ОЦЕНКА НАРУШЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ПРИРОДНОГО ПАРКА «НУМТО» (ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ - ЮГРА)

Полный текст

Введение Природный парк «Нумто», расположенный в Ханты-Мансийском автономном округе, был со-здан в 1997 г. с целью сохранения уникальных природных комплексов Сибирских Увалов, имеющих экологическое, историческое и этнографическое значение, а также для защиты мест проживания и хозяйственной деятельности малочисленных народов Севера. Удаленность от основных транспортных путей во многом способствовала хорошей сохранности традиционных форм хозяйственной деятель-ности, языка и культуры проживающих здесь представителей малочисленных народов Севера (ненцев и ханты). В 1999 г. ПАО «Сургутнефтегаз» получило лицензию на геологическое изучение и оценку запасов, а в 2004 г. оценочная лицензия была заменена лицензией на добычу нефти. Осуществление недропользования потребовало изменения зонирования парка, что привлекло внимание широких слоев общественности, обеспокоенной возможными негативными последствиями. Развернутая «Greenpeace» кампания в средствах массовой информации собрала 35 000 подписей против измене-ния зонирования парка «Нумто» и продолжения нефтедобычи [26]. Обсуждение природопользования проводилось на публичных слушаниях, в результате чего был принят компромиссный вариант, до-пускающий добычу нефти, но сохраняющий в неприкосновенности участки, наиболее важные для традиционного природопользования. Этот вариант зонирования был одобрен федеральным Мини-стерством природных ресурсов в 2016 г. Ситуация, при которой на особо охраняемой природной территории проводится добыча нефти, требует постоянного контроля за состоянием экосистем. Целью представленной работы является оценка состояния растительного покрова парка, проведенная авторами в 2018-2019 гг. Район исследований Парк «Нумто» расположен на севере ХМАО - Югры, практически в самом центре Западно-Сибирской равнины. Его площадь составляет 5,6 тыс. км2. Участки распределенного фонда недр за-нимают 87% территории парка (рис. 1), однако добыча нефти в настоящее время проводится только в его южной части. Рис. 1. Расположение природного парка «Нумто» По схеме геоботанического районирования [16] территория парка располагается в центральной части северотаежной подзоны. Из-за слабого дренирования лесные экосистемы не имеют здесь широ-кого распространения и занимают 23% площади. Доминирующим типом экосистем являются болота. Территория Парка лежит на разделе двух крупных болотных зон - бугристых болот (мерзлых) и оли-готрофных сфагновых болот (немерзлых) [2]. Леса, среди которых преобладают сосняки лишайнико-вые, приурочены к дренированным участкам: возвышениям Сибирских Увалов, приречным террасам р. Казым и ее притоков. Многолетнемерзлые породы с температурой, близкой к 0°С, встречаются от-дельными участками под бугристыми торфяниками. Широкое распространение многолетнемерзлых пород делает ландшафты парка уязвимыми к современным процессам потепления климата. Более по-дробное описание природных условий парка «Нумто» приведено в монографиях [3; 15]. В ходе полевых работ были уточнены типы техногенных нарушений, проведены учеты флори-стического разнообразия. На площадках разведочного бурения осуществлено описание восстанови-тельных смен растительности. В результате исследований флоры подсчитан индекс синантропизации (доля синантропных видов по отношению к общему числу видов флоры). В типичных биотопах Пар-ка на водоразделе р. Казым и оз. Нумто отобран керновый материал для длительных древесно-кольцевых хронологий (ДКХ), по которому проведена оценка изменения экологических условий и частоты возникновения природных пожаров [24; 18; 19]. Использована стандартизация рядов шири-ны годичных колец методом двойного экспоненциального сплайна (по ходу роста и обратно) [5] с последующим проявлением природных циклов, управляющих состоянием экосистем парка, методом линейных фильтров [20]. Оценка параметров проявленных циклов проведена методами автокорреля-ции и спектрального анализа Фурье [24]. Материалы и методы Изучение нарушений экосистем на территории парка «Нумто» проведено с применением дан-ных дистанционного зондирования (ДДЗ) - космоснимков высокого и сверхвысокого разрешения. Для оценки динамики нарушенности проведено дешифрирование снимков 2011 г. (начальный этап освоения) и 2018 г. (современный этап). В 2018 г. использованы спутниковые изображения Sentinel-2 с разрешением 20 м в мультиспектральном диапазоне, находящиеся в открытом доступе на сайте гео-логической службы США. На снимках выделяли промышленные объекты: разведочные скважины, кустовые площадки, дожимные насосные станции, гидрокарьеры и прилегающие к ним водоемы, ав-тодороги, коридоры ЛЭП и трубопроводов. Для площадных объектов была подсчитана занимаемая площадь, для линейных - протяженность, подсчитан процент занимаемой площади от общей площа-ди лицензионного участка, проведено сопоставление результатов 2011 и 2018 гг. Результаты и обсуждение Динамика флоры и растительности. К настоящему времени флористические исследования на территории парка «Нумто» выявили 265 видов высших сосудистых растений из 58 семейств [3; 4]. Промышленное освоение нефтяных месторождений в южной части Парка и активное развитие транспортной инфраструктуры привели к появлению здесь более 60 новых для Парка адвентивных видов растений, распространяющихся по нарушенным местообитаниям - насыпям и канавам вдоль автодорог, территории вахтовых поселков, отсыпкам буровых площадок и т. п. В ходе исследований 2011-2018 гг. отмечены новые местонахождения для ряда заносных видов - тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), ячменя гривастого (Hordeum jubatum L.), щавеля курчавого (Rumex crispus L.), донника белого (Melilotus albus Medik), костреца безостого (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub), лисо-хвоста лугового (Alopecurus pratensis L.), тростника южного (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.) и целого ряда других видов. В 2018 г. на зарастающих площадках разведочного бурения отмечено 2 новых для Парка вида, не отмечавшиеся ранее - ива пятитычинковая (Salix pentandra L.) и горец ше-роховатый (Persicaria scabra (Moench.) Mold.), а также второе для территории Парка местонахождение редкого вида - гроздовника многораздельного (Botrychium multiphidum (S.G. Gmel.) Rupr.), занесен-ного в приложение к Красной книге Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (2013). Таким образом, индекс синантропизации флоры парка «Нумто» за последние 15 лет возрос с 7,4 до 26,4%, что напрямую связано с созданием транспортной инфраструктуры, увеличением степени доступности территории и сопоставимо с показателями других особо охраняемых природных территорий Ураль-ского региона: Висимский заповедник - 19,7%, национальный парк «Таганай» - 24,1%, Ильменский заповедник - 24,3% [4; 11; 14]. Важным фактором природной динамики являются лесные пожары. Происходили они преиму-щественно в западной части Парка, в устье р. Ай-Курьех при впадении ее в р. Казым, на значитель-ном удалении от промышленных объектов и поселений коренных жителей, что позволяет сделать вывод о природном происхождении. Анализ космоснимков позволил установить, что пожары воз-никли и продолжались почти весь летний период 2013 г. Наиболее пострадали от пожаров лишайни-ковые сосняки. Одним из проявлений устойчивости экосистем является восстановление растительного покрова на участках нарушений. Нами было проведено обследование 6 площадок разведочных скважин, про-буренных в различные периоды - от конца 1980-х гг. до середины 2010-х гг., на 4 из которых прово-дилась биологическая рекультивация. Наблюдения показали, что скорость и характер восстановления растительного покрова определяются степенью увлажнения субстрата, гранулометрическим составом почв и типом прилегающей к площадке растительности. На площадках разведочного бурения 1980-х гг., расположенных в сосновом лесу, к настоящему времени сформировался сомкнутый покров из подроста сосны высотой до 3 м, степень проективного покрытия травяно-кустарничкового и мохового ярусов достигает 70-90%. На площадке бурения 1990-х гг. восстановление выражено слабее. Здесь на песчаном субстрате сформировались разреженные группировки из иван-чая, подроста березы и сосны высотой до 1 м (рис. 2). На современных площадках бурения проводится биологическая рекультивация путем внесения измельченного торфа и высадки черенков ивы и саженцев сосны. При относительно близком уровне грунтовых вод степень приживаемости саженцев до 50% и более. Травяно-моховый ярус формирует-ся, преимущественно, в понижениях микрорельефа с более высоким уровнем увлажнения. На высо-ких песчаных насыпях и расчистках, где уровень грунтовых вод находится глубоко от поверхности, эффективность биологической рекультивации практически нулевая, саженцы приживаются только у основания насыпей, относительно хорошо увлажненных. а) б) Рис. 2. Восстановление растительности на площадках разведочного бурения: а) Площадка разведочного бурения 1990-х гг. (20 лет после прекращения воздействия); б) Площадка разведочного бурения 2010-х гг. с саженцами ивы Таким образом, скорость восстановления растительного покрова замедленная, что связано с ма-лой гумусностью песчаных почв, слабым увлажнением и низким запасом элементов минерального питания растений. Дендрохронологическая индикация природных условий. Исследование ДКХ показало, что пожа-ры регулярно