Экологическая роль лесозащитных насаждений в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и радионуклидов в почвах северной лесостепи

Сергеев, Анатолий Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая роль лесозащитных насаждений в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и радионуклидов в почвах северной лесостепи
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая роль лесозащитных насаждений в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и радионуклидов в почвах северной лесостепи"

003458450

СЕРГЕЕВ АНАТОЛИЙ ЛЕОНИДОВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛЕСОЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В НАКОПЛЕНИИ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ В ПОЧВАХ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Специальность: 03.00.16 - Экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

^ ЛЕл2ШЗ

Брянск-2008

003458450

Работа выполнена на кафедре земледелия ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный Университет»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Степанова Лидия Павловна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Маркина Зоя Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Афонин Алексей Алексеевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Орловский государственный университет»

Защита состоится 19 декабря 2008 года в 1600часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д. 220.005.01 в ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская обл., Выгоничский район, п. Кокино, Брянская ГСХА, корпус 1, аудитория 216, E-mail: cit @ bgsha.com Факс: 84834124721 Сайт в Интернете: www.bgsha.com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и на сайте www.bgsha.com

Прост.« принять участие в работе совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью.

Объявление и автореферат размещены на сайте www.bgsha.com

Автореферат разослан 19 ноября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

А.В. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Разрабатывая схему экологически сбалансированного озеленения территорий необходимо в первую очередь учесть два основополагающих момента, во-первых, способность зеленых насаждении предотвращать или, по крайней мере, сглаживать отрицательное воздействие техногенных источников на население урбанизированных территорий; во-вторых, приспособленность самих растений, используемых для зеленого строительства, к условиям конкретного участка техносферы для формирования устойчивых насаждений.

В связи с этим исследование проблемы влияния лесозащитных насаждений на состояние природных и агрогенноизмененных экосистем в условиях радиоактивного загрязнения территорий является актуальным.

Цель работы. Цель наших исследований состояла в изучении влияния лесозащитных насаждений на накопление и распределение тяжелых металлов и радионуклидов в профиле серых лесных почв северо-запада Центральной лесостепи и разработке ресурсосберегающей технологии выращивания саженцев лесных культур с использованием удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- определить влияние лесных насаждений на агроэкологическое состояние целинных и пахотных серых лесных почв, численность и видовой состав почвенных беспозвоночных;

- установить роль лесозащитных насаждений в накоплении и распределении в профиле серых лесных почв тяжелых металлов и цезия-137;

- определить распределение и интенсивность накопления в разных частях древесных

пород;

- выявить интенсивность поглощения радионуклида разными видами травянисто-кустарниковой растительности;

- установить влияние удаленности лесозащитных насаждений (полезащитных и оврагобалочных) и уровня радиоактивного загрязнения территории на содержание радионуклида цезия-137 в почвах и растениях и семенную продуктивность лесных культур;

- оценить влияние удобрительных свойств шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов на приживаемость и рост сеянцев лесных культур и экономический эффект их использования;

- установить степень тесноты связи между свойствами почвы, удаленностью лесозащитных насаждений и содержанием тяжелых металлов и радионуклидов.

Научная новизна. В условиях северо-запада Центральной лесостепи впервые изучено влияние лесозащитных насаждений на изменение агрохимических показателей, интенсивность аккумуляции и миграции тяжелых металлов и цезия-137, видовой состав и численность почвенных беспозвоночных организмов в зависимости от антропогенного использования и гранулометрического состава подтипов серых лесных почв. Дана количественная оценка накопления радионуклида цезия-137 лесными культурами, травянистой растительностью и зерновыми культурами в зависимости от удаленности лесозащитных насаждений и радиационного фона загрязненных территорий. Доказано влияние радиации на изменение семенной продуктивности сосны, снижение шишконосности и всхожести семян лиственных и хвойных пород деревьев в зоне радиоактивного загрязнения.

Установлена приоритетная роль зеленых насаждений в создании благоприятной среды для безопасной жизнедеятельности и охраны природной среды. Дана оценка экономической эффективности использования удобрительных свойств шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов при выращивании саженцев лесных культур.

Практическая значимость. В условиях северо-запада Центральной лесостепи установлено влияние лесозащитных насаждений на изменение агрохимических показателей,

интенсивность аккумуляции и миграции тяжелых металлов и радионуклидов цезия-137, видовой состав и численность почвенных беспозвоночных организмов в зависимости от антропогенного использования и гранулометрического состава подтипов серых лесных почв. Дана количественная оценка накопления радионуклида цезия-137 лесными культурами, травянистой растительностью и зерновыми культурами в зависимости от удаленности лесозащитных насаждений и радиационного фона загрязненных территорий. Доказано влияние радиации на изменение семенной продуктивности сосны, снижение шишконосности и всхожести семян в зоне высокого уровня радиоактивного загрязнения сосновых насаждений.

Полученная информационная база по влиянию лесозащитных насаждений на накопление и распределение тяжелых металлов и радионуклидов цезия-137 в профиле почвы и растениях природных и агроэкосистем и оценке действия и последействия удобрительных форм на основе отходов производства и природных цеолитов на рост и развитие сеянцев лесных культур является научно-методической основой для органов государственной власти и бизнеса при решении вопросов увеличения доходности лесного хозяйства и выполнения комплекса лесовосстановительных, лесохозяйственных и лесоохранных работ.

Реализация работы. Рекомендации по использованию осадка сточных вод, шлаковых отходов и природных цеолитов при выращивании посадочного материала лесных культур внедрены в лесопитомнике Ломецкого лесничества и в СХП «Победное» Залегощенского района Орловской области при закладке оврагобалочных лесозащитных полос.

Апробация работы. По материалам диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 4 в ведущих рецензируемых изданиях, 1 статья в печати. Основные положения работы были представлены и доложены на межвузовских научно-практических конференциях (ОрелГАУ-2007, ОГУ-2007, ОрелГАУ-2008).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах компьютерного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы из 144 наименований, в том числе 13 зарубежных авторов. Содержит 39 таблиц, 13 рисунков и 15 приложений.

Автор выражает глубокую признательность, благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Л.П. Степановой, заведующему кафедрой земледелия, профессору В.Т. Лобкову и коллективу кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Агроэколотическая оценка факторов деградации почв и приемов воспроизводства их плодородия.

Анализ литературных данных показывает, что усиление техногенного воздействия на окружающую среду требует детальных исследований поведения загрязняющих веществ в компонентах биосферы. Большую сложность и актуальность представляет изучение влияния лесных насаждений на содержание соединений тяжелых металлов техногенного происхождения и радионуклидов, физико-химические, биологические свойства почв в системе почва-растения. В связи с этим становится актуальным изучениие влияния лесозащитных насаждений на накопление и распределение тяжелых металлов и радионуклидов в профиле серых лесных почв северо-запада Центральной лесостепи и разработке ресурсосберегающей технологии выращивания саженцев лесных культур с использованием удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов.

2 Место, условия и методика исследований.

Исследования проводили в 2002-2008гг. на кафедре земледелия Орловского государственного аграрного университета, Ломецком, Волховском лесничествах Орловской области, национальном парке "Орловское Полесье".

Для выполнения поставленной цели нами были выбраны территории природных ландшафтов, испытывающих воздействие радиационного излучения и других видов деградации природных и агроэкосистем.

1. Национальный парк «Орловское Полесье». Для оценки степени влияния природного элювиалшо-глсевого процесса на экологическое состояние биогеоценозов нами были выбраны в качестве объекта исследования две пробные площадки: Разрез №1: Сосновый лес зеленомошник с примесью ели. Зандровая морено-водноледниковая равнина, сложенная среднемощными песками, подстилаемыми суглинками и сформированными на них дерново-глееподзолистыми, иллювиально-гумусовыми супесчаными почвами на песчаных флювиогляциачьных отложениях. Разрез №2. Заложен в 30м на северо-восток от разреза №1. Зандровая морено-водноледниковая равнина, сложенная среднемощными песками, подстилаемыми суглинками. Растительность: березово-осиновый лес с примесью ели и дуба и дерново-подзолистыми, контактно-глеевыми, слабо дифференцированными легкосуглинистыми почвами на оглеенных песчаных флювиогляциальных отложениях.

Темно-серые лесные почвы среднесуглинистого гранулометрического состава занимают 15,2% территории национального парка.

Для экологической оценки степени загрязнения почв были выбраны опытные площадки на территории пашни, и в защитной лесополосе находящейся в 20 метрах от дороги. Почва опытных разрезов - темно - серая лесная, среднемощная, среднесуглинистая.

2. Волховское лесничество Волховского района. Изучение влияния лесных насаждений на распределение тяжелых металлов и цезия-137 в профиле серых лесных почв проводили на двух опытных участках, один из которых находится под пологом лесозащитных насаждений, а второй на пахотных землях, прилегающих к лесным насаждениям. Почва опытных участков серая лесная среднесуглинистая.

На территории Волховского лесопитомника в условиях светло-серых лесных легкосуглинистых почв заложен опьгг по изучению влияния шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов на приживаемость, рост и развитие сеянцев даба черешчатого, клена остролистного и сосны обыкновенной.

Варианты опыта: 1 ко1ггроль (без удобрений); 2. шлак + цеолит (1:1) 20 т/га; 3. шлак+ цеолит +ОСВ (1:1:1) 30 т/га; 4. шлак+ цеолит +ОСВ (1:1:2) 40 т/га; 5. шлак+ цеолит +ОСВ (1:1:3) 50 т/га.

Характеристика исследуемых удобрительных форм:

1. Химический состав солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы», %: А12Оз - 50,02; Си - 0,54; Б! - 3,22; М§ - 1,64; Мп - 0,21; Л - 0,033; 8Ь - 0,036; Со - н/о; Аб - 0,0002; Са - 0,2; Ъп - 0,49; Ие - 0,69; № - 0,08; РЬ - 0,08; 8п - 0,018; Ыа - 2,39; К - 7,37; С1 - 8,6; Б04 - 0,28; Реиех - 1,0; П.п.п. - 23,1028.

2. Цеолиты представлены цеолитсодержащими трепелами Хотынецкого месторождения со следующими показателями: рН-8,3, содержание СаО - 8,17%, М§0 - 2,20%, К20 - 1,82%, Си - 2,7x10~3%, Хп - 7,4х10'3%, Мп - 46x10°%, Со - 0,12х10"3%, Мо - 0,72х10"3%. В кристаллической структуре цеолита содержится: клиноптилолгита - 35%, кристобалита -27%, монтмориллонита - 5%, слюды - 8%. кальцита - 3%, емкость катионного обмена достигает 600 м-экв/100 г.

3. Осадок сточных вод г. Орла: влажность - 70,6%; рН^ - 7,4; зольность - 48; органическое вещество - 51%; РЬ - 54; Сё - 6,7; № - 115; Си - 270; Хп - 660; Сг - 180; Мп -157 мг/кг; N - 1,5%, К,0 - 2%, Р205 - 2,5%, Сорг. - 43%, рНсол - 7,4-7,5.

Методика исследований

Для определения содержания тяжелых металлов в почве отбирали почвенные пробы из слоев: 0-20см, 20-3 0см, 30-40см, 40-50см, 50-60см, 60-70см по 1кг. Кроме этого, отбирали индивидуальный смешанный образец для анализа 1кг из слоя 0 - 20см в 5-кратной повторности. Пробные площадки закладывались в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.4.02.84.0пределение всхожести семян лесных культур проводили по ГОСТУ 13 056.6-97.

Определение микробиологических показателей почвы выполнено с использованием общепринятых в почвоведении и биологии почв методов (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991). Определение численности микроартропод проводили в лаборатории кафедры зоологии Орловского государственного университета методом автоматической выборки. В почве определяли общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) основных физиологических групп микроорганизмов, которые учитывали классическими методами посева на твердые питательные среды: МПА (мясо-пептонный агар) - использующие органические

формы азота (аммонификаторы); КАА (крахмало-аммиачный агар) - использующие минеральные формы азота, в том числе актиномицеты; среда Чапека с добавлением молочной кислоты - микроскопические грибы; среда Гетчинсона с фильтровальной бумагой -целлюлозоразлагающие микроорганизмы, в том числе бактерии, грибы, актиномицеты (Теппер и др., 1993). Микробиологические исследования выполняли классическим чашечным методом посева на плотные питательные среды в 3-х кратных повторносгях (Звягинцев Д.Г., 1991;Теппер Е.З., Шилышкова В.К., Переверзева Г.И., 1993).

Оценку почв и лесорастительной продукции по радиационному признаку проводили с помощью гамма-спектрометра отбор точечных проб проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 1832!; гранулометрический анзлиз почвы методом Н.А. Качннского (Кауричев И.С, 1980); агрегатный анализ почвы методом Н.И. Савинова (Кауричев И.С., 1980); определение гумуса по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена-Гильковица (ГОСТ 26207-91); определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91); определение гидролитической кислотности по методу Каппена-Гильковица в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91); содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в аммиачно-ацетатном буферном растворе, рН 4,8 методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ГОСТ 30178); определение кислотности почвы (рН) - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнений. - М.: Изд-во стандартов, 1984; ГОСТ 17.4.4.0284. Почва. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического анализа - М.: Изд-во стандартов, 1985.

Для статистической обработки результатов исследований и их графического представления использовали пакет программ «Excel» и «Statistica».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3 Экологическая роль лесозащитных насаждений в перераспределении и накоплении тяжелых металлов и радионуклидов в биоценозах дерново-подзолистых и серых лесных почв.

Техногенное загрязнение природных ландшафтов и агроэкосистем является актуальной проблемой, при этом особую актуальность приобретает исследование синергетических эффектов совместного действия разнообразных факторов физико-химической и биологической природы на компоненты экосистем. Для лесостепной зоны России особый интерес представляет изучение совместного действия на растения техногенных загрязнителей и хронического радиационного облучения. Изучение явления синергизма особенно важно потому, что облучение растений, обусловленное повышенным уровнем радионуклидов в почвах, происходит на фоне загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, пестицидами и другими техногенными ксенобиотиками.

Естественные почвообразовательные процессы, протекающие в почве, изменяются по своей интенсивности и по степени доминантности. Сформировавшиеся почвы в значительной степени определяют устойчивость экосистем к деградации. При этом на каждом поле и на определенной территории встречается не одна почва, а сочетание различных почв. Характер структуры почвенного покрова территории оказывает значительное влияние на экологическую ситуацию. В связи с этим при экологической оценке земель необходимо учитывать не только процессы, связанные с антропогенным воздействием на почву, но и естественные почвообразовательные процессы.

Современное экологическое состояние территории национального парка «Орловское Полесье» показало, что основными факторами, влияющими на стабильность природного территориального комплекса парка, являются: нерациональная сельскохозяйственная деятельность; интенсивное ведение лесного хозяйства на территории гослесфонда; наличие радиационного пятна в северо-восточной части парка; отсутствие контроля за качеством проведения мелиоративных работ; выпадение кислотных осадков, особенно в зимний период.

Гранулометрический состав почв оказывает большое влияние на почвообразование. От гранулометрического состава почв и почвообразующих пород в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве. В результате в одних и тех же природных условиях на породах разного гранулометрического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами.

В профиле дерново-глсеподзолистой почвы преобладают фракции мелкого песка -0,25-0,05мм и крупной пыли - 0,05-0,01мм. Содержание илистых частиц незначительно - 4,968,48%, при этом наблюдается нисходящее перераспределение илистых частиц (из подзолистого горизонта А2 в иллювиальный горизонт В). Преобладание фракции песка обуславливает супесчаный гранулометрический состав и высокую водопроницаемость почвенного профиля. В дерново-подзолистой почве в гумусовом горизонте наблюдается накопление илистых частиц и физической глины. Развитие процесса гумусонаконления формирует легкосуглинистый механический состав гумусового слоя. Наличие признаков оподзоливания проявляется в уменьшении илистых частиц и накоплении фракций мелкого песка и крупной пыли в горизонте А2 в сравнении с гумусовым горизонтом.

1 - Валовый химический состав почв (% на прокаленную навеску)

Глубина взятия образца, см 8Ю2 Ре203 А120, СаО 8Ю, ЯгОз 8Ю, А1203 ШОг Ре203 АЩ Ре20з

дерново-глееподзолистая почва иллювиально-п'мусовая

10-20 90.28 0,83 2,16 0,08 0,03 30,19 42,05 108,7 2,60

30-40 89,03 1,04 3,18 0,15 0,04 21,10 28,13 85,6 3,05

60-70 88,44 1,36 3,47 0,25 0,13 18,31 25,49 65,03 2,55

75-85 89,76 1,48 2,63 0,36 0,27 21,83 34,13 60,65 1,78

дерново-подзолистая почва

0-20 82,54 2,43 6,80 0,31 0,18 8,94 12,14 33,97 2,8

20-30 88,66 0,95 4,16 0,16 0,09 17,35 21,31 93,33 4,37

35-45 90,83 1,69 6,53 0,18 0,13 11,05 13,9 53,75 3,86

50-60 91,27 3,0 5,12 0,36 0,13 11,24 17,83 30,43 1,70

70-80 93,34 3,05 3,70 0,20 0,9 13,83 25,23 30,6 1,21

В зависимости от типа почвообразования происходят изменения в содержании и перераспределении различных химических элементов по профилю почвы и дифференциации ее на горизонты с определенным химическим составом.

Данные валового химического состава дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава подтверждают дифференциацию профилей исследуемых почв. Они наглядно показывают обогащенность кремнеземом верхних горизонтов и всего почвенного профиля почвы. Перераспределение полугорных окислов железа и алюминия имеет иллювиальный характер, т.е. наблюдается их перемещение и накопление в иллювиальном горизонте. В связи с развитием элювиального процесса отмечается вынос оснований кальция и магния в нижние горизошы почвы.

Особенности минералогического состава почвообразующих пород оказывают существенное влияние на физико-химические свойства. Почвы подзолистого типа па песчаных, супесчаных почвообразующих породах характеризуются невысокой емкостью обмена, низкой насыщенностью основаниями, кислой реакцией и малой буферностью.

Дерново-подзолистые почвы отличаются низкой гумусированностью. Если в глееподзолистой почве содержание гумуса составляет 1,17% в 7см слое почвы, то в дерново-подзолистой 2,18% гумуса в 27 см гумусово-аккумулятивном слое, что свидетельствует об усилении гумусонакопления в этих почвах. Легкие почвы обладают низкой емкостью поглощения и очень низким содержанием обменных оснований - 2,6 мг-экв/100г в подзолистой и 3,8 мг-экв/100г в дерново-подзолистой почве. Низкая сорбционная емкость этих

почв обуславливает высокую миграцию веществ по почвенному профилю. В связи с тем, что подзолистые почвы сосново-мохового леса характеризуются развитием элювиально-глеевого процесса, отмечается характерный вынос органических веществ и оснований в нижние горизонты почвы, что подтверждайся данными анализа подзолистой почвы. На глубине 7585см содержание гумуса составляет 0,87%, а сумма обменных Оснований достигает 7,0 мг-экв/ЮОг почвы. Развитие элювиально-глеевого процесса приводит к накоплению Ре203 на глубине 75-85см. Глсеподзолистые почвы отличаются повышенной кислотностью рН 4,7-4,9, среднекислой средой и сильной не насыщенностью основаниями 51-62% в верхних горизонтах. Насыщенность основаниями увеличивается в нижних горизонтах, куда выносятся основания Са и и органические вещества -76-80%.

2 - Содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг (2005-2007гг.)

№ п/п Глубина, см Си Хп N1 Со РЬ Мо С(1

Дерново-глееподзолистая почва

1 0-10 4.0' 0,04" М 0,52 6£ 0,11 1.56 0,05 4.34 0,12 7.96 0,3 0.28 0,008

2 20-30 £0 0,03 10 0,74 5^0 0,13 1.48 0,05 3.21 0,2 6.54 0,3 0.19 0,007

3 60-70 10 0,09 ТА 0,11 йЛ 0,06 1.34 0,05 2.15 0,2 5.18 0,3 0.11 0,006

4 75-85 10 0,05 11,0 0,40 ¿л 0,08 1,49 0,05 1.75 0,2 4.36 0,3 0.12 0,005

Дерново-подзолистая почва

5 2-10 М 0,08 м 0,33 6Л 0,12 1.78 0,05 4.78 0,4 8.54 0,3 0.29 0,001

6 10-20 Ш 0,12 11.0 0,44 Ш 0,05 1,51 0,05 3.96 0,2 7.32 0,3 0.21 0,008

7 30-40 м 0,04 11,0 0,16 м 0,06 1,27 0,05 3.17 0,2 6.78 0,3 0.15 0,008

8 45-55 10 0,03 10.0 0,19 м 0,05 1.14 0,05 2.96 0,2 4.56 0,3 0.11 0,008

9 70-80 10 0,19 2Л 0,20 ш 0,05 1,78 0,05 Ш 0,2 3.78 0,3 0.13 0,007

- валовая форма, - подвижная форма

В дерново-подзолистых почвах интенсивность развития подзолистого процесса

значительно ослабевает, поэтому реакция среды становится слабокислой рН 5,0 выше степень насыщенности -50-60%. Величина гидролитической кислотности невысокая и в подзолистых, и в дерново-подзолистых почвах, высокая она в перегнойно-аккумулятивном горизонте почв -2,2-2,3 мг-экв/100г. Кислая среда обуславливает накопление в составе гумусовых веществ почвы фульвокислот, обладающих высокой миграционной способностью.

Распределение валовых форм тяжелых металлов в почвах Орловского Полесья подтверждает закономерности элювиально-глеевого процесса, отмечается перераспределение металлов, как в профиле самой почвы, так и в иллювиальном горизонте.

Следует отметить, что подвижность цинка в условиях более кислой среды возрастает и составляет 5,7-10% от валового содержания, подвижность никеля достигает 1,5-2,6 % от валовых количеств этих металлов в глееподзолистой почве. В условиях дерново-подзолистой почвы возрастает подвижность меди до 6,3% от валового количества, цинка и никеля в иллювиальном горизонте. В условиях подзолистой почвы с моховой подстилкой в верхнем части почвы идет накопление в ней подвижных форм свинца, количество которых достигает 0,12 мг/кг или 11,4% от валового содержания.

В почвах подзолистого типа легкого гранулометрического состава резко возрастает подвижность тяжелых металлов.

Кислая среда, низкая гумусированность и нисходящий ток воды способствуют образованию подвижных форм тяжелых металлов и их миграции в профиле почв. Степень

подвижности меди выше в дерново-подзолистой почве, а степень подвижности цинка, никеля, свинца выше в дерново-глееподзолистой почве.

Тсрр1ггория гослесфонда подвергнута радиоактивному зшрязнению, 2/3 территории которой имеет плотность загрязнения до 2 Ки/км2, 26% территории характеризуются повышенным фоном радиоакпшного загрязнения с плотностью загрязнения до 5 Ки/км2. Проведенные нами исследования изменения плотности загрязнения дерново-подзолистой почвы на территории национального парка «Орловское полесье» показали, что плотность загрязнения дерново-подзолисгой почвы радионуклидами зависит от гранулометрического состава почвы.

3 - Влияние лесозащитных насаждений на накопление радионуклидов в дерново-подзолистой _почве, Бк/кг_

Глубина взятия образца, см Плотность загрязнения

Мин. Макс. Средн.

0-10 214» 277** 282* 342** 250* 301**

20-30 197* 231** 257* 303** 231* 285**

• - супесчаная, ** - суглинистая.

Так, наибольшая концентрация радионуклидов сосредоточена в слое лесной подстилки и грубогумусного горизонта дерново-подзолистой почвы и колебалась в пределах 214-282 Бк/кг в супесчаном гранулометрическом составе и уменьшалась на глубине 20-30 см до 197-257 Бк/кг. Утяжеление гранулометрического состава почвы приводило к увеличению плотности загрязнения Св-137 до 277-342 Бк/кг в слое лесной подстилки, что в 1,2-1,3 раза превышало плотность загрязнения супесчаной почвы. С глубиной в профиле почвы содержание радионуклидов снижалось и на глубине 20-30см гумусо-элювиального слоя почвы концентрация радионуклидов составила 231-303 Бк/кг. Можно сделать вывод что характер распределения радионуклидов зависит от гранулометрического состава почвы и ее способности к поглощению, а также от характера произрастающей растительности.

Специфика распределения радионуклидов по элементам лесного биогеоценоза определяет высокую способность леса задерживать и препятствовать распространению радионуклидов.

4 - Распределение радионуклидов С5-137 в различных частей дерева, Бк/кг

Порода дерева Ствол без коры КН Ствол с корой КН Кора КН Сучья КН Листья КН I КН

Сосна 6.1* 8,1** 0.02 0,03 11.4 14,1 0.04 0,05 63.4 89,0 0.25 0,30 12.0 14,0 0.05 0,05 21.7 26,1 0,08 0,09 0.44 0,52

Цуб 7.8* 8,9** О.ОЗ 0,03 12.6 14,5 0.05 0,05 60.2 78,8 3.24 0,26 10.5 11,0 3.04 0,04 23.4 28,7 3,09 0,10 0.45 0,48

Осина 6,5** 0,02 13,4 0,04 38,8 3,13 9,1 р,03 12,1 3,08 3,30

* - супесчаная дерново-подзолистая почва, ** - суглинистая

Как видно из данных таблицы интенсивность накопления радионуклидов зависит от породы дерева и его частей. Нами установлено, что хвойные деревья имеют наибольшую величину коэффициента накопления радионуклидов в коре дерева, достигающего 0,25-0,30 ед., в коре установлена самая наибольшая концентрация радионуклида - 63,4-89,0 Бк/кг, при этом, чем больше в почве исходное количество радионуклидов, тем большее количество их накапливается в растении. Самое низкое содержание радионуклидов обнаружено в стволе дерева-6,1-8,1 Бк/кг и самое наименьшее значение коэффициента накопления радионуклида-0,02-0,03 ед. пракшчески по всем изучаемым породам деревьев.

Интерес представляют данные по интенсивности накопления радионуклидов хвоей и листьями деревьев. Установлено, что накопление радионуклидов лиственными породами (дуб, осина) в листьях больше по абсолютному значению, чем в хвое сосны. По величине коэффициента накопления радионуклидов древесными породами их можно расположить в следующий ряд в порядке возрастания: осина < дуб < сосна. По интенсивности накопления

радионуклидов в разных частях дерева образуется следующий ряд в порядке возрастания: ствол < сучья < листья (хвоя) <кор&

Проведенные исследования интенсивности поглощения Се-!37 различными видами растений показали, что количество поглощенных радионуклидов зависит от свойств почвы и видового состава растений. Для легких по гранулометрическому составу почв характерна большая величина коэффициента перехода радионуклида из почвы в растение.

Из изучаемых травянистых растений наибольшей способностью к поглощению и накоплению в растительной массе радионуклида отличаются такие виды, как папоротник, разнотравье, подорожник, чистотел, хвощ. Меньшей избирательной способностью характеризуются такие виды растений, как ромашка полевая и медуница.

Почвенная биота является важным фактором развития почвообразовательных процессов и показателем экологическою состояния почв.

5 - Численность микроартропод (экз/м2)

I руппа, доминирующий вид"

микроарро Разрез 1

Разрез 2"

1. КОЛЛЕММБОЛЫ 1.1. Рокопла $иас1гюси1а1а 1.2. Нук^авЦига тапиЬпаНэ

1.3. 8тшШги5 т§ег

1.4. БттЦц-ш утсШ

1.5. №апига тивсогиш

901 315±25,6 300±25

397

2 КДЁ1ДИ

~520~

"37Щ-

Орибатида 1. СозтосЫошив 1апаЦш

2. Орр1е1а по\уа З.ОпЬайаас 5р (нимфа)

254±23,0 133±1,083

3141±67,6 2191±28,8

Гамазовые 1. Pergaшasus guisguilarum

266±23,0

Тарсонемоидные 1.Р^тер1югк1ае 5р.

333±1,083 333±1,083

Астигматические Тромбидиформныс

133*16,7 1421

333*1

—Ш1—

Всего микроартропод

Повышенное увлажнение и хвойно-моховая-лишайниковая растительность является неблагоприятными условиями обитания почвенных беспозвоночных, их численность составила 1482 экз/м2. В сообществе беспозвоночных доля коллембол составила 60,8% от общей численности или 901 экз/м2 с преобладанием вида ГЫзогша guadrюculata и Hypogastrura тапиЬпаНв. Доля клещей в группировке беспозвоночных составила 39,2% или 448 экз/м2 с преобладанием орибатид видов Со8тосЫоп1и8 кпаШв.

В осветленных лесных массивах в условиях дерново-подзолистых почв численность почвенных членистоногих возрастает в 3 раза в сравнении с подзолистой почвой и достигает 4137 экз/м2.

В структуре почвенных беспозвоночных доля коллембол резко сокращается и составляет 9,6 % от общей численности или 397 экз/м2. Преобладающим в группе мелких почвенных членистоногих являются клещи, на их долю приходится 91,4% или 3740 зкз/м2, причем подавляющее их большинство относилось к орибатидам вида ОкгшхМопни 1апаШ8, средняя плотность которых составила 2191 экз/м2 (58,6%). В группировке клещей увеличивается видовое разнообразие в дерново-подзолистых почвах и появление таких видов клещей, как гамазовые, тарсонемоидные и тромбидиформные, которые в подзолистых почвах отсутствовали.

Доля гамазовых составила 7%, тромбидиформных 8 %, тарсонемоидные 8%. У орибатид преобладающим видом был вид Созтоскопшв 1апаШ5 - 69%.

Численность почвенных членистоногих в дерново-подзолистой почве составляет 4137 экз./м2, а в лесном массиве на глееподзолистой почве 1482 экз./м2. В группировке преобладают клещи. В дерново-подзолистой почве практически отсутствовали коллемболы. Их численность составила 397 экз./м2. В видовом составе клещей по численности преобладали орибатиды, средняя плотность населения которых составляла 3141 экз/м2 (83%).

Таким образом, интенсивность протекания элювиально-глеевого процесса в почвах Орловского полесья приводит к значительным структурным перестройкам в организации системы видов почвенных беспозвоночных, что может быть использовано в качестве показателя оценки деградации почв под действием почвенных процессов, режимов и радиоактивного загрязнения.

3.1 Влияние лесозащитных насаждении на состав и свойства темно-серых лесных почв национального парка «Орловское Полесье».

В морфологическом отношении темно-серые лссныс почвы характеризуются наличием темно-серого с буроватым оттенком гумусового горизонта, значительной мощности 50-55 см, более слабой оподзолепностыо почвенного профиля. Из данных анализов следует, что почвы имеют среднесуглинистый гранулометрический состав с преобладанием фракции крупной пыли 0,05-0,01мм 40,68-54,24% (табл. 14). В профиле почвы наблюдается перемещение части физической глины из верхнего горизонта в иллювиальный горизонт, при этом отчетливо видно, что пахотные темно-серые лесные почвы обеднены частицами менее 0,01мм - 33,74% в сравнении с почвами под естественной растительностью - 38,32%.

Рассматривая данные физико-химических свойств темно-серой лесной почвы, можно отметить, что целинные почвы имели достоверно наибольшее содержание гумуса - 5,61%, большую величину гидролитической кислотности - 7,21мг-экв/100г, слабокислую среду рН 5,2-5,4. На пахотных почвах содержание гумуса достоверно снижается до 4,93%, но значительно снижается сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями, обеспеченность элементами в пахотных почвах выше, чем в почвах лесополосы.

6 - Накопление тяжелых металлов в темно-серой лесной почве

№п/п № разреза 1 лубина, см Си N1 Со РЬ Мо Сс1

Лесополоса

52 12 12-22 14.0* 0,2** 30.0 1,2 15.0 2,2 10 0,62 12.0 1.6 М 3,02 0.21 4,76

53 12 25-35 10.0 0,4 30.0 0,76 18.0 1,77 8.0 0,52 13.0 1,53 Ш 2,64 0.18 4,44

54 12 35-45 13.0 0,38 26.0 2,0 13.0 2,23 0,63 13.0 1,53 ТА 3.67 0.20 10,0

смеш 12 ш 0,25 28.0 05 15.0 1,93 ¿0 0,66 12.0 2,5 2л5 1,08 0.90 1,0

Пашня

54 13 0-20 13.0 0,38 27.0 2,0 14.0 1,78 10 0,7 13.0 1,53 У,5 2.94 0.27 7,4

55 13 20-30 10.0 0,3 24.0 1,5 14.0 1,64 м 0,6 12.0 1,58 41 3,15 0.25 8,0

56 13 40-50 16.0 0,18 33.0 0,84 25.0 0,92 11.0 0,39 18.0 0,94 2,88 0.23 ш

смеш 13 ш 0,33 26.0 2,27 14.0 1,71 &0 0,68 12.0 1,33 м 3,29 0.21 9,04

*- валовая форма, мг/кг.

**- степень подвижности тяжелых металлов,% от валового содержания

В профиле темно-серой лесной почвы валовое содержание тяжелых металлов превышает их количество в почвах подзолистого типа в 2-4 раза. Так, валовое содержание меди в верхнем гумусовом горизонте почвы лесополосы составляет 14мг/кг и закономерно снижается вниз по профилю почвы. Валовое содержание цинка достигает ЗОмг/кг, никеля 15 мг/кг, кобальта 7мг/кг, молибдена 9,6 мг/кг в гумусовом слое целинной почвы, содержание свинца возрастает до 12-13 мг/кг и в 2,76 раза превышает валовое количество свинца в почвах подзолистого типа. При сравнении валового содержания тяжелых металлов в темно-серой лесной почве лесополосы и пашни отмечается некоторое увеличение валовых количеств тяжелых металлов в иллювиальном горизонте пахотной почвы, что может быть связано с одной стороны, с большим поступлением тяжелых металлов с минеральными удобрениями и средствами защиты, с другой стороны, с образованием миграционных форм соединений органического вещества с ионами тяжелых металлов и более выраженным нисходящим выносом на пахотных почвах.

Большее содержание гумуса, слабокислая среда темно-серых лесных почв, возрастание поглотительной способности обусловливают изменение степени подвижности тяжелых металлов в исследуемых почвах.

Полученные результаты показали, что содержание подвижных форм меди, кобальта, молибдена и кадмия практически не отличается от абсолютных значений этих металлов в подвижной форме в подзолистых почвах легкого гранулометрического состава. Но в темно-серых лесных почвах значительно возрастает количество подвижных форм цинка и никеля.

Интерес представляют данные о степени подвижности тяжелых металлов в профиле темно-серых лесных почв. Как видно из данных таблицы, степень подвижности таких тяжелых металлов, как медь, цинк и кадмий, в пахотных почвах выше степени подвижности этих тяжелых металлов в почвах лесополосы. Так подвижность меди колеблется в пределах 0,2% в верхней части профиля до 0,385 в нижней части гумусового слоя, а в пахотном горизонте подвижность меди возрастает в 1,9 раза. Отмечается закономерное увеличение степени подвижности таких тяжелых металлов, как никель, кобальт, свинец, молибден, вниз по профилю почвы под лесными насаждениями, что свидетельствует об усилении под лесной растительностью таких почвенных процессов как элювиальный и лессиважа в распределении тяжелых металлов и образовании их миграционных форм.

Плотность загрязнения радионуклидом в темно-серых лесных почвах выше, чем в почвах подзолистого типа легкого гранулометрического состава. Причем в лесозащитных насаждениях плотность загрязнения и накопления радионуклида в лесной подстилке выше, чем в минеральной части почвы в 1,1-1,6 раза в зависимости от глубины взятия образца. С глубиной интенсивность накопления радионуклида снижалась, если в верхнем 10 -сантиметровом слое почвы концентрация радионуклида в лесополосе колебалась от 311 до 517 Бк/кг, то вниз по профилю на глубине 20-30 см количество радионуклида снижалось до 269345 Бк/кг.

7 - Влияние лесозащитных насаждений на накопление радионуклидов в темно-серой лесной

почве, Бк/кг

Глубина взятия образца, см Плотность загрязнения

Минимальная Максимальная Средняя

Лесополоса

0-3 344 532 496

10-20 311 517 387

20-30 269 345 305

Пашня

0-20 297 337 314

20-30 212 289 256

Интерес представляют данные по изменению концентрации радионуклида в пахотных темно-серых лесных почвах. Как видно из данных таблицы 18 концентрация радионуклида в пахотном слое почвы 'снижалась до 297-337 Бк/кг, что в 1,5 раза ниже концентрации радиоцезия в темно-серой лесной почве лесополосы. С глубиной содержание цезия-137 снижалось более интенсивно, чем в профиле почвы под лесозащитными насаждениями. Можно сделать вывод, что более гумусированные темно-серые лесные почвы среднесуглинистого гранулометрического состава, как почвы с меньшей выраженностью оподзоливания, обладают выраженной способностью к большему накоплению радионуклидов в гумусовом слое почвы. Хозяйственная деятельность связанная с нарушением почвенного покрова создает опасность миграции радионуклидов за пределы загрязненной зоны. Интенсивная механическая обработка пахотных почв, внесение удобрений, большая кислотность и ежегодное отчуждение биомассы растений с урожаем, влияние лесозащитных насаждений в улучшении микроклимата способствуют снижению плотности радиактивного загрязнения почвы.

На накопление радионуклидов лесной растительностью из почвы влияют свойства почв и биологические особенности растений.

Произрастающая лесная растительность оказывает влияние на перераспределение радионуклида ¿5-137 в различных частях деревьев, произрастающих в лесозащитных

насаждениях. Наибольшей способностью к накоплению радионуклидов и переходу их из почвы в растения обладает лиственница, для этого вида древесных насаждений характерен самый высокий коэффициент накопления радионуклида цезия-137 - 0,307. Отмечено, что характер накопления радионуклида разными частями дерева различный, больше всего накапливается радионуклида в хвое - 54,3 Бк/кг и коэффициент накопления 0,14 ед., затем по степени накопления выделяется кора деревьев, где коэффициент накопления составил 0,065 ед.; затем по степени накопления выделяются сучья деревьев, меньшая загрязненность радионуклидами установлена для стволов деревьев. Из исследуемых древесных пород в лиственных породах - дуб и осина, самый наибольший коэффициент накопления установлен в коре деревьев - 0,107 (осина) и 0,126 для дуба, однако суммарный коэффициент накопления немного уступает по абсолютному значению коэффициенту накопления радионуклида в лиственнице. По интенсивности накопления радионуклида в лесных породах изучаемые виды можно расположить в следующий ряд: лиственница > дуб > осина.

Для темно-серых лесных почв лесополосы характерна разная степень перехода радионуклида Cs-137 в травянистые растения, самое наибольшее накопление радионуклида характерно для подорожника Кн = 0,106, а Кп-3,55 ед., затем по интенсивности накопления радионуклида выделяются чистотел и хвощ, коэффициент накопления составляет 0,053-0,057, а коэффициент перехода 1,78-1,92, самое меньшее накопление радионуклида отмечается для растений ромашки и медуницы - 0,022-0,026, а коэффициент перехода 0,76-0,87 ед.

Оценивая природные экосистемы лесозащитных насаждений по миграционной подвижности радионуклида Cs-137 по интегральному показателю коэффициенту перехода радионуклида из почвы в растения можно сделать вывод, что чем полнее радионуклиды закрепляются почвенно-поглощающим комплексом, тем в меньшей степени они вымываются осадками и мигрируют в почвенном профиле и в относительно меньших количествах поступают в растения.

По данным люминисцснтной микроскопии при загрязнении тяжелыми металлами и радионуклидами численность мелких почвенных членистоногих на пахотных темно-серых лесных почвах была в 2,4 раза ниже численности беспозвоночных под лесозащитными насаждениями. Из 5966 экз/м2 микроартропод на пашне 77,7 % составляли клещи - 4634 экз/м2, причем подавляющее большинство относилось к орибатидам с доминированием вида Cosmochtonius lanatus (62,2%) и Oribatidae sp (нимфа)- 37,8%. Средняя плотность гамазовых клещей достигала на пашне 1393 экз/м2 или 30,1% от общей численности клещей, средняя численность тромбидиформных клещей составила 333 экз/м2, а численность астигматических клещей была в 2 раза выше.

Плотность коллембол на этом участке пашни была низкой - около 1332 экз/м2 с преобладанием вида Neanura muscorum (90,1%).

На территории лесозащитных насаждений под разнотравьем численность микроартропод в гумусовом горизонте темно-серой лесной почвы резко возрастала до 14177 экз/м2. В соотношении групп мелких почвенных членистоногих в сравнении с видовым составом клещей и их численностью в пахотных почвах происходили значительные изменения: во-первых, резко увеличилось видовое разнообразие клещей с преобладанием группы орибатид вида Oppiela nowa (22,15% от общей численности клещей) и гамазовых клещей с доминирующим видом Pergamasus guisguilarum (17,2%), доля тромбидиформных и астигматических клещей составила 25,5% от общей численности, во вторых возрастало видовое разнообразие коллембол. Среди ногохвосток доминировали виды Sminturus viridis -2836 экз/м2 и Sminturus niger - 2700 экз/м2.

Более благоприятные условия, складывающиеся в почвах под естественной растительностью в лесозащитных насаждениях, способствовали увеличению биологической активности почвы. Установлено увеличение видового разнообразия почвенных беспозвоночных и их численности.

Такие виды коллембол как Neanura muscorum, орибатид Oribatidae sp (нимфа) являются индикаторами экологического состояния почв, подвергшихся деградации под действием механической обработки, внесения минеральных удобрений, использования средств защиты растений и воздействия радиационного излучения.

3.2 Влияние лесных насаждений и производственной деятельности человека на состав и свойства серых лесных почв опытного участка Волховского лесничества.

Изучение влияния лесных насаждений на распределение тяжелых металлов и цезия-137 в профиле серых лесных почв проводили на двух опытных участках под пологом лесозащитных насаждений и на пахотных землях, прилегающих к лесным насаждениям, показало, что серые лесные почвы низко гумусированны, ненасыщенны основаниями.

8 - Физико-химические свойства серой лесной почвы

Глубина, см рНка ^оен Нг V, % Гумус, % Р205 к2о Физическая глина, %

м-зке/!00г м-экв/ЮОг

Пашня

0-20 5,5 19,8 2,12 90,32 2,42 10,0 8,0 35,20

20-30 5,4 19,2 1,25 93,88 2,14 9,0 7,5 33,75

30-40 5,0 15,3 0,99 93,92 0,97 7,0 7,2 32,55

60-70 5,3 15,0 0,75 95,23 0,57 7,5 7,0 37,78

Лесополоса

2-12 5,0 16,2 2,48 86,72 2,62 7,2 8,5 35,54

12-22 4,9 14,5 2,55 85,04 2,58 8,0 9,0 34,85

25-35 4,9 14,0 1,04 93,08 2,35 8,5 7,7 32,10

40-50 5,2 14,5 0,96 93,79 1,02 - - 33,29

70-80 5,5 14,8 0,80 94,87 0,42 - - 38,78

Механическая обработка и внесение минеральных удобрений приводят к снижению содержания гумуса в пахотных почвах и выносу илистых частиц из пахотного горизонта в иллювиальный горизонт профиля почвы.

В серой лесной почве под естественными растительными группировками, формирующимися в лесозащитных насаждениях, увеличивается содержание гумуса, несколько снижается интенсивность элювиирования частиц физической глины, но повышается кислотность среды.

Распределение тяжелых металлов в серых лесных среднесуглинистых почвах отличается от степени накопления и распределения исследуемых металлов в профиле дерново-подзолистых и темно-серых лесных почв. Как видно из данных таблицы 23, в серых лесных почвах возрастает валовое содержание цинка в пахотном слое - 3,12 мг/кг и в слое лесной подстилки в почвах лесозащитных насаждений - 5,26-5,88 мг/кг, значительно увеличивается содержание никеля, кобальта, свинца, молибдена и кадмия, как в пахотном, так и целинных серых лесных почв в сравнении с дерново-подзолистыми почвами. При этом в гумусовом слое идет накопление валового содержания цинка, кобальта, кадмия, молибдена и свинца. Процессы перераспределения в профиле почвы характерны для таких металлов, как медь и никель.

9 - Содержание тяжелых металлов в профиле серых лесных почв в мг/кг __(средние за 2005-2007гг)_____

№п/п № разреза Глубина, см Си № Со РЬ Мо са

Пашня

65 17 0-20 4,05* 25 19 4,35 17,8 27,54 10

4,44** 1,56 1,53 2,53 0,9 0,33 0,32

66 17 20-30 2.93 5 17 4.01 18.3 25.63 0,98

6,14 8,4 1,59 2,49 0,98 0,31 0,32

67 17 30-40 2.68 13 21 3.79 20.0 24.12 1,05

5,22 3,08 1,29 2,64 0,8 0,29 0,18

68 17 60-70 7,05 5 12 3,98 17.88 24,67 0.86

2,83 8,0 1,83 1,76 1,12 0,36 0,28

смеш 17 2,73 20 25 4,28 20,00 26.78 1,75

5,86 1,85 , 0,96 2,10 0,8 0,29 0,17

Лесополоса

69 18 0-4 2,38 42.12 20,0 4,25 20,05 25.6 0.95

8,4 0,99 1,1 1,65 0,89 0,31 0,32

70 18 2-12 2.11 21.05 33,0 3,96 40.1 22.7 2,38

9,0 1,81 0,67 1,77 0,13 0,31 0,11

71 18 12-22 3,05 9,75 24,0 3,78 20,5 20.9 0,89

4,59 3,38 0,92 2,12 0,63 0,31 0,30

72 18 25-35 2,24 10,05 21,0 3,86 21,6 21.3 0,81

7,14 3,78 1,23 2,59 0,74 0,32 0.22

73 18 40-50 2.75 10,27 30.0 3.67 28.9 22.4 0.75

5,09 3,89 0,9 2,72 0,69 0,35 0,39

74 18 70-80 3.98 9,54 28,0 2.88 9^8 25,7 0,83

4,02 4,4 0,82 3,47 1,06 0,32 0,36

смеш 18 3.75 47.05 33,1 4,05 31.2 28,6 2,38

5,33 0,81 0,63 1,73 0,58 0,3 0,11

*- валовая форма, мг/кг; **- степень подвижности тяжелых металлов, % от валового содержания

В серых лесных почвах, занятых лесной растительностью, возрастает валовое содержание цинка, никеля, свинца и кадмия.

Почвенные условия не способствуют интенсивной миграции тяжелых металлов в профиле серых лесных почв. В пахотных почвах подвижность таких металлов как медь, кобальт, кадмий с глубиной профиля почвы снижается.

Подвижность цинка вниз по профилю пахотных почв возрастает, подвижность свинца и никеля в профиле почвы практически не изменяется.

Следует отметить, что в почвах, занятых лесными насаждениями, возрастает подвижносп> таких металлов как медь, цинк, кобальт. Так, если в пахотных серых лесных почвах количество подвижных форм меди колебалось в пределах 4,4-6,1%, то под лесными насаждениями процент подвижности достигал 4,0-9,0% от валового содержания, в пахотных почвах возрастает количество миграционноспособных форм цинка, степень подвижности этого металла достигает 1,56-8,4% от валового содержания, что в 1,5-2,2 раза превышает подвижность цинка в почвах под лесными насаждениями. Влияние лесных полос не проявляется в изменении степени подвижности по профилю почвы как на пашне. Так и под лесными защитными насаждениями для таких металлов, как свинец, молибден, кадмий.

10 - Влияние лесозащитных насаждений на содержание радионуклидов в серой лесной почве, __(Бк/кг) _

Глубина взятия образца, см Плотность загрязнения

минимальная максимальная средняя

пашня

0-20 331______ 408 341

лесополоса

0-4 374 582 559

4-25 319 539 432

Проведение исследований на серых лесных почвах среднесуглинистого гранулометрического состава под лесными насаждениями и пашни позволило установить интенсивность накопления радионуклида Сэ-137 почвой и различными видами растений.

Максимальное накопление радионуклида наблюдается в почвах, занятых лесозащитными насаждениями, причем наибольшее содержание радионуклида отмечается в слое лесной подстилки, где колебания в содержании радионуклида цезия-137 колеблется в пределах 374-582 Бк/кг, в минеральной части почвы содержание радионуклида снижается до 319-539 Бк/кг.

В пахотных почвах плотность загрязнения радионуклидами цезия-137 ниже в среднем в 1,3 раза и колеблется в пределах от 331 до 408 Бк/кг. Если сравнить изменение плотности загрязнения серой лесной среднесуглинистой почвы на пашне и под естественной лугово-травянистой растительностью, то можно сделать вывод о снижении уровня загрязнения почвы цезием-137.

Исследования показали влияние видовых особенностей растений на накопление радионуклидов. Минимальное накопление радионуклидов отмечено на пашне в зерне ячменя и

вегетативной массе многолетних бобовых трав. Естественная луговая, травянистая, растительность, произрастающая под пологом лесных насаждений, с разной интенсивностью накапливала радионуклиды. Максимальное накопление отмечается в вегетативной массе подорожника- 3,44 и сухостойном разнотравье - 4,81. По накоплению Cs-137 растения можно расположить в следующем порядке: разнотравье (сухостой) > подорожник > хвощ > чистотел > шиповник > малина > гриб белый > ромашка полевая > медуница.

Разными частями древесных пород поглощаются с разной интенсивностью радионуклиды. Осина отличается большей способностью к накоплению радионуклидов в коре дерева -0,50, у лиственницы максимум накопления радионуклида в хвое, а у дуба в коре и листьях.

Таким образом, можно сделать вывод, что лесозащитные лесные полосы, выполняя свои защитные функции в борьбе с эрозией, накоплении влаги, улучшении теплового режима почвы, обуславливают перераспределение радионуклидов в почвах под лесозащитными насаждениями и на пашне.

Проведенные нами исследования по изучению численности и видового разнообразия почвенных беспозвоночных показали различия в численности и видовом разнообразии коллембол в пахотных серых лесных почвах и почвах лесозащитных насаждений (табл.30). Наибольшая численность в структуре микроартропод почвенных беспозвоночных установлена для группы клещей в целинных почвах, где их численность достигала 24,9 тыс. экз/м2 и в 1,8 раза превышала количество клещей в пахотных почвах. Для серых лесных почв под лесными насаждениями отмечено большое видовое разнообразие клещей с преобладанием орибатид (49,1%) - 12,3 тыс. экз/м2 и доминированием видов Cosmochtonius lanatus, Carabodes reticulatus, Protoribates sp.. Группа торсонемоидных клещей по численности составляла 38,6% или 9,6 тыс. экз./м2, с доминированием вида Pugmephoridae. На долю астигматических и тромбидиеформных клещей приходится 10,8 %.

На пахотных серых лесных почвах численность клещей снижалась до 13,9 тыс. экз. / м2, при этом изменялась структура и видовое разнообразие клещей. Отмечено преобладание группы орибатид (72,6%) или 10,1 тыс. экз/м2 с доминированием только одного вида Cosmochtonius lanatus. В группе тромбидиеформных клещей преобладал только один вид Naporehaestes Sp. (14,3%), а также установлено присутствие гамазовых клещей вида Uropoda orbicularis (10,8%).

Численность коллембол на пашне достигала 0,4 % от общей численности членистоногих, а под лесными насаждениями увеличивалась до 1,6 %.

Рассматривая распределение макрофауны на пахотных серых лесных почвах и под лесными насаждениями, можно отметить, что общая численность крупных педобионтов под лесными насаждениями составила 20,75 ± 4,22 экземпляров на одну пробу, а на пашне 17,5 экземпляров. В их сообществе установлены представители 6-ти групп крупных почвенных животных. В сообществе на пашне преобладал пашенный червь - 32,2 %, на долю молодых червей приходилось 35,0 %. Количество большого красного выползка достигало 2 ± 0,95 экземпляров на пробу, маленького красного выползка было в 3,2 раза меньше. Личинки насекомых составляли 2,5 ± 0,59 экземпляров на пробу, а многоножки 0,25 экземпляров на пробу.

В целинных серых лесных почвах, защищенных лесозащитными насаждениями, несколько возрастает общая численность макрофауны до 22,38 ± 3,6 экземпляра на пробу. В их сообществе преобладали молодые черви 7,75 экз. или 37,3%, а также пашенный червь и большой красный выползок - 44,6%. Малый красный выползок практически отсутствовал -0,13 экземпляров на пробу. Отмечается некоторое увеличение личинок насекомых и многоножек в почвах под лесополосами - 4 экземпляра на 1 пробу или 19,3%.

11 - Распределение макрофауны в серых лесных почвах

Виды Лесополоса Пашня

1 II 1

Большой красный выползок 4,63±0,93 4,13±0,96 2±0,95

Пашенный 4,63±1,5 11,13±1,96 5,63±1,67

Малый красный выползок 0,13±0,12 1,25±0,29 0,63±0,39

Молодые 7,75±2,6 2,13±0,65 6,13±1,59

Всего червей на глубине 0-30 17,14±3,4 18,63±2,77 14,75±3,5

Личинки б/п 3,25±1,04 2,63±0,53 2,5±0,59

Многоножки 0,75±0,23 1,13±0,6 0,25±0,23

Всего особей на глубине 0-30 20,75±4,22 22,38±3,6 17.5±3,89

По профилю почвы представители макрофауны распределяются неравномерно: в

пахотных почвах наибольшая заселенность отмечается в слое 10-20 см почвы, а в почвах под естественной растительностью равномерное распределение по слоям почвы 0-10 и 10-20 см. При этом на пашне установлено резкое сокращение численности макрофауны в подпахотном горизонте на глубине 20-30 см.

Таким образом, изменение структуры почвенных членистоногих и макрофауны свидетельствуют о степени влияния лесозащитных насаждений на состояние экосистем при интенсивном антропогенном воздействии.

3.3 Влияние удаленности лесозащитных насаждений на содержание радионуклида цезия-137 в серых .тесных почвах и растениях.

Комплексное изучение влияния лесозащитных насаждений на распределение радионуклидов в почве и растениях показали прямую зависимость между содержанием радионуклида в растениях и его содержащем в почвах и удаленностью лесополосы от объекта исследования.

Приведенные данные в таблице 32 показывают, что радиационное загрязнение территории оказывает влияние на концентрацию радионуклида в почве. Так, содержание радионуклида цезия-137 в серой лесной суглинистой почве на территории с повышенным радиационным фоном (5-25 Ки/кг) в 1,5-1,8 раза превышает содержание радионуклида в темно-серых лесных почвах, расположенных на территории с пониженным радиационным фоном (1-5 Ки/кг). При этом установлено влияние лесозащитных насаждений на накопление радионуклида в почве и его миграцию в профиле почвы. Установлено, что наименьшая концентрация радионуклида в почве отмечается в центре лесополосы, где накапливается большее количество влаги и создаются условия как для внутрипрофильного выноса радионуклида, так и поглощения радионуклида корневыми системами растений.

Травянистая растительность, развивающаяся под пологом леса, в меньшей степени накапливает радионуклиды цезия-137 как в наземной части - 35,6 и 15,8 Бк/кг, так корневой массе - 260,3 и 196,7 Бк/кг. Но растения, незащищенные лесным покровом, интенсивно поглощают и накапливают радионуклиды как в наземной, так и подземной частях растения, то есть растворимые формы радионуклида поглощаются из почвы корнями растений и легко переносятся в растительных тканях. Так, на расстоянии 5м от лесополосы содержание радионуклида в сухостое составило 480,5 Бк/кг, а корнях - 401,8Бк/кг, такая закономерность прослеживается и в оврагобалочной лесополосе - 374,6 и 236,04 Бк/кг соответственно.

Меньше накапливается радионуклида в стволах деревьев, так масса опилок дуба и березы имела самую низкую концентрацию радионуклида.

12 - Накопление радионуклида цезия-137 в компонентах лесных насаждений, Бк/кг

Объект исследований Центр лесополосы Расстояние до лесополосы, м

5 | 10 | 50 | 100

Серая лесная почва Волховское лесничество Полезащитная лесополоса, плотность загрязнения 5-25 Ки/кг

0-10 см 395,8 453,5 436,5 474,2 604,8

10-20 см 316,4 404,4 403,5 448,5 540,2

20-30 см 260,4 377,5 361,5 369,2 529,2

Разнотравье (сухостой) 35,6 480,5

Корни 260,3 401,8

Опилки дуба 17,3 16,1

Опилки березы 18,8 18,4

Темно-серая лесная почва Льговское лесничество Оврагобалочная лесополоса, плотность загрязнения 1-5 Ки/кг

0-10 см 282,25 302,1 291,6 316,6 336,6

10-20 см 226,25 269,6 269,75 299,75 300,25

20-30 см 186,75 251,75 241,6 246,1 294,1

Разнотравье (сухостой) 15,8 374,6

Корни 196,7 236,04

Опилки дуба 14,2 13,1

Опилки березы 16,0 15,8

На территории пашни, защищенной полезащитными лесополосами, с увеличением

удаленности лесополосы возрастает концентрация радионуклида в почве, так на расстоянии 100м от лесополосы содержание радионуклида возрастает до 604,8 Бк/кг, что в 1,53 раза превышает концентрацию радионуклида в почве в центре лесополосы и в 1,3 раза в почве у края лесополосы. В такой же закономерности изменяется концентрация радионуклида в профиле почвы. Можно сделать вывод, что в лесополосе более выражена миграция радионуклида в профиле и за его пределами, а с увеличением удаленности лесополосы миграционные потоки снижаются и создаются условия для аккумуляции радионуклида в профиле почве и поступления их в растения.

Для оврагобалочных территорий, покрытых луговой растительностью, также отмечается заметное возрастание концентрации радионуклида в профиле почвы с удалением от лесополосы, как и накопление радионуклида в наземной фитомассе и корневой массе луговых растений. Коэффициент перехода радионуклида из почвы в растение достигает 1,24 (наземная часть) и 0,94 (корни).

Накопление радионуклида в растении зависит от видового состава растений. Корневая система разнотравья с преобладанием пырея, осота, зверобоя, тысячелистника, мать и мачехи обуславливает накопление радионуклида и его активное поглощение, коэффициент перехода составляет 1,06 ед.

Значительное влияние на накопление цезия-137 в травостое оказывает режим увлажнения, наиболее выраженный и контрастный, в оврагобалочной сети.

Таким образом, лесозащитные насаждения оказывают значительное влияние на микроклимат межполосных территорий и создают благоприятные условия для снижения концентрации радионуклидов в почве. Лесная подстилка и почва являются мощным активным поглотителем радионуклидов. Они способны их трансформировать и прочно связывать, снижая поступление в растения, почвенно-грунтовые воды и их миграционную способность.

Интеграция регрессионных моделей позволила оценить роль различных факторов, обуславливающих изменчивость накопления радионуклида и подвижных форм тяжелых металлов в почвах. Установлено, что к факторам, регулирующим плотность загрязнения цезием-137 серых лесных почв, относятся гранулометрический состав (содержание физической глины) и содержание гумуса. При этом главная роль в закреплении радионуклида принадлежит минеральным коллоидам.

3.4 Влияние радиоактивного загрязнения на семенную продуктивность и всхожесть семян сосны.

В зависимости от зоны загрязнения и накопления цезия -137 выявлены в разной степени выраженные повреждения древостоев сосны и березы. Установлен некроз (побурение) края листа березы и кончиков хвои сонны на территориях с пониженным радиационным фоном. В зонах высокого уровня радиационного загрязнения увеличивается степень и доля некрозированной части листа березы и хвои, что приводит к увеличению числа суховершинных деревьев, снижению их прироста и разреживанию кроны.

щщ

2 3

Рис.1. Шишконостность сосны в зонах Рис. 2. Всхожесть семян сосны в радиоактивного загрязнения. Плотность радиоактивно загрязненных территориях загрязнения: 1- 2-5 Ки/км2; 2 -1-2 Ки/км2; 3- 0-1Ки/км

71 в I !|

..................................*....................... ......о 4 -.......................

2 3 1

Воздействие радиации проявляется в изменении семенной продуктивности. В условиях высокого уровня радиационного загрязнения снижается семенная продуктивность популяции, что связано с нарушением процессов опыления. Нами установлено закономерное снижение шишконостности (2-3 балла) и выхода семян на шишку (5-10 шт), но установлено повышение всхожести семян на 90%.

В зоне высокого уровня радиоактивного загрязнения в сосновых насаждениях сокращается число видов типичных лесных растений. По мерс снижения радиационного фона возрастает встречаемость и видовой состав подлеска и лесных растений.

3.5 Влияние удобрительных свойств отходов производства (шлаки, осадок сточных вод) и природных цеолитов на приживаемость и рост сеянцев древесных культур.

Экологически сбалансированное озеленение урбанизированных территорий позволяет повысить уровень техносферной безопасности населения урбанизированных территорий.

При этом необходимо в первую очередь учесть два основополагающих момента:

- способность зеленых насаждений предотвращать или сглаживать отрицательное воздействие техногенных источников на население урбанизированных территорий;

- приспособленность самих растений, используемых для зеленого строительства, к условиям конкретного участка техносферы для формирования устойчивых насаждений.

В связи с этим нами было изучено влияние удобрительных свойств шлаковых отходов, осадка сточных вод г. Орла и природных цеолитов на рост и развитие сеянцев дуба черешчатого, клена остролистный и сосны обыкновенной.

Опыты заложены на светло-серой лесной легкосуглинистой почве, характеризующейся очень низким содержанием гумуса 0,66-1,95%, высокой кислотностью рН 4,2-4,9, низкой величиной емкости поглощения 12,1-13,6 мг-экв./100г. и степени насыщенности основаниями 78,3%.

13 - Влияние отходов производства (шлаки, осадок сточных вод) и природных цеолитов на

высоту сеянцев древесных культур (см)

Варианты опыта Дуб черешчатый Клен остролистный Сосна обыкновенная

2006г 2008г За 2 года 2006г 2008г За 2 года 2006г 2008г За 2 года

1. Контроль (без удобрений) 16,8 59,2 76,0 30,9 84,2 115,1 18,3 75,4 93,7

Шлак +цеолит (1:1) 20 т/та 17,4 66,5 83,9 32,5 90,9 123,4 18,6 87,9 106,5

Шлак+цеолит+ ОСВ (1:1:1) 30 т/га 17,8 68,4 86,2 33,8 98,3 132,1 17,2 103,7 120,6

Шлак +цеолит+ОСВ (1:1:2) 40 т/га 18,5 71,1 90,2 34,0 105,4 139,4 15,9 95,2 111,1

Шлак +цеолш+ОСВ (1:1:3) 50 т/га 22,0 75,8 97,8 37,5 110,5 148,0 14,8 90,5 105,3

НСРо5 1,01 1,22 1,87 1,05 1,21 1,92 1,03 1,29 1,95

Сеянцы клена остролистного проявили слабую отзывчивость на прямое действие сочетания шлаковых отходов с цеолитами (1:1), в первый год внесения прирост сеянцев клена увеличился на 1,6 см или 5,2 % в сравнении с контролем. Последействие удобрительной формы приводило к достоверному увеличению высоты сеянцев клена в сравнении с контролем на 6,7 см или 7,96 %.

Сеянцы сосны не проявили отзывчивости на внесение шлаковых отходов в сочетании с цеолитами. Высота сеянцев была практически на одном уровне с контролем, в последействии прирост сеянцев сосны в этих условиях увеличивался, и к 2008 году высота сеянцев составила 87,9 см в среднем, что на 16,6 % превышало высоту сеянцев сосны контрольного варианта. Интерес представляют удобрительные формы, в которые был включен осадок сточных вод в возрастающих дозах.

Исследования показали, что включение в удобрительные смеси органно-минеральные вещества осадка сточных вод оказало значительное влияние на изменение условий

произрастания сеянцев и их отзывчивость на эти уровни вносимых соединений. Сеянцы дуба черешчатого и клена остролистного проявили высокую отзывчивость, как на прямое действие, так и последействие органо-минеральных удобрительных форм, при этом с увеличением дозы осадка сточных вод в три раза высота сеянцев дуба и клена возрастала на 30,9 % у дуба и на21,4 у клена в сравнении с контролем в прямом действии и на 28,0 % у дуба и 31,2 % у сеянцев клена в последействии. В сравнении с контролем рост сеянцев дуба черешчатого при внесении шлаковых отходов в сочетании с цеолитом и осадком сточных вод в соотношении 1:1:3 в дозе 50 т/га возрастал на 28,7 %, а сеянцев клена остролистного на 28,5 %.

Сеянцы сосны обыкновенной проявили высокую чувствительность на увеличение концентрации веществ в почве при внесении шлаков, цеолитов и осадка сточных вод и снижали прирост при прямом действии удобрительных форм в сравнении с контролем по всем вариантам опыта, при этом, чем выше доза осадка сточных вод, тем меньше прирост сеянцев. В последействии наибольший прирост сеянцев установлен при внесении шлаков, цеолитов и осадка сточных вод в соотношении 1:1:1 в этих условиях высота сеянцев достигала 103,4 см или 37,1% в сравнении с контролем. С увеличением в составе удобрительной формы дозы осадка сточных вод в три раза прирост сеянцев сосны снижался и составил в последействии 90,5 см или 20,1 % в сравнении с контролем, но был ниже на 14,3 % в сравнении с одинарной дозой осадка сточных вод и на 5,2 % уступал последействию удобрительной формы с двойной дозой осадка сточных вод.

Таким образом, в условиях интенсивного воздействия техногенных факторов наиболее целесообразно использовать такие виды древесных растений, как дуб черешчатый, клен остролистный для организации санитарно-защитных зон промышленных предприятий, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.

Расчеты экономического эффекта от действия исследуемых сочетаний шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов показали, что разные сочетания удобрительных смесей приводят к разным экономическим показателям на исследуемых породах. Наибольший экономический эффект на сеянцах сосны обыкновенной обеспечивает внесение шлака в сочетании с цеолитом (1:1), в этом варианте получен самый максимальный чистый доход- 19,1 тыс. руб., наибольшая приживаемость сеянцев и рентабельность- 127,1%, превышает, превышающая контроль на 38%. Внесение высоких концентраций органоминеральных удобрений под сосну ухудшало условия приживаемости сеянцев сосны обыкновенной и, как следствие, снижение экономического эффекта от внесения удобрений.

Высокую приживаемость сеянцев дуба и клена обеспечило внесение тройной дозы осадка сточных вод в сочетании с цеолитом и шлаком, приживаемость сеянцев достигла 100%, чистый доход возрастал до 11,4 тыс. рублей, а рентабельность до 86,9%.

Таким образом, использование удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов при посадке сеянцев лесных культур является экономически выгодным, решает проблему утилизации отходов производства и охраны окружающей среды.

ВЫВОДЫ

1. Анализ динамики агрохимических показателей пахотных серых лесных почв и почвенного покрова лесозащитных насаждений позволил установить, что наиболее значимые изменения, обусловленные их сельскохозяйственным использованием, затрагивают в основном пахотный горизонт. Влияние лесных насаждений проявляется в усилении процессов элювиирования и лессиважа в элювиально-иллювиальном типе распределения веществ по профилю почвы.

2. Фоновые значения тяжелых металлов в дерново-подзолистых, серых лесных почвах в большей степени варьируют в зависимости от типа и подтипа почв, гранулометрического состава, при этом валовое содержание таких металлов как медь, цинк, никель, свинец в темно-серых лесных почвах среднесуглинистого гранулометрического состава в 2-6 раз превышает их содержание в серых лесных почвах и дерново-подзолистых супесчаных почвах.

3. В почвах под лесозащитными насаждениями возрастает валовое содержание цинка, никеля, кобальта, свинца, молибдена слое лесной подстилки и гумусовом горизонте, процессы перераспределения в профиле почвы характерны для таких металлов как медь и никель.

4. Степень подвижности тяжелых металлов в профиле пахотных и целинных дерново-подзолистых почвах зависит от степени гумусированности, реакции среды гранулометрического состава и интенсивности проявления элювиальных и аккумулятивных почвенных процессов. Важная роль в образовании подвижных форм меди принадлежит реакции почвенной среды с ее увеличением возрастает подвижность металла.

5. В серых лесных почвах, занятых лесными насаждениями, возрастает подвижность таких металлов как медь, цинк, кобальт; в пахотных почвах возрастает количество подвижных форм цинка и никеля. Влияние лесных полос не проявляется в изменении степени подвижности по профилю почвы в сравнении с пашней.

6. На территориях с радиоактивным загрязнением накопление и распределение радионуклидов цезия-137 в профиле почвы и растениях зависит от удаленности лесозащитных насаждений, видового состава произрастающих древесно-кустарниковых и травянистых растений, гумусированности и гранулометрического состава почвы. Для серых лесных почв из уравнений регрессии установлено, что главная роль в закреплении радионуклида принадлежит минеральным коллоидам.

7. Лесозащитные насаждения оказывают значительное влияние на микроклимат межполосных территорий и создают благоприятные условия для снижения концентрации радионуклидов в почве. Лесная подстилка и почва являются мощным активным поглотителем радионуклидов. Они способны их трансформировать и прочно связывать, снижая поступление в растения, почвенно-грунтовые воды и их миграционную способность.

8. Установлено, что почвенные беспозвоночные являются индикаторами степени радиационного загрязнения почвы, такие виды коллембол как Ысапига тиБсогит и орибатвд вида ОпЬаШае ер. (нимфа) являются индикаторами экологического состояния почв, подвергшихся деградации под действием механической обработки, внесения минеральных удобрений, использования средств защиты растений и воздействия радиационного излучения.

9. Доказано воздействие радиации на изменение семенной продуктивности сосны, установлено снижение шишконостности (2-3 балла), выхода семян на шишку (5-10 шт) при повышении всхожести семян до 85-90%.

10. Использование удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов при посадке сеянцев лесных культур является экономически выгодным, т.к. обеспечивает высокую приживаемость сеянцев дуба и клена, повышает рентабельность производства до 86,9 %, решает проблему утилизации отходов производства и охраны окружающей среды.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Установленные количественные зависимости влияния лесозащитных насаждений на накопление и распределение тяжелых металлов и цезия-137 в профиле почвы и растениях природных и агроэкосистем использовать при решении вопросов увеличения доходности лесного хозяйства и выполнения комплекса лесовосстановительных, лесохозяйственных и лесоохранных работ.

2. Рекомендуется использование шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов при выращивании сеянцев и саженцев лесных культур с целью получения экологически устойчивых видов растений приспособленных к условиям конкретного участка техносферы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Степанова, Л.П. Влияние ливневых и производственных стоков ОСПАЗА на состояние и загрязнённость бассейна реки Ока/Л.П. Степанова, А.Л. Сергеев, A.B. Хохлова //Проблемы региональной экологии .-№5.-2005. -С. 112-118

2. Сергеев, А.Л. Экологическая эффективность лесозащитных насаждений в снижении загрязнения почв радионуклидами / А.Л. Сергеев, Л,П. Степанова // Плодородие.- №4 (37).-2007,- С. 24-26

3. Сергеев А.Л. Экологическая устойчивость серых лесных почв к факторам деградации/ А.Л. Сергеев, Л.П. Степанова, Е.И. Степанова// Вестник ОпечГЛV -№4 (13V август.- 2008. — С. 3032.

4. Сергеев, А.Л. Накопление и перераспределение радионуклида Cs -137 в почвах национального парка «Орловское Полесье» / А.Л. Сергеев// Земледелие.- №7. - С.25.

Издательство Орел ГАУ, 2008, Орел, Бульвар Победы, 19. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 135. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Сергеев, Анатолий Леонидович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФАКТОРОВОВ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВ И ПРИЕМОВ ВОСПРОИЗВОДСТВА ИХ ПЛОДОРОДИЯ.

1.1. Экологические проблемы использования земель, загрязненных радионуклидами.

1.2. Агроэкологическая оценка почв, загрязненных тяжелыми металлами.

2 МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Место и условия проведения исследований.

2.2. Методика исследований.

3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛЕСОЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИИ И НАКОПЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ В БИОЦЕНОЗАХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ И СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ.

3.1. Экологическая оценка лесных насаждений и почвенных процессов в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и Сб -137 в почвах национального парка «Орловское Полесье».

3.1.1 Гранулометрический и химический состав дерново-подзолистых почв национального парка «Орловское Полесье».

3.1.2. Влияние почвообразования и лесных насаждений на накопление тяжелых металлов в почвах.

3.1.3. Влияние свойств почв и лесных насаждений на накопление и перераспределение радионуклида Сб - 137 в почвах и растениях.

3.1.4 Влияние почвенных условий и лесных насаждений на состояние почвенной биоты.

3.1.5. Влияние лесозащитных насаждений на состав и свойства темно-серых лесных почв национального парка «Орловское Полесье».

3.1.6. Характер распределения валовых подвижных форм тяжелых металлов в профиле темно-серых лесных почв национального парка «Орловское Полесье».

3.1.7 Влияние свойств темно-серых лесных почв и лесозащитных насаждений на распределение радионуклида Сб -137 в почвах и растениях.

3.1.8 Влияние лесозащитных насаждений на состояние биоценозов темно-серых лесных почв.

3.2. Экологическая оценка влияния лесных насаждений на радиоактивное загрязнение и накопление тяжелых металлов в серых лесных почвах на примере Волховского лесничества.

3.2.1 Влияние лесных насаждений и производственной деятельности человека на состав и свойства серых лесных почв опытного участка Волховского лесничества.

3.2.2. Влияние лесных насаждений на накопление, распределение тяжелых металлов и радионуклидов в профиле серой лесной почвы.

3.2.3. Влияние лесозащитных насаждений, тяжелых металлов и радионуклидов на беспозвоночных животных серых лесных почв.

3.2.4.Оценка экологической емкости серых лесных почв в лесных и агроландшафтах.

3.3 Влияние удаленности лесозащитных насаждений на содержание радионуклида цезия-137 в серых лесных почвах и растениях.

3.4 Влияние радиоактивного загрязнения на семенную продуктивность и всхожесть семян сосны.

3.5 Влияние удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов на приживаемость и рост сеянцев лесных культур.

3.6 Экономический эффект от внесения шлаковых отходов, осадка сточных вод и природных цеолитов при посадке сеянцев лесных культур для создания лесного фонда.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая роль лесозащитных насаждений в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и радионуклидов в почвах северной лесостепи"

С геоэкологической точки зрения урбанизированные территории представляют собой исключительно сложный комплекс природных и техногенных объектов, для которого характерны собственные, не имеющие аналогов в биосфере, процессы. В первую очередь, это проявляется в увеличении интенсивности процессов миграции, концентрации и перераспределения вещества. Процесс урбанизации создает целый ряд экологических проблем, связанных, прежде всего, со сосредоточением значительного объема техногенных источников выбросов и сбросов загрязняющих веществ при резко увеличенной плотности населения.

В связи с непрекращающимся и интенсивным ростом городов необходимость ускоренного решения данных проблем для обеспечения безопасности жизнедеятельности городского населения совершенно очевидна. Одним из действенных способов хотя бы частичного разрешения проблем, связанных с урбанизацией, является экологически сбалансированное озеленение территорий населенных пунктов и их окрестностей.

Роль зеленых насаждений в создании благоприятной среды для безопасной жизнедеятельности исключительно велика. В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ, выделяя при этом кислород, необходимый для нормального функционирования практически всех живых организмов. Поглощая из почвы загрязняющие вещества (в особенности соединения высокотоксичных тяжелых металлов), древесно-кустарниковые растения надолго выводят их из биологического круговорота, способствуя тем самым очищению городской среды (Криволуцкий, 1987). Групповые посадки древесно-кустарниковой растительности способствуют изменению городского микроклимата в результате охлаждения приземного слоя атмосферы за счет испарения влаги с поверхности листьев.

К сожалению, в последние два десятилетия озеленению городских территорий и сельскохозяйственных угодий уделялось недостаточное внимание. В связи с этим решение таких задач, как увеличение доходности лесного хозяйства, обеспечение своевременного восстановления непокрытых лесом земель, восстановление ценных твердолиственных насаждений (высокоствольные дубравы) является актуальным.

Актуальность. Леса оказывают значительное воздействие на экологическое состояние природных комплексов в результате выполнения лесами таких биоэкологических функций, как регулирование и фильтрация водного стока, предотвращение эрозии почв, сохранение и повышение плодородия почв, сохранение биологического разнообразия, обогащение атмосферы кислородом и связывание углерода, влияние на формирование климата и предотвращение загрязнения воздушного бассейна. Одновременно леса выполняют социально-экономические функции, обеспечивая спрос общества на лесные ресурсы всех видов и отдых. Побочная прибыль от лесов, выражающаяся в виде повышения урожаев, очищения рек, стабилизации микроклимата, отдыха, туризма, охоты, сбора ягод и грибов, составляет их высочайшую ценность даже без учета добычи древесины.

Разрабатывая схему экологически сбалансированного озеленения территорий, необходимо, в первую очередь, учесть два основополагающих момента, во первых, способность зеленых насаждений предотвращать или, по крайней мере, сглаживать отрицательное воздействие техногенных источников на население урбанизированных территорий; во вторых, приспособленность самих растений, используемых для зеленого строительства, к условиям конкретного участка техносферы для формирования устойчивых насаждений.

В целом зеленые насаждения задерживают до 80% пыли и уменьшают запыленность воздуха под кронами на 70%. Одновременно они способны очищать приземную атмосферу от загрязнения вредными для человека газами.

Если говорить о почвах, то из наиболее часто выбрасываемых (сбрасываемых) техногенными источниками веществ в них наиболее интенсивно накапливаются соединения тяжелых металлов. При организации защиты от промышленного и транспортного шума роль зеленых насаждений во многих случаях оказывается незаменимой. Однако, проводя экологически сбалансированное озеленение территорий, необходимо учитывать и реакцию самих растений на условия среды. Это позволит выбрать для озеленения наиболее приспособленные виды древесно-кустарниковой растительности, которые в условиях экологического риска могут не просто выживать, но и интенсивно развиваться.

Цель наших исследований состояла в изучении влияния лесозащитных насаждений на накопление и распределение тяжелых металлов и радионуклидов в профиле серых лесных почв северо-запада Центральной лесостепи и разработке ресурсосберегающей технологии выращивания саженцев лесных культур с использованием удобрительных свойств отходов производства и природных цеолитов.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- определить влияние лесных насаждений на агроэкологическое состояние целинных и пахотных серых лесных почв, численность и видовой состав почвенных беспозвоночных; установить роль лесозащитных насаждений в накоплении и распределении в профиле серых лесных почв тяжелых металлов и цезия-13 7;

- определить распределение и интенсивность накопления в разных частях древесных пород;

- выявить интенсивность поглощения Сз-137 разными видами травянистокустарниковой растительности; установить влияние удаленности лесозащитных насаждений (полезащитных и оврагобалочных) и уровня радиоактивного загрязнения территории на содержание радионуклида цезия-137 в почвах и растениях и семенную продуктивность лесных культур;

Практическая значимость. В условиях северо-запада Центральной лесостепи установлено влияние лесозащитных насаждений на изменение агрохимических показателей, интенсивность аккумуляции и миграции тяжелых металлов и радионуклидов цезия-137, видовой состав и численность почвенных беспозвоночных организмов в зависимости от антропогенного использования и гранулометрического состава подтипов серых лесных почв. Дана количественная оценка накопления радионуклида цезия-137 лесными культурами, травянистой растительностью и зерновыми культурами в зависимости от удаленности лесозащитных насаждений и радиационного фона загрязненных территорий.

Реализация работы. Рекомендации по использованию осадка сточных вод, шлаковых отходов и природных цеолитов при выращивании посадочного материала лесных культур внедрены в лесопитомнике Ломецкого лесничества и в СХП «Победное» 3алегощенекого района Орловской области при закладке оврагобалочных лесозащитных полос.

Основные положения работы используются в учебных курсах: почвоведение, экология, охрана окружающей среды и рациональное природопользование, лесоводство, экологическая экспертиза, радиология.

Апробация работы. По материалам диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 4 в ведущих рецензируемых изданиях. Основные положения работы были представлены и доложены на межвузовских научно-практических конференциях (ОрелГАУ-2007, ОГУ-2007, ОрелГАУ-2008).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 153 страницах компьютерного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы из 155 наименований, в том числе 13 зарубежных авторов. Содержит 39 таблиц, 13 рисунков, и 11 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Сергеев, Анатолий Леонидович

ВЫВОДЫ

3. В почвах под лесозащитными насаждениями возрастает валовое содержание цинка, никеля, кобальта, свинца, молибдена в слое лесной подстилки и гумусовом горизонте, процессы перераспределения в профиле почвы характерны для таких металлов как медь и никель.

4. Степень подвижности тяжелых металлов в профиле пахотных и целинных дерново-подзолистых почв зависит от степени гумусированности, реакции среды, гранулометрического состава и интенсивности проявления элювиальных и аккумулятивных почвенных процессов. Важная роль в образовании подвижных форм меди принадлежит реакции почвенной среды,с ее увеличением возрастает подвижность металла.

5. В серых лесных почвах, занятых лесными насаждениями, возрастает подвижность таких металлов как медь, цинк, кобальт; в пахотных почвах возрастает количество подвижных форм цинка и никеля. Влияние лесных полос не проявляется в изменении степени подвижности тяжелых металлов по профилю почвы в сравнении с пашней.

6. На территориях с радиоактивным загрязнением накопление и распределение радионуклида цезия-137 в профиле почвы и растениях зависит от удаленности лесозащитных насаждений, видового состава произрастающих древесно-кустарниковых и травянистых растений, гумусированности и гранулометрического состава почвы. Для серых лесных почв из уравнений регрессии установлено, что главная роль в закреплении радионуклида принадлежит минеральным коллоидам.

8. Установлено, что почвенные беспозвоночные являются индикаторами степени радиоактивного загрязнения почвы. Такие виды коллембол как №апига тшсогит и орибатид вида ОпЬаШае эр. (нимфа) являются индикаторами экологического состояния почв, подвергшихся деградации под действием антропогенного фактора.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Сергеев, Анатолий Леонидович, Орел

1. Агроэкология: учебник /под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса-М.: Колос, 2000.-536 с.

2. Алексахин, Р. М. «Радиология орошаемого земледелия» Москва «Энергоатомиздат» 1985 г. — 224 с.

3. Алексахин, Р. М. Авария на Чернобыльской АЭС и агропромышленное производство // Всесоюз. конф. «Радиобиологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС»: тез. докл. Мн., 1991. - С. 5-6.

4. Алексахин, Р. М. Агрохимия 137Сз и его накопление сельскохозяйственными растениями / Р. М. Алексахин, И. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомиров // Агрохимия. 1977.- № 2. - С. 129-140.

5. Алексахин, Р. М. Миграция радионуклидов в агроценозах. // Проблемы радиохимии. М., 1992. - 179 с.

6. Алексахин, Р. М. Поведение Сб в системе почва растение и влияние внесения удобрений на накопление радионуклида в урожае / Р. М. Алексахин, И. А. Бровкин, Т. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомиров // Агрохимия. -1992.-№3. С. 127-138.

7. Алексахин, Р. М. Радиационные аварии и сельскохозяйственное производство / Р. М. Алексахин, М. А. Нарышкин, А. П. Поваляев, В. А. Соколов, Б. П. Кругликов, А. И. Ратников // Сельскохозяйственная радиоэкология. М.: Экология. 1991.- С. 316-359.

8. Алексахин, Р. М. Радиоэкологические уроки Чернобыля // Радиобиология.- 1993.-Т33.-Вып. 1.- С. 3-14.

9. Андреюк, Е. И. Методологические аспекты изучения микробных сообществ почвы //Микробные сообщества и их функционирование в почве. Киев, Наук, думка, 1981. С. 13 - 23.

10. Анисимов, В. С. Влияние калия и кислотности на состояние 137Сз в почвах и его накопление проростками ячменя в вегетационном опыте / В. С. Анисимов, С. В. Круглов, Р. М. Алексахин, Н. Г. Суслина, В. К. Кузнецов

11. Почвоведение. 2002. - № 11.-С. 1323-1332.

12. Анненков, Б. Н. Основы сельскохозяйственной радиологии / Б. Н. Анненков, Е. В. Юдинцева. -М.: Агропромиздат, 1991.- 287 с.

13. Атлас Орловской области. Федеральная служба геодезии и картографии России, Москва, 2001. — 100 с.

14. Афонин, А. А. Методические принципы создания устойчивых высокопродуктивных насаждений ив (на примере автохтонных видов Salix Брянского лесного массива) / А. А. Афонин. Брянск: РИО Брянского гос. Ун-та 2005. - 146 с. - ISBN 5-9734-0021-2

15. Бакунов, Н. А. К вопросу снижения накопления Cs в растениях при обогащении почв природными сорбентами / H.A. Бакунов, Е.В. Юдинцева // Агрохимия.-1989.-№6,- С. 90-96

16. Башкин, В. Н. Биохимические основы экологического нормирования / В.Н. Башкин, Е.В. Евстафьева, В.В. Снакин и др..-М.: Наука, 1993.-304 с.

17. Белова, Н. В. Влияние органических удобрений на1.ппбиологическую подвижность Cs в почве / Н. В. Белова, М. Г. Драганская, Н. И. Санжарова//Плодородие.- 2004. № 5. - С. 35-38.

18. Белоус, Н. М. Воспроизводство плодородия и реабилитация радиоактивно загрязненных дерново-подзолистых песчаных почв юго-запада России: автореф. дис. д-ра с.-х.наук. М.:ВИУА, 2000. 51с.

19. Богачев, А. В. Миграция 137Cs и калия в системе «почва-растение». М.: РАН. - 1996 г.- 35 с.

20. Богдевич, И. М. Баланс и изменение содержание подвижногокалия в пахотных почвах Белориссии / И.М. Богдевич, В.В. Лапа, Л.В. Очковская и др.// Агрохимия. 2004. - № 1 - С. 46-50.

21. Богдевич, И. М. Влияние фосфорных удобрений на накопление137

22. Сэ сельскохозяйственными культурами / И. М. Богдевич, Ф. Заката, С. В. Тарасюк // Почва удобрение - плодородие: материалы междунар. науч.-практ. конфер. МСХ и продовольствия Республики Беларусь. — Мн., 1999.-С.170-172.

23. Бондарь, П.Ф. Влияние органического вещества на сорбцию Сбпочвой /П.Ф. Бондарь, Л. С. Ивашкевич, Г. С. Шманай, В. Н. Калинин // Почвоведение. 2003. - № 8. - С. 929-933.

24. Важенина Е. А. Влияние техногенных выбросов через атмосферу на агрохимические свойства дерново подзолистых почв //Агрохимия. -1983. - №5. - С.74 - 80.

25. Вальков, В. Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на микроскопические грибы и Azotobacter чернозема обыкновенного //Экология. 1997. - №5. - С. 388-390.

26. Васильев, В. А. Органические удобрения в интенсивном земледелии М. Колос, 1984. - 303 с.

27. Вильяме, В. Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. -М. Сельхозиздат 1949. 568 с.

28. Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения» № 68/2-14., М., 1990. - 73 с.

29. Володарская, И. В. Принципы оптимизации и способы регулирования гумусового состояния пахотных дерново подзолистых почв на основе системного исследования информации длительных опытов //Бюллетень ВИУА. 2003. -№ 117. - С. 22-24.

30. Воробьева, А. А. Химический анализ почв. М. Изд-во МГУ, 1998.- 272 с.

31. Воробьев, Г. Т. Радиоактивное загрязнение почв Брянской области / Г.Т. Воробьев, Д.Е. Гучанов, З.Н. Маркина.- Брянск: Грани, 1994. -149 с.

32. Воробьев, Г. Т. Цезий 137 в почвах и продукциирастениеводства Брянской, Калужской, Орловской и тульской областей за 1986-1992 годы: монография. —Брянск: Грани, 1993. 91 с.

33. Ганжара, Н. Ф. Гумус, свойства почв урожай // Земледелие. -1989. -№ 12.-С. 23-27.

34. Глазовская, М. А. «Методологические основы эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям.» М: Из-во. Моск. Университета 1997.- 102 с.

35. Гордецкий, С. П. Влияние растений и удобрений на азотный и калийный режимы почвы // Почвоведение. 1976. - № 12. - С. 49-58.

36. Гришина, Л.А., Конорева И.А., Фомина Г.Н., Скворцова И.Н. Влияние аэрозагрязнения на биологическую активность дерново-подзолистых почв // Науч. докл. высш. шк. Биол. науки. 1984. - №12. С. 83-88.

37. Гришина, Л.Г., Копцик Г.Н., Сапегина И.В. Биологическая активность почв и скорость деструкционных процессов //Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: Изд-во МГУ, 1990. С. 81 -94.

38. Гулякин, И. В. Накопление радиоцезия в урожае сельскохозяйственных культур в зависимости от применения калийных удобрений. / И.В. Гулякин, Е.В. Юдинцева, Э.М. Левина, Т.А. Кожемякина // Агрохимия. 1977. № 6.- С. 111-116.

39. Державин, Л. М, Современное состояние использование удобрений в России. / Л. М. Державин С. И. Колесников //Агрохимия. 1998. № 1-С. 5-12.

40. Дмитриев, М.Г. Санитарно-химический анализ загрязняющихвеществ в окружающей среде: справочное издание / М.Г. Дмитриев, Н.И. Казнина, И.А. Паничкина. -М.: Химия, 1989- 368 с.

41. Довбан, К. И. Зеленое удобрение. М. 1990. - 208 с.

42. Доспехов, Б. А. Плодородие дерново-подзолистых почв и продуктивность растений в условиях длительного применения удобрений. -М. 1963.-50 с.

43. Дробник, И. Я. Изучение биологических превращений органических веществ в почве // Почвоведение. 1957.- № 12 - 48 с.

44. Егоров, В. В. Основы расширенного воспроизводства плодородия почвы // Проблемы земледелия. М. Колос 1978. - С. 116-122.

45. Евдокимова, Г.А., Мозгова Н.П. Влияние промышленного загрязнения на микрофлору почв //Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды. /Тез. докл. конф. Пущино, 1975. - С. 109 -111.

46. Ефимов, В. Н. Трансформация фосфора минеральных удобрений в дерново-подзолистой почве / Почвоведение. -1994. № 10 - С. 86-92.

47. Жуков, А. И. Регулирование баланса гумуса в почве / М. Росагропромиздат, 1988. 40 с.

48. Загрязнение почв Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей. Брянск, 1993 .-67 с.

49. Звягинцев, Д. Г., Голимбет В.Е. Динамика микробной численности, биомассы и продуктивности микробных сообществ в почвах //Успехи микробиологии. 1983. - Вып. 18. - С. 215 - 231.

50. Звягинцев, Д.Г. Почвы и микроорганизмы / Д.Г. Звягинцев.-М.: б.и., 1987.- 256 с.

51. Израэль, Ю. А. Глобальное и региональное радиоактивное загрязнение цезием-137 европейской территории бывшего СССР // Метеорология и гидрология. 1994. - № 5. — С. 5 - 9.

52. Ильин, В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам/ В.Б. Ильин. // Агрохимия. -1995.- № 10.- С. 109-113.

53. Кауричев, И.С. Геохимическая характеристика ландшафтов / И.С. Кауричев, В.И. Савич, Л.П. Степанова Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2004.- 215с.

54. Кирюшин, В. И. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах /В. И. Кирюшин, Н. Ф. Ганжара, И. С. Кауричев, Д. С. Орлов, А. А. Титлянова, А. Д. Фокин. М.: МСХА, 1993. -98 с.

55. Клевенская, И.Л. Влияние тяжелых металлов (Cd, Zn, Pb) на биологическую активность почв и процесс азотфиксации //Микробецеиозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, 1985. С.73 — 93.

56. Клечковский, В.М. Радиоэкология / Клечковский В.М.— М.: АтомИздат, 1971. 316 с.

57. Колесников, С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на микробную систему чернозема / С.И.Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков // Почвоведение.- 1999.- №4. С. 505-511.

58. Криволуцкий, Д. А. «Почвенная фауна как биоиндикатор радиоактивных загрязнений » Москва 1987 г. 241 с.

59. Кузнецов, В. К. Влияние фосфорных удобрений на накопление147

60. Cs сельскохозяйственными культурами / В. К. Кузнецов, Н. И. Санжарова, Р. М. Алексахин, В. С. Анисимов, О. В. Абрамова // Агрохимия. 2001. -№ 9.- С. 47-53.

61. Кулаков, В. А. «Изменения плодородия почв при разных системах удобрений» Москва 2000 . 138 с.

62. Куценко, A.M. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве / A.M. Куценко, В.Н. Писаренко.-Киев: Урожай, 1991. -112 с.

63. Левин, С. В., Гузеев В. С., Асеева И. В. и др. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту //Микроорганизмы и охрана почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. С. 5 -46.

64. Марадудин, И. И., Панфилов А. В., Шубин В. А. Основы прикладной радиоэкологии леса. М. ВНИИЛМ, 2001. 224 с.

65. Мальцев, В.Ф. Производство экологически чистой продукции и пути предотвращения загрязнения окружающей среды в земледелии. В кн.: Омнигенная экология. Брянск, Изд-во Брянской ГСХАД995. С. 256-291

66. Моисеев, И. Т. К вопросу о влиянии минеральных удобрений на137доступность Сб из почвы сельскохозяйственным растениям / И. Т. Моисеев, И. Т. Моисеева, Ф. А. Тихомиров, Л. А. Рерих //'Агрохимия. -1986.- № 2. С. 89-94.

67. Моисеев, И. Т. К оценке влияния минеральных удобрений на137динамику обменного Сб в почвах и доступность его овощным культурам / И. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомирова, В. 3. Мартюшов, Л. А. Рерих // Агрохимия.- 1988. -№ 5. С. 86-92.

68. Мосина, Л.В. Экологические проблемы химизации / Л.В. Мосина // Агроэкология.-М. Колос, 2000.-С. 235-263.

69. Мотузов, Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: Системная организация, экологическое значение, мониторинг / Г.В. Мотузов.-М.: Эдиториал УРСС, 1999. 168 с.

70. Мотузова, Г.В. Соединения химических элементов в почвах как природная система //Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. - 1994. -№3. - С.55 - 63.

71. Обухов, А. И., Бабьева И. П., Гринь А. В. Научные основы разработки предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах //Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 20 - 28.

72. Омнигенная экология.- Брянск, Изд-во Брянской ГСХА, 1995.

73. Орлов, Д.С. Химическое загрязнение почв и их охрана / Д.С.Орлов, М.С.Малинина, Г.В. Мотузова и др.- М.: Агропромиздат, 1991. -303 с.

74. Пакшина, С. М. Особенности накопления радиоцезия в продукции растениеводства / С. М. Пакшина., Н. А. Сковородникова // Аграрная наука. 2004. - №3. - 79 с.

75. Перельман, А. И. Современные почво-геохимические проблемы. Москва 1975 г. 140 с.

76. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман.-М.: Высшая школа, 1975.- 342 с.

77. Пинский, Д.Л. Химические процессы и равновесие в почвах / Д.Л. Пинский, A.A. Понизовский, Л.А. Воробьев,-М. МГУ, 1999.-102 с.

78. Плющиков, В.Г. Научные основы производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции на радиоактивно-загрязненных землях России// Материалы 4-ой науч-практ. конф. Углич, 1998. - С. 15-32

79. Поникорова, Т. М. Роль органического вещества и минеральной части торфов в сорбции радиоцезия / Т. М. Поникорова, В. Н. Уфимов, В. Ф. Дричко, М. Е. Рябцева //.Почвоведение. -1995. № 9. - С. 1096-1100.

80. Пристер, Б. С. Миграция радионуклидов в почве и переход их в растения в зоне аварии на ЧАЭС / Б. С. Пристер, Н. П. Омельяненко, Л. В. Переплятникова//Почвоведение. 1990. - №10. - С. 51-60.

81. Пристер, Б. С. Основные факторы, определяющие поведение радионуклидов в системе почва- растение / Б. С. Пристер, Л. В.

82. Переплятникова, В. И. Дугинов, Ю. В. Хомутинин // Проблемы сельскохозяйственной радиологии. Вып. 2. Киев: УкрНИИСХР, 1992. - С. 108-117.

83. Проблемы сельскохозяйственной радиоэкологии 5 лет спустя после аварии на Чернобыльской АЭС: Тез. докл. регион, науч. конфер., Житомир, 1991.- 69 с.

84. Просянников, Е.В. Экологическая оценка агроэкосистем Юго-Запада России, загрязненных радионуклидами. В кн.: Омнигенная экология.-Брянск, Изд-во Брянской ГСХАД995. 475 с.

85. Поляков, Ю. А. Радиология и дезактивация почв. М.: Атомиздат, 1970,- 304 с.

86. Покаржевский А. Д. Влияние радиоактивного загрязнения среды на фауну почв. Москва экология 1990 г. 32 с.1 "XI

87. Ратников, А. Н. Эффективность снижения содержания Сб в сельскохозяйственной продукции / А. Н. Ратников, Н. А. Коренев, Г. И. Попова, Т. А. Жихарева // Аграрная наука. 1999. - №1. - С. 20-22.117

88. Ратников, А. И. Миграция Сб на сельскохозяйственных угодьях Нечерноземной зоны РСФСР/ А. Н. Ратников, К. В. Петров А. И. Перельман // 3-я Всесоюз. конф. по с.-х. радиологии. Обнинск, 1990. - Т.4. - С. 11-12.

89. Ратников, А. Н. Мероприятия по уменьшению содержания радионуклидов в продукции растениеводства / А. Н. Ратников, Р. М. Алексахин, Г. И. Попова, Т. Л. Жигарева // Сельскохозяйственная радиология. -М.: Экология, 1991,- С. 196-215.1 "XI

90. Ратников, А. Н. Эффективность снижения содержания Сб всельскохозяйственной продукции / А. Н. Ратников, Н. А. Коренев, Г. И. Попова, Т. А. Жихарева // Аграрная наука. 1999. - №1. - С. 20-22.

91. Роде, А. А. Почвоведение» учебник для лесохозяйственных вузов, Москва. Высшая школа. 1972 г. — 470 с.

92. Реймер, Н.Ф. Природопользование. Радиация. Дозы, эффекты, риск /Словарь справочник. М.: Мысль, 1990. - 230 с.

93. Реуце, К. Борьба с загрязнением почвы / К. Реуце, С. Кырстя.-М.: Агропромиздат, 1986.-221с.

94. Родынюк, И.С. влияние тяжелых металлов (Cd, Pb) на процесс симбиотической фиксации азота //Микробеценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, 1985. С. 60 — 72.

95. Розанов, А.Б. Экологические изменения антропогенных изменений почв / А.Б. Розанов, Б.Г. Розанов, Прохоров В. М. // Итоги науки и техники, сер. "Почвоведение и агрохимия ".-ВИНИТИ, 1990.-Т.7 153 с.

96. Руководство по ведению агропромышленного производства на территории Брянской области, подвергшейся загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС // Труды ВНИИСХР. Обнинск, 1990. -15 с.

97. Руководство по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения части территории РСФСР, Украинской ССР И Белорусской ССР на весенне-летний период 1987г. М., 1987. - 26 с.

98. Руководство по организации контроля состояния природной среды в регионе расположения АЭС / под ред. К. П. Махонько М.: Гидрометеоиздат, 1990. - 264 с.

99. Руководство по применению контрмер в сельском хозяйстве вслучае аварийного выброса радиации в окружающую среду // Между нар. агентство по атомной энергетике МАГ ATE. Вена, 1994.1 АЕА-ТЕСДОС-745. ISSN 10114289.- 104 с.

100. Савич, В.И., Степанова Л.П., Лобков В.Т., Амергужин Х.А., Щербаков А.Ю., Романчик Е.А. Почвенная экология / В.И. Савич, Н.В. Парахин, В.Г. Сычев и др.-Орел: Издательство Орел ГАУ, 2002 547с.

101. Савич, В. И. Экспресс методы почв. Москва. 1995 г. 60 с.

102. Санжарова, Н.И. Радиологический мониторинг агроэкосистем и ведение сельского хозяйства в зоне воздействия атомных электростанций: автореф. дис. д-ра биолог, наук. Обнинск: ВНИИСРАЭ, 1997. -52 с.

103. Степанова, Л. П. Агроэкологические аспекты приминения цеолитовых туфов и органических отходов в системе почва-растение. Дисс. Докт. с.х. наук, М., 2001. 400 с.

104. Степанова, Л.П., Сидоров В.В. Особенности распределения радионуклидов и тяжелых металлов в темно-серых лесных среднесуглинистых почвах в агроэкосистемах. Мат. Всероссийской научно-практической конференции 14-16 июля 2003 г. Орел, 2003, С. 235-240

105. Степанова, Л.П., Ноздрина С.И. Агроэкологическая эффективность удобрительных свойств осадка сточных вод и цеолитов.

106. Экология Центр.-Чернозем. Области РФ, № 1 Липецк, 2003, С. 25-27

107. Степанова, Л.П., Яковлева Е.В. Видовая устойчивость растений к техногенному загрязнению почв. Экология Центр.-Чернозем. Области РФ, № 1 Липецк, 2003, С. 7-8

108. Степанова Л.П., Кауричев И. С. Геохимическая характеристика ландшафтов. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, Орел, ОГАУ, 2004, Гриф УМО. 121 с.

109. Степанова, Л.П. Влияние ливневых и производственных стоков ОСПАЗА на состояние и загрязнённость бассейна реки Ока/Л.П. Степанова,

110. A.JL Сергеев, A.B. Хохлова // Проблемы региональной экологии №5.- 2005. -С. 112-118

111. Сергеев, А. Л. Экологическая эффективность лесозащитных насаждений в снижении загрязнения почв радионуклидами / А.Л. Сергеев, Л.П. Степанова // Плодородие,- №4 (37).- 2007.- С. 24-26

112. Сергеев, А.Л. Экологическая устойчивость серых лесных почв к факторам деградации/ А.Л. Сергеев, Л.П. Степанова, Е.И. Степанова// Вестник ОрелГАУ.-№4 (13), август.- 2008. С. 30-32.

113. Сельскохозяйственная радиология / под ред. Р. М. Алексахина, Н. А. Корнеева. М.: Экология, 1991. - 400 с.

114. Сельскохозяйственная радиология. М.: Экология, 1991. - 397 с.

115. Сибирзянов, И. Г. Почвенная экология полезащитных лесных насаждений. Москва 2005 г. 143 с.

116. Тулин, С.А. Органические и минеральные удобрения на песчаных дерново-подзолистых почвах / С.А. Тулин, Н.Г. Ставрова // Химия в сельском хозяйстве.- 1996. №3. - С.6-9.

117. Умаров, М. М., Азиева Е. Е. Некоторые биохимические показатели загрязнения почв тяжелыми металлами //Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 109 - 115.

118. Учватов, В.П. Природные и антропогенные потоки вещества в ландшафтах Русской равнины: дисс. . д-ра биол. наук: 03.00.27/ В.П. Учватов.-Пущино: РАН НЦБИ ИПРС, 1994.- 471с.

119. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях // М.: Колос, 1985. 112 с.

120. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства // М. ЦИНАО, 1992 . 81 с.

121. Чалый-Прилуцкий, В.А. Риск и безопасность / В.А. Чалый-Прилуцкий.-М. СИНТЕК, 1991.-243 с.

122. Мурахтанов, Е.С. Радиоэкология леса. В кн. Омнигенная экология, Брянск, Изд-во Брянской ГСХАД995.- С. 292-321

123. Чегринец, Г.Я., Безбородько М.Д., Воронова Г.Ф., Никула Р.Г. Состояние биологической активности почвы как показатель при нормировании экзогенных химических веществ в почве //Гигиена населенных мест. Киев, 1980. С. 100 - 105.

124. Шильников, И.А. Эффективность известковой муки в зависимости от тонины помола / И.А. Шильников, Ю.М. Цветкова, П.П. Соловьев//Бюл. ВИУА.-1974.-№21.- С. 27-51.

125. Шишов, Л.Л. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв / Л.Л. Шишов и др..-М.: Агропромиздат, 1991.-304 с.

126. Юдинцева, Е. В. Роль калия в доступности Сз растениям. /Е.В. Юдинцева, Э.М. Левина// Агрохимия. 1982. - № 4. - С. 75-81.

127. Яковлев, Е. Н. «Использование природных цеолитов под полевые культуры» Новосибирск 1991 г. -110 с.

128. Amann, J., Wagner A. Besiehungen zwischen Ertrag und Humuskriterien. //Bauer/Bodenkultur. 1994. V. 8. p. 874-884.

129. Report on the 1994 Chernobyl Sasakawa Project Workshop/ May 1617. Moskow-Japan: Sasakawa Memorial Helth Foundation, 1994. 132p.

130. Brady, N. C. The nature and properties of soils, Macmillan / N.C. Brady .-New York, 1990.-621p.

131. Badura, L., Galimska-Stypa R., Gorska В., Smylla A. Wplyw emisji huta cynku na mikroorganizmy glebowe //Pr. Nauk. USI Katowicach: Acta boil. 1984. Vol. 15. - S. 112 - 127.

132. Donnelly, J.R., Shane J.B., Schaberg P.G. Lead mobility within the xylem of red spruce seedlings: Implications for the Developmentof pollution histories //J. Environ. Qual. 1990. - Vol. 19. - №2 - P. 268 - 271.

133. Doleman, F. Resistance of soil microbial communities in soil. London, 1986. P. 369-384.

134. Cesmebasi, E., Maagee R.S., Scafai N.A. Metal emissions from municipal solid waste (MSW) incinerators //Particul. Sci. and Technol. -1988,-Vol.6. №4.-P. 365-380.

135. Kuhn, W. The influence of soil parameters on 137Cs by plants from long -term fallout on forest clearings and grassland/ Kuhn W. // Helth Phys.l984.V.46. №5. P.1083-1093

136. Tyler, G., Mornsjob B. Effects of cadmium, lead and sodium salts on nitification in a soil //Plant Soil. 1974. V.40. - №1. - P.237 - 242.

137. Vesper, S.I., Weidensaul T.S. Effect of cadmium, nickel, copper and zinc nitrogen fixation by soybeans //Water, Air, Soil Pollut.1978. V.9. -P.413 - 422.

138. Zukowska-Wieszczek, D. Bioindication of soil pollution of urban area //Ekol. pol. 1980. vol. 28. № 2. P. 267 284.

139. Prmi, P.R., Cornfield A.N. Effekt of addition of copper, manganese, zink and chromium on ammonification and nitrification during incubation ofsoil//Plant Soil. 1969. - Vol. 31.-P.345 - 352.

140. Wainwrigth, M. Effekt of exposure to atmospheric pollution on microbial activity in soil // Plant Soil. 1980. - Vol. 55. - P. 199 - 204.иложения

Информация о работе

Сергеев, Анатолий Леонидович
кандидата сельскохозяйственных наук
Орел, 2008
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологическая роль лесозащитных насаждений в накоплении и перераспределении тяжелых металлов и радионуклидов в почвах северной лесостепи - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы