close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1100

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ФГО БУ ВПО МИНОБРАЗОВАНИЯ РФ
«БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ»
Маркина З.Н.
ПРИНЦИПЫ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОРАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
БРЯНСК 2011
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ББК 43.4+40.3
М 25
Маркина З.Н. Принципы лесовосстановления на основе анализа
радиоэкологического
состояния
почвенно-растительного
покрова
Брянской области /З.Н. Маркина. - Брянск. гос. инженер.-технол. акад.,
Брянск, 2011. – 135 с. Библиограф.: 182 назв., табл. 39, рис. 44.
В монографии рассмотрены природно-климатические условия региона
исследований (Брянская область), на территории которого выделяются
четыре геоморфологических округа и два геоморфологических района.
Проанализировано современное радиоэкологическое состояние почвенного
покрова на территории Брянской области в целом и в зоне значительного
радиоактивного загрязнения аграрных экосистем и распределение
радионуклида в почвах лесных биогеоценозов. Приведены результаты
многолетних наблюдений за радиоэкологическим состоянием почвеннорастительного покрова агроландшафтов на территории Брянской области при
стабилизации глобальных радиоактивных выпадений, и после аварии на
Чернобыльской АЭС. Показаны особенности перераспределения 137Cs по
профилю почв различных типов почв в типологических группах
агроландшафтов в поставарийный период. Выявлены особенности миграции
радионуклида в лесных экосистемах и влияния лесных насаждений на
перераспределение радионуклида в структуре ландшафта. Описаны
принципы создания лесных культур на сельхозугодьях, загрязнѐнных
радионуклидами, переданных в лесной фонд.
Монография на широкий круг специалистов лесного сельского хозяйства.
Рецензенты: Ториков В.Е., д-р с.-х. наук, профессор, проректор Брянской
государственной сельскохозяйственной академии
Городков А.В., д-р с.-х. наук, профессор, заведующий кафедрой
инженерной экологии и природообустройства Брянской
государственной инженерно-технологической академии
Алешин И.В., к. с.-х. н., доцент, начальник информационновычислительного центра филиала ФГУП ―Рослесинфорг‖
Заплеспроект
ISBN 978-5-98573-092-0
©Брянская государственная
инжерно-технологическая академия
©Маркина З.Н.
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение
Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии
естественного радиоактивного фона (ЕРФ) окружающей среды. Источниками
его являются естественные радионуклиды почвы и космическое излучение.
ЕРФ не является постоянной величиной на поверхности Земли, а изменяется
с циклическими колебаниями космического фона и геологическими
процессами, носящими характер глобальных катастроф.
В результате хозяйственной деятельности человека в окружающей
среде появились искусственные радионуклиды, увеличилось количество
естественных радионуклидов, извлекаемых из недр Земли с нефтью, углем,
газом,
рудами.
Проблема
глобального
загрязнения
биосферы
радиоактивными изотопами некоторых элементов возникла с развитием
атомной промышленности и испытаниями ядерного и термоядерного оружия.
В настоящее время все сельскохозяйственные и лесные территории в той или
иной степени загрязнены радиоактивными нуклидами от глобальных
выпадений, связанные с прошлыми ядерными взрывами на суше, в воде и
атмосфере.
Особого внимания требуют наиболее опасные загрязнители экосистем
– долгоживущие радионуклиды - 137Cs и 90Sr. Их доля в смеси продуктов
деления с течением времени возрастает. Включаясь в биологическую
цепочку «почва – растение – животное - человек» вышеназванные
радионуклиды оказывают отрицательное влияние на здоровье людей.
Как отмечает известный американский учѐный Э. Дж. Холл (1989)
дозы радиации, которые можно назвать совершенно безопасными,
отсутствуют. Конечно, чем ниже доза, тем слабее действие радиации, но
безопасный порог, ниже которого этот эффект не наблюдается, ни в одном
случае установить не удалось. Поэтому он подчѐркивает, что самая
минимальная доза может оказать вредное воздействие.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды – неизбежный фактор
атомного века. При мирном использовании атомной энергии в окружающую
среду неминуемо попадает некоторое количество радиоактивных нуклидов,
несмотря на принимаемые меры радиационной безопасности. Особенно
значительное радиоактивное загрязнение биосферы происходит при
аварийных ситуациях. 26 апреля 1986 года произошла атомная авария в
центре Европы на Чернобыльской АЭС, которая отнесена к глобальной
техногенной катастрофе.
