Природные и техногенные факторы воздействия на леса ХМАО

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Югорский Государственный университет

Институт природопользования

Кафедра экологии и природопользования

Курсовая работа

по дисциплине "Общая экология"

Природные и техногенные факторы воздействия на леса ХМАО

Ханты-Мансийск 2013

Содержание

Введение

1. Лесной фонд Югры

2. Особенности лесообразовательного процесса

3. Техногенные факторы воздействия на леса ХМАО

3.1 Воздействия химических факторов

3.2 Воздействия физико-механических факторов, частично разрушающих биогеоценоз

3.3 Воздействия физико-механических факторов, полностью разрушающих биогеоценозы

4. Мониторинг природной среды

Заключение

Список литературы

Введение

Лесные сообщества Западной Сибири являются одним из наиболее изменчивых компонентов природной среды, чувствительно реагирующим на негативное воздействие нефтегазового комплекса. Лесной покров постоянно трансформируется, это обусловлено как воздействием природных факторов, так и влиянием различных антропогенных факторов. Разведка и эксплуатация нефтегазовых месторождений может причинять вред лесу, в результате: разливов нефти, из-за плохой обваловки шламовых амбаров, разливов минерализованных вод, захламления лесов и т.д. Эти воздействия на лес проявляются в виде смены одних фитоценозов на другие, в обеднении видового состава лесной растительности, в снижении продуктивности лесов, в исчезновении отдельных видов растений. Преобразование рельефа территории, изменение режима грунтовых и поверхностных вод, нефтезагрязнение почв, эрозия грунтов и прочее может привести к неопределенным последствиям.

Преобразования природной среды лесных территорий могут возникнуть на любом месторождении нефтегазового комплекса. При освоении и реконструкции месторождений необходимо учитывать причины и условия формирования протекающих в лесном покрове процессов, реакции на воздействие техногенных факторов. Эти знания помогут предупредить и ликвидировать негативные последствия человеческой деятельности.

В настоящее время на территории округа широко ведется хозяйственная деятельность, негативно влияющая на лес. Это не только воздействие нефтегазовой промышленности, но и такие традиционные отрасли хозяйства как охота, собирательство, а так же лесозаготовительная деятельность. Исходя из этого, изучение природных и техногенных факторов воздействия на леса ХМАО является актуальным.

Целью данной работы является анализ факторов оказывающих негативное влияние на леса ХМАО - рубки деревьев, лесные пожары, шламовые амбары, нефтезагрязнения почв и водоемов и т.д. Исходя из поставленной цели, мною выделены следующие задачи:

· изучить состав лесного фонда Югры;

· провести анализ химического, физико-химического и механического воздействия на лес;

· выявить пути решения рассматриваемых экологических проблем.

1. Лесной фонд Югры

Лесные ресурсы Ханты-Мансийского автономного округа огромны даже по сибирским масштабам. Общая площадь земель государственного лесного фонда составляет 48,9 млн. га, лесопокрытая площадь - 27795,0 тыс. га. Общий запас древесины в лесах - 3100,7 млн. кубометров, в том числе хвойных насаждений - 2501,8 млн. кубометров. Расчетная лесосека - более 29,2 млн. кубометров [1].

Леса округа в соответствии с экономическим, экологическим и социальным значением относятся к первой и третьей группам. Основное назначение лесов первой группы (2,6 млн. га - 5,3%) - выполнение водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических и оздоровительных функций. В нее входят леса зеленых зон вокруг городов и поселков, запретные полосы по берегам рек, озер, лесов, защищающие нерестилища ценных промысловых рыб, защитные полосы вдоль железных и автомобильных дорог, орехопромысловые зоны, заповедники, леса на малолесных горных территориях. Рубки главного пользования разрешаются в запретных полосах по берегам рек и озер, в лесохозяйственных частях зеленых зон вокруг городов и населенных пунктов, в защитных полосах вдоль железных и автомобильных дорог. В остальных лесах первой группы разрешены только рубки ухода, обновления и переформирования [4].

Остальные леса (4,6 млн. га - 94,7%) отнесены к лесам третьей группы, так как имеют преимущественно эксплуатационное назначение, одновременно выполняя и разнообразные экологические функции.

Общий годовой прирост стволовой древесины по округу составляет 24 млн. куб. м. [1]. Этот показатель ниже уровня России в целом, что свидетельствует о малоблагоприятных лесорастительных условиях в округе. Но даже при такой, относительно невысокой продуктивности леса округа выделяют в год около 33,0 млн. т кислорода и поглощают более 43,0 млн. т углекислоты, поддерживая в достаточном режиме газовый баланс атмосферы.

Если рассматривать видовой состав, то наибольшую площадь, как по округу, так и по районам, занимают сосновые леса - 53,6%, затем следует береза - 16,2% и сосна сибирская - (кедр) - 15,1%. На ель приходится всего 9,2%, на лиственницу - 2,3% и на осину - 2,8%. Возможные для эксплуатации леса по спелым и перестойным насаждениям составляют по площади - 47,5%, по запасу - 58,0%. Они имеют в основном промышленное значение [3].

Таблица 1.1 Запас основных лесообразующих пород

Таблица 1.2 Годичная расчетная лесосека

2. Особенности лесообразовательного процесса

Современная структура растительного покрова сложилась в результате исторического развития двух взаимоисключающих процессов - лесообразовательного и болотообразовательного [8]. Фактором, стимулирующим лесообразование в природе, не считая ветровалов, водной и ветровой эрозии, является огонь. Разрушая органическую массу, накопленную в течение длительного развития леса, огонь создает условия для поселения древесных растений на минерализованном субстрате, на участках лишенных лесной подстилки и растительности. Лесные породы, поселившиеся на обнаженной почве, развиваясь в условиях растепленной почвы, по мере роста скоро смыкаются, образуя совместно с травянисто-кустарничковым ярусом лесные насаждения.

Далее, на определенных этапах развития, насаждения достигают наиболее высокой продуктивности, стабилизация которой, к сожалению не наступает. Несмотря на замещение деревьев первого поколения новыми, продуктивность насаждений падает [8]. Это происходит в связи с наступлением неблагоприятных условий для роста лесных пород, вызванных определенными причинами.

Избыток увлажнения и недостаток тепла в таежной зоне способствует консервации части органического опада, который в виде полуразложившихся останков растений образует лесную подстилку. С постепенным увеличением мощности лесной подстилки повышаются ее водоудерживающие свойства, что ведет к увеличению увлажненности поверхности местообитания леса и созданию, тем самым, условий для развития влаголюбивых растений - багульника, хвоща лесного, осоки шаровидной, сфагновых и политриховых мхов [8]. В лесотундре наиболее сильно развивается береза карликовая и политриховые мхи. Эти растения вместе с лесной подстилкой образуют мощный слой напочвенного покрова толщиной 20-50 см, который перекрывает доступ тепла в жизнедеятельные горизонты почвы. В этом случае напочвенный покров, выступая в роли теплоизоляционного материала, удерживающего влагу, в целом изменяет гидротермический режим почвы, ухудшая ее лесорастительные свойства. В лесотундре мерзлота, временно отодвинутая вниз, подтягивается к поверхности, создавая нетерпимые условия для существования древесных растений и благоприятные для развития тундровой растительности [8]. В северной и средней тайге верхние слои почвы становятся сырыми и холодными, а, следовательно - неблагоприятными для роста новых поколений деревьев.

Снижаются размеры деревьев, их численность и, соответственно, общая продуктивность насаждений под воздействием болотообразовательного и тундрообразовательного процессов.

Принимая во внимание эту схему, следовало бы ожидать повсеместного распространения заболоченных лесов на местах некогда продуктивных насаждений. Однако, как показали исследования, особенно в таежной зоне, они заняты преимущественно продуктивными насаждениями и реже насаждениями, затронутыми процессами заболачивания [8]. Повсеместное наличие углей под слоем лесной подстилки свидетельствует о частых пожарах в этих насаждениях. Разрушая древостой и уничтожая полностью лесную подстилку с живым напочвенным покровом, огонь создает благоприятные условия для поселения новой лесной растительности на минерализованном субстрате. С минерализацией почвы появляются возможности для проникновения тепла в почву, что также содействует поселению древесных растений и их закреплению.

О том, что описанные механизмы восстановления лесов и характер взаимоотношений леса, тундры и болота устойчивы и широко распространены в природе, свидетельствуют данные о состоянии лесообразовательного процесса на территориях, подверженных сильному техногенному воздействию в районах освоения нефтегазовых месторождений. Минерализованные участки, возникшие при строительстве магистральных и площадных сооружений в настоящее время активно заращиваются лесом с последующей тенденцией его развития по вышеописанной схеме [2]. Лес возникает даже на участках настоящих болот, имеющих мощную торфяную залежь. Здесь он строго приурочен к торфяным буграм или валам антропогенного происхождения, также своего рода минерализованным участкам на болотах.

На участках с разрушенным древостоем и сохраненной лесной подстилкой лесообразовательный процесс пассивен. На них активно развивается напочвенный покров из влаголюбивых и светолюбивых растений, совместно с сохраненной лесной подстилкой создают неблагоприятные условия для поселения древесных растений, содействуя тем самым заболачиванию и затундриванию суходольных участков. Сохранившийся подрост за небольшим исключением не адаптируется к новым условиям и через 10-20 лет почти полностью гибнет [6]. Приспособившиеся особи, численность которых обычно небольшая, не обеспечивают образования будущего леса и в связи с этим такие участки становятся неперспективными с точки зрения естественного лесовосстановления.

Также на месте некогда производительных древостоев, пройденных многократными выборочными рубками, возникают из оставшегося тонкомера низкополнотные насаждения, сплошь заросшие багульником, осокой и моховым покровом. Молодые древостои в таких насаждениях, образовавшиеся из новых поколений деревьев, имеют обычно куртинный характер размещения и преимущественно приурочены к участкам с наиболее разрушенной лесной подстилкой.

3. Техногенные факторы воздействия на леса ХМАО

сибирь техногенный нефтегазовый биогеоценоз

На территории нефтегазового комплекса разрушительному воздействию подвержены практически все компоненты ландшафтов, растительный и животный мир. Уже возникли опасные преобразования, которые могут стать необратимыми. Процессу эскалации отрицательных ситуаций, наряду с устаревшей технологией добычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов, способствует также специфика строения территорий. Слабая расчлененность поверхности, сложенной из пестрых по составу рыхлых, переувлажненных отложений, покрытой на 50-70% болотами и заболоченными лесами, многочисленными озерами и равнинными реками, создает условия для выноса загрязнений в Обскую губу [5]. Также, это может привести к накоплению в пределах района гигантского объема загрязняющих веществ и созданию тем самым опасных ситуаций для существования растительного и животного мира. Этому содействуют и климатические условия, характеризующиеся неравномерностью, влажным температурным режимом, слабыми ветрами, штилями и туманами. Имеющиеся сведения свидетельствуют о локальных негативных изменениях среды и далеко не раскрывают весь масштаб возникших, преобразований в структуре лесоболотных комплексов, которые можно только зарегистрировать и оценить лишь при сплошной инвентаризации антропогенных нарушений. Можно предположить, что идет процесс накопления отрицательных изменений в природе, которые на каком-то этапе проявятся с неизвестными пока последствиями.

Факторы техногенного воздействия на лесоболотные экосистемы широки и многообразны. По характеру последствий их можно объединить в три группы:

- химические, частично или полностью разрушающие лесоболотные комплексы - загрязнение территории нефтепродуктами, буровыми отходами, минерализованными водами и др.

- физико-механические, частично разрушающие биогеоценозы - лесные пожары, различные виды рубок леса, работы по прокладке ЛЭП и др.

- физико-механические, полностью разрушающие биогеоценозы - работы по строительству кустовых оснований, дорог, карьеров, нефтегазопроводов и др. [2].

3.1 Воздействия химических факторов

Воздействие химических веществ на природу возникает в результате загрязнения территории разливами нефти по причине прорывов нефтепроводов, распространения буровых растворов из шламовых амбаров с поверхностными и грунтовыми водами, атмосферных загрязнений, связанных с продуктами сгорания газа в факелах и в двигателях транспортных средств, а также других видов загрязнений, сопровождающих промышленное освоение нефти.

Разливы нефти наиболее опасны для окружающей среды. В прошлом их не существовало, и природа не выработала механизмы противостояния им без каких-либо последствий для растительного и животного мира. Разливы нефти уничтожают практически все живое, о чем свидетельствуют высохшие леса, приуроченные к месту скопления нефти. При контакте с нефтью растительность погибает полностью в течение 2-3 лет, длительное время не восстанавливаясь [5]. В интенсивной зоне загрязнения также почти полностью исчезают беспозвоночные животные, а птицы и млекопитающие ее обычно избегают.

Большую опасность нефтяные загрязнения представляют в замкнутых низинных болотах и озерах, расположенных в пойме рек и на надпойменных террасах, так как они неминуемо будут вынесены в гидросеть и станут опасными для существования биогеоценозов, даже удаленных от места разлива нефти. В связи с этим, размещение здесь нефтепроводов можно допускать только в исключительных ситуациях. Во всех остальных случаях предпочтительнее прокладывать нефтепроводы на суходолах или в районах замкнутых котловин, в которых распространение нефтяного разлива будут сведено к минимуму [10].

В условиях ХМАО деградация нефти происходит крайне медленно и также медленно происходит восстановление исходной растительности. Растения начинают появляться по мере битуминизации нефти, превращения ее в твердую корку с последующим разрушением. Они поселяются на грунте в месте образовавшихся трещин, и их численность увеличивается по мере образования трещин и разрушения битумной корки. Первыми появляются хвощ лесной, политриховые и зеленые мхи, кипрей, осока, а из древесно-кустарниковых - береза, осина, ива, сосна [8]. Видимые механизмы восстановления растительности на месте разливов нефти, а также биолого-экологические свойства поселяющихся лесообразующих пород указывают на возможность ускорения процесса восстановления исходной растительности и решения задач рекультивации замазученных суходольных территорий.

На территории нефтегазового комплекса повсеместно распространены нефтезагрязненные участки, до сих пор нерекультивированные [7]. Это свидетельствует о том, что восстановлением их покрова никто по-настоящему не занимался и не занимается. Нет пока эффективных научно обоснованных технологий рекультивации этих участков. Имеющиеся разрозненные попытки их разработки не приводят к желаемым результатам.

При разливах нефти наиболее опасные ситуации проявляются в болотных массивах, занимающих вместе с заболоченными лесами более половины территории нефтегазового комплекса. Учитывая пространственную связь болотных систем между собой можно предположить, что при сохраняющихся объемах разливов нефти, утечки минерализованных вод и шламовых растворов весь район добычи нефти в скором будущем может быть сплошь подвержен химическому загрязнению. Это может привести к исключению болот из процесса продуцирования биомассы, активизируя тем самым тенденцию накопления углерода в атмосфере. Предпосылки к тотальному снижению роста биомассы в болотных массивах уже складываются. Из-за отсутствия количественных данных об этом процессе в настоящее время нет возможности сделать прогноз о его развитии и оценить степень опасности [6]. Также нет данных о специфике изменения биомассы на лесных территориях, подверженных техногенному воздействию, что в совокупности вызывает неотлагательную необходимость оценки биомассы и исследований ее динамики в районах нефтегазового комплекса.

Минерализованные воды. В отличие от нефтяного загрязнения разливы минерализованных вод, как правило, вызывают полную гибель как древесной, так и травянистой растительности, затрагивая и прилегающую зону, размеры которой зависят от рельефа [6]. Солевое загрязнение более агрессивно и поражает растения значительно быстрее нефти. При высокой концентрации минерализованных вод отмирание растений происходит в течение одного вегетационного периода. На месте разливов возникают техногенные солончаки, которые надолго остаются без растительности. Растительность начинает постепенно появляться только по мере естественного промывания засоленных участков.

Техногенные солончаки в настоящее время не рекультивируются ввиду отсутствия технологий и ослабленных требований местных комитетов охраны природы к решению этой проблемы. Однако, для ускорения процесса естественного восстановления растительности можно рекомендовать создание гривного рельефа путем срезки и перевертывания верхнего слоя грунта. На обнаженном перевернутом грунтовом субстрате, на гривах, скорее начнет поселяться растительность и восстанавливаться исходные растительные сообщества. Соли же вместе с осадками будут скапливаться в межгривных понижениях и выноситься из мест разлива минерализованных вод. Для более быстрого восстановления исходных насаждений целесообразно создание лесных культур. Перед этим необходимо проведение направленной водной мелиорации и создание гривного рельефа на участке поражения [10].

Шламовые амбары. Один из распространенных источников химического загрязнения территории нефтегазового комплекса. Это ямы, заполненные водой, нефтью, буровыми растворами, глиной, цементом, горной породой. Содержащиеся в шламовых амбарах растворы относят к IV классу токсичности. Их воздействие на природную среду происходит в результате фильтрации и распространения с грунтовыми водами или с поверхностным стоком из-за разрушения обваловки амбаров [8]. Считается, что воздействие на природную среду шламовых растворов сходно с воздействием разливов нефти и минерализованных вод. Для снижения опасности шламовых амбаров их рекультивируют, засыпая грунтом.

