Экологический потенциал и депонирование углерода лесными участками Байтуганского нефтяного месторождения Оренбургской области

Автор: Рябухина М.В., Филиппова А.В., Майский Р.А.

Журнал: Вестник Нижневартовского государственного университета @vestnik-nvsu

Рубрика: Экология и природопользование

Статья в выпуске: 4, 2017 года.

Бесплатный доступ

Экологический потенциал лесов оценивается как эффективность выполнения лесообразующими видами растений основных экологических функций. Лесные массивы выполняют первостепенную экологическую роль - депонирование угдерода в зонах с интенсивным уровнем развития промышленности, в частности, нефтегазодобычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов. В настоящее время, в связи со значительным увеличением загрязнения атмосферы оксидами углерода, диоксидом азота, диоксидом серы, формальдегидом, бенз(а)пиреном и другими веществами, все большее развитие получают вопросы всестороннего изучения сорбирующей и депонирующей функции лесов. Принимая во внимание возросший уровень аэротехногенного воздействия на лесные фитоценозы естественного и искусственного происхождения в районе Байтуганского месторождения, становится важным изучение объемов поглощения углерода древесно-кустарниковой растительностью. В работе поставлена задача: оценить экологическую нагрузку на лесные фитоценозы, составить прогноз и выработать действенные механизмы сохранения, повышения жизнестойкости лесной растительности, с целью минимализации аэротехногенного загрязнения окружающей природной среды...

Еще

Экологический потенциал, депонирование углерода, фитомасса, древостой, возрастные группы древостоя, эколого-биологические особенности вида

Короткий адрес: https://sciup.org/14117029

IDR: 14117029

Текст научной статьи Экологический потенциал и депонирование углерода лесными участками Байтуганского нефтяного месторождения Оренбургской области

Районы нефтегазодобычи традиционно входят в число территорий со значительным уровнем аэротехногенного загрязнеия окружающей среды (Халикова, Майский 2016). В Оренбургской области эксплуатируется ряд нефтегазовых месторождений на территории лесопокрытых земель, в частности, Байтуган-ское нефтяное месторождение. Одним из действенных способов снижения загрязнения атмосферы является изучение депонирующей функции лесопокрытых территорий и применение результатов исследования на практике (Колодина и др. 2016).

Целью данной работы стала оценка экологического потенциала и объемов депонирования органического углерода в фитомассе лесных насаждений.

Впервые в условиях Оренбургской области проведены комплексные исследования экологического потенциала древесно-кустарнико- вых насаждений с учетом углерододепонирующей функции леса, в районе с развитой инфраструктурой нефтедобычи, на примере Байтуганского месторождения нефти Северного района Оренбургской области.

Актуальность оценки баланса углерода подтверждается принятием Рамочной конвенции ООН об изменении климата (1992) и Киотского протокола (1997). Наравне с сокращением выбросов парниковых газов данные документы призывают «к защите и поддержанию источников депонирования и хранилищ парниковых газов» и «воплощению в жизнь практических методов воспроизводства лесов».

Методы исследования

В настоящей работе осуществлены расчеты запаса и годичного депонирования углерода в фитомассе лесной растительности на территории Байтуганского нефтяного месторождения (Рябинина, Князев 2009; Хусаинова, Кулагин 2016) Северного района Оренбургской области, базирующиеся на анализе материалов Государственного учета лесов (ГУЛ).

Вторым информационным источником служила компьютерная база данных «Биологическая продуктивность лесных экосистем» с изменениями и дополнениями.

Оценка фитомассы древостоев и запаса углерода проводилась на основе информации об объемах стволовой древесины на корню и использования конверсионных коэффициентов фитомасса/запас древесины на корню. Конверсионные коэффициенты рассчитывались для основных лесообразующих пород с учетом возрастных групп по следующим фракциям фитомассы: стволы, ветви, корни, листья (Чураков, Манякина 2012).

Запас углерода рассчитывали из величин полной фитомассы при допущении, что 1 кг сухой массы стволов, ветвей и корней содержит 0,5 кг углерода, 1 кг сухой массы хвои, листьев и растений нижних ярусов - 0,45 кг.

Оценка годичного депонирования углерода, расчет годичного депонирования углерода в живой фитомассе лесных экосистем базировались на динамике площадей и средних запасов древостоев основных лесообразующих пород.

Общая характеристика района исследования

Байтуганское месторождение нефти залегает западнее села Староборискино Северного района Оренбургской области.