Сложность аварии заключалась в том, что блок реактора превратился в
источник длительного непрерывно пульсирующего выброса продуктов
ядерного деления в атмосферу. Масштабы глобальной Чернобыльской
катастрофы, которые приведены только в официальном заключении
Государственной экспертной комиссии, поражают воображение. Во
внешнюю среду было выброшено более 50 млн. Кюри активности.
Иностранные специалисты называли цифры, которые отличались от
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
советских в полтора-два раза. Например, если Советский Союз в отчете,
представленном МАГАТЕ, сообщил, что выброс йода-131 составляет 7,3
млн. Кюри, то МЭЗОС (Европейская модель) приводило цифру 4,9, а
Ливерморская лаборатория США называла цифру 14,4 млн. Кюри. Учеными
подсчитано, что только по цезию-137 выброс равняется трѐмстам
Хиросимам. Наиболее интенсивные ежесуточные выбросы миллионов Кюри
радиоактивности были до 9-10 мая 1986 г., хотя и значительно позже, вплоть
до августа, фиксировались менее эффективные выбросы (Тараканов, 1998).
В России радиоактивному загрязнению подверглись территории 15
субъектов Российской Федерации общей площадью около 60 тыс. кв. км, на
которой проживает почти 3 млн. человек, в том числе 600 тыс. детей. По
данным Минсельхозпрода РФ на 1 января 1997 г., радиоактивному цезиевому
загрязнению
подверглись
3603,58
тыс.
гектаров
(11,8
%)
сельскохозяйственных угодий. Наибольшие площади и плотности
загрязнения распространены в Брянской и Тульской областях.
Значительная часть глобально выпавших на сушу радионуклидов
попадает в почву, а через неѐ в сельскохозяйственную продукцию. Почва
является аккумулятором и распределителем техногенных загрязнителей, в
том числе и радиоактивных, в объектах окружающей среды. Однако с
усилением антропогенного воздействия на почву еѐ свойство
саморегулирования может исчезнуть. Об этом предостерегал В.А. Ковда
(1978), указывая, что почва – сложная самоуправляемая система –
функционирует до тех пор, пока хозяйственная деятельность человека не
достигнет критического порогового уровня, после которого она может
утратить способность к восстановлению первоначальных свойств.
В связи с Чернобыльской катастрофой возникла необходимость
организации радиоэкологического мониторинга в местах радиоактивных
выпадений. Мониторинг должен быть комплексным и обязательному
контролю подлежат атмосфера и природные воды, осадки, биота и почва.
Ведущим звеном агроэкологического мониторинга является почва. Почва
обеспечивает жизнь на нашей планете, является звеном геологического и
биологического круговорота химических веществ, в котором эти вещества
накапливаются и из которого могут поступать в атмосферу, гидросферу, в
растения и далее в организм животных и человека.
Биогеохимический круговорот веществ, в который включаются
поступающие в биосферу радионуклиды, обусловлен взаимодействием
живых организмов между собой и с косными компонентами среды. Пройдя
ряд физико-химических трансформаций, выпавшие радионуклиды,
становятся неотъемлемой техногенной составляющей загрязнѐнных
экосистем. Все компоненты биосферы, состоящие из нескольких
взаимодействующих
биогеоценозов,
которые,
обладая
известной
независимостью,
тесно
взаимосвязаны.
Эта
взаимосвязь
может
осуществляться через геохимический сток веществ, т.е. через процессы
миграции веществ в цепях биогеоценоза. Концентрирование их в живых
организмах, почвах, воде, грунтах и атмосфере позволило разработать
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
принципы и методы радиоэкологических ландшафтных исследований
(Тюрюканова, 1968) и выделить определенные участки ландшафта,
локализирующие на сопряжѐнных элементах рельефа химические элементы
и радионуклиды. При этом выявляются пути и темпы латеральной и
вертикальной миграции веществ. Важно то, что при этом исследуются
определѐнные сочетания почв, связанные с поверхностным и
внутрипочвенным стоком, определяются зоны вторичной аккумуляции
химических
веществ,
т.е.
ландшафтно-геохимические
барьеры.
