1. Введение

Освоение нефтегазовых месторождений в российской Арктике сопровождается строительством объектов инфраструктуры, среди которых факельные установки для сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) являются одним из наиболее мощных источников атмосферных выбросов [1], [2]. В зону воздействия попадают оксиды серы и азота, сажа, сероводород, несгоревшие углеводороды, а также формируется тепловое загрязнение. Лесотундровые древостои, обладающие сомкнутостью крон 0,2–0,4 и многолетнемёрзлыми почвами, отличаются крайне медленными темпами роста и естественного возобновления. Подрост — ключевое звено лесовозобновления — наиболее чувствителен к техногенному стрессу, поскольку его корневые системы расположены в верхних слоях почвы, а ассимиляционный аппарат молодых растений ещё не сформировал защитных механизмов [3].

Большинство работ сосредоточено на таёжной зоне Западной Сибири [4], [5] или на среднетаёжных ландшафтах [6]. Для лесотундры Ненецкого автономного округа количественные данные о влиянии факелов на подрост единичны [7]. Цель работы — оценка влияния факельных установок на состояние подроста.

2. Методы и принципы исследования

Исследования проведены в 2023–2025 гг. на двух факельных установках Харьягинского месторождения (рис. 1). Выбрано две факельные установки: ЦПС ООО «Зарубежнефть-добыча Харьяга», объект №2 — УПСВ ООО «Лукойл-Пермь». Климат района субарктический, среднегодовая температура воздуха –5,0 °C, безморозный период 53 дня. Почвы — глееподзолистые и торфяно-глеевые, характерно развитие многолетнемёрзлых пород.

По многолетним данным метеостанции пос. Харьягинск построена роза ветров для вегетационного периода (май–сентябрь). Для оценки влияния факельных установок на состояние подроста выделены два направления:

- Доминирующее направление ветра (частота ветра >40%);

- Подветренная сторона (частота ветра <10%).

Древостой на исследованных участках представлен разреженными елово-берёзовыми редколесьями с сомкнутостью крон 0,2–0,4 (табл. 1).

Наблюдается снижение таксационных показателей насаждений по мере приближения к факельным установкам. При этом состав лесообразующих пород смещается в сторону берёзы. Доминирование ели отмечается с расстояния более 250 м от факелов со стороны доминирующих ветров, с расстояния 150 м – с подветренной стороны. Участок с фоновыми значениями располагается на удаление более 5600 м от факелов.

3. Основные результаты

В ходе исследований были получены данные по распределению подроста по категориям крупности и состояния. В направлении доминирующих ветров общее количество подроста на расстоянии 50 м снижается в 9 раз по сравнению с фоном (t = 20,6 tst = 2,3, P =0,95), с подветренной стороны — в 4,5 раза (t = 17,1 tst = 2,3, P =0,95). До 150 м от факельной установки отмечается редкий подрост, от 250 м до 350 м — подрост средней густоты. С удалением от факелов на 250 м и далее возобновление насаждения происходит успешно (табл.2).

4. Обсуждение

Доля крупного подроста не велика и составляет от 16% до 25% при удалении от факельных установок. В направлении доминирующих ветров преобладает средний подрост. На расстоянии 50 м от факела представленность его составляет 50%, с удалением доля среднего подроста уменьшается и на расстоянии 250 м она составляет 37%. С подветренной стороны доминирует мелкий подрост (с 42% до 46%). Чем дальше от факельной установки, тем сильнее увеличивается различие в представленности мелкого и среднего подроста. Так, на расстоянии 150 м различие составляет 5%, 250 м — 10%, 350 м — 16%. На расстоянии 350 м от фона распределение подроста по категориям крупности аналогично фоновой территории.

Даже на расстоянии 350 м от факельной установки с подветренной стороны количество мелкого подроста меньше чем на фоновой территории на 24% (t = 3,0 tst = 2,3, P =0,95), в направлении доминирующих ветров — на 48% (t = 6,5 tst = 2,3, P =0,95), а количество среднего и крупного подроста значимо не отличается. Следовательно, наиболее чувствительным к воздействию, оказываемому факельными установками, является мелкий подрост.

На удалении 50 м от факельных установок в направлении доминирующих ветров количество благонадёжного без дефектов подроста меньше по сравнению с фоновой территорией на 97,2% (t = 11,3 tst = 2,3, P =0,95), с подветренной стороны — на 93,7% (t = 10,8 tst = 2,3, P =0,95). По мере удаления до 250 м сомнительный и неблагонадёжный подрост снижаются до фоновых значений, однако сухой встречается чаще (табл. 3). На подветренной стороне доля благонадёжного подроста без дефектов с удалением от факелов возрастает быстрее.

На расстоянии 50 м от факельных установок в направлении доминирующих ветров доля жизнеспособного подроста составляет 36,5%, на расстоянии 150 м — 77,7%, на расстоянии 250 м — 91,7%. С подветренной стороны уже на расстоянии 50 м доля жизнеспособного подроста составляет 72,1%, на расстоянии 150 м — 89,1% и на расстоянии 250 м — на уровне фоновой территории.

На расстоянии 50 м от факельных установок доля сухого подроста наибольшая в направлении доминирующих ветров — 38,5%, что на 2% больше доли жизнеспособного подроста. Уже через 100 м от факелов доля сухого подроста сокращается в 2 раза и находится на уровне доли сухого подроста с подветренной стороны на расстоянии 50 м. Следовательно, негативное воздействие факельных установок на подрост в направлении доминирующих ветров выражено сильнее по сравнению с подветренной стороны. Сила влияния факела на подрост с подветренной стороны на расстоянии 50 м практически уравнивается с расстоянием 150 м в направлении доминирующих ветров. На расстоянии 250 м от факела доля сухого подроста на уровне фоновой территории.

Полученные результаты согласуются с данными А.С. Порозовой и П.Ю. Санникова [8], по которым зона активного поражения лесных экосистем при сжигании попутного нефтяного газа распространяется на расстояние 200–250 метров от источника.

Хвойные породы более чувствительны к техногенному воздействию, по сравнению с лиственными. С удалением от факельных установок доля ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в подросте возрастает. Влияние расстояния до факельной установки на долю ели в подросте можно описать линейной функцией в направлении доминирующих ветров, полиноминальной функцией — с подветренной стороны (рис. 2).

Причиной снижения представленности ели вблизи факела может быть как его прямое влияние за счет ухудшения качества среды, так и косвенное — в результате изреживания древостоя и увеличения светового довольствия, способствующего разрастанию лиственных пород.

Это же подтверждают приросты побегов ели (табл. 4). В направлении доминирующих ветров на расстоянии 50 м приросты верхушечного и боковых побегов значительно снижаются по сравнению с фоном. Различие по верхушечному побегу составляет 13,7% (t = 2,8 tst = 2,1, P =0,95), по боковому - (t = 4,4 tst = 2,1, P =0,95). К 250 м приросты достигают фоновых значений и в ряде случаев превышают их. Верхушечный прирост подроста превышает боковой, что указывается на отсутствие угнетения материнского полога. Верхушечная почка в процессе роста угнетает развитие боковых почек, в связи с этим большие темпы развития верхушечного побега по сравнению с боковыми является показателем нормального развития подроста с отсутствием негативного воздействия на верхушечную почку. Соотношение длины верхушечного побега к боковому сокращается с удалением от факела, что обусловлено увеличением полноты древостоя. На то, что ведущим фактором в отношении приростов подроста ели является полнота древостоя, указывает отсутствие значимого различия в приростах подроста ели вблизи факела с наветренной и подветренной стороны.

Полученные данные подтверждают, что факельные установки вызывают долговременную трансформацию естественного возобновления лесотундровых насаждений. Радиус зоны влияния с учётом таксационной характеристики, состояния подроста и приростов верхушечных и боковых побегов составляет до 250 метров в доминирующем направлении ветра. Отдельные показатели ухудшаются и на расстоянии в 350 метров. Это связано с комплексным действием загрязнителей: кислотные осадки вызывают некрозы хвои и коры, сажа ухудшает фотосинтез, а тяжёлые металлы накапливаются в почве и блокируют рост корней [9]. Особенно уязвимым оказался крупный подрост, его численность в 50-метровой зоне сокращается в 13 раз, и мелкий подрост.

Сравнение с редким направлением ветра показывает, что аэральный перенос является основным фактором повреждения. Фоновый участок, удалённый более чем на 5600 м, демонстрирует хорошее состояние подроста, что исключает влияние иных антропогенных факторов. Аналогичные закономерности описаны в работах Т.В. Новаковской и Н.П. Акульшиной для северной тайги [10], однако в лесотундре темпы восстановления значительно ниже. По данным современных исследований, хроническое воздействие оксидов серы в концентрациях >0,1 мг/м³ вызывает необратимые изменения для хвойных лесов [11]. Появление сухого подроста указывает на значительный уровень химического и теплового воздействия факельных установок.

5. Заключение

Факельные установки Харьягинского месторождения вызывают статистически значимое сокращение подроста лесотундровых насаждений в радиусе до 250 м по направлению доминирующего ветра. На расстоянии 50 м общее количество подроста сокращается до 600 шт./га (11% фона), в структуре подроста преобладают сухие, сомнительные и неблагонадёжные особи, крупный подрост практически отсутствует.

С удалением от факельных установок доля ели сибирской в подросте возрастает. Влияние расстояния до факельной установки на долю ели в подросте можно описать линейной функцией в направлении доминирующих ветров, полиноминальной функцией — с подветренной стороны.

Приросты верхушечного и боковых побегов вблизи факельной установки значимо снижаются по сравнению с фоновой территорией, но снижение полноты здесь позволяет формироваться жизнеспособному подросту.

Для сохранения лесных ресурсов рекомендуется выделить зону приоритетного экологического мониторинга радиусом не менее 250 м от факелов и проводить искусственное лесовосстановление с использованием устойчивых хвойных пород.

The additional file for this article can be found as follows: