Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Обоснование лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья"

\ ^ Н^ЩЮНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ЛЕСА

- 8 А**

УДК 630*181:632.118.3

БУЛАВИК ИВАН МАКАРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ

Специальность - 06.03.03. - Лесоведение и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

ГОМЕЛЬ -1998

Работа выполнена в Институте леса Национальной Академии наук Беларуси

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук,

академик НАН Беларуси и РАСХН, профессор Ипатьев В.А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

академик Международной и Российской инженерных академий, профессор Мурахтанов Е.С.

доктор биологических наук, профессор Марадудин И.И.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кожевников А.М.

Оппонирующая организация: Институт экспериментальной ботаники

им. В.Ф. Купревича HAH Беларуси

Защита состоится « 23.» декабря 1998 г. в 10°° часов на заседании совета по защите диссертаций Д.01.33.01 в Институте леса HAH Беларуси по адресу: 246654, г. Гомель, ул. Пролетарская, 71, тел. 53-73-73.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института леса HAH Беларуси.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просьба присылать по вышеупомянутому адресу.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь совета по защите диссертаций, Д/

кандидат биологических наук <£¿¿¿/¡1 Машнина Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вследствие аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. свыше 1700 тыс. га (25.6%) Гослесфонда Беларуси оказались загрязненными радиоактивными веществами, из которых более 1.1 млн. га приходится на Белорусское Полесье и где до аварии велось интенсивное лесохозяйственное производство. Крупномасштабное радиоактивное загрязнение этой лесной территории создало такие условия, при которых в течение многих десятилетий невозможно обычное ведение лесного хозяйства и многоцелевое использование леса. Это обусловлено тем, что радиоактивное загрязнения значительной части лесного фонда Беларуси хотя и не вызвало прямого радиационного поражения растений и животных, тем не менее существенно повлияло как на содержание радионуклидов в продукции лесного хозяйства, так и на дозы облучения работающих в лесу специалистов. Поэтому в этих лесах должна быть организована особая долговременная система ведения лесного хозяйства, обеспечивающая, в первую очередь, безопасные условия труда и возможность получения продукции лесного хозяйства с содержанием радионуклидов, не превышающим установленные нормативы.

В мировой лесоводственной практике система ведения лесного хозяйства на радиоактивно загрязненных территориях практически не разрабатывалась, не считая отдельных фрагментов, которые отражены - в работах P.M. Алексахина, Р.Т. Карабаня, Д.А. Криволуцкого, Н.В. Куликова, И.В. Молчанова, М.А. Нарышкина, Ф.А. Тихомирова и др., проводивших исследования в зонах загрязнения Кыштымской и других локальных радиационных аварий. Однако специфика природно-климатических условий, масштабность и своеобразие радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья требуют разработки специальной системы лесопользования для этого региона.

Связь работы с научными программами и темами. Работа выполнена в лаборатории радиационного лесоводства Института леса Национальной Академии наук Беларуси в период с 1986 по 1997 гг. в рамках государственных программ и отдельных заданий:

1. «Разработать научные основы ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения», 1986-1990 гг. (задание Гослесхоза СССР от 23.05.86 г. № 09С);

2. «Изучить накопление радионуклидов в древесной и недревесной продукции леса в зависимости от плотности загрязнения», 1991-1993 гг. (Госпрограмма по ликвидации в Республике Беларусь последствий аварии на ЧАЭС, раздел IX «Научное обоснование проблем нормальной жизнедеятельности населения в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению»);

3. «Разработка методологии и методики лесного мониторинга, оценка, про-

гноз и моделирование экологических последствий широкоплощадного освоения лесных ресурсов и влияния техногенного загрязнения», 1992-1995 гг., №ГР. 19951417 (Академия наук Беларуси);

4. «Анализ состояния лесов для разработки программы ведения лесного хозяйства и вовлечения части лесов в разработку», 1994-1995 гг. №ГР 19941829 (целевая научная программа Госкомчернобыля РБ 3.11 «Реабилитация загрязненных территорий»);

5. «Изучить воздействие радиоактивного загрязнения на состояние лесных экосистем» 1996-1997 гг., №ГР 19961685 (Академия наук Беларуси);

6. «Исследование устойчивости лесных экосистем к радиоактивному загрязнению и разработка мер по их реабилитации», 1996-1997 гг., №ГР19961072, 19973937, 19981937 (Госпрограмма Республики Беларусь по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС);

7. «Изучить изменение мощности экспозиционной дозы и плотности загрязнения почв '"Сб», 1997-1998 гг., №ГР19973221 (научно-техническая программа «Лес - экология - ресурсы»).

Цели и задачи исследования.

Цель: Разработка научно обоснованной системы лесопользования на загрязненной радиоактивными веществами землях (на примере Чернобыльских выпадений в Белорусском Полесье).

Задачи:

- изучение особенностей формирования радиационного режима в лесах Белорусского Полесья;

- выявление факторов, влияющих на уровни накопления радионуклидов в надземной фитомассе основных лесообразующих пород;

- изучение динамики и разработка прогнозных оценок распределения радионуклидов в компонентах лесных биогеоценозов;

- исследование особенностей накопления радионуклидов в пищевой продукции леса;

- обоснование лесопользования на загрязненных радионуклидами землях Белорусского Полесья.

Объект и предмет исследования. Объектами исследования явились загрязненные радионуклидами Чернобыльского выброса леса на территории Белорусского Полесья, а предметом исследования - уровни и факторы накопления радионуклидов в древесной и пищевой продукции леса.

Методология и методы проведенного исследования. В основу методологии исследований положен системный подход, в рамках которого исследования проводились при различных уровнях радиоактивного загрязнения в насаждениях различного породного состава, возраста, условий произрастания. Учитывая ди-

намический характер поведения радионуклида в лесных экосистемах, исследования носили многолетний характер (1987-1997 гг.). Использовались общепринятые в радиоэкологии методы исследований, а также методики, разработанные лично автором по отбору растительных образцов, обеспечивающие более высокую точность определения содержания радионуклидов.

Научная новизна и значимость полученных результатов:

- установлены особенности распределения П7Сз в радиальном направлении ствола;

- выявлена сезонная и многолетняя динамики содержания 137Сз в элементах надземной фитомассы древесных пород;

- установлено влияние эдафических и лесоводственных факторов на накопление радионуклидов в надземной фитомассе основных лесообразующих пород и пищевой продукции леса;

- даны прогнозные оценки накопления 137Сз в фитомассе сосняков Белорусского Полесья;

- определены предельные допустимые величины плотности загрязнения почв 137Сэ для заготовки лесной продукции;

- составлен прогноз перераспределения лесного фонда Беларуси по зонам радиоактивного загрязнения с учетом радиоактивного распада 137Сз;

- предложены научные принципы обоснования дифференцированного лесопользования на загрязненной территории.

Полученные результаты исследований являются новыми и на их основе впервые для условий Беларусского Полесья разработана научно-обоснованная система лесопользования на загрязненных радионуклидами землях.'

Практическая значимость результатов исследований. Результаты исследований и основные положения работы явились экспериментальной основой для зонирования лесов и разработки рекомендаций по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения, а также для оценки дозовых нагрузок на компоненты лесных биогеоценозов и вклада лесов в индивидуальную и коллективную дозы облучения человека.

Результаты наших исследований использованы при подготовке целого ряда практических рекомендаций и предложений по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, реабилитации загрязненных территорий и ведению на них лесного хозяйства:

1. Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения (Москва, 1988).

2. Рекомендации по технологии залесения территории РСФСР, Украинской ССР, Белорусской ССР с плотностью радиоактивного загрязнения цезием-137 80 Ки/км2 и более (Москва, 1989).

3. Методические рекомендации по определению доз облучения работников

лесного хозяйства (Киев, 1990).

4. Временная инструкция по сплошному обследованию лесов, загрязненных радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС, на период 1991-1995 гг. (Минск,1991).

5. Инструкция по организации и ведению радиационного мониторинга леса (Минск, 1993).

■ 6. Концепция содержания зон отчуждения и отселения (Минск, 1994).

7. Руководство по ведению лесного хозяйства в зонах радиошсгивнопгза^ грязнения (Минск, 1995).

8. Учебное пособие для студентов биологических факультетов «Радиоэкология» (Гомель, 1997).

9. Стратегический план развития лесного хозяйства Беларуси. Раздел ведения лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами землях (Минск, 1997).

10. Памятка «Вы собираетесь в лес ...» Рекомендации для населения по пользованию лесами в окрестностях г. Гомеля (Гомель, 1998).

11. Инструкция по проведению обследования участков заготовки продукции лесного хозяйства или сырья, отбору и подготовке проб для контроля радиоактивного загрязнения (Минск, 1998).

Материалы проведенных исследований использованы при подготовке и реализации организационных мероприятий по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и внедрены в системе предприятий Госкомлеса СССР, Министерства лесного хозяйства Республики Беларусь, Министерства по чрезвычайным ситуациям и защите населения от последствий катастрофы на ЧАЭС Республики Беларусь (Акты о внедрении прилагаются).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- специфические особенности накопления 137Cs и Sr древесной и пищевой продукцией леса в условиях Белорусского Полесья;

- пространственная изменчивость радиационных характеристик в лесных экосистемах;

- роль эдафических и лесоводственных факторов в процессе накопления 137Cs и 90Sr древесными породами и дифференциация лесопользования на загрязненных территориях с учетом уровня загрязнения почв радионуклидами;

- научное обоснование повышения возраста рубок главного пользования в хвойных и твердолиственных лесах в зоне с плотностью загрязнения 137Cs 15-40 Ки/км2.

Личный вклад. Работа выполнена лично автором в Институте леса HAH Беларуси (до 1992 г. назывался Белорусский научно-исследовательский институт лесного хозяйства) в 1987-1997 гг. Научное направление и программа исследований разработаны автором, им же проводился подбор опытных объектов, отбор и анализ почвенных и растительных образцов на протяжении всего периода ис-

следований, а также обработка данных и теоретическое обобщение результатов. Разработка и внедрение в производство практических рекомендаций и инструкций выполнены лично автором при участии научных работников и специалистов других организаций (Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купреви-ча, Минлесхоз Беларуси).

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Всесоюзных конференциях, научно-технических совещаниях и симпозиумах по радиоэкологии, семинарах по итогам ликвидации последствий на ЧАЭС (Минск, 1988; 1995; 1996; Зеленый мыс, 1990; 1992; 1996; Гомель, 1989; 1990; 1991; 1992; 1997; 1998; Москва, 1996; Горки, 1997; Донецк, 1997); I, III, V Международных конференциях по биологическим и радиоэкологическим последствиям аварии на ЧАЭС (Зеленый мыс, 1990; 1994; 1996); I Международной конференции по физике пищи (Будапешт, 1994); I и II Всесоюзных радиобиологических съездах (Пущино, 1989; Киев, 1993); съезде лесоводов Беларуси (Минск, 1996); Белорусско-японском симпозиуме: Хиросима - Нагасаки - Чернобыль (Минск, 1994); VI Конференции MAB национальных комитетов Европы и Северной Америки (Минск, 1998).