Использование системного ландшафтно-геохимического подхода позволило
создать основу для почвенно-экологического анализа, прогнозирования
миграции и распределения радионуклидов в почвенно-растительном покрове
и определения уровней его загрязнения.
Одной
из
задач
радиоэкологического
мониторинга
в
сельскохозяйственном производстве является определение уровня
радиоактивного загрязнения почв, закономерностей миграции, аккумуляции,
направления трансформации радиоактивных веществ и накопление их в
растениях.
Задачей лесной радиоэкологии является выявление специфики
поведения радионуклидов в лесных экосистемах, так как разные типы леса
обладают различной задерживающей способностью радиоактивных веществ
и медленным самоочищением надземной фитомассы. При этом замедляются
процессы круговорота химических элементов и создаются условия для
хронического облучения животных, обитающих в лесу и дополнительного
загрязнения продукции основного и побочного пользования.
Проводимые в регионе исследования необходимы для разработки
комплекса
реабилитационных
лесохозяйственных,
агротехнических,
агрохимических и зоотехнических мероприятий с целью получения сельскои лесохозяйственной продукции, соответствующей санитарным нормам, и
для разработки научно-обоснованных технологий создания лесных культур
на загрязнѐнных радионуклидами территориях, что обеспечит снижение
дозовой нагрузки на персонал и проживающее здесь население. Выполнение
этих работ должно осуществляться способами и технологическими решениями,
обеспечивающими радиационную и экологическую безопасность, а также
лесоводственную и экономическую эффективность.
Одним из механизмов реабилитации загрязненных радионуклидами
сельхозтерриторий является возобновление лесохозяйственной деятельности
на мелкоконтурных пахотных участках с различным уровнем радиоактивного
загрязнения, поскольку леса играют важнейшую роль в стабилизации,
перераспределении и очищении экосистем от радионуклидов
Важными защитными мерами при лесовыращивании являются:
сокращение затрат труда и числа облучаемых лиц за счет применения
технологий с максимальной механизацией работ; совершенствование или замена
трудоемких технологических операций с сохранением лесоводственной
эффективности создаваемых лесных культур; минимальное нарушение
почвенного покрова при подготовке почвы под лесные культуры и при уходе в
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
процессе лесовыращивания; регулирование времени работ по сезонам и
погодным условиям.
При ведении лесного хозяйства необходимо учитывать экологическое
состояние территории, вводимой в лесопользование. Для этого необходимо, в
первую
очередь,
определить
почвенные,
гидрогеологические,
литологические и агроэкологические условия данного ландшафта, а также
уровень техногенного воздействия в каждом конкретном случае.
Настоящая работа посвящена обобщению результатов многолетних
экспериментальных,
стационарных
и
сравнительно-географических
радиоэкологических
исследований
почвенно-растительного
покрова,
проводимых в отделе сельскохозяйственной радиологии Брянского Центра
химизации и сельхозрадиологии и на кафедре лесоводства, лесных культур и
почвоведения Брянской государственной инженерно-технологической
академии.
В работе анализируется современное радиоэкологическое состояние
почвенного покрова и сельскохозяйственной продукции на территории
Брянской области в целом и в зоне значительного радиоактивного
загрязнения. Представлены исследования, выполненные в доаварийный
период в почвенно-растительном покрове при стабилизации глобальных
радиоактивных выпадений и после аварии на Чернобыльской АЭС, показаны
особенности миграции 137Cs по профилю различных типов почв в
типологических группах агроландшафтов в поставарийный период.
Выявлены особенности перераспределения радионуклида в лесных
экосистемах и агроценозах в структуре ландшафта и в почвенном профиле.
В экспедиционных и лабораторно-экспериментальных исследованиях
принимали участие сотрудники отдела сельскохозяйственной радиологии
ФГУ Центра химизации и сельхозрадиологии «Брянский».
В экспедиционных и лабораторно-экспериментальных исследованиях
принимали участие сотрудники отдела сельскохозяйственной радиологии
ФГУ Центра химизации и сельхозрадиологии «Брянский». Всем им автор
выражает сердечную признательность.
Автор выражает искреннюю благодарность учѐным МГУ Жучковой
В.К. и Волковой Н.И., директору ФГУ «Брянскцентрагрохимрадиология
Прудникову П.В., директору Учебно-опытного лесхоза БГИТА Шошину
В.И., профессору БГИТА Тарасенко В.П. за помощь и поддержку в
выполнении работы.
