CC BY
84
УДК 630
В.Н. Седых
Западно-Сибирский филиал ИЛ СО РАН, Новосибирск
РЕАКЦИЯ ЛЕСОВ И БОЛОТ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
Исследованиями установлено, что все повышенные формы рельефа техногенного происхождения в районах нефтегазового комплекса Западной Сибири, возникшие более 20 лет назад в лесах и болотах, в настоящее время покрыты сосновыми и сосново-березово-осиновыми насаждениями, значительно превышающими фоновые древостои того же возраста по всем таксационным показателям. На заболоченных землях на месте разливов нефти процесс возобновления растений подавлен. Участки же болот, загрязненные отходами бурения, в настоящее время покрыты лесной и болотной растительностью по биологическому разнообразию и продуктивности значительно превышающие ненарушенные болота. Результаты исследований свидетельствуют о значительных положительных последствиях воздействия техногенных факторов на природную среду, что следует учитывать при проведении различных природоохранных мероприятий.
V.N. Sedykh
West Siberian branch of V. N. Sukachev Institute of forest SB RAS, Novosibirsk
FOREST AND SWAMP REACTION TO TECHNOGENIC FACTORS EFFECT
It was established by the research that all the technogenic elevated land forms around West Siberian oil and gas complex which appeared in the forests and swamps more than 20 years ago are now covered with pine and pine-birch-aspen plantings considerably surpassing the background stands of the same age by all the inventory indices. On the oil spill swamp lands revegetation process is repressed. On the other hand, the swamp sites polluted by the oil well drilling waste are now covered with forest and marsh vegetation considerably surpassing (in its biodiversity and producing capacity) that of the non-disturbed swamps. The investigations testify to the essential positive effect of technogenic factors on natural environment, which should be taken into account when taking nature-conservative measures.
Многие лесные проблемы, актуальность которых возникла в начале освоения нефтегазовых месторождений в Западной Сибири, не решались и не решаются до сих пор, в основном ввиду слабой изученности того или иного вопроса или в силу не наступивших потребностей в их решении. Научная и популярная литература буквально наполнена с тех пор и поныне, что
нефтегазовый комплекс природной среде и, в частности, лесам, приносит только вред, и создавались без глубокого научного обоснования методы предотвращения или снижения этого вреда, которые практически нигде не оправдались. Это было естественно, так как в начале освоения углеводородов повсеместно были распространены разрушения лесов, а те зачатки возобновления лесных растений на этих разрушениях не принимались и сознательно не замечались.
Прошло несколько десятилетий. И сейчас повсеместно на всех техногенных формах рельефа и загрязнениях возникли леса, по своей биологической продуктивности превосходящие фоновые. И сама природа этим показывает, что пора приступить к пересмотру сложившихся представлений о только отрицательном воздействии нефтегазового комплекса на природную среду и приступать к глубоким исследованиям неожиданно для всех возникшего феномена - созидательной роли техногенных факторов в образовании лесов на разрушенных территориях нефтегазового комплекса.
При освоении нефтегазовых месторождений одними из первых объектов разрушения природной среды, являются захламленные вырубки лесов, в которых неминуемо впоследствии сгорают порубочные остатки при огневой очистке лесосеки, от оставленного костра посетителей тайги или от лесного пожара, возникшего от молнии. В результате образования минерального субстрата при сгорании органики и частичного рыхления поверхности трелевочными механизмами вырубки становятся наиболее благоприятными для возобновления леса. В настоящее время в сорокалетних насаждениях, возникших на вырубках, сумма площадей сечения, запас и его средний прирост более чем на 100 % превосходят фоновые насаждения. Возникшие молодняки имеют тенденцию развития насаждений III и IV классов бонитета. Эти данные указывают на то, что при проведении рубок леса с целью получения древесины, следует применять только сплошные узко-лесосечные рубки с оставлением семенников и огневой очисткой с частичным рыхлением поверхности, как рубок наиболее экологически и экономически оправданными.
Среди техногенных факторов, связанных с производственной деятельностью нефтегазового комплекса, наибольший ущерб природной среде за исключением разливов нефти наносит вымочка лесов, связанных с подпоплением. Вымочка лесов привела к гибели в основном низкопродуктивные сосняки Vб классов бонитета и карликовые леса и образованию на их месте обычных осоко-сфагновых болот, покрытых сухостойными древостоями. Причиной этому явлению являются применение европейских нормативов при сооружении линейных объектов, не учитывающих местные гидрологические процессы на переувлажненных поверхностях. В настоящее время, на месте вымоченных лесов, в результате обезвоживания и понижения грунтовых вод начинают возобновляться сосново-березовые сообщества, более продуктивнее фоновых. В связи с этим для активизации процесса лесообразования на месте вымочек необходимо проложить дренажную сеть, что обеспечит образование лесорастительных условий
благоприятных для формирования лесов более продуктивных и более биологически разнообразных исходных.
При возведении полотна дороги в суходольных лесах, природная среда в зоне шириной 20-30 м, примыкающей к дорогам полностью разрушается. В настоящее время вся эта зона покрыта лесными сообществами различного строения и продуктивности. Наиболее выдающимися по таксационным показателям характеризуются насаждения, возникшие на периферической части зоны, примыкающей к стенам фоновых насаждений.
На валах, образованных перемешанными грунтами с лесной подстилкой, пнями, обломками деревьев, шириной 10-15 м, высотой 1-2 м с бугристо-западинным рельефом, повсеместно присутствуют насаждения различного возраста из сосны, березы, осины, ивы. В возрасте 20 лет запас этих
-5
насаждений может достигать 100 м /га, что совершенно не встретишь в фоновых бруснично-лишайниковых и лишайниковых типах леса на всей территории средней и северной тайги Западной Сибири. Это превышает запас древостоев фоновых насаждений, отображенных в таблицах хода роста в 8-10 раз, и они имеют тенденцию развития насаждений I, II и III типов бонитета. На участках со срезанной поверхностью, характеризующимися плотными грунтами и плоской или прогнутой поверхностью, формируются лесные сообщества из всех видов лесообразующих пород, по продуктивности значительно ниже на валах и по таксационным показателям примерно одинаковы с фоновыми. Плотные грунты и застойное увлажнение, что является типичным для всей древной поверхности района исследований значительно снижает качество лесорастительных условий.
На откосах дорог также формируются естественным путем такой же продуктивности насаждения как в периферической зоне дорог, но они убираются в раннем возрасте сенокосными машинами.
Леса при дорогах, проложенных на болотах с торфяной залежью мощностью 2-4 м формируются также на откосах дороги и в придорожной части болот, но они занимают более узкую полосу. Дороги на болотах отсыпаются привозным грунтом и в связи с этим участки, прилегающие к дорогам, не разрушаются перемещением поверхностных отложений и торфов и болота остаются практически не затронутыми. Дороги от болот ограждены кюветами, заполненными водой, поросшие преимущественно тростником и рогозом. Древесные растения селятся на откосах дороги, которые постоянно убираются. Они образованы всеми лесообразователями, по таксационным показателям, не уступающим насаждениям на валах. Далее за кюветами за узкой полосой возобновившихся древесных растений просматривается полоса болот шириной 10-20 м, на которой низкорослые сосны заметно увеличили прирост в высоту. Эта зона стала более приподнятой и дренированной, что и привело к улучшению лесорастительных условий. Поселение древесных растений на болотах вблизи кювета и увеличение прироста высоты низкорослой сосны свидетельствует о тенденции замещения болот лесными сообществами, что нельзя считать отрицательными последствиями. Более того, пользуясь этими сведениями, можно было бы с помощью землеройной техники без
больших материальных затрат создать лесорастительные условия для естественного образования снегоудерживающих защитных лесных полос вдоль дорог.
На валах, возникших в суходольных лесах и на болотах в процессе прокладки трубопроводов, сложенные рыхлыми отложениями, перемешанными с лесной подстилкой, торфом, корнями и обломками деревьев, активно возобновляются всеми местными лесообразователями и образуют насаждения по всем таксационным показателям значительно превосходящие фоновые и, в частности, по продуктивности в 6-10 раз. Они развиваются по темпам роста I-III классов бонитета. Такой энергией роста характеризуются повсюду на валах все молодые насаждения смешанные насаждения, возникшие как на отдельных валах, так и в коридорах коммуникаций. Этот эффект обусловлен более высокой теплоемкостью валов, активным дренажем и дыханием древесных растений в совершенно иной физической структуре субстрата. Подобная информация свидетельствует о том, что совершенно бессмысленно оставлять на этих широтах почвенный разрез в его классическом виде с сохранением традиционных горизонтов. Сложившееся утверждение о ранимости природной среды и, в частности, лесов не подтверждается состоянием насаждений, возникших на месте полностью разрушенных фоновых лесоболотных экосистем. Результаты исследования послужат основанием для разработки совершенно новых технологий создания лесов высокой продуктивности, где будет задействована землеройная техника не для разрушения, а для созидания. Это позволит достаточно конструктивно решить проблему повышения продуктивности северных лесов, а также и решить проблему рекультивации нарушенных земель при эксплуатации нефтегазовых месторождений.
Образование насаждений на валах и других повышенных техногенных формах рельефа болот, неминуемо ведет к смене болот на леса и в целом увеличению лесистости районов нефтегазового комплекса Западной Сибири. В связи с этим, на заболоченных территориях простыми техническими приемами создать гривный рельеф и естественным путем залесить часть болотных систем и таким образом возвратить часть лесных земель, когда-то занятых болотами. Это позволило бы частично приостановить развитие болотообразовательного процесса в лесах, который продолжает осуществляться на равнине Сургутского Полесья.
На всех валах проложенных на болотах лесорастительные условия так же как в лесах, благоприятны для роста древесных растений. По мере снижения высоты валов и увеличения торфяной залежи и связанных с ней подстилающих условий для обитания леса снижаются. Во вновь возникших насаждениях увеличивается присутствие берёзы и снижается в целом продуктивность насаждений. Но тем не менее, на любой повышенной техногенной форме рельефа осуществляется возобновление древесных растений и постепенный процесс смены болот лесами и увеличение лесистости районов нефтегазового комплекса.
В настоящее время не предоставляется возможность установить реальную площадь возникших новых лесов. Это сложно ввиду их присутствия на
техногенных формах рельефа малого размера и использования дорогих крупномасштабных аэроснимков. При этом, следует учесть какой размер площадей болот отторгается под строительство техногенных объектов ежегодно, что еще более усложняет решение этой задачи.
На распланированных остатках штабелей песка, созданных гидронамывом также как и повсюду на повышенных формах рельефа начинает активный процесс лесообразования. В силу неровности рельефа поверхности, остатков штабелей, он протекает с различной активностью. В настоящее время склоны берегов водоёмов карьеров выработанных 20-30 лет назад, повсюду покрыты лесными сообществами из осины, берёзы, сосны, ивы. Он представляют собой отдельные высокопродуктивные и биологически разнообразные участки сомкнутых лесных сообществ и группы деревьев, приуроченных преимущественно к пологим берегам или уступам. На самой поверхности остатков штабелей процесс лесообразования протекает очень активно на увлажненных западинных участках. На микроповышениях поверхности естественное возобновление сильно затруднено в следствие постоянной просушки верхней толщи песка и развитой в связи с этим ветровой эрозии. Для ускорения процесса лесообразования на этих участках повсюду следует проводить работы по содействию естественному возобновлению или создавать лесные культуры. Одним из приёмов решения этой задачи может быть использован опыт лесной рекультивации шламовых амбаров.
Разливы нефти на болотах губительно влияют на весь видовой состав древесно-кустарниковых и травянистых растений, который длительно время не восстанавливается. Проводимая рекультивация нефтезагрязненных болот путём покрытия разливов нефти торфом несколько активизирует процесс восстановления исходной растительности. На промповышениях оставленных техников происходит возобновление древесных растений - берёзы, сосны и единично кедра, но процесс осуществляется крайне медленно. По причине редкого присутствия микроповышений возобновление не отличается обилием, но их таксационные показатели не ниже фоновых в возрасте 5 -10 лет, возобновившихся на гарях. Для успешного процесса лесообразования на загрязнённых болотах после уборки нефти целесообразно произвести отжиг несобранной нефти и после этого образовать грядовый рельеф из привозного песка и торфа. На валах вскоре активно начнёт поселяться лесная ратительность, развитие которой будет осуществляться по схемам послепожарной динамики. Для ускорение формирование лесных сообществ на загрязнённых болотах может быть применен метод лесной рекультвации шламовых амбаров или различные методы создания лесных культур.
На загрязнённых нефтью суходольных участках после битумизации нефти и разрушения обсохшей нефтяной корки начинается активное возобновление леса и на последующие развитие лесных сообществ нефть никак не влияет. Более того лесная растительность не испытывает угнетения даже на участках почвенный разрез которых был загрязнен нефтью. Об этом свидетельствует сосново-лиственные насаждения, возникшие на обваловках амбаров с нефтью и участках с нефтью в почвенном разрезе. Они в настоящее время заняты
сосново-лиственными насаждениями по таксационным показателям значительно превышающим фоновые насаждения V класса бонитета. Их состояние указывает на возможность процесса восстановления исходной растительности на нефтезагрязнённых суходольных участках и тем самым более качественно решать проблему их рекультивации. Современная технология рекультивации этих участков совершенно неприемлема в экологическом плане. Засыпка песком и торфом сырой нефти приводит к её консервированию и угнетению роста и развития растений, поселяющихся на засыпанной песком поверхности. Наиболее конструктивнее и в экологическом отношении правильнее создание просто гривного рельефа на нефтезагрязнённом участке, не засыпанном песком. Если это возможно, перед этой операцией провести отжиг нефти. При этом следует выполнить все противопожарные мероприятия, препятствующие распространению огня из зоны разлива. Обработанный таким образом участок можно оставить для заселения его лесной растительностью естественным путём с содействием естественному возобновлению методом лесной рекультивации шламовых амбаров.
Результаты исследований, полученные Институтом леса СО РАН в 19941996 годах, свидетельствовали только о временном подавлении отходами бурения жизнедеятельности растений и только вблизи шламовых амбаров в местах с большой концентрации загрязнителей. Более того, опыты, проведённые по применению отходов бурения смешанных с песком и торфом, позволили установить, что отходы бурения не только ускоряют процесс роста древесных растений, но и также повышают их выживаемость. При этом установлено, что в пищевых растениях присутствуют токсичные элементы -медь, цинк, кадмий, мышьяк, ртуть и свинец, не превышающие санитарные нормы и преимущественно на один порядок ниже ПДК. Полученные данные исследований, проведённые в 2010 году показали, что на загрязнённом болоте отходами бурения в 1982 году в настоящее время занято лесными сообществами состава 8ив1б10с возрастом 10-20 лет средней высотой 1-2 м группового размещения в количестве 1 -3 000 штук на га.
Это свидетельствует о том, что, несмотря на сильную обводнённость загрязнённого участка лесорастительные условия, благодаря присутствию отходов бурения в корнеобитаемом горизонте стали благоприятными для произрастания древесных растений, что подтвердило ранее сделанные выводы об отсутствии отрицательного воздействия отходов бурения на древесные растения. На участках же того самого болота, не затронутого отходами бурения, и сейчас нет никаких древесных и кустарниковых растений, кроме покрытия пушицей и осоками. Несомненно, это вызывает необходимость глубокого изучения влияния отходов бурения на заболоченные леса и болота. В результате может быть разработана технология не захоронения отходов бурения, а использования их в решении задач повышения продуктивности заболоченных лесов и в целом увеличения биологического разнообразия переувлажнённых земель лесного фонда.
Что же касается влияния отходов бурения на суходольные леса установлено, что присутствие отходов бурения в шламовых амбарах отрицательно не влияет на поселение и развитие лесной растительности, что послужило основанием для разработки технологии лесной рекультивации шламовых амбаров без их засыпки. Эта технология разработанная Институтов леса им. В.Н. Сукачева и ОАО «Сургутнефтегаз» утверждена к использованию на территории Лесного Фонда Российской Федерации в среднетаёжной подзоне Западной Сибири Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору приказом № 142от 4 марта 2010 года.
Для оценки состоятельности технологии лесной рекультивации и установления возможного влияния отходов бурения на посадки ивы, проведена инвентаризация 700 рекультивированных амбаров. Установлено, что повсеместно во всех шламовых амбарах в нижних рядах обваловки в зоне примыкающей непосредственно к отходам бурения, растения по высоте превосходят высоту ивы в остальных рядах внутренних и внешних частях обваловок. Это еще один раз подтверждает ранее сделанные выводы о том, что отходы бурения никакого отрицательного воздействия на растения не имеют.
Выявленная же низкая приживаемость ивы на части амбаров связана только с нарушением использования технологии лесной рекультивации. Посаженная ива на обваловках по мере закрепления обваловок от эрозии и обезвоживания рогозом водоемов способствует активному заселению амбаров лесной растительностью, что подтверждается лесными сообществами из берёзы, сосны, осины, ивы с подростом кедра и ели, возникшими естественным путём на амбарах. Поселением ивы и рогоза в амбарах решена главная задача технологии лесной рекультивации — это ускорение процесса формирования лесных сообществ на обваловках и в водоёмах шламовых амбаров, что и являлось определяющей целью создания новой технологии.
Таким образом, исследованиями установлено, что все повышенные формы рельефа техногенного происхождения, возникшие более 20 лет назад в процессе прокладки магистральных и площадных сооружений, в настоящее время покрыты сосновыми и лиственными насаждениями, в 2-10 раз превышающие по продуктивности фоновые древостои одного и того же возраста. Они развиваются в соответствии с закономерностями лесообразовательного процесса, но значительно энергичнее фоновых древостоев, ввиду лучшей среды обитания, характеризующейся высокой дренированностью, теплоемкостью и аэрацией физической структуры субстрата, сложенного из почвообразующих пород, смешанных с лесной подстилкой и торфом. Наряду с этим были получены данные, свидетельствующие об активном лесообразовании на болотах загрязненными отходами бурения, что в совокупности с лесами, возникшими на валах, ведет к увеличению лесистости заболоченных территорий нефтедобычи. Повышение продуктивности лесов и лесистости заболоченных поверхностей является одним из наиболее положительных последствий воздействия нефтегазового комплекса на природную среду Сургутского Полесья. Из этого следует, что при оценке ущерба, наносимого природной среде, следует обязательно использовать не только критерии
сохранности земель, а также и продукцию, формирующуюся на нарушенных землях. Данные исследования свидетельствуют, что положительные последствия разрушения почвенного покрова значительно превосходят ущерб, наносимый лесным землям, что указывает на необходимость разработки новой нормативной базы охраны природной среды и рекультивации нарушенных земель. Они должны базироваться на закономерностях развития природных процессов одинаково проявляющихся как в фоновых лесах, так и на нарушенных землях техногенного происхождения.
© В.Н. Седых, 2011
