Трансформация почв большеземельской тундры под влиянием техногенных воздействий

Денева, Светлана Валентиновна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Трансформация почв большеземельской тундры под влиянием техногенных воздействий
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Трансформация почв большеземельской тундры под влиянием техногенных воздействий"

На правах рукописи

ДЕНЕВА Светлана Валентиновна

ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ БОЛЫПЕЗЕМЕЛЬСКОЙ ТУНДРЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Специальность 03.00.16 - экология, 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар-2005

Работа выполнена в отделе почвоведения Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник Русанова Галина Владимировна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Тонконогов Валентин Дмитриевич

доктор биологических наук Бобкова Капиталина Степановна

Ведущая организация: Институт географии РАН

Защита состоится « 2005 г. в / 7 нас

на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28. Факс: (8212) 24-01-68 E-mail: dissovet@ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

А.Г. Кудяшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Интенсивное развитие в последние десятилетия геологоразведочных работ на территории Ненецкого автономного округа привело к загрязнению водораздельных и пойменных экосистем. В результате, на первый план выдвинулись проблемы сохранения биоразнообразия растений и почв, изучения морфогенетических особенностей как природных фоновых, так и нарушенных почв, возможностей самовосстановления экосистем. Почвы южной подзоны гипоарктических тундр западного сектора Боль-шеземельской тундры остаются до настоящего времени слабоизученными: не ясны особенности их генезиса в зависимости от геолого-геоморфологических условий, истории формирования. Слабая изученность почв затрудняет разработку классификации. При исследовании техногенно-нарушенных экосистем почвы рассматриваются лишь как депо загрязняющих веществ, а трансформациям почвенных свойств и функций уделяется гораздо меньше внимания. Недостаток, прежде всего, натурных наблюдений оставляет открытыми вопросы о степени трансформаций почв и изменении нарушенных почв во времени, способности к восстановлению.

Цель работы. Изучение влияния нефтегазоразведочных работ на почвы бассейна р. Ортина и дельты р. Печора, выявление степени трансформации почв и способности их к восстановлению.

Исходя из поставленной цели сформулированы основные задачи:

1. Изучить морфогенетические особенности тундровых почв, формирующихся на разных почвообразующих породах, в различных ландшафтных условиях.

2. Выявить трансформацию почв на антропогенно-преобразованных территориях в зависимости от вида техногенного воздействия, близости к источникам загрязнения.

3. Установить степень загрязнения и распределение нефтепродуктов и тяжелых металлов в профиле почв.

4. Определить возможность самовосстановления почв при загрязнении нефтепродуктами и буровыми растворами в различных геохимических ландшафтах.

5. Оценить влияние изменения условий среды обитания на степень восстановления растительности.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Установлены особенности морфологического строения, физико-химических свойств слабоизу-ченных почв западной части Болынеземельской тундры (бассейн р. Ортина) и почв дельты р. Печора. Определена специфика проявления основных почвообразовательных процессов в зависимости от литологических, ландшафтных условий, истории формирования. Впервые дана оценка степени трансформации почв исследованных районов, в том числе палеопочв, в результате нефтегазо-разведочных работ. Выявлены особенности профильного распределения нефтепродуктов и тяжелых металлов. Предложено разделение антропогенно-преобразованных почв на типовом уровне с учетом их расположения в рельефе, степени и вида техногенных нарушений. На основании детального изучения морфологического строения, физико-химических свойств почв, а также сравнительного многомерного анализа космоснимков выявлена способность почв к самовосстановлению в разных ландшафтно-геоморфологических условиях. При проведении экологического мониторинга использован метод дистанционного зондирования.

газа, прогнозировать последствия возможных чрезвычайных и аварийных ситуаций. Результаты исследований могут быть использованы при разработке нормативных природоохранных документов, стать основой для планирования региональных экологических программ проведения природовосстановитель-ных работ.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований представлены в виде устных и стендовых докладов на российских и международных конференциях: III съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000), Международном симпозиуме «Экосистемы дельт крупных рек Евразии» (Сыктывкар, 2000), Международной конференции «Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере земли» (Пущино, 2001), Международной конференции «Биогеография почв» (Сыктывкар, 2002), Международной конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва, 2002), Международной конференции «Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 2003), Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 184 страницах, состоит из введения, семи глав, заключения, выводов и содержит 19 таблиц и 22 рисунка. Список литературы включает 185 наименований, в том числе 24 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1.

СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПОЧВ ТУНДРОВОЙ ЗОНЫ И ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЯВЛЕНИЯ ИХ ТРАНСФОРМАЦИИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ (литературный обзор)

Большое своеобразие тундровых почв отмечалось с самого начала их изучения, в связи с чем о тундровой зоне сложилось представление как о зоне с особым типом глеевого почвообразования и, в то же время, с широким распространением процессов оподзоливания, а также криогенных процессов. Об особенностях почвенного климата и тормозящем влиянии мерзлоты на все звенья почвообразовательного процесса на Крайнем Севере отмечалось многими исследователями (Аболин, 1913; Драницын, 1914; Сумгин, 1931, 1937; Ливе-ровский, 1937, 1939, 1964; Зольников, 1962; Иванова, 1964; Караваева, 1969; Макеев, 1974; Соколов, 1962, 1964; Таргульян, 1971; Игнатенко, 1979 и др.).

Широкие почвенные географические исследования районов тундры и лесотундры на территории Республики Коми проведены в 60-70 годах (Арчего-ва, 1967, 1972, 1985; Беляев, 1962, 1965; Забоева, 1975; Попов, 1974; Стенина, 1970, 1976; Цыпанова, 1976).

В последние два десятилетия (Васильевская, 1980; Караваева, 1982; Никонов и др., 1989; Губин, 1993, 1994; Горячкин, 1996; Горячкин и др., 1998; Павлов и др., 1997; Переверзев и др., 1981; Переверзев, 2001) применяется историко-эволюционный подход к познанию почв и почвенного покрова. Подчеркнуты особенности почвообразования в криогенном секторе в связи с экзо-генезом (Соколов, 1997).

Представлен фактический материал по комплексному изучению пойменных почв тундровой зоны (Крейда, 1962; Забоева, 1975; Белоцветова, 1990; Лаптева, 1999).

Обострение проблем окружающей среды в связи с интенсификацией в последние десятилетия промышленного освоения новых районов Крайнего Севера привело к появлению работ, где рассматривается разнообразие механизмов почвенных нарушений и деградации, часто имеющих комплексный характер в мерзлотных районах. Анализируются проблемы и закономерности миграции, метаболизма и закрепления загрязнителей (нефти, нефтепродуктов, промысловых минерализованных вод, буровых растворов, шламов) в почвах. Рассмотрены механизмы и пространственно-временные модели этих процессов (Солнцева, 1988, 1995,1998; Пиковский, 1993; Козин, 1996; Русанова, 2000; Сухова, 2004).

Предприняты попытки классифицировать почвы по устойчивости к антропогенным воздействиям и по степени нарушенности (Зверева, 1996; Васильевская, 2002).

Однако, несмотря на длительную историю исследований почв тундровой зоны, к настоящему времени лучше изучен Азиатский сектор. Слабая изученность почв подзон и провинций тундры затрудняет разработку классификации, систематики и номенклатуры, которые могли бы отразить все многообразие как природных почв, так и измененных в результате техногенных нарушений.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работы проводились в пределах Ненецкого автономного округа Архангельской области на территориях Ванейвисского (запад Болыпеземельской тундры, 67°45' с.ш. и 54°05' в.д.) и Кумжинского (65 км к северу от города Нарьян-Мар, северо-западной части дельты р. Печора) нефтегазоконденсат-ных месторождений. Обследованы почвы 17 буровых площадок. Основные нефтезагрязненные участки сосредоточены вблизи устьев скважин и в буровых амбарах.

Методика работ включала сопряженный анализ фоновых (вне загрязненных площадей) и соответствующих им разновидностей загрязненных почв. Основным методом изучения опорных разрезов был традиционный морфологический анализ вертикального профиля почв и грунтов.

Аналитическая обработка образцов почв проведена следующими методами: гранулометрический состав определен по Качинскому с диспергацией и кипячением в присутствии №ОН; рН водный и солевой - потенциометричес-ки; углерод органический и азот общий - на анализаторе ЛКЛ-1500; валовой анализ почв - атомно-абсорбционным методом; обменные катионы - по Гед-ройцу с вытеснением 1н КН С1 и последующим атомно-абсорбционным определением на Хитачи 180-60. Качественный состав гумуса определен по укороченной схеме Кононовой-Бельчиковой с использованием пирофосфатной вытяжки (Агрохимические методы..., 1975). Формы железа исследовали по упрощенной схеме СВ. Зонна и А.Н. Рукака (1978). В результате выполнения анализов по схеме СВ. Зонна (1982) было определено содержание валового железа (Реил), дитионитрастворимого по Мера и Джексону (Уед), оксалатора-створимого по Тамму (Гео). Рассчитывалось содержание силикатного железа (Ге1>л-Гед). Определение в почвах тяжелых металлов (мг/кг сухого вещества) проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии на спекрофотомет-ре «Квант-/еешап ЭТА». Для контроля точности измерений использовали стандартные образцы почв. Флуориметрический метод измерения массовой доли нефтепродуктов в почве основан на их экстракции из образца хлороформом, хроматографической очистке экстракта после замены растворителя на гексан и измерении интенсивности флуоресценции очищенного экстракта на приборе типа «Флюорат-02». Средняя погрешность измерений составила 10 %.

Названия почв даны в соответствии «Классификацией и диагностикой почв России» (2004).

Выявлена степень восстановления нарушенных территорий с 1985 по 2000 год по результатам сравнительного многомерного анализа космоснимков. В работе были использованы 3 снимка районов исследования, полученные с при-родно-ресурсных спутников Landsat TM4 и Landsat ТМ7. Даты съемки: 09.09.1985, начало августа 1995 года и 19.06.2000. Обработка космоснимков и картографического материала проводилась с использованием программного обеспечения Arc View GIS 3.2. Каждый из космоснимков был преобразован с применением формул Кауфа-Томсона (Tasseled Cap), На первом этапе исследований наблюдали динамику изменения нарушенных площадей за первые десять лет после проведения геологоразведочных работ. На втором этапе анализировали степень восстановления за последующие пять лет.

Глава 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Тип климата Ненецкого автономного округа (НАО) континентальный арктический, ветровой режим формируется под влиянием циклонической деятельности (Климатический справочник, 1962). На относительно небольшой площади Ванейвисского месторождени (около 20 км с севера на юг и 5-6 км с востока на запад) абсолютные отметки поверхности колеблются от 7.9 м (на севере) до 162 м (на юге). Площадь территории Кумжинского месторождения имеет равнинный характер, осложненный многочисленными озерами, болотами, протоками и старицами р. Печоры. В качестве почвообразующих пород служат отложения ледникового, ледниково-морского, морского, аллювиаль-но-морского, аллювиального, озерного, озерно-болотного и биогенного генезиса, средне-, верхнечетвертичного и современного звеньев. Вся площадь Ваней-висского месторождения расположена в зоне прерывистого распространения многолетнемерзлых пород (ММП), для Кумжинского месторождения характерно фрагментарное распространение ММП (Комплексный экологический мониторинг..., 1996). Район исследования расположен на северной границе южных гипоарктических тундр (Юрцев, 1978). Зональной растительностью в бассейне р. Ортина (Ванейвисское месторождение) являются кустарниковые тундры, в дельте р. Печора: ивняки, заросли кустарников, заболоченные луга.

Глава 4. МОРФОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ БАССЕЙНА р. ОРТИНА

4.1. Морфогенетическая характеристика природных почв бассейна р. Ортина

Выявлены характерные почвы подзоны южных гипоарктических тундр западной части Большеземельской тундры. Автоморфные почвы на легких породах представлены подбурами, подзолами иллювиально-железистыми и иллювиально-гумусовыми, на суглинках - глееземами. Торфяные олиготроф-ные деструктивные почвы плоских бугров также могут быть отнесены к авто-морфному ряду. Полугидроморфные и гидроморфные почвы встречаются в виде комплексов, где торфяно-подзолы глеевые иллювиально-гумусовые, тор-фяно-глееземы, торфяные олиготрофные почвы являются составными частями.

Широкое распространение морских и флювиогляциальных песков способствует ветровой эрозии, появлению обнажений, сложенных песчано-галеч-никовым материалом. Восстановление почв на песчаных обнажениях слабое. В защищенных от ветра ложбинах, на эоловых отложениях размещаются массивы березы извилистой (Betula tortuosa). Здесь формируются подбуры.

Отмечены различия в генетических свойствах и проявлении ЭПП (элементарных почвенных процессов) в почвах под бореальными островками (Picea obovata) и тундровыми сообществами: ослабление криогенных и усиление элювиальных процессов в первых.

Для почв на легких отложениях характерно преобладание фракции мелкого песка. Низкое содержание илистой фракции объясняется малым количеством способных к выветриванию первичных минералов, а относительно равномерное распределение ила по профилю подтверждает слабое развитие процессов суспензионного выноса.

Особенности валового состава подзолов свидетельствуют о некотором сходстве их с подбурами. Для подзолов характерна слабо выраженная элювиально-иллювиальная дифференциация профилей, что обусловлено как суровыми условиями почвообразования, так и относительной бедностью почвообразую-щих пород.

Спецификой почвообразования глееземов в экотонной полосе является усиление процессов дифференциации минеральной толщи, наличие горизонтов переходного характера. —

В глееземах торфянистых верхние горизонты несколько обеднены илом, валовым железом и алюминием, по сравнению с нижней частью. Под влиянием процессов оглеения резко повышается миграционная способность железа.

Распределение по профилю оксалаторастворимых форм железа в почвах на песках указывает на образование двух максимумов. Первый приурочен к оторфованным подстилкам и наиболее гумусированным горизонтам. Его происхождение связано с биологической аккумуляцией и криогенным перераспределением подвижных элементов из минеральных горизонтов в подстилки. Второй максимум наблюдается в нижней части почвенных профилей. Его образование связано с элювиально-иллювиальной дифференциацией, миграцией свободных полуторных оксидов и их фульватов к мерзлотному слою. Во всех типах почв в верхней части профиля оксалаторастворимое Fe2O3 преобладает над А12О3, что является характерным для тундровой зоны.

Для подбуров и подзолов данной территории исследования, как для почв со слабо развитым иллювиально-гумусовым процессом, имеет место регрессивно-аккумулятивное распределение углерода по профилю. В двухъярусных почвах островков елового леса в распределении углерода отмечается два максимума: в горизонте BHF подбура и IIBHF погребенного подзола. В плоскобугристых торфяниках распределение углерода и азота недифференцированное. В составе гумуса минеральных горизонтов фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами. В оторфованных подстилках отношение между ними близко к 1. Перегнойные кислоты представлены в основном подвижными фракциями. Относительное обогащение верхних минеральных горизонтов ГК-1 указывает на значительное участие в составе органического вещества частично гумифицированных органических остатков (накопление грубогумусового органического вещества не только в подстилках, но и в минеральных горизонтах) (Пономарева и др., 1959). По качественному составу гумуса рассматриваемые подзолы отличаются от подбуров более широким соотношением Сгк:Сфк в нижней части профиля, более высоким относительным содержанием ГК-1.

4.2. Трансформация почв бассейна р. Ортина в результате нефтегазоразведочных работ

Поскольку, в бассейне р. Ортина почти все буровые площадки, выбранные в качестве модельных, приурочены к повышенным элементам рельефа с почвами легкого гранулометрического состава, отсыпка песчаным субстратом на их территории не проводилась.

При загрязнении техногенными углеводородами в почвах в первую очередь изменяются морфологические свойства: окраска, сложение, агрегация. Уничтожение естественного профиля сопровождается появлением интенсивно темного (черного) цвета битуминозных включений, образованием корки на поверхности, уплотнением сложения и локализацией, вследствие этого, признаков оглеения (рис. 1). Трансформация почв зависит от количества поступающих загрязняющих веществ, и сопровождается деградацией либо всего профиля, либо только верхней его части. Однако, загрязнение верхней части, и особенно, образование корки, в свою очередь, вызывают оглеение профиля, что является техногенно-спровоцированным процессом. Достаточно интенсивная трансформация наблюдается в почвах пятен разливов нефти и котлованов-сборников, в которых произошла утрата морфологических признаков генетических горизонтов, уплотнение торфа.

На состав антропогено-преобразованных почв большое влияние оказывают количество и тип техногенных включений, химических загрязнителей. Активного накопления К20, Р20б, СаО, МйО, Б0а в новообразованных органогенных горизонтах, как в фоновых почвах, не наблюдается. Для валового минерального состава деградированных почв характерно обогащение кальцием и магнием (в 2-3 раза). Наблюдается четкая обратная зависимость (к = -1) содержания 8Ю2 и К203 в профиле почв. Чем ближе к месту загрязнения, тем выше содержание серы, тогда как с валовым натрием наблюдается противоположная картина. На нефтезагрязненных участках постепенно формируется гидрокарбонатный состав почвенных растворов из-за почти полной потери СГ

I - нанос, II - химическое загрязнение, III - битуминозная корка, IY - темные пятна, Y - слои, YI - граница мерзлоты, YII - подстилочно-торфяные и торфяные горизонты, YIII - песок.

Рис. 1. Морфологическое строение фоновых (а) и нарушенных (б) почв Ванейвисского месторождения.

Почвы: 130: а - подзол иллювиально-гумусовый, б - химически-преобразованная по подзолу иллювиально-гумусовому; 131: а - подбур оподзоленный на подбуре оподзолен-ном, б - химически-преобразованная по подбуру оподзоленному на подбуре оподзоленном; 3: а - подзол глеевый иллювиально-железистый, б - химически-преобразованная по подзолу глеевому иллювиально-железистому; 19: а - торфяно-подзол глеевый иллювиально-гу-мусовый, б - химически-преобразованная по торфяно-подзолу глеевому иллювиально-гу-мусовому; 8: а - торфяная олиготрофная деструктивная, б - химически-преобразованная по торфяной олиготрофной деструктивной почве.

- абсолютного мигранта (Перельман, 1989), и возрастания содержаний НСО^ (за счет деструкции поступившей нефти). В гидрокарбонатный почвенный раствор вытесняются ионы натрия (Солнцева, 2002). Таким образом, увеличивается доля подвижного натрия от валового его содержания.

Накопление оксалаторастворимых форм железа в антропогенно-измененных почвах наблюдается в разных частях профиля в зависимости от расположения сорбционных барьеров, как правило, в прослойках суглинка, в техногенных горизонтах. При интенсивном загрязнении верхних органогенных горизонтов, картина распределения оксалаторастворимого железа имеет аккумулятивный характер с постепенным уменьшением с глубиной (табл. 1).

Изменение химических свойств заключается в смещении реакции среды в нейтральную сторону, увеличении содержания обменных оснований и углерода. Увеличение обменного Са активнее происходит в торфяниках, чем в песках: в 5-10 раз в поверхностных, в 20 раз - в нижележащих слоях, по сравнению с незагрязненным вариантом. Замечено, на примере сравнительного анализа загрязненных почв легкого гранулометрического состава, что уже в 20 м от центра загрязнения на глубине 10-20 см содержание Са и Mg уменьшается почти в два раза, ионов № в водном растворе - в три. В 60 м от пятна нефте-загрязнения на буровой площадке содержание обменных оснований соответствует уровню ненарушенных почв (рис. 2). В химически-преобразованной почве по подзолу глеевому иллювиально-железистому (разрез 22), характеризующейся двучленным строением профиля, перераспределение загрязнений происходит как поверхностным, так и латеральным стоком по литологическому барьеру. В результате, вариабельность распределения битуминозных веществ в почвах сопредельных территорий усиливается. Увеличение содержания обменного кальция в разрезе, заложенном в 20 м от антропогенно-преобразованной почвы наблюдается в поверхностном органогенном горизонте и в глеевом, на литологическом контакте.

Наибольшее количество углерода в нефтезагрязненных почвах обнаружено в верхнем и техногенно-измененных слоях, накапливающих битуминозные вещества.

Уровень загрязнения водораздельных почв НУ (углеводородами нефти) находится в пределах от низкого до очень высокого (в почвах пятен разливов нефти и котлованов-сборников). Общее количество нефтепродуктов, удерживаемых почвой, зависит и от мощности профиля, доступного для проникновения загрязнителей. Подзолы, имеющие более мощный профиль, и не имеющие непроницаемых барьеров, удерживают нефти больше (разрез 30), чем торфяные почвы с высоким уровнем мерзлоты. Наблюдается аккумулятивный тип распределения нефтепродуктов в профиле песчаных почв, равномерный -в торфяниках. Посттехногенное перераспределение нефти из импактных зон происходит в основном латеральным путем, поскольку все нарушенные участки локализованы на склонах. Интенсивность миграции определяется не только особенностями рельефа, характером пород, но и наличием экранирующих слоев и аккумулятивных (горизонты Т, О) барьеров.

Превышение содержания тяжелых металлов над фоновым варьирует в различных типах почв: Си - в 1.5-2, 7л - в 1.5-3, Сс1 - в 2-4, РЬ, Мп - в 2-3, Со -в 1.5-3, № - в 1.5-2 раза. Концентрация этих элементов происходит в торфяном и надмерзлотном глеевом горизонтах, и обнаружена высокая корреляционная связь между количеством нефтепродуктов и содержанием никеля, цинка. В наименьшей степени содержание нефтеуглеводородов влияет на концентрацию кобальта и марганца.

Рассмотренные почвы по диагностическим показателям относятся к отделу химически-преобразованных и делятся на следующие типы:

1. Химически-преобразованные по подзолам иллювиально-гумусовым и подзолам глеевым иллювиально-железистым, формирующиеся на пологих вер-

Химические свойства фоновых и техногенно-нарушенных почв бассейна р. Ортина

Таблица 1

Номер разреза Номер буровой, Горизонт Глубина, см рн С N Поглощенные катионы, Несиликатные формы, %

место ммоль/100 г Ре2Оэ | А12Оз Ге2Оэ

отбора образца водный | солевой % Са | Мд по Тамму по Джексону

ьно-гумусовому

2.72 0.24 0.12 0.11 0.23

0.39 0.26 0.16 0.18 0.19

0.89 0.36 0.10 0.07 0.28

0.22 0.45 0.01 0.04 0.01

0.35 0.71 0.02 0.38 0.02

подбуре

0.56 0.08 0.03 0.11 0.29

0.31 0.12 0.06 0.13 0.23

0.08 0.08 0.10 0.07 0.26

0.08 0.10 0.12 0.09 0.25

I 5.86 2.11 0.94 0.04

0.16 0.12 0.44 0.63 0.66

0.19 . 0.16 0.59 0.60 0.71

0.61 0.29 0.10 0.11 0.30

6.56 1.74 0.34 0.19 0.77

I 1.40 0.85 0.80 0.20 0.80

0.42 0.21 0.01 0.01 0.21

0.66 0.18 0.01 0.01 0.08

0.28 0.17 0.11 0.01 0.22

0.30 0.19 0.03 не обн. 0.12

Са Мд поТамму

№47 Буровая №130, котлован-сборник

№37 В 2 км от

предыдущего разреза

№30 Буровая №131, пятно разлива нефтепродуктов

№23 В 20 МОТ разреза 22

№1-К В 1.5 км от разреза 22

№11 Буровая №19,

пятно разлившейся нефти

Х1 Х2 Вх

О Е

ВН Г

Х1 Х2 ВС

Врд 1

ВРд2 &

Вдд1 ВРд2 О

Почва: химически-преобразованная по подзолу иллювиально-гумусовому

0-14 4.3 3.5 3.64 0.14 30 14-24 4.1 3.5 1.02 0.06 22

24-54 5.3 4.2 0.38 0.02 19 Подзол иллювиально-гумусовый 0-13 4.5 3.5 13-21 5.1 4.1 0.28 0.02 16

21-33 4.6 4.0 1.21 0.05 28

Почва: химически-преобразованная по подбуру на подбуре

0-2 2-6 6-16 31-65

0-6 6-14 14-19

19-26 26-52

1-3 3-11 11-20

20-30 30-70

5.7 4.7 3.33 0.07 55 5.4 4.4 1.59 0.02 108

5.4 4.4 0.90 0.01 71 5.2 4.3 1.10 0.02 75

Подзол глеевый иллювиально;жел_езистый 44..26

5.1

5.8

5.5

Подзол глеевый иллювиально-железистый

3.4 28.06 0.89 37

3.9 1.94 0.11 20

4.2 1.40 0.06 28

4.5 0.31 0.10 4

3.9 0.83 0.03 28

водный

3.3 3.8 4.2 4.2

4.4 солевой

0.58 0.37

№12 В 10 м от разрезан

№14 Буровая № 8, полоса стока отработанных растворов с нефтью

№16 В 50 мот разреза 14

Почва: химически-преобразованная по торфяно-подзолу глеевому иллювиально-гумусовому Х1 0-2 - - 57.00 0.66 86 -

ХЗ 6-28 5.0 4.1 1.58 0.05 30 0.72

Вхд 28-45 5.1 4.3 0.77 0.05 16 0.25

СО 45-65 5.2 4.4 0.36 0.02 16 0.10

Торфяно-подзол глеевый иллювиально-гумусовый Т 0-20 3.9 3.2 35.40 1.10 38 13.98

ВдИ 20-29 4.4 3.6 1.04 0.05 24 0.11

ВНд 30-40 4.4 3.8 0.95 0.06 64 0.10

Почва: химически-преобразованная по торфяной олиготрофной деструктивной почве Х1 0-24 4.1 3.3 41.87 1.97 25 31.08

Х2 24-43 5.0 4.3 51.95 2.63 23 72.37

Торфяная олиготрофная деструктивная ТОтсС 0-12 4.1 3.2 44^10 1.81 28 22.01

ТОтс12 12-36 5.2 4.3 43.84 1.83 28 58.37

0.08 0.01 0.07 0.02

0.06 0.01 0.54 0.04

0.06 0.02 0.34 0.05

2.31 1.06 0.37 1.18

0.10 0.03 0.07 0.03

0.06 0.05 0.25 0.05

ой почве

2.16 1.18 0.67 1.28

2.31 1.86 2.09

2.71 0.36 0.35 0.45

1.25 - 1.91 2.96

Примечание. Здесь и в табл. 2 знак «-» - отсутствие данных.

7 7,5 8 8,5 0 0,2 0,4 0,6 0,8

0 20 40 60 80 0 1 2 3

Рис. 2. Величина рН солевого (А) и распределение содержания (по оси ординат) Na в водном растворе (Б, ммоль/1ООг), Са обменного (В, мг-экв./1 ООг) и Мg обменного (Г, мг-экв./ ЮОг) на различной глубине (см; по оси абсцисс) в слоях техногенно-нарушенных почв на Ванейвисском нефтегазоконденсатном месторождении в трех (1), 20 (2) и 60 м (3) от места разлива бурового раствора.

шинах и верхних частях склонов возвышенностей и увалов, а также на хорошо дренированных водораздельных равнинах, сложенных песчано-супесчаными отложениями, приуроченные к основным нефтезагрязненным участкам (устьям скважин, котлованам-сборникам, полосам стока нефтесодержащих жидкостей), характеризующиеся, наряду с механическим нарушением, сильным химическим загрязнением, проявлением в профиле морфологических трансформаций (отсутствие органогенных горизонтов, образование битуминозной корки на поверхности, появление темных пятен и прослоек, уплотнение сложения).

2. Химически-преобразованные по подбурам, подстилаемым подбурами, развивающиеся в нижней части склонов песчаных бугров, загрязненные неф-теуглеводородами, испытывающие влияние эоловых процессов (нанос песка на поверхности).

3. Химически-преобразованные по торфяно-подзолам глеевым иллювиаль-но-гумусовым, формирующиеся на пологих водоразделах с песчаными увалами и бугорковатой тундрой (слой сезонного оттаивания 40 см), в результате совместного негативного воздействия нефтепродуктов и сопутствующих загрязнителей.

4. Химически-преобразованные по торфяным олиготрофным деструктивным почвам плоскобугристых торфяников с мозаичной структурой растительного покрова (глубина сезонного оттаивания 30-40 см) в результате загрязнения нефтяными углеводородами.

Глава 5. МОРФОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ ДЕЛЬТЫ р. ПЕЧОРА

5.1. Морфогенетическая характеристика почв дельты р. Печора

На основании исследований в нижнем течении р. Печора, в ее дельте выделяются три типа естественных пойменных почв:

1. Аллювиальные серогумусовые (дерновые) на дельте высокого уровня, формирующиеся в прирусловой части поймы;

2. Аллювиальные серогумусовые (дерновые) глеевые на дельте среднего уровня, формирующиеся в центральной части поймы;

3. Аллювиальные торфяно-глеевые на дельте низкого уровня, формирующиеся в притеррасной части поймы.

На наиболее высоких участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления, сформировались типичная тундра и тундровые болота с торфяно-подзолами глеевыми иллювиально-гумусовыми. На вершинах высоких песчаных холмов, останцов бывшей морской равнины, распространены двухъярусные почвы, представленные оподзоленными подбурами в верхнем и нижнем ярусе.

Почвы отличаются разной степенью оглеения. Болотные почвы, характеризующиеся западинно-бугристым микрорельефом, выделяются наличием сезонной мерзлоты на глубине 22-32 см на буграх, 38-48 см - в западинах.

Во всех пойменных почвах отмечено сходство гранулометрического состава: преобладают тонкопесчаная и крупнопылеватая фракции при меньшем содержании илистой. Соотношение физического песка и физической глины составляет 1:4 (в болотных 1:3). В почвах, формирующихся на останцах бывшей морской равнины, песчаные фракции представлены в больших количествах.

Данные валового анализа свидетельствуют о неравномерном профильном распределении химических элементов, что характерно для пойменных почв всех почвенно-климатических зон. Фосфор, сера, калий, кальций титан, железо, алюминий накапливаются в верхних горизонтах в результате биогенно-аккумулятивных процессов, при медленной минерализации опада в условиях низких температур, короткого теплого периода и переувлажнения. В торфянистых горизонтах притеррасной поймы (разрез 55), в условиях постоянного переувлажнения и слабой водопроницаемости глеево-тиксотропных горизонтов наблюдается наибольшее содержание данных оксидов.

Значительное накопление оксалаторастворимых форм железа в послепа-водковый период происходит не только в испытывающих влияние почвенно-грунтовых вод луговых и болотных, но и в сравнительно хорошо прогреваемых и дренированных дерновых почвах.

Содержание обменных оснований во всех типах пойменных почв близкое. Максимальное содержание приходится на органогенные горизонты. Количество поглощенных оснований в почвах останцов бывшей морской равнины и незатопляемых участков, также как и величина рН, ниже, чем в пойменных почвах, и соответствует уровню водораздельных почв.

Почвы на участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления характеризуются широким отношением C:N (52, 32) в торфяных горизонтах (в пойменных почвах данный показатель находится в пределах 11-17). Это свидетельствует о биологически неактивном характере почв.

5.2. Трансформация почв дельты р. Печора в результате нефтегазоразведочных работ

Большая часть буровых скважин расположена на участках дельты среднего уровня, соответствующих центральной пойме. Две скважины и буровые амбары отработанных растворов и нефтепродуктов локализованы на участках центральной поймы в межгривных понижениях. Буровые площадки, кроме буровой № 135, отсыпаны гравийно-галечной смесью с крупным речным песком (насыпной грунт). Обваловка со стороны протоки отсутствует.

В нарушенных почвах, по сравнению с ненарушенными, увеличивается содержание обменного кальция, углерода, азота, подвижных форм железа, рН среды имеет нейтральный, щелочной характер (табл. 2).

Данные почвы накапливают нефтяные компоненты в меньших количествах, чем водораздельные. В дельте часть нефтепродуктов вымыта из поверхностных горизонтов во время половодья или вследствие миграции вниз по профилю, часть подвергается медленному окислительному разложению. Наиболее высокие концентрации техногенных углеводородов установлены рядом с устьем скважин и у котлованов-отстойников. Максимальное накопление загрязнения в профиле почв произошло в техногенных слоях под органогенными горизонтами (дерниной), вновь сформировавшимися в течение 20 лет на насыпном грунте.

Концентрации тяжелых металлов в почвах буровых площадок значительно выше, по сравнению с аналогичными почвами бассейна р. Ортина. Максимальное накопление произошло в техногенно-измененных горизонтах и соотносится с максимальным содержанием в них нефтепродуктов. Во вновь образованных органогенных горизонтах аккумуляция ТМ происходит в результате поверхностного перераспределения во время весенних половодий и переноса с водораздельных территорий. По мнению Ю.В. Алексеева (1987), содержащиеся в кислых почвах в подвижном состоянии Fe, Л!, Mn при нейтрализации превращаются в нерастворимые гидрооксиды, образующие коллоиды, хорошо адсорбирующие тяжелые металлы из почвенного раствора. Можно предположить, что нейтральная и слабощелочная реакция нефтезагрязненных почв дельты р. Печора способствует образованию малорастворимых соединений тяжелых металлов в техногенных слоях, в средней части профилей, и тем самым сохранению загрязнения в течение длительного периода времени.

Разделение рассмотренных почв по диагностическим показателям на типы следующее:

1. Хемоземы, загрязненные нефтепродуктами, формирующиеся вблизи буровых площадок, не обнаруживающие морфологических нарушений профиля, содержащие нефтепродукты на более высоком уровне, по сравнению с фоновыми с незначительными изменениями физико-химических свойств (повышение углерода и азота, обменного кальция).

Болотные почвы с наиболее высоким содержанием нефтепродуктов, повышенным содержанием Сё, РЬ, N1, по сравнению с фоном, могут быть названы хемоземами, загрязненными тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Химические свойства фоновых и техногенно-нарушенных почв дельты р. Печора

Таблица 2

Номер разреза Номер буровой, место отбора образца Горизонт Глубина см РН С N С:М Поглощенныек атионы, ммоль/ЮОг Несиликатные формы, % Водорастворимый ммоль/1 ООг

Ре2Оэ А1203 Ре203 по Джексону

водный 1 солевой % Са | Мч по Тамму

Примитивная, на насыпном грунте

№63 Площадка w 0-1 5.7 5.0 3.14 0.18 20 6.74 1.34 - - - 0.02

буровой №18, X1rr 1-23 7.7 7.6 0.69 0.03 26 2.60 0.89 0.63 0.06 0.65 0.01

на насыпном X2rr 23-56 7.0 6.4 0.46 0.01 48 0.86 0.89 - - - 0.003

грунте ХЗпг 56-78 6.7 5.9 0.21 0.01 42 0.48 0.91 0.12 0.03 0.31 0.003

ФОН К разрезу 63,45 6.7 5.9 0.10 0.01 17 0.28 0.14 0.12 0.03 0.13

субстрат, используемый в качестве насыпного грунта (гг)

Химически-преобразованная по аллювиальной серогумусовой (дерновой) глеевой почве

№57 Площадка W 0-3 6.6 6.4 6.71 0.39 20 11.02 3.09 1.28 0.09 1.28 0.06

буровой №135, AYg 3-19 6.6 5.9 1.03 0.08 15 7.35 0.55 0.73 0.05 0.73 0.09

С подсыпкой ХВд 19-42 6.8 6.2 2.41 0.07 42 16.38 2.32 0.91 0.20 0.91 0.18

техногенных ^ 42-52 8.0 7.5 1.84 0.15 14 11.29 1.30 0.91 0.08 0.93 0.20

грунтов

Аллювиальная серогумусовая (дерновая) глеевая

№50 В 120 м W 0-2 5.9 5.0 14.32 1.04 16 10.97 2.38 1.12 0.42 1.24

от разреза 57 AYg Bg 2-13 5.8 4.9 1.09 0.14 9 9.54 2.41 0.90 0.24 0.90

13-35 6.0 5.0 0.98 0.10 12 8.92 2.45 0.76 0.22 0.79

Й 35-49 5.7 4.4 0.94 0.08 13 5.80 1.85 0.64 0.10 0.70

G 49-68 5.2 3.9 0.80 0.06 16 5.21 1.94 0.74 0.24 0.81

Химически-преобразованная по аллювиальной торфяно-глеевой почве

№45 Площадка W 0-5 6.8 6.6 4.26 0.23 22 13.04 2.41 - - - 0.03

буровой № 6, Х1гг 5-14 7.1 6.8 2.00 0.18 13 10.01 2.39 - - - 0.06

на насыпном Х2ггд 14-18 8.2 7.5 1.89 0.03 67 9.97 2.07 - - - 0.10

грунте. В 5 м от вгг 18-22 8.2 8.0 0.21 необн. 17 1.80 1.21 - - - 0.04

котлована- 1Ух гг 22-38 8.1 7.8 0.10 0.01 15 1.16 0.21 - - - 0.02

сборника

Аллювиальная перегнойно-глеевая

№48 В 20 мот Н 0-11 5.52 4.81 - - - 11.00 2.81 1.27 0.63 1.30 0.10

разреза 45 G 32-44 4.92 4.01 - 8.47 2.15 - 0.37 1.06 0.19

Аллювиальная торфяно-глеевая торфяно-минеральная

№55 В 300-400 мот Ттг 0-5 6.80 5.9 8.18 0.37 26 9.17 3.85 1.22 0.11 1.30

разреза 45 G1 5-21 6.61 5.7 1.92 0.16 14 8.55 2.73 0.92 0.10 0.93

G2 21-34 7.36 6.4 1.32 0.10 15 6.30 2.94 0.81 0.04 0.85

CG 34-58 6.98 6.0 0.90 0.07 14 4.80 3.34 0.82 0.01 0.93

2. Примитивные, развивающиеся на насыпных техногенных субстратах, с высоким содержанием нефтепродуктов и тяжелых металлов, проявляющие начальные стадии формирования дерновых горизонтов.

3. Химически-преобразованные по аллювиальным торфяно-глеевым почвам, формирующиеся в притеррасной пойме, где в связи с более благоприятными условиями для самовосстановления и отложением аллювиальных наносов из илистых частиц со значительным содержанием органического материала, близким стоянием почвенно-грунтовых вод имеют профиль, отчасти подобный естественному профилю, характерному для соседних ненарушенных участков.

Нефтезагрязненные почвы, испытавшие морфологические нарушения профиля, вследствие внедрения техногенных материалов (доски, трубы) и грунтов, могут также быть отнесены к химически-преобразованным. Выделение подтипов проведено с учетом преобладающего почвообразовательного макропроцесса: дернового, лугового или болотного.

Глава 6. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ТРАНСФОРМАЦИИ И САМОВОССТАНОВЛЕНИЯ НАРУШЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

17 площадок буровых скважин (9 - Ванейвисского и 8 - Кумжинского месторождений) характеризуются одинаковым сроком восстановления (в среднем 18-22 года после окончания буровых работ) и приурочены к различным элементам рельефа, грунтам и типам растительных сообществ (дефляционные обнажения, плоскобугристое болото, надпойменная терраса, пойменные и пла-корные водораздельные участки).

Анализ площадок по определяющим экологическим характеристикам и состоянию растительного покрова позволил разделить их на группы:

1) Площадки скважин, расположенные на дефляционных обнажениях в верхней части холмов, приурочены к пескам и супесям, характеризуются отсутствием или слабым формированием органогенного горизонта, неблагоприятным водным режимом. Растительность на площадках буровых скважин №№ 1, 6/18, 4, 131 (Ванейвисское месторождение) находилась на разнотравно-злаковой стадии с общим проективным покрытием до 50 %. Растительность на площадках вокруг буровых скважин № 2 (Ванейвисское месторождение) и № 8 (Кумжинское месторождение), расположенных на надпойменных террасах, была представлена в основном злаками и общее проективное покрытие не превышало 10 и 30 %, соответственно. Преобладали такие виды, как Festuca ovina, F. rubra, Deschampsia glauca, Poa alpígena, Agrostis tenuis, A stolonifera. На участках с нарушенным почвенно-растительным покровом развиваются песчаные раздувы, занимая до 90 % площади. Почвы представлены химичес-ки-преобразованными по подбуру оподзоленному на подбуре оподзоленном. Слой сезонного оттаивания соответствует 1.3-1.7 м.

2) Площадки, основная территория которых локализована на песчаных и супесчаных грунтах на вершинах и верхних частях склонов возвышенностей и увалов, и ложбины стока на выположенных плато между озерами, имеют более благоприятный водный режим и сформированный органогенный горизонт (№№ 3, 130 Ванейвисского месторождения). Общее проективное покрытие на них достигает 70-80 %. Растительность на площадках находится на разнотравно-злаковой, кустарниково-злаковой стадиях зарастания. Наряду со злаками и разнотравьем активное участие в заселении периферийных, пониженных частей площадок скважин принимают Eriophorum scheuchzeri, Juncus arcticus, хвощи и ивы, пятнами встречаются политриховые мхи (Лавриненко и др., 1996). Нарушенные почвы на склоновых участках представлены хими-чески-преобразованными по подзолам иллювиально-гумусовым или подзолам

глеевым иллювиально-железистым, а на относительно низких элементах рельефа - химически-преобразованными по торфяно-подзолам глеевым иллюви-ально-гумусовым. Надмерзлотный слой воды отмечен на глубине 45-54 см.

3) Площадки скважин, расположенные на террасах склонов и в понижениях, характеризуются бугристыми торфяниками и оторфованными почвами, с хорошо сформированным органогенным горизонтом, с благоприятным или избыточным водным режимом (№№ 8, 19 Ванейвисского месторождения). На этих площадках сформировались устойчивые разнотравно-злаково-кустарнико-вые и мохово-разнотравно-злаковые сообщества с общим проективным покрытием 90 %. В кустарниковом ярусе доминируют ивы, обладающие большой энергией размножения и роста. Разреженный кустарничковый ярус представлен Empetrum hermaphroditum, Ledum decumbens, Vaccinium vitis-idaea, Arctous alpina. На нарушенных торфяных буграх преобладает Rubus chamaemorus. Мхи образуют небольшие пятна, среди них преобладают антропофильные виды родов Polytrichum и Bryum. Из лишайников встречены лишь колонии видов листоватых лишайников, устойчивых к антропогенным нагрузкам - Peltigera rufescens, P. dydactila u Solorina crocea (Лавриненко, 1996). Техногенные почвы представлены химически-преобразованными по торфяно-подзолам глеевым иллювиально-гумусовым, обладающими дифференцированным профилем, и химически-преобразованным по торфяным олиготрофным деструктивным почвам, в которых основную часть деятельного слоя составляют нефтезагрязнен-ные торфяные горизонты. Объединяющим фактором данных типов нарушенных почв является близкое залегание сезонной мерзлоты (с 43-65 см).

4) Площадки скважин, расположенные на пойменных участках дельты р. Печора: прирусловая и центральная часть - №№ 6, 13, 11, 7, 18, притеррасная пойма - № 13, лощины стока, отсыпаны гравийно-галечной смесью с крупным речным песком, на поверхности которой сформировалась дернина мощностью 1-5 см и слаборазвитый гумусо-аккумулятивный горизонт AY, или грубогумусовая минеральная прослойка. Возле стволов буровых скважин, интенсивно загрязненных химическими веществами, признаков почвообразовательного процесса часто не наблюдается (№ 7). Площадки характеризуются устойчивым зарастанием ивняково-разнотравно-злаковыми или мохово-разно-травно-злаковыми (в притеррасной пойме) ассоциациями с общим проективным покрытием 60-90 %. Развивающиеся на насыпных техногенных субстратах (антропогенно-созданные) почвы, с высоким содержанием нефтепродуктов и тяжелых металлов, проявляющие начальные стадии формирования дерновых горизонтов, могут быть названы примитивными - в центральной части поймы, и химически-преобразованными по аллювиальным торфяно-глеевым почвам - в притеррасной пойме, в связи с наличием признаков сходных с таковыми в естественном профиле. Залегание грунтовых вод находится на разных уровнях от поверхности, в зависимости от характерных особенностей рельефа участка и интенсивности антропогенного вмешательства.

5) Буровая площадка (№ 135) на пойменном участке, где проводились очистка и планировка поверхности с подсыпкой техногенных грунтов, характеризуется образованием плотной дернины W и горизонта AY. Площадка полностью заросла естественной луговой пойменной растительностью с преобладанием злаков: Deschampsia cespitosa, Calamagrostis purpurea, Poa sp. Видовое разнообразие цветковых растений представлено Allium schoenophrasum, Bistorta major, Delfinium elatum, Vicia cracca, Alchemilla murbekiana. Нефте-загрязненные почвы, испытавшие нарушение морфологического строения профиля вследствие внедрения техногенных материалов (доски, трубы) и грунтов (антропогенно-измененные почвы), могут быть отнесены к химически-преоб-разованным по аллювиальным серогумусовым (дерновым) глеевым почвам.

Оценка темпов самовосстановления почвенного покрова и растительности в зависимости от степени, характера и типа техногенного воздействия требует

дифференцированного подхода даже в пределах небольшого нарушенного участка площадки буровой скважины. Соответственно типу и характеру нарушений хорошо выделяются четыре зоны по степени восстановления: 1) слабого (вокруг устья скважины и места с остатками складов с химреактивами), 2) среднего (средняя часть и периферия площадки), 3) удовлетворительного (в радиусе 15-20 м от котлована-сборника), 4) интенсивного.

Техногенно-нарушенные водораздельные почвы бассейна р. Ортина в большинстве своем относятся к зонам слабого и среднего восстановления. Почвы буровых площадок в дельте р. Печора - к зонам удовлетворительного восстановления. Зона интенсивного восстановления зафиксирована в бассейне р. Ортина на плоскобугристо-мочажинном болоте с комплексом из злаково-пу-шицевых сообществ - на буграх, и ЛШоркИа ]иЬа - в понижениях; в дельте р. Печора - на буровых площадках центральной части поймы, с поверхностно преобразованными почвами в результате подсыпки техногенного грунта.

Механическое повреждение поверхности, нарушение теплоизолирующего слоя мохово-лишайниковой подстилки, дернины, химическое загрязнение, обусловленное разливами нефти, усиливают протаивание мерзлоты. Наибольшее влияние нефтяного загрязнения на глубину сезонного оттаивания зафиксировано на пологом водоразделе с песчаными увалами и бугорковатой тундрой, в химически-преобразованной по торфяно-подзолу глеевому иллювиаль-но-гумусовому почве. Сравнительно легкий гранулометрический состав и расположение в понижении способствовали лучшему проникновению нефтепродуктов и сопутствующих загрязнителей в почву. В результате, произошло увеличение слоя сезонного оттаивания на 25 см.

На плоских буграх, сложенных торфяниками и заторфованными минеральными грунтами, где мерзлота находится на глубине 30-40 см, увеличение слоя сезонного протаивания произошло на 7 см. Торфяный слой является определенным ландшафтно-геохимическим барьером и предохраняет нижележащие многолетнемерзлые породы от техногенного воздействия.

Большинство буровых скважин находится на склоновых участках. Различий в глубине протаивания ненарушенных и загрязненных нефтью почв, расположенных на вершинах и верхних частях склонов песчаных возвышенностей и увалов, не обнаружено, в связи с нахождением почвенных вод на глубине 150 см в профилях как фоновых, так и загрязненных почв.

Основные нефтезагрязненные участки приурочены к устьям скважин, котлованам-сборникам и каналам-полосам стока нефтесодержащих жидкостей. Местонахождение каналов-полос стока приурочено к средней и нижней трети песчаного склона. Если в средней части склонов отмечается временная над-мерзлотная верховодка на глубине 85-90 см, то в нижней выпуклой части она находится на глубине 54 см. В фоновом иллювиально-гумусовом подзоле - на глубине 46 см. Повышенная льдистость при протаивании формирует временную надмерзлотную верховодку (Худяков, 2002). СТС увеличивается на нарушенных участках в нижней части склона на 8 см.

Котлованы-сборники располагаются в подножье склона, на выровненном участке, где глубина сезонного оттаивания составляет 36 см. В фоновой почве (торфяно-глеезем) глубина мерзлоты - 21-26 см. В результате нефтяного загрязнения она увеличилась на 10-15 см. Профиль почвы слагают сравнительно мощные органогенные горизонты и тиксотропная, слитного сложения, глее-вая минеральная толща. Последняя подстилается льдистой многолетней мерзлотой, запирающей почвенный профиль снизу, что обусловливает застойный водный режим. Мерзлота ограничивает нисходящую миграцию почвенных растворов, нефти и нефтепродуктов, воздействующих на глубину сезонного оттаивания в большей степени, по сравнению с легкими по гранулометрическому составу склоновыми почвами.

Таблица 3

Деградация и устойчивость почв западной части Большеземельской тундры

Степень Ландшафты Почвы и почвенные Ведущие факторы

устойчивости криокомплексы деградации или устойчивости

Неустойчивы Плоский водораздел с полиго-напьным нанорельефом, пятни-сто-бугорковатые тундры, плос-кобуфистые торфяники

Слабо- Реликтовые еловые редколесья устойчивы речных террас, современные березовые редколесья, мелко-бугорковато-мочажинные болота, пойма дельты р. Печора

Относитель- Пятнисто-бугорковатые, с сухи-ноустойчи- ми бугорками тундры, мохово-вы кустарничково-травянистые

тундры, ерниковые мохово-ли-шайниково-кустарничковые бу-горковатые тундры на двучленных отложениях, породах легкого гранулометрического состава, мелкобугорковато-мочажин-ные верховые болота

Неустойчивы Песчаные и песчано-галечные к механиче- террасы, водораздельно-скло-ским нару- новые участки с тундровой мо-шениям, хово-лишайниковой раститель-дефляции ностью, дефляционно-пятнистым нано- и микрорельефом

Криокомплексы глее-земов с почвами пятен, торфяные олиготроф-ные деструктивные с торфяными олиго-трофными почвами

Палеопочвы с подбу-ром оподзоленным в верхнем ярусе, пойменные и торфяно-перегнойно-болотные почвы

Подбуры, торфяно-подзолы глеевые ил-лювиально-гумусовые, торфяные олиготроф-ные почвы

Подзолы, подбуры

Деградация (криотурбации, термокарст и др.) связана с дестабилизацией льдистой мерзлоты при нарушении термического режима

Деградация (криоэрозия, термокарст и др.) связана с механическими нарушениями органогенных горизонтов

Относительная устойчивость к механическим нарушениям обусловлена свободным внутренним дренажем

Устойчивость обусловлена дренированностью; деградация (дефляция) - песчаным составом почв

Буровые площадки являются геохимическим барьером, препятствующим движению поверхностных и фильтрационных вод. В результате, на участках, примыкающих к буровым площадкам, появляются зоны подтопления. На Кумжинском месторождении, в пойме р. Печора, в результате отсыпки оснований буровых площадок песчано-галечным грунтом и наличия техногенных включений в профиле почв, площадки имеют более высокий уровень по сравнению с соседними участками. Поэтому, на территории буровых, расположенных на гривистых участках центральной поймы, почвенно-грунтовые воды на глубине до 110 см не обнаружены. На площадках, расположенных в межгрив-ных понижениях, почвенно-грунтовые воды находятся на глубине 50-60 см. Вокруг платформ буровых скважин, в результате заболачивания территории, луговая растительность сменилась более гидрофильной, а на месте луговых профильно-глеевых почв, характерных для данного ландшафта поймы, образовались лугово-болотные почвы. Профиль этих почв заилен, слабо дифференцирован на горизонты из-за сильного оглеения. В 10 м от буровых площадок болотные воды находятся на поверхности, преобладающая растительная ассоциация - травяно-осоковая. В 20 м - уровень болотных вод отмечен на глубине 40-45 см от поверхности, растительность пушицево-злаково-осоковая, огле-ение почвенного профиля менее выражено. В 50 м от буровой платформы, на гривистых участках, и в 120 м - в межгривных понижениях, уровень почвен-но-грунтовых вод и тип растительности соответствуют уровню и типу фоновых почв 90-110 и 70-80 см.

Составной частью буровых платформ являются котлованы-сборники. Создание и хранение в них отработанных буровых растворов, промышленных стоков, нефти приводит к значительному нарушению почв, растительности, провоцирует тепловое воздействие. Почвенно-грунтовые воды здесь отмечены на уровне 25-40 см, распространенный тип растительности - ивняково-пущи-цево-злаково-осоковый.

В целом, вся рассматриваемая территория, приуроченная к зоне прерывистого распространения ММП, по своим геокриологическим условиям характеризуется низкой устойчивостью к комплексному техногенному (промышленному) воздействию, обусловленному нефтегазоразведочными работами. Аналогично экспертной оценке деградации и устойчивости почв Северо-Востока Евразии, представленной Е.М. Наумовым и А.А. Пугачевым (2000), нами предложена схема деградации и устойчивости почв западной части Большеземель-ской тундры (табл. 3).

Глава 7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ, ВЫПОЛНЕННЫЙ НА ОСНОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК

Для оценки закономерности динамики изменения нарушенных площадей буровых скважин в результате зарастания растительными сообществами получено результирующее изображение нарушенных участков Ванейвисского и Кумжинского месторождений путем наложения космоснимков 1985 и 1995 гг. друг на друга. На основании анализа изменения нарушенных площадей за 15 лет, прошедших после проведения нефте-газоразведочных работ, с использованием диаграмм и графиков (рис. 3, 4) сделаны обобщающие выводы.

На площадках буровых скважин (№№ 1, 6/18, 131) Ванейвисского месторождения, локализованных на дефляционных обнажениях в верхней части холмов, приуроченных к пескам и супесям, отмечена тенденция к дальнейшей деградации природной экосистемы: в течение наблюдаемого срока происходит некоторое увеличение площади раздува. Наибольшая деградация напочвенного покрова отмечена на надпойменной террасе (площадка скважины № 2), где в процессе бурения

Рис. 3. Динамика изменения нарушенных площадей (м2; по оси ординат) буровых скважин (номер; по оси абсцисс) Ванейвисского нефтега-зоконденсатного месторождения в результате зарастания растительными сообществами в течените периода с 1985 по 2000 гг.

Рис. 4. Динамика изменения нарушенных площадей (м2; по оси ординат) буровых

скважин (номер; по оси абсцисс) Кумжинского нефтега-зоконденсатного месторождения в результате зарастания растительными сообществами в течение периода с 1985 по 2000 гг.

почвенно-растительный покров был нарушен почти на всей рабочей площади. Так, за 10 лет площадь раздува увеличилась на 15 %, за последующие 5 лет еще на 2 %. В настоящее время дефляционное обнажение занимает 90 % общей площади буровой платформы.

На площадках № 3, 130 Ванейвисского месторождения, локализованных на песчаных и супесчаных грунтах в средней, нижней части и у основания склонов, на выположенных плато между озерами, общее зарастание растительностью за 15 лет составляет 40-55 % общей площади. На буровой платформе № 4, где 70-80 % всей площади расположены на вершине холма и 20-30 % территории в средней части и на подножье холма, отмечено восстановление растительного покрова до 10 %.

Площадки скважин №№ 8, 19 Ванейвисского месторождения, расположенные в понижениях на оторфованных почвах с избыточной влажностью, имеют общее проективное покрытие поверхности устойчивыми разнотравно-злаково-кустарниковыми и мохово-разнотравно-злаковыми сообществами до 90%.

В нарушенных почвах дельты уже в первые 10 лет растительный покров на буровых площадках восстанавливается на 80-90 %, наблюдается начало формирования горизонтов ЛУ или дернины. Причем, в притеррасной пойме почвообразовательный процесс идет быстрее, чем в центральной, в связи с более активным привносом элементов, выносимых грунтовыми и поверхностными водами с террас и водоразделов.

Выводы

1. Характерные комплексы почв подзоны южных гипоарктических тундр западной части Болыпеземельской тундры на легких породах в автоморфных условиях представлены подбурами, подзолами иллювиально-железистыми и иллюви-ально-гумусовыми, на суглинках - глееземами. Торфяные олиготрофные деструктивные почвы плоских бугров также могут быть отнесены к автоморфному ряду. Полугидроморфные и гидроморфные почвы встречаются в виде комплексов, где торфянисто- и торфяно-подзолы глеевые иллювиально-гумусовые, торфяно-глеезе-

мы, торфяные олиготрофные почвы являются составными частями. Почвы под островками реликтового елового леса характеризуются двухъярусным профилем, дневная почва которых представлена подбурами, нижний ярус - подзолами. На эоловых отложениях формируются подбуры.

2. В дельте р. Печора выделяются три типа естественных пойменных почв: в прирусловой части - аллювиальные серогумусовые (дерновые); в дельте среднего уровня - аллювиальные серогумусовые (дерновые) глеевые; в дельте низкого уровня - аллювиальные торфяно-глеевые. На наиболее высоких участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления, сформировались тундровые ландшафты с торфяно-подзолами глеевыми иллювиально-гумусовыми. На вершинах песчаных холмов, останцов бывшей морской равнины, распространены полигенетичные почвы, представленные подбурами оподзоленными.

3. При загрязнении техногенными углеводородами в почвах в первую очередь изменяются морфологические свойства: окраска, сложение, агрегация. Уничтожение естественного профиля сопровождается появлением интенсивно темного (черного) цвета битуминозных включений, образованием корки на поверхности, уплотнением сложения (торфа) и локализацией вследствие этого признаков оглее-ния. На состав антропогено-преобразованных почв большое влияние оказывают количество и тип техногенных включений, химических загрязнителей. Активного накопления К20, Р206, СаО, МеО, в03 в новообразованньж органогенньж горизонтах, как в фоновых почвах, не наблюдается. Для валового минерального состава деградированных почв характерно обогащение кальцием и магнием (в 2-3 раза). Наблюдается четкая обратная зависимость (г = -1) содержания 8Ю2 и 1120а в профиле почв. Накопление оксалаторастворимых форм железа в антропогенно-измененных почвах происходит в разных частях профиля в зависимости от расположения сорбционных барьеров: в прослойках суглинка и техногенных горизонтах. При накоплении загрязняющих веществ в верхних органогенных горизонтах наблюдается аккумулятивное распределение подвижного железа с постепенным уменьшением с глубиной. Изменение химических свойств заключается в смещении реакции среды в нейтральную сторону, увеличении содержания обменных оснований и углерода. Увеличение обменного Са активнее происходит в торфяниках, чем в песках: в 5-10 раз в поверхностных, в 20 раз - в нижележащих слоях, по сравнению с незагрязненным вариантом. Наибольшее количество углерода в нефтезаг-рязненных почвах обнаружено в верхнем и техногенно-измененных слоях, накапливающих битуминозные вещества.

4. Уровень загрязнения почв нефтепродуктами водораздельных почв (бассейн р. Ортина) находится в пределах от низкого до очень высокого (в почвах пятен разливов нефти и котлованов-сборников). Для песчаных почв характерен аккумулятивный тип распределения нефтепродуктов, для торфяников - равномерный. Превышение содержания тяжелых металлов над фоновым варьирует в различных типах почв: Си - в 1.5-2, Хп - в 1.5-3, Сс1 - в 2-4, РЬ, Мп - в 2-3, Со - в 1.5-3, № -в 1.5-2 раза. Концентрация этих элементов происходит в торфяном и надмерзлот-ном глеевом горизонтах.

5. Содержание углеводородов нефти в почвах территорий буровых скважин в дельте р. Печора ниже, чем в нефтезагрязненных водораздельных почвах, вследствие интенсивного вымывания загрязнений в период половодий и более высокой биологической активности. Концентрация тяжелых металлов в почвах буровых площадок дельты р. Печора значительно выше, по сравнению с аналогичными почвами бассейна р. Ортина. Максимальное накопление произошло в техногенно-измененных горизонтах, и соотносится с максимальным содержанием нефтепродуктов. Во вновь образованных органогенных горизонтах аккумуляция ТМ происходит в результате поверхностного перераспределения во время весенних половодий, переноса с водораздельных территорий. Содержание тяжелых металлов (Си, Zn, №) в почвах с подсыпкой техногенного грунта увеличено в 2-2.5 раза, по сравнению с фоновыми значениями. Заметное повышение содержания ТМ (Cd, № - в

3-5, Zn - в 10, Cu, Pb - в 20 раз) происходит в почвах, формирующихся на гравий-но-песчаном насыпном субстрате в притеррасной пойме.

6. Почвы без морфологических нарушений профиля, с повышенным содержанием нефтепродуктов, могут быть отнесены к хемоземам, загрязненным нефтепродуктами. Почвы, развивающиеся на насыпных техногенных субстратах, с высоким содержанием нефтепродуктов, проявляющие начальные стадии формирования дерновых горизонтов, могут быть названы примитивными. Нефтезагрязнен-ные почвы, испытавшие морфологические нарушения профиля вследствие внедрения техногенных материалов (доски, трубы) и грунтов, могут быть отнесены к химически-преобразованным. Выделение типов проведено с учетом сохранившихся исходных почвенных горизонтов, а также преобладающего почвообразовательного макропроцесса.

7. Разведочное бурение в наибольшей степени повлияло на растительный и почвенный покров в бассейне р. Ортина, где привело к активизации эоловых процессов, ускорению выноса песка ветром и формированию котловин выдувания. На песчаных обнажениях, длительно сохраняющих свои размеры, наблюдается динамическое равновесие между развитием растительного покрова и процессами ветровой эрозии. Плато с бугристыми торфяниками в подножьях холмов характеризуются значительным химическим загрязнением, сохраняющимся долгое время (без видимых изменений после 20 лет) вследствие неблагоприятных условий разложения. Самовосстановление нарушенных участков в дельте р. Печора происходит быстрее, чем на водоразделе (бассейн р. Ортина). Уже в первые 10 лет растительный покров на буровых площадках восстанавливается на 80-90 %, наблюдается начало формирования дернины и горизонта AY. Притеррасная пойма характеризуется лучшими условиями для восстановления.

8. Изменение условий среды обитания вызвало смену естественных растительных сообществ на вторичные. За 15 лет в условиях дельты р. Печора сформировались хвощово-вейниковые сообщества, близкие к зональным субарктических пойм; в бассейне р. Ортина, на повышенных элементах рельефа - злаковые и разнотравно-злаковые сообщества, иногда с участием кустарников, в понижениях -мохово-разнотравно-злаковые и кустарниково-злаково-осоковые сообщества.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Денева СВ. Нефтезагрязненные почвы условий р. Печора // Всерос. студенческая конф. «Почва, экология, общество» (СПб, 1-4 марта 1999 г.). СПб., 1999. С. 106.

2. Rusanova G.V., Deneva S.V. Impact of oil contamination on Arctic soils // Abstr., 6 Circumpolar Universities Cooperation Conf. Aberdeen, Scotland, 1999. P. 21.

3. Денева СВ., Русанова Г.В. Естественные и нарушенные почвы дельты р. Печора // Тез. докл. III съезда Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 1115 июля 2000 г.). Кн. 3. М., 2000. С. 36-37.

4. Денева СВ., Русанова Г.В. Трансформация нефтезагрязненных почв западного сектора Большеземельской тундры // Межд. конф. «Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере земли» (Пущино, 1-5 июня 2001 г.). Пущино, 2001. С.135.

5. Денева СВ., Русанова Г.В. Чувствительность и устойчивость почв Больше-земельской тундры к нефтяному загрязнению // Тез. докл. Всерос. конф. «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва, 24-25 апреля 2002 г.). М., 2002. С. 431.

6. Денева СВ., Русанова Г.В. Природные и техногенно-нарушенные почвы дельты реки Печора // Матер. Межд. науч.-прак. конф., посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.В. Рудницкого «Здоровье - питание - биологические ресурсы». Киров, 2002. С. 421-428.

7. Денева С.В. Особенности формирования почв западной части Болыпеземель-ской тундры // Тез. докл. науч. конф. СПб., Пушкин, 2002. С. 47.

8. Денева СВ. Реликтовые почвы западной части Болыпеземельской тундры // Тез. докл. V Докучаевских молодежных чтений «Сохранение почвенного разнообразия в естественных ландшафтах» (СПб, 26 февраля-1 марта 2002 г.). СПб., 2002. С. 31-32.

9. Русанова Г.В., Денева СВ. Процессы почвообразования и гумусное состояние почв бассейна р. Ортина (северо-запад Большеземельской тундры) // Тез. докл. Межд. конф., посвященной 90-летию со дня рождения академика М.С. Гилярова «Биогеография почв» (Сыктывкар, 16-20 сентября 2002 г.). Сыктывкар, 2002. С. 131132.

10. Русанова Г.В., Денева СВ. Модификация микростроения и физико-химических свойств почв Болынеземельской тундры при загрязнении нефтью // Матер. Всерос. науч.-прак. конф. «Экологический мониторинг: научный и образовательный аспекты» (Киров, 9-10 октября 2002 г.). Киров, 2002. С. 28-30.

11. Русанова Г.В., Денева СВ. Содержание нефтепродуктов и тяжелых металлов в почвах территорий буровых суважин (бассейн р. Ортина, Болыпеземельская тундра) // Матер. Всерос. науч. конф. «Природные ресурсы северных территорий: проблемы оценки, использования и воспроизводства» (Архангельск, 19-20 сентября 2002 г.). Архангельск, 2002. С. 238-241.

12. Денева СВ. Трансформация нефтезагрязненных почв западного сектора Болыпеземельской тундры // Матер. VIII молодеж. науч. конф. «Актуальные проблемы биологии и экологии». Сыктывкар, 2002. С. 263-266.

13. Русанова Г.В., Денева СВ. Почвы реликтовых островков ели сибирской на северо-западе Болыпеземельской тундры // Матер, и тез. докл. Межд. конф. «Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 15-18 сентября 2003 г.). Сыктывкар, 2003. С. 131.

14. Денева СВ., Русанова Г.В. Аккумуляция почвами тяжелых металлов в условиях нефтезагрязнения // Матер. 1-ой Межд. геоэкологической конф. «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами». Тула: ТулГУ, 2003. С. 140-145.

15. Русанова Г.В., Денева СВ. Загрязнение криогенных почв в районах нефтегазоразведки // Сб. тез. Межд. науч. конф. «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 24-28 мая 2004 г.). М., 2004. С. 270-271.

16. Русанова Г.В., Денева СВ. Влияние нефтегазоразведки на почвенный покров криолитозоны (Болыпеземельская тундра) // Мат. Межд. конф. «Криосфера нефтегазоносных провинций», посвященной 60-летию Тюменской области. Тюмень, 2004. С. 155.

17. Русанова Г.В., Денева СВ., Канев В.В. Почвы северо-запада Болыпеземельской тундры (бассейн р. Ортина) // Почвоведение, 2004. № 7. С. 792-803.

18. Русанова Г.В., Денева СВ. Особенности почвообразования на северо-западе Болыпеземельской тундры // Мат. IV съезда Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 9-13 августа 2004 г.). Кн. 2. Новосибирск: Наука-центр, 2004. С. 379.

19. Денева СВ., Кулюгина Е.Е., Макаров С.Г., Канев В.В. Изменение свойств песчаных почв Припечорских тундр в результате дефляции и их картографирование // Мат. IV съезда Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 9-13 августа 2004 г.). Кн. 2. Новосибирск: Наука-центр, 2004. С. 515.

15 ИМ 2005

Лицензия № 19-32 от 26.11.96 г. КР 0033 от 03.03.97

Тираж 100

Заказ 19(05)

Информационно-издательская группа Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

651

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Денева, Светлана Валентиновна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Глава 3. Природные условия

3.1. Рельеф, геоморфология и геологическое строение.

3.2. Почвообразующие породы.

3.3. Климатические условия.

3.4. Гидрология.

3.5. Многолетняя мерзлота.

3.6. Растительность.

Глава 4. Морфогенетическая характеристика и трансформация почв бассейна р. Ортина

4.1. Морфогенетическая характеристика природных почв бассейна р. Ортина

4.2. Трансформация почв бассейна р. Ортина в результате нефтегазоразведочных работ.

Главы 5. Морфогенетическая характеристика и трансформация почв дельты р. Печора

5.1. Морфогенетическая характеристика почв дельты р. Печора.

5.2. Трансформация почв дельты р. Печора в результате нефтегазоразведочных работ.

Глава 6. Оценка степени трансформации и самовосстановления нарушенных территорий.

Глава 7. Экологический мониторинг, выполненный на основании материалов космических съемок.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Трансформация почв большеземельской тундры под влиянием техногенных воздействий"

Актуальность исследований. Интенсивное развитие в последние десятилетия нефтегазоразведки на территории Ненецкого автономного округа привело к загрязнению водораздельных и пойменных экосистем. В результате, на первый план выдвинулись проблемы сохранения биоразнообразия растений и почв, изучение морфогенетических особенностей как природных фоновых, так и нарушенных почв, возможностей самовосстановления экосистем. Почвы южной подзоны гипоарктических тундр западного сектора Болыпеземельской тундры остаются до настоящего времени слабоизученными: не ясны особенности их генезиса в зависимости от геолого-геоморфологических условий, истории формирования. Слабая изученность почв затрудняет разработку классификации. При исследовании техногенно-нарушенных экосистем почвы рассматриваются лишь как депо загрязняющих веществ, а трансформациям почвенных свойств и функций уделяется гораздо меньше внимания. Недостаток, прежде всего, натурных наблюдений оставляет открытыми вопросы о степени трансформаций почв и изменении нарушенных почв во времени, способности к восстановлению.

Цель работы. Изучение влияния нефтегазоразведочных работ на почвы бассейна р. Ортина и дельты р. Печора, как компонентов экосистем, выявление степени трансформации почв и способности их к восстановлению.

Исходя из поставленной цели сформулированы основные задачи^

3. Установить степень загрязнения и распределение нефтепродуктов и тяжелых металлов в профиле почв.

5. Оценить влияние изменения условий среды обитания на степень восстановления растительного покрова.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Установлены особенности морфологического строения, физико-химических свойств слабоизученных почв западной части Большеземельской тундры (бассейн р. Ортина) и почв дельты р. Печора. Впервые определена специфика проявления основных почвообразовательных процессов в зависимости от литологических, ландшафтных условий, истории формирования. Впервые дана оценка степени трансформации почв дельты р. Печора и бассейна р. Ортина, в том числе полигенетичных с погребенным профилем, в результате нефтегазоразведки. Выявлены особенности профильного распределения нефтепродуктов и тяжелых металлов. Предложено разделение антропогенно-преобразованных почв на типовом уровне с учетом их расположения в рельефе, степени и вида техногенных нарушений. На основании детального изучения морфологического строения, физико-химических свойств почв, а также посредством сравнительного многомерного анализа космоснимков выявлена способность почв к самовосстановлению в разных ландшафтно-геоморфологических условиях. Для данного района исследования при проведении экологического мониторинга впервые использован метод дистанционного зондирования.

Практическая значимость работы. Полученные материалы позволили объективно оценить степень преобразования тундровых водораздельных и пойменных почв под влиянием нефтегазоразведочных работ, что даст возможность определить их устойчивость к будущим нагрузкам при добыче нефти и газа, прогнозировать последствия возможных чрезвычайных и аварийных ситуаций. Результаты исследований могут быть использованы при разработке нормативных природоохранных документов, стать основой для планирования региональных экологических программ проведения природовосстановительных работ.

Личный вклад автора. Автором поставлены цель и задачи, подготовлена программа исследований. Проведено почвенное обследование территории Ванейвисского (бассейн р, Ортина) и Кумжинского (дельта р. Печора) нефтегазоконденсатных месторождений. Определены основные комплексы почв, встречаемые на исследуемой территории. Выявлены закономерности их ландшафтного распределения. Дана сравнительная характеристика фоновым и антропогенно-преобразованным почвам и определена степень нарушения с учетом аналитических данных. Химический анализ проведен при участии автора в Аналитической лаборатории Института биологии Коми НЦ УрО РАН.

Проведено разделение нарушенных территорий по типу техногенного воздействия. Предпринята попытка классифицировать почвы по чувствительности и устойчивости почв к нефтяному загрязнению. Предложена схема деградации и устойчивости почв западной части Большеземельской тундры.

Обозначены уровень грунтовых вод по всей пойме в фоновых почвах и изменения этого уровня в связи с антропогенным воздействием.

Найдены закономерности увеличения мощности слоя сезонного оттаивания в зависимости от степени трансформации почв на буровых площадках, от положения нарушенных участков в рельефе, гранулометрического состава почв, вида загрязнения, близости к источникам загрязнений.

Проведен анализ динамики изменения нарушенных площадей буровых скважин в результате зарастания растительными сообществами на 1985, 1995, 2000 гг. на основании сравнительного многомерного анализа космоснимков при применении преобразования Кауфа - Томсона (ТаэБекс! Сар).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 141 странице, состоит из введения, семи глав, заключения, выводов и содержит 19 таблиц и 22 рисунка. Список литературы включает 191 наименование, в том числе 24 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Денева, Светлана Валентиновна

Выводы

1. Характерные комплексы почв подзоны южных гипоарктических тундр западной части Большеземельской тундры на легких породах в автоморфных условиях представлены подбурами, подзолами иллювиально-железистыми и иллювиально-гумусовыми, на суглинках - глееземами. Торфяные олиготрофные деструктивные почвы плоских бугров также могут быть отнесены к автоморфному ряду. Полугидроморфные и гидроморфные почвы встречаются в виде комплексов, где торфянисто- и торфяно-подзолы глеевые иллювиально-гумусовые, торфяно-глееземы, торфяные олиготрофные почвы являются составными частями. Почвы под островками реликтового елового леса характеризуются двухъярусным профилем, дневная почва которых представлена подбурами, нижний ярус -подзолами. На эоловых отложениях формируются подбуры.

2. В дельте р. Печора выделяются три типа естественных пойменных почв: в прирусловой части - аллювиальная серогумусовая (дерновая); на дельте среднего уровня - аллювиальная серогумусовая (дерновая) глеевая; на дельте низкого уровня - аллювиальная торфяно-глеевая. На наиболее высоких участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления, сформировались тундровые ландшафты с торфяно-подзолами глеевыми иллювиально-гумусовыми. На вершинах песчаных холмов, останцов бывшей морской равнины, распространены двухъярусные почвы, представленные подбурами оподзоленными.

3. При загрязнении техногенными углеводородами в почвах в первую очередь изменяются морфологические свойства: окраска, сложение, агрегация. Уничтожение естественного профиля сопровождается появлением интенсивно темного (черного) цвета битуминозных включений, образованием корки на поверхности, уплотнением сложения (торфа) и локализацией вследствие этого признаков оглеения. На состав антропогено-преобразованных почв большое влияние оказывают количество и тип техногенных включений, химические загрязнители. Активного накопления К20, Р2О5, СаО, М§0, БОз в новообразованных органогенных горизонтах, как в фоновых почвах, не наблюдается. Для валового минерального состава деградированных почв характерно обогащение кальцием и магнием (в 2-3 раза). Наблюдается четкая обратная зависимость (г = -1) содержания ЗЮ2 и ЯгОз в профиле почв. Накопление оксалаторастворимых форм железа в антропогенно-измененных почвах происходит в разных частях профиля в зависимости от расположения сорбционных барьеров: в прослойках суглинка и техногенных горизонтах. При накоплении загрязняющих веществ в верхних органогенных горизонтах наблюдается аккумулятивное распределение подвижного железа с постепенным уменьшением с глубиной. Изменение химических свойств заключается в смещении реакции среды в нейтральную сторону, увеличении содержания обменных оснований и углерода. Увеличение обменного Са активнее происходит в торфяниках, чем в песках: в 5-10 раз в поверхностных, в 20 раз - в нижележащих слоях, по сравнению с незагрязненным вариантом. Наибольшее количество углерода в нефтезагрязненных почвах обнаружено в верхнем и техногенно-измененных слоях, накапливающих битуминозные вещества.

4. Уровень загрязнения почв нефтью водораздельных почв (бассейн р. Ортина) находится в пределах от низкого до очень высокого (в почвах пятен разливов нефти и котлованов-сборников). Для песчаных почв характерен аккумулятивный тип распределения нефтепродуктов, для торфяников - равномерный. Превышение содержания тяжелых металлов над фоновым варьирует в различных типах почв: Си - в 1.5-2, Ъл. - в 1.5-3, Сё - в 2-4, РЬ, Мп - в 2-3, Со - в 1.5-3, № - в 1.5-2 раза. Концентрация этих элементов происходит в торфяном и надмерзлотном глеевом горизонтах.

5. Содержание углеводородов нефти в почвах территорий буровых скважин в дельте р. Печора ниже, чем в нефтезагрязненных водораздельных почвах, вследствие интенсивного вымывания загрязнений в период половодий и более высокой биологической активности. Концентрации тяжелых металлов в почвах буровых площадок дельты р. Печора значительно выше, по сравнению с аналогичными почвами бассейна р. Ортина. Максимальное накопление произошло в техногенно-измененных горизонтах, и соотносится с максимальным содержанием нефтепродуктов. Во вновь образованных органогенных горизонтах аккумуляция ТМ происходит как в результате физической сорбции, так и поверхностного перераспределения во время весенних половодий, переноса с водораздельных территорий. Содержание тяжелых металлов (Си, Ъх\, N1) в почвах с подсыпкой техногенного грунта увеличено в 2-2.5 раза, по сравнению с фоновыми значениями. Заметное повышение содержания ТМ (Сё, № - в 3-5, Ъа. — в 10, Си, РЬ

Заключение

Общими процессами педогенеза исследованных почв являются: биогенная аккумуляция, Al-Fe-гумусовая миграция (на легких породах), выщелачивание и формирование кислого ненасыщенного почвенно-поглощающего комплекса. Затрудненный дренаж вызывает развитие оглеения. Особенности формирования почв вызваны заметным влиянием криогенных факторов (криогенное ожелезнение), и постоянной мерзлоты (криотурбации). Широкое распространение морских и флювиогляциальных песков способствует ветровой эрозии, появлению обнажений, сложенных песчано-галечниковым материалом. Восстановление почв на песчаных обнажениях слабое. В защищенных от ветра лощинах, на эоловых отложениях формируются подбуры. На высоких террасах р. Ортина под бореальными лесными островками (Picea obovata), изолированными от основного ареала в суббореальный период голоцена, развиваются двухъярусные почвы. Они различаются в генетических свойствах и проявлении ЭПП (элементарных почвенных процессов) от почв под тундровыми сообществами ослаблением криогенных и усилением элювиальных процессов. Результаты гранулометрического состава и валового анализа показали, что почти все изученные почвы (кроме глееземов, формирующихся на суглинистых моренных отложениях) характеризуются бедным химическим составом. Слабо выраженная элювиально-иллювиальная дифференциация профилей подзолов обусловлена как суровыми условиями почвообразования, так и относительной бедностью почвообразующих пород (морских песков). В глееземах торфянистых верхние горизонты несколько обеднены илом, валовым железом и алюминием, по сравнению с нижней частью. Под влиянием процессов оглеения резко повышается миграционная способность железа, которое преимущественно выносится боковым поверхностным стоком. Распределение по профилю оксалаторастворимых форм железа в почвах легкого гранулометрического состава указывает на образование двух максимумов: 1) в подстилке, в связи с подтягиванием подвижных элементов из минеральных горизонтов; 2) над мерзлотой, в связи с процессами нисходящей миграции свободных полуторных оксидов и их фульватов к мерзлотному слою. Во всех типах почв в верхней части профиля оксалаторастворимое Fe203 преобладает над А120з, что является характерным для тундровой зоны. Для подбуров и подзолов данной территории исследования, как для почв со слабо развитым иллювиальногумусовым процессом, имеет место регрессивно-аккумулятивное распределение углерода по профилю. В почвах под островками елового леса в распределении углерода отмечается два максимума: в горизонте ВНР и НВНР. В плоскобугристых торфяниках тип распределения по профилю содержания углерода и азота является недифференцированным. Варьирование содержания углерода и величины С : N достаточно велики как в различных почвах, так и в пределах одного профиля. По качественному составу гумуса подзолы отличаются от подбуров более широким соотношением Сгк:Сфк в нижней части профиля, более высоким относительным содержанием ГК-1, что указывает на значительное участие в составе органического вещества подзолов частично гумифицированных органических остатков (Пономарева и др., 1959).

Пойменные почвы в дельте р. Печора отличаются разной степенью оглеения. Болотные почвы выделяются наличием сезонной мерзлоты на разных уровнях от поверхности. На наиболее высоких участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления, сформировались тундровые ландшафты с торфяно-подзолами глеевыми иллювиально-гумусовыми. На вершинах песчаных холмов, останцов бывшей морской равнины, распространены двухъярусные почвы. Во всех пойменных почвах отмечено сходство гранулометрического состава: преобладают тонкопесчаная и крупнопылеватая фракции при меньшем содержании илистой. В почвах, формирующихся на останцах бывшей морской равнины, в больших количествах представлены песчаные фракции. Значительное накопление оксалаторастворимых форм железа в послепаводковый период происходит не только в испытывающих влияние почвенно-грунтовых вод луговых и болотных, но и в сравнительно хорошо прогреваемых и дренированных дерновых почвах. Содержание обменных оснований во всех типах пойменных почв близкое. Максимальное содержание приходится на органогенные горизонты. Количество поглощенных оснований в почвах останцов бывшей морской равнины и незатопляемых участков, также как и величина рН, ниже, чем в пойменных почвах, и соответствует уровню водораздельных почв. Пойменные почвы характеризуются меньшей вариабельностью в содержании С и Ы, более низкими величинами С : N (в пределах 11-17), по сравнению с водораздельными почвами. Это указывает на лучшую обогащенность гумуса пойменных почв азотом.

Почвы на участках поймы, вышедших из сферы ежегодного затопления, характеризуются широким отношением С : N (52, 32) в торфяных горизонтах.

При загрязнении техногенными углеводородами в почвах в первую очередь в почвах изменяются морфологические свойства: окраска, сложение, агрегация. Уничтожение естественного профиля сопровождается появлением интенсивно темного (черного) цвета битуминозных включений, образованием корки на поверхности, уплотнением сложения и локализацией вследствие этого признаков оглеения. Трансформация почв зависит от количества поступающих загрязняющих веществ, и сопровождается деградацией либо всего профиля, либо только верхней его части. Однако, загрязнение верхней части, и особенно, образование корки, в свою очередь, вызывают оглеение профиля, что является техногенно-спровоцированным процессом. Достаточно интенсивная трансформация наблюдается в почвах пятен разливов нефти и котлованов-сборников, в которых произошла утрата морфологических признаков генетических горизонтов, уплотнение торфа.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами вызывает изменение различных показателей химического состояния почв. Наиболее заметно оно воздействует на актуальную кислотность, содержание обменных оснований и Собщ. Увеличение обменного Са в торфяниках происходит выше, чем в песках: в 5-10 раз в поверхностном, в 20 раз - в нижележащих слоях, по сравнению с незагрязненным вариантом. Наибольшее количество углерода в нефтезагрязненных почвах обнаружено в верхнем слое трансформированной почвы и в техногенно-измененных слоях, содержащих значительное количество битуминозных веществ. На валовой состав антропогено-преобразованных почв большое влияние оказывают количество и тип техногенных включений, химические загрязнители. Наиболее высокое содержание оксалаторастворимых форм железа происходит в разных частях профиля в зависимости от расположения сорбционных барьеров, как правило, прослойках суглинка в техногенных горизонтах. При накоплении загрязняющих веществ в верхних органогенных горизонтах наблюдается аккумулятивное распределение подвижного железа с постепенным уменьшением с глубиной.

Колебания содержания нефтепродуктов находятся в широких пределах. Наблюдается аккумулятивный тип распределения нефтепродуктов в профиле песчаных почв, равномерный - в торфяниках. Посттехногенное перераспределение нефти из импактных зон происходит в основном латеральным путем, поскольку все нарушенные участки локализованы на склонах. Интенсивность миграции определяется не только особенностями рельефа, характером пород, но и наличием экранирующих слоев и аккумулятивных (гор. Т, О, W) барьеров. Вследствие неблагоприятных условий разложения в исследованных почвах отмечен устойчивый характер локальных загрязнений. Легкие фракции, мигрирующие в нижележащие горизонты, длительное время сохраняются в анаэробной обстановке. Порядок содержания углеводородов нефти в загрязненных почвах дельты р. Печора ниже, чем в нефтезагрязненных почвах бассейна р. Ортина. В почвах дельты р. Печора происходит более интенсивное вымывание загрязнений в период половодий.

Превышение содержания тяжелых металлов над фоновым варьирует в различных типах почв: Си - в 1.5-2, Ъа - в 1.5-3, Сс1 - в 2-4, РЬ, Мп - в 2-3, Со - в 1.53, КН - в 1.5-2 раза. Концентрация этих элементов происходит в торфяном и надмерзлотном глеевом горизонтах. Концентрации тяжелых металлов в почвах буровых площадок, расположенных в дельте р. Печора, значительно выше, по сравнению с аналогичными почвами бассейна р. Ортина. Максимальное накопление произошло в техногенно-измененных горизонтах и соотносится с максимальным содержанием в них нефтепродуктов. Во вновь образованных органогенных горизонтах аккумуляция ТМ происходит как в результате физической сорбции, так и поверхностного перераспределения во время весенних половодий, переноса с водораздельных территорий.

Лучшее зарастание площадок растительным покровом на исследуемых месторождениях отмечено на оторфованных почвах с благоприятным или избыточным водным режимом (ОПП до 90 %). Наибольшая деградация напочвенного покрова наблюдается на надпойменных террасах, где зарастание происходит в основном злаковой растительностью, не превышающей 10-30 % поверхности. Здесь площадь дефляционного обнажения составляет в настоящее время 90 % общей рабочей площади буровой площадки. В нарушенных почвах дельты уже в первые 10 лет растительный покров на буровых площадках восстанавливается на 80-90 %, наблюдается начало формирования горизонтов АУ или дернины. Причем, в притеррасной пойме почвообразовательный процесс идет быстрее, чем в центральной, благодаря отложению аллювия, состоящего преимущественно из илистых частиц с высоким содержанием органического материала.

Накопление компонентов нефти в почве, скорость миграции и поступление их в сопредельные ландшафты во многом определяются не только особенностями рельефа, характером пород, но и наличием экранирующих и аккумулятивных барьеров в почве. С учетом этих условий предложено разделение по типу деградации водораздельных почв бассейна р. Органа и дельты р. Печора:

1. Формирующиеся вблизи буровых площадок почвы, не обнаруживающие морфологических нарушений профиля, могут содержать нефтепродукты на более высоком уровне, по сравнению с фоновым. Они показывают незначительные изменения физико-химических свойств (повышение углерода и азота, обменного кальция), и могут быть отнесены к хемоземам, загрязненным нефтепродуктами. Аккумуляторами загрязнений являются болотные почвы, обнаруживающие наиболее высокое содержание нефтепродуктов, повышение содержания С<3, РЬ, N1, по сравнению с фоном.

2. Развивающиеся на насыпных техногенных субстратах почвы, с высоким содержанием нефтепродуктов и тяжелых металлов, проявляющие начальные стадии формирования дерновых горизонтов, могут быть названы примитивными (новообразованные почвы центральной части поймы).

3. Нефтезагрязненные почвы, испытавшие морфологические нарушения профиля, вследствие внедрения техногенных материалов (доски, трубы) и грунтов, могут быть отнесены к химически-преобразованным. Вновь сформированный профиль может быть отчасти подобен естественному профилю, характерному для данных природных условий. Выделение типов проведено с учетом сохранившихся исходных почвенных горизонтов, а также преобладающего почвообразовательного макропроцесса.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Денева, Светлана Валентиновна, Сыктывкар

1. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.

2. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков. М.: «Недра», 1983. 374 с.

3. Нефтяное загрязнение слоя сезонного оттаивания и верхних горизонтов многолетнемерзлых пород на опытной площадке «мыс Болванский» в устье р. Печора / Г.В. Ананьева, Д.С. Дроздов, А. Инстанес и др. // Криосфера. 2003. Т. VII, № 1.С. 49-59.

4. Андреев В.Н. Геоботанические исследования Печорского Севера в 1940-1946 гг. // Сов. Ботаника, 1947, т. XY, № 4. С. 239-243.

5. Андреев В.Н. Растительный покров восточноевропейской тундры и мероприятия по его использованию и преобразованию / Автореф. докт. дис. JL, 1954.

6. Андреева E.H. Нефть и загрязнение среды на американском Севере // Изв. АН СССР, 1981. Сер. геогр. № 3. С. 86-97.

7. Алексеева-Попова Н.В. Клеточно-молекулярные механизмы металлоустойчивости растений // Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Л., 1991. С. 515.

8. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. JL, 1987. 142 с.

9. Андреев В.Н. Подзоны тундры Северного края // Природа, 1932. № 10. С. 889-906.

10. Ю.Антоненко A.M. Устойчивость пойменных экосистем долины средней Оби кантропогенным нагрузкам: почвенно-биохимический анализ // Освоение севера и проблемы природовосстановления: Тез. докл. V междунар. конф. Сыктывкар, 2001. С. 4-5.

11. Арчегова И.Б. Опыт замораживания растворов гуминовых кислот // Почвоведение, 1967а. №6. С. 57-64.

12. Арчегова И.Б. Почвенный покров и элементы микрорельефа Воркутинской тундры // Изв. Коми филиала ВГО. Сыктывкар, 19676. T.II № 1. С. 55-63.

13. Арчегова И.Б. Особенности гумусообразования в почвах Воркутинской тундры. Сыктывкар, 1972. 60 с.

14. Арчегова И.Б. О характере процессов почвообразования в некоторых ландшафтах Воркутинской тундры. // Материалы по почвам Коми АССР. Сыктывкар, 1972. С. 38-47.

15. Арчегова И.Б. Гумусообразование на севере европейской территории СССР. JL: Наука, 1985. 136 с.

16. Арчегова И.Б., Забоева И.В. Криогенные проявления в почвах Коми АССР. Сыктывкар, 1974. 35 с.

17. Атлас Арктики. Л.: ГУГК, 1985. 204 с.

18. Аэрокосмические методы геологических исследований / Спросить Елсакова. ). СПб.: Изд-во карт, ф-ки ВСЕГЕИ, 2000. 316 с.

19. Белоцветова О.Ю. Особенности проявления процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ETC / Автореф. канд. дис. М., 1990. 25 с.

20. Почвы Интинского промышленного узла / C.B. Беляев, И.В. Забоева, В.А. Попов и др. // Материалы по почвам Коми АССР и сопредельных территорий. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1962. С. 5-56.

21. Почвы Печорского промышленного района / C.B. Беляев, И.В. Забоева, В.А. Попов и др. M.-JL: Наука, 1965. 112 с.

22. Братцев А.П. Поглощение нефти и нефтепродуктов торфяными почвами // Влияние геологоразведочных работ на природную среду Болыпеземельской тундры. Сыктывкар, 1988. С. 29-35. (Тр. Коми НЦ УрО АН СССР; № 90.

23. Бутылкина М.А. Изучение переноса нефти в песках в лабораторных модельных экспериментах // Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам. M., 1996. 11 с.

24. Васильевская В.Д. Почвообразование в тундрах средней Сибири. М.: Наука, 1980. 235 с.

25. Васильевская В.Д. Проблемы и опыт составления карт устойчивости почвенного покрова к антропогенным воздействиям // Научные доклады высшей школы, 1990. Биол. науки. № 9. С. 51-59.

26. Васильевская В.Д. Роль почвы и почвенного покрова в устойчивости экосистем тундры // Экология и почвы. Избранные лекции I-VII школ (1991-1997 гг.). Пущино, 1998. Том I. С. 28-41.

27. Васильевская В.Д., Горбачева О.В., Песочина JI.C. Биологический круговорот микроэлементов (В, V, Cr,' Мп, Со, Ni, Cu, Mo) в тундрах западного Таймыра (стационар «Arana») // Почвы и растительность мерзлотных районов СССР. Магадан, 1973. С. 357-363.

28. Васильевская В.Д., Иванов В.В., Богатырев Л.Г. Почвы севера Западной Сибири. М.: Изд-во МГУ, 1986. 227 с.

29. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 238 с.

30. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия, 1962. №7. С. 555-571.

31. Гафуров Ф.Г., Фирсова В.П. Почвообразование в долгопоемных ландшафтах высоких широт. Екатеринбург, 1992. 147 с.

32. Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах / Под ред. M .А. Глазовской. М.: Изд-во МГУ, 1983. 194 с.

33. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., 1988. 328 с.

34. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. О выборе экстрагента для вытеснения из почв обменных катионов тяжелых металлов // Вестн. МГУ, 1987. Сер. 17: Почвоведение. № 2. С. 22-26.

35. Городков Б.Н. Вечная мерзлота в Северном крае // Труды СОПС АН СССР. JL, Изд-во АН СССР, 1932. Сер. Северная. Вып. 1. 109 с.

36. Городков Б.Н. Об особенностях почвенного покрова Арктики // Изв. Государственного географического общества, 1939. Т. 71. Выпуск 10. С. 15161532.

37. Горячкин C.B. Почвенная зональность европейского Севера: запись экосистемных взаимодействий в почвенном покрове // Почвенные исследования на вропейском севере России. Архангельск, 1996. С. 37-45.

38. Горячкин C.B., Караваева H.A., Таргульян В.О. География почв Арктики: современные проблемы // Почвоведение, 1998. № 5. С. 520-530.

39. Григорьев A.A. Субарктика. Опыт характеристики основных типов географической стадии. М., 1956. 223 с.

40. Григорьева В.Г. К вопросу о тиксотропии покровных суглинков Большеземельской тундры // Кайнозойский покров Болыпеземельской тундры. Изд-во МГУ, 1963. С. 232-237.

41. Груздев Б.И. Антропогенная трансформация видового состава растительных сообществ Большеземельской тундры // Эколого-ценотическое и флористическое изучение фитоценозов Европейского Севера. Сыктывкар, 1987. С. 58-66.

42. Груздев Б.И. Флора восточно-европейских тундр и ее изменение // Экологические проблемы европейского Севера. Архангельск, 1992. С. 112-113.

43. Груздев Б.И., Умняхин A.C. Влияние вездеходного транспорта на растительность Большеземельской тундры // Устойчивость растительности к антропогенным факторам и биорекультивация в условиях Севера. Сыктывкар, 1984. Т. 2. С. 19-22.

44. Груздев Б.И., Кулюгина Е.Е. Естественная и синантропная флора в районе Варандейского нефтяного месторождения // Некоторые подходы к организации экологического мониторинга в условиях Севера. Сыктывкар, 1996. С. 68-75. (Тр. Коми НЦ УрО РАН, № 147).

45. Губин C.B. Динамика формирования структуры тундровых мерзлотных неглеевых почв (тундровых криоземов) // Почвоведение, 1993. № 10. С. 62-70.

46. Губин C.B. Позднеплейстоценовое почвообразование на приморских низмезменностях Севера Якутии // Почвоведение, 1994. № 8. С. 5-14.

47. Гуслицер Б.И., Лосева Э.И. Верхний кайнозой Печорской низменности. Сыктывкар, 1979.44 с. (Сер. «Науч. докл.» /Коми филиал АН СССР; Вып. 43).

48. Давыдова С.Л., Ситникова Г.Ю. О содержании и способах определения металлов в нефтях и продуктах их переработки // Заводская лаборатория (диагностика материалов), 1995. № 1. С. 5-9.

49. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы // Почвоведение, 1997. № 4. С. 431-441.

50. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. М.: Изд-во МГУ, 1968. 296 с.

51. Докучаев В.В. К учению о зонах природы 1898-1899 г. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1951. С. 398-414. Соч., т. 6.

52. Зверева Т.С. Устойчивость почвенно-растительного покрова Ямальской тундры к механическим нагрузкам и оценка его способности к восстановлению // Доклады III международной конференции (Санкт-Петербург, 27-31 мая 1996 г.). Сыктывкар, 1997. С. 192-197.

53. Зонн C.B. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. 207 с.бЗ.Зонн C.B., Рукака А.Н. Методы определения несиликатных форм железа в почвах // Почвоведение, 1978. № 2. С. 89-101.

54. Иванова E.H. Основные закономерности в распределении почв вдоль трассы Печорской ж.д. // Труды Коми филиала АН СССР. Сыктывкар, 1952. Сер. географическая. Вып. 1. С. 5-3

55. Иванова E.H. Систематика почв северной части европейской территории СССР. // Почвоведение, 1956. № 1. С. 70-88.

56. Иванова E.H., Полынцева O.A. Почвы европейских тундр // Труды Коми филиала АН СССР. Сыктывкар, 1952. Сер. географическая. Вып. 1. С. 72-122.

57. Иванова E.H., Розов H.H. Систематика и номенклатура почв СССР // Генезис, классификация и картография почв СССР: Докл. к VIII междунар. конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1964. С. 7-19.

58. Основные подтипы тундровых глеевых почв СССР / E.H. Иванова, И.В. Забоева, H.A. Караваева и др. // Биологические основы использования природы Севера. Сыктывкар, 1970. С. 94-99.

59. Игнатенко И.В. Почвы восточноевропейской лесотундры и их зональное положение // Почвоведение, 1972. № 9. С. 5-19.

60. Игнатенко И.В. Почвы восточно-европейской тундры и лесотундры. М.: Наука, 1979. 278 с.

61. Игнатенко И.В., Друзин A.B. Физико-химическая характеристика почв лесотундрового стационара // Почвы и растительность восточноевропейской лесотундры. JL: Наука, 1972. С. 30-63.

62. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири // Почвоведение, 1987. № 11. С. 87-94.

63. Ильин В.Б. Фоновое содержание кадмия в почвах Западной Сибири //Агрохимия, 1991. №5. С. 103-108.

64. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.439 с.

65. Караваева H.A. Тундровые почвы Северной Якутии. М.: Наука, 1969. 208 с.

66. Караваева H.A. Заболачивание и эволюция почв. М.: Наука, 1982. 296 с.

67. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. M.-JL: Химия, 1965. 000 с.

68. Керцелли C.B. По Большеземельской тундре с кочевниками. Архангельск, 1911. 116 с.

69. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977. 223 с.

70. Классификация почв России. М., 2000. 236 с.

71. Козин В.В., Подборный Е.Е., Фомина С.Т. Антропогенные комплексы в структуре современных ландшафтов Уренгойского месторождения // Доклады III международной конференции (Санкт-Петербург, 27-31 мая 1996 г.). Сыктывкар, 1997. С. 34-40.

72. Крейда H.A. Почвы низовьев реки Печоры // Материалы по почвам Коми АССР и сопредельных территорий. M.-JI.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 73-86.

73. Кулик H.A. О северном постплиоцене // Геол. вестн., 1926. Т. 5, № 1-3. С. 31-40.

74. Кулик H.A. О песках Печорского края // Докл. АН СССР, 1928. С. 156-158.

75. Кулюгина Е.Е. Восстановление растительного покрова котловин выдувания Припечорских тундр после техногенного воздействия. // Мониторинг Печорского моря. Настоящее и будущее. Выборочные мат. семинара. Нарьн-Мар (16-19 сентября), 2002. С. 29-31.

76. Лавриненко И.А., Лавриненко О.В. Аккумуляция растениями тяжелых металлов в условиях нефтезагрязнения // Сиб. экол. журн., 1998. № 3-4. С. 299-309.

77. Лавриненко И.А., Лавриненко О.В., Кулюгина Е.Е. Восстановление растительного покрова на площадках буровых скважин в Болыиеземельской тундре // Флора антропогенных местообитаний Севера. М., 1996. С. 55-65.

78. Лавриненко И.А., Лавриненко О.В., Кулюгина Е.Е. Формирование вторичных растительных сообществ на площадках нефтегазоразведочных скважин в Болыпеземельской тундре // Сиб. экол. журн., 1998. № 3-4. С. 275-284.

79. Лавриненко И.А., Лавриненко О.В. Островные ельники восточно-европейских тундр // Ботан. журн., 2003. Т. 88. № 8. С. 54-61.

80. Лаптева Е.М., Балабко П.Н. Особенности формирования и использования пойменных почв долины р. Печоры. Сыктывкар, 1999. 202 с.

81. Ливеровский Ю.А. Почвы Печорского края // Труды Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева, 1933. Т. 8. Вып. 7. 47 с.

82. Ливеровский Ю.А. Почвы тундр Северного края // Труды Полярной комиссии. Вып. 19. Л.: Изд-во АН СССР, 1934. 112 с.

83. Ливеровский Ю.А. Основные почвенно-географические понятия // Почвенно-географические и ландшафтно-геохимические исследования. М.: Изд-во МГУ, 1964. С. 3-24.

84. Ливеровский Ю.А. Проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1987. 245 с.

85. Южные гипоарктические тундры / М.А. Магомедова, Л.М. Морозова, Н.И. Игошева и др. // Постгехногенные экосистемы севера (вторичные экосистемы тундры и их биоразнообразие). СПб.: Наука, 2002. С. 41-45.

86. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. М., 1995.50 с.

87. Микроэлементы в почвах Советского Союза. М.: Изд-во МГУ, 1973. 000 с.

88. Михайлов H.H., Кольчицкая Т.Н., Джемесюк A.B., Семенов H.A. Физико-геологические проблемы остаточной нефтенасыщенности. М.: Наука, 1993. 173 с.

89. Москаленко Н.Г. Прогноз восстановления растительного покрова, нарушенного техногенным воздействием на севере Западной Сибири // Изв. ВГО. 1983. Вып. 2. С. 113-119.

90. Москаленко Н.Г. Антропогенная динамика растительности равнин криолитозоны России. Новосибирск: Наука, 1999. 280 с.

91. Московченко Д.В. Нефтегазодобыча и окружающая среда. Новосибирск: Наука, 1998. 000 с.

92. Наумов Е.М. Система почвенно-экологических и почвоохранных карт северо-востока Евразии // География и картография почв. М.: Наука, 1993. 00-00 с.

93. Наумов Е.М., Пугачев A.A. Деградация и устойчивость почв мерзлотных регионов циркумполярного северного пояса Земли // Освоение Севера и проблемы природовосстановления: Докл. IV междунар. конф. Сыктывкар, 2000. С. 66-70.

94. Николаева С.А., Еремина A.M. Трансформация соединений железа в черноземах в условиях повышенной увлажненности почв // Почвоведение, 2001. № 8. С. 963-969.

95. Оборин A.A., Калачникова И.Г., Масливец Т. А. Самоочищение и рекультивация нефтезагрязненных почв Приуралья и Западной Сибири // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. С. 140-158.

96. Окорков В.В. Солонцы и их коллоидно-химическая природа. Владимир, 1994. 240 с.

97. Загрязнение нефтепродуктами почв Тюменского севера / М.Г. Опекунова, И.Ю. Арестова, В.М. Щербаков и др. // Вестн. СПбГУ, 1996. Сер. 7. Вып. 3 (№ 21). С. 87-89.

98. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 254 с.

99. Орлова Е.Е., Богданова Е.Г. Трансформация гумусовых веществ при нефтезагрязнениях почв // Тезисы II съезда об-ва почвоведов. М., 1996. Кн. I. С. 207-208.

100. Орлова Е.Е., Бакина Л.Г. Деградация гумуса почв при нефтезагрязнении // продолжить описание издания

101. Глееземы оподзоленные крайнего северо-востока России / Б.А. Павлов, И.Е. Богданов, Галанин A.A. и др. // Почвоведение, 1997. № 4. С. 423-430.

102. Переверзев В.Н., Никонов В.В. Профильная дифференциация гумуса в почвах лесотундры Кольского полуострова // Почвоведение, 1981. № 11. С. 5-15.

103. Переверзев В.Н. Тундровые почвы Северной Фенноскандии на породах разного состава // Почвоведение, 2001. № 7.С. 798-805.

104. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М., 1966. 000 с. (ВШ. 1975. 342 с.)

105. Перельман А.И. Геохимия. М., 1989. 598 с.

106. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С. 7-23.

107. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1993. 207 с.

108. Полкошникова О.В., Сущеня В.А. Изменение растительности болот Самотлора под влиянием инженерных сооружений / /Изв. АН СССР, 1981. Сер. географическая. № 4. С. 47-56.

109. Полынцева O.A., Иванова E.H. Комплексы пятнистой тундры Хибинского массива и их эволюции в связи с эволюцией почвенного и растительного покровов //Труды Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева, 1936. Т. XIII. С. 213-265.

110. Полынцева O.A. Почвы тундры и лесотундры вдоль Печорской ж.д. (от ст. Абезь до ст. Воркута) // Труды Коми филиала АН СССР, 1952. Сер. географическая. Вып. 1. С. 33-42.

111. Пономарева В.В. Новые данные к познанию подзолообразовательного процесса //Вестн. ЛГУ, 1950. № 7. С. 58-82.

112. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. К методике изучения органического вещества в торфяно-болотных почвах В кн.: Современные процессы в лесной зоне. Изд. АН СССР, 1959.

113. Попов В.А. Почвы бугристых торфяников Крайнего Севера // Материалы по почвам Коми АССР. Сыктывкар, 1974. С. 10-16.

114. Почвенная карта северо-востока Евразии (М. 1:2500000). Киев: ГУГК, 1993.

115. Пьявченко Н.И. Бугристые торфяники. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 278 с.

116. Пыстина Н.Б., Загородняя A.A., Куциль О.В. Опыт реализации мониторинговых программ на территории Нарьян-Марской группы месторождений // Город в Заполярье и окружающая среда: Тр. II междунар. конф. Сыктывкар, 1998. С. 164-173.

117. Ратманов Г.Е. Почвы Новой Земли // Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева, 1930. Т. 3-4. С. 145-148.

118. Роде A.A. К вопросу о рыхлых наносах как продуктах выветривания // Проблемы современного почвоведения. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1938. Кн. 6. С. 321.

119. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. M.-JL: Наука, 1965. 253 с.

120. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Изд-во МГУ, 1983. 320 с.

121. Розен М.Ф. Наблюдения над распространением вечной мерзлоты в дельте реки Печоры // Труды Комиссии по изучению вечной мерзлоты. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1935. Т. IV. С. 151-170.

122. Романова E.H. Микроклимат тундры в районе Таймырского стационара // Биогеоценозы Таймырской тундры и их продуктивность. Д.: Наука, 1971. С. 35-44.

123. Рачевский Б.С. Охрана окружающей среды при транспорте и хранении жидких углеводородов. М., 1980. 000 с.

124. Русанова Г.В. Деградация криогенных почв в районах нефтегазоразведочных работ// Почвоведение, 2000. № 2. С. 252-261.

125. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.

126. Свинец в окружающей среде / Под ред. В.В. Добровольского. М.: Наука, 1987. 180 с.

127. Ситникова Г.Ю., Давыдова C.JI. Название статьи // Нефтехимия, 1992. Т.32. № 5. С.387-397.

128. Смоленцев Б.А. К вопросу о мерзлотных почвах Западной Сибири // Криопедология-97: Тез. докл. II междунар. конф. Сыктывкар, 1997. С. 136.

129. Соколов И.А. Почвообразование и экзогенез. М.: Наука, 1997. 244 с.

130. Солнцева Н.П. Геохимическая устойчивость природных систем к техногенным нагрузкам (принципы и методы изучения, критерии прогноза) // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.: Наука, 1982. С. 181-216.

131. Солнцева Н.П. Общие закономерности трансформации почв в районах добычи нефти (формы проявления, основные процессы, модели) // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С. 23-42.

132. Солнцева Н.П. Влияние добычи нефти на почвы Большеземельской тундры // Проблемы экологии при освоении газовых и нефтяных месторождений Крайнего Севера. М., 1995. С. 15-54.

133. Солнцева Н.П. Нефть в почвах тундровых ландшафтов России. Уровни накопления. Закономерности миграции // Криопедология-97: Тез. докл.Н междунар. конф. Сыктывкар, 1997. С. 181.

134. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1998. 370 с.

135. Солнцева Н.П. Эволюционные тренды почв в зоне техногенеза // Почвоведение, 2002. № 1. С. 9-20.

136. Солнцева Н.П., Садов А.П. Техногенный галогенез //Почвоведение, 2000. № 9. С. 1127-1141.

137. Стенина Т.А. К вопросу о биологической активности тундровых почв // Биологические основы использования природы Севера. Сыктывкар, 1970. С. 152156.

138. Стенина Т.А. Выделение углекислоты с поверхности тундровых почв. // Генетические особенности и плодородие таежных и тундровых почв. Сыктывкар, 1976. С. 34-41.

139. Сумгин М.И. Условия почвообразования в условиях вечной мерзлоты // Почвоведение, 1931. № 3. С. 5-17.

140. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1937. 379 с.

141. Ландшафтно-геохимический анализ изменения природной среды в районах нефтедобычи / А.И. Сысо, C.B. Васильев, Б.А. Смоленцев и др. // Сиб. экол. журн., 2001. №3. С. 333-341.

142. Танфильев Г.Н. Пределы лесов полярной России. Одесса, 1911. 286 с.

143. Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 267 с.

144. Толмачев А.И. Токаревских С.А. Исследование района «Лесного острова» у реки Море-ю в Большеземельской тундре // Ботан. журн., 1968. Т. 53. № 4. С. 560567.

145. Худяков О.И. Мерзлота, почвенный криогенез, почвообразование. // Почвоведение, 2002. № 10. С. 1224-1232.

146. Цыпленкин А.И. Почвенно-агрономические исследования на Крайнем Севере. М., 1937. 177 с.

147. Цыпленкин А.И. Вечная мерзлота и почвообразование // Почвоведение, 1946. № 12. С. 709-718.

148. Цыпанова А.Н. Окислительно-восстановительные процессы и динамика железа в освоенных глееподзолистой и тундровой поверхностно-глеевой почвах Коми АССР // Генетические особенности и плодородие таежных и тундровых почв. Сыктывкар, 1976. С. 48-54.

149. Шилова И.И. Первичные сукцессии растительности на техногенных песчаных обнажениях в нефтегазодобывающих районах среднего Приобъя // Экология, 1977. №6. С. 5-10.

150. Шиятов С.Г. Вековая изменчивость прироста ели сибирской в низовье р. Печоры // Лесоведение, лесоводство: Тез. докл. на YII симпозиуме «Биологические проблемы Севера». Петрозаводск, 1976. С. 23-24.

151. Юдин Ю.П. Очерк растительности бассейнов рек Щугора и Подчерема // Ботан. журн., 1950, т. 25, № 5. С. 522-526.

152. Яновский В.К. Экспедиция на р. Печору по определению южной границы вечной мерзлоты // Труды Комиссии по изучению вечной мерзлоты. Л.: Изд-во АН СССР, 1933. Т. И. С. 00-00.

153. Arctic pollution issues: a state of Arctic environmental report. Oslo, 1997. 171 p.

154. Brown K.W., Donnelly K.C., Deuel L.E. Effects of mineral nutrients, sludge, application rate and application frequency on biodégradation of two oily sludges // Microbial Ecol., 1983. Vol. 9. 00-00 p.

155. Brown K.W., Donnelly K.C. The influence of soil environment on biodégradation of a refinery and petrochemical sluge // Environ. Pollution B, 1983. Vol. 6, № 2, P. 119132.

156. Daisuke Kubota, Tsugiyuki Masunaga, Toshiyuki Wakatsuki Soils quality characterization in relation to tree species diversity in tropical rain forest, West Sumatra, Indonesia. // Tez. 16 World Congress of Soil Sci. 1998. France. P. 208.

157. Duchaufour Ph., Mangenot F. Recherches sur l'évolution 1957 experimentale de certains humus. I et II // Humification biologique et abiologique ( Ann. Agr.), 1957. № 4. P. 573-583.

158. Igamberdiev V.M. Present-day understanding of terrestrial ecosystems of impact areas of the Russian Arctic // Abstracts of the AMAP international symposium on environmental pollution of the Arctic. Tromse (Norway), 1997. Vol. 1. P. 261.

159. Microbial biomass and respiration along an Arctic toposequence / W. Cheng, R.A. Virginia, S.F. Oberbauer et al. // Soil Sci. Soc. Amer. J., 1998. Vol. 62. № 3. P. 654-662.

160. Engelhardt F.R. Petroleum effects in the arctic environment //Elsevier Science Publishing CO., London.

161. Giesler R., Hodberg M., Hodberg P. Soil chemistry and plants in Fennoscandian boreal forest as exemplified by a local gradient // Ecology, 1998. № 79 (1) P. 119-137.

162. Kloke A. Richtwerte'80. Mittailungen des VDLUFA. 1980. H. 1-3. S. 9.

163. Lavrinenko I.A., Lavrinenko O.V. Relict spruce forest "islands" in the Bolshezemelskaya tundra Control sites for long-term climatic monitoring // Chemosphere: Global change Science. № 1. 1999. 389-402.

164. McBride M.B. Copper in soils and plants. Sydney: Acad. Press, 1981. P. 250.

165. McGill W.B. Soil Restoration Following Oil Spills A Review // J. of Can. Petroleum, Technology. April-June, 1977. P. 60-67.

166. Pechora Delta Structure and dynamics of the Pechora Delta ecosystems (1995-1999). Lelystad (Netherlands), 2000. 367 p.

167. Schwertmann U. Der Einfluss einfacher organischer Anionen auf die Biddung von Goethit und Hamatit aus amorphen Fe (III) hydroxide //Geoderma, 1970. Vol. 3. 00-00 P

168. Schwertmann U., Fischer W.R., Papendorf M. The influence of organic compounds on the formation of iron oxides // Trans. 9th Congress International Soil Science Society. Adelaide (Australia), 1968. Vol. 1. 00-00 p.

169. Smilde K.W. Heavy metal accumulation in crops grown on sewage sludge amended with metal salts // Plant and Soil, 1981. Vol. 62, № 1. P. 3-14.

170. Taylor R.M., McKenzie R.M. The association of trace elements with manganese minerals in australian soils //Austr. J. Soil. Res., 1966. Vol. 4, № 1. 00-00 p.

171. Tedrow J.C.F. Soils of the subarctic regions // Ecology of the subarctic regions: Proc. Helsinki Symp. UNESCO, 1970. P. 189-205.

172. Tedrow J.C.F., Cantlon S.E. Concepts of soil formation and classification in arctic regions//Arctic, 1958. № 11. P. 166-179.

173. Cumulative impacts of oil fields on Northern Alaskan Landscapes / D.A. Walker, P.J. Webber, E.F. Binnian et al. // Science, 1987. Vol. 238. № 4828m. P. 757-761.

174. Warren H., Delavault R.E., Irish R.J. Preliminary studies on the biochemistry of iron and manganese // Econ. Geol., 1952. Vol. 47, № 2. 00-00 p.

175. Comparative analyses of soil contaminant levels and plant species diversity of developing and disused oil well sites in Qianjiang oilfield, China / Z.T. Xiong, H.-X.

176. Hu, Y.-X. Wang et al. // Bull. Environ. Contam. Toxicol., 1997. Vol. 58, № 4. P. 667672.

177. Mycorrhizal fungal diversity determines plant biodiversity, ecosystem variability and productivity / M.G.A. van der Heijden, J.N. Klironomos, M. Ursic et al. // Nature, 1998. Vol. 396, № 6706. P. 69-72.

Информация о работе

Денева, Светлана Валентиновна
кандидата биологических наук
Сыктывкар, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Трансформация почв большеземельской тундры под влиянием техногенных воздействий - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы