уд

К. ПП1 ПП2 береза

Рисунок 1- Соотношение деревьев разных пород по категориям состояния на пробных площадях

А вот береза зависимость от загрязнения нефтью проявляет достаточно четко. Если в контроле все деревья имеют удовлетворительное состояние, то с возрастанием степени загрязнения отмечается существенное увеличение доли ослабленных (неуд.) и погибших берез. На ПП2 к этим категориям в общей сложности относится уже более 80% деревьев.

На пробных площадях в целом было отмечено естественное возобновление трех древесных пород: сосны, березы и осины (Populus trémula). Основную массу подроста и в контроле и в опыте составляют сосна и береза. Осина представлена только на одном участке (ПП1) единичными экземплярами.

Общее количество подроста всех пород в контроле выше, чем на опытных участках (табл. 1). Высокие значения коэффициента вариации указывают на выраженную неравномерность размещения подроста по площади, особенно заметную для лиственных пород. Если в контроле в основе такой неравномерности лежат естественные причины (количество и характер размещения мочажин, плотность моховой подушки и травяно-кустарничкового яруса), то на опытных участках добавляются дополнительные факторы, связанные с количеством вылитой нефти и особенностями ее распространения по площади.

Таблица 1 - Количество подроста на пробных площадях

Порода Контроль ПП 1 ПП2

Х±т СУ Х±т СУ Х±т СУ

Сосна 1,6± 0,3 47,7 0,7±0,4 219,3 0,3+0,2 288,6

Береза 0,7+0,2 144,3 0,6± 0,2 305,6 0,5+0,2* 400,2

Осина - - 0,5±0,2 312,3 - -

Всего 2,2±0,7 39,3 1,7±0,6 52,6 0,95±0,2 114,4

Примечание (здесь и далее): Х±т - среднее значение показателя с ошибкой, СУ -коэффициент вариации, %; * - различия с контролем достоверны при Р < 0,05

При распределении подроста по категориям состояния просматривается прямая зависимость от интенсивности загрязнения. Причем для хвойного и лиственного подроста эта зависимость имеет общий характер. В контроле весь подрост находиться в удовлетворительном состоянии. На загрязненных площадях доля удовлетворительного подроста в значительной степени сокращается, а доля погибшего - растет.

(и н о о

сР

«

о

с «

ьч ч

о «

100% 80% 60% 40% 20% 0%

/1\ 71

100

21,6

54,1

24,3

У

25,8

54,8

19,4

А

г

К ПП1 ПП2

пробные площади

погиб

неуд

уд

Рисунок 2- Распределение подроста всех пород по категориям состояния на пробных площадях

Влияние нефтяного загрязнения на живой напочвенный покров отражается на его интегральных характеристиках (табл. 2). В контроле покров хорошо развит, имеет равномерное распространение по площади; общее проективное покрытие его достоверно выше, чем на загрязненных участках. Загрязненные территории имеют меньший показатель видовой насыщенности. Здесь встречаются участки полностью лишенные растительности. Сохранность покрова зависит от особенностей микрорельефа болотного фитоценоза. Лучше сохраняется растительность на свободных от нефти вершинах кочек.

Под влиянием нефтяного загрязнения на опытных участках снижается продуктивность живого напочвенного покрова. Это проявляется в уменьшении биомассы наземной части растений.

Таблица 2 - Характеристика живого напочвенного покрова на пробных площадях

Показатель Контроль ПП 1 ПП 2

Х±т СУ Х±т CV Х±m CV

Проективное 93,2±2,3 9,2 77,3± 1, 5 * 46,7 63,2±2,4* 67,4

покрытие, %

Видовая 3,8±0,2 9,8 2,3±0,3 * 33,4 2,0±0,2* 53,5

насыщенность,

видов/кв.м

Фитомасса, 86,5±4,8 12,4 52,7±5,6 23,9 47,5± 16,2 76,2

г/кв.м

На загрязненных участках отмечаются существенные перестройки в структуре живого напочвенного покрова, происходит перераспределение в нем роли различных групп растений (рис.3). Доля трав на загрязненных участках возрастает, что может свидетельствовать об их большей устойчивости к нефти. Эта группа представлена в основном осоками и пушицей, на устойчивость которых к нефтяному загрязнению указывается и в других исследованиях. Наименьшая устойчивость к нефти отмечена у вересковых кустарничков. На ПП2 их доля в живом напочвенном покрове по сравнению с контролем уменьшилась почти в 3 раза, что привело к росту относительной доли мхов.

и

о &

о с и

к ч о

100% 80% 60% 40% 20% 0%

28,6

34,7

36,7

23,2

21,2

55,6

У

37,5

12,5

50

К ПП1 ПП2

Пробные площади

мхи

кустарнички

травы

Рисунок 3- Соотношение разных групп растений на пробных площадях

Таким образом, нефтяное загрязнение переходных болот оказывает негативное влияние на состояние всех структурных компонентов фитоценоза: приводит к угнетению и гибели растительности, к снижению продуктивности живого напочвенного покрова, перераспределению в нем роли отдельных групп растений. Величина дигрессионных изменений болотного фитоценоза прямопропорциональна интенсивности нефтяного загрязнения.