Изучение растительного покрова Черноморского побережья Туапсинского района

Изучение растительного покрова Черноморского побережья Туапсинского района

РЕФЕРАТ

Дипломная работа выполнена на 73 страницах машинописного текста. Содержит введение, 4 главы, заключение с выводами, список использованных литературных источников объёмом в 53 наименования. Работа проиллюстрирована 13 таблицами и 10 рисунками в тексте работы и 1 таблицей и 17 рисунками в приложениях.

Ключевые слова: ПРИБРЕЖНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ, БИОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЕ, СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, АССОЦИАЦИЯ.

Работа посвящена комплексному экологическому исследованию прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта. Выявлен систематический состав прибрежной растительности, проведены биоморфологический и экологический анализы, выполнены фитоценотические исследования прибрежных растений, а также проведён химический анализ морской воды и почвы на содержание нефтепродуктов.

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

.1 Краткая история изучения растительного покрова черноморского побережья Туапсинского района и, в частности, города Туапсе

.2 Воздействие различных загрязнителей на окружающую среду

.2.1 Классификация веществ-загрязнителей

.2.2 Воздействие нефтепродуктов на почву, воду и растительность прибрежной зоны

. Физико-географическая характеристика Туапсинского района и, в частности, города Туапсе

.1      Рельеф       

.2 Климат

.3 Почвы

.4       Растительность

. Материал и методы исследования

.1 Материал исследования

.2 Геоботанические методы исследования

.3 Экологические методы исследования

.4 Методика проведения химического анализа морской воды

.5 Методика проведения химического анализа почвы

. Комплексное экологическое исследование прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта

.1 Таксономический анализ прибрежной растительности района Туапсинского Порта

.2 Экологический анализ

.2.1 Экологические группы по отношению к абиотическим факторам

.3 Биоморфологический анализ

.4 Фитоценотический анализ

.5 Химический анализ морской воды

.6 Химический анализ почвы

Заключение

Библиографический список

Приложение А Флора прибрежной растительности исследуемого района

Приложение Б Цветные иллюстрации растительности Туапсинского Морского Торгового Порта

Приложение В Геоботанические исследования в районе Туапсинского Морского Торгового Порта

Введение

Прибрежная растительность занимает особое положение благодаря своим морфологическим, биологическим и экологическим особенностям. Значение и роль прибрежных растений трудно переоценить. Прежде всего, это пищевой ресурс и местообитание многих рыб, птиц и животных. Прибрежные растения используются в качестве промышленного сырья, корма для сельскохозяйственных животных и домашней птицы [Садчиков, Кудряшов, 2005].

Около 90 % загрязнений, поступающих с суши, а также нефтепродуктов остаются в прибрежных водах. Большая часть плодородных земель располагается в прибрежной зоне, вызывая интенсивное их использование с сопутствующими экологическими проблемами, такими как загрязнение моря и прибрежной растительности [Садчиков, Кудряшов, 2005].

В данной работе объектом исследования является прибрежная растительность Туапсинского Морского Торгового Порта (далее ТМТП).

За последние годы деятельность ТМТП стала развиваться интенсивнее: построен балкерный и зерновой терминалы, увеличены объёмы отгрузок нефтепродуктов на экспорт и импорт. Соответственно, уровень загрязнений прибрежной растительности стал намного больше. Экологи ТМТП уделяют большое внимание исследованию моря на возможные нефтезагрязнения, однако изучению прибрежной растительности не уделяют должного внимания [Новиков, 2004].

В связи с возрастающим загрязнением ТМТП приобретают актуальность исследования, связанные с изучением накопления в растениях загрязняющих веществ, опасных для здоровья человека, которые также оказывают губительное влияние на прибрежную растительность.

Поэтому целью данной работы является комплексное экологическое исследование прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

.         Выявить видовой состав прибрежной растительности и провести таксономический анализ;

.         Провести экологический анализ;

.         Провести биоморфологический анализ;

.         Провести фитоценотические исследования;

.         Провести химический анализ морской воды и почвы на содержание различных загрязнителей.

1. Аналитический обзор

.1 Краткая история изучения растительного покрова черноморского побережья Туапсинского района и, в частности, города Туапсе

Научное изучение территории края начинается в XVIII в., когда здесь побывали участники экспедиций Российской Академии наук С.Г. Гмелин [1771] и П.С. Паллас [1799]. Особое внимание во время своих путешествий С.Г. Гмелин уделял обследованию лесов, описав видовой состав древесных пород: бука восточного, пихты кавказской, ели восточной и сосны крючковатой. Им было обнаружено совершенно новые для Кубани культуры - нохут (вид бобовых), лох (дерево). П.С. Паллас первым отметил высотную поясность растительности гор Кавказа: нижний пояс богат средиземноморскими видами растений (до 300 м над уровнем моря); выше - сосновые леса, основным характерным представителем которых является сосна, носящая ныне имя П.С. Палласа (Pinus pallasiana); верхний горный пояс - преимущественно буковые леса. На южных склонах - леса из скального дуба. Автор с удовлетворением отмечал, что растительность горного Кавказа «изобильна и достойна внимания … там есть несколько сот таких видов, которые не находятся в других местах Российской империи, из которых немалое число новых и до сих пор неизвестных родов» [Гейслер, 1802].

Специальные ботанические исследования на Кавказе были начаты Ф.А. Биберштейном [1809]. В результате путешествий по Северному Кавказу он собрал большие ботанические коллекции, которые легли в основу его труда «Floratauriko-caukasica». Этот труд явился первой сводкой по флоре Кавказа.

В статье В.Я. Васильева [1879] «О лесах Черноморского округа» содержится краткий физико-географический очерк Черноморского побережья, а также перечень главнейших древесных и кустарниковых пород. На картах 20-ти верстного масштаба нанесены границы разных типов леса (коренные и производные) по вертикали и профиль растительности Черноморского округа.

В 1900 году Н.А. Буш обследовал растительность крайней Северо-Западной части Кавказа - Туапсе и Джубги. Он указал на наличие по маршруту элементов колхидской флоры (лавровишня лекарственная, иглица подлистная, рододендрон понтийский). В своей работе он описал распределение бука восточного, главным образом, в среднегорной зоне Северо-Западной части Кавказа, где он спускается до подножия гор, доходит до уровня моря, встречаясь в виде примеси в низинных лесах.

Позднее, И.М. Куприянов [1922] в своей работе составил ботанический очерк Черноморской губернии. Автор описал основные формации растительного покрова трёх провинций: Крымско-Новороссийской, Понтийской или Колхидской и Альпийской Западного Кавказа. Он отметил, что в районе Туапсе формируется растительность средиземноморского типа, занимающая более засушливые участки биотопа. На южных склонах и Черноморских обрывах развиваются леса и растительные группировки из дуба скального, дуба пушистого, грабинника, на северных склонах - леса из бука восточного и граба кавказского.

Крупный вклад в изучение растительности причерноморского района края и Северо-Западной части Кавказа внёс В.П. Малеев [1937]. Он изучал дубовые, каштановые и грушевые леса. В результате проведённых им исследований, автор пришёл к выводу, что флора и растительность Западного Кавказа связаны в своём происхождении с флорой средиземноморья.

Дубовые леса крайней Западной части Северного склона Кавказского хребта, Геленджикского и Туапсинского районов подробно описаны И.Н. Елагиным [1953]. Автор критически обобщил имеющиеся материалы и на основании собственных исследований установил характер взаимоотношений дубовых лесов с основными древесными и кустарниковыми породами, разработал типологию дубовых лесов, высказал соображения об исторических причинах сокращения занимаемой площади на Северо-Западном Кавказе. Для исследуемой территории он указывает хвойные, лиственные, вечнозелёные, листопадные типы лесов.

Данные о типах лесов предгорий Кавказа приводит И.А. Грудзинская [1953], которая описывает различные типы дубовых лесов всех ярусов, таких как: очень сухие дубравы, сухие дубравы, свежие дубравы, влажные дубравы. Ею выделяются высотные пояса с лесной растительностью: степной, лесостепной, нижний горный, средний горный, верхний горный.

В своих исследованиях растительности Кавказа А.Н. Краснов [1955] подходит как географ и палеогеограф. Учёный приходит к выводу, что «…для объяснений особенностей современной растительности и фауны надо знать не только современные природные условия, но и прошлые, в особенности ледниковые эпохи». А.Н. Красновым был собран богатый гербарий, насчитывающий около 600 видов преимущественно альпийской и субальпийской флоры. В горной лесной зоне А.Н. Краснов нашёл представителей вечнозелёной флоры, когда-то имевшей широкое распространение не только на Кавказе, но и на Русской равнине.

Большая заслуга в изучении растительности северного склона Большого Кавказа принадлежит Б.Ф. Остапенко [1968] с сотрудниками Харьковского сельхозинститута. Они дают классификацию типов лесов, рассматривают вопросы их встречаемости и распространённости. Они выделяют смешанные, буково-пихтовые, темнохвойные, пойменные леса. Для района исследования характерны буковые, дубовые и лиственные типы лесов.

В работе А.П. Тильбы [1981] дана краткая характеристика предгорных и горных лесов, субтропических лесов колхидского типа. Он отмечал, что растительный покров предгорий представлен смешанными лесами с подстилающим покровом кустарников и травянистым ярусом, а горные леса - темнохвойными и светлохвойными породами. По результатам своих исследований А.П. Тильба выделяет следующие высотные пояса с лесной растительностью: степной - 30-150 м над уровнем моря, лесостепной - 150-400 м над уровнем моря, нижний горный (пояс дубовых лесов) - 400-700 м над уровнем моря, средний горный (пояс буковых лесов) - 700-1200 м над уровнем моря и верхний горный (пояс смешанных и темнохвойных лесов) - 1200-1800 метров над уровнем моря.

Анализ флоры Причерноморья, сделанный А.С. Солодько [1999], показал, что в её составе зарегистрировано 2105 видов дикорастущих сосудистых растений, относящихся 723 родам 155 семействам. В данной сводке из их числа всего 27 видов деревьев и кустарников относятся к иноземным видам и формам, произрастающим на Черноморском побережье. Учёный изучал редкие и исчезающие виды дикорастущих растений: инжир колхидский, подснежник Воронова, хмелеграб обыкновенный, безвременник великолепный и многие другие растения, которые стали на долгие годы предметом его научного интереса, а сохранение их в Причерноморье - делом жизни.

В книге С.А. Литвинской [2004] подробно описан растительный покров Черноморского побережья, где представлено 1190 видов растений из 134 семейств, с указанием влияния климата на их распространение. Для каждого вида С.А. Литвинская даёт краткие сведения по морфологии, условиям произрастания, времени и длительности плодоношения и цветения. Она отмечает, что флористический состав травянистого яруса буковых и пихтовых формаций, также как и подлеска, близки между собой. Эти виды теневыносливые или теневые, мезофильные. Наиболее бедной во флористическом отношении травянистая синузия является в пихтарниках. В смешанных лесах она богаче, а в буковых, на нижней границе их распространения, появляются некоторые виды, присущие дубовым лесам, что отражается на их общем количестве.

В своей работе А.С. Зернов [2006] указал на то, что характер лесной растительности предгорья Кавказа зависит от биологических и экологических особенностей эдификаторов (лесообразующих пород), подлеска и травянистого яруса. На способность к естественному возобновлению оказывают влияние как многие абиотические факторы, так и взаимоотношения между видами ярусов леса, обусловленных их экологическими свойствами. При этом основные показатели, определяющие развитие того или иного типа леса - температура, условия увлажнения и теневыносливость растений.

Растительность района города Туапсе изучали В.Я. Нагалевский и Д.П. Кассанелли [2008]. Авторы отмечали, что растительность города довольно своеобразна, так как сформировалась в переходной зоне двух флористических провинций: Крымско-Новороссийской и Черкесской. Ими было зарегистрировано 339 видов растений, относящихся к 74 семействам.

Во второй половине XIX века увеличилась потребность в производстве вторичного сырья (бензин, реактивное топливо, сжиженный газ и пр.), следовательно, увеличились объёмы отгрузки нефти и продуктов её первичной переработки с Туапсинского и Новороссийского портов. При этом, учитывая концепцию приемлемого риска, стали неизбежны нефтяные разливы на грунт и водные объекты. Известно, что нефть, попадая в почву, вызывает необратимые изменения, нежелательные процессы. Так, например, разливы при транспортировке нефти и выгрузке составляют менее 35 % от всеобщих разливов нефти на поверхности почвы и воды в окружающей среде. Данные конца 70-х годов показывают, что эта цифра возросла до 45 % в морских акваториях. В городских районах разливы и выбросы составляют 10 %, что ухудшает состояние растительности [Судо, 1984].

В связи с этим многие виды прибрежной растительности подвергаются влиянию нефти и нефтепродуктов, которые приводят к сокращению их численности или полному исчезновению. Этот факт стал основополагающим для изучения учёными растений, подвергающихся нефтезагрязнению [Питерс, 2006].

Проводились опыты над различными культурами, произрастающими на техногенно-нарушенных почвах. Н.А. Киреева [1999] доказала, что сорные растения более устойчивы к антропогенным воздействиям, например, звездчатка средняя. Такая устойчивость делала возможность использования этого растения для сидерации при фиторекультивации. С целью проверки данного предположения ею проводились исследования по влиянию различных доз нефти на рост и развитие звездчатки. Опыты проводились в лабораторных и полевых условиях при искусственном загрязнении серой лесной почвы товарной нефтью в различных дозах (0,5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, 15 %, 20 % от веса почвы). Посев проводился набухшими семенами.

Лабораторные опыты доказали, что фитотоксичность почвы по отношению к звездчатке находится в прямой зависимости от дозы нефти. Через 4 дня всходы появились недружно, причём чем выше концентрация нефти, тем меньше число проростков. Ингибирующие действие проростков наблюдалось при уровне загрязнения выше 2 %. Энергия прорастания, учитываемая в течение 3-10 дней со дня посева, в контроле равнялось 100 %. По мере прорастания семян с увеличение дозы загрязнителя эта величина снижалась и при 20 % загрязнении почвы семена звездчатки вообще не проросли [Киреева, 1999].

Прибрежная растительность, особенно высокорослая, оказывает механическое и физико-химическое воздействие на водную среду, в которой она разливается. Именно по этой причине водные экосистемы с широко развитым поясом растительности являются наиболее устойчивым к антропогенному загрязнению. Состояние и разнообразие прибрежной растительности можно рассматривать как индикатор динамики природных и антропогенных процессов [Мелихова, 2001].

Деревья разных пород проявляют различную устойчивость к нефтяному загрязнению. Хвойные, как правило, менее устойчивы, чем лиственные, но различия между ними достоверны только при средней степени загрязнения нефтью. Многолетние растения более устойчивы к нефтяному загрязнению, чем однолетние, а наиболее чувствительны к ним сельскохозяйственные растения. По сравнению с древостоем и подростом, травянистый покров более остро реагирует на загрязнение и может использоваться в качестве фитоиндикатора при рекультивационных работах [Фомченков, 2000].

Влияние разливов нефти на рост и развитие местных видов растений Черноморского побережья изучали О.Г. Миронов и Т.А. Алексеева [2000], которые доказали, что влияние нефти на растения может продолжаться от нескольких недель до 5 лет, в зависимости от типа нефти, обстоятельства разлива и видов растений, которые пострадали от загрязнения.

В своей работе И.К. Трофимов [2002] рассматривает влияние нефти на высшие растения Черноморского побережья. Он отмечает, что это влияние многопланово: происходит замедление роста растений, нарушается фотосинтез и дыхание, изменяется структура хлоропластов, страдают все органы растений. Реакция растений на нефть зависит также от их биоморфы и систематической принадлежности.

В результате изучения литературных источников, нами было установлено, что, несмотря на важное хозяйственное значение прибрежной растительности, в частности в районе ТМТП, данных по ее видовому составу, морфологическим и экологическим особенностям, а также изучение влияния нефтепродуктов на прибрежную растительность недостаточно, что обуславливает необходимость проведения исследований в данном направлении.

1.2 Воздействие различных загрязнителей на окружающую среду

.2.1 Классификация веществ-загрязнителей

Поступление в среду различных загрязнителей называется загрязнением природной окружающей среды. Любая деятельность человека сопровождается большим или меньшим загрязнением окружающей среды [Давыдова, Тагасов, 2006].

Глобальными источниками загрязнения окружающей природной среды являются производственная и бытовая деятельность человека, а также природные явления, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций [Давыдова, Тагасов, 2006].

Важнейшими материальными загрязнителями среды являются отходы производства и побочные продукты (если последние поступают в среду обитания). Отходы производства и побочные продукты являются основным источником загрязнения среды различными химическими соединениями [Давыдова, Тагасов, 2006].

Вещества-загрязнители имеют несколько классификаций по разным признакам. По агрегатному состоянию загрязнители делятся на: газообразные (угарный, углекислый, сернистый газы и т. д.), жидкие (сточные воды, содержащие в растворенном состоянии соли тяжёлых металлов, метанол, бензол и т. д.) и твёрдые (пустая порода после добычи каменного угля, хлорид кальция при производстве соды и т. д.). Большое значение имеет классификация загрязнителей по токсичности (ядовитости). По этому признаку различают 4 класса веществ-загрязнителей:

класс - чрезвычайно опасные. К этому классу относят ртуть, ее соединения, гексахлоран, бензапирен, диоксины, соединения серебра и хрома. При воздействии этих веществ на организм человека возникают раковые заболевания, нарушается нервная деятельность и возникают другие заболевания, возможен летальный (смертельный) исход [Степановских, 2009].

класс - высокотоксичные загрязнители. К ним относят сероводород, бензол, оксиды азота, кислородные соединения хлора, соединения меди и никеля. Это сильные яды, провоцируют раковые заболевания, вызывают общие отравления, экзему, нервный паралич и т. д.

класс - умеренно опасные. Это уксусная кислота, фенол, диоксид свинца, уксусный и муравьиный альдегид. При их воздействии на организм нарушается работа отдельных органов, особенно опасны в больших количествах.

класс - малоопасные. К ним относятся аммиак, угарный и углекислый газы, хлориды цинка, алюминия, марганца и др. В больших количествах вызывают отравление организма [Степановских, 2009].

Наибольшее негативное воздействие на окружающую среду предприятиями города Туапсе отражено в таблице 1.

Таблица 1 - Воздействие предприятий г. Туапсе на окружающую среду

1.2.2 Воздействие нефтепродуктов на почву, воду и растительность прибрежной зоны

Чёрное море занимает одно из первых мест по количеству отходов [Новиков, 2004].

Но особую опасность для Чёрного моря представляют нефтяные загрязнения. В результате утечки нефти при её добыче, транспортировке и переработке в моря ежегодно попадает (по разным источникам) от 3 до 10 млн тонн нефти и нефтепродуктов (далее НП). Космические снимки показывают, что уже около 1/3 всей морской поверхности покрыто маслянистой плёнкой, которая снижает испарение, угнетает развитие планктона, ограничивает взаимодействие морей с атмосферой [Степановских, 2009].

Нефть и НП относятся к наиболее распространённым поллютантам природной среды, вызывая существенные изменения в химическом составе, свойствах и структуре почвы. Нефть является распространенным техногенным загрязнителем, при разливах которой на длительное время нарушается нормальное функционирование почвенной экосистемы, ухудшается почвенное плодородие и резко меняется интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов. Поступление нефти в почву неоднозначно влияет на активность ферментов, которая может как усиливаться, так и ослабевать в зависимости от дозы и вида загрязнителя и типа почвы, подвергшейся загрязнению [Новиков, 2004].

По результатам исследования С.И. Колесниковой [2007] загрязнение чернозёма нефтью (от 1 до 25 % массы почвы) в большинстве случаев снижало активность почвенных ферментов. При относительно незначительном нефтезагрязнении (1 %) уровень активности каталазы в почве с течением времени восстанавливался, а при существенном загрязнении (10 %) увеличивался. По степени чувствительности к загрязнению почвы нефтью и НП исследованные ферменты авторы предполагают расположить следующим образом: ферриредуктаза больше каталаза больше уреаза больше инвертаза. По их мнению, при нефтяном загрязнении изменяются окислительно-восстановительные условия в почве в сторону восстановительных, так как нефть и НП заполняют поры, обволакивают частицы почвы, тем самым снижают воздухопроницаемость, создают анаэробные условия и уменьшают окислительно-восстановительный потенциал почвы. Более чувствительны к изменению окислительно-восстановительных условий оксидоредуктазы (ферриредуктаза, каталаза), чем гидролазы (уреаза, инвертаза) [Давыдова, Тагасов, 2006].

Загрязнение нефтью почвы сопровождается сильным негативным воздействием на растения, из-за изменения ее физико-химических свойств, главным образом, из-за увеличения гидрофобности и заполнения нефтью почвенных капилляров, а также прямого токсического действия углеводородов нефти (фитотоксичности), обусловленного развитием в ней микромицетов, образующих токсины [Давыдова, Тагасов, 2006].

Влияние нефти на высшие растения многопланово: происходит замедление роста, нарушается фотосинтез и дыхание, изменяется структура хлоропластов, страдают все органы растений. Реакция растений на нефть зависит также от их биомассы и систематической принадлежности [Давыдова, Тагасов, 2006].

Помимо непосредственного токсического действия компонентов нефти, одной из главных причин торможения развития растений и их гибели, в загрязнённых нефтью почвах, является нарушение поступления воды, питательных веществ и кислородное голодание. В результате подавляется прорастание семян, рост надземной и подземной частей растений, задерживается их цветение, а цветки редко образуют семена [Давыдова, Тагасов, 2006].

На рост и развитие травянистых растений влияет не только количество нефти, но и ее состав и темпы восстановления почв. Чем выше содержание в нефти лёгких фракций, тем выше её токсическое действие на растения в первые годы разлива [Давыдова, Тагасов, 2006].

Со временем, нефтепродукты, попавшие в море, разлагаются бактериями, и жизнь в местах разливов нефти восстанавливается. Ведь сама нефть - природный продукт, в неё, в отсутствие кислорода, превращаются останки живых организмов. Нефть попадает в море и естественным путем сочится из месторождений под его дном [Давыдова, Тагасов, 2006].

В течение многих десятилетий в результате функционирования предприятий связанных с переработкой, хранением и транспортировкой НП в устьевой части реки Туапсе сформировалась обширная зона загрязнения грунтов и подземных вод нефтепродуктами, так называемая нефтяная «линза» [Степановских, 2009].

В настоящее время предприятиями ООО «РН Туапсинский нефтеперерабатывающий завод», ООО «РН Туапсенефтепродукт», ОАО «Черномортранснефть», ОАО «Туапсинский Морской Торговый Порт» проводятся мероприятия, направленные на предотвращение выклинивания НП в реку Туапсе и Чёрное море. При этом достигнут значительный эффект от реализации проекта ООО «РН Туапсенефтепродукт» по выносу на поверхность товарных трубопроводов, имеющих значительный износ и утечки в грунт нефтепродуктов с последующим их дренированием в акваторию морского порта в районе 2 и 3-го причалов [Степановских, 2009].

Функционирует система дренажного управления НП левобережья реки Туапсе. Мониторинг поверхностных вод акватории порта Туапсе в 2010 году показывает снижение до 2 ПДК по нефтепродуктам (по сравнению с 2007- 2008 годами - 74 ПДК). Локальный характер этих мероприятий не в полном объеме решает проблему ликвидации общего загрязнения, хотя реализация мероприятий позволила улучшить экологическую обстановку на акватории порта [Степановских, 2009].

2. Физико-географическая характеристика Туапсинского района и, в частности, города Туапсе

.1 Рельеф

Протяжённость черноморского побережья Краснодарского края от Таманского полуострова до Адлера составляет около 400 км с учётом изрезанности береговой линии. Туапсинский район начинается от поселка Джубга и тянется вдоль черноморского побережья на 100 км по Сухумскому шоссе до поселка Шепси. Основной гребень Главного Кавказского хребта отодвинут от морского берега на 20-25 км [Канонников, 1984].

Наиболее высокие вершины: Агой (0,994 км) и Семашко (1,035 км). Перпендикулярно к берегу спускаются короткие живописные отроги: Колихо, Кокотх, сплошь покрытые буковыми и дубовыми лесами. В окрестностях Туапсе много малых горных рек. Город находится на правом берегу реки Туапсе [Зенкович, 1958].

Своими уникальными природными условиями район обязан именно географическому положению. Главный Кавказский хребет повышается с северо-запада на юго-востоке с 0,7 до 1,6 км. Горы состоят, в основном, из осадочных пород (возраст 70-130 млн лет). Лишь на северо-востоке региона присутствуют вулканогенные породы (возраст 150-170 млн лет). Рельеф сочетает в себе пологие формы с интенсивно расчленёнными [Зенкович, 1958].

Гористая территория Туапсинского района, пересечённая ущельями, оврагами, изобилует долинами. Ряд продольных и поперечных хребтов оказывает решающее влияние на образование подрайонов с различными климатическими условиями. Эта часть черноморского побережья почти изолирована от сухих степных ветров [Зенкович, 1958].

2.2 Климат

Климат Туапсинского района очень похож на средиземноморский - жаркое, сравнительно сухое лето и мягкая, дождливая зима. Весна и лето здесь не имеют четких границ. Самый холодный месяц в регионе - февраль (средняя температура около 5 єС), а самый теплый - август (23,4 єС). Среднегодовая температура - около 14 єС [Агроклиматический справочник … , 1961].

По многолетним данным наблюдается более 250 дней в году без мороза, а в некоторые зимы температура воздуха в центральной части района может вообще не опускаться ниже нуля градусов. В то же время в западной и северной части района климат значительно суровее. В горах снег лежит иногда до конца апреля. Самая низкая температура в Туапсе была зафиксирована в 1907 году на Кадошском маяке. Она составила минус 20,7 єС. Суровая зима 2006 года, когда даже в Туапсе температура воздуха упала ниже минус 17 єС, погубила теплолюбивые плодовые деревья - инжир, хурму, лавр. А самая высокая температура воздуха летом составила более 41 єС и была измерена в 1957 году [Ефремов, 1988].

Большое влияние на климат оказывает море. Летом оно медленно прогревается и снижает температуру воздуха до вполне комфортной (днём от 27 до 30 єС). Зимой море медленно охлаждается и отдаёт тепло прибрежным районам. Обычно зимой температура морской воды не падает ниже 7 єС. Иногда зимой на тёплую поверхность моря надвигается холодный арктический воздух. Тогда наблюдается удивительное явление - парение моря, когда над водой образуется пар. Летом в береговой зоне из-за перепада температуры воды и воздуха образуется лёгкий ветер - бриз. Днём он дует с моря на берег, освежая воздух и уменьшая влажность, ночью с берега на море [Агроклиматический справочник … , 1961].

Особенностью климата Туапсинского района является неравномерное выпадение осадков во времени и по территории [Ефремов, 1988].

Самое дождливое время - поздняя осень, зима и ранняя весна. А самое сухое - сентябрь и начало октября. Осадков в это время так мало, что горные реки района практически пересыхают. Неравномерно распределены осадки и по территории района. Климат Туапсинского района является переходным от влажных к сухим субтропикам. Поэтому количество осадков с востока на запад уменьшается [Агроклиматический справочник … , 1961].

Для этого района характерны температурные инверсии. На высоте 0,1 км над уровнем моря в зимние месяцы температуры часто от 5 до 10 єС выше, чем в низменных местах у самого берега моря, куда из межгорных долин затекает холодный воздух с северо-восточными ветрами. В Туапсе лето наступает в начале мая, заканчивается в конце октября, плавно перетекая в осень, которая длится с ноября до середины января, уже в феврале, с зацветанием многих деревьев, наступает весна, длящаяся вплоть до конца апреля [Агроклиматический справочник … , 1961].

2.3 Почвы

В прибрежной полосе Чёрного моря, на древних морских террасах на высоте до 0,45 км над уровнем моря, от Туапсе до границы с Грузией, распространены желтозёмы и подзолисто-желтозёмные почвы. На них растут густые широколиственные леса колхидского типа (граб, каштан) и вечнозелёные растения (лавровишня, рододендрон, лианы, папоротники). В сельском хозяйстве эти почвы используются для выращивания чая, цитрусовых, табака, фейхоа, винограда и других южных плодовых культур [Кириченко, 1953].

Развиваются они в условиях влажного субтропического климата под лесами с большим участием вечнозелёных растений и располагаются обычно на древних морских террасах и примыкающих к ним предгорьях. Формируются на отложениях террас, главным образом глинистых, а в предгорных холмистых районах - на продуктах выветривания плотных пород, в первую очередь сланцев, относящихся к группе кислых и средних горных пород, которые образуют желтозёмную кору выветривания. Желтозёмная кора выветривания содержит больше кремнезёма (55-65 %) и меньше полуторных окислов (25- 30 %) в отличие от красноцветной коры выветривания, чем и объясняется окраска почвенного профиля [Блажний, 1971].

Механический состав желтозёмов в основном глинистый или суглинистый. Физические свойства их менее благоприятны, чем краснозёмов. При неправильной обработке почвы, пахотный горизонт теряет структуру, и во влажном состоянии бывает очень липким, а в сухом - плотным, слитным. В зависимости от биоклиматических условий меняется реакция и степень насыщенности основаниями (от 40 до 96 %) [Соляник, 2004].

При распашке желтозёмов в их профиле исчезает горизонт подстилки и снижается содержание гумуса, в связи с чем окраска верхних горизонтов становится более светлой. Поэтому большой эффект дают органические удобрения в сочетании с минеральными, которые ускоряют процесс окультуривания этих почв. Следует учитывать, что почвы влажных субтропиков требуют повышенных доз внесения минеральных удобрений, особенно фосфорных, так как большое количество полуторных окислов связывает их и делает малодоступными для растений [Вальков, 1965].

2.4 Растительность

загрязнитель растительность прибрежный туапсинский

Растительный покров Туапсинского района богат и разнообразен, что обусловлено многогранностью физико-географических условий местности [Литвинская, 2004].

Растительность района города Туапсе во флористическом отношении выделяют в Туапсинский округ Крымско-Новороссийской провинции. Здесь можно условно выделить два подрайона. К северу от реки Туапсе до реки Шапсуго формируется растительность средиземноморского типа, довольно ксероморфная, занимающая более засушливые участки биотопа. В то же время на более увлажнённых участках вдоль ручьев, рек уже велико влияние флоры колхидской провинции. Так на южных склонах и на Черноморских обрывах развиваются гемиксерофильные леса и растительные группировки из грабинника, дуба скального, дуба пушистого, дубово-грабинниковые леса с держидеревом, скумпией, сумахом, сосной и другими засухоустойчивыми видами. На северных склонах и на более увлажненных участках небольшие площади занимают леса, в которых доминируют дуб, граб, иногда каштан. Кроме основных лесообразующих видов, в этих группировках встречаются дуб Гартвиса, дуб грузинский, клён полевой, клён платановидный, клён ложноплатановый, ясень высокий, ясень остроплодный, (кавказская), груша кавказская, яблоня восточная, вишня птичья, липа кавказская [Тильба, 1981].

В среднем ярусе и на опушке леса часто встречаются лещина обыкновенная, кизил обыкновенный, свидина южная, клекачка колхидская. Из лиан - сассапариль, ломонос виноградолистный, жимолость душистая, обвойник греческий, плющ обыкновенный [Нагалевский, Кассанелли, 2008].

В нижнем ярусе - коротконожка лесная, папоротники, вороний глаз неполный, ясменник душистый, купена многоцветковая [Нагалевский, Кассанелли, 2008].

По склонам черноморских обрывов, на небольших террасах, площадках, в трещинах скал встречается сосна крючковатая, сосна пицундская, можжевельник красный, держи-дерево, витекс священный. На осыпях и на открытых участках скал преобладает: жабрица понтийская, дубровник белый, кохия шерстистая; встречаются также левкой крымский, лядвенец узкий, туника камнеломка, девясил мечелистный, астрагал черкесский, молочай греческий, синяк подорожниковый, липучка обыкновенная, мордовник шароголовый [Малеев, 1937].

Немного севернее реки Туапсе начинается полоса влаголюбивых лесов колхидского типа, продолжающаяся от города Туапсе до Абхазии и дальше. Основными лесообразующими видами этих лесов являются каштан посевной, бук восточный, дуб скальный, граб обыкновенный, ольха серая, ольха клейкая. Основными отличительными признаками лесов колхидского типа является хорошо развитый подлесок из вечнозелёных кустарников, таких как лавровишня аптечная, рододендрон понтийский, волчеягодник понтийский, падуб колхидский. Многочисленны в подлеске и листопадные кустарники - свидина южная, чубушник кавказский, клекачка перистая, лещина обыкновенная, кизил обыкновенный, мушмула германская, боярышники. Из полукустарников здесь довольно обычны: иглица понтийская, иглица подлистная, барвинок малый, реже эпимедиум колхидский [Тильба, 1981].

Кроме основных лесообразующих видов деревьев в этих лесах также встречаются клён полевой, клён ложноплатановый, вяз гладкий, ива козья, ясень высочайший, груша кавказская, яблоня восточная, тис ягодный, липа бегониелистная, сосна крючковатая [Нагалевский, Кассанелли, 2008].

В травянистом покрове преобладают теневыносливые виды растений. Это папоротники - орляк, щитовник мужской, кочерыжник женский, костенец волосовидный. Из злаков - коротконожка лесная. Из разнотравья - вероника дубравная, шалфей клейкий, фиалка удивительная, зимовник кавказский, купена широколистная [Тильба, 1981].

На более осветлённых участках леса и по опушкам можно встретить большое разнообразие лиан. Это плющ обыкновенный, ломонос виноградолистный, хмель обыкновенный, обвойник греческий, жимолость душистая, повой лесной [Малеев, 1937].

3. Материал и методы исследования

.1 Материал исследования

Материалом для написания нашей работы являлись: гербарий прибрежных растений, образцы почвы и воды, взятые из Чёрного моря и на территории ТМТП, литературные данные, полевые дневники, фотографии, рисунки, данные метеостанции.

Видовая принадлежность гербарных образцов устанавливалась при помощи следующих определителей: «Флора Кавказа» А.А. Гроссгейма [1950]; «Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья» И.С. Косенко [1970]; «Флора Северо-Западного Кавказа» А.С. Зернова [2006].

3.2 Геоботанические методы исследования

Геоботанические площадки размером 1 м2 закладывались случайным методом [Воронов, 1973], а так же методом трансект [Алёхин, 1938] от уреза воды, комбинируя случайный и систематический отборы.

Наглядное представление о численности или густоте растительного покрова дает метод графического изображения вертикального профиля фитоценоза, т. е. проекция его на вертикальной поверхности, которая показывает степень занятости воздушной среды фитоценоза стеблями, ветвями и листьями растений [Алёхин, Сырейщиков, 1926].

В качестве основной таксономической единицы была принята ассоциация, которая выделяется по общности состава доминирующих и содоминирующих видов, по флористическому ядру сопряжённых видов рассматривается в качестве единицы нашего ранга. Ассоциация объединяет участки растительного покрова с одними и теми же видами господствующего яруса, общим набором характерных видов и одной и той же сукцессионной тенденцией [Алёхин, Сырейшиков, 1926].

Проективное обилие травостоя оценивалось глазомерным методом прямого учёта по шестибальной шкале О. Друде. При этом методе обычно принимается во внимание не только численность вида, но и степень покрытия им поверхности. Кроме того, оценка по О. Друде производится по отдельности для каждой группы видов растений, сходных по размерам. Шкала О. Друде представлена в таблице 2 [Алёхин, Сырейщиков, 1926].

Таблица 2 - Шкала оценки обилия видов по О. Друде

Кроме описания пробных площадей при исследовании прибрежной растительности нами использовался метод геоботанического профилирования, позволяющий выявить закономерности пространственного распределения растительных сообществ. Этот метод применяется для того, чтобы изучить изменения, происходящие в составе и структуре фитоценоза по мере уменьшения загрязнения почвы нефтепродуктами [Ярошенко, 1969].

3.3 Экологические методы исследования

Для экологического анализа прибрежной растительности ТМТП нами применялась классификация экоморф, основанная на типах отношения растений к водному режиму почв [Поплавская, 1948]:

. Гигрофиты - растения влажных местообитаний, онтогенез которых проходит при благоприятных условиях водоснабжения;

. Ксерофиты - растения засушливых местообитаний, способные переносить продолжительную засуху;

. Мезофиты - растения средних по увлажнённости местообитаний, занимающие промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами.

Каждой из этих групп свойственна та или иная степень выраженности морфологических признаков.

Способом приспособленности растений к комплексу внешних факторов является его жизненная форма. При выделении жизненных форм растений, нами использовалась наиболее известная биоморфологическая классификация Х. Раункиера [Raunkiaer, 1934]. Она включает в себя 4 класса жизненных форм растений:

. Фанерофиты - почки возобновления, открытые или закрытые, расположены на вертикально растущих побегах высоко над землёй;

. Хамефиты - почки возобновления близко к поверхности, не выше 20-30 см. В умеренных широтах побеги этих растений зимуют под снегом и не отмирают;

. Гемикриптофиты - почки возобновления на поверхности почвы или в самом поверхностном слое, под подстилкой;

. Криптофиты - почки возобновления на подземных органах (клубнях, корневищах), скрыты в почве (геофиты) или под водой (гидрофиты и гедатофиты).

Также нами была использована классификация экоморф по отношению к световому режиму по Д.Н. Цыганову [1976].

Для характеристики светового режима мы использовали монотипические гелиоморфы:- гелиофиты - растения, произрастающие на открытых местообитаниях;- семигелиофиты - произрастающие при слабом и умеренном затенении;- сциофиты - произрастающие в густой тени [Цыганов, 1976].

.4 Методика проведения химического анализа морской воды

При определении содержания нефтепродуктов (НП) в морских водах нами использовалась методика РД 52.10.243-10 [Руководство по химическому анализу … , 2009].

мл пробы морской воды наливали в колбу Эрленмейера на 50 мл с пришлифованной пробкой, затем добавляли в вытяжном шкафу последовательно 1,5 мл буферного раствора и по 0,7 мл реагентов. После каждого добавления, колбу закрывали пробкой и раствор тщательно перемешивали. Закрытую колбу оставили стоять в темноте при комнатной температуре до следующего дня. Далее измеряли оптическую плотность при 630 нм на спектрофотометре при светофильтре в кювете, наполненной аликвотной частью пробы морской воды. Затем отбирали аликвоту 50 мм и разбавляли безаммиачной водой в мерной колбе на 100 мл до метки. Определили содержание аммонийного азота в безаммиачной воде в кювете длиной 50 мм. Но разбавление в два раза оказалось недостаточным, поэтому пробу разбавляли в четыре раза (25 мл пробы в мерной колбе на 100 мл). Оптическую плотность разбавленных проб измеряли в кюветах длиной 10 мм против кюветы, наполненной аликвотной частью разбавленной пробы [Руководство по химическому анализу … , 2009].

3.5 Методика проведения химического анализа почвы

Перед проведением химического анализа почвы оксид алюминия прокаливали в муфельной печи при температуре (600 ± 10) °C в течение 4 ч стекловату промывали гексаном и высушивали при комнатной температуре [Руководство по определению … , 2002].

Подготовку хроматографических колонок производили следующим образом: в нижнюю часть колонки вкладывали слой ваты высотой 1 см; затем в колонку засыпали 8 г оксида алюминия и вновь помещали слой ваты высотой 0,5 см [Руководство по определению … , 2002].

Контроль чистоты реактивов проводили при смене партии хлороформа следующим образом: во взвешенный на аналитических весах стеклянный стаканчик вместимостью 50 см3 помещали 30 см3 хлороформа и досуха выпаривали в токе воздуха; остаток растворяли в 5 см3 гексана и переносили в колонку; колонку промывали 15 см3 гексана, который снова собирали в стаканчик; гексан выпаривали в вытяжном шкафу в токе воздуха при комнатной температуре; взвешивали стаканчик на аналитических весах. При определении содержания нефтепродуктов в почве использовалась методика РД 52.18.647-2003 [Руководство по определению … , 2002].

Измерение массы НП, извлечённых из навески почвы, производили следующим образом: после окончания фильтрации последней порции гексана через колонку 2-ой стакан переносили в вытяжной шкаф; гексан испаряли в токе воздуха при комнатной температуре; после полного испарения гексана 2-ой стакан взвешивали на аналитических весах; выдерживали стакан не менее 30 мин при комнатной температуре; повторно взвешивали стакан на аналитических весах; при совпадении массы 2-ого стакана анализ был закончен [Руководство по определению … , 2002].

4. Комплексное экологическое исследование прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта

.1 Таксономический анализ прибрежной растительности района Туапсинского Порта

В результате исследования был зарегистрирован 161 вид прибрежных растений, которые относятся к 45 семействам и 91 роду. Систематический состав прибрежной растительности представлен в приложении А.

Таксономический анализ показал, что во флоре прибрежных растений района исследования преобладают олиготипные семейства - 25 семейств (Betulaceae, Salicaceae, Staphyleaceae, Corylaceae и др.); политипных - 15 (Asteraceae, Fabaceae, Brassicaceae, Poaceae, Lamiaceae и др.), монотипных - 5 (Thymelaceae, Ulmaceae, Saxifragaceae, Cannabaceae). По результатам исследования нами установлено, что преобладают монотипные рода - 65 родов (Taraxacum, Bidens, Brachypodium и др.), далее олиготипные - 26 родов (Hypericum, Sambucus, Lepidium и др.), политипных нет.

4.2 Экологический анализ

.2.1 Экологические группы по отношению к абиотическим факторам

В результате проведенного экологического анализа был выделен ряд экоморф по отношению к влажности почвы. Преобладают мезофиты (72 %) - 116 видов (Sonchus arvensis, Achillea millefolium, Ulmus laevis и др.). Hа втором месте стоят ксерофиты (22 %) - 35 видов (Hypericum perforatum, Quercus petraea, Artemisia absinthium и др.). Меньше всего гигрофитов (6 %) - 10 видов (Salix viminalis, Ranunculus repens, Mentha aquatica и др.) (рисунок 2)

Рисунок 2 - Экоморфы прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта по отношению к влажности

Нами был выделен ряд экоморф по отношению к световому режиму. Доминируют гелиофиты (55 %) - 88 видов (Aster amelloides, Medicago lupulina, Salsola tragus и др.). Далее семигелиофиты (43 %) - 70 видов (Inula helenium, Viburnum opulus, Brachypodium sylvaticum и др.). Сциофитов лишь 3 вида - 2 % (Fagus orientalis, Carpinus betulus, Taxus baccata) (рисунок 3).

Рисунок 3 - Экоморфы прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта по отношению к свету

4.3 Биоморфологический анализ

Анализ жизненных форм по системе Х. Раункиера [1954] позволил установить, что во флоре прибрежной растительности ТМТП преобладают гемикриптофиты (52 %) - 84 вида (Urtica dioica, Thlaspi arvense, Humulus lupulus и др.).

На втором месте фанерофиты (40 %) - 64 вида (Pinus pityusa, Malus orientales, Fraximus excelsior и др.)

На третьем месте находятся хамефиты (5 %) - 8 видов (Helleborus abchasicus, Salvia viridis, Clematis vitalba и др.).

Менее всего насчитывается криптофитов (3 %) всего - 5 видов (Ranunculus repens, Gagea lutea, Stachys germanica и др.) (рисунок 4).

Рисунок 4 - Спектр биоморф прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта

4.4 Фитоценотический анализ

В результате проведенных геоботанических исследований в районе ТМТП города Туапсе в период 2013-2014 гг. нами было заложено 25 пробных площадок и 5 профилей.

Профиль № 1. Располагается на территории ТМТП к югу. Длина профиля 3 метра от ТМТП. Средняя высота травостоя 0,35 м над уровнем моря. Первое сообщество представлено осотово-мятликовой ассоциацией, следующее подорожниково-мятликовой, далее - цикориево-овсяницевая ассоциация. Травостой не густой (50 %). В проективном покрытии доминирует чаще всего мятлик узколистный, реже овсяница валисская.

Профиль № 2. Располагается в 170 метрах от ТМТП к югу. Длина профиля 3 метра от ТМТП. Средняя высота травостоя 0,4 м над уровнем моря. Первое сообщество представлено цикориево-клеверной ассоциацией, следующее мятликово-клеверной, далее - мятликово-гравилатовой. Травостой средней густоты от 40 до 60 %. В проективном покрытии доминирует чаще всего клевер ползучий, реже гравилат городской, содоминант мятлик узколистный.

Профиль № 3. Располагается в 250 м от ТМТП к югу. Длина профиля 3 метра от ТМТП. Средняя высота травостоя 0,5 метра над уровнем моря. Первое сообщество представлено подорожниково-овсяницевой ассоциацией, следующее овсяницево-горичниковой, далее - горичниково-одуванчиковой. Травостой средней густоты от 50 до 70 %. В проективном покрытии доминирует чаще всего горичник лекарственный, реже овсяница валисская, одуванчик поздний.

Профиль № 4. Располагается в 350 м от ТМТП к югу. Длина профиля 3 м от ТМТП. Средняя высота травостоя 0,5 м над уровнем моря. Первое сообщество представлено подмаренниково-донниковой ассоциацией, следующее плевелово-донниковой, далее - тростниково-мятликовой. Травостой густой от 60 до 80 %. В проективном покрытии доминирует чаще всего донник лекарственный, реже мятлик узколистный.

Профиль № 5. Располагается в 500 метрах от ТМТП к югу. Длина профиля 3 м от ТМТП. Средняя высота травостоя 0,6 м над уровнем моря. Первое сообщество представлено мелколепестниково-жабрицевой ассоциацией, следующее дербенниково-жабрицевой, затем располагается жерушниково-дурнишниковая. Травостой в данных ассоциациях густой от 70 до 80 %. В проективном покрытии чаще всего доминирует жабрица понтийская, реже дурнишник зобовидный.

По результатам фитоценотических исследований составлены 5 профильных диаграмм.

Наиболее часто встречаемыми доминантами прибрежной растительности ТМТП являются: мятлик узколистный, клевер ползучий, донник лекарственный и др. Обширные территории в окрестностях ТМТП занимают ассоциации с участием семейства злаки (Poaceae): осотово-мятликовая, одуванчиково-мятликовая, тростниково-мятликовая, цикориево-овсяницевая, подорожниково-овсяницевая.

Геоботанические исследования проводились нами в окрестности ТМТП в 2013-2014 гг.: на территории ТМТП, в 100 м от ТМТП к югу, в 200 м от ТМТП к югу, в 300 м от ТМТП к югу, в 400 м от ТМТП к югу и в 500 м от ТМТП к югу. В результате этих исследований нами было выявлено 6 наиболее типичных ассоциаций.

Осотово-мятликовая ассоциация (рисунок В.1). Находится на территории ТМТП. Рельеф переходящий от ровного к горному. Почва желтозём. Травостой не густой. Доминантом является мятлик узколистный (25 %), содоминантом осот полевой (17 %). Ассектаторы: молочай солнцегляд, подорожник ланцетный, овсяница валисская. Проективное покрытие 44 %, средняя высота травостоя 35 см. Ярусная структура ассоциации представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Строение осотово-мятликовой ассоциации

Цикориево-клеверная ассоциация (рисунок В.2). Находится на расстоянии 100 м от ТМТП к югу. Почва желтозём. Увлажнение устойчивое. Доминантом является клевер ползучий (35 %), содоминантом цикорий обыкновенный (18 %). Ассектаторы: тростник южный, гравилат городской, мятлик луговой. Проективное покрытие 60 %, средняя высота травостоя 40 см. Ярусная структура ассоциации и обилия представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Строение цикориево-клеверной ассоциации

Подорожниково-овсяницевая ассоциация (рисунок В.3). Находится на расстоянии 200 м от ТМТП к югу. Рельеф переходящий от ровного к горному. Почва желтозём. Доминантом является овсяница валисская (45 %), содоминантом подорожник ланцетный (20 %). Ассектаторы: одуванчик поздний, аморфа кустарниковая, горичник лекарственный. Проективное покрытие 72 %, средняя высота травостоя 45 см. Ярусная структура ассоциации и обилия представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Строение подорожниково-овсяницевой ассоциации

Мятликово-донниковая ассоциация (рисунок В.4). Находится на расстоянии 300 метров от ТМТП к югу. Рельеф переходящий от ровного к горному. Почва желтозём. Доминантом является донник лекарственный (47 %), содоминантом мятлик узколистный (25 %). Ассектаторы: кермек метельчатый, колокольчик рапунцелевидный, горец птичий. Проективное покрытие 82 %, средняя высота травостоя 47 см. Ярусная структура ассоциации и обилия представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Строение мятликово-донниковой ассоциации

Астрагалово-одуванчиковая ассоциация (рисунок В.5). Находится на расстоянии 400 метров от ТМТП к югу. Рельеф переходящий от ровного к горному. Почва желтозём. Доминантом является одуванчик лекарственный (45 %), содоминантом астрагал сходный (30 %). Ассектаторы: карагана кустарниковая, подмаренник настоящий, лядвянец рогатый. Проективное покрытие 85 %, средняя высота травостоя 45 см. Ярусная структура ассоциации и обилия представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Строение астрагалово-одуванчиковой ассоциации

Цикориево-желтушниковая ассоциация (рисунок В.6). Находится на расстоянии 500 м от ТМТП к югу. Рельеф переходящий от ровного к горному. Почва желтозём. Доминантом является желтушник выгрызенный (47 %), содоминантом цикорий обыкновенный (29 %). Ассектаторы: псоралея смолистая, жабрица вильчатая, осот полевой. Проективное покрытие 87 %, средняя высота травостоя 50 см. Ярусная структура ассоциации и обилия представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Строение цикориево-желтушниковой ассоциации

В результате фитоценотических исследований были выявлены 6 наиболее характерных ассоциаций: осотово-мятликовая, цикориево-клеверная, подорожниково-овсяницевая, мятликово-донниковая, астрагалово-одуванчиковая и цикориево-желтушниковая. Выявлены доминанты: мятлик узколистный, клевер ползучий, овсяница валлисская, донник лекарственный, одуванчик лекарственный, желтушник выгрызенный.

Проведённые исследования показали, что интенсивная деятельность в ТМТП и расширение промышленной территории пагубно сказывается на видовом разнообразии литоральной флоры, что в дальнейшем может привести к полному исчезновению неприспособленных к агрессивным условиям видов.

4.5 Химический анализ морской воды

Лабораторные исследования образцов воды ТМТП на содержание нефтепродуктов проводились в испытательной лаборатории ФГБУ «Краснодарский краевой центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» по стандартным методикам, внесённым в Государственный реестр методик количественного химического анализа вод.

Экологическое состояние окрестностей ТМТП складывается в результате взаимодействия факторов самоочищения и техногенной нагрузки. Показатели экологического состояния включают в себя значительное число гидрохимических характеристик, основными из которых являются уровни содержания нефтепродуктов, фенолов, нитритов, аммония, меди и цинка.

В 2013 г. нами был проведён химический анализ воды ТМТП. Проба взята на расстоянии 0,3 м от поверхности и 2 м от берега Чёрного моря прилегающей территории ТМТП. В 2014 г. нами был повторно проведён химический анализ той же акватории. Мы наблюдали изменения результатов определяемых показателей в 2013 и 2014 гг., которые представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Химический анализ вод Туапсинского Морского Торгового Порта в мг/дм3

За 2014 г. средняя концентрация нефтепродуктов составила 0,08 мг/дм3. По сравнению с 2013 г. она повсеместно уменьшилась на 1 %.

Среднее содержание фенолов в 2014 г. составило 0,002 мг/дм3. По сравнению с 2013 г. оно увеличилось на 1 %.

Средняя за 2014 г. концентрация азота нитратного составила 2,59 мг/дм3, что на 7,6 % меньше средней за 2013 г.

Среднегодовая концентрация азота аммонийного в г. Туапсе в 2014 г. составила 0,5 мг/дм3. По сравнению с 2013 г. она уменьшилась на 3,8 %.

В 2013-2014 гг. среднее содержание меди составило 0,001 мг/дм3.

Средняя концентрация цинка в 2014 г. составила 0,007 мг/дм3. По сравнению с 2013 г. она не изменилась.

Среднегодовое содержание железа общего в районе исследования составило 0,12 мг/дм3. По сравнению с 2014 г. оно осталось таким же.

Таким образом, основными загрязняющими веществами в 2013-2014 гг. являлись нефтепродукты (2,6 ПДК), фенолы летучие (3 ПДК), азот нитритный (1,2 ПДК). Остальные показатели находятся в пределах ПДК или ниже.

4.6 Химический анализ почвы

Одним из наиболее информативных показателей техногенного загрязнения территорий являются почвы, особенно их верхняя часть. Нефтепродукты, попавшие в почву, делятся на: летучие (лёгкие фракции), растворимые (средние фракции) и нерастворимые (тяжёлые металлы).

Основная часть металлов поступает в почвы за счет деятельности ТМТП, их распределение в почвах можно рассматривать как долговременный индикатор степени экологического благополучия или неблагополучия территории. Химический анализ почвы проводился в 2014 году в Новороссийской испытательной лаборатории ЗАО «Инспекторат». Результаты анализа представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Валовое содержание элементов (мг/кг)

В качестве фоновых значений для изучаемых тяжёлых металлов и мышьяка приняты статистически обоснованные данные, приведённые в таблице 11.

Таблица 11 - Значения фоновых концентраций

Для оценки уровня химического загрязнения используется коэффициент концентрации химического вещества (Кс), который определяется отношением фактического содержания веществ в почве к фоновому. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических веществ и выражается формулой (1):

= ∑(Кс) - (n-1), (1)

где n - количество учитываемых химических элементов;

Кс = Ci / C ф i - коэффициент концентрации соответствующего элемента;- фактическое содержание i-гo химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг;

Сф i - фоновое содержание i-гo химического элемента в почвах, мг/кг.

Таблица 12 - Суммарный показатель загрязнения и коэффициенты концентрации химических веществ

В результате проведённых исследований поверхностных проб почвы установлено, что содержание тяжёлых металлов и мышьяка ниже установленных ПДК.

Таблица 13 - Итоговые показатели загрязнённости почвы

В результате исследований выявлено, что согласно установленным стандартам CанЭпидемСтанции 2.1.7.1287-03 по исследуемым органическим веществам, в том числе веществам первого класса опасности, категория загрязнения почвы органическими веществами определяется как «допустимая».

Заключение

По результатам работы сделаны следующие выводы:

.         В результате исследования был зарегистрирован 161 вид прибрежных растений, которые относятся к 45 семействам и 91 роду. Таксономический анализ показал, что во флоре прибрежных растений района исследования преобладают олиготипные семейства - 25 семейств (Betulaceae, Salicaceae, Staphyleaceae, Corylaceae и др.); политипных - 15 (Asteraceae, Fabaceae, Brassicaceae, Poaceae, Lamiaceae и др.), монотипных - 5 (Thymelaceae, Ulmaceae, Saxifragaceae, Cannabaceae).

По результатам исследования нами установлено, что преобладают монотипные рода - 65 родов (Taraxacum, Bidens, Brachypodium и др.), далее олиготипные - 26 рода (Hypericum, Sambucus, Lepidium и др.), политипных нет.

.         В результате экологического анализа был выделен ряд экоморф по отношению к влажности почвы. Преобладают мезофиты (72 %) - 116 видов (Sonchus arvensis, Achillea millefolium, Ulmus laevis и др.). Hа втором месте стоят ксерофиты (22 %) - 35 видов (Hypericum perforatum, Quercus petraea, Artemisia absinthium и др.). Меньше всего гигрофитов (6 %) - 10 видов (Salix viminalis, Ranunculus repens, Mentha aquatica и др.).

По отношению к световому режиму доминируют гелиофиты (55 %) - 88 видов (Aster amelloides, Medicago lupulina, Salsola tragus и др.). Далее семигелиофиты (43 %) - 70 видов (Inula helenium, Viburnum opulus, Brachypodium sylvaticum и др.). Сциофитов лишь 3 вида - 2 % (Fagus orientalis, Carpinus betulus, Taxus baccata).

.         Биоморфологический анализ по системе Х. Раункиера позволил установить, что во флоре прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта преобладают гемикриптофиты (52 %) - 84 вида (Urtica dioica, Thlaspi arvense, Humulus lupulus и др.). На втором месте фанерофиты (40 %) - 64 вида (Pinus pityusa, Malus orientales, Fraximus excelsior и др.). На третьем месте находятся хамефиты (5 %) - 8 видов (Helleborus abchasicus, Salvia viridis, Clematis vitalba и др.). Менее всего насчитывается криптофитов (3 %) - всего 5 видов (Ranunculus repens, Gagea lutea, Stachys germanica и др.).

.         В результате фитоценотических исследований были выявлены 6 наиболее характерных ассоциаций: осотово-мятликовая, цикориево-клеверная, подорожниково-овсяницевая, мятликово-донниковая, астрагалово-одуванчиковая и цикориево-желтушниковая. Выявлены доминанты: мятлик узколистный, клевер ползучий, овсяница валлисская, донник лекарственный, одуванчик лекарственный, желтушник выгрызенный.

Наиболее часто встречаемыми доминантами прибрежной растительности ТМТП являются: мятлик узколистный, клевер ползучий, донник лекарственный и др. Обширные территории в окрестностях ТМТП занимают ассоциации с участием семейства злаки (Poaceae): осотово-мятликовая, одуванчиково-мятликовая, тростниково-мятликовая, цикориево-овсяницевая, подорожниково-овсяницевая.

.         Основными загрязняющими веществами морской воды ТМТП в 2013-2014 гг. являлись нефтепродукты (2,6 ПДК), фенолы летучие (3 ПДК), азот нитритный (1,2 ПДК), медьсодержащие вещества (3 ПДК), железо общее (2,1 ПДК). Остальные показатели находятся в пределах ПДК или ниже.

В результате проведённых исследований поверхностных проб почвы в Туапсинском Морском Торговом Порту выявлено, что согласно установленным стандартам CанЭпидемСтанции 2.1.7.1287-03 по исследуемым органическим веществам, в том числе веществам первого класса опасности, категория загрязнения почвы органическими веществами определяется как «допустимая».

Библиографический список

1.       Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю / под ред. В.П. Гаврилова. Краснодар, 1961. 367 с.

.         Алёхин В.В. Методика полевого изучения растительности и флоры. М., 1938. 205 с.

.         Алёхин В.В., Сырейшиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. Вологда, 1926. 141 с.

.         Блажний Е.С. Почвы дельты Кубани и прилегающих пространств. Краснодар, 1971. 257 с.

.         Буш Н.А. Обзор работ по флоре и растительности Крыма, Кавказа и Закавказья // Журнал РБО Л., 1900. Т. 14, № 3. С. 335-364.

.         Вальков В.Ф. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Краснодар, 1965. 345 с.

.         Васильев В.Я. О лесах Черноморского округа. Предельные линии лесной растительности и значение реки Мзымты в лесном хозяйстве // Лесн. журнал, 1879. С. 787-815.

.         Воронихин А.Г. Геоботаника. М., 1953. 384 с.

.         Гейслер И.П. Путешествие по разным провинциям Российского Государства. М., 1802. 312 с.

.         Гмелин С.Г. Путешествие по России для исследования трёх царств природы. М., 1771. 265 с.

.         Гроссгейм А.А. Определитель растений Кавказа. М., 1950. 747 с.

.         Грудзинская И.А. Растительность Черноморья. М., 1953. 163 с.

.         Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжёлые металлы. Краснодар, 2006. 293 с.

.         Елагин И.Н. Дубовые леса крайней Западной части северного склона Кавказского хребта. М., 1953. 112 с.

.         Ефремов Ю. В. Голубое ожерелье Кавказа. М., 1988. 138 с.

.         Зенкович В.П. Морфология и динамика советских берегов Чёрного моря. М., 1958. 122 с.

.         Зернов А.С. Флора Северо-Западного Кавказа. М., 2006. 664 с.

.         Илларионов С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязнённых почв. Екатеринбург, 2004. 194 с.

.         Канонников А.М. Географические комплексы Кубани. Краснодар, 1984. 374 с.

.         Киреева Н.А. Комплексное биотестирование для оценки загрязнения почв нефтью. Экология и промышленность России. М., 2004. С. 26-29.

.         Киреева Н.А. Растительный покров Причерноморья. М., 1999. 186 с.

.         Кириченко К.С. Почвы Краснодарского края. Краснодар, 1953. 200 с.

.         Колесникова С.И. Изменение ферментативной активности чернозёма обыкновенного при загрязнении нефтью и нефтепродуктами в модельных экспериментах. Краснодар, 2007. 134 с.

.         Косенко И.С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья. М., 1970. 613 с.

.         Краснов А.Н. Курсы землеведения. Л., 1955. 231 с.

.         Куприянов И.М. Ботанический очерк Черноморской губернии. М., 1922. 185 с.

.         Литвинская С.А. Растительный покров Черноморского побережья России (средиземноморский анклав). Краснодар, 2004. 120 с.

.         Малеев В.П. Растительность района Новороссийск-Михайловский перевал и её отношение к Крыму. Ялта, 1937. 174 с.

.         Мелихова О.П. Механическое воздействие прибрежной растительности на водную среду. М., 2001. 148 с.

.         Миронов О.Г., Алексеева Т.А. Влияние разливов нефти на рост и развитие растений. Краснодар, 2000. 196 с.

.         Нагалевский В.Я., Кассанелли Д.П. Растительность района города Туапсе // Актуальные вопросы экологии и охраны природы южных регионов России и сопредельных территорий: матер. XXVI Межресп. науч.-практ. конф., посв. 100-летию со дня рождения А.П. Тильбы. Краснодар, 2008. С. 34-36.

.         Новиков Ю.В. Методы определения вредных веществ в водоёмах. М., 2004. 123 с.

.         Остапенко Б.Ф. К типологии лесов северного склона Большого Кавказа. М., 1968. 233 с.

.         Паллас П.С. Флора России. СПб., 1799. 179 с.

.         Пиковский Ю.И. Проблемы диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. Почвоведение. М., 2003. С. 1132-1140.

.         Питерс А.М. Топоминический словарь Кавказа. М., 2006. 277 с.

.         Поплавская Г.И. Экология растений. М., 1948. 295 с.

.         Руководство по определению массовой доли нефтепродуктов в почвах. Методы анализа: РД 52.18.647-2003. Введ. 01.06.04 до 01.06.17. М., 2002. 3 с.

39.     Руководство по химическому анализу морских вод. Методы анализа: РД 52.10.243-10. Введ. 19.03.12 до 19.03.16. СПб., 2009. 5 с.

40.     Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Гидроботаника. Прибрежно-водная растительность. М., 2005. 429 с.

.         Седых В.Н. Влияние отходов бурения и нефти на физиологическое состояние растений. М., 2002. 47 с.

.         Солодько А.С. Зелёная книга Причерноморья. Л., 1999. 122 с.

.         Соляник Г.М. Морфология почв. Краснодар, 2004. 196 с.

.         Степановских А.С. Экология. М., 2009. 415 с.

.         Судо К.П. Нефтяные загрязнения морей. Л., 1984. 123 с.

.         Тильба А.П. Растительность Краснодарского края. Краснодар, 1981. 58 с.

.         Трофимов И.К. Флора Кавказа. М., 2002. 154 с.

.         Фомченков С.Д. Влияние разливов нефти на флору и фауну. М., 2000. 213 с.

.         Хазиев Ф.Х. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы. М., 1988. С. 56-61.

.         Цыганов Д.Н. Экоморфы флоры хвойно-широколиственных лесов. М., 1976. 60 с.

.         Ярошенко П.Д. Геоботаника. М., 1969. 200 с.

.         Biberstein F.A. Flora tauriko-caukasica. SPb., 1809. 125 p.

.         Raunkiaer Ch. The life forms of plants and statistical plant geography. Oxford, 1934. 632 p.

Приложение А

Флора прибрежной растительности исследуемого района

Таблица А.1 - Систематический состав прибрежной растительности Туапсинского Морского Торгового Порта

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Геоботанические исследования в районе Туапсинского Морского Торгового Порта

Рисунок В.1 - Горизонтальная (а) и вертикальная (б) проекции осотово-мятликовой ассоциации

Рисунок В.3 - Горизонтальная (а) и вертикальная (б) проекции подорожниково-овсяницевой ассоциации

Рисунок В.4 - Горизонтальная (а) и вертикальная (б) проекции мятликово-донниковой ассоциации

Рисунок В.5 - Горизонтальная (а) и вертикальная (б) проекции астрагалово-одуванчиковой ассоциации

Рисунок В.6 - Горизонтальная (а) и вертикальная (б) проекции цикориево-желтушниковой ассоциации