Опубликованность результатов. Результаты исследований опубликованы в 2 монографиях, 28 статьях в научных журналах, 10 рекомендациях и инструкциях производству, 35 сборниках тезисов докладов на конференциях и семинарах, в учебном пособии для студентов биологических факультетов «Радиоэкология», всего на 600 страницах и докладывалась на 15 международных и республиканских научно-практических конференциях и семинарах.

Объем и структура работы. Диссертация написана на 388 стр. и состоит из введения, общей характеристики работы, 6 глав, выводов, практических рекомендаций производству, списка литературы из 393 наименований ( в том числе 44 на иностранных языках) и 35 приложений на 89 страницах. Текстовая часть диссертационной работы изложена на 299 страницах машинописного текста, включая 77 таблиц и 86 рисунков.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту академику Национальной академии наук Беларуси, профессору Ипатьеву В.А., а также сотрудникам сектора радиологии леса Института леса НАНБ, принимавшим непосредственное участие в полевых и аналитических работах. Автор благодарит Управление радиационного контроля и радиационной безопасности «Бел-лесрад» Минлесхоза Беларуси, Институт радиологии (г. Гомель) и Гомельский филиал радиационной медицины, оказавшим большую помощь и содействие в выполнении данной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СПЕЦИФИКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В УСЛОВИЯХ КРУПНОМАСШТАБНОГО РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специфической особенностью ведения лесного хозяйства на загрязненной территории является необходимость введения существенных ограничений и изменений в лесопользовании, лесовосстановлении, организации противопожар-~ ных мероприятий, других работ по обеспечению безопасных условий труда и получение продукции, пригодной для использования.

Основными факторами, определяющими особенности ведения лесного хозяйства на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению при аварии на ЧАЭС, являются плотность загрязнения почв радиоактивными веществами, мощность экспозиционной дозы у-излучения и содержание радионуклидов в лесных ресурсах, превышающее уровни, создаваемые естественным и техногенным фоном (Марадудин, 1990). Эти факторы обуславливают риск дополнительного внешнего и внутреннего облучения профессиональных работников и населения при проведении лесохозяйственных и других работ, а также при неконтролируемом использовании разнообразной продукции леса бытового, пищевого и промышленного назначения.

Для ведения лесного хозяйства на загрязненной территории должен быть осуществлен комплекс организационно-технических, лесохозяйственно-технологических, санитарно-гигиенических защитных мер, направленный на снижение дозовых нагрузок на работников лесного хозяйства и населения, проживающего в этих районах. К наиболее важным защитным мерам следует отнести:

- организация системы радиационного контроля на всех видах работ в лесном фонде,

- организация мониторинга за уровнем радиоактивного загрязнения лесных ресурсов,

- организация периодического наземного поквартального радиационного обследования земель лесного фонда с составлением карт-схем радиационной обстановки;

- дифференциация систем и технологических регламентов лесопользования, лесовосстановления и лесоразведения, охраны и защиты леса, а также мероприятий по радиационной безопасности в зависимости от мощности дозы у-излучения, радиоактивного загрязнения почвы и лесных ресурсов;

- соблюдение правил, норм и нормативов в области радиационной безопасности;

- сокращение продолжительности работы на загрязненной территории;

- сокращение числа облучаемых лиц (затрат труда) за счет максимальной механизации работ;

- применение средств индивидуальной защиты и экранирование гамма-излучения специальными устройствами, кабинами машин и механизмов;

- пересмотр и совершенствование технологических операций с целью исключения малозначимых для конечного результата этапов или замена части операций на менее трудоемкие;

- временная приостановка пользования лесным фондом на участках с высокими уровнями радиоактивного загрязнения;

- ограничение и полный запрет пребывания населения в лесу.

ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований. Программой стационарных полевых и лабораторных исследований предусматривалось изучение:

- изменения радиационной обстановки в лесу во времени и пространстве;

- радионуклидного состава выпадений на лесных территориях;

- миграции радионуклидов по профилю различных типов почв и форм соединений в них шСб и 903г;

- уровней и особенностей накопления радионуклидов в элементах фи-томассы основных лесообразующих древесных пород и в различных видах пищевой продукции леса;

- прогнозных оценок миграции и накопления радионуклидов в лесной продукции;

- специфики организации лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения.

Объекты исследований Исследования проводились на 39 постоянных пробных площадях (ППП) на территории Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ближняя зона) и на землях Ветковского, Чечерско-го спецлесхозов и Гомельского лесхоза (дальняя зона).

Подбор стационарных объектов исследований осуществлялся таким образом, чтобы в одном блоке с одинаковой плотностью загрязнения находились как однопородное сосновое насаждение, так и смешанное лиственное, состоящее из нескольких древесных пород.

Использование смешанных насаждений в качестве объектов объясняется, во-первых, преобладанием их на исследуемой загрязненной территории и, во-вторых, возможностью проведения сравнительного анализа накопления радионуклидов различными древесными породами, произрастающими в одних и тех

же почвенных условиях.

Исследования проведены в диапазоне плотности загрязнения почвы 137Cs от 0.5 Ки/км2 (18.5 кБк/м2) до 510 Ки/км2 (18870 кБк/м2) и 90Sr от 0.21 Ки/км2 (7.9 кБк/м2) до 81.6 Ки/км2 (3019 кБк/м2).

Наблюдения за содержанием I37Cs в березовом соке осуществлялись на 20 опытных насаждениях (4.5 - 65.1 Ки/км2), в дикорастущих ягодниках на 26 участках (0.5 - 45 Ки/км2).

Методика исследований. Измерение мощности экспозиционной—дозы (МЭД) проводилось на 111111 по пяти постоянным реперным точкам в июне и сентябре методом конверта с использованием дозиметра ДРГ-01Т как на уровне почвы, так и на высоте 1м в пятикратной повторности для каждой точки.

При изучении варьирования МЭД и плотности загрязнения почв 137Cs в пределах квартала его площадь разбивалась на квадраты со сторонами 50x50 м и 100x100 м при размере квартала 500x500 м и 1000x1000 м соответственно. В углах квадратов измерялась МЭД и отбирались смешанные, образцы почвы на площадке 3x3 м методом конверта.

Для изучения многолетней динамики накопления радионуклидов в структурных элементах фитомассы на каждой ППП намечались и спиливались модельные деревья разных древесных пород, близкие по таксационным показателям к средним для - данного участка, с которых отбирались образцы надземной фитомассы. С 1994 года отбор надземной фитомассы производился с одних и тех же растущих деревьев.

Сезонная динамика накопления l37Cs изучалась путем отбора отдельных фракций фитомассы на одних и тех же деревьях ежемесячно в течение вегетационного периода.

Отбор березового сока производился однократно с одних и тех же специально заподсачиваемых деревьев на каждом-объекте, а на отдельных из них - в течение всего периода сокодвижения.

Содержание 137Cs определяли у-спектрометрическим методом на амплитудном анализаторе АИ-1024-95 с помощью сцинцилляционного блока детектирования 6931-20 и полупроводникового детектора ДГДК-63 с АЦП на персональном компьютере «Правец». Содержание 90Sr определялось радиохимическим методом по активности дочернего продукта распада 90Y по стандартной методике (Марей, Зыкова, 1980).

Статистическая обработка результатов исследований, корреляционный, дисперсионный и регрессионный анализы, построение графиков и карт-схем осуществлялось на персональном компьютере IBM PC с помощью стандартных пакетов прикладных программ Statgraphics v.2.6, EURIKA v.2.0.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ИХ ДИНАМИКИ В ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗАХ БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ.

Исследуемая территория охватывает практически весь диапазон радионук-лидного состава и физико-химических форм выпадений Чернобыльского выброса: от диспергированных частиц облученного реакторного топлива до конденсационных форм газоаэрозолей.

Топливные, более крупные частицы размером до 200 мкм выпали преимущественно в зоне, прилегающей к реактору (Беляев, 1990; Процак, Кашпаров, 1996). На более удаленных территориях (север Гомельской и юг Могилевской областей) загрязнение было обусловлено осаждением мелкодисперсных частиц и газоаэрозолей, которое на 80-90% определялось конденсационной компонентой, и лишь 10-20% активности было связано с относительно небольшим числом "горячих" частиц переменного радионуклидного состава (Пантелеев и др., 1993; Демчук, Гаргер, Токаревский, 1996).

Наши исследования показали, что в 30-км зоне белорусского сектора, особенно на расстоянии 10-11 км севернее ЧАЭС (н.п. Масаны, Чамков), 65-70%

99% определяет плотность загрязнения почв "/-излучателями, независимо от зоны радиоактивных выпадений. В результате распада короткоживущих радиоизотопов и миграции '"Сб вглубь почвы мощность экспозиционной дозы с 1987 по 1997 гг. уменьшилась от 2.0-2.5 раз в дальней до 4-8 раз в ближней. Разница в темпах снижения МЭД связана с неодинаковым вкладом короткоживущих радиоизотопов в суммарную плотность загрязнения почв в ближней и дальней зонах.

В начальный период после аварии содержание подвижных форм (водорастворимых, обменных) 137Сз и 908г в дальней зоне было в 5-10 раз выше, чем в

Рис. 1. Парциальный вклад у-излучателей в суммарную плотность загрязнения лесных экосистем на различном расстоянии от ЧАЭС

суммарной плотности загрязнения почвы у-излучающими радиоизотопами приходилось на И4Се (рис.1); радиоцезий составлял всего лишь 10-15%. При удалении от реактора парциальный вклад 144Се падает, а 137Сб возрастает. По мере распада короткоживущих у-излучающих радиоизотопов основным загрязнителем лесных экосистем постепенно становился 137Сз, который в настоящее время на 98-

30-км зоне (Осипов и др., 1993; Архипов и др., 1996; Щеглов, 1997). В дальнейшем, по мере миграции ШС$ в минеральную часть почвы, он связывался глинистыми частицами в необменные формы и с 1986 по 1992 гг. количество доступных форм его уменьшилось более, чем в 6 раз. В настоящее время его содержание находится в пределах 4-7% в верхнем (1-2см) слое почвы, увеличиваясь на глубине 5-6 см до 20%. Количество доступного 908г в дальней зоне также несколько увеличилось, составляя 50-60% обменных форм.

В ближней зоне вследствие выщелачивания топливных частиц содержание подвижной формы 908г к 1990 г. возрастало, а затем стабилизировалось (Архипов и др., 1996; Иванов и др., 1996). В настоящее время его содержание составляет 60-90% от суммарной активности радионуклида (Булавик, Переволоцкий, 1995). Динамика подвижных форм 137Сз в этой зоне выражена менее четко, чем '"Бг, так как соотношение его форм в почве является результатом комбинации двух противоположно направленных процессов: выщелачивания радионуклида из труднорастворимой урановой матрицы в почвенный раствор и специфической фиксации радионуклида в почве в результате взаимодействия с почвенными материалами (Круглов, Куринов, Архипов и др., 1996; Щеглов. 1997).

Преобладание процесса высвобождения 137Сз над его связыванием наблюдалось только в самые первые годы; после 1992 г. количество доступных форм радиоцезия стабилизировалось на уровне 9-13% в верхнем 1-см слое почвы и 25-30% на глубине 5-6 см (Булавик, Переволоцкий, 1995).

Таким образом, различия в содержании подвижных форм 137Сб и 908г по зонам к настоящему времени сгладились и в ближней зоне наблюдается даже превалирование этих форм.

Анализ многолетней динамики запасов 137Сз по почвенному профилю показал, что основное его количество и в настоящее время сосредоточено в подстилке и верхнем 5-см слое почвы (65-95%), однако интенсивность вертикальной миграции значительно различается по типам почв (рис. 2).

Запас 137Сб в слоях 5-10 см и 10-20 см полугидроморфных и гидроморфных почв в 4 и 5-7 раз соответственно превышает этот показатель для автоморфных.

0-1 1-2

2-3

3-1

4-5

5-6

6-Т 1-8 8-9

о о о о о

Рис. 2. Распределение Сэ в почвах с различным режимом увлажнения

137

В отличие от радиоцезия максимум запаса 903г наблюдается только в верхнем 1-см слое почвы, в то время как у 137Сз - этот максимум распределяется на подстилку и 1-см слой почвы. При этом, относительный запас и1Св в подстилке в среднем в 7 раз выше, чем 908г. Значительные различия в распределении этих радионуклидов наблюдаются и по остальным нижележащим слоям минеральной части почвы. Вследствие превалирования 903г в обменной форме, он более равномерно распределяется по почвенному профилю, проникая на большую глубину, чем 137Сз.

При относительно одинаковой плотности загрязнения почвы 908г интенсивность его миграции выше в гидроморфных почвах, чем в автоморфных, а также в сосновых ценозах по сравнению с лиственными.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАКОПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССОЙ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ В УСЛОВИЯХ БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ

1. Влияние различных факторов на накопление радионуклидов в древесных растениях.

Физико-химические формы радиоактивных выпадений в первые годы после аварии определяли различную подвижность в почве и биологическую доступность радионуклидов растениям. В ближней к ЧАЭС зоне, где радионуклиды выпали в составе труднорастворимых топливных частиц, коэффициенты перехода 137Сз в элементы надземного полога древесных растений были в 5-10 раз ниже, чем на расстоянии 30 км и более от ЧАЭС (Щеглов, 1997).

Однако в дальнейшем происходила трансформация форм выпавших радионуклидов, и в отношении 137Сэ в 30-км зоне наблюдались два противоположных процесса: высвобождение в процессе деструкции и выщелачивания топливных частиц и одновременное закрепление его в почве. За пределами 30-км зоны имеет место однонаправленный процесс трансформации: закрепление 137Сз почвой или «старение». Эта трансформация форм выпадений повлияла на биологическую доступность 137Сз в почве и, в конечном итоге, на увеличение накопления его в древесных растениях 30-км зоны (рис. 3).

Различия в накоплении

137

Сэ древесными породами

в значительной мере

«маскируются» варьиро-Рис.З Динамика коэффициентов перехода »'С* в древесину ванием> связанным С

сосняков мшистых неоднородностью почвенно-

экологических условий их произрастания. Поэтому влияние биологических особенностей отдельных древесных растений на уровень накопления радионуклидов исследовалось при их произрастании в смешанных насаждениях, т.е. в одинаковых почвенно-экологических условиях.

Ранжирование древесных пород по интенсивности накопления '"Сб и 908г во многом зависит от выбора индикаторного органа, так как в различных условиях произрастания'уровни накопления радионуклидов-в злеме^гы фитомассы отдельных древесных пород имеют разновекторный характер.

Сравнение накопления 137Сэ различными древесными породами в смешанных насаждениях позволил составить обобщенный ряд по накопительной способности: Б£Ос>Д>С>Ол>Е.

Древесные породы, произрастающие в условиях повышенного увлажнения, накапливают 137Сз в древесине в 2-7.5 раза, в коре - 1.5-2.5 раза, листьях (хвое) -2-4 раза, 1- и 3-летних побегах - 1.5-6.0 раз больше, чем эти же породы на авто-морфных и полугидроморфных почвах. Основная причина этого явления - увеличение биологической доступности растениям на гидроморфных почвах, верхние горизонты которых представлены торфяным горизонтом, где доминирует обменная сорбция (Агапкина, Тихомиров, 1991; Петряев, Соколик и др., 1996; Шмигельская, Агеец и др., 1997). На пониженных участках возможно также дополнительное поступление легкодоступных для растений форм 137Сз с поверхностным и внутрипочвенным стоком (Щеглов, 1997). Высокая кислотность гидроморфных почв также способствует увеличению подвижности радионуклидов.

Наши исследования в 25-, 65- и 105-летних сосновых насаждениях в мшистом типе леса показали (рис.4), что определенной закономерности в накоплении 137Сз в древесине, хвое и побегах от возраста не наблюдается, хотя в публикациях по этому вопросу существуют противоположные мнения (Дворник, Жучен-ко, 1996; Сак, 1995; Шубин, Марадудин и др., 1996; Щеглов, 1997; Краснов, 1998).

На уровень накопления радионуклидов в надземных частях оказывает влияние густота деревьев в насаждении на момент выпадения радиоактивных веществ, что связано с площадью питания каждого дерева и его световым режимом. Например, в 105-летнем сосняке площадь питания в 20 раз больше, чем в 25-летнем. В низкополнотных спелых сосновых насаждениях развита не только

Рис.4 Содержание Сэ в элементах фитомассы сосняков различного возраста (Р=34 Ки/км2)

мощная стержневая, но и поверхностная корневая система, расположенная непосредственно в наиболее загрязненных радионуклидами подстилке и 10-см минеральном слое, что способствует наиболее активному поглощению Элементов питания, в том числе и радионуклидов (Орлов, Кошельков и др., 1974). Загущение древесных растений сказывается отрицательно на физиологических процессах, интенсивности транспирации, водном дефиците хвои (Якушев, Ермакова, 1982). Поэтому площадь питания и световой режим могут оказывать более сильное влияние на накопление радионуклидов в деревьях, чем их возрастные различия.

2. Сезонная и многолетняя динамика содержания радионуклидов в

элементах надземного полога

Сезонная динамика содержания шСз в хвое (листьях) и побегах текущего года характеризуется четким снижением от весеннего периода к осеннему при стабилизации , начиная с последней декады августа.

Исследования многолетней динамики коэффициентов перехода (Кп) шСз в древесину показали, что максимальные его величины, независимо от древесной породы, в дальней зоне достигнуты в 1990-1991 гт. (рис.5 ), в 30-км зоне - в 1994-1995 гг. в сосняках на автоморфных почвах, в 1995-1996 гг. в лиственных насаждениях на гидроморфных • почвах (рис. 6). Более раннее формирование максимума коэффициентов перехода в дальней зоне связано с уменьшением биологической доступности 137Сз вследствие необмеяйого закрепления его минеральной частью почвы в первые годы после аварии. В 30-км зоне, в процессе разрушения и выщелачивания выпавших топливных частиц, происходило дополнительное поступление в древесные растения подвижных форм 137Сз, что и определяло повышенное накопление его растениями.

В смешанных лиственных насаждениях на территории 30-км зоны, после некоторого снижения в 1992 г., в

6

Рис. 5. Динамика Кп '"Се в древесину сосны обыкновенной на автоморфных почвах

(1,2 - 30-км зона, 3-5 - дальняя зона)

1987 1981 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997

-Береза

-Осина

-Ольха

Рис.б. Динамика Кп Сэ в древесину лиственных пород на гидроморфных почвах в 30-км зоне

последующие годы, вплоть до 1996 г., уровень накопления постепенно возрастал, причем на гидроморфных почвах этот процесс проходил более интенсивно, чем на полугидроморфных.

На протяжении всего периода наблюдений (1987-1997 гг.) удельная активность в различных элементах фитомассы исследуемых древостоев периодически изменялась. Причем, до 1990 г. она доминировала в коре, независимо от древесной породы. Затем, после усиления корневого поступления

радионуклидов___соотношение загрязненности элементов фитомассы

определялось интенсивностью биологического накоплёнюг~радионуклидов-и-самоочищением растений, поэтому превалировать в накоплении 137Сз стали ассимилирующие органы древесных пород. В последние годы (1994-1997 гг.) распределение элементов фитомассы по удельной активности П1С& стабилизировалось в следующей убывающей последовательности: хвоя(листья) текущего года > побеги текущего года > хвоя прошлогодняя > кора > сучья > окоренная древесина.

В целом долевой вклад отдельных элементов надземного полога в общее накопление 137Сз за 11-летний период наблюдений претерпел значительные изменения, связанные как с их массой, так и различной удельной активностью. Несмотря на самую низкую удельную активность, вклад древесины из-за значительной массы (70-80% от суммарной) с каждым годом возрастал (рис. 7,8), а коры уменьшался из-за очищения ее поверхностного загрязнения.

1301 1ЕШ 1») 1094 1006 1906 ВДяивц|яИйтаОЦВ1ни>в0яО2*гап«я«» Ичвмелобет

1ШГ 1985 1333 19Ш 1992 1933 1» 1296 1ЕЮ 1Е07 ВДавео»евК£аО1т>*я)0|£12х/п>«я)«л »лянегсбем

Рис. 7 Средние значения относительного запаса ,37Сз (дальняя зона, сосна)

Рис. 8 Средние значения относительного запаса шСз (30-км зона, сосна)

За последние четыре года (1994-1997 гг.) долевой вклад отдельных элементов надземной фитомассы сосняков в 30-км зоне выглядит следующим образом: древесина - 42.6%, хвоя текущего года - 24.9%, кора - 14.5%, хвоя прошлогодняя -13.1%, побеги текущего года - 4.9%.

Общая закономерность перераспределения запаса 137Сз по элементам фитомассы сосняков соблюдалась и в дальней зоне. Однако относительный запас 137Сз в коре был в 2.0-2.5 раза выше, а в хвое и 1-летних побегах ниже, чем в ближней зоне. Связано это с выпадением в ближней зоне преимущественно крупнодисперсных частиц, процесс самоочищения которых с поверхности коры происходил значительно быстрее, а также с выщелачиванием топливных частиц и увеличением количества доступных форм 137Сз.

3. Особенности накопления 137Сз в элементах фитомассы сосны различного

класса роста и развития. Наиболее высокая удельная активность 137Сэ в элементах фитомассы наблюдается у крупных деревьев с мощно развитой кроной и занимающих

господствующее положение в насаждении - I класс роста и развития. По мере уменьшения линейных размеров деревьев, и переход их в менее благоприятные условия произрастания, содержание 137Сз в древесине снижается во II классе в 1.6, в III- в 3.0 ив1У-V - 3.7-4.3 раза (рис.9). Во всех классах роста и развития содержание 137Сз в хвое текущего года достоверно выше, чем в прошлогодней.

