АККУМУЛЯЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ СИНУЗИЯМИ СОСНОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКОТОПА
Якушев Б.И., Мартинович Б.С., Сак М.М., Голушко Р.М., Кабашникова Г.И., Болотских Т.Н., Ермакова О.О., Кузьмич О.Т.
(ИЭБ НАНБ, г.Минск, Республика Беларусь)
It was researched the accumulation of the radionuclides by the plants in various types of pine forests. It was shown that accumulation of the radionuclides by vegetation increased with increasing of hydromorphic quality of soil from pinetum cladinosum, pinetum pleuroziozum to pinetum myrtillosum.
Во время аварии на Чернобыльской АЭС в атмосферу и приземные слои воздуха поступало большое количество газопылевых выбросов и тонкодисперсных аэрозолей, содержащих радиоактивные изотопы (Израэль Ю.А., Петров В.Н., Авдюшин С.И. и др., 1987). Лесные фитоценозы на пути ветровых потоков с этими радиоактивными выбросами были природными фильтрами, которые задерживали значительное количество радиоактивных частиц. Нашими исследованиями (Парфенов В.И., Якушев Б.И., Мартинович Б.С. и др., 1995) было показано, что в первый период после аварии на кронах сосновых лесов находилось до 80% радиоактивного загрязнения территории. Был рассчитан период полуочищения крон сосновых фитоценозов от поверхностного радиоактивного загрязнения, равный 332 дням. Уже через год радиоактивное загрязнение растений через корневое питание достигло своего апогея.
В настоящее время важно знать, в каком масштабе вовлекаются радионуклиды в биологический круговорот веществ в лесных фитоценозах, с тем чтобы иметь возможность прогнозировать использование растительных ресурсов леса.
В проведенном нами эксперименте в разных условиях произрастания был определен вынос радиоцезия растительностью различных ярусов (синузий) в сосняках лишайниковом, мшистом, черничном и багульниковом.
В исследованиях были использованы методические разработки Ю.А.Израэля, В.Г.Соколовского (1987); Р.М.Алексахина (1992); В.А.Ипатьева, В.Ф.Багинского, И.М.Булавика и др. (1999); В.И.Парфенова, Б.И.Якушева, Б.С.Мартиновича и др. (1995).
Исследования проводились на постоянных пробных площадях (ППП) Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси в Наровлянском, Хойникском и Брагинском районах на территории Полесского радиационно-экологического заповедника в приспевающих насаждениях.
Рассмотрим масштабы аккумуляции радионуклидов фитобиотой сосновых фитоценозов:
Сосняк лишайниковый
Общий вынос цезия-137 всеми ярусами лесного фитоценоза (верхним древесным ярусом, подлеском и подростом, живым напочвенным покровом) составляет: 0,46+0,000598+0,12=0,584 (Ки/км2). Из них на долю древостоя приходится 79%, подлеска и подроста - 0,2%, живого напочвенного покрова -20,7%. Причем, в корневых системах древостоя аккумулируется 52% цезия-137 от его общего содержания в верхнем ярусе.
Общее содержание цезия-137 в сосняке лишайниковом на ППП41 на км2 с учетом его количества в почве и всей растительности равно: 0,584+13,4=14,0(Ки/км2).
В растительности аккумулируется 4,2% цезия-137.
Сосняк мшистый
Общий вынос цезия-137 всеми ярусами лесного фитоценоза в сосняке мшистом составил 0,925 Ки/км2. На долю древостоя из этого количества приходится 72,6%, подроста и подлеска - 1,8%, живого напочвенного покрова - 25,6 %. В верхнем древесном ярусе 41% цезия-137 приходится на корневые системы. Общее содержание цезия-137 в сосняке мшистом (ППП 11) на км2 с учетом его количества в почве и растительности равно:
24,7 Ки/км2 + 0,925 Ки/км2 = 25,6 Ки/км2
Растительность в сосняке мшистом (ППП 11) содержит от общего содержания цезия, выпавшего на данную территорию:
0,92 . 100/25,7= 3,6% цезия-137.
Сосняк черничный
Общий вынос цезия-137 всеми ярусами лесного фитоценоза в сосняке черничном составил 1,163 Ки/км2. Из них на долю древостоя приходится - 84,0% (в корнях находится 22% цезия-137 от его содержания в древостое), подроста и подлеска 2,0%, живого напочвенного покрова - 14,0%. Общее содержание цезия-137 в сосняке черничном (ППП 3) на км2 с учетом его количества в почве и растительности равно:
9,5 Ки/км2 + 1,163 Ки/км2 = 10,7 Ки/км2
Растительность в сосняке черничном(ПП 3) содержит в себе от общего содержания цезия-137 на данной территории - 1,163 . 100/10,7=11,0%
Сосняк багульниковый
Общий вынос цезия-137 всеми компонентами фитоценоза в сосняке черничном составил 0,824 Ки/км2. На долю древостоя приходится - 70,2%, подроста и подлеска - 0,2%, живого напочвенного покрова - 29,6%. При этом в корнях древостоя концентрируется 8% цезия-137 (от его общего содержания в древостое). Общее содержание цезия-137 в сосняке багульниковом (ППП 42) на км2 с учетом его количества в почве и растительности равно:
0,824 Ки/км2 + 8,6Ки/км2 = 9,42 Ки/км2
Растительность в сосняке багульниковом (ПП 42) содержит в себе от общего количества цезия-137, находящегося на данной территории - 0,824 . 100/9,42=8,7%
Итак, древостой выносит из почвы цезия-137: 79% (в сосняке лишайниковом), 73% (в сосняке мшистом), 84% (в сосняке черничном) и 70% (в сосняке багульниковом) от его общего содержания в фитобиоте.
В фитобиоте сосняка лишайникового содержится 4,2% цезия-137, мшистого - 3,6%, черничного - 11,0%, багульникового - 8,7%.
Значительная аккумуляция цезия-137 фитобиотой в сосняках черничного и багульникового типов связана с большей подвижностью данного элемента в полугидроморфных и гидроморфных почвах.
Отмечена значительная роль корневых систем древесных пород в сосновых фитоценозах на автоморфных почвах в круговороте цезия-137 в системе почва-растение-почва. На постоянных пробных площадях в сосняках лишайниковом и мшистом в корнях концентрировалось 52 и 41% цезия-137 от его общего содержания в древостое, в то время как в сосняке черничном (на полугидроморфной почве) количество цезия-137 достигало 22%, а в сосняке багульниковом - только 8%.
Роль подлеска и подроста в круговороте радиоцезия в лесных биогеоценозах незначительна. Вклад живого напочвенного покрова в этот процесс значительный - до 21%.
Абсолютный вынос радионуклидов биотами сосновых фитоценозов ранжируется в следующей последовательности: сосняк лишайниковый - 0,584 Ки/км2; сосняк багульниковый - 0,824 Ки/км2; сосняк мшистый - 0,925 Ки/км2; сосняк черничный 1,163 Ки/км2.
Изучено парциальное участие различных компонентов лесных фитоценозов в круговороте радионуклидов в системе почва-растение-почва.
Показано, что наибольшее количество радионуклидов аккумулирует фитобиота на полугидроморфных почвах (сосняки черничные), в которых наблюдается наибольшая подвижность радионуклидов и благоприятный водный режим растений. Установлено высокое парциальное участие корневых систем древесных растений на автоморфных почвах в аккумуляции радиоцезия из почвы (на уровне 40¸50%). В фитоценозах на полугидроморфных и гидроморфных почвах эти показатели соответственно равны: 22 и 8%.
Литература:
Алексахин Р.М., Васильев А.В., Дикарев В.Г. и др. Сельскохозяйственная радиоэкология. М.,1991, 400с.
Израэль Ю.А., Соколовский В.Г. Инструкция межведомственной комиссии по отбору почв и растений в зонах радиоактивного загрязнения. М., 1987, 5с.
Израэль Ю.А., Петров В.Н., Авдюшин С.И. и др. Радиоактивное загрязнение природных сред в зоне аварии на Чернобыльской АЭC//Метеорология и гидрология, 1987, №2, с. 5-12.
Ипатьев В.А., Багинский В.Ф., Булавик И.М. и др. Лес. Человек. Чернобыль. Гомель, 1999, 454с.
Парфенов В.И., Якушев Б.И., Мартинович Б.С. и др. Радиоактивное загрязнение растительности Беларуси. Минск, 1995, с. 582.