Район исследования имеет хорошо развитую инфрастуктуру нефтепроводов, газопроводов, этанопроводов, топливопроводов, нефтяные скважины, обслуживаемые Северным ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Самара», Абдулинским ЛПУ МГ, Бугурусланским районным нефтедобывающим управлением, ООО «Байтекс», ЗАО «Алоил», ОАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина, ЗАО «Оренбургнефтеотда-ча», а также автозаправочные станции: ОАО «Оренбургнефтепродукт» Бугурусланской нефтебазы: № 18 в с. Северное, № 118, №119, АЗС «Техкомплект», ООО «Лукойл -Уралнефтепродукт», АЗС ООО «Трансойл», автогазозаправочные станции ООО «Пропан».

Лесопокрытые участки Байтуганского месторождения территориально относятся к Северному лесничеству Оренбургской области. Согласно приказу МПР РФ № 68 от 28 марта 2008 г. «Об утверждении Перечня лесорастительных зон и лесных районов Российской Федерации», территория расположения Северного лесничества отнесена к лесостепной зоне лесостепного района Европейской части Российской Федерации (табл. 1).

На севере и северо-востоке лесничество граничит с Республикой Татарстан, на юге и юго-востоке - с Бугурусланским и Абдулинским лесничеством, на западе - с Самарской областью. Лесистость территории расположения лесничества составляет 18,8%.

Таблица 1

Общие сведения о лесничестве района исследования

Наименование показателя

Ед. изм.

Значения показателя

Общая площадь лесного фонда, в том числе:

га

40 374

защитные

га

40 374

эксплуатационные

га

резервные

га

Площадь лесных земель, в том числе:

га

37 849

покрытые лесной растительностью

га

36 234

не покрытые лесной растительностью, из них:

га

1 615

фонд лесовосстановления

га

1 280

Расчетная лесосека

тыс. куб. м

27,500

Фактическое использование ежегодного допустимого объема изъятия древесины

тыс. куб. м

2,250 (8,2%)

Итого:

га

40 374

При создании лесных насаждений на не покрытых лесом землях и лесосеках на тер ри-тории исследования в соответствии с лесохозяйственным регламентом в качестве основных видов предусматриваются сосна, ель и береза. Выбор древесных пород обусловлен экологобиологическими особенностями вида и лесорастительными условиями.

Важную роль в определении экологического потенциала лесных участков играют мероприятия по охране, защите и воспроизводству лесов. Лесовоспроизводство, лесоохрана и лесозащита относятся к числу важнейших задач в области лесного хозяйства, которые обеспечивают выполнение экологических и природнохозяйственных функций лесными массивами

(Кулагин и др. 2015). Сохранение и увеличение ресурсного и экологического потенциала лесов степной зоны возможно обеспечить лишь за счет: применения системы научно обоснованных рубок и воспроизводства лесов, улучшения их породного состава; создания и эффективного использования постоянной лесосеменной базы; ухода за лесом, включая рубки ухода и санитарные рубки (Кулагин, Николаева 2014).

Депонирование углерода лесопокрытыми участками района исследования

В фитомассе лесов Байтуганского месторождения нефти (Северное участковое лесничество Оренбургской области) - запасы стволовой древесины, ветви, корни, листья, общий объем которых составляет около 1 974 173 тонн углерода, находящегося в постоянно связанном состоянии.

Кроме того, леса района исследования ежегодно поглощают из атмосферы около 50 675 тонн углерода, при этом наиболее углеродоемкими являются молодые, интенсивно растущие насаждения.

Площадь лесопокрытых участков молодых (мол1) насаждений (естественное и искусственное лесовосстановление) осины равна 1 829 га, общий объем фитомассы равен 46 643 т, следовательно, общий объем депонируемого углерода равен 3 642 т (табл. 2).

Второе место по площади среди молодого (мол1) древостоя занимают насаждения сосны (1 196 га), общий объем фитомассы равен 51 214 т, следовательно, общий объем депонируемого углерода равен 3 194 т (табл. 2).

На третьем месте по площади молодые насаждения липы (мол!) - 546 га, общий объем фитомассы равен 16 319 т, следовательно, общий объем депонируемого углерода равен 1016 т.

Оценка объема фитомассы и депонируемого углерода в зависимости от группы возраста древостоя и занимаемой площади показала, что в районе исследования наибольшую площадь имеют средневозрастные насаждения (12678 га), однако наибольший прирост в год и максимальное депонирование углерода (т/год) имеют молодые (мол!) насаждения (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость депонирования углерода от возрастных групп древостоя и занимаемой площади

Возр. группы

Площадь

Запас, кбм

прир/год

Ф/м поли, т

С всего, т

Деп. С, т/год

молодняки 1 класса

4 385

138 000

19 347

144 095

70 655

9 089

молодняки2 класса

3 292

294 300

17 900

280 886

138 782

7 797

средневозрастные

12 678

1 802 300

13 761

1 522 457

756 498

5 368

приспевающие

7 590

1 226 900

8 532

905 813

451 078

2 907

спелые

5 901

1 054 500

1 199

967 581

482 311

579

перестойные

631

104 200

0

90 450

45 056

0

В этой связи подтверждается положение, что с экологической точки зрения наиболее полезными для оздоровления атмосферы от негативных выбросов, и в первую очередь от выбросов окиси углерода, являются молодые, растущие леса.

Большое значение в депонирование углерода имеет породный состав древесных культур, например, ель и лиственница одной возрастной группы накапливают различное количество фитомассы в единицу времени и, следовательно, депонирование углерода происходит в различных объемах.

На территории Байтуганского месторождения насаждения ели и лиственницы примерно равны и составляют около 5 га, представленные насаждения в большинстве случаев одновозрастные с доминированием молодняков 1 класса и средневозрастных насаждений (рис. 1).

Рис. 1. Накопление фитомассы и депонирование углерода различными породами хвойных насаждений на территории месторождения (т)

В ходе исследования было выявлено, что одновозрастной древостой, равный по площади, отличается по объему депонирования углерода в зависимости от биологических особсн- ностей вида. Так, в частности, в ходе исследования сравнивались объемы фитомассы и депонирующий потенциал дуба высокоствольного и низкоствольного, а также березы, осины и липы (рис. 2).

Рис. 2. Накопление фитомассы и углерода мягколиственными насаждениями на территории месторождения (т)

Нами было установлено, что молодняки (мол!) дуба высокоствольного на площади, равной 1 га, за один год депонируют порядка двух тонн углерода, в то время как аналогичные по возрасту и площади насаждения дуба низкоствольного депонируют 2,65 тонны углерода в год, березы - 1,22 тонны в год, осины -

1,99 тонны в год, липы - 1,86 тонны углерода в год. Становится очевидным, что на территории Байтуганского месторождения среди лиственных пород деревьев наиболее перспективными по поглощению углерода являются насаждения дуба низкоствольного, однако стоит отметить, что данная культура относится к медленно растущим, в связи с чем создание разновидовых насаждений будет более эффективно с точки зрения устойчивости насаждения, образования годичного объема фитомассы и депонирования углерода.

Накопление фитомассы и депонирование углерода также зависит от экологической группы насаждения. Проведенные исследования показывают, что участки, покрытые кустарниковой растительностью на территории исследования, значительно отстают в объемах накопления фитомассы и углерода в сравнении с древесными насаждениями (Рябинина, Князев 2009; Рябухина 2015) В частности, один гектар средневозростной и приспевающей кустарниковой растительности депонирует порядка 0,26 тонн углерода.

Результаты выполненных исследований сведены в таблицу 3, где отражены абсолютные величины запасов стволовой древесины в кубометрах (запас), запасов фитомассы в тоннах (фитомасса), запасов углерода в тоннах (С ноли.), и депонирования углерода в тоннах в год (Ден. С) на территории площадей исследования и в целом по всему району исследования.

Таблица 3

Обобщенные данные результатов исследования

Культура

Площадь

Запас, кбм

Ф/м ПОЛИ., т

С всего,т

Деп. С, т/год

Итого хвойные

1 713

113 500

126 270

61 601

3 908

Итого твердолиственные

12 328

1 620 800

1 722 192

856 934

2 311

Итого мягколиственные

20 393

2 885 300

2 062 051

1 025 474

18 366

Итого кустарники

37

300

511

242

4

Принимая во внимание, что территория Байтуганского месторождения с развитой сетью сопутствующей инфраструктуры практически полностью покрывает площадь Северного района Оренбургской области, нами были произведены расчеты лесопокрытых земель, которые включали: несомкнувшиеся лесные культуры, редины, гари, вырубки, пустыри; в расчет лесонепокрытых участков были приняты: пашни, сенокосы, пастбища, дороги, усадьбы (табл. 4).

Расчеты показали, что помимо лесопокрытых участков с сомкнувшимся древостоем в образовании фитомассы и депонировании углерода принимают участие территории несомк-нувшегося древостоя (3 471 га), который образует порядка 31 858 тонн углерода и депонирует 5 593 тонны углерода в год, а также редины площадью 650 га, депонирующие 5 593 тонны углерода в год. Вырубки вносят наименьший вклад в общий объем образования фитомассы и депонирования углерода (табл. 4).

Таблица 4

Обобщенные данные земельного фонда района исследования

Категория

Площадь

Запас, кбм

Прир/год

Ф/м ПОЛИ, т

С всего, т

Деп. С, т/год

Итого ЛИ земель

34 477

4 620 200

60 769

3 911 283

1 944 3 79

24 582

Несомкнувшиеся лесные культуры

3 471

10 921

81 247

31 858

5 593

Редины

650

17 440

229

26 268

12 516

93

Вырубки

854

1 344

И 918

5 363

688

Прогалины, пустыри

922

20 983

10 492

Всего ЛП земель

34 477

4 620 200

3 911 283

19 444 379

24 582

Всего ЛНП земель

5 697

29 514

140 416

67 229

6 374

Всего лесных земель

40 374

4 650

40 511 699

16 541

50 675

Всего нелесных земель

2 135

0

35 146

1 974 173

0

Всего земли

42 509

4 632 274

40 546 845

1 974 173

50 675

На территории исследования наибольшую депонирующую функцию выполняют лесопокрытые участки с доминированием мягколиственных культур, это обусловлено экологобиологическими особенностями видов, а также возрастными группами и площадью насаждений (Рябухина и др. 2015; Майский и др. 2017).

Улучшение качества атмосферного воздуха района исследования возможно при эффективном ведении лесного хозяйства; наращивании лесных территорий с доминированием видов, обладающих высоким адаптивным потенциалом, образующих большое количество фитомассы, депонирующих значительное количество углерода и других поллютантов. Необходимо также соблюдение технологических режимов в нефтегазовой отрасли и наращивание доли экологичных технологий, минимизирующих аэротехногенное загрязнение при геологоразведке, строительстве и эксплуатации скважин и сопутствующей инфраструктуры.

Список литературы Экологический потенциал и депонирование углерода лесными участками Байтуганского нефтяного месторождения Оренбургской области

  • Колодина М. В., Михайлова Е. С., Рябухина М. В. 2016. Совершенствование механизмов правоприменения и управления в сфере охраны и защиты лесов в условиях финансового кризиса. Оренбург: ООО ИПК «Университет». 232.
  • Кулагин А. А, Ганеев И. Г., Сухова С. В., Зиганшин З. У. 2015. Опыт проращивания семян древесно-кустарниковых растений на нефтезагрязненных почвогрунтах//Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 17, № 5, 127-131.
  • Кулагин А. А., Николаева В. В. 2014. Определение возможности использования дуба черешчатого (QuercusRobur L) для выполнения санитарно-гигиенических функций на территории г. Уфы (Республика Башкортостан)//Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки Т. 19, № 5, 1521-1523.
  • Майский Р. А., Рябухина М. В., Додова М. И. 2017. Эколого-экономическое моделирование эффективности ликвидации энтомовредителей в хвойных лесах Оренбургской области//Вестник Башкирского государственного аграрного университета 1 (41), 101-103.
  • Рябинина З. Н., Князев М. С. 2009. Определитель сосудистых растений Оренбургской области. М.: Товарищество научных изданий КМК.
  • Рябухина М. В. 2015. Экологические риски и фиторемедиация аэротехногенного воздействия загрязнения окружающей среды // Колесников Е. Ю. (отв. ред.). Анализ риска - 2015: проблемы теории и практики: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (27 мая 2015 г., г. Йошкар-Ола) // Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет.
  • Рябухина М. В., Сафонов Д. Н., Рябинина З. Н. 2015. Современное состояние лесостепных фитоценозов Оренбургского Предуралья подверженных длительному техногенному воздействию//Экология и безопасность жизнедеятельности: материалы VI Всероссийской научно-практической конференции (13 ноября 2015 г., Комсомольск-на-Амуре). Комсомольск-на-Амуре: АмГПГУ, 97-102.
  • Халикова Р. Р., Майский Р. А. 2016. Управление нефтегазовыми ресурсами в условиях нестабильной экономики//Лейберт Т.Б. (отв. ред.). Современные тенденции в экономике и финансах: Сборник научных трудов по материалам VI Всероссийской заочной научно-практической интернет-конференции. Уфа: Изд-во УГНТУ, 256-259.
  • Хусаинова Л. Р., Кулагин А. А. 2016. Анализ влияния деятельности горно-обогатительных комбинатов городов Учалы, Сибай, Белорецк на древесно-кустарниковую и травянистую растительность//Известия Самарского научного центра Российской академии наук Т. 18, 2 (2), 563-566.
  • Чураков Б. П., Манякина Е. В. 2012. Депонирование углерода разновозрастными культурами сосны//Ульяновский медико-биологический журнал 1, 125-129.
Еще
Статья научная