Влияние нефтяного загрязнения почв на формирование растительного покрова

Среди современных проблем человечества в последние десятилетия особое внимание уделяется состоянию окружающей среды. Значительную роль в загрязнении биосферы играют нефть и нефтепродукты, поэтому изучению различных аспектов проблемы нефтяного загрязнения уделяется большое внимание [1]. Загрязнение почв нефтью вызывает нарушения динамического равновесия в экосистеме вследствие изменения структуры почвенного покрова, геохимических свойств почв, а также токсического действия на живые организмы [2].

Опасность нефтяного загрязнения связана с высокой чувствительностью к нему высших растений, притом, что они занимают ключевое положение практически во всех наземных экосистемах, определяя существование и состав остальных биологических компонентов биогеоценозов. Основное количество работ посвящено изучению влияния на растения нефтяных загрязнений с небольшим, не превышающим 3-5 лет сроком. Данные о растениях, произрастающих на почвах с более длительными сроками загрязнения нефтью, очень немногочисленны.

Цель нашего исследования – экспериментальная оценка влияния нефтяного загрязнения разной давности на формирование растительного покрова в условиях подзоны южной тайги Пермского Предуралья.

Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:

• Провести мониторинг формирования растительного покрова нефтезагрязненных площадок с разным сроком внесения нефти в почву.
• Дать оценку формирования растительного покрова в условиях разных сроков загрязнения почв нефтью.

Изучение влияния нефтяного загрязнения на растения проводилось в условиях подзоны южной тайги Пермского Предуралья на опытном стационаре института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (г. Пермь) в д. Ключи Добрянского района в 2005-2009 гг.

Площадки размером 1 м² закладывались для микробиологических исследований в 1985, 1996, 1997, 1998, 1999, 2002, 2003 и 2004 гг. Всего было заложено 240 нефтезагрязненных и 240 контрольных площадок. Длительность нефтяного загрязнения рассчитана от 2005 года. Формирование растительного покрова и характеристики растений изучали для 20- ти, 9-ти, 8-ми, 7-ми, 6-ти, 3-х, 2-х и 1-го лет загрязнения. Площадки были перекопаны с уборкой растительности. На каждую площадку вносили 24 л/м² нефти. Для загрязнения использовали нефть Ярино-Каменноложского месторождения. Контрольные площадки были также перекопаны с уборкой растительности, но без загрязнения нефтью. В 2005 году для комплексных исследований случайным образом были избраны по 10 площадок с каждого года загрязнения и по 10 контрольных площадок для каждого года загрязнения.

Геоботанические описания растительных сообществ указанных участков и определение общей биомассы были проведены в 2005 году по общепринятым методикам [3]. Общее проективное покрытие растений определяли по специальной методике [4].

В первый год общее проективное покрытие растений на площадках без загрязнения нефтью составляло 30%, на площадках с нефтезагрязненной почвой – 1% (рис. 1).

Общая биомасса растений на площадках без загрязнения равнялась 211,1

г/м2, на участках с загрязнением – 13,5 г/м2 (рис. 2).

На нефтезагрязненной почве отмечено существенное снижение видового разнообразия (27 видов) по сравнению с вариантом опыта без загрязнения (41 вид) (рис. 3).

Впервые в условиях нефтяного загрязнения почв изучен механизм восстановления растительного покрова на площадках разных сроков загрязнения (от 1-го до 20-ти лет).

Установлено, что нефтяное загрязнение почв 20-ти летней давности приводит к изменению флористического состава и снижению общей надземной биомассы растений в 2,2 раза, общего проективного покрытия – в 1,7 раза.

Комплексный анализ показал, что нефтяное загрязнение почв оказывает длительное отрицательное воздействие на морфологические особенности и уровень генетического разнообразия растений, а также на формирование растительного покрова, при котором общее проективное покрытие и общая биомасса растений не восстанавливаются даже через 20 лет после загрязнения почв нефтью.

Результаты исследования вносят существенный вклад в изучение влияния нефтяных загрязнений на растительные сообщества. Научные выводы работы и рекомендации могут быть использованы для мониторинга нефтезагрязненных экосистем. Разработанная и апробированная методика комплексной оценки формирования растительного покрова, морфологических особенностей и генетического разнообразия растений на нефтезагрязненных площадках рекомендуется в дальнейшем для выявления влияния на растения нефтяных загрязнений разной длительности и в разных регионах страны.

Литература:

1. Киреева Н.А., Тарасенко Е.М., Онегова Т.С. и др. Комплексная биоремедиация нефтезагрязненных почв для снижения токсичности // Биотехнология. 2004. № 6. С. 63–70.

2. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н.; Чернянский С.С. и др. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. Почвоведение. 2003. № 9. С. 1132–1140.

3. Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л.: Изд-во ЛГУ, 1961. 432 с.

4. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н. и др. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозиз, 1956. 472 с.