Деградационно-восстановительная динамика лесных фитоценозов после нефтяного загрязнения

Чижов Б. Е., Захаров А. И., Гаркунов Г. А.

По чрезвычайным техногенным ситуациям, связанным с выбросами нефти и нефтепродуктов, Тюменская область лидирует не только в России, но и в мире. Ежегодные объемы аварийно разливаемой нефти составляют от 50 до 70 тыс. т, а общая площадь замазученных земель в 1996 г. ориентировочно оценивалась в 50 тыс. га. В ближайшие годы она может удвоиться в связи со старением и переходом в аварийное состояние более 8000 км трубопроводов. Если в 80-е годы в Ханты-Мансийском автономном округе ежегодно фиксировалось 150-250 аварий, то в 1995-1997 гг. их количество увеличилось более чем в десять раз и составляло 2300-3200 случаев в год.

Объект и методы

Исследования выполнены в подзонах северной и средней тайги Западной Сибири на территории Нефтеюганского, Сургутского и Нижневартовского районов Тюменской области. Они включали: изучение особенностей распределения нефти по генетическим горизонтам почв, определение концентраций свежей нефти и остаточных нефтепродуктов опасных для основных компонентов лесных фитоценозов, исследование деградационно-восстановительной динамики древостоев и живого напочвенного покрова. Применялись стационарный и статистический методы исследования. Дозированное загрязнение обессоленной и обезвоженной товарной нефтью выполнено в 1985-86 гг. в трех наиболее распространенных типах леса - сосняках брусничном и кустарничково-черничном, кедровнике кислично-черничном, представленных спелыми и приспевающими насаждениями. Почвы опытных участков соответственно песчаные, супесчаные и легкосуглинистые. Учет состояния древостоя и живого напочвенного покрова водился до загрязнения в конце первого, на 4 и 9 годы после разлива нефти.

Категории состояния деревьев определялись глазомерно по общепринятой методике /I/. По кернам измерялись радиальные приросты древесины. Отпад деревьев определялся в процентах от общего запаса насаждения, сплошным пересчетом деревьев.

Результаты и обсуждение

Дозированное загрязнение товарной нефтью

Хорошая проницаемость дренированных песчаных и супесчаных почв обусловила глубокое проникновение загрязнителя в почву и материнские породы. Начиная с доз загрязнения 50 л/м2 следы нефти обнаруживаются на глубине 100 и более сантиметров, при дозах 10-20 л/м2 глубины проникновения нефти в почву составляют 10-30 см. При дозах 1,5 л/м2 и менее загрязнитель в основном перехватывается торфянистым горизонтом и лесной подстилкой.

Рис.1 Остаточное количество нефти (%) в песчаных и супесчаных почвах на 2-5 год после дозированного внесения в л/м2

Попадая в почву, нефть претерпевает количественные и качественные изменения в результате испарения, вымывания, ультрафиолетового разложения и микробиологического окисления. На участках дозированного загрязнения по прошествию двух лет остаточные массы загрязнителя составляли в среднем 38, трех - 30 и четырех - 24 % от внесенного количества (рис.1).

Таблица 1.

Содержание остаточных нефтепродуктов в почвенных горизонтах через 3 года после дозированного загрязнения

Снижение уровня загрязнения почв нефтью тесно связано с изменением ее фракционного состава. В течение первого года практически полностью испарились и вымылись фракции нефти с температурой кипения ниже 200о С. На разливах 10-летней давности в составе остаточной нефти абсолютно преобладали асфальтены и смолы (С17 и более) с температурой кипения выше 300о С (табл. 2). Как показали лабораторные опыты, они малотоксичны для растений, но при относительно высоких концентрациях способны существенно повлиять на свойства почв: изменить ее гидрофобность, затруднить капилярный подъем влаги, затормозить процессы минерализаци