Наблюдается устойчивая тенденция снижения величины удельной

активности ,37Сз в хвое текущего года по направлению от вершины к основанию - от 20% в средней части кроны до 30% в нижней.

Такая же закономерность характерна и побегов текущего года.

4. Характер распределения 137Сз в древесине по высоте и диаметру ствола

Практически во всех исследованных сосновых

насаждениях разного возраста и деревьях различного класса роста и развития (рис.10) наблюдается одна и та же тенденция в изменении удельной активности 137Сз по высоте ствола : в комлевой и Вершининой (3/4Н) древесине она выше, чем для остальной части

I П Ш IV V

классы роста и развития

Рис.9. Относительная удельная активность '"Сб в древесине сосны на высоте 1.3 м по классам роста и развития (в % к I классу).

Ювсхы фафга

Рис. 10 Удельная активность '"Сб в древесине сосны различных классов роста и развития на различной высоте ствола (р=34 Ки/Км3)

Рис. 11. Удельная активность ' С$ в коре сосны по классам роста и развития на различной высоте ствола

ствола к его комлевой части, для III

ствола.

Неоднозначные закономерности выявлены при анализе загрязненности коры (рис. 11): в I и II классах она достоверно увеличивается от комля к

половине__высоты__ствола^

снижаясь затем к вершине дерева. Наоборот, у деревьев подчиненного полога удельная активность коры возрастает от вершины класса этот показатель практически одинаков по всей длине ствола.

В средних по таксационным показателям деревьях ели, ольхи и березы практически по всей высоте ствола древесина имеет одинаковую удельную активность и лишь к вершине у ели и березы она увеличивается на 55-60% по сравнению с комлем.

Удельная активность |37Сз в радиальном направлении ствола увеличивается от центральных годичных слоев к наружным, достигая максимальных значений в последний год прироста. Поглощенные радионуклиды накапливаются не только во вновь нарастающих годичных слоях, но и поступают в ту часть ствола, которая образовалась до попадания радионуклида под полог леса, т.е. до 1986 г.

Запас 137Сб в древесине на высоте 1.3м ствола закономерно снижается от наружных к центральным годичным слоям (рис. 12).

На высоте 1.3м в молодняках к настоящему времени практически весь накопленный в древесине ствола 137Сз сосредоточен в послеаварийных слоях. В

запас его в послеаварийной древесине снижается до 50%, в 50-летних - до 3045% (рис. 13).

Рис.12 Распределение запаса Сз по годичным слоям 50-летней сосны на высоте 1.3 м

Охтярийшя Шпоакаварийиая

Рис.13 Запас Сэ в послеаварийной и 25-35-ЛеТНИХ сосновых насаждениях доаварийной древесине сосны разного возраста

на высоте 1.3м

5, Содержание 908г в элементах древесного полога

Во всех исследованных древесных породах Кп 908г в элементы фитомассы Оказался в 5-16 раз выше, чем 137Сз, что свидетельствует о большей подвижности 903г и более низком влиянии на биологическую доступность его при неоднородности почвенно-экологических условий. В отличие от 137Сз радиостронций накапливается в старых органах - коре, прошлогодней хвое и сучьях.

Среди лиственных пород, произрастающих в одном насаждении, максимальная величина Кп 908г отмечена у осины, минимальная - у дуба; ольха и береза занимают промежуточное положение. В 30-км зоне сосна на автоморфных почвах накапливает 908г в 3-5 раз больше, чем другие древесные породы; в дальней зоне этого различия не установлено.

6. Прогноз распределения 137Сз в надземной фитомассе сосновых лесов Прогнозные данные, полученные с помощью иммитационных моделей (Прохоров, Гинзбург, 1971, Алексахин и др., 1976), показывают, что максимальный запас п7Сз в древесине сосны ближней зоны прогнозируется на 1996-2000 гг. и, по сравнению с 1989 г., увеличится в 2 раза (рис. 14). Пик удельной активности 137Сз в древесине наступил несколько раньше - в 1994-1996 гг. и его увеличение по сравнению с 1989 г. составляет 40%.

Для дальней зоны характерно более раннее наступление максимумов удельной активности 137Сэ и его запасов - соответственно 1991-1992 гг. и 19921994 гг., а период их полууменьшения равен 17-20 и 22-24 года.

I V

я и

■о- ¿Зревюоци

® Кч^Ч

Всего I фкгсшссйО А- Xeo.iL! Псим(!1) ПодсталкиЮ

Л5-—.........10

19» ГЯ5 2000 2005 2010 1015 2020 2025

Гошюблкшшй

А)

1,4

ч

2

-I и

ш

а" 0.8

У

I* 5 е

и« да ш

Ш5 та 2М5 Ш 203! Гады йзсля-ниЯ

£

Рис. 14. Прогноз распределения 137Ся по компонентам соснового биогеоценоза А - в 3 0-км зоне, Б - в дальней зоне

НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ ЛЕСА

1. Накопление радионуклидов в съедобных грибах

Одним из основных факторов, определяющих накопление 137Св съедобными грибами, является их видовая принадлежность. По величине

коэффицйетБГТг^щааг^Бк/кг)/(кБк/м±^ (рис.- 15)

Рис.15 Коэффициенты перехода Сэ а съедобные грибы

съедобные грибы можно разделить на четыре группы:

1 .Слабонакапливаю щие (Кп до 5 (Бк/кг)/(кБк/м2)): дождевик жемчужный, гриб-зонтик пестрый, опенок осенний.

2. Средненакапливаю-щие (Кп от 5 до 20): подберезовик, подосиновик, рядовка серая, лисичка настоящая, белый грйб.

.3. Сильнонакапливаю-щие (Кп от 20 до 50): сыроежки всех видов, груздь черный, волнушка розовая, зеленка.

4. Аккумуляторы радиоцезия (Кп > 50): масленок поздний, свинушка тонкая, польский гриб.

Различия в накоплении ,37Сз грибами обусловлены принадлежностью их к различным экологическим группам. Минимальное накопление характерно для почвенных сапрофитов и ксилофитов-паразитов, максимальное - для микоризообразователей, среди которых очень велико межвидовое варьирование, связанное с глубиной залегания грибного мицелия.

Важным фактором накопления радиоцезия является степень увлажнения почв, с повышением которой содержание '37Сб может увеличиться до 6 раз, что связано с различной подвижностью радионуклидов в почвах автоморфного и гидроморфного рядов.

Вместе с тем, наблюдается довольно высокая (г=0.87) положительная корреляция между плотностью загрязнения почв радионуклидами и удельной активностью грибов, произрастающих в идентичных условиях.

Исследованиями установлено

превышение концентрации |37Сз в шляпках по сравнению с ножками грибов до 2.5 раз (рис. 16), а зависимость концентраций между ними выражается тесной корреляционной связью (0.72-0.89).

ПояЭереэодак Бетъй гриз

Рис. 16. Накопление ,37С$ различными частями грибов

В отдельных видах грибов (масленка осеннего, польского и белого грибов, подберезовика, рядовки) наблюдается более высокая концентрация радиоцезия в молодых плодовых телах, чем в старых.

Анализ многолетней динамики (1989-1997 гг.) накопления 137Сэ съедобными грибами свидетельствует о заметных годовых изменениях этого показателя для некоторых из них: в 2-3 раза снизился коэффициент перехода в последние 3-4 года по сравнению с началом наблюдений у гриба польского, рядовки серой, груздя черного, масленка осеннего и свинушки тонкой. У большинства видов исследованных грибов максимум накопления 137Сз наблюдался в 1989-1991 гг.

Другой долгоживущий радионуклид - 908г очень слабо накапливается плодовыми телами съедобных грибов. Коэффициент перехода его ниже, чем 137Сз от 90 раз у белого гриба и рядовки до 400 раз у ежевика (табл. 1).

Таблица 1

Содержание 908г и !37Сз в некоторых видах съедобных грибов

Вид грибов Кп, (Бк/кг)/(кБк/м2) Соотношение Кп '"Сз/^г

137Сз 908Г

Польский 101,50 0,77 132

Ежевик 99,08 0,24 413

Масленок 80,12 0,30 267

Зеленка 73,96 0,21 352

Рядовка 13,35 0,15 89

Белый 3,64 0,04 91

2. Накопление радионуклидов в лесных ягодах

Лесные ягоды также являются сильными накопителями радионуклидов и по этому признаку их можно сравнить со съедобными грибами, относящимися к слабо- и средненакапливающей группам.

Среди исследованных лесных ягод наибольшим коэффициентом перехода 137Сз характеризуется черника (табл. 2).

Таблица 2

Динамика Кп 137Сз в свежие лесные ягоды, (Бк/кг)/(кБк/м2)

Вид ягод 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Среднее значение

Черника 4.50 4.69 4.33 4.28 4.37 4.32 3.90 4.34

Земляника - 3.10 1.94 1.88 2.09 1.62 1.41 2.01

Малина - - - - - 0.83 0.75 0.79

С повышением плотности загрязнения почв радионуклидами увеличивается и концентрация их в лесных ягодах.

В условиях избыточного увлажнения торфяно-глеевых почв накопление 137Сз в ягодах черники в три раза выше, чем для типичных для нее условиях произрастания (Аз, Вз).

Загрязненность лесных ягод 908г носит несколько иной характер. -Максимальное__накопление отмечено в ягодах земляники - Кп 15.08(Бк/кг)/(кБк/м2), ягоды малины занимают промежуТбчног~значение—9г15г минимальное в ягодах черники - 0.91. При этом, по абсолютной величине Кп 908г в чернику в 5 раз ниже, для земляники и малины наоборот - в 6 и 10 раз выше, чем 137Сз.

3. Накопление радионуклидов в березовом соке

Березовый сок отличается незначительным коэффициентом перехода 137Сз и за весь период наблюдений (с 1991 по 1997 гг.) он колебался от 0.12 до 0.16 (Бк/л)/(кБк/м2).

Как и в древесных растениях, содержание '"Сб в березовом соке зависит от степени увлажнения условий произрастания насаждений ' и на полугидроморфных почвах оно в 2.5-3.5 раза выше, чем на автоморфных.

К концу периода сокодвижения по сравнению с начальным удельная активность 137Сз возрастает до 2 раз. По-видимому, это связано с интенсификацией деятельности корневой системы с повышением температуры

воздуха и почвы.

За последние семь лет наших наблюдений Кп изменился незначительно, что говорит о стабилизации поступления 137Сз в данный пищевой продукт леса (рис. 17).

По сравнению с 137Сб коэффициента перехода 908г в березовый сок в условиях гидроморфных почв в 1015 . раз выше, для автоморфных - это

превышение достигает 40 раз.

Следует подчеркнуть, что при радиационном контроле березового сока особое внимание необходимо обращать на накопление 908г. Даже при невысокой загрязненности почв этим радионуклидом (9-20 кБк/м2) содержание его в

Лопупцроморфные псмвы / Для всех геди Авгоморфныв почвы

Рис. 17. Динамика Кп '"Сб в березовый сок

березовом соке достигает 20 Бк/л (табл. 3), что значительно выше допустимых уровней для любых пищевых продуктов;

Таблица 3

Содержание 137Сз и 903г в березовом соке в лесах дальней зоны _(поданным 1997 года) __

Опытный объект Плотность загрязнени я, кБк/м2 '"Сз/'^г Концентрация, Бк/л Кп, (Бк/л)/(кБк/м2) Соотнош ение Кп 908г/,37Сз

шСз 905Г

Березняк черничный 1250/9 205 20,9 0,16 2,33 14,2

Тоже 1250/9 214 19,0 0,17 2,11 12,3

1180/8 220 16,3 0,19 2,04 11,0

Березняк мшистый 2410/19 64 21,9 0,027 1,15 42,6

ОБОСНОВАНИЕ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ ЗЕМЛЯХ БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ

Система лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения должна иметь строго локальный характер и устанавливаться для каждого конкретного объекта, прежде всего, исходя из обеспечения условий радиационной безопасности, а также плотности радиоактивного загрязнения почв радионуклидами и содержания их в лесной продукции.

Основные мероприятия, проводимые в зонах с плотностью загрязнения почв 137Сз более 1 Ки/км2, должны быть направлены, в первую очередь, на снижение дозовых нагрузок от внешнего облучения.

Контактное облучение кожной поверхности устраняется при использовании средств индивидуальной защиты, вклад же ингаляционного пути поступления радионуклидов в общую дозу облучения незначителен и, как правило, не превышает 1% (Писаренко, Марадудин, Чилимов и др., 1990). Внутреннее облучение от потребления содержащих радионуклиды продуктов питания практически не связано с профессией работающих и может быть ослаблено за счет включения в рацион привозных "чистых" продуктов.

В среднем суммарная доза облучения для работников лесного хозяйства не превышает предельно-допустимую дозу 5 мЗв/год при плотности загрязнения до 40 Ки/км2 (Мухамедшин, Чилимов и др., 1995; Тихомиров, Щеглов, 1997), следовательно, с радиационно-гигиенической точки зрения в 1-Ш зонах радиоактивного загрязнения допустимо интенсивное ведение лесного хозяйства.

Другим обязательным условием лесопользования является получение продукции с допустимым содержанием в ней радионуклидов. С учетом существующих норм содержания 137Сз в древесной продукции леса и коэффициентов перехода в нее данного радионуклида рассчитаны допустимые

плотности загрязнения почв "Се для заготовки деловой древесины и дров (табл. 4).

Таблица 4

Допустимые плотности загрязнения почвы '"Сэ для заготовки различной древесной продукции, Ки/км'

ап - автоморфные почвы; пп - полугидроморфные почвы; гп - гидроморфные почвы.

Наименование продукции 30-км зона дальняя зона

ап пп гп ап пп гп

Лесоматериалы круглые Пиломатериалы обрезные 50 25 31 16 23 11 30 —41 21 —34— 16

Лес круглый строительный, брус строительный 10 6 5 13 8 6

Дрова 6 5 4 6 5 5

Величины допустимых плотностей загрязнения почвы 137Сз для заготовки древесины выше на автоморфных почвах, чем на полугндроморфных и гидроморфных, а также в дальней зоне, по сравнению с ближней, что обусловлено в последней большим накоплением этого радионуклида в древесине. Наиболее жесткие ограничения должны устанавливаться при заготовке строительных материалов - леса круглого и бруса, а также дров, особенно в условиях с повышенным увлажнением почв.

Таким образом, наши исследования указывают на необходимость дифференцированного подхода в радиоэкологической классификации лесов с учетом не только плотности загрязнения почв радионуклидами, но и условий произрастания лесных насаждений.

Установленная нами сильная неравномерность распределения радиоактивных выпадений внутри лесных кварталов (рис. 18 ) позволило выявить принадлежность отдельных таксационных выделов к различным зонам радиоактивного загрязнения. Это весьма важно, так как по существующему картированию они относятся, как и весь квартал, к одной определенной зоне, и, следовательно, часть площади квартала со спелыми насаждениями искусственно изымается из лесопользования.

В связи с этим крайне актуальным является более детальное обследование части лесных территорий, и, в первую очередь, с плотностью загрязнения 15-40 Ки/км2 и примыкающих к ним кварталов с более высокой плотностью загрязнения, где рубки главного пользования запрещены. Обуславливается это не только необходимостью обеспечения санитарно-гигиенических условий труда работающих, но и требованиям регламентации использования древесной и недревесной продукции леса.

Рубки главного пользования в зоне с плотностью радиоактивного загрязнения почвы |37Сз от 1 до 5 Ки/км3 и, следовательно, с незначительными величинами доз внешнего облучения и содержания радионуклидов в древесине, можно проводить в соответствии с действующими в Республике Беларусь правилами рубок главного пользования .

В зоне 5-15 Ки/км2 рубки главного пользования также проводятся по традиционным технологиям, однако они должны быть направлены на максимальное использование естественного потенциала лесовосстановления древостоев. Из существующих систем рубок, по-нашему мнению, преимущество следует отдавать выборочным и постепенным, при которых насаждение сохраняется в сомкнутом состоянии, препятствуя горизонтальной и вертикальной миграции радионуклидов за пределы ландшафта.

Рис. 18. Изолинии плотностей загрязнения в пределах квартала №37 Рудня-Бартоломеевского лесничества Чечерского лесхоза (Ки/км2)

В зоне 15-40 Ки/км2 рубки главного пользования можно проводить только по специальным технологиям в соответствии с "Временным технологическим регламентом на проведение лесозаготовительных работ в зонах с плотностью радиоактивного загрязнения радионуклидами цезия 15-40 Ки/км2" (1994).

Выполнение требований этого-регламента обеспечивает проведение всего комплекса лесозаготовительных работ без превышения значения дозового

предела суммарного внешнего и внугреннего-облучения-за_кадендарный год,_

равного 5 мЗв/год. Но эти технологии требуют применения дорогостоящих специальных машин, механизмов и оборудования, поэтому использование их экономически неэффективно. Наши расчеты показали, что затраты на заготовку и вывозку 1 м3 древесины по предлагаемым технологиям превышают оптовую цену ее на 2 - 2,5$.

Поэтому для зоны 15-40 Ки/км2 считаем целесообразным увеличение возраста рубки спелых насаждений хвойных и твердолиственных пород в условиях Белорусского Полесья на 2 класса возраста. За этот период в 1.5 раза снизится плотность загрязнения почв за счет радиоактивного распада, более чем в 2 раза - мощность экспозиционной дозы и содержание |37Сз в древесине. Основная площадь лесов из этой зоны перейдет в зону 5-15 Ки/км2, где рубки можно проводить по обычным технологиям при значительном уменьшении опасности внешнего облучения заготовителей и снижении затрат на радиационную безопасность.

В зоне свыше 40 Ки/км2 в соответствии с Законом Республики Беларусь "О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на ЧАЭС" запрещаются все виды лесохозяйственной деятельности, в т.ч. и рубки главного пользования, кроме борьбы с лесными пожарами и вредителями леса.

Рубка ухода в зоне от 1 до 5 Ки/км2, как и в чистых лесах, проводятся в соответствии с «Наставлением по рубкам ухода в лесах Республики Беларусь» (1992 г.).

В зоне от 5 до 15 Ки/км2 рубки ухода проводятся также в соответствии с вышеупомянутым наставлением. Первоочередное внимание в этой зоне должно уделяться улучшению санитарного состояния насаждений и повышению устойчивости их к пожарам. Уход за молодняками рекомендуется проводить в культурах и естественных насаждениях твердолиственных и хвойных пород при наличии опасности заглушения или угнетения их второстепенными породами. Прореживание проводится при лесоводственной необходимости и условии сбыта заготовленной продукции с допустимым содержанием 137Сз. Проходные рубки проводить не рекомендуется.

В зоне 15-40 Ки/км2 рубки ухода могут проводиться только при внедрении специальных радиационно-безопасных технологий.

Выборочные и сплошные санитарные рубки в зоне от 1 до 5 Ки/км2 проводятся в соответствии с действующими инструкциями и правилами. В зоне 5-15 Ки/км2 выборочные санитарные рубки должны совмещаться с проведением рубок ухода, а сплошные только в насаждениях, утративших биологическую устойчивость в результате массового повреждения древостоев вредными насекомыми, грибными заболеваниями, пожарами и ветровалами.

В целях поддержания биологической и противопожарной устойчивости насаждений в зоне 15-40 Ки/км2, по нашему мнению, необходимо постоянное проведение работ по защите леса и противопожарной профилактике: санитарные рубки, создание системы противопожарных барьеров, устройство лесных дорог и пожарных водоемов, организационно-технические и другие противопожарные мероприятия.

С целью снижения пожарной безопасности и улучшения санитарного состояния лесов рекомендуется проводить санитарные рубки и в зоне свыше 40 Ки/км2 по специальным проектам.

Заготовка съедобных грибов должна проводиться дифференцировано. Грибы из группы аккумуляторов (гриб польский, масленок, свинушка тонкая) накапливают радиоцезий сверх допустимых норм на почвах с плотностью загрязнения больше 0.2 Ки/км2. Это фактически доаварийный уровень загрязнения территории Беларуси, поэтому сбор этих видов грибов не рекомендуется во всех лесах Республики Беларусь.

Значительная часть грибов (зеленка, волнушка розовая, сыроежки, груздь черный, белый, лисичка настоящая) могут накапливать 137Cs выше допустимого норматива также на относительно чистой территории в диапазоне плотностей загрязнения почвы до 1 Ки/км2. Небольшое число видов слабонакапливающих грибов (опенок осенний, гриб-зонтик пестрый и дождевик жемчужный) можно заготавливать в.лесах с плотностью загрязнения до 5 Ки/км2.

Лесные дикорастущие ягоды, как и съедобные грибы, также являются сильными накопителями 137Cs. Заготовку ягод клюквы, брусники и черники допускается в лесах с плотностью загрязнения почвы до 1 Ки/км2 (37 кБк/м2), ягод земляники до 2.0 Ки/км2 (74 кБк/м2) и ягод малины, рябины и калины - до 5 Ки/км2 (185 кБк/м2).

Независимо от плотности загрязнения почв радионуклидами вся лесная продукция должна в обязательном порядке подвергаться радиометрическому контролю.

Трансформация зон радиоактивного загрязнения лесного фонда

Распределение лесов по зонам радиоактивного загрязнения не является статичным из-за происходящего процесса естественного распада основного дозообразующего радионуклида - 137Cs, по которому проведено радиационное картирование лесов. По мере снижения плотности загрязнения будет происходить переход лесов в категорию менее загрязненных.

По нашим расчетам (без учета лесов Полесского государственного радиационно-экологического заповедника), через 10 лет после последнего обследования лесов (1991 г.) около 320 тыс. га лесов, находящихся в IA подзоне (с плотностью загрязнения 1-2 Ки/км2), перейдут в категорию чистых (менее 1 Ки/км2). В то же время из подзоны 1Б (2-5 Ки/км2) около 215 тыс. га лесов перейдут в подзону IA (1-2 Ки/км2) и в итоге площадь лесов в подзоне IA составит около 600 тыс. га, т.е. уменьшится более чем на 100 тыс. га. Соответствующие перемещения произойдут и в других.зонах (рис. 19).

К 2020 году лесов в IV зоне радиоактивного загрязнения (более 40 Ки/км2)~ почти не останется, а в III зоне (15-40 Ки/км2) составит всего лишь 12 тыс.га. Остальная же площадь загрязненных лесов перейдет в зону с плотностью менее 15 Ки/км2, в которых лесохозяйственная деятельность практически не ограничена. В целом же по республике к 2050 году более 1200 тыс.га загрязненных лесов перейдут в категорию чистых, а с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км2 останется около 500 тыс.га.

Рис. 19 Изменение площадей Гослесфонда Беларуси по зонам радиоактивного загрязнения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных многолетних исследований установлено:

1. Основными факторами, ограничивающими лесопользование на загрязненной территории, являются плотность загрязнения почв радионуклидами, мощность экспозиционной дозы у-излучения и содержание радионуклидов в лесной продукции,, обуславливающие риск дополнительного внешнего и внутреннего облучения работников лесного хозяйства и населения /1, 32, 59/.

2. В результате радиоактивного распада короткоживущих у-излучающих радионуклидов мощность экспозиционной дозы и суммарная плотность загрязнения почв ими в Белорусском Полесье уменьшилась с 1987 по 1997 гг. от 2-2.5 раза в дальней до 4-8 раз в 30-км зоне. Более высокие темпы снижения радиационных показателей наблюдались в первые годы после аварии на ЧАЭС; после 1997 г. период полуснижения мощности экспозиционной дозы составит 20-25 лет. Основными загрязнителями лесной продукции в настоящее время в 30-км зоне являются I37Cs и 90Sr, а за ее пределами - I37Cs /16, 24/.

3. Интенсивность миграции радионуклидов по профилю полугидроморф-ных и гидроморфных почв в 4-6 раз выше, чем автоморфных. Однако и спустя 12 лет после выпадения преобладающее количество радионуклидов находится в лесной подстилке и верхнем 5-сантиметровом слое почвы, что обуславливает продолжительное влияние их на повышенное накопление в лесной продукции, особенно грибной и ягодной /1, 3, 4, 11, 28,32/.

В минеральных слоях почвы 137Cs закрепляется преимущественно по типу необменного поглощения и прочно фиксируется твердой фазой почвы (65-95%); 90Sr, главным образом, закрепляется по типу ионного обмена и поэтому преобладающее количество его (70-95%) находится в подвижной форме /1,32,48/.

4. Концентрация 137Cs в элементах надземной фитомассы деревьев в одно-возрастном насаждении определяется их фитоценотическим положением и уменьшается в 4.0 раза от деревьев I класса роста и развития к IV-V классам /8, 19/, что требует при отводе лесосек отбора модельных деревьев для радиационного контроля древесины из деревьев господствующего полога /64/.

5. При относительно одинаковой плотности загрязнения почв 137Cs уровни накопления его в древесной растительности зависят от степени увлажнения условий произрастания, физико-химических форм выпадений, древесной породы. В условиях повышенного увлажнения почв, а также в ближней зоне, по сравнению с дальней, содержание 137Cs в элементах фитомассы возрастает. Древесные породы по накопительной способности ,37Cs располагаются в следующий убывающий ряд: береза >= осина > дуб > сосна> ольха черная > ель /26, 31/.

Поэтому необходима дифференциация лесопользования не только по величине плотности загрязнения почв, но и с учетом эдафических факторов, влияющих на уровень накопления радионуклидов в лесной продукции.

6. шСз накапливается не только в послеаварийной древесине, но и диффундирует в центральные годичные слои. Удельная активность древесины в радиальном направлении ствола уменьшается от наружных слоев к сердцевине,

—принем^аксимальная ее величина наблюдается в древесине последнего года

прироста /1, 32, 44/. Следовательно, снятием наружного слоя древесины .ствола_

толщиной 1.0-1.5 см можно существенно снизить удельную активность оставшейся древесины и таким образом дополнительно вовлечь в эксплуатацию насаждения, загрязненность древесины в которых превышает допустимые нормы.

7. Ранжирование элементов фитомассы древесных растений по концентрации радионуклидов в них на протяжении всего послеаварийного периода носит динамический характер и в настоящее время по 137Сэ оно выглядит следующим образом: хвоя (листья) текущего года > побеги текущего года > хвоя прошлогодняя > кора > сучья > окоренная древесина /3,4,11,35,46/.

903г в отличие от ,37Сз накапливается в стареющих тканях - коре, прошлогодней хвое и сучьях. Следовательно, для 137Сз и 908г при мониторинговых исследованиях устойчивыми индикаторами загрязнения древесных пород являются разные составляющие фитомассы.

8. Накопление |Э7Сз в элементы фитомассы подвержено сезонным и годичным изменениям. Сезонная динамика концентрации шСз в ассимилирующих органах древесных пород характеризуется снижением от весны к осени.

В многолетнем ряду динамики коэффициентов перехода |37С5 в древесину максимальные величины его для различных зон радиоактивных выпадений не совпадают: в дальней зоне они достигнуты в 1990-1991 гг., в 30-км зоне белорусского сектора в 1995-1996 гг. По прогнозным оценкам период полуснижения удельной активности шСэ в фитомассе сосняков составит 17-24 года, а запасов этого радионуклида - 22-24 года /25,27,49/.

9. Среди исследованной пищевой продукции леса съедобные грибы характеризуются наибольшей, а березовый сок наименьшей накопительной способностью 137Сз. Лесные ягоды по этому показателю сопоставимы со слабо- и сред-ненакапливающими видами грибов /1, 10, 13,20,21, 32, 51/.

Выявленное значительное варьирование в накоплении радионуклидов съедобными грибами и лесными ягодами по видовым особенностям и условиям произрастания требуют дифференцированного подхода при их заготовке.

10. Отличительной особенностью радиоактивных выпадений на лесных землях Белорусского Полесья является высокая пространственная неоднородность распределения радионуклидов по поверхности почвы не только на больших территориях, но и в пределах лесных кварталов, принятых за единицу ра-

диационного картирования лесов /22/. В связи с этим целесообразно более детальное обследование лесных территорий для дифференцированного лесопользования и обеспечения санитарно-гигиенических условий труда работающих.

Основные результаты исследований, изложенные в данной работе, использованы при разработке ряда инструктивных, методических, нормативных и регламентирующих документов для ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения /54-61, 63, 64/.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Ведение лесного хозяйства на загрязненной территории Республики Беларусь должно быть основано на принципе зонирования лесного фонда с установлением в каждой зоне определенных ограничений по лесопользованию.

В первой зоне радиоактивного загрязнения (1-5 Ки/км2) рекомендуется рубки главного и промежуточного пользования, заготовку березового сока и дров проводить без каких-либо ограничений по общепринятым технологиям. Заготовка съедобных грибов и лесных ягод проводится дифференцированно: не рекомендуется собирать в этой зоне съедобные грибы из групп аккумуляторов шСз (маслята, польский гриб и свинушки) и сильнонакапливающих (груздь черный, сыроежки, волнушка розовая, зеленка), а также ягоды клюквы, черники и брусники. В 1А подзоне (1-2 Ки/км2) этой зоны можно заготавливать грибы из групп слабо- и средненакапливающих шСз (опенок осенний, строчки, сморчки, гриб-зонтик пестрый, рядовку серую, подберезовик, подосиновик, белый гриб, лисички), а также ягоды земляники и малины с обязательным радиометрическим контролем. В 1Б подзоне (2-5 Ки/км2) можно вести заготовку ягод малины, гриба-зонтика пестрого, дождевика жемчужного, сморчков и строчков с обязательным радиометрическим контролем.

Во второй зоне (5-15 Ки/км2) рубки главного пользования проводятся без ограничений по общепринятым технологиям; уход за молодняками проводится только в культурах и насаждениях твердолиственных и хвойных пород при наличии опасности заглушения или угнетения второстепенными породами; прореживания - только при наличии сбыта древесины; выборочные санитарные рубки совмещаются с рубками ухода.

Разрешается заготовка березового сока с использованием способов закрытой подсочки.

Запрещается заготовка топливной древесины, съедобных грибов и лесных

ягод.

В третьей зоне (15-40 Ки/км2) промежуточное пользование лесом не производится; допускаются рубки главного пользования и сплошные санитарные рубки при соблюдении специальных технологических регламентов.

Заготовка съедобных грибов, лесных ягод и березового сока запрещается.

В четвертой зоне (> 40 Ки/км2) лесопользование полностью запрещается.

Учитывая влияние различных факторов на накопление радионуклидов в лесной продукции рекомендуется провести радиоэкологическую классификацию лесопользования, использовав для этого обобщенный показатель - коэффициент перехода 137Сз. Для заготовки древесины, в первую очередь, все загрязненные —леса -следует_разделить по наиболее значимому фактору - степени увлажнения условий произрастания: на автоморфных, полугидроморфных-и-гидроморфных. почвах с включением в каждую группу соответствующих типов леса. В дальнейшем по мере накопления новых достоверных данных по содержанию радионуклидов каждая группа может быть подразделена по породному составу и возрасту.

Для более рационального лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения следует провести специальное картирование спелых и перестойных насаждений в зоне III (15-40 Ки/км2), в которой расчетная лесосека является резервной. Принимая во внимание значительную пестроту плотности загрязнения почв !37Сз внутри лесного квартала, часть этих насаждений можно ввести в эксплуатацию.

При соблюдении существующих технологических регламентов заготовка древесины в зоне 15-40 Ки/км2 в условиях Белорусского Полесья экономически не рентабельна. Поэтому целесообразно увеличить возраст рубки главного пользования спелых насаждений в этой зоне для хвойных и твердолиственных пород на два класса возраста. За этот период плотность загрязнения почв, мощность экспозиционной дозы и содержание 137Сз снизятся в 1.5-2 раза, в результате чего леса из зоны 15-40 Ки/км2 перейдут в зону 5-15 Ки/км2, где рубки разрешаются по обычным технологиям, заметно уменьшится опасность внешнего облучения лесозаготовителей, а также затраты на охрану труда и радиационную безопасность, на закупку дорогостоящих машин и механизмов для специальных технологических процессов при лесозаготовках.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Лес и Чернобыль (Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС 1986-1994 гг.) / Под общ. ред. В.А. Ипатьева. - Минск: МНПП "СТЕНЕР", 1994.-248 с.

2. Экологические, медико-биологические и социально-экономические последствия катастрофы на ЧАЭС в Беларуси.//Под ред. акад. Е.Ф. Конопли, проф. И.В. Ролевича. - Минск: Министерство по чрезвычайным ситуация и защите на селения от последствий катастрофы на ЧАЭС Республики Беларусь.Институт радиобиологии АНБ, 1996. - 280 с.

3. Булавик И.М. Содержание Cs-137 и Cs-134 в почве и древесной растительности при различных плотностях загрязнении территории радионуклидами. // Экологические и социальные проблемы лесного хозяйства Беларуси : Сб.ст. -Гомель. 1991,-С.89-99.

4. Булавик И.М., Жученко Т.А. Радионуклиды в элементах лесного биогеоценоза // Радиоэкологические аспекты последствий аварии. Чернобыль-92: Доклады 3-го Всесоюзного НТС по итогам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. - Зеленый мыс, 1992. - Т.4,4.1.- С. 94-108.

5. Ипатьев В.А., Булавик И.М., Булко Н.И., Гончаренко Г.Г., Дворник A.M., Митин Н.В., Жученко Т.А. Лес и Чернобыль. II Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. научн. трудов / Интитут леса АНБ.- Гомель, 1993. - Вып.37. Ч.1.-С.34-43.

6. Воздействие аварии на ЧАЭС на лесное хозяйство загрязненных территорий Беларуси, России и Украины. // Доклад на XIX сессии Объединенного Комитета ФАО/ЕЭК/МОТ по технологии, управлению и подготовке работников в лесной отрасли (сентябрь, 1992, Италия)/Под общ. ред. Ветрова В.А./ Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. научн. трудов / Институт леса АНБ. — Гомель, 1994. - Вып. 37., 4.1. - С.6 -33.

7. Булавик И.М. Влияние радиоактивного загрязнения на радиальный прирост древесины сосняков И Современные аспекты лесной таксации: Сб. научн. трудов / Институт леса АНБ. - Гомель, 1994. - Вып. 38. - С. 121-122.

8. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Накопление цезия-137 древесиной сосны различных классов возраста, развития и роста // Современные аспекты таксации: Сб. научных трудов / Институт леса АНБ. - Гомель, 1994,-Вып.38. - С.123-124.

9. Bulavik I., Perevolotski A., Surta V. Accumulation of Cs-137 by wild edible muchrooms. // Journal of Food Physics ¡Proceedings of the I-st International Conference on Food Physics 25-27 May 1994. - Suplement. 1994. - P. 63-66.

10. Булавик И.М. Накопление цезия-137 съедобными грибами // Промышленное грибоводство в Республике Беларусь. Состояние и перспективы: Сб. научн. трудов / Институт леса АНБ. - Гомель. 1995. - Вып. 40. - С.137-144.

11. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Миграция и накопление радионуклидов в сосновых насаждениях. И Сб. научных трудов Института леса АНБ. Гомель. 1995. - Вып.43. - С.40-60.

12. Булавик И.М. Последствия радиоактивного загрязнения лесов Беларуси II Краткий доклад РНМК. - Москва, 26-27 марта 1996 г. - М„ 1996. - С. 60-62.

13. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Накопление Cs-137 в пищевой продукции леса // Проблемы экологии лесов и лесопользования в Полесье Украины: Научные труды / Полесская агролесонаучно-исследовательская станция. - Житомир, 1996.-С. 31-35.

14. Булавик И.М. Радиоактивные леса Беларуси - особенности загрязнения и перспективы использования // Природные ресурсы. - 1997. - №4. - С.71-78.

15. Булавик И.М., Карбанович Л.Н. Леса Чернобыльской зоны, их охрана и перспективы использования // Материалы республиканского семинара лесничих и второго съезда Белорусского общества лесоводов, Минск, 19-20 декабря 1996 г. - Минск. 1997. - С. 59-64.

_____Н^Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Динамика радиоактивного загрязнения лесных экосистем //~Г1р1)олемьГлесоведения и-лесоводства:Хб. науч._тр. ^ Инстщут леса НАНБ.- Гомель. 1997. -Вып.45.- С. 194-200.

17. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Радионуклидный состав и динамика плотности загрязнения лесных почв // Современные проблемы использования почвенных ресурсов и повышение их производительной способности: Материалы Междун. научн.-практ. конф. 11-15 ноября 1997 г., г. Горки / БСХА. - Горки,1997.-С. 192-194.

18. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Динамика и прогноз дозовых показателей в лесных экосистемах // Лесная наука на рубеже XXI века: Сб. научн. трудов / Институт леса НАНБ. - Гомель. 1997. - Вып 46. - С. 398-401

19. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Особенности накопления шСэ сосновыми насаждениями // Лесная наука на рубеже XXI века: Сб. научн. трудов / Институт леса НАНБ. - Гомель. 1997. - Вып 46. - С. 408-412.

20. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Сурта В.М. Накопление 137Сз в березовом соке // Лесная наука на рубеже XXI века: Сб. научн. трудов / Институт леса НАНБ. - Гомель. 1997. - Вып 46. - С. 417-418.

-21. Ипатьев В.А., Булавик И.М., Дворник А.М. Радиоактивное загрязнение продукции лесного хозяйства в Беларуси // Лесное хозяйство за рубежом: Экспресс информация / ВНИИЦлесресурс. - М., 1997. - С. 1-15.

22. Переволоцкий А.Н., Булавик И.М.. Гайдуль А.З. Мозаичность радиоактивного загрязнения лесных экосистем // Лесная наука на рубеже XXI века: Сб. науч. трудов / Институт леса НАНБ. - Гомель, 1997. - С.419-422.

23. Булавик И.М. Последствия радиоактивного загрязнения лесов Беларуси // Чернобыль. Экология и здоровье: Проблемы экологической защиты населения. Материалы конференции, Гомель, 1-3 июня 1998 г. / Институт механики метал-лополимерных систем НАНБ. - Гомель, 1998. - С. 39-42.

24. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Динамика радиационной обстановки в лесных экосистемах //10 лет Полесскому государственному радиационно-экологическому заповеднику: Сб. ст. / Под общ. ред. В.И.Парфенова. - Минск, 1998. -С.45-53.

25. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Анализ многолетней динамики накопления радионуклидов в лесной продукции // 10 лет Полесскому государствен-

ному радиационно-экологическому заповеднику: Сб. ст. / Под общ. ред. В.И.Парфенова. - Минск, 1998. - С. 88-95.

26. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Влияние различных факторов на накопление l37Cs древесными растениями // Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. науч. тр./ Институт леса НАН Беларуси. - Гомель, 1998. - Вып. 49. - С. 148-160.

27. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Многолетняя динамика накопления радионуклидов древесным ярусом лесных фитоценозов // Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. науч. тр./ Институт леса НАН Беларуси,- Гомель, 1998. -Вып.49.- С. 126-136.

28. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Миграция 137Cs в лесных почвах Белорусского Полесья // 10 лет Полесскому государственному радиационно-экологическому заповеднику: Сб. ст. / Под общ. ред. В.И.Парфенова. - Минск, 1998,-С. 110-119.

29. Bulavik I.M., PerevoJotsky A.N. Peculiaritves of the Cs-137 accumulation by pine stands // Use and Conservation of Biologial Resources: Sixth Conference of MAB National Committees of Europe and North America (EuroMAB VI), Minsk, 1998. - P. 157-162.

30. Perevolotsky A., Bulavik I. Dinamics and prediction of dose parameters in Forest Ecosystems // Use and Conservation of Biologial Resources: Sixth Conference of MAB National Committees of Europe and North America (EuroMAB VI), Minsk, 1998.-P. 204-207.

31. Булавик И.М., Переволоцкий A.H., Гайдуль А.З. Влияние различных факторов на накопление ,37Cs древесными растениями // 10 лет Полесскому государственному радиационно-экологическому заповеднику: Сб. ст. / Под общ. ред. В.И.Парфенова. - Минск, 1998. - С. 59-70.

32. Ipatyev V., Bulavik I., Baginsky V., Goncharenko G., Dvornik A. Forest and Chernobyl: forest ecosystems after the Chernobyl nuclear power plant accident: 19861994. //Journal of Environmental Radioactivity, 42,1998. -P. 9-38.

33. Булавик И.М., Переволоцкий A.H., Гайдуль А.З. Некоторые аспекты радиологического мониторинга лесов Республики Беларусь // Состояние и мониторинг лесов на рубеже XXI века: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 7-9 апреля 1998 г. / Национальная Академия наук Беларуси. Институт экспериментальной ботаники. -Минск. 1998. - С. 137-139.

34. Булавик И.М., Навойчик Л.Л. Распределение цезия-137 и цезия-134 по основным элементам лесного биогеоценоза // Республиканская научн.-пракг. конф. по радиобиологии и радиоэкологии: Тез. докл.- Минск. 1988. - С.ЗЗ.

35. Булавик И.М. Загрязнение цезием-137 основных элементов лесного биогеоценоза. // Радиационные и биологические аспекты последствий аварии на

ЧАЭС: Тез. докл. международной научно-практической конференции. - Москва. 1990.-С.31.

36. Булавик И.М. Концентрация цезия-137 в некоторых видах съедобных грибов. //. Основы организации и ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения: Тез. докл. Всес. науч.-практ. конф., Гомель, 1990. - С.24.

37. Навойчик Л.Л., Булавик И.М., Жуков В.В. и др. Состояние сосновых [штоценозов _при ршл№пкгё ^iotiiocth загрязнения радиоцезием. // Основы организации и ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения: Тез. докл. Всес. науч.-практ. конф., Гомель, 1990. - С. 9.

38. Булавик И.М. К вопросу ведения лесного хозяйства на загрязненной территории // Результаты научных исследований, выполненных в соответствии с государственной программой по ликвидации в Республике Беларусь последствий катастрофы на ЧАЭС, и задачи по решению комплекса проблем в загрязненных радионуклидами районах: Тез. докл. респ. научн.-практ. конф., Гомель, 2526 февраля 1992 г. - Минск. 1992. - С. 18.

39. Булавик И.М. Особенности накопления радионуклидов древесиной основных лесообразующих пород //: Тез. докл. II радиобиологического съезда, Киев, 20-25 сентября 1993 г. - Пущино, 1993, - 4.1. - C.15Q.

40. Bulavik I., Perevolotski A., Surta V. Forms of radionuclides presence in forest soil // Acute and date Consequenses of Nuclear Catastrophes:Hirosima - Nagasaki and Chernobyl: Belarus - Japan Symposium. Minsk. 1994. P.30.

41. Ipatyev V., Bulavik I., Goncharenko G. About résistance of forest biogeoce-noses to radioactive contamination // Acute and date Consequenses of Nuclear Catastrophes :Hirosima - Nagasaki and Chernobyl: Belarus - Japan Symposium. Minsk. 1994. P.54

42. Ipatyev V., Trukhanovets V., Bulavik I. Accumulation of Cs-137 in sporo-phares of Pleurotus Ostreatus // Journal of Food Physics:Proceedings of the I-st International Conférence on Food Physics 25-27 May 1994. - Suplement. 1994. p. 67.

43. Булавик И.М. Пищевая продукция леса в условиях радиоактивного загрязнения // Экологический статус загрязненных радионуклидами территорий: Тез. докл. Междун. раб. совещания по Чернобыльской экологической исследовательской сети,'Минск, 19-20 апреля 1995 г. -Минск, 1995. - С. 24.

44. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Накопление 137Cs древесиной годичных слоев. // Экологический статус загрязненных радионуклидами территорий: Тез. докл. Междун. раб. совещания по Чернобыльской экологической исследовательской сети, Минск, 19-20 апреля 1995 г. -Минск, 1995.- С.25.

45. Булавик И.М. Особенности лесных экосистем как объектов радиоэкологических исследований // Десять лет после Чернобыльской катастрофы. Научные аспекты проблемы: Тез. докл. международной научн.практ. конф. 28-29 февраля 1996 г.-Минск, 1996.-С. 45.

46. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Миграция и накопление 137Cs в лесных экосистемах // Итоги 10 лет работы по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС: Тез. докл. V Международной научн.- практ. конф. - Зеленый мыс, 1996. - С. 263.

47. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Сурта В.М. Накопление радионуклидов в пищевой продукции леса. // Итоги 10 лет работы по ликвидации последствии аварии на ЧАЭС: Тез. докл. V Международной научн.- практ. конф. - Зеленый Мыс, 1996., С. 256.

48. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н. Формы нахождения радионуклидов в лесных почвах // Современные проблемы использования почвенных ресурсов и повышение их производительной способности: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. 11-15 ноября 1997 г., г.Горки / БСХА, - Горки, 1997. - С. 263.

49. Булавик И.М. Многолетняя динамика накопления 137Cs в лесной продукции // Фундаментальные и прикладные аспекты радиобиологии: Биологические аспекты малых доз и радиоактивное загрязнение среды (Радиоэкологические и медико-биологические последствия катастрофы на ЧАЭС): Тез. докл. Междунар. науч. конференции, г. Минск, 16-17 апреля 1998 г. / Под общ. ред. акад. Конопли Е.Ф. - Минск, 1998. - С. 270.

50. Булавик И.М. Проблемы радиоактивного загрязнения лесов Беларуси // Чернобыль. Экология и здоровье: Проблемы экологической защиты населения: Материалы конференции, Гомель, 1-3 июня 1998 г. / Институт механики метал-лополимерных систем НАНБ. - Гомель, 1998. - С. 39-42.

51. Булавик И.М., Переволоцкий А.Н., Гайдуль А.З. Уровни накопления l37Cs съедобными грибами // Чернобыль. Экология и здоровье: Проблемы экологической защиты населения: Материалы конференции, Гомель, 1-3 июня 1998 г. / Институт механики металлополимерных систем НАНБ. - Гомель, 1998. - С. 7172.

52. Переволоцкий А.Н., Булавик И.М. Динамика и прогноз дозовых показателей в лесных экосистемах. // Экология и молодежь. Исследования экосистем в условиях радиоактивного и техногенного загрязнения окружающей среды: Материалы I Международной научно-практической конференции. - Гомельский гос. университет. - Гомель,- 1998 -Т.1., часть 2. - С. 122-123.

53. Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. - М., 1988. - 46 с.

54. Рекомендации по технологии залесения территории РСФСР, Украинской ССР, Белорусской ССР с плотностью радиоактивного загрязнения цезием-137 80 Ки/км2 и более. - М., 1989. - 27 с.

55. Методические рекомендации по определнию доз облучения работников лесного хозяйства: Утверждена Минлесхозом УССР 28.03.90. - Киев.: Украинское лесоустроительное предприятие. - 1990 г. - 10 с.

56. Временная инструкция по сплошному обследованию лесов, загрязненных радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС (вводится на период с 1991 - 1995 гг.). - Минск, 1991. - 8 с.

57. Инструкция по организации и ведению радиационного мониторинга леса. - Минск. - 1993. - 26 с.

58. Концепция содержания зон отчуждения и отселения. / Утверждена Гос-_комч^знобыля Республики Беларусь 6 июня 1994 г. - Минск, 1994. - С.40-44.

59. Руководство по ведению лесного хозяйства в условиях_радиоаеттт1-о загрязнения. - Минск, 1995. - С. 112.

60. Инструкция по обследованию лесов, загрязненных радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС (на период 1997-2005 гг.). / Министерство лесного хозяйства Республики Беларусь. - Минск, 1997. - 14с.

61. Радиоэкология: / Переволоцкий А.Н., Гаврилов A.B., Булавик И.М., Толкачев В.И. - Гомль: ГГУ, 1997. - 90 с.

62. Ведение лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами землях: Стратегический план развития лесного хозяйства Беларуси до 2015 г. - Минск, ризограф БелГТУ, 1997. - С. 85-89.

63. Вы собираетесь в лес ...: Рекомендации для населения по пользованию лесами в окрестностях г. Гомеля и г. Добруша (Гомельский лесхоз) / Республ. научно-инф. центр; - Гомель, 1998.- 32 с.

64. Инструкция по проведению обследования участков заготовки продукции лесного хозяйства или сырья, отбору и подготовке проб для контроля радиоактивного загрязнения: Утв. Минлесхозом РБ 27.07.98. - Минск, 1998. - 41с.

РЕЗЮМЕ

Булавик Иван Макарович. Обоснование лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья.

Радионуклиды 137Сз и 908г, лесные почвы, миграция, динамика, мощность экспозиционной дозы, плотность загрязнения, лесопользование, уровни накопления, прогнозные оценки.

Объектами исследования явились загрязненные радионуклидами Чернобыльского выброса леса на территории Белорусского Полесья, а предметом исследования - уровни и факторы накопления радионуклидов в лесной продукции.

Цель исследований: Разработка научно обоснованной системы лесопользования на загрязненной радиоактивными веществами территории Беларуси (на примере Чернобыльских выпадений в Белорусском Полесье).

Основными факторами, ограничивающими лесопользование на загрязненной территории, являются плотность загрязнения почв радионуклидами, мощность экспозиционной дозы у-излучения и содержание радионуклидов в лесной продукции.

Выявлены факторы, влияющие на уровни накопления радионуклидов в надземной фитомассе основных лесообразующих пород, плодовых телах съедобных грибов, лесных ягодах и березовом соке. Установлен характер распределения радионуклидов в древесине по высоте и диаметру ствола. Изучена сезонная и многолетняя динамика концентрации и запасов шСэ в элементах надземного полога древесных растений. Даны прогнозные оценки распределения радионуклидов в компонентах соснового биогеоценоза. Полученные результаты в большинстве своем являются новыми и на их основе впервые для условий Белорусского Полесья разработана научно обоснованная система лесопользования на загрязненных радионуклидами землях.

Результаты исследований и основные положения работы использованы при подготовке практических рекомендаций и предложений по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, реабилитации загрязненных территорий и ведению на них лесного хозяйства.

РЭЗЮМЭ

Булавж 1ван Макарович. Абгрунгаванне лесакарыстання ва умовах радыеактыунага забруджвання Беяарускага Палесся.

Радыенуюпды |37Сз 1 908г, лясныя глебы, М1грацыя, дынамка, магутнасць экспазщыйнай дозы, шчыльнасць забруджвання, лесакарыстанне, узроуш накаплення, прагнозныя ацэню.

Аб'ектам1 даследвання з'яушшся забруджаныя радыенуклща.\н Чарнобыльскага выкщу лясы на тэрыторьп Беларускага Палесся, а прадметам даследвання - узроуш 1 фактары накаплення радыенуюпдау у лясной прадукдьп.

Мэта даследванняу: Распрацоука навукова абгрунтаванай астэмы лесакарыстання на забруджанай радыеактыуным1 рэчывам1 тэрыторьп Беларум (на прыкладзе Чарнобыльсюх выюдау у Беларусим Палеса).

Асноуным! фактарам!, абмяжоуваючым1 лесакарыстанне на забруджанай

тэрыторыЦ з'яуляюцца—шчыльнасць _зг^уджвання__^глеб радыенуклщамц

магутнасць экспазщыйнай дозы у-выпраменьвання 1 утрыманне радыенуклщау-у-

лясной прадукцыь

Выяулены фактары, яия уплываюць на узроуш накаплення радыенуюпдау у надземнай фггамассе асноуных лесаутваральных парод, пладовых делах ядомых грыбоу, лясных ягадах 1 бярозавым саку. Устаноулены характар размеркавання радыенуюпдау у драунше па вышыш 1 дыяметру ствала. Вывучана сезонная 1 шматгадовая дынамжа канцэнтрацьп 1 запасау |37Сб у элементах надземнага полагу драуняных раслш. Дадзены прагаозныя ацэни размеркавання радыенуюпдау у кампанентах сасновага б1ягеацэнозу. Атрыманыя вынга пераважна з'яуляюцца новым! 1 на ¡х аснове упершыню для умоу Беларускага Палесся распрацавана навукова абгрунтаваная шстэма лесакарыстання на забруджаных радыенуюпдам! землях.

Вышю даследванняу 1 асноуныя палажэнш працы выкарыстаны пры падрыхтоуцы практычных рэкамендацый 1 прапаноу па лквщацьп вышкау авары 1 на ЧАЭС, рэабштадьн забруджаных тэрыторый \ вядзенню на ¡х лясной гаспадарю.

SUMMARY

Ivan M. Bulavik. Substantiation of forest use in radioactively contaminated areas of Belarus Polessye.

Radiocaesium, radiostrontium, forest soils, migration, dynamics, exposure dose rate, contamination density, forest use, radionuclide contents, predictive estimates.

The investigation is concerned with the forests of Belarus Polessye that appeared to be contaminated as a result of the Chernobyl accident. Contamination levels and factors of radionuclide accumulation in forest-derived products have been the subject for study.

The objective is to work out a scientifically justified system of forest use in radioactively contaminated areas of Belarus (by the example of Chernobyl fallout in Belarus Polessye).

Soil contamination density, y-radiation exposure dose rate and radionuclide contents in forest-derived products are the basic factors that limit forest use in radioactively contaminated areas.

The factors influencing radionuclide contents in the above-ground phytomass of main forest forming species, fruit bodies of edible forest fungi, wild berries and birch sap were shown. The features of radionuclide distribution in wood'with height and diameter of the stem were studied. Seasonal and long-term dynamics of l37Cs concentrations and inventories in the compartments of the above-ground phytomass of woody plants was assayed and predictive estimates of radionuclide distribution in the compartments of the pine biogeocoenosis were made. Most of the results were obtained for the first time. With them a scientifically justified system of forest use in radioactively contaminated areas of Belarus Polessye was first elaborated.

The results and basic concepts of the study were used when making practical recommendations and proposals for elimination of the consequences of the Chernobyl accident, rehabilitation of contaminated areas and forest management there.

' U

Автореферат

Булавик И.М. Обоснование лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья.

Подписано к печати «_30_»_10_1998 г.

Формат бумаги 60x90 1/16. Бумага писчая №1. Печ. л. 2.50 Заказ №1211. Тираж 100 экз.

Отпечатано: г. Гомель, Институт леса HAH Беларуси, 246654, ул. Пролетарская, 71.