Эта краткая характеристика не раскрывает всех проблем, связанных со шламовыми амбарами. До сих пор степень токсичности шламовых растворов точно не установлена. Она оценивается по химическому составу буровых растворов, закачиваемых в скважину при бурении, которые в скважине перемешиваются с глиной, цементом, горной породой и после отработки, сильно разбавленные водой, складируются в амбары. В отработанном растворе с новыми компонентами химические реагенты имеют значительно меньшую концентрацию, чем до закачки. Можно предположить, что шламовый раствор в отличие от бурового будет иметь новый набор свойств опасных или не опасных для природной среды. Вот об этих новых свойствах токсичности шламовых растворов нет никаких сведений в специальной литературе. Поэтому отнесение шламовых растворов к IV классу токсичности без биотестирования на местных животных и растениях некорректно. Не выяснена также токсичность грунтовых вод от попадания в них химических элементов шламовых растворов. Неизвестно насколько опасны эти растворы, прошедшие через различные геологические отложения, как далеко и с какой скоростью распространяются фильтраты с грунтовыми водами на пойменных и надпойменных террасах, водораздельных поверхностях с различной расчлененностью рельефа, в торфяных залежах низинных и верховных болот с различной проточностью. В связи с этим и нет оснований для использования в широких масштабах нынешней технологии рекультивации шламовых амбаров, применяемой повсеместно в районах нефтегазового комплекса.

Эта технология не только не устраняет амбары как источник загрязнения, но и не снижает их опасность, если таковая имеется. Засыпка амбаров грунтом не препятствует миграции растворов с грунтовыми водами, не устраняет утечек раствора с поверхностными водами в случае разрушения обваловки, не связывает и не ускоряет процесс разложения химических элементов и не снижает, тем самым, их токсичность. Эфемерная же выгода от того, что в отдельных случаях в амбары не попадут птицы и мелкие животные, никогда не оправдает тех колоссальных затрат, которые расходуются сейчас на их рекультивацию. Стоимость работ по засыпке только одного амбара в средней тайге обходится нефтяным компаниям в 100-150 млн. р. [10]

Эта пока никем научно необоснованная операция до сих пор не решила проблему рекультивации шламовых амбаров, что указывает на необходимость незамедлительно начать работы по изучению их влияния на природную среду и разработку технологий рекультивации, пригодных к использованию на всей территории нефтегазового комплекса.

3.2 Воздействия физико-механических факторов, частично разрушающих биогеоценоз

Последствия этих воздействий в виде гарей, различных видов вырубок, линий электропередач и др., дестабилизирующих состояние природной среды, широко представлены на территории нефтегазового комплекса. Это вызывает определенное беспокойство и требует поиска решений, обеспечивающих снижение уровня таких воздействий.

Лесные пожары. С возрастанием антропогенной деятельности в районах нефтегазового комплекса ХМАО возросла частота лесных пожаров. Многие лесные массивы, которые могли бы быть освоены, преждевременно разрушены пожарами по вине человека. В связи с этим роль огня как дестабилизирующего фактора усилилась. В настоящее время противопожарная служба лесов при ее нынешнем техническом оснащении уже не справляется со своими задачами и должна быть конструктивно реорганизована [7].

Она осуществляет авиапатрулирование всей территории, регистрирует пожары и при возможности их локализует, без предварительной оценки состояния территории с точки зрения пожароопасности. Эффективность работы этой службы могла бы быть значительно выше, если бы она располагала картами горючих растительных материалов и пожарной опасности, содержащими показатели для расчета вероятностей возникновения пожаров при различных синоптических условиях. Используя метеорологические данные и связанное с погодой состояние горючих материалов, можно постоянно ранжировать ландшафты по степени пожарной опасности и передавать потребителю информацию в виде прогнозных электронных карт. Помимо них можно составлять также карты возможных экономических потерь и последствий. Располагая такими материалами можно целенаправленно осуществлять авиапатрулирование только в опасных в пожарном отношении районах и готовиться к локализации тех пожаров, которые нанесут экономический и экологический ущерб [9].

Целесообразно отказаться от патрулирования и тушения пожаров в лесах недоступных для освоения, лесных заповедниках и лесах, проектируемых под рубку главного пользования в отдаленной перспективе. Нет смысла прилагать громадные усилия по тушению пожаров в лесах, которые в силу естественного развития природных процессов сгорят. И тем более нет смысла, локализуя в этих местах пожары, искусственно формировать пожароопасную среду путем накопления горючего материала в виде лесной подстилки, которая образует благоприятные условия для возникновения новых катастрофических пожаров на больших пространствах. При этом скопление спелых и перестойных монодоминантных лесов приведет к снижению разнообразия различных форм жизни, оскудению лесной растительности и искусственному нарушению сбалансированной структуры лесного покрова.

Таким образом, такой подход позволит направить освободившиеся людские и технические ресурсы на более эффективную борьбу с пожарами в районах интенсивной антропогенной деятельности и в лесах, подлежащих освоению.

В отдельных районах на больших пространствах скопилось в настоящее время значительное количество спелых и перестойных хвойных и лиственно-хвойных насаждений. Накопленная органическая масса в лесной подстилке этих лесов, периодически просыхая в засушливые годы, становится активным проводником огня. В связи с этим, в результате возникающих пожаров спелые и перестойные насаждения сгорают ежегодно на сотнях тысяч гектаров. Огонь в этих лесах распространяется с большой быстротой, не встречая на своем пути никаких препятствий. Как показывает практика, современные средства тушения пожаров в этих случаях не дают результатов. Единственный реальный метод борьбы с ними - это создание системы противопожарных разрывов, размещенных на территории таким образом, чтобы свести ущерб от пожара к минимуму. Роль противопожарных разрывов могут выполнять узкие, шириной 150-200 м, лесосеки, в пределах которых должны проводиться сплошные рубки с полной минерализацией территории и оставлением ее под естественное возобновление [9]. Такие лесосеки будут играть роль противопожарных разрывов до тех пор, пока в возникших насаждениях не накопится лесная подстилка, способная быть проводником горения. До возникновения этих условий рядом производится новый противопожарный разрыв подобного типа и т.д. до полного освоения спелых и перестойных лесов. В районах скопления хвойных лесов и, в частности, на территории нефтегазового комплекса имеются все социальные и технические возможности для такого противопожарного обустройства. К нему следует приступить, не откладывая, пока еще не сгорели леса в районе левобережного Широтного Приобья, Большого Югана, Салыма [9].

Вырубки. На территории средней и северной тайги Западной Сибири необходимо запретить условно-сплошные и постепенно-выборочные рубки во всех лесных формациях. Эти рубки, предусматривающие сохранение подроста и лесной подстилки с целью обеспечения условий для естественного возобновления леса, не приносят ожидаемого эффекта. Сохраненный подрост не перспективен для формирования будущего древостоя. Как правило, после рубки он через 10-20 лет погибает. Лесовосстановительный процесс на вырубках осуществляется в основном за счет последующего возобновления, особенно на минерализованных участках с сильно разрушенной лесной подстилкой и уничтоженным живым напочвенным покровом. Сохраненная лесная подстилка и оставшийся живой напочвенный покров не только не создают условий для развития лесообразовательного процесса, а наоборот, его усугубляют. Семена лесных пород - березы, осины, несмотря на приток извне, не находят на лесной подстилке условий для прорастания и закрепления. Такие лесосеки, захламленные порубочными остатками, с оставшимся тонкомером, подростом и лесной подстилкой в засушливые годы становятся пожароопасными и, как правило, прогорают. Поэтому во всех случаях эта технология рубок главного пользования неприемлема для районов центральной части [9].

На лесных участках, пройденных многократными выборочными рубками, особенно в кедровых лесах, из оставшегося тонкомера и крупномерного подроста формируются низкополнотные насаждения, сплошь заросшие багульником, осокой шаровидной и моховым покровом [9]. Вопреки ожиданиям, образовавшиеся окна в древостоях, благодаря притоку света и влаги содействуют активному развитию светолюбивых и влаголюбивых растений, препятствуя поселению древесных растений. Такой вид рубки активизирует процесс заболачивания лесов и тем самым снижение их продуктивности.

Таким образом, используемые технологии рубок не обеспечивают последующего естественного возобновления леса на вырубках, а поэтому должны быть заменены иными. Для обеспечения активного развития лесообразовательного процесса на вырубках необходимо на территории средней и северной тайги внедрить в производство лесосечных работ узко лесосечные рубки леса с проведением сплошного разрушения лесной подстилки, уничтожения подроста и минерализации поверхности [9]. Лесорастительные условия, создаваемые таким образом, будут содействовать поселению березы, осины, сосны, лиственницы, которые в свою очередь по мере роста и развития будут содействовать образованию условий для последующего поселения темнохвойных пород - ели, пихты и кедра. Об успешности такого типа лесовосстановительного процесса свидетельствуют насаждения, возникшие естественным путем на нарушениях со сплошной минерализацией поверхности - на гарях, нефтепроводах, откосах дорог и пр. При этом такие лесосеки, рационально размещенные в пространстве, будут играть роль противопожарных разрывов на пути распространения лесных пожаров [9].

Линии электропередач. Территория нефтегазового комплекса в различных направлениях рассекается линиями электропередач. Под их строительство отведены земли в постоянное пользование, которые представляют собой полосы сплошь вырубленного леса шириной от 50 до 100 м. В пределах этих полос размещены опоры с натянутыми проводами, которые, учитывая мощность ЛЭП, воздействие на природную среду оказывают, видимо, небольшое. Опасность для лесов по краям коридоров электропередач представляют нагромождения неубранных деревьев - завалы, простирающиеся на многие километры [5]. Они являются следствием бесхозяйственности всех служб, участвующих в строительстве ЛЭП, а также служб лесного хозяйства и охраны природы, призванных осуществлять контроль над выполнением природоохранных требований. Завалы леса вдоль линий электропередач до тех пор, пока не сгниет древесина, будут представлять угрозу возникновения огня.

Сами же коридоры ЛЭП выполняют положительную роль противопожарных разрывов, что важно для территорий, сплошь покрытых лесом [9]. Эта роль особенно эффективна, в случае если службы по эксплуатации ЛЭП будут своевременно проводить очистку полосы отчуждения от восстанавливающихся растительных сообществ.

В настоящее время территории ЛЭП повсюду на суходолах восстанавливаются исходными насаждениями. Особенно активно лесообразовательный процесс осуществляется на участках с разрушенной лесной подстилкой, перемешанной с верхним слоем почвы. Также успешно восстановление леса происходит в местах расположения опор, где при их установке полностью разрушен напочвенный покров [6]. Однако здесь начинает возникать проблема уничтожения поселившихся древесных растений, которые в скором времени будут мешать эксплуатации ЛЭП.

Что же касается того, что завалы могут служить очагом размножения насекомых-вредителей леса, то это бытующее утверждение, видимо, несостоятельно, пока нет результатов исследований, указывающих на разрушение лесов насекомыми-вредителями, распространяющимися из этих завалов. Но имеются наблюдения, что эти завалы стали убежищами для зайца, соболя и других мелких животных, т. е. местом, содействующим их размножению.

На протяженных участках между опор, в местах с максимально сохраненной лесной подстилкой и живым напочвенным покровом, лесовозобновление протекает пассивно. Здесь активно развивается напочвенный покров, состоящий в основном из влаголюбивых и светолюбивых растений, различных видов кустарников. Совместно с сохраненной лесной подстилкой они препятствуют поселению древесных растений, содействуя, тем самым, заболачиванию суходольных территорий или образованию пустырей.

На заболоченных же участках с небольшой торфяной залежью, там, где торфяной слой разрушен и частично перемещен, наоборот, активно поселяются древесные растения и начинают образовываться лесные сообщества. Этот эффект способствует замещению болотных участков лесными.

3.3 Воздействия физико-механических факторов, полностью разрушающих биогеоценозы

Эти факторы, затрагивающие и абиотическую среду экосистем, возникают при отсыпке кустовых оснований, прокладке дорог и нефтегазопроводов, эксплуатации карьеров, при добыче строительных материалов и других видов работ, связанных со срезкой, рыхлением и перемещением грунта.

Дороги. Прокладка дорог различного назначения на территории нефтегазового комплекса привела на значительных пространствах к изменению режима поверхностного и грунтового стоков. Перехват стока вод привел к усиленному обводнению прилегающих к дорогам участков и вымочке лесов. Об этом свидетельствуют широко распространенные участки высохшего леса, приуроченные к искусственно обводненным территориям [7]. Этот отрицательный эффект вызван только пренебрежением знаниями о тонких механизмах гидрологических процессов, неучтенных при проектировании и строительстве магистральных сооружений. Исправить просчеты, допущенные при строительстве дорог, можно, что во многих случаях и делается. В местах подтопления прокладывают дренажные трубы, пытаясь реанимировать некогда залесенные земли. Но, к сожалению, это не способствует быстрому возвращению леса. Видимо, преобразование среды обитания леса в этих местах настолько сильное, что такими простыми и запоздалыми мероприятиями уничтоженные леса теперь не восстановить. Необходимы специальные научно обоснованные технологии по рекультивации этих земель, разработкой которых никто пока не занимается. Следует отметить, что местные природоохранные службы и не ставят задачу восстановления этих лесов перед теми, кто допустил их уничтожение. При этом также никто не скажет сейчас, сколько вымоченных лесов возникло на территории нефтегазового комплекса, продолжается ли процесс высыхания лесов и какие перестройки следует ожидать в структуре растительного покрова, прилегающего к дорогам.

Наряду с вымочкой лесов прокладка дорог вызвала интересный эффект, который должен быть оценен и использован в решении различных экологических проблем таежных территорий. При возведении полотна дороги в результате срезания грунта и его перемещения полностью преобразуется природная среда территории, прилегающей к насыпи дороги. Поверхностный слой отложений часто замещается новыми видами вскрытых рыхлых отложений, характеризуется полностью отсутствием почвы и мелкогривным рельефом [10]. Как выяснилось, эти территории повсеместно активно заселяются древесными растениями вопреки отсутствию почвы. На них начинают развиваться лесные сообщества по фоновой схеме после пожарного развития. Сейчас прилегающая зона старых дорог, их откосы, сплошь покрыты молодыми насаждениями, по продуктивности и обилию видового состава не уступающими окружающим лесам. Этот лесообразовательный процесс особенно активно осуществляется на суглинистых и супесчаных почвах. Видимо успешность лесовозобновления связана с улучшением теплофизических свойств грунтов в результате разрушения лесной подстилки, улучшением дренажа и увеличением рыхлости геологического субстрата.

На песчаных крупнозернистых почвах, особенно в районах северной тайги, лесовозобновление, наоборот, замедленно. Это связано, скорее всего, с водной и ветровой эрозией, не позволяющей закрепиться, и прорасти семенам древесных растений.

Еще одно из отрицательных последствий строительства дорог - овраги, которые часто возникают на склоновых формах рельефа. Уничтожение леса вблизи дороги и перемещение грунта на склонах вызывает активные процессы водной эрозии рыхлых отложений, что приводит к образованию оврагов. Конечно, они должны быть закреплены или ликвидированы. Для этого есть наработанные технологии, и решить эту проблему несложно. При строительстве новых дорог на склонах вблизи полотна нежелательно убирать лес и проводить землеройные работы на больших площадях. Полотно дороги следует насыпать только привезенным грунтом [6].

Местные природоохранные службы считают, что дороги, сооруженные гидронамывом, являются исключительно опасными для природной среды. Это утверждение слишком категорично, поскольку этот вопрос еще не исследован. Наоборот, проложенные на заболоченных территориях с соблюдением всех требований к строительству водопропускных сооружений, они вызовут положительные эффекты [10]. Пологие протяженные откосы со временем покроются лесными насаждениями во много раз более продуктивными и богатыми по видовому составу, чем те, которые будут уничтожены полотном дороги. При этом, можно ускорить процесс заселения лесной растительностью. Для чего на краях насыпи, вдоль дороги, желательно создать гривный рельеф, перемешав намывной грунт с торфяной залежью. На этом субстрате поселение лесной растительности будет происходить активнее, чем на поверхности чистого песчаного субстрата. Никакого вреда для болотных экосистем и заболоченных лесов не будет, если часть их площадей будет отторжена под суходольные леса, которые непременно возникнут даже без вмешательства человека на дренированной насыпи полотна дороги. При этом по краю широкой насыпи таких дорог могут быть проложены трубы для транспортировки нефти и газа, что позволит оперативней, чем на болотах, ликвидировать аварии на трубопроводах. От таких дорог больше выгоды, если прокладывать их путем прямого гидронамыва, примыкая к суходольным лесным участкам [9]. Этот прием не только не вызовет обводненность территории, а в малолесных районах даже позволит увеличить ее лесистость. Оставляемые же на месте карьеров водоемы, более насыщенные кислородом, чем окружающие озера, становятся привлекательными для рыбы, и она использует их для отстоя в зимнее время.

Кустовые основания. На территории нефтегазового комплекса скопились десятки тысяч кустовых оснований, которые являются опасными для природной среды. Сами по себе кустовые основания, как песчаные насыпи площадью 2-3 га, не представляют большой угрозы для существования окружающих экосистем. А ущерб от них заключается в том, что уничтоженный лес в пределах площади, отчуждения под кустовые основания, не участвуют в продуцировании биомассы [7]. Опасны они для природы еще и тем, что в теле оснований имеются шламовые амбары, которые являются источником химического воздействия на окружающую среду. В связи с этим вызывает недоумение характер размещения кустовых оснований. Известно, что миграция химических элементов в болотах осуществляется с поверхностными водами и никакими защитными сооружениями их в амбарах не удержать, тем не менее, кустовые основания преимущественно размещают в болотах. Повсюду кустовые основания находятся в 100-200 м. от суходольных лесов, где они могли бы быть сооружены без усложнения технологического процесса строительства скважин. Во всех случаях, какие бы не были грунты под лесами, миграция химических веществ из шламовых амбаров осуществлялась бы с грунтовыми водами через фильтры геологических отложений, которые выносили бы в гидросеть в сотни раз меньше токсичных веществ, чем они выносятся сейчас с поверхностными водами болот. Только экологическая безграмотность принятых решений понуждает нефтяников залезать в болота, отравляя гидросферу вокруг. Руководствуясь тезисами о якобы меньшей ценности болот по сравнению с лесами, пользуясь научно необоснованными руководящими документами, лесохозяйственные органы волей или неволей содействовали и содействуют химическому загрязнению территории, создавая проблемы там, где их могло бы не быть [7].

Трубопроводы. Отрицательные воздействия на природную среду, возникающие при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем, по своему характеру, исключая, конечно, аварийные ситуации, аналогичны воздействиям при прокладке дорог. Хотя и в меньшей степени, но трубопроводы также нарушают гидрологический режим территории, что ведет к повышению обводнения и возникновению вслед за этим перестройки структуры растительного покрова. Помимо этого, прокладка трубопроводов вызывает и положительные эффекты. При строительстве трубопроводов на заболоченных участках в результате разрушения и перемещения торфяной залежи, образования валов из насыпного и перевернутого торфа, возникают благоприятные условия для появления древесных растений на болотах. Древесно-кустарниковые растения, поселившиеся на этих новообразованных формах рельефа, в дальнейшем хорошо развиваются по мере минерализации торфа. Лесообразовательный процесс подобного типа, вызванный разрушением торфяной залежи, сейчас широко распространен в районах нефтегазового комплекса[7]. Этот процесс особенно активно осуществляется на болотах с мелкозалежными торфами, особенно вблизи стен леса. Используя этот природный опыт, создавая гривный рельеф, можно естественно залесить болотные системы, тем самым возвратить часть земель, которые когда-то были покрыты лесами.

Интересный и неожиданный процесс лесообразования наблюдается в пределах коридоров трубопроводов. Несмотря на полнейшее разрушение почвенного покрова и вскрытия, казалось бы, бесплодных грунтов, восстановление лесов в пределах коридоров осуществляется не менее успешно, чем это происходит в природе на гарях. Молодые насаждения, возникшие в коридорах трубопроводов, по морфологическим показателям, продуктивности и видовому составу растений не только не уступают фоновым, а чаще всего их превосходят. Можно предположить, что это связано с улучшением дренажа, образованием рыхлого мелкогривного рельефа, лучшей тепловой обеспеченностью. Как упоминалось выше, лесообразовательный процесс наиболее успешно осуществляется в этих случаях на суглинистых и супесчаных отложениях. На песках он происходит медленнее, но, тем не менее, и на них возобновление происходит успешнее, чем на гарях.

Нефтепроводы для лесоболотных комплексов потенциально опасны всегда, как источники возможного нефтяного загрязнения в случае их порывов. Статистика свидетельствует, что наиболее часто порывы нефтепроводов происходят на границах, контрастно отличающихся по гидрологическому режиму: в болотных системах и в зонах перехода от болота к лесу. В таких урочищах, несмотря на удорожание работ, было бы целесообразно производить прокладку нефтегазопроводов на опорах, что исключило бы появление непрогнозируемых аварийных ситуаций [10].

Карьеры. На территории нефтегазового комплекса повсюду распространены карьеры, в которых добывается песок для отсыпки дорог, кустовых оснований и строительства различных объектов. Они приурочены преимущественно к первым надпойменным террасам. Карьеры встречаются также на междуречных поверхностях и их закладывают обычно в сосновых лесах. Карьер как вид нарушения локализован в пределах выемки и на окружающие экосистемы имеет слабое влияние. Если днище выемки песка ниже уровня грунтовых вод, то это может привести к снижению уровня грунтовых вод и подсушке всей толщи песка. На дне карьеров могут образовываться мелкие водоемы, питаемые грунтовыми водами или атмосферными осадками. Эти преобразования нельзя считать опасными. Тем не менее, природоохранные органы придают им значение с точки зрения оценки опасности для природы не меньше, чем химическим загрязнениям. Выработанные карьеры подлежат рекультивации и с этим нельзя не согласиться. Но карьеры, расположенные на надпойменной террасе, следовало бы оставлять, обязательно соединив с рекой, обеспечив приток и сток воды. Заполненный водой, насыщенной кислородом, карьер был бы прекрасной зимовальной ямой для рыб. Опасения относительно того, что карьеры могут как-то повлиять на гидрологический режим равнинных рек, на усиление водной эрозии и т. п. совершенно необоснованны [6]. Масштабы гидрологической эрозионной деятельности любой реки столь велики, что появление такого вида нарушения, как карьер, размером 1-3 га, никак не скажется на исторически сложившейся специфике русловых процессов.

Успешность естественного возобновления лесной растительности в карьерах зависит от размера карьера, откоса бортов, рельефа днища, типа литологического состава грунтов, близости леса. Тем не менее, во всех случаях, когда карьер оставляется под естественное лесовозобновление, необходимо обязательно проводить выполаживание его стенок, рыхление днища и создание на нем мелкогривного рельефа [9].

Раздувы - это участки с грядовым рельефом, лишенные растительности и сложенные песчаными отложениями, верхние горизонты которых подвержены постоянной ветровой эрозии. Они распространены преимущественно на севере округа за Сибирскими Увалами и их происхождение связано с естественными природными процессами [6]. Раздувы обычно приурочены к крупно-грядовым формам рельефа, как правило, занятым сосновыми древостоями. В перестойных сосняках на месте вывалившихся деревьев образуются выемки песка, которые в засушливые годы под воздействием ветра увеличиваются, смыкаются между собой, на месте сосняков образуются участки, лишенные растительности, называемые на севере "раздувами". Во влажные периоды этот процесс может и не происходить. На месте вывалившихся деревьев появляется самосев сосны, который по мере роста закрепляет выемки песка. Накапливающийся подрост под пологом древостоев становится надежным заслоном на пути развития ветровой эрозии. В эти же периоды "раздувы" также активно начинают заселяться травянисто-моховой и кустарниковой растительностью, появляющейся сначала в западинах и далее закрепляющейся на склонах. Сосна, лиственница, ива, вейники, осоки, обильно встречающиеся на голых песках, могут со временем покрыть и закрепить раздув полностью.

Захламление лесов. Наиболее характерным последствием деятельности всех ведомств, ведущих хозяйственную деятельность в районах нефтегазового комплекса, является повсеместная захламленность лесов. Вокруг участков, отторженных под строительство любых сооружений, брошена не вывезенная древесина, выкорчеванные деревья и различные отходы производства. Чаще всего хлысты деревьев просто сграблены бульдозерами в валы и так навечно оставлены, как памятник работы временщиков. В этих валах похоронены тысячи кубометров ни кем не востребованной качественной древесины [2].

4. Мониторинг природной среды

Приведенное описание экологических проблем базируется на разрозненных сведениях, полученных без системного подхода, без исследований воздействия техногенных факторов в различных ландшафтных условиях, без изучения реакции экосистем на различные виды воздействия, без регистрации степени и размеров разрушений и концентрации накопления вредных веществ и не позволяет количественно оценить характер и масштабы влияния нефтегазового комплекса на природную среду ХМАО. Нельзя и строить прогнозы развития отрицательных экологических ситуаций и затем конструктивно проводить мероприятия по их предотвращению, а также осуществлять контроль над хозяйственной деятельностью человека, как на территории всего района, так и в пределах каждого предприятия в отдельности.

Решение этих задач обеспечит создание информационной базы для построения научно обоснованных прогнозов развития экосистем в связи с их пространственной и временной динамикой, что позволит определить оптимальные антропогенные нагрузки на лесоболотные ландшафты.

При администрации городов необходимо создать службу мониторинга природной среды для оперативной оценки последствий антропогенного воздействия, способную самостоятельно производить сбор и обработку информации и осуществлять постоянное слежение за развитием различных природных процессов с использованием современных аэрокосмических средств. В этой службе заинтересованы специалисты лесного, сельского, рыбного и охотничьего хозяйства, проектных учреждений и организаций, занимающихся разведкой и эксплуатацией природных ресурсов, строители и многие другие, чья деятельность осуществляется на территории нефтегазового комплекса.

Для обеспечения конструктивного функционирования службы мониторинга нужно на всей территории района провести научно-исследовательские работы по комплексному изучению природной среды, позволяющие охватить по возможности весь спектр экологических проблем с последующим приведением данных в систему удобную для пользования с помощью ЭВМ.

Эти работы целесообразно выполнить в следующей последовательности.

1. На основе наземных исследований с использованием аэрокосмических материалов провести сплошную инвентаризацию и картографирование лесоболотных экосистем, подверженных воздействию природных и антропогенных факторов, дать комплексную оценку их состояния.

2. Провести ретроспективный анализ состояния лесоболотных экосистем до промышленного освоения месторождений нефти и газа, исследовать структурно-функциональную организацию ландшафтов и ход естественного их развития.

3. На основе проведенной инвентаризации и оценки состояния экосистем выявить тенденции их развития в условиях промышленного освоения углеводородного сырья и дать прогноз последующих изменений лесоболотных комплексов.

4. Изучить виды и характер антропогенного воздействия на различные типы природно-территориальных комплексов и выявить их реакцию на различные антропогенные факторы; разработать методы дистанционной регистрации положительных и отрицательных реакций природной среды.

5. На основе выявленных реакций разработать допустимые антропогенные нагрузки на лесоболотные комплексы, обеспечивающие рациональное природопользование и сохранение сложившегося баланса экосистем; разработать рекомендации по размещению объектов инфраструктуры нефтегазового комплекса и рациональному природопользованию, а также технологии реабилитации нарушенных земель и повышения продуктивности ландшафтов.

6. Создать геоинформационную систему сбора данных о состоянии экосистем, их анализа и хранения на основе современных технических средств [2].

Прежде всего, в результате проведенных работ должен быть составлен комплект тематических карт, содержащих количественную информацию о состоянии природной среды, который станет базовой основой для создания геоинформационного центра. В базовый комплект предлагается ввести следующие карты: пространственно-временной изменчивости климата; химического загрязнения атмосферы; геолого-геоморфологическую, содержащую показатели геологической среды, обеспечивающей жизнь биоты; гидролого-экологическую; структуры почвенного покрова; структуры болотного покрова; климаксовой растительности; актуального состояния растительности; динамики и прогноза развития растительности; населения позвоночных животных; биологических ресурсов и лекарственных растений; оценки и прогноза пожарной опасности; ландшафтов; природных объектов с особым режимом ведения хозяйства; химических загрязнений поверхностей и их миграции; антропогенных нарушений; экологической опасности ландшафтов; эколого-экономическую и др.