Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета 2011 №1 (26)

Подождите немного. Документ загружается.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

Таким образом, целесообразно принять за практически значимое значение величину первого

уровня (0 – 1). Выравнивая здание на эту величину, получим следующую схему здания (рис. 5).

Рисунок 5 – Схема выровненного здания на величину крена 0 – 1

Рассмотренный подход подъема и выравнивания здания, когда в качестве основы берется

значение крена первого уровня (рис. 5), был реализован при контроле геометрии выравниваемого

здания в г. Белово Кемеровской области. Задача по восстановлению геометрии данного объекта

была успешно решена.

Литература

1. Яковлев, В. А. Современные оптико-электронные приборы геодезического обеспечения строительства и

контроля эксплуатационной надежности инженерных сооружений / В. А. Яковлев, Д. М. Арсеньев // Изв. вузов. Сев.-

Кавк. регион. Техн. науки. 2006. Прил. № 16. С. 173 – 178.

2. Пимшин, Ю. И. Техническая экспертиза зданий / Ю. И. Пимшин, И. Г. Гайрабеков // Изв. вузов. Сев.-Кавк

регион. Техн. науки. 2006. Прил. № 16. С. 153 – 162.

References

1. Yakovlev, V. A. Modern optic-electronic devices of construction and control geodesic ensuring of engineering

constructions operation reliability / V. Ya. Yakovlev, D. M. Arseniev // News of HEI. North Caucasus region. Technical

sciences. 2006. Supplement № 16. P. 173 – 178

2. Pimshin, Yu. I. Technical expertise of buildings / Yu. I. Pimshin, I. G. Gairabekov // News of HEI. North

Caucasus region. Technical sciences. 2006. Supplement № 16. P. 153 – 162.

УДК 622.279.23

МАСШТАБЫ НАРУШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО И ФЛЮИДАЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ

В ЗЕМНОЙ КОРЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ СЛЕДСТВИЯ

Петренко В. И., Чурсинов С. К. *

*ООО «Газпром ПХГ»

На примере двух газовых месторождений оценены масштабы техногенного воздействия на природную среду.

Воздействие на окружающую среду происходит не только из-за выбросов вредных веществ в атмосферу, но и в

результате нарушения динамического и флюидального равновесия в земной коре в зоне расположения газовых залежей.

On the example of two gas pools the scales of technogenic impact on the environment have been evaluated in this paper.

The impact on the environment is taken place not only due to harmful substances ejections into atmosphere, but also as a result

of dynamic and fluidal balance violation in the earth's crust in the gas pool location zone.

Ключевые слова: газовая залежь,

пластовое давление, землетрясение.

Keywords: gas pool, reservoir pressure, earthquake.

В наше время воздействие человека на природную среду столь велико, что его можно

сравнивать с крупными геологическими процессами, происходящими на Земле. При этом

наблюдается стремительное возрастание добычи полезных ископаемых, а следовательно, все

большее воздействие человека на природу. Например, в США в 80-х годах прошлого столетия на

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

каждого жителя, помимо топлива, ежегодно добывалось и перерабатывалось в среднем 9 т

невозобновляемых природных минеральных ресурсов (Д. П. Кларк, М. К. Флемингс, 1986).

Следует признать, что вопросы влияния разработки газовых и газоконденсатных

месторождений на окружающую среду изучены недостаточно. К настоящему времени повсеместно

существует проблема охраны поверхностных и подземных вод от загрязнения пластовыми и

конденсационными водами. Недостаточно изучены негативные последствия проседания земной

поверхности над эксплуатируемыми месторождениями УВ. В сейсмоактивных зонах отмечается

определенная связь между техногенной флюидодинамикой, обусловленной разработкой

углеводородных залежей, и землетрясениями, однако механизм этой связи изучен недостаточно.

Нет сомнения в том, что при столь внушительных отборах газа, нефти и угля, которые в

настоящее

время используются в качестве топлива (таблица 1), техногенное воздействие на

окружающую среду значительно.

Таблица 1 – Добыча основных источников энергии в мире

Масса, 10

т Объём, км

Теплотворная способность,

кДж

Источник энергии

1981 г. 1990 г. 2000 г. 1981 г. 1990 г. 2000 г. 1981 г. 1990 г. 2000 г.