Особую благодарность автор выражает профессору БГСХА
Просянникову Е.В. за оказанную неоценимую методологическую и
методическую помощь в выполнении работ.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Природно-климатические условия региона исследований
Брянская область расположена на юго-западе Центрального района
Европейской части России и занимает площадь 34,9 тыс. км2. Лес занимает
28,8 % еѐ территории. По лесорастительному районированию (Курнаев, 1973,
1982) Брянская область неоднородна по своим эдафическим условиям,
относится к Брянскому округу зоны широколиственных лесов и расположена
в двух подзонах – смешанных хвойно-широколиственных и теневых
широколиственных лесов. Регион исследований принадлежит к одной
почвенно-биоклиматической области, что определяет наиболее общие
закономерности природных условий, связанные с термическими факторами,
условиями увлажнения и континентальности. Это привело к формированию
таежно-лесной, лиственно-лесной и лесостепной почвенно-климатических
зон. Вместе с тем, геолого-геоморфологические особенности территории
обусловливают разнообразие и контрастность ландшафтов.
Территория Брянской области расположена в трех геоморфологических
областях - моренной Смоленско-Московской возвышенной равнины,
аллювиально-флювиогляциальной Придеснянской равнины и Среднерусской
возвышенности (возвышенная эрозионно-денудационная равнина). Каждая из
областей в пределах рассматриваемой территории представлена одним-двумя
геоморфологическими округами (Миллер, 1975; Природное…, 1975; Воробьѐв,
1993).
Приболвинский геоморфологический округ занимает северную часть
области, располагаясь на северо-восточном склоне Рославльского поднятия
фундамента, который отделяется от Брянско-Новозыбковской моноклинали
Сожским прогибом (цит. по Воробьѐву, 1993). Из наиболее характерных
локальных неотектонических структур, оказывающих влияние на размещение
почв, необходимо отметить Жуковский и Сельцовский прогибы, Дубровское и
Жиздренское поднятия. Основным типом рельефа этого округа являются
аккумулятивные,
слаборасчлененные
(0,8…1,2
км/км2)
плоские
и
пологоволнистые флювиогляциальные и моренные равнины, лежащие в
основном на абсолютных высотах 180…220 м. Общая выравненность
поверхности нарушается долинами рек и ручьев и напорными моренными
грядами московского оледенения. Долины рек имеют симметричное строение.
Неглубокая врезанность обуславливает их сравнительно небольшое дренирующее
значение. Микрорельеф, представленный мелкими понижениями и
всхолмлениями, большого развития не получил. Равнинность территории при
неглубоком залегании (на локальных поднятиях) коренных пород, часто
участвующих в формировании профиля почв, является важной, с точки зрения
особенностей развития и дифференциации почвенного покрова, особенностью
описываемого округа. К поднятиям приурочены эрозионные формы рельефа балки и овраги со смытыми почвами (Дубровское поднятие), что также
осложняет строение почвенного покрова.
Ипутский геоморфологический округ расположен западнее линии Стародуб
- Мглин. В неотектоническом строении этому округу отвечает западная часть
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Брянско-Новозыбковской моноклинали, располагающейся на Стругово-Будском
поднятии кристаллического фундамента.
В рельефе
господствуют
аккумулятивные, плоские, местами террасированные, слабохолмистые,
слаборасчлененные флювиогляциально-аллювиальные равнины, лежащие на
отметках 140…180 м. Общая равнинность территории округа осложняется
локальными неотектоническими структурными элементами, такими как
Суражское, Клинцовское и Злынковское поднятия и Ипутьский прогиб.
Небольшие превышения водораздельных пространств над местными базисами
эрозии, неглубокое подстилание слабоводопроницаемыми моренными
отложениями создают на территории округа условия повышенной
гидроморфности, выражающейся в формировании дерново-подзолистых глеевых
и болотных почв. Сложное геоморфологическое строение территории находит
свое отражение и в сложной структуре почвенного покрова, которая представлена
в основном мелкоконтурными сочетаниями дерново-подзолистых супесчаных и
дерново-подзолистых легкосуглинистых оглееных почв.
Придеснинский и Среднерусский геоморфологические округа занимают
центральную и восточную части Брянской области. Описