Библиотечный каталог авторефератов Украины

Національний аграрний університет

Краснов Володомир Павлович.

УДК  630*642:632.118.3.

Наукові основи використання продукції лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення лісів.

06.03.03.- лісознавство і лісівництво.

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ – 2000

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Українському ордена “Знак Пошани” науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім.Г.М.Висоцького.

Провідна установа: Український державний лісотехнічний університет Міністерства освіти України, кафедра лісівництва, м. Львів.

Захист відбудеться “15” березня 2000 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.09 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул.Героїв оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету 03041, м.Київ, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус № 10.

Автореферат розіслано “12” лютого 2000 року.

     Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради                        Маніта О.Г. 

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС відбулося радіоактивне забруднення значних площ лісів України. Ліси виконали свої природні функції і захистили населені пункти та сільськогосподарські угіддя від ще більшого радіоактивного забруднення. Значна кількість радіонуклідів, акумульована у лісових масивах після аварії на ЧАЕС, призвела до того, що перед працівниками лісового господарства постали організаційні, економічні, лісівничі, екологічні та соціальні проблеми, з якими вони раніше не стикалися. Вже в перші дні після аварії лісівники усвідомили, що масштабне радіоактивне забруднення лісів створило умови, за яких неможливе традиційне ведення багатоцільового лісового господарства. Необхідні наукові основи лісокористування, котрі б врахували наявність радіаційного фактору. Вони можуть бути  спрямовані у багатьох напрямках, але в сумі повинні вирішувати проблему забезпечення безпечних умов праці працівників лісового господарства та отримання продукції, радіоактивне забруднення якої не перевищувало допустимі рівні.

Радіаційна ситуація у забруднених радіонуклідами лісах змінюється досить повільно. Враховуючи факти, що дезактивація лісових площ існуючими методами неможлива, що лісові насадження дуже міцно утримують радіонукліди, що основну частину у радіаційному забрудненні складають довго живучі 137Сs та 90Sr, проблеми з веденням лісового господарства на забруднених аварійними викидами територіях будуть тривалими, а використання продукції лісового господарства на значних площах - проблематичним. В ході розробки наукових основ використання продукції лісового господарства слід враховувати розміри ураженої аварійними викидами території, адже при цьому спостерігаються різноманітні фізико-хімічні форми радіонуклідних випадань; варіабельність видового складу деревних порід та інших рослинних і тваринних видів; відмінності у кліматичних, гідрологічних і грунтових умовах.

Наукові основи використання продукції лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення у світовій практиці ведення лісового господарства не розроблялися. Відомі роботи Р.М. Алексахіна (1977), Ф.О. Тихомірова (1990), М.А. Наришкіна (1973), В.М. Кулікова (1975), І.В. Молчанової (1990),
В.А. Гайченко (1996), О.І. Щеглова (1994) та інших авторів щодо вивчення міграції радіонуклідів у лісових екосистемах, їх накопичення в компонентах лісових біоценозів. Але вони тільки опосередковано та фрагментарно торкаються продукції лісового господарства. В той же час практика ведення лісового господарства потребує конкретних практичних розробок, котрі б чітко регламентували використання продукції, яку виробляють лісогосподарські підприємства на уражених радіоактивними викидами територіях. Звичайно такі розробки повинні грунтуватися на результатах широких наукових досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в лабораторії радіобіоекології Поліської лісової науково-дослідної станції Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького у період з 1986 по 1998 роки в межах державних програм і окремих тем:

1. Тема № 84-85 “Разработать научные основы ведения лесного хозяйства в условиях радиационного загрязнения лесов” /1986-1990рр./. Номер держреєстрації - 02910032949.
2. Тема № 43.1 “Наукове забезпечення ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення. Узагальнення матеріалів радіоактивного забруднення лісів України” /1991 - 1995 роки/. Номер держреєстрації - 0193U024892.
3. Тема № 15 “Вивчити закономірності просторового розподілу радіо- нуклідів у лісах, їх переходу у продукцію лісового господарства, динаміку їх вмісту в процесі технологічної переробки сировини і розробити наукові основи зниження радіоактивного забруднення продукції” /1996-1997рр./. Номер держреєстрації - 0196U024466.
4. Тема № 21 “Вивчення особливостей функціонування лісових екосистем в умовах радіоактивного забруднення, ведення лісового господарства, закономірностей міграції радіонуклідів у продукцію лісового господарства” /1998-2000рр./. Номер держреєстрації - 0197U018457.

Мета і задачі дослідження. Основною метою дисертаційної роботи
є розробка наукових основ використання продукції лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення.

У відповідності з цією метою поставлено та вирішено такі завдання:

• вивчення характеру та особливостей радіоактивного забруднення лісів України;
• встановлення факторів, що впливають на інтенсивність накопичення радіонуклідів основними лісотвірними породами Полісся України;
• вивчення інтенсивності накопичення радіонуклідів лікарськими та ягідними рослинами, грибами, та факторів, які цей процес визначають;
• вивчення міграції радіонуклідів у системі “грунт – кормові рослини – дикі промислові тварини”;
• дослідження розподілу радіонуклідів в основних компонентах лісових біогеоценозів;
• обгрунтування використання продукції лісового господарства на землях, уражених аварійними викидами ЧАЕС.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше досліджено закономірності просторового розподілу радіонуклідів у лісах України
і розроблено групування лісогосподарських підприємств за інтенсивністю радіоактивного забруднення територій та продукції лісового господарства. На базі проведених експериментальних досліджень вперше розроблено зонування лісів України за регламентацією використання продукції лісового господарства. Вперше отримано експериментальні дані, що розкривають закономірності міграції 137Сs у грунтах, а також в основні лісотвірні породи, харчові продукти лісу. Встановлено основні едафічні та лісівничі фактори, що впливають на інтенсивність накопичення радіонуклідів основними ресурсними видами лісів.

Вперше встановлено гранично допустимі величини щільності радіоактивного забруднення грунту 137Сs, за яких можливі заготівлі деревних порід, лікарських і ягідних рослин; грибів, диких промислових тварин. Отримані притримки розроблено на лісотипологічній основі. Вперше встановлено лінійні залежності концентрацій 137Сs у деревині основних лісотвірних порід, лікарських та ягідних рослинах, грибах залежно від вмісту радіонуклідів у грунті, а також відмічено залежності в системі “грунт – кормові рослини – дикі промислові тварини”. Встановлено величини коефіцієнтів переходу та накопичення для лісотвірних порід і харчових продуктів лісу. Вперше розроблено наукові основи використання продукції лісового господарства у лісах України, забруднених радіонуклідами.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати досліджень є вагомим науковим внеском у становлення радіоекології лісу в Україні, у практику ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення. Основні положення роботи є експериментальною основою рекомендацій, згідно яких регламентується використання продукції лісового господарства в лісах, уражених радіонуклідами, а також визначається вклад цієї продукції при визначенні колективної та індивідуальної дози опромінення людей.

Результати наших досліджень знайшли застосування у рекомендаціях:

1. Временные рекомендации по ведению заготовки пищевых продуктов леса и лекарственного сырья на территории лесхоззагов УССР, подвергшихся радиоактивному загрязнению / Киев, 1986 /.
2. Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения / Госком. СССР по лесному хозяйству / Москва, 1988/.
3. Рекомендации по технологии заселения части территории РСФСР, Украинской ССР и Белорусской ССР с плотностью радиоактивного загрязнения цезием-137 80 Ки/км2 и более /Москва, 1989/.
4. Методические рекомендации по определению доз облучения работников лесного хозяйства /Киев, 1990/.
5. Рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения (вводятся на период (1990-1996гг.) під редакцією В.П.Краснова) /Киев, 1995/.
6. Рекомендації з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення /Київ, 1998/.

Ведення лісового господарства в Україні та регламентування використання продукції лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення проводяться на основі використання результатів, які отримав автор дисертації в процесі проведення широкомасштабних досліджень.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою науковою працею автора. Автором особисто розроблено направлення досліджень, програма та методика робіт; здійснено підбір дослідних об’єктів. Збір польових матеріалів,
їх обробка, а також аналіз результатів виконано автором дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися на міжнародних з’їздах, симпозіумах, конференціях і нарадах
з питань радіоекології:

• Всесоюзна конференція “Охрана лесных экосистем и рационального использования лесных ресурсов“, Москва, 1986;
• Друга республіканська конференція з медичної ботаніки, Київ, 1988;
• Всесоюзна конференція “Основы организации и ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения”, Гомель, 1990;
• Всесоюзна нарада “Эколого-биологическое изучение ягодных растений семейства брусничных и опыт освоения их промышленной культуры в СССР“, Ганцевичі, БРСР, 1991;
• Республіканська нарада “Проблеми урбоекології і фітомеліорації“, Львів, 1991;
• IV міжнародна науково-технічна конференція “ Итоги 8 лет работы по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС “, Зелений мис, 1998;
• Международное совещание по Чернобыльской  экологической исследовательской сети, Мінськ, 1995;
• Міжнародна конференція “Устойчивое развитие: загрязнение окружающей среды и экологическая безопасность”, Дніпропетровськ, 1995;
• Перша всеросійська конференція по ботанічному ресурсознавству, Санкт-Петербург, 1996;
• XI лісовий конгрес, Анталія, Туреччина, 1997;
• Третій з’їзд з радіаційних досліджень, Москва, 1997;
• Міжнародна нарада “Лесная наука на рубеже XXI века“, Гомель, 1997;
• Міжнародна конференція “Наука, Чорнобиль – 96”, Київ, 1997;
• Міжнародна конференція “Наука, Чорнобиль – 97”, Київ, 1998;
• Міжнародна конференція “Наука, Чорнобиль – 98“, Київ, 1999.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано: 74 наукових публікації, з яких 5 монографій; 34 статті в наукових журналах та збірниках;
8 рекомендацій виробництву та брошур; 27 тез та матеріалів доповідей.

Структура і обсяг роботи. Матеріал дисертаційної роботи викладено на 333 сторінках машинопису, в тому числі основний текст на 263 сторінках. Дисертація складається з 6 розділів, висновків, списку використаних джерел
і додатків. Текст ілюстровано 86 таблицями, 48 рисунками. Список літератури містить 347 джерел, з них 91 – іноземне. Додатки містять 7 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1.  СУЧАСНИЙ СТАН ВЕДЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ПРОДУКЦІЇ

ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА В УМОВАХ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ

Інтерес до проблем лісової радіоекології після аварії на Чорнобильській АЕС обумовлений тим, що акумуляція і перерозподіл радіонуклідів в лісових біогеоценозах специфічні, а ряд особливостей є притаманним виключно для лісів. Крім того, як було показано численними дослідженнями дочорнобильського періоду, саме для лісових екосистем характерними є найбільш тривалі періоди ефективного напівочищення від техногенних радіонуклідів у порівнянні з іншими ландшафтами (Тихомиров, 1976; Алексахин, Нарышкин, 1977; Алексахин, 1996; Тихомиров, Щеглов, 1997), внаслідок чого вони залишаються критичними ландшафтами з точки зору надходження радіонуклідів по трофічних ланцюгах до людини (Johanson, 1996; Strand et al., 1996; Дворник, 1998). Наслідки Чорнобильської катастрофи ліквідуються більше 10 років, однак і нині триває узагальнення результатів, отриманих лісовою радіоекологією (Алексахин, 1996; Тихомиров, Щеглов, 1997; Щеглов, Тихомиров, Цветнова, 1996; Дворник, 1998; Булавик, 1998; Краснов, 1998).

Підкреслюється, що в період, який минув після аварії на ЧАЕС, основними напрямками радіоекологічних досліджень в лісах було: виявлення ролі лісових біогеоценозів у перерозподілі радіоактивних опадів у регіональному і глобальному масштабах (Щеглов и др., 1994; Щеглов и др., 1996); накопичення радіонуклідів у основних компонентах лісових біогеоценозів – грунтах (Ипатьев и др., 1995; Бондаренко, 1997; Архипов и др., 1996; Булавик, 1998; Дворник, 1998; Краснов, 1998), деревних породах, з яких отримують деревну продукцію лісу (Ипатьев и др., 1995; Тихомиров, Щеглов, 1997; Булавик, Переволоцкий, 1997, 1998; Жученко, 1997; Кучма и др., 1998; Дворник, 1998; Краснов, 1998), ягідних та лікарських видах (Булавик, 1995; Ипатьев и др., 1998; Краснов и др., 1995; Краснов, 1998; Булавик, 1998), а також грибах (Ипатьев и др., 1995; Вассер и др., 1995; Цветнова, Щеглов, 1996; Булавик, Переволоцкий, 1998; Краснов, 1998); прогноз динаміки перерозподілу валового запасу переважно 137Cs в лісах через 10-20 років після аварії на основі компартментного математичного моделювання (Мамихин и др., 1997; Ипатьев и др., 1995; Дворник, 1998).

Особливу увагу в останні роки дослідники звертають на обгрунтування використання продукції лісового господарства, а також організацію ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення (Краснов и др., 1995; Тихомиров, Щеглов, 1997; Калетник и др., 1998). Слід зазначити, що, незважаючи на досить значний прогрес у дослідженнях з лісової радіоекології за післячорнобильський період, було вирішено порівняно невелику частку проблем, які постали внаслідок аварії (Алексахин, 1996; Тихомиров, Щеглов, 1997). Низку важливих питань було вирішено лише фрагментарно, що не дозволяло ефективно використовувати продукцію лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення та взагалі вести лісове господарство в лісах, забруднених радіонуклідами.

2.  ПРОГРАМА ТА МЕТОДИКА РОБІТ

Виходячи з поставленої мети досліджень та враховуючи стан і актуальність питання, програмою робіт було передбачено вивчити такі складові частини наукових основ використання продукції лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення лісів:

1. закономірності просторового розподілу радіонуклідів у лісових насадженнях України;
2. міграція радіонуклідів у лісових біогеоценозах і в основні лісотвірні породи;
3. особливості радіоактивного забруднення недеревної продукції лісу;
4. особливості радіоактивного забруднення диких промислових тварин.

Об’єктом досліджень стали лісові екосистеми в держлісгоспах Держкомлісгоспу України, територія яких зазнала радіоактивного забруднення внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС. Для визначення масштабів радіоактивного впливу на лісові екосистеми, площ лісових земель, забруднених 137Cs і розподілу їх за рівнем забруднення радіонуклідами, починаючи з 1986р., за методиками, в розробці яких приймав участь автор та за його керівництвом і безпосередньою участю було проведено обстеження лісів Житомирської, Рівненської, Волинської, Кіровоградської та Одеської областей на площі
1653 тис.га. За період з 1986 по 1992 рік на цій території було відібрано 17 тисяч зразків грунту.

Для вивчення інтенсивності міграції радіонуклідів у складові частини лісових біогеоценозів та в тканини і органи основних лісотвірних порід Українського Полісся було створено мережу із 45 постійних пробних площ (ППП). Насадження, де закладено ППП, репрезентують сухі, свіжі, вологі та сирі умови борів, суборів та сугрудків. Щільність забруднення грунту на дослідних об’єктах коливалася в межах від 35 до 585 кБк/м2.

Дослідження накопичення  137Cs ягідними рослинами провадилися протягом 1991-98рр. на 10 ППП, розташованих в Лугинському, Словечанському та Житомирському держлісгоспах. З метою охоплення радіоекологічними дослідженнями основних ягідних видів регіону (чорниця, брусниця, буях, журавлина, малина звичайна, суниці) головних типів лісорослинних умов, які складають основу екологічних ареалів ягідних видів, було проведено широкі маршрутні дослідження у Центральному Поліссі. Радіоактивне забруднення журавлини болотної вивчалося на 10 ППП, закладених у Словечанському, Білокоровицькому та Житомирському держлісгоспах.

З лікарських рослин об’єктами досліджень були види, занесені до Держфармакопеї (1991): конвалія звичайна (Convallaria majalis L.), лікарська сировина – трава, суцвіття; звіробій звичайний (Hypericum perforatum L.), лікарська сировина – трава; крушина ламка (Frangula alnus Mill.), лікарська сировина – кора, ягоди; багно болотне (Ledum palustre L.), лікарська сировина – пагони з листям; брусниця (Vaccinium vitis – idaea L.), лікарська сировина – пагони з листям.

Відбір органів і тканин копитних провадився відповідно до чинних методик та інструкцій [1991,1992]. Внутрішні органи і тканини відбиралися на місці відстрілу і транспортувалися в охолодженому вигляді. Зразки скелетних м’язів відбиралися з лівої задньої кінцівки, очищалися від сполучних тканин і подрібнювалися [Karlen, Johanson, Birgstrom, 1991, Eriksson, Gaichenko,
Jones, 1996].

Аналіз ботанічного складу вмісту рубця провадився у пробах після визначення питомої активності за модифікованою методикою [Eriksson,Palo,Soderstrom,1981,Петров, 1996, 1996а, Шелест, 1997]. Систематичний аналіз видів провадився за визначником вищих рослин України [Доброчаева, Котов, Прокудин и др., 1987].

Дані, отримані після вимірювання на аналізаторі, автоматично заносилися
у базу даних ПЕОМ IВМ 486 для здійснення вибірок за заданими параметрами та подальшої обробки.

3.  Закономірності просторового розподілу радіонуклідів у лісових насадженнях

Вже відразу після аварії на Чорнобильській АЕС необхідно було терміново вирішити ряд невідкладних проблем, основні із яких полягали у кількісній та якісній оцінці масштабів радіоактивного забруднення територій та лісової рослинності. Це завдання вирішувалося у системному підході: від простого обстеження лісів на рівні радіоактивного забруднення наявними на той час приладами і відповідними прийомами до поквартально-контактного, з відбором зразків грунту, обстеження.

Обстеження було завершено у 1992 році. Внаслідок проведених робіт виявлено, що найпоширенішим радіоактивним елементом-забруднювачем лісових площ України є 137Cs. На даний час матеріали радіоактивного забруднення лісових грунтів 137Cs становлять основу для прийняття конкретних рішень.

Проведені дослідження у 18 областях України показали, що на 38.6% обстежених площ щільність радіоактивного забруднення грунту становить понад 1Кі/км2. Значно вищий цей відсоток по Житомирській (60.1), Рівненській (56.3), Київській без 30-км зони (52.2) областях. Для Волинської області він становить 23.6% і Чернігівської – 21.4%. Узагальнені матеріали радіоактивного забруднення лісів засвідчили, що за межами зони відчуження ЧАЕС існують значні площі лісів, на яких заборонено господарську діяльність – 40.8 тис.га, введено регламентацію використання продукції із деревних порід – 101.5 тис.га та недеревної продукції лісу – 1190.5 тис.га.

Проведені дослідження виявили наявність значної строкатості радіоактивного забруднення лісового фонду України. Ця неоднорідність радіоактивного забруднення лісових площ є характерною як для лісів адміністративних областей, так і держлісгоспів, лісництв (рис. 1) і, навіть, окремих кварталів. Неоднорідність радіоактивного забруднення поставила питання про необхідність більш детального обстеження таксаційних кварталів. Було виявлено значне варіювання показників радіоактивного забруднення грунту. Коефіцієнт варіації мав значення 30 - 40%, а для окремих таксаційних кварталів – більше, ніж 100%. Мозаїчність значно сильніше виражена на територіях, де за наявними картографічними матеріалами інтенсивність радіоактивного забруднення грунту є вищою, у порівнянні із територіями, де цей показник має невеликі значення.

Вплив лісозаготівельних машин на грунт, внаслідок перемішування верхніх його шарів, призводить до значного збільшення мозаїчності забруднення території. Вміст радіоцезію на площі пасік збільшився на 45.6%, на волоках зменшився на 36.5%. Досить небезпечними радіоактивними мікровогнищами
є місця спалювання порубочних залишків, де вміст радіоцезію збільшується на 480-610%.

Проведені широкомасштабні дослідження у дванадцяти областях України виявили значні відмінності у накопиченні радіоцезію продуктами лісу. Для лісостепової і степової зон у відібраних і проаналізованих на спектроаналізаторах зразках лісових ягід і плодових тіл їстівних грибів вміст радіоцезію перевищує гранично допустимий вміст (ДР-97) даного радіонукліду в 24% загальної кількості зразків. У зразках кормових трав перевищень за вмістом радіоцезію не виявлено. В областях, розміщених у зоні Українського Полісся, міграція радіоцезію у продукцію лісу спостерігається значно виразніше. Від загальної кількості проаналізованих зразків ягід і грибів (10741 шт.) у 59.1% концентрація 137Cs перевищує допустимі рівні. Для кормових трав ця частка становить 15.5% від загальної кількості (5945 шт.) зразків, що вказує на суттєву масштабність радіоактивного забруднення лісогосподарської продукції.

Для регламентації ведення лісогосподарських робіт і використання продукції лісу всі лісогосподарські підприємства України розподіляються на чотири групи:

1 група – держлісгоспи, у яких щільність забруднення грунту 137Cs менше
1 Кі/км2;

2 група – держлісгоспи лісостепової і степової зон України з наявністю лісових площ із щільністю забруднення грунту 137Cs до 10 Кі/км2;

3 група – держлісгоспи Українського Полісся, з наявністю лісових площ, територія яких забруднена 137Cs менше 5 Кі/км2;

4 група – держлісгоспи Українського Полісся, з наявністю лісових площ,
де забруднення 137Cs становить більше 5 Кі/км2.

Рис. 1 Щільність забруднення 137Cs Зажеревецької дачі Лугинського лісництва Лугинського держлісгоспу Житомирської області, Кі/км2

Для організації ведення лісового господарства на радіоактивно забруднених територіях 137Cs пропонується більш детальне зонування.

Для отримання об’єктивної первинної інформації про радіаційний стан
у лісових екосистемах провадився радіомоніторинг продукції лісового господарства. У процесі досліджень було виявлено також недоцільність використання мережі пунктів спостережень, яка базується на рівномірному розташуванні об’єктів по території регіону. Об’єкти досліджень, у своїй переважній більшості, повинні розташовуватися у зонах при різних щільностях забруднення лісового грунту 137Cs та в різних типах лісорослинних умов.

4.  ВИКОРИСТАННЯ ДЕРЕВНИХ ПОРІД ЛІСІВ НА ТЕРИТОРІЯХ, УРАЖЕНИХ АВАРІЙНИМИ ВИКИДАМИ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ АЕС

Накопичення 137Cs у складових компонентах лісових біоценозів визначається надходженням радіонуклідів при кореневому живленні рослин. При цьому, грунт та органічний опад є основним місцем зосередження радіонуклідів
у біогеоценозі. Значну роль у перерозподілі радіонуклідів відіграє моховий покрив. Найбільша ємність радіонуклідів (до 49% валового запасу у грунті) характерна для лісової підстилки середньовікових насаджень (21-40 років) проти 41% в насадженнях 11-20-річного віку.

Завдяки розкладу органічного опаду відбувається поступове заглиблення радіонуклідів у мінеральну частину грунту. Кількісні характеристики цього процесу відрізняються між собою в залежності від типів лісорослинних умов. Протягом 1994-97рр. вміст 137Cs у мінеральній частині грунту підвищився в борах від 26.8 до 41.3% загальної кількості, в суборах – від 37.1 до 45.6% і в сугрудках – від 57.8 до 69.6%. Досить важливу роль для величини швидкості вертикальної міграції відіграє ступінь зволоженості грунтів. Із зростанням вологості інтенсивність міграції радіонуклідів у них зростає. Відповідно збільшується вміст 137Cs у лісовій підстилці. Так у сухих борах в ній зосереджено 21.2%, а в сирих – 39.9% загальної активності грунтового профілю.

Важливим чинником у перерозподілі радіонуклідів між лісовою підстилкою та мінеральною частиною грунту є склад насадження. Згадане співвідношення під березовим деревостаном становило 30.2 і 69.8% від загального вмісту 137Cs, під сосновим – 62.9 і 18.7%, мішаним (8С2Б) – відповідно 57.4 і 38.9%.

Інтенсивність надходження та нагромадження радіонуклідів у складових компонентах соснових насаджень також залежить від типів лісорослинних умов. Так у вологих борах, суборах і сугрудках у деревному наметі зосереджено, відповідно, 15.9; 14.9; 5.5 загальної активності 137Cs, в живому покриві – 10.0; 15.9; 0.6%, в неживому – 8.8; 34.4; 17.3%, у грунті – 65.3; 34.8; 76.1%.
За результатами досліджень лісорослинні умови відіграють значну роль при накопиченні 137Cs в тканинах та органах деревних видів. В гігротопному ряду забрудненість тканин та органів зростає від свіжих до сирих умов, а в трофотопному ряду (від борів до сугрудків), навпаки – їх забрудненість зменшується. Виявлену закономірність підтверджено розрахованими коефіцієнтами накопичення та переходу (табл. 1). Величини останніх у гігротопному ряду збільшуються, а в трофотопному – зменшуються. Слід відмітити, що з 1991 по 1996 рр. виявлено підвищення радіоактивного забруднення тканин та органів, а відповідно, і розрахованих коефіцієнтів. Достатньо чітко це простежується на прикладі крайніх типів – борів і сугрудків. Коефіцієнти накопичення за цей період підвищилися у 2.1 рази, у сугрудках – залишилися практично сталими. Також виявлено суттєві відмінності в накопиченні радіонуклідів у шарах радіальних приростів деревини сосни звичайної в різних лісорослинних умовах. Вміст радіонуклідів у шарах деревини зменшується від периферії до центру стовбура.

Слід наголосити на неоднозначному накопиченні радіонуклідів деревними видами в різних лісорослинних умовах. Так коефіцієнт переходу 137 Cs в деревину берези становив у свіжих суборах – 2.10, у вологих суборах – 0.80 і у вологих сугрудках – 0.58. Подібна тенденція проявляється і для інших деревних видів. Отже, крім біологічних особливостей деревних видів, інтенсивність поглинання радіонуклідів значною мірою залежить і від лісорослинних умов їх росту. Вікова категорія насаджень також відіграє свою роль в поглинанні 137Cs із грунту. Виявлено, що інтенсивність поглинання, а відповідно і накопичення, радіонуклідів вища в 11 -20-річних насадженнях у порівнянні з насадженнями
у віці 0-10; 21-40; 41-80 років.

Таблиця 1 - Динаміка коефіцієнтів накопичення та переходу 137Cs в тканинах та органах сосни звичайної в різних лісорослинних умовах Українського Полісся

Виявлено збільшення надходження, а відповідно і вмісту, 137Cs в деревних видах при підвищенні величини щільності радіоактивного забруднення грунту. Встановлено, що завдяки природним факторам зовнішня частина кори на сьогодні менш забруднена радіонуклідами в порівнянні з першими роками поставарійного періоду. В той же час відмічається підвищення вмісту 137Cs
у внутрішній частині кори. За 1991-96 рр. розраховані коефіцієнти накопичення
і переходу для даної частини кори зросли в 1.5–1.7 рази. Максимальних значень питома активність 137Cs у корі досягає при її відборі з верхньої частини стовбура.

Для господарського використання отримуваної продукції із деревини важливим є знання гранично-допустимої щільності радіоактивного забруднення грунту, за якої деревина буде відповідати нормативам на вміст радіонуклідів. Притримки, розраховані для деревини сосни звичайної, що зростає в умовах свіжих та вологих суборів. Одержані протягом 1991-95рр. матеріали свідчать, що з кожним роком притримки стають більш жорсткими. Якщо в 1991р. паливну деревину отримували в межах допустимих норм вмісту 137Cs за щільності радіоактивного забруднення грунту 222 кБк/м2, то в 1995р. – при 130 кБк/м2. Величини притримок різняться в різних лісорослинних умовах, що обумовлено відмінностями інтенсивності надходження радіонуклідів у деревні види.

Практичне значення мають складені на підставі даних досліджень номограми з визначення питомої активності 137Cs в деревині без рубки модельних дерев за активністю радіонуклідів у корі. При незначних трудовитратах відбирається кора, для якої провадиться спектрометричний аналіз, після цього за номограмами визначається питома активність 137Cs у деревині.

5.  ВИКОРИСТАННЯ НЕДЕРЕВНОЇ ПРОДУКЦІЇ ЛІСУ В УМОВАХ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ

Вивчення радіоактивного забруднення ягідних рослин родини брусничних провадилося у 1991-1998 рр. на прикладі чорниці в оптимальних для  її розвитку умовах – у вологих суборах. Виявлено, що на пробних площах середній коефіцієнт варіювання щільності радіоактивного забруднення грунту становить 17%. Виявлено, що загальною закономірністю є збільшення питомої активності 137Cs в надземній фітомасі чорниці зі збільшенням щільності його радіоактивного забруднення (табл. 2).

Таблиця 2  -  Накопичення 137Cs із грунту надземною фітомасою чорниці на постійних пробних площах у 1995р.

Отримані нами дані свідчать про істотне варіювання значень КП із грунту до фітомаси чорниці по роках. Показано, що середні значення КП для ягід суттєво різняться протягом 1991-1996 рр. на кожному стаціонарі (Fф>F0.99). Для динаміки величини КП характерною тенденцією є загальне зменшення значень протягом 1991-93 рр. та суттєве збільшення значень у 1994 році, у порівнянні із попереднім періодом.

Максимальні значення КП із грунту у свіжі ягоди характерні для чагарників з родини брусничних. З них найбільш інтенсивно радіонуклід надходить до ягід чорниці (КП=10,6), далі у порядку зменшення ідуть буях (КП=9,4) та брусниця (КП=8,3).

При цьому слід наголосити, що у вологих сугрудках чорниця виступає як слабкий накопичувач 137Cs із грунту, а у вологих суборах – як сильний, при переході до сирих суборів цей вид стає дуже сильним накопичувачем радіоцезію. Середні значення КП у системі "грунт – свіжі ягоди" в різних едатопах пред- ставлено у таблиці 3.

Таблиця 3  -  Коефіцієнти переходу 137Cs із грунту в свіжі ягоди в різних едатопах

Отримані дані дозволяють стверджувати, що зв’язок питомої активності 137Cs у свіжих ягодах чорниці із усіма складовими радіаційної обстановки мультиплікативний, тісний (r=0.94-0.94) та вірогідний (рис. 2).

За допомогою рівнянь або поданих графіків залежностей (рис. 2) можна визначити очікувану питому активність 137Cs у свіжих ягодах різних видів у конкретних типах лісорослинних умов, а також гранично-допустимі рівні щільності забруднення грунту 137Cs для заготівлі ягід, вміст радіоцезію в яких не перевищував би ДР-97 (500 Бк/кг).

Розраховано, що заготівлю свіжих ягід чорниці можна провадити у свіжих та вологих суборах при щільності забруднення грунту до 2,0 Кі/км2, а у свіжих та вологих сугрудках - до 15,0 Кі/км2; ягід брусниці у свіжих борах та суборах -
до 0,1 Кі/км2, ягід буяхів у вологих суборах - до 2,0 Кі/км2, у вологих борах та сирих суборах - до 1 Кі/км2, а у сирих борах заготовляти не рекомендується.

Накопичення радіонукліду в певному виді лікарських рослин залежить від складного комплексу факторів. До групи внутрішніх факторів належать біологічні особливості видів: систематичне положення, життєва форма, глибина розміщення кореневої системи у грунті, тощо.

Систематична належність суттєво впливає на накопичення  137Сs  в рослинах.

У борах та суборах концентратами даного радіо-нукліду є види з родин вересових (верес, багно болотне, підбіл білолистий) та брусничних (чорниці, брусниці);

у сугрудках - види родин розових, лілійних, раннико- вих;

у грудах - види родин осокових, губоцвітих, маре-нових. В них заготовляється лікарська сировина більше 10 видів рослин.

В даних едатопах нами розраховані середні значення КП 137Cs із грунту до основних їх видів  (рис. 3).

Умовні знаки:

1. Любка дволиста (коріння);
2. Перстач білий (коріння);
3. Перстач білий (трава);
4. Перстач прямостоячий (коріння);
5. Буквиця лікарська (трава);
6. Чорниця (пагони з листям);
7. Конвалія звичайна (трава);
8. Суниці лісові (листя);
9. Материнка звичайна (трава);
10. Гірчак перцевий (трава);
11. Фіалка триколірна (трава).

Рис. 3  Середні значення КП 137Cs із грунту до сировини основних   лікарських видів рослин у вологих сугрудках у 1998р.

Одним з головних наших завдань було визначення середніх коефіцієнтів переходу (КП) 137Cs із грунту до певних видів лікарської сировини в умовах, де їх запаси в регіоні максимальні. Це дало змогу об’єднати види, що вивчаються,
у групи за інтенсивністю накопичення даного радіонукліду (табл. 4): дуже сильного накопичення (КП>100), сильного накопичення (100>КП>50), помірного накопичення (50>КП>10), слабкого накопичення (10>КП>1), та дуже слабкого накопичення (КП<1). Нами виявлено особливості накопичення 137Cs із грунту лікарською сировиною основних видів у різних екологічних умовах, що має значне як наукове, так і практичне значення.

Наприклад, екологічний ареал конвалії звичайної на Поліссі охоплює
12 едатопів, інтенсивність накопичення 137Cs травою у основних едатопах регіону показано на рисунку 4.

Нами було вивчено зв’язок питомої активності 137Cs у лікарській сировині основних видів від щільності забруднення грунту радіонуклідом в умовах, де запаси кожного з видів максимальні. Отримані результати дозволяють стверджувати, що в усіх випадках залежність була мультиплікативною, тісною (r=0,77-0,96) та вірогідною на 95% довірчому рівні.

Таблиця 4  -  Групи лікарської сировини за інтенсивністю накопичення 137Cs і середні коефіцієнти переходу