Газ 1200 1500 1800 1450 1900 2300 54 71 86

Нефть 2650 2800 3100 3,1 3,3 3,6 121 130 142

Уголь 2400 3050 3900 1,6 2,0 2,6 80 100 126

Итого 6250 7350 8800 1454,7 1905,3 2306,2 255 301 354

В дальнейшем оно будет возрастать в связи с тем, что до 2025 г. газ, нефть и уголь останутся

основными источниками энергии. Как видно из таблицы 1, в 2000 г. масса извлечённых из недр газа,

нефти и угля достигла 8,80⋅10

т. Чтобы понять значимость этих величин, сделаем следующее

сопоставление. Известно (С. А. Федотов, 1984), что из недр планеты на её поверхность ежегодно

изливается 5 – 15 км

лавы, приблизительная масса которой составляет (14÷43) 10

т. Таким

образом, масса добытых газа, нефти и угля в 1981 г. составляла от 14,5 до 44,6 % массы ежегодно

изливающейся лавы, к 2000 г. указанное соотношение составило 20,5 – 62,9 %. Если учесть

выносимые на поверхность с нефтью попутную воду, а с углем породу, то масса извлекаемых

ежегодно из недр газообразных, жидких и твердых веществ при добыче основных источников

энергии сопоставима с массой выносимых на земную поверхность веществ при столь грандиозном

планетарном процессе, каковым является экзогенный магматизм. Объём извлекаемых основных

источников энергии огромен, причём если суммарный объём нефти, угля, попутных вод и породы

сопоставимы с объёмом твердых и жидких веществ, поступающих на земную поверхность при

вулканизме, то объёмы добываемых

углеводородных газов превосходят выделения природных газов

при больших вулканических извержениях. Под большим вулканическим извержением понимается

такое, при извержении которого объём лавы, пепла и шлака превышает 1 км

(С. А. Федотов, 1984).

Это исключительно редкое явление природы. В историческое время оно наблюдалось всего 6 раз.

Хорошо изученным большим вулканическим извержением явилось Толбачикское,

наблюдавшееся в 1975 – 1976 гг. на Камчатке. Во время этого извержения общий объем

изверженных лав, шлаков и пепла достиг 1,805 км

(Е. К. Мархинин, 1968). Кроме того, за 524 суток

в атмосферу было выброшено 72,28 км

вулканических газов. Таким образом, среднесуточный

вынос лавы, шлаков и пепла составил 3,44⋅10

, среднесуточные выбросы газа достигли

137,94⋅10

. В 1981 г. в мире из газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных

месторождений ежедневно извлекалось по 3,97×10

газа, т. е. в 29 раз больше, чем при

Толбачикском извержении. Отбор газа даже на одном уникальном газовом или газоконденсатном

месторождении может достигать объёма извергавшихся газов из вулкана Толбачик или даже

превосходить его.

Следует также отметить, что даже до начала разработки любое газовое или газоконденсатное

месторождение является зоной динамической нестабильности в

земной коре из-за разности в

плотности газа и воды гидродинамической системы, к которой приурочено месторождение. Так, до

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

начала разработки хадумской залежи Северо-Ставропольского месторождения с запасами 220⋅10

[1] масса газа составляла 147⋅10

т. Если бы газонасыщенный поровый объём залежи, равный

3,341⋅10

, был заполнен законтурной пластовой водой со средней минерализацией 35 г/л и

плотностью 1,05 т/м

, то её масса превышала бы массу газа в 24 раза и составляла бы 3,51⋅10

т.

Налицо значительная гравитационная аномалия. Если же учесть, что до 1974 г. из хадумской залежи

было отобрано 170⋅10

газа [1] массой 114⋅10

т, то гравитационная аномалия значительно

возросла.

В процессе разработки газового месторождения наряду с увеличением гравитационной

аномалии происходит возрастание вертикального эффективного напряжения на кровлю залежи.

Эффективное вертикальное напряжение можно оценить из выражения

= p

пн

– p

пт

(1)

где p

пн

– начальное – p

пт

; p

пт

– текущее пластовое давление.

В качестве примера динамика падения пластового давления и возрастания вертикального

эффективного напряжения наглядно представлена на рисунке 1 для газового месторождения Лак во

Франции [2].

Рисунок 1 – Распределение давления на кровле газового месторождения Лак в процессе

разработки

На глубине 3600 м при геостатическом давлении 76 МПа и начальном пластовом давлении в

залежи 64 МПа вертикальное эффективное напряжение составляло 12 МПа. По мере снижения

пластового давления σ

возрастало и к ноябрю 1969 г. достигло 42 МПа. 24 ноября 1969 г. в районе

месторождения Лак было зафиксировано первое ощутимое землетрясение магнитудой более 3.

На месторождении Лак были установлены высокоточные сейсмические станции, с помощью

которых с апреля 1974 г. по декабрь 1989 г. было зарегистрировано более 900 землетрясений

магнитудой от 1 до 4,3 по шкале Рихтера (рисунок 2). В течение этого

периода была выделена

огромная сейсмическая энергия. Например, на 4-й день начала регистрации произошло

землетрясение магнитудой 0,9 с выделением энергии 3,5 МДж, а на 374-й день только от одного

землетрясения магнитудой 3,3 выделилось 10883 МДж.

Интересно распространение сейсмических толчков по вертикали за пределами газовой

залежи. Вначале толчки были зафиксированы над залежью, затем под залежью, при

этом вплоть до

глубин 7 – 8 км. Такое расположение гипоцентров свидетельствует о передаче напряжений в земной

коре на значительную глубину. Над месторождением отмечено оседание земной поверхности,

максимальное смещение по вертикали достигло 60 мм, объём мульды оседания составил 0,01 км

[2]. Французские исследователи пришли к выводу, что сейсмическая активность в районе

месторождения Лак наблюдается с момента окончания упругих деформаций и появления новых

трещин в хрупких породах. Предполагается также, что в земной коре происходит диффузия

напряжений от разрабатываемого месторождения на десятки километров, и при наличии на

незначительном расстоянии региональных разломов возможно провоцирование

тектонических

землетрясений значительной магнитуды [2].

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

Рисунок 2 – Плотность и интенсивность сейсмических событий на газовом месторождении

Лак во Франции: 1 – сейсмические толчки в пределах газового месторождения Лак и над ним; 2 –

сейсмические толчки под газовым месторождением

Литература

1. Газовые и газоконденсатные месторождения : справочник / под ред. В. Г. Васильева, И. П. Жабрева. – М. :

Недра, 1975. – 528 с.

2. Гроссо, Ж. Р. Связь между извлечением углеводородов, локальными техногенными землетрясениями и

крупными региональными землетрясениями на примере Пиренейского района / Ж. Р. Гроссо, Ф. Волан, Д. Фурментро,

В. Мори // Механика горных пород применительно к

проблеме разведки и добычи нефти. – М. : Мир, 1994. – 416 с.

References

1. Gas and gas-condensate reservoirs : manual / edited by V. G. Vasiliev, I. P. Zhabrev. – M. : Nedra, 1975. – 528 p.

2. Grosso, J. R. The bond between the extraction of hydrocarbons, local technogenic earthquakes and large regional

earthquakes on the example of Pyrenean region / J. R. Grosso, F. Volan, D. Furmentro, V. Mori // Mechanics of rock formation

as applied to prospecting problem and oil production. – M. : Mir, 1994. – 416 p.

УДК 504.05/.06:622.276:595.1

ВЫЖИВАНИЕ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ

В УСЛОВИЯХ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Смольникова В. В.

Изучено влияние углеводородного загрязнения субстратов на выживаемость дождевых червей, определены

виды, обладающие повышенной толерантностью к присутствию углеводородов нефти в различных субстратах,

описаны их поведенческие особенности в условиях нефтяного загрязнения.

The effect of substratum hydrocarbon contamination on earth worms survival was studied, there were defined the types

having higher tolerance to the oil hydrocarbon presence in different substratum, and their behavior features under the condition

of oil contamination were described in this article.

Ключевые слова: нефтяное загрязнение, дождевые черви.

Key words: oil contamination, earth worms.

В Российской Федерации нефть является главным источником углеводородного сырья и

основным энергоносителем. Добыча и транспортировка нефти относится к опасным видам

деятельности, способным в случае аварии привести к тяжелым, а иногда и практически

необратимым изменениям в окружающей среде [3].

Установлено, что основными источниками загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами

являются резервуарные парки и нефтебазы

, трубопроводы, железнодорожный транспорт, объекты

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

нефтедобычи и нефтепереработки. Наибольшие объемы нефти попадают в различные экосистемы в

результате аварий при транспортировке и технологических нарушениях при ее добыче. В нашей стране

потери сырой нефти составляют до 5 % от ее общей добычи. Загрязнение почв на буровых площадках и

центральных пунктах сбора и подготовки нефти превышает фоновое в десятки раз [5, 8].

Степень

загрязненности почвы нефтью и нефтепродуктами оценивают (Другов, Родин, 2000)

по их концентрации. При этом согласно «Методическим рекомендациям по выявлению

деградированных и загрязненных земель» [7] ориентировочно допустимое количество (ОДК) нефти

в почве составляет 1000 мг/кг. Согласно Методике определения ущерба окружающей природной

среде при авариях на магистральных нефтепроводах показатели уровня загрязнения земель нефтью

нефтепродуктами оцениваются по содержанию углеводородов нефти. Уровень загрязнения почвы

для нефти и нефтепродуктов для черноземной зоны определяется по таблице 1 [6].

Таблица 1 – Оценка степени загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами для черноземной

зоны

Уровень загрязнения, мг/кг

Соединение

допустимый низкий средний высокий очень

высокий

Нефть и нефтепродукты ПДК 1000 – 2000 2000 – 3000 3000 – 5000 > 5000

При нефтяном загрязнении резко изменяются физические свойства нефтезагрязненных почв. В

течение первых нескольких суток из загрязненной среды улетучиваются легкие фракции, а

высокомолекулярные соединения нефти переходят в полимерные и поликонденсированные, образуя

плотную массу, закупоривающую почвенные поры, как следствие нарушается газовый обмен и

формируются анаэробные условия. Частицы почвы слипаются, образуя крупные,

трудноразрушаемые

агломераты. Происходит адсорбция углеводородов частицами почвы. На

границе адсорбционного слоя образуется пространственный каркас коагуляционной структуры.

Затем происходит уплотнение образовавшейся структуры с образованием аномального граничного

слоя нефти с толщиной до 5 – 20 мкм. Вязкость нефти в этом слое выше вязкости нефти в объеме

примерно в 10 раз. Формируется новая структура почвы, неспособная обеспечить протекание

естественных

биохимических процессов, определяющих почвенное плодородие. Нефть обладает

ярко выраженными гидрофобными свойствами, поэтому, обволакивая биологически активные

вещества почв, делает их недоступными для водорастворимых ферментов и корневой системы

растений, высушивающе действует на слизистые оболочки почвенных беспозвоночных [1, 8, 9, 11].

На территории центрального Предкавказья обитает 20 видов и 2 подвида олигохет, которые

относятся к восьми родам

семейства Lumbricidae [2]. Для оценки видовой толерантности к нефтяному

загрязнению были выбраны наиболее распространенные [2, 10] виды: Dendrobaena rubidus,

D. octaedra, Nicordilus roseus, N. caliginosus, Lumdricus terrestris, L. rubellus, Eisenia foetida, Eisenella

tetraedra, Allolobophora jassyensis, Octolasium lacteum, Eisenis nordenskoldi. Использовали также

одомашненную форму E. foetida, которую чаще обозначают как «калифорнийский гибрид».

Для выявления устойчивости различных видов дождевых червей к углеводородному

загрязнению субстратов был поставлен острый опыт. Определялась выживаемость дождевых

червей

при сплошном нефтяном загрязнении прудового ила после суточного содержания в

экспериментальных пластмассовых контейнерах. В качестве контроля использовался незагрязненный

субстрат. Для исследований отбирались половозрелые и неповрежденные особи. Все опыты

проводились в трехкратной повторности. При этом видовом испытании различные виды дождевых

червей помещались в сапропель с концентрацией нефти 1, 2, 3, 4, 5 и т. д.

до 15 г/кг.

Было установлено, что видовая специфика червей имеет принципиальное значение (рис. 1).

Самым устойчивым видом, показавшим максимальную выживаемость в прудовом иле,

загрязненном сырой нефтью, оказался L. rubellus. При этом для всех исследованных видов

дождевых червей характерна полная гибель при концентрациях нефти в среде выше 6 г/кг, особенно

при свежем загрязнении, не

превышающем 3 суток. При более низких концентрациях выживаемость

червей была близкой к обратно пропорциональной зависимости от содержания нефти в сапропели:

y = - 17,113x + 129,17.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

y = –

17,113

x +

129,17

0,9501

100

01234567

Концентрация нефти в илу, г/кг

Выживаемость,

E. foetida "Калифорнийский гибрид" L. rubellus O. Lacteum

Рисунок 1 – Выживаемость разных видов дождевых червей в нефтезагрязненном прудовом иле

При внесении червей через 7 – 10 дней после загрязнения прудового ила выживаемость червей

существенно повышается при низких уровнях загрязнения, однако концентрация нефти в сапропели

в 7 г/кг оставалась летальной для всех видов дождевых червей. Следует отметить, что

выживаемость «калифорнийского гибрида» в нефтезагрязненной

среде была меньше, чем у всех

испытанных видов дождевых червей.

Массовая гибель червей происходит в течение первых 3 дней после загрязнения, в большей

степени под воздействием токсичных легколетучих фракций. Эти соединения достаточно быстро

удаляются из почвы и прудового ила, а поэтому период острого токсического действия нефти

сравнительно небольшой – 1 – 3 дня [4]. Повторное внесение червей в емкости с нефтью через 7 дней

подтвердило это предположение. Выжило от 45 до 90 % дождевых червей, поселенных в почву с

концентрацией нефти 3, 4 и 5 г/кг. В емкостях с содержанием нефти 7 г/кг и выше при повторном

заселении субстратов популяцией дождевых червей наблюдалась их полная гибель в течение суток.

Важно подчеркнуть, что в выделенный нами период времени (5 – 7 суток) наблюдалось самое

существенное и достоверное снижение концентрации нефти в субстратах.

Присутствие нефти в среде ослабляет способность червей к агрегированию в

неблагоприятных условиях. Например, при влажности субстрата ниже оптимальной черви

перемещаются на дно контейнера и формируют «общественный кокон». А при концентрации сырой

нефти в почве от 2 г/кг и выше подобной агрегации червей в аналогичных условиях не

наблюдалось. Более того, абсолютное большинство погибших особей были обнаружены в

поверхностных слоях.

При помещении дождевых червей на поверхность нефтезагрязненного субстрата отмечалось,

что их скорость погружения в субстрат и попытки вылезти из экспериментальной емкости зависили

от уровня и давности загрязнения. При концентрациях нефти в субстратах, которые принято

рассматривать как слабое загрязнение, черви активно перемещались по поверхности загрязненной

среды, а погружение в субстрат

100 % особей не превышало 10 минут. Попытки покинуть

лабораторную емкость черви предпринимали только в экспериментах со свежеезагрязненным илом.

При среднем и высоком уровне нефтяного загрязнения ила активность червей была понижена,

они стремились выползти из экспериментальной емкости, отдельные особи несколько раз

закапывались и выходили на поверхность. Погружение червей в субстрат соответственно занимало

не

более 15 и 40 минут. На сапропели с застарелым загрязнением черви активно образовывали

«общественный кокон» и равномерно располагались по всей глубине лабораторной емкости, а на

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

свежезагрязненном субстрате агрегирования червей не наблюдалось, особи преимущественно

обнаруживались в поверхностных слоях ила. Абсолютное большинство погибших червей

обнаруживалось либо на поверхности, либо в слое толщиной не более 2 см.

В сапропели с высоким уровнем нефтяного загрязнения перемещение червей по поверхности

наблюдалось только в первые 7 – 10 минут при застарелом загрязнении и 1 – 2 минуты на

свежезагрязненном

иле, затем движение прекращалось.

Наблюдения за состоянием покровных тканей дождевых червей в условиях различного уровня

загрязнения показало, что при концентрации нефти в субстрате 1 и 2 г/кг изменений не отмечалось.

При уровне загрязнения субстрата 3 и 4 г/кг у некоторых экземпляров червей наблюдались

небольшие участки повреждения, похожие на раздражение и эрозию. При

увеличении концентрации

нефти до 5 и 6 г/кг до 50 % особей имели участки некроза покровных тканей. У животных с

признаками повреждения отмечалось снижение двигательной активности, не наблюдалось

выделение желтого защитного секрета в случае опасности. Большая часть дождевых червей с

обширными повреждениями покровных тканей погибла в течение 1 – 2 суток. Кроме последствий от

прямого воздействия нефти

, по нашему мнению, на покровные ткани этих животных, вероятно,

сказывается токсическое и наркотическое действие парафиновых углеводородов с короткими

цепями (до 10 атомов углерода), летучих ароматических (толуол, ксилол, бензол) и многоядерных

(нафталин) соединений, в значительных концентрациях присутствующих в воздухе почв на

начальном этапе после попадания нефти в почву.

Аналогичные опыты по выживаемости различных видов дождевых червей были поставлены

в черноземах, песчаных, светлых, темных и засоленных каштановых почвах, в суглинках.

Самым устойчивым на большинстве испытанных субстратах и концентрациях нефти оказался

L. rubellus. Причем в черноземах этот червь выживал в пределах 90 – 92 % даже при концентрациях

нефти до 3 г/кг. При больших концентрациях выживаемость этого вида уменьшалась, как и других,

с вышеуказанной обратно пропорциональной

зависимостью вплоть до концентрации 7 г/кг, которая

являлась летальной.

В каштановых почвах выживаемость дождевых червей различных видов была ниже, чем в

черноземах и сапропели, но и в этом случае наиболее устойчивым к углеводородному загрязнению

оказался L. rubellus. Однако в песчаных почвах и суглинках более устойчивым к углеводородному

загрязнению – вид N. roseus. Результаты выживаемости L. rubellus и N. roseus в песчаной почве

представлены на рисунке 2. Другие изученные виды дождевых червей показали худшую

выживаемость.

y = 2,1102x

- 22,437x

+ 46,781x + 72,633

= 0,9955

y = – 59,573Ln(x) + 104,64

= 0,9501

100

013567

Концентрация нефти, г/кг

Выживаемость,

N. roseus L. rubellus

Рисунок 2 – Выживаемость разных видов дождевых червей песчаной почве

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

Важным оказалось то обстоятельство, что наибольшая выживаемость червей наблюдалась при

их содержании в субстратах, взятых в местах их естественного обитания. Выживаемость N. roseus в

контрольных образцах не загрязненных нефтью суглинках и песчаной почве была выше, чем у

L. rubellus примерно на 10 %. Этим обстоятельством, вероятно, можно объяснить и более высокую

выживаемость N. roseus в этих субстратах и при нефтяном загрязнении.

Для выявления влияния углеводородного загрязнения субстратов на репродуктивную

функцию дождевых червей выживших особей вида L. rubellus поместили в экспериментальные

сосуды с нефтезагрязненным черноземом. Концентрация нефти в емкостях с почвой

соответствовала уровню загрязнения, при котором черви выжили в предыдущем остром опыте, и

составляла 1, 2, 3 и 4 г/кг.

Еженедельно емкости опорожнялись, определялось количество выживших червей, их

средняя масса, наличие коконов. В сосудах с начальной концентрацией нефти 1 и 2 г/кг первые

коконы были обнаружены при первой проверке. Через 14 дней коконы были обнаружены и в

остальных сосудах. Количество отложенных коконов колебалось от 0,8 до 1,4 на особь. Таким

образом, присутствие нефти в почве снижает плодовитость дождевых червей не мене чем в 2,5 раза

даже при низком уровне загрязнения. На 28 сутки при контрольной проверке в емкостях с

начальным содержанием нефти 1 и 2 г/кг были обнаружены вылупившиеся из яиц черви. Молодь

имела хорошую подвижность и не имела повреждения покровных тканей. В последующих

экспериментах подращенные черви показывали более высокую толерантность к нефтяному

загрязнению, чем особи, впервые помещенные в нефтезагрязненную среду. Культивирование

дождевых червей, адаптированных к условиям нефтяного загрязнения, позволит широко

использовать их способность интенсифицировать процессы самоочищения почв от углеводородов

нефти.

Литература и источники

1. Превращение нефти в природе / П. Ф. Андреев [и др.]. – Ленинград : Гостоптехиздат, 1958. – 416 с.

2. Всеволодова-Перель, Т. С. Дождевые черви фауны России. Кадастр и определитель / Т. С. Всеволодова-

Перель. − М. : Наука, 1997. − 102 с.

3. Гашева, М. Н. Состояние растительности как критерий нарушенности лесных биоценозов при нефтяном

загрязнении

/ М. Н. Гашева, С. Н. Гашев, А. В. Соролютин // Экология. 1990. № 2. С. 77 – 78.

4. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / И. Н. Лозановская [и др.]. – М. : Высшая

школа, 1998. – 278 с.

5. Мазур, И. И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности / И. И. Мазур. − М. :

Недра, 1991. − 279 с.

6. Методика

определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных

нефтепроводах / утверждена Минтопэнерго РФ 01.11.95 г. – М., 1996. – 68 с. // КонсультантПлюс.

7. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель / утверждены

Минприроды России 15.02.95, Роскомземом 28.12.94 и Минсельхозпродом России 26.01.95. Минприроды России,

Роскомзем. – М., 1996. – 51 с. // КонсультантПлюс.

8. Орлов, Д. С. Сорбционная способность торфянистых почв и их роль в

формировании состава почвенно-

грунтовых вод / Д. С. Орлов, И. И. Лыткин // Водные ресурсы. 1983. № 1. С. 81 – 93.

9. Пиковский, Ю. И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах /

Ю. И. Пиковский // Восстановление нефтезагрязненых почвенных экосистем. – М. : Наука, 1988. С. 7 – 22.

10. Проконова, Т. В. Видовой состав и классификация группировок дождевых червей (Lumbricidae,

Oligochaeta) Центрального Предкавказья /

Т. В. Проконова // Изв. вузов Сев.-Кавк. региона. Естеств. науки. –

Ростов н/Д, 2005. № 3. С. 70 – 74.

11. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агросистемы / Ф. Х. Хазиев [и др.] //

Агрохимия. 1988. № 2. С. 56 – 61.

References

1. Oil transformation in nature / P. F. Andreev [and others]. – Leningrad : Gostoptekhizdat, 1958. – 416 p.

2. Vsevoloda-Perel, T. S. Earth worms of Russia’s fauna. Cadastre and determinant / T. S. Vsevolodova-Perel. – M. :

Nauka, 1997. – 102 p.

3. Gasheva, M. N. Flora’s condition as criterion of forest biocenosis unbalance at oil contamination / M. N. Gasheva,

S. N. Gashev, A. V. Sorolyutin // Ecology. 1990. № 2. P. 77 – 78.

4. Ecology and biosphere protection at chemical contamination / I. N. Lozanovskaya [and others]. – M. : Higher

school, 1998. – 278 p.

5. Mazur, I. I. Ecology of oil and gas industry objects construction / I. I. Mazur. – M. : Nedra, 1991. – 279 p.

6. The method of environment damage definition at breakdowns on main oil pipelines / approved by RF

Mintopenergo on 01.11.95. – M., 1996. – 68 p. // ConsultantPlus.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

100

7. Methodical recommendations on dirty and degraded lands / approved by Russia Ministry of Nature 15.02.95,

Russian committee on land on 28.12.94 and by Ministry of agricultural products on 26.01.95. Ministry of Nature of Russia,

Russian committee on land. – M., 1996. – 51 p. // ConsultantPlus.

8. Orlov, D. S. Sorbtional ability of peaty soils and their role in the formation of ground-soil waters composition /

D. S. Orlov, I. I. Lytkin // Water resources. 1983. № 1. P. 81 – 93.

9. Pikovskiy, Yu. I. Transformation of oil technogenic flows in soil’s ecosystems / Yu. I. Pikovskiy // Renewal of

oily-contaminated soil’s ecosystems. – M. : Nauka, 1988. P. 7 – 22.

10. Prokonova, T. V. Specific composition and grouping classification of earth worms (Lumbricidae, Oligochaeta) in

Central Ciscaucasian / T. V. Prokonova // News of HEI of North Caucasus region. Nature sciences. – Rostov-on-Don, 2005.

№ 3. P. 70 – 74.

11. Effect of oil contamination on some agrosystem components / F. H. Khaziev [and others] // Agrochemistry. 1998.

№ 2. P. 56 – 61.

УДК 630*176.322.6

ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА

НА УГЛЕРОДНЫЙ И КИСЛОРОДНЫЙ БАЛАНС

В БАЙРАЧНЫХ ДУБРАВАХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Терехов В. И., Таранков В. И.

ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Произведена оценка баланса углекислого газа и кислорода в байрачных дубравах Курской области в

зависимости от условий их произрастания и экспозиции склона. Установлено, что дубравы на склонах восточной

экспозиции поглощают на 6,84 т/га углекислого газа больше, чем его выделяется в результате эмиссии, тогда как на

склонах западной экспозиции превышение составляет 8,62 т/га

, то есть эти леса эффективнее влияют на

исследуемый показатель. Сделан вывод о необходимости проведения комплекса лесохозяйственных мероприятий,

направленных на увеличение биологической продуктивности байрачных дубрав и их кислородвыделяющей способности.

Список сокращений: БД – байрачные дубравы; с.в.э. – склон восточной экспозиции; с.з.э. – склон западной

экспозиции.

The estimation of balance of absorption and emission of carbon dioxide and oxygen in oak groves of Kursk region

depending on growth conditions and a slope exposition has been investigated. Obtained results show that oak groves on slopes

of east exposition absorb on 6,84 tonnes/hectare of CO

more than its escape as a result of emission, whereas on slopes of the

western exposition excess makes 8,62 tonnes/hectare. Thus, woods of the western exposition influence on investigated balance

more effectively.

Ключевые слова: байрачные дубравы, продуктивность лесов, баланс CО

и О

Key words: oak groves, forest productivity, CO

and О

balance.

Введение

В зависимости от соотношения продуцируемой и разлагающейся в течение года фитомассы

лесные биогеоценозы оказывают различное влияние на баланс углекислого газа и кислорода.

Раскрытие закономерностей этих процессов позволит разработать комплекс лесохозяйственных

мероприятий, способствующих стабилизации газового состава атмосферы.

Площадь дубрав Курской области составляет 115 тыс. га, значительную долю среди которых

составляют байрачные леса [1]. В

байрачных условиях основное значение имеет противоэрозионная

функция лесов. Оценка влияния этих лесов на газовый состав атмосферы позволит представить

новый фактический материал для дополнительного обоснования их экологического значения.

В задачу исследования входила оценка баланса углекислого газа и кислорода в байрачных

дубравах Курской области в зависимости от условий их произрастания.

Методика исследования

Объектами изучения служили 93-летние порослевые БД Щигровского лесничества.

Исследование основных таксационных характеристик древостоев и продуктивности нижних ярусов

фитоценоза осуществляли общепринятыми таксационными методами [2]. Для оценки запасов

углерода в экосистеме использовали расчетно-измерительный метод [3]. Содержание углерода в

абсолютно сухом веществе фитомассы устанавливали, используя коэффициенты: 0,5 – для стволов,

ветвей и корней; 0,45 – для листьев и живого

напочвенного покрова [4, 5]. Для оценки поглощения

углекислого газа и выделения кислорода применяли расчетный метод [6 – 9]. Результаты

исследований обработаны методами математической статистики [10]. Достоверность выводов

соответствует 95 % доверительному уровню.

Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2011. № 1 (26)

101

Пробные площади для оценки древостоев были заложены на склонах балки (4-й выдел

47 квартала Щигровского лесничества) в лесорастительных условиях, характерных для байрачных

дубрав Курской области. Первая пробная площадь заложена на с.в.э., вторая – на с.з.э. Крутизна

склонов – 15

. Почвенный покров представлен смытым выщелоченным черноземом ТЛУ-Е

Произрастающие древостои имеют порослевое происхождение, в них регулярно проводили рубки

ухода, санитарные рубки и уборка валежа.

Результаты и обсуждение

На более освещенном, но менее увлажненном с.в.э. в древостое отмечена большая, чем на

с.з.э., доля дуба, составляющая 8 единиц состава, или же 184 м

/га стволовой древесины (табл. 1).

Второе место в составе древостоя занимает осина (2 единицы, или же 42 м

/га). Доля клена

остролистного и груши незначительна (менее 1 единицы в составе) и составляет в общей сложности

15 м

/га. Полнота древостоя – 0,79, суммарный запас – 241 м

/га, в том числе сырорастущего леса –

223 м

/га.

Таблица 1 – Таксационная характеристика древостоев

Средние: Запас, м

/га: Экспо-

зиция

склона

Состав

древостоя

Порода

Возраст,

лет

высота,

диаметр,

см

Пол-

нота

сыро-

растущий

сухо-

стойный

Прирост,

/га

*год

Д 93 18,8 33,7 0,58

183

1 1,97

Ос 53 19,2 23,3 0,11

16 0,49

Кло 33 11,2 12,3 0,06

0 0,27

Гр 33 10,3 16,6 0,04

1 0,15

Восточная

8Д, 2Ос

+Кло

Ед. Гр

Итого: 0,79 223 18 2,88

Д 93 24,2 44,5 0,46

181

0 1,95

Ос 53 23,2 31,2 0,22

14 1,30

Гр 33 10,5 18,0 0,06

0 0,24

Ивд 33 11,0 14,7 0,06

0 0,18

Лп 33 14,2 15,3 0,03

0 0,18

Кло 33 13,0 12,6 0,03

0 0,15

Западная

7Д, 3Ос

+Гр

Ед. Ивд,

Лп,

Кло

Итого: 0,86 275 14 4,00

Примечания. Д – дуб черешчатый; Ос – осина; Кло – клен остролистный; Гр – груша;

Ивд – ива козья; Лп – липа.

На менее освещенном, но более увлажненном с.з.э. отмечается вдвое большая, чем на с.в.э.,

доля осины (3 единицы в составе, или же 83 м

/га). Запас дуба на обоих склонах лощины

практически одинаков, но его доля в составе (7 единиц) на с.з.э. значительно меньше. В составе

древостоя на с.з.э. появляются влаголюбивые породы (липа и ива козья), однако их запас (по 6 м

/га

каждой породы) незначителен.

Суммарный запас древостоя на с.з.э. составляет 289 м

/га, в том числе сырорастущего леса –

275 м

/га, сухостой целиком представлен отмершими деревьями осины. Полнота древостоя на этом

склоне 0,86, что также значительно превышает характеристики древостоя на с.в.э.. Возраст

древесных пород неодинаков, к моменту исследований на обоих склонах дуб достиг 93-летнего

возраста, осина – 53-летнего, прочие породы (клен остролистный, груша, липа, ива козья) –

33-летнего.

Приведенные в табл

. 1 значения среднего годичного прироста не учитывают запас,

удаленный из древостоев в процессе рубок ухода. Тем не менее на основании этих данных можно

судить о совокупном приросте оставляемых на доращивание древостоев. Большая величина

годичного прироста отмечена на с.з.э.

На основании среднего годичного прироста древостоя по запасу был рассчитана его

абсолютно сухая масса (табл. 2).