Оценка формирования КЭС

Оценка формирования геоэкологических ситуаций, в том числе кризисных, основана на интегральном учете двух факторов:

• • степени механической нарушенности почвенно-растительного покрова вследствие воздействия инженерных сооружений наряду с псревыпасом оленьих стад;
• • потенциала устойчивости ландшафтов к механическим видам нарушений, что выражается в их способности противостоять активизации криогенных и дефляционных процессов.

На любом уровне исследований — и региональном и локальном — методика оценки КЭС одинакова. Категории интенсивности нагрузки механического характера сопоставляются с градациями устойчивости природных ландшафтов матричным способом. Все виды оценочных построений проводятся на ландшафтной основе по экспертным оценкам.

Рассмотрим простой пример составления матрицы для зонально-регионального уровня исследований в пределах криолитозоны Западной Сибири.

Степень антропогенной трансформации среды выражается в экспертных баллах и соответствует градациям остроты экологических ситуаций, рассмотренных в разделе 7.1. Система получения экспертных балльных оценок степени «кризисное™» базируется на матричном учеге четырех градаций степени устойчивости ландшафтов (горизонтальная шкала) и двух градаций интенсивности антропогенной нагрузки (табл. 7.1).

Градации устойчивости полностью соответствуют группам устойчивости ландшафтов региональной размерности, методика определения которых изложена в разделе 4.3. Шкала градаций антропогенной нагрузки состоит из двух ступеней по степени возрастания интенсивности нагрузок: 1 балл — слабая и средняя интенсивность нагрузки, связанная с истощением ресурсного потенциала, как то: перевыпасом на оленьих пастбищах, сведением леса и т. д.; 2 балла — значительная интенсивность нагрузки, связанная с техногенным воздействием площадных и линейных объектов нефтегазодобывающего комплекса наряду с истощением природных ресурсов. Антропогенные нагрузки, в первую очередь, рассматриваются с точки зрения механических нарушений поверхности, которые приводят к снижению процента лесопокрытой площади и дигрессии пастбищ (связанной с превышением потенциальной оленеемкости), общей нарушенности почвенно-растительного покрова, изменению мерзлотной ситуации.

Таблица 7.1.

Оценка формирования геоэкологических ситуаций.

В итоге выделяется пять групп геоэкологических ситуаций по сумме баллов в соответствии с критериями, закрепленными в нормативных документах Минприроды РФ: кризисная, критическая, напряженная, удовлетворительная, условно благоприятная.

Карта геоэкологических ситуаций обзорно-регионального масштаба позволила провести анализ экологических последствий освоения территории, прежде всего, в зональном и региональном аспектах.

В Ямало-Ненецком округе — в тундре и лесотундре — острые геоэкологические ситуации в значительной степени связаны с освоением месторождений углеводородного сырья и перевыпасом. Ареалы критических ситуаций на западе Ямала (Бованснковскос, Харасавейское месторождения) и в центральной части Тазовского п-ва (Ямбургское месторождение) формируются, как правило, в пределах неустойчивых ландшафтов долин и болот междуречий.

(заторфованных, относительно высокотемпературных, сильнольдистых), подверженных термокарсту и гермоэрозии. Для зоны тундры типична напряженная ситуация (центральная и восточная часть Ямала, юг Гыданского и Тазовского п-вов), которая характерна для неустойчивых и слабоустойчивых ландшафтов под воздействием перевынаса, объектов мелких газовых месторождений, автозимников (на Ямале).

В зоне северной тайги в настоящее время формируется ареал кризисной экологической ситуации (собственно КЭС), переросший из локальных очагов в региональный масштаб. Это район НадымПуровского междуречья, в котором сосредоточены южные землеотводы длительно эксплуатируемых Медвежьего и Уренгойского месторождений, крупные магистральные трубопроводы. Один только трубопровод Уренгой-Центр имеет 8−18 ниток. Столь значительный техногенный прессинг накладывается на крайне неустойчивые к нагрузкам ландшафты — массивы мерзлых торфяников плакоров и надпойменных террас. Причина их неустойчивости — высокая льдистость, близкая к 0 °C температура грунтов, относительно медленная восстанавливаемость и, следовательно, максимальная предрасположенность к активизации деструктивных криогенных процессов. В этих же районах наблюдается массовая деградация притундровых лесов, в первую очередь, из-за пожаров. Уменьшается видовое биоразнообразие, исчезают отдельные виды растений и животных, нарушается генофонд. В пределах нефтяных месторождений, расположенных в верховьях рек Надым и Пур, в настоящее время формируется критическая экологическая ситуация. Возникновение кризисной и критической ситуации выражается в пониженной контрастности геокомплексов — доминировании в ландшафтной структуре малопродуктивных травяно-сфагновых болот и топей наряду с пустынными бедлендами на месте залесенных дренированных ландшафтов, что снижает их устойчивость к внешним воздействиям (рис. 7.10).

У южной границы области вечной мерзлоты, в зоне средней тайги, снижение жесткости мерзлотных условий, повышение биопродуктивности и относительно быстрая способность к самовосстанавливаемости обусловили формирование лишь напряженной экологической ситуации, харакгерной для ряда месторождений в Сургутском Полесье.

Анализ экологических ситуаций в пределах Ямало-Ненецкого автономного округа показал, что доля территорий с кризисной, критической и напряженной геоэкологическими ситуациями составляет 32%, что превышает площадь особо охраняемых территорий в его пределах (21%). В Ханты-Мансийском автономном округе, расположенном исключительно в таежной природной зоне, доля территорий с неблагополучными ситуациями существенно меньше (8%). Площадь земель не затронутых освоением в ХантыМансийском автономном округе составляет 69%, а в Ямало-Ненецком — лишь 47%. Это подтверждает тезис о том, что в зоне сплошной и прерывистой мерзлоты наблюдается большая предрасположенность к возникновению КЭС по причине слабой потенциальной устойчивости геосистем к техногенным нагрузкам наряду с их интенсивным антропогенным нарушением.

Более детально, с целью выяснения региональных особенностей формирования неблагоприятных геоэкологических ситуаций локального уровня исследований рассмотрим матричный способ их оценки и картографирования на примерах Харвутинского и Ямбургского газоконденсатных месторождений, расположенных в субарктической природной зоне со сплошным распространением многолетнемерзлых пород на севере Тюменской области. В отличие от предыдущего примера, оценка литокриогенной устойчивости ландшафтов была дополнена оценкой продуктивности оленьих пастбищ, а антропогенная на1рузка учитывала не только степень линейно-площадной нарушенное™ в зонах влияния газопромысловых объектов (рис. 7.11), но и степень «вытаптываемое™» пастбищ вследствие перевыпаса.

Для систематизации антропогенных воздействий газопромыслов Тюменского Севера была разработана четырехступенчатая шкала нагрузки в баллах по степени возрастания ее интенсивности (табл. 7.2).

Так, первая ступень (1 балл) — наиболее слабая степень воздействия; механические нарушения имеют импульсный характер и составляют 5% площади зоны. Они возникают в результате разового проезда гусеничного транспорта в летнее время, либо единичного прогона оленей. Остаточная оленеемкость составляет 80% от природной. Видимая реакция на воздействие отсутствует. Характерна для площадок бурения, временных дорог, автозимников, Категории антропогенной нагрузки Таблица 7.2.

гарей. В последующие годы происходит их относительно быстрое самовосстановление.

Вторая ступень (2 балла) — умеренная нагрузка; постоянные механические нарушения составляют 10% площади зоны, фиксируются в радиусе до 1,5 км и возникают уже при многократном, неограниченном проезде транспорта, а также при повторных прогонах стад, в результате чего частично нарушается растительный покров с более длительным периодом самовосстановления (до 10 лет). Остаточная оленеемкость составляет 65%.

Трегья ступень (3 балла) — значительное воздействие; постоянные механические нарушения составляют 20% площади зоны в радиусе 0,3−1,0 км и связаны уже со снятием почвенно-растительного покрова в ходе планации рельефа и ежегодного выбивания (вытаптывания) мест выпаса оленьих стад (остаточная оленеемкость 50%). Эта нагрузка характерна для эксплуатационных скважин, трубопроводов, площадей вокруг промплощадок, карьеров, насыпей и пастбищ начальной стадии дигрессии. Время самовосстановления 20 лет.

Четвертая ступень (4 балла) — с наибольшей площадью механических нарушений — до 50%, фиксируется в радиусе до 0,3 км. В число нарушений входят насыпи, постоянные дороги, площадные сооружения, земляное полотно, траншеи с полностью уничтоженным почвенно-растительным покровом и удаленным снежным покровом и др., а также места ненормированного выпаса стад (остаточная оленеемкость менее 30%). Самовосстановления в их пределах не происходит. Формирование вторичных фитоценозов на отвалах и насыпях происходят крайне медленно. Даже спустя 40- 50 лет на них наблюдаются лишь пионерные группировки с пестрым видовым составом.

Далее проводится оценка мерзлотно-экологического состояния всех природных комплексов с целью их ранжирования по расчетным значениям КЭО по трем группам опасности. Обоснование выбора критериев экологической опасности и методика их сопоставления изложена в разделе 4.3.

Для составления Карты геоэкологических ситуаций карта мерзлотно-экологического состояния сопоставляется с картой антропогенной нагрузки путем наложения соответствующих тематических слоев (рис. 7.12) (Зотова и др., 2007).

Легенда к карте строится в виде таблицы-матрицы (табл. 7.3), по горизонтальной оси которой — группы мерзлотно-экологического состояния в соответствии с тремя градациями КЭО, а по вертикали — четыре категории нагрузки определенного набора и интенсивности.

Таблица 7.3.

Оценка формирования геоэкологических ситуаций, текст-объект Харвута.

* Геоэкологические ситуации по сумме баллов: удовлетворительная (2−3), напряженная (4), критическая (5), кризисная (6−1)

Тип возможной ситуации определяется по сумме баллов в каждой ячейке матрицы на основе экспертной оценки мерзлотно-экологического состояния. В и тоге по сумме баллов все ячейки объединяются в четыре группы, формируя типы геоэкологических ситуаций: удовлетворительная, напряженная, критическая, кризисная.

Таким образом, все ландшафты на Карте геоэкологических ситуаций (рис. 7.13.) объединяются в четыре группы по их способности воспринимать различные техногенные нагрузки.

Удовлетворительная ситуация (сумма баллов 2−3) формируегся в двух случаях: в относительно устойчивых НТК (низинные бо;

Рис. 7.13. Фрагмент карты геоэкологических ситуаций Ямбургского газоконденсатного месторождения.

лота, отмели) при слабой и умеренной нагрузке; в группе слабоустойчивых в мерзлотном отношении ПТК (тундра песчано-сунесчаных плакоров, Г1ТК долин крупных рек и пр.) в зоне самого слабого антропогенного воздействия. При этом наблюдается незначительное увеличение глубины протаивания низинных болот, что внешне не отражается на облике ландшафта.

Кризисная экологическая ситуация, собственно КЭС (сумма баллов 6−7), знаменуется возникновением значительных и слабокомпенсируемых изменений в ландшафтах. КЭС формируется в двух случаях: в неустойчивых в мерзлотном отношении ландшафтах третьей группы (выпуклобугристые и плоскобугристые торфяники с полигонально-жильными льдами) при умеренном и сильном воздействиях и в относительно неустойчивых ландшафтах второй группы — тундрах на пылеватых песках и низких торфяниках в зоне сильной механической нарушенное™ (рис. 7.14).

С учетом только техногенной нагрузки развитию КЭС на Ямбургском месторождении подвержено не более 7% территории, а на Харвутинском — до 4%. С экологической точки зрения при дополнительном учете нарушенное™ растительного покрова вследствие псрсвыпаса, наряду со снижением продуктивности пастбищ, площадь опасных экологических ситуаций на Тюменском Севере возрасгет в 1,2 раза. Следовательно, процент общей «кризисности» с позиций инженерного и ресурсного освоения территории при дальнейшей эксплуатации месторождения увеличится.

Для проведения прогнозных исследований следует учитывать показатели степени «кризисное™» (с точки зрения их увеличения, стабилизации или уменьшения): степень упрощения ландшафтной структуры, снижения биоразнообразия, степень заболачивания торфяников, увеличение дефляционно опасных площадей и т. д., поскольку эти показатели приводят к понижению контрастности геосистем, способствуют активизации экзогенных процессов и влияют на качество и площадь настбищепригодных земель.

С учетом показателей «кризисное™» рассмотрим два прогнозных сценария на срок до 15−20 лет: если существующая техногенная нагрузка в рассматриваемом регионе Тюменского Севера увеличится и если произойдет потепление климата на 1 °C при существующей техногенной нагрузке.

В первом прогнозном варианте площадь ареалов КЭС и степень остроты других геоэкологических ситуаций в большинстве природных комплексов будет увеличиваться. В торфяниках усилятся процессы вытаивания жильных льдов и льдов бугров пучения, глубокого термокарста, просадок торфяных блоков, термоэрозии по трещинам. В тундрах на льдистых и сильнольдистых пылеватых песках при снятии напочвенных покровов активизируется морозобойноерастрескивание, по трещинам — термоэрозия, а также разовьется интенсивная дефляция с образованием котловин выдувания. Расширение промышленной инфраструктуры (например, на юге Харвугинского месторождения) повлечет усиление стрессового, пирогенного и техногенного воздействий на выпас. Площади пастбищ сократятся на 25−30%, увеличенная нагрузка на оставшиеся угодья и станет причиной отравленности зимних лишайниковых пастбищ. Последствия дигрессии — снижение скорости самовоссганавления напочвенных покровов, уменьшение проективного покрытия, обеднение видового состава растений за счет выпадения кормовых видов. Произойдет общее уменьшение продуктивности кормовых угодий, что нанесет значительный ущерб местным оленеводческим хозяйствам.

Второй сценарий по потеплению климата на 1 °C приведет к увеличению протаивания на 15−25% (Павлов, 2008). Экзогенные процессы несколько оживятся, но нс так весомо, как при первом варианте. Низкотемпературные ландшафты — полигональные тундры и бугристые торфяники (самые ценные зимние пастбища) — деградируют. В то же время увеличатся площади травяно-кустарниковых сообществ в пределах долинных, хасырейных и мочажинных участков ландшафтов, что повлияег на повышение оленеемкости летних пастбищ. Поскольку на большей части Тазовского полуострова пастбища преимущественно используются в летний период года, это обстоятельство не нанесет ущерба оленеводству, в отличие от более южных лесотундровых районов, где приоритетными являются зимние ягельниковые пастбища.