Активное развитие нефтяной и газовой промышленности не могло не сказаться на состоянии окружающей среды. Бурение скважин, трубопроводов, добыча, транспортировка углеводородов и другие технологические процессы не проходят бесследно. Живые организмы испытывают на себе колоссальное влияние от данных видов деятельности; страдают как наземные, так и водные экосистемы. Растительность районов производства работ деградирует или сменяется видами-«пионерами» [1]. Береговые фитоценозы уже не в состоянии сдерживать процессы водной и ветровой эрозии, что приводит к смыву почвенных частиц в водотоки. А увеличение количества взвешенных веществ в воде отрицательно сказывается на гидробионтах, в том числе на ценных промысловых видах, таких как тихоокеанские лососи.
Цель представленной работы: дать оценку и сравнить состояние фитоценозов на берегах подконтрольных рек Ай и Фирсовка Долинского района в зависимости от метода прокладки нефте- и газопроводов, а также рассмотреть последствия влияния траншейного и горизонтально-направленного методов прокладки на фитоценозы на примере этих рек.
Практическая значимость исследования заключается в возможности оценки влияния указанных методов прокладки трубопроводов на видовой состав растений на затрагиваемой территории и последствий работ по строительству и эксплуатации нефтегазопроводов.
Научная значимость рассматриваемого вопроса заключается в том, что данные исследования позволяют оценить антропогенное воздействие на окружающую среду, в частности, растительные сообщества, а также в принципиально ином подходе к вопросам рекультивации нарушенных земель, который предполагает не только формальное выполнение данного этапа работ, но и экологический подход к осуществлению обязательных мероприятий по восстановлению антропогенно нарушенных территорий.
Итак, нами были рассмотрены два водотока: р. Ай и р. Фирсовка Долинского района р. Ай берет начало на восточных склонах северной части Южно-Камышового хребта. В средней части водосбора распространены редкие пихтовые леса с примесью березы, в нижней части – гари, вторичные леса, вдоль русла – пойменные лиственные леса, встречается болотная растительность [5]. Учитывая слабую задернованность склонов р. Ай (гари, вторичные леса), в рассматриваемом районе широко развиты процессы эрозии почв. Эрозионные процессы проявляются в таких формах, как плоскостной смыв, русловая эрозия, оползание почвенно-грунтовых масс и выдувание.
Река Фирсовка берет начало с хребта Шренка и впадает в залив Терпения. Бассейн её характеризуется большой облесенностью. Склоны водотока крутые, местами берега зажаты в ущельях. Из современных физико-геологических процессов наиболее широко развиты гравитационные процессы на склоновых формах рельефа. К этим процессам относятся осыпи, обвалы, оплывины, лавины [5].
Для исследования состояния растительности рек, прокладка трубопроводов через которые была осуществлена различными способами, было выбрано по две станции на каждой реке: в месте прокладки нефтегазопровода и в месте, не затронутом деятельностью человека и сохранившем естественный рельеф и видовой состав растительности.
Материал и методика исследований
При проведении экологического анализа флоры исследуемого района руководствовались «Методическими рекомендациями к выполнению практических заданий по полевой практике по общей экологии», а при обработке данных – учебным пособием по Биометрии Г.Ф. Лакина [7]. Растения определяли в полевых условиях при помощи «Определителя растений советского Дальнего Востока» [3].
Результаты исследований и их обсуждение
Проведя комплексную обработку собранного материала, выявили, что растительность на площадках представлена в основном, сахалинским крупнотравьем: Petasites amplus, Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm., Cirsium kamtschaticum Ledeb. ex DC., Filipendula camtschatica (Pall.) Maxim. Встречаются Trillium camschatcense Ker-Gawl., Ranunculus repens L. Видовой состав включает до 50 видов сосудистых растений, имеются заносные и сорные виды.
Проведенные расчеты позволяют сделать вывод о том, что на первом участке исследования, на реке Фирсовка, в районе, не затронутом деятельностью человека, насчитывается 54 вида растений, преобладают в основном следующие экологические группы растений: факультативные гелиофиты (50 %), мезофиты по отношению к увлажнению (83 %) и богатству почвы (61 %). По-видимому, это связано с климатическими условиями района исследования. В условиях Сахалина – это муссонный климат умеренных широт, где увлажнение всюду преимущественно избыточное, поэтому ксерофитов здесь немного [6]. В районе исследования преобладают бурые лесные почвы со средним коэффициентом плодородности, а значит, здесь приспособились жить мезотрофы. Относительно большое количество гелиофитов обусловлено тем, что на данной территории помимо смешанных лесов представлены луга, сложенные видами, приспособленными к обитанию в условиях достаточного освещения.
В районе проложения трассы нефтегазопровода через реку Фирсовка (рис. 1) насчитывается 36 видов растений, выражено преобладание других экологических групп растений: по отношению к свету – теневыносливые (52 %), светолюбивые (48 %); по отношению к влаге – гигрофиты (48 %); по отношению к богатству почв – мезотрофы (62 %), увеличивается доля олиготрофов по сравнению с первой точкой исследования. Большое число видов-гелиофитов и теневыносливых видов связано с тем, что в связи с антропогенным вмешательством на данной территории частично уничтожена лесная растительность. А вследствие нарушения почвенно-плодородного слоя, постоянного движения здесь тяжелой техники изменилась водопроницаемость почвы, нарушился дренаж, что привело к скапливанию воды на поверхности и частичному заболачиванию, несмотря на то, что сам процесс рекультивации нарушенных земель должен предполагать размещение гидромелиоративных и дренажных сооружений [4]. Такие сооружения в исследуемом районе отсутствуют. Это и вызвало появление здесь видов-гигрофитов, приспособленных жить в условиях избыточного увлажнения.
Рис. 1. Место прокладки нефтегазопровода через р. Фирсовка
Для суждения о различиях между контрольными и антропогенно нарушенными участками был расчитан коэффициент флористического сходства между всеми исследованными биотопами и выяснено, что единственный вид, который характерен для всех четырех станций исследования, – Trifolium pratense L. Полагаем, что это обусловлено достаточной по сравнению с другими видами толерантностью клевера по отношению к условиям увлажнения, освещения, к температуре. Однако данный вид достаточно требователен к богатству почвы, поэтому ухудшение свойств и состава почвы ведет к угнетению его частей: уменьшению длины стеблей, площади листовых пластин, размера цветков и т.д.
Методом составления вариационных рядов по признаку длины стебля выяснили, что различия между морфометрическими показателями растений, а именно, исследованного вида (T. pretense) на незатронутой территории и на участке, подвергшемся антропогенному изменению, существенны. Такая же закономерность прослеживается и на участках исследования в бассейне реки Ай.
Также установили, что в бассейне р. Ай, в районе, не затронутом деятельностью человека, насчитывается 36 видов растений, преобладают в основном следующие экологические группы растений: факультативные гелиофиты (55 %), мезофиты по отношению к увлажнению (80 %) и мезотрофы (75 %). Это также связано с климатическими и почвенными условиями района исследования. Относительно большое количество видов-сциофитов связано и с тем, что на данной территории произрастают преимущественно смешанные леса, где представлены виды, приспособленные жить в условиях недостаточного освещения и большое количество света может быть для них губительно.
Однако в районе проложения трассы нефтегазопровода через реку Ай (рис. 2) насчитывается всего 12 видов растений и выражено преобладание других экологических групп растений: по отношению к свету – светолюбивые (83 %); по отношению к влаге – мезофиты (83 %); по отношению к богатству почв – олиготрофы (83 %).
Рис. 2. Место прокладки нефтегазопровода через р. Ай
Большое число гелиофитов связано с тем, что вследствие антропогенного вмешательства на данной территории полностью уничтожена лесная растительность.
Увеличивается доля олиготрофов по сравнению с их количеством в бассейне реки Фирсовка в месте прокладки трубопровода горизонтально-направленным методом. Полагаем, что причина этого явления обусловлена значительным нарушением почвенно-плодородного слоя и последующих почвенных горизонтов, что привело к обеднению минеральными и органическими веществами верхнего слоя, где в основном и залегают корни растений. Поэтому на данный момент всё более обширные территории занимают растения-«пионеры», которые, благодаря своей экологической стратегии, а иногда и широкой экологической пластичности, способны конкурировать с другими видами и выживать в неблагоприятных и зачастую ухудшающихся условиях среды [1]. Здесь такими видами являются Equisetum pratense L., Capsella bursa-pastoris (L.) Medic., Oxalis acetisella L. и т.д.
Сравнивая морфометрические показатели растений на данном участке, где прокладка нефтегазопровода осуществлялась траншейным методом, с такими показателями на участке в бассейне р. Фирсовка, где прокладку осуществлялась горизонтально-направленным методом, выяснили, что различия между данными показателями существенны.
Стоит отметить, что такие различия прослеживаются на протяжении двух лет исследования.
Следовательно, воздействие на фитоценозы бассейнов рек при прокладке нефтегазопровода горизонтально-направленным методом менее губительно и антропогенная нагрузка ниже, чем при ведении тех же работ траншейным методом, при котором происходит глубокое нарушение почвенных горизонтов и полное уничтожение растительного покрова в месте разработки [2]. Слабая задернованность берегов водотока ведет к большему смыву почвенных частиц в воду, что увеличивает толщину илового наноса и содержание взвешенных частиц в воде. А это в свою очередь ухудшает условия существования гидробионтов. Наиболее четко это влияние будет выражено на р. Ай, которая является ценным нерестовым водотоком. Также были отмечены активно проходящие процессы эрозии: плоскостной смыв, русловая эрозия, оползание почвенно-грунтовых масс и выдувание.
Выводы
В ходе проведенных исследований и анализа собранного материала пришли к заключению о том, что в результате производственных работ по прокладке нефтегазопровода через указанные водотоки был нанесен существенный урон растительному покрову. Выявлено значительное изменение биотопов, обусловленное снятием почвенно-плодородного слоя в процессе хозяйственной деятельности, разработкой глинистого подпочвенного слоя, нарушением аэрации и дренажных свойств почвы. В результате таких изменений почвенного слоя возник биотоп с иными, качественно более низкими условиями среды. Выяснили, что на антропогенно нарушенных территориях произошли следующие изменения: изменился видовой состав растений, уменьшилось количество видов, произрастающих на затронутых участках. Многие виды были вытеснены более приспособленными растениями-«пионерами» или видами-эврибионтами.
Также выявили, что антропогенное изменение исследуемых территорий, оказало влияние на морфометрические показатели растений, в частности, на морфометрические показатели исследованного вида – Trifolium pratense. Сравнивая по воздействию на почвенно-плодородный слой и фитоценозы прокладку нефтегазопровода траншейным и горизонтально-направленным методами установили, что условия для существования растений в районе прокладки нефтегазопровода горизонтально-направленным методом более благоприятны, чем в районе, где работы осуществляли траншейным методом. То есть в первом случае воздействие на фитоценозы бассейнов рек менее губительно, и антропогенная нагрузка ниже, чем во втором, когда происходит глубокое нарушение почвенных горизонтов и полное уничтожение растительного покрова в месте разработки.
Резкие различия между фитоценозами, не затронутыми хозяйственной деятельностью, и фитоценозами, подвергшимися влиянию человека, могут также быть следствием недостаточной рекультивации земель после завершения работ по прокладке нефтегазопровода.
Особенно тщательно в этом случае следует проводить биологический этап рекультивации, включающий комплекс фитомелиоративных и агротехнических мероприятий. В ходе фитомелиорации следует использовать растения, наиболее характерные для Сахалина: Festuca rubra L., F. Pratensis Huds., Phleum pratense L., Trifolium pratense L., Beckmannia syzigachne (Steud.) Fern., Bidens tripartite L. Эти растения образуют прочную дернину, обладающую значительной связностью, плотностью и упругостью. Например, хорошо развившаяся дернина Festuca rubra (при влажности почвы 80 % к полной влагоемкости) имеет несущую способность до 22 кг на квадратный сантиметр, в 2 раза выше, чем у заносного вида Bromopsis inermis (Leys.) Holub, который также часто используют для рекультивационных мероприятий [4].
Таким образом, мы имеем дело с нерациональным принципом природопользования, который усугубляется неверным подходом к рекультивации нарушенных земель после завершения работ по прокладке нефтегазопровода.
Рекультивация нарушенных земель изначально имеет своей главной целью улучшение условий окружающей среды и полное восстановление продуктивности нарушенных земель посредствам технических и биологических методов. Это позволяет избежать более серьезных последствий антропогенного вмешательства – уменьшения биоразнообразия, опустынивания территории или ее заболачивания.
Рецензенты:
Ерёмин В.М., д.б.н., профессор кафедры экологии и природопользования естественнонаучного факультета, ФГБОУ ВПО «Сахалинский государственный университет», г. Южно-Сахалинск;
Простаков Н.И., д.б.н., профессор кафедры зоологии и паразитологии биолого-почвенного факультета, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет», г. Воронеж.
Работа поступила в редакцию 06.02.2013.
Библиографическая ссылка
Романова Г.Н., Ефанов В.Н., Кордюков А.В., Михайлова К.Э., Бянкина К.Е. ВЛИЯНИЕ ТРАНШЕЙНОГО И ГОРИЗОНТАЛЬНО-НАПРАВЛЕННОГО МЕТОДОВ ПРОКЛАДКИ НЕФТЕГАЗОПРОВОДА НА СОСТОЯНИЕ ФИТОЦЕНОЗОВ В БАССЕЙНАХ РЕК АЙ И ФИРСОВКА ДОЛИНСКОГО РАЙОНА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 4-3. – С. 655-659;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31250 (дата обращения: 15.09.2024).