возникают на территории Парка. К примеру, ширина годичных колец сосны возрастом 386 лет, произрастающей на берегу р. Казым, испытывала значительные колебания в силу как при-родно-климатических факторов, так и низовых пожаров. Частота пожаров была в целом невелика (1670, 1727, 1826, 1863, 1888, 1914 гг.), после них в течение ряда лет прирост выживших деревьев сосны существенно увеличивался. Увеличение прироста в начале XX столетия также, очевидно, свя-зано с последствиями низовых пожаров. С 1930-х гг. по настоящее время отмечается выраженный тренд уменьшения прироста на фоне его мелких флуктуаций, зримого увеличения прироста, обычно фиксируемого в этот период в силу известного потепления климата, не наблюдается. Большинство аномально узких колец связано с неблагоприятными условиями вегетационного периода (1818, 1882 и другие годы). В настоящее время ДКХ свидетельствуют о естественном спаде прироста сосны на территории Парка, что определяет в целом низкую биопродуктивность сосновых древостоев и усыха-ние старых деревьев [8; 9; 13]. Анализ ДКХ сосны с тест-полигона коренного берега р. Казым показал наличие в ней целого ряда статистически достоверных циклов разной протяженности (4; 7; 11; 19; 34; 47; 55; 77 лет, а так-же цикл около 200 лет). Циклы эти широко распространены в колебаниях природной среды разных регионов [18]. Они имеют разную природу: солнечную (например, 11-летний цикл Вольфа), плане-тарную приливно-отливную (18,4-19-летний лунный деклинационный цикл), геофизическую и др. В конечном итоге они определяют колебания климата, подземных и поверхностных вод, периодичность пожаров (рис. 3). В ДКХ кедра на торфянике вблизи объектов нефтедобычи четко прослеживается длительная депрессия роста, начавшаяся с прогрессирующим заболачиванием в начале XIX столетия. Судя по ДКХ, до этого биоценоз (очевидно, послепожарного происхождения) изначально не был заболочен-ным. C наступлением XX столетия отмечается увеличение прироста, связанное с потеплением клима-та, которое прерывается в кратковременный период похолодания 1970-х гг. Однако с 1980-х гг. по-тепление вновь проявляется в приросте кедра (как и сосны на болотах), а в 1990-х гг. исследованный участок оказывается затронут геологоразведочными работами (прокладка зимника, частичное нару-шение мохового покрова), что привело к скачкообразному увеличению прироста в виде аномальной креневой древесины. К настоящему времени аномальная составляющая прироста уменьшилась, но климатический сигнал, свидетельствующий о потеплении, остался на высоком уровне. Оценка нарушенности природных комплексов по материалам ДДЗ. По классификации антропо-генных ландшафтов [12], нарушенные природные комплексы парка «Нумто» отнесены к трем клас-сам: промышленному, линейно-дорожному и лесному. К промышленному классу относятся объекты инфраструктуры нефтедобывающего комплекса: площадки разведочных и эксплуатационных сква-жин, дожимные насосные станции, электроподстанции, площадки факелов сжигания попутного газа, гидрокарьеры. Линейно-дорожные ландшафты - это постоянные и временные автодороги, коридоры трубопроводов и ЛЭП. К лесному классу отнесены гари (участки лесных пожаров с полностью уни-чтоженным древостоем) и горельники (древостой частично сохранился). Рис. 3. Радиальный прирост сосны с коренного берега р. Казым и его цикличность В настоящее время промышленные ландшафты с полностью нарушенным растительным покро-вом занимают 0,4% площади разрабатываемых месторождений, гари и горельники - 1,3%. Площадь нарушений под линейными объектами (транспортными коридорами) оценена в 4,7 км2 (0,4%). Таким образом, нарушенные в ходе освоения месторождений экосистемы занимают 0,8% территории, пло-щадь пирогенных нарушений превышает площадь техногенных. Площадь ландшафтов промышленного класса, составлявшая в 2011 г. 436 га, в 2018 г. увели-чилась более чем вдвое, протяженность автодорог и трубопроводов выросла в 5,7 раз, достигнув 235,6 км. Наибольшие площади среди нарушенных участков в 2018 г. занимали гидрокарьеры с при-легающими водоемами и эксплуатационные кусты скважин (рис. 4). Неблагоприятные процессы, приводящие к деградации ландшафтов (эрозия, подтопление, дефляция) на прилегающих участках, прослеживаются редко и сводятся к подтоплению придорожных полос и приплощадочных пониже-ний из-за нарушения стока. Однако случаи эти, как показал анализ космоснимков, весьма редки. Площадь подтоплений составила 16 га (3,6% от площади всех нарушений) в 2011 г. и 5 га (0,6%) в 2018 г. Минеральное загрязнение прилегающей территории вследствие смыва и воздушного переноса грунта от кустовых оснований проявляется слабо. Рис. 4. Структура техногенных нарушений В последнее десятилетие с использованием ДДЗ выполнено большое количество оценок нару-шенности на месторождениях нефти и газа в Западной Сибири [8; 9; 21-23]. Сопоставление с резуль-татами, полученными на сопредельных территориях, показывает, что на обследованном участке уро-вень техногенного воздействия низкий. Так, на Уренгойском месторождении подверглось преобра-зованию не менее 31,6% площади, из них порядка 7,6% за счет строительства объектов и 24,0% - из-за сопутствующих пожаров [9]. На месторождениях Среднего Приобья, разрабатываемых ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз», объекты инфраструктуры нефтедобычи (без гарей) занимают 3,7% территории [13]. Существуют несколько шкал, нормирующих степень деградации природных комплексов в за-висимости от нарушенности. Согласно Б. Н. Кочурову (2003), если трансформированные ландшафты охватывают менее 10% территории (что в настоящий момент наблюдается в парке «Нумто»), степень деградации природных комплексов и уровень экологической опасности следует оценить, как низкий. На основании анализа нарушенных нефтедобычей участков в Нижневартовском районе ХМАО - Югры, проведенного И. С. Аитовым (2006), для самовосстановления северотаежной растительности до зонального типа необходима сохранность не менее 75% растительного покрова. В настоящее время степень нарушения коренной растительности в Парке существенно меньше, что дает основания для положительного прогноза восстановительной динамики. Более сложные методики определения сте-пени нарушенности, основанные на анализе уровней нарушений и соотношения площади разных типов экосистем, в частности, вычисление интегрального индекса антропогенной преобразованности [6] или комплексного индекса антропогенной нарушенности экосистем [25; 27], также показали, что территория парка «Нумто» относится к слабонарушенным ландшафтам. Участки промышленного освоения Парка относятся по классификации антропогенной преобразованности [7; 8] к зоне «кос-венных» нарушений и имеет низкий комплексный индекс антропогенной нарушенности (< 0,20). При оценке допустимой антропогенной (рекреационной) нагрузки в природных парках выска-зывалось мнение, что запрет на воздействие должен охватывать 1/3 площади, хотя при таком зониро-вании существует угроза, что 2/3 эксплуатируемых площадей «съедят» оставшуюся относительно «дикую» треть [17]. Существующий режим природопользования на территории парка «Нумто», запрещающий какие-либо виды работ и передвижение персонала вне промышленных и жилых объектов, обеспечивает сохранность территории; показатели нагрузки далеки от критического уровня. Действующее зонирование парка «Нумто» сохраняет в неприкосновенности участки в восточной ча-сти парка, традиционно используемые в качестве оленьих пастбищ. Участки промышленного воздей-ствия используются коренным населением значительно меньше, а при существующей площади нарушенных земель, составляющей немногим более 2%, потенциал традиционного природопользо-вания не претерпевает существенного влияния. Заключение За период 2011-2018 гг. техногенная нагрузка и степень нарушенности увеличились, хотя не достигли критических отметок. Техногенное воздействие в настоящий период локализовано в южной части Парка, относительно слабо используемой коренным населением для традиционных форм природопользования. Существенно выросла протяженность линейных объектов (дорог и трубопроводов). Воздействие промышленных объектов сводится к изъятию части территории, иногда - к нарушению гидрологического режима, однако масштабного изменения биотопов не наблюдается. Наиболее выраженным процессом изменения биоразнообразия является внедрение адвентивных видов флоры на ограниченных участках техногенных нарушений и в их ближайшем окружении, однако адвентивные виды будут распространяться только на ограниченных участках вдоль дорог и буровых площадок. Трансформация биотопов происходит преимущественно вследствие природных пожаров, затрагивающих в основном сосновые лишайниковые боры на приречных террасах. Скорость восстанов-ления растительного покрова на нарушенных участках как техногенных, так и пирогенных наруше-ний низкая, что связано с преобладанием почв песчаного механического состава, обеднённых элементами минерального питания растений, малой теплообеспеченностью и зачастую неблагоприятным водным режимом. Несмотря на рост площади нарушенных экосистем, уровень техногенного воздействия остается низким и экосистемы Парка имеют «запас прочности», а возможности традиционного природополь-зования сохраняются.

Об авторах

Д. В. Московченко

Тюменский научный центр СО РАН

д-р геогр. наук

С. П. Арефьев

Тюменский научный центр СО РАН

д-р биол. наук

В. А. Глазунов

Тюменский научный центр СО РАН

И. В. Филиппов

Югорский государственный университет

Список литературы

Дополнительные файлы