Факторы устойчивости насаждений сосны Бузулукского бора

общая биология

Колтунова Александра Ивановна ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ НАСАЖДЕНИЙ ...

УДК 630.52

ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ НАСАЖДЕНИЙ СОСНЫ БУЗУЛУКСКОГО БОРА

© 2016

Колтунова Александра Ивановна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры лесоведения,

озеленения и защиты леса Оренбургский государственный университет, Оренбург

Аннотация. В статье представлена характеристика Бузулукского бора, как одного из уникальных природных явлений России. Проанализированы литературные источники по истории исследований насаждений бора,приводится описание почвенного покрова, грунтовых вод, климатических показателей за столетний период. Проведена оценка биоразнообразия флоры и фауны бора, указаны показатели рекордно высокой биологической продуктивности дре-востоев сосны в бору, на основе чего выдвигается предположение, что одним из факторов устойчивости насаждений бора следует считать наличие нефтяных месторождений, залегающих в нефтеносных горизонтах геологических структур биогеоценоза, поскольку анаэробная биота этих горизонтов в процессе переработки нефти обеспечивает приток углекислого газа в корнеобитаемые слои почвы. Детально проанализировано антропогенное воздействие на фитоценозы лесного массива, история разведки и добычи нефти в бору и выдвинут тезис о возможной экологической катастрофе в данной экосистеме в связи с возобновлением добычи нефти на территории национального парка Бузулукский бор,начиная с марта 2016 года. Последствия этого неминуемо приведёт к нарушению круговорота углекислого газа, разрушению углеродного каркаса и гибели экосистемы в обозримом будущем.

Ключевые слова: устойчивость насаждений, состояние флоры, Бузулукский бор, антропогенное воздействие, техногенное воздействие, последствия.

FACTORS OF STABILITY OF PINE PLANTATIONS BUZULUK BORON

© 2016

Koltunova Alexandra Ivanovna, doctor of agricultural sciences, the professor of chair of biogeocenologia,

gardening and wood protection Orenburg state agrarian university, Orenburg

Abstract. In article the characteristic of the Buzuluksky pine forest, as one of the unique natural phenomena of Russia is presented. The analysed references on history of researches pine forest planting the description of a soil cover, subsoil waters, climatic indicators for the centenary period is resulted. The estimation of a biodiversity of flora and pine forest fauna is made, indicators of record-breaking high biological efficiency of forest stands of a pine in a pine forest on the basis of what the assumption is put forward are specified, that one of factors of stability of planting of a pine forest should consider presence of the oil deposits lying in petroliferous horizons of geological structures of biogeocenosis as anaerobic biothat these horizons in the course of oil refining provides inflow of carbonic gas to a root manned layers of earth. Anthropogenous influence on phitocenosis a large forest is in details analysed, investigation and oil recovery history in a pine forest and will put forward the thesis about possible ecological accident in given ecosystem in connection with oil recovery renewal in territory of national park Buzuluksky a pine forest since March, 2016. Consequences of it will result in infringement of circulation of carbonic gas, destruction of a carbon skeleton and destruction ecosystems in the foreseeable future.

Keywords: tree-stands sustainability, flora condition, Buzuluk pine wood, anthropogenic impact, technogenic impact, consequences.

Бузулукский бор - единственный в Европе лесной массив значительной площади -111 тыс. га.[1] в открытой степи. Бор расположен в подзоне северных разнотравно-злаковых степей степной зоны в блюдцевидном понижении, имеющем абсолютные отметки на 100 - 160 м ниже окружающей территории. Бузулукский бор - колыбель русского лесоведения, ему посвящены работы Г.Ф.Морозова [2], Г.Н.Высоцкого [3], А.П. Тольского [4], В.Н.Сукачева [5], В.Г.Нестерова [6], Е.Д. Годнева [7] и многих других исследователей.

Для бора характерна высокая производительность древостоев - сосна достигает высоты 40 м и более (1а -1в классы бонитета), запасы древесины достигают 700 м3/ га, что в два раза выше средних по России [8].

Почвообразующие породы отличаются, как правило, лёгким механическим составом, бедностью водорастворимых солей, хорошей водопроницаемостью, низкой влагоёмкостью и хорошей аэрацией. Материнской породой для большей части территории бора является жёлто-бурый среднезернистый песок, т.е. древостои бора закрепляют своей корневой системой более семидесяти тысяч га песков [9].

Под мощными песчаными отложениями имеются огромные запасы грунтовых вод, связанных в единую систему, так, грунтовые воды второй надпойменной террасы находятся во взаимосвязи с водами первой, рекой Боровкой и озерами, уровень залегания грунтовых вод на первой террасе - 3 м на второй - 3 - 6 м и на третьей - более 6 м.

Климатические показатели, в основном, соответствуют зоне сухих степей, однако в ряде случаев проявляется тенденция их дрейфа к лесостепным особенностям климата, так, абсолютная минимальная температура января -50°С (1940г.), абсолютная максимальная тем-

пература июля +48°С (1926г.), что свидетельствует о резкой континентальности климата. Среднегодовое количество осадков за период с 1905 по 1999 годы - 490,5 мм, максимальное - 785 мм (1926г.), минимальное - 287 мм (1923г.). Средняя продолжительность вегетационного периода - 169 дней. Из неблагоприятных факторов внешней среды следует отметить периодически повторяющиеся засухи, исключительно засушливыми (ГТК менее 0,40) за период наблюдений были 1933, 1972, 1996, 1998 годы, с сильными засухами -1921, 1923, 1951, 1957, 1975, 1991, 1992, 1995, 1999, 2001, 2002, 2007 годы.

Таким образом, сосновые древостои бора, произрастая на юго-восточной границе ареала сосны, существуют в крайне неблагоприятных природно-климатических условиях, что требует повышенной устойчивости лесных экосистем, а это, в свою очередь, требует значительного биоразнообразия.

Флора Бузулукского бора включает 679 видов, 353 рода, 96 семейств сосудистых растений [10], 229 родов представлены одним видом, кроме того, значительна доля редких видов, занесённых в Красные книги РФ и Оренбургской области. На территории бора обитают 55 видов млекопитающих, 180 видов птиц, 8 видов рептилий, 6 видов амфибий, 24 вида рыб [9]. Можно сделать заключение, что Бузулукский бор является генетическим резерватом ценных для селекции видов флоры, толерантных к неблагоприятным факторам среды [11]. К факторам, обеспечивающим устойчивость фитоценозов Бузулукского бора, следует отнести, в первую очередь, его почвенно-гидрологические условия с оптимальным для сухой степи сочетанием уровня залегания грунтовых вод и механического состава почвогрунтов [12]. Однако рекордная для степных боров биологическая продуктивность древостоев сосны (например, по нашим данным:

Колтунова Александра Ивановна общая

ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ НАСАЖДЕНИЙ ... биология

возраст 11 лет, фитомасса в абсолютно сухом состоянии

- Бузулукский бор - 47,3 т/га, Аман-Карагайский бор в Тургайском проливе - 13,9 т/га) дает основание считать, что анаэробная биота геологических структур, перерабатывая нефтяные запасы, обеспечивает оптимальное, благодаря хорошей газопроницаемости песчаных подстилающих пород, содержание углекислого газа в кор-необитаемых почвенных горизонтах. Углекислый газ в почвах - не только фактор питания для корневой системы [13], но и фактор устойчивости лесного фитоценоза, что наглядно демонстрирует Шерегешский липовый массив в Горной Шории, где липовые древостои в крайне неблагоприятных условиях среды образуют насаждения в строгом соответствии с границами месторождения угля [14].

Флора и фауна Бузулукского бора представлена как лесными, так и степными видами, а кроме того имеют место трансформации сообществ под воздействием хозяйственной деятельности человека.

Начало освоения территории Оренбуржья, как утверждают историки, уходит в эпоху неолита и на протяжении всего периода присутствия человека в этих местах происходило активное уничтожение лесов, так, Ф.Т.Кеппен (1885), ссылаясь на А.А. Рехенберга, пишет

- "нынешние оренбургские степи в глубокой древности изобиловали хорошими лесами, истребленными в последствии времени полудикими азиатскими народами, кочевавшими здесь до начала 18-го столетия" (цит. по [14]). "После беспощадной вырубки, сначала кочевниками, а затем оседлым населением, сосновых боров вдоль всего русла р. Самары, начиная с ее истоков, по которым Бузулукский бор соединялся со ставропольскими (Самарская область) и другими приволжскими (а возможно, с приилекскими и иными) ленточными борами,-пишет А.И.Климентьев [11],- он превратился в маленький островок (площадь 866 км2, в т.ч. 566 км2, или 65%,

- в Оренбургской области) среди степного Высокого сыртового Заволжья, являясь самым крупным лесным массивом в степных условиях." (с. 9).

В настоящее время Бузулукский бор имеет статус национального парка, однако это не привело к снижению антропогенного пресса - число рекреантов превышает 100 тысяч в год, проходящая по территории железная дорога, хранилище боеприпасов, прославившееся пожаром на арсенале, приведшем к неконтролируемым взрывам в 2012г. и значительное количество пробуренных нефтяных скважин - все эти симптомы массированного антропогенного давления резко увеличивают опасность катастрофического развития событий, поскольку "ахиллесова пята" этого лесного массива - лесные пожары, так, за период с 1990 по 2007 годы в бору зарегистрировано 637 пожаров с площадью от 0,1 (1990г.) до 208 га (1996г.), в абсолютном большинстве случаев причина возгорания - человеческий фактор. Насаждения бора относятся, в основном, к 1-му и 2-му классам пожарной опасности, в прошлом неоднократно пройдены верховыми пожарами, так, по данным Я.Н. Даршкевича за период с 1760 по 1980 годы крупными верховыми пожарами пройдено 79445 га [9], таким образом, по относительной горимости бор относится к "чрезвычайной категории", по площади пожаров - к "высшей категории".

Кроме того, данный лесной массив произрастает на территории зоны воздействия испытания ядерного оружия на Тоцком полигоне 14 сентября 1956г. (мощность бомбы, по некоторым оценкам, порядка 40 килотонн [15]), полигон расположен в сорока километрах от г. Бузулука, т.е. бор подвергся радиационному загрязнению (по тем же оценкам, превышающем Чернобыльское), воздействие и последствия которого на данный биогеоценоз никто детально не изучал.

С 1953 года в Бузулукском бору началась разведка месторождений нефти и газа, вначале мелким бурением, затем с 1959г. - глубоким. В целом за период поисково-разведочных и эксплуатационных работ с 1953 по 1973 54

годы было пробурено 102 структурных, 59 поисково-разведочных, 3 эксплуатационных скважины. Основные запасы сырья на территории бора сосредоточены на трех месторождениях: Могутовское - 2,7 млн.т. нефти, 2 млрд. м3 газа; Воронцовское - 19,5 млн.т. нефти, 0,6 млрд. м3 газа; Гремячевское - 2 млн.т. нефти, 0,7 млрд. м3 газа. Разведанные месторождения занимают 15% площади лесного массива [9]. Исследования отдаленных(15 - 20 лет) последствий буровых работ, выполненных Боровой ЛОС ВНИИЛМ, показало наличие химического загрязнения почв, почвообразующих пород, подземных вод, поверхностных водоемов, нарушения почвенного и растительного покровов, появление техногенных ландшафтов, "техногенных солончаков" и т.п., поэтому в 1973 году разработка месторождений была прекращена.

Таким образом, массированное антропогенное воздействие, резко возросшее во второй половине двадцатого столетия, расшатывает устойчивость данного природного объекта, и в настоящее время есть объективные основания полагать, что Бузулукский бор близок к состоянию экологической катастрофы. Симптомами этого состояния следует считать недостаточность, а в ряде типов леса - отсутствие естественного возобновления, наличие очагов корневой губки, очагов массового размножения вредителей, включая черного усача, а также наличие верхового отпада не только в перестойных, но и в приспевающих древостоях.

В конце марта 2015 года было принято судьбоносное для этого уникального природного наследия решение о возобновлении добычи углеводородов на его территории.

Реализация указанного решения может оказаться последним историческим этапом существования данного лесного массива, поскольку особенности его насаждений и их состояние позволяют предсказать возможные последствия возобновления этих работ в Бузулукском бору, итак, перечислим их в порядке возрастания опасности воздействия:

1. Локальные загрязнения почвы, поверхностных и поземных вод, что закономерно приведет к образованию прогалин, пустырей, техногенных ландшафтов и т.п., как следствие - необходимость рекультивации загрязнённых территорий с соответствующими финансовыми затратами, конечный результат - уменьшение биоразнообразия флоры и фауны бора.

2. Увеличение пожарной опасности в связи с резким возрастанием количества работающей техники, персонала в лесу, по сути представляющем из себя "пороховую бочку", соответственно необходимо значительное увеличение финансирования профилактических противопожарных мероприятий (хотя это и не дает гарантии отсутствия возгораний).

3. Возникновение верховых и устойчивых низовых пожаров в Бузулукском бору может привести к вторичному загрязнению близлежащих территорий радионуклидами, поскольку, как уже указывалось, бор - жертва Тоцкого ядерного взрыва, а древостои, почва и все иные компоненты леса депонируют радионуклиды, причём в древесине они складируются наиболее надежно и в случае серьёзного пожара представляют безусловную опасность даже по истечении полувека.

4. Добыча нефти неминуемо приведет к снижению внутрипластового давления, а это, в свою очередь спровоцирует в обозримой перспективе падение уровня грунтовых вод, тем более, что в процессе добычи необходим забор воды из поверхностных источников в солидных количествах. Можно с уверенностью предположить, то этот процесс будет запущен в срок 5-10 лет. Учитывая крайне неблагоприятную ситуацию с гидрологическим режимом территории Оренбуржья - резкое обмеление крупных рек, пересыхание и исчезновение мелких, что в известной мере спровоцировано разработкой газовых и нефтяных месторождений в сочетании с высоким (более 60%) уровнем распаханности земель, следует считать,

Колтунова Александра Ивановна ФАКТОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ НАСАЖДЕНИЙ ...

что падение уровня грунтовых вод в Бузулукском бору будет необратимым и приведет к полной гибели растительности и распаду экосистемы.

5. Растительная биомасса содержит 50% чистого углерода, гумус почвы - около 60%, нефть - около 90%. Таким образом, перечисленные субстанции следует считать звеньями одной цепи, т.е. они представляют собой углеродный каркас экосистемы, взаимосвязаны и взаимообусловлены. Для Бузулукского бора нефтеносные пласты являются фактором, в определенной мере обеспечивающим существование фитоценозов. Бор - уникальный природный феномен, наглядно демонстрирующий объективность понятия «биогеоценоз», изъятие одного из системообразующих углеродных компонентов которого неминуемо приведет к снижению устойчивости оставшихся, что в условиях Оренбуржья и при сниженной устойчивости Бузулукского бора гарантирует гибель лесного массива и в длительной временной перспективе формирование иной экосистемы, причем, безусловно, не лесной.

Таким образом, перечисленные возможные последствия добычи углеводородов в Бузулукском бору объективно ускорят процесс опустынивания территории как Оренбургской области, так и соседних регионов . Процесс этот растянут во времени, но исчезновение столь значительного лесного массива неминуемо обеспечит в течение, максимум, столетия, а при стечении обстоятельств и раньше, обретение Европейским континентом собственной пустыни.

общая биология

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Основные положения организации и ведения лесного хозяйства в управлении лесами «Бузулукский бор» Министерства природных ресурсов РФ. 2002. 400 с.

2. Морозов Г.Ф. Типы лесных насаждений // Полн. Энциклопедия рус. с/х, 1905. Т.9. С. 1093 - 1130.

3. Высоцкий Г.Н. Бузулукский бор и его окрестности. Почвенно-ботанико-лесоводственный очерк // Лесной журнал, 1909. № 10. С. 50.

4. Тольский А.П. Метеорологические условия Бузулукского бора // Труды и исследования по лесному хозяйству и лесной пром-сти. Л., 1931. № 13. С. 130-152.

5. Сукачев В.Н. Типы леса Бузулукского бора // Труды и исследования по лесному хозяйству и лесной пром-сти. Л., 1931. № 13. С. 256.

6. Нестеров В.Г. Общий очерк Бузулукского бора и хозяйства в нем // Труды Бузулукской экспедиции, 1950. Т.2. С. 174.

7. Годнев Е.Д. Бузулукский бор: Исследования и опыты. 1903 - 1953. М.; Л.: Гослесбумиздат. 1953. 94 с.

8. Гурский А.А., Гурский А.А. Совершенствование методов оценки насаждений и ведения хозяйства в лесах Оренбургской области и Северного Казахстана. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2011. 404 с.

9. Бузулукский бор: эколого-экономическое обоснование организации национального парка. Екатеринбург: УрО РАН, 2008.186 с.

10. Кин Н.О. Флора Бузулукского бора (сосудистые растения). Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 278 с.

11. Климентьев А.И. Бузулукский бор: почвы, ландшафты и факторы географической среды. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 401 с.

12. Усольцев В.А. Колтунова А.И. О биологической продуктивности и устойчивости сосны на экотоне «Лес-степь» // Степи Северной Евразии: материалы VI международного симпозиума. Оренбург. 2012. С. 754-762.

13. Наумов А.В. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности. Новосибирск: СО РАН, 2009. - 208 с.

14. Усольцев В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: база данных и география. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 707 с.

15. Гринпис России.www.greenpeace.org/Russia/ru/

news/blogs/green-planet/blog/50570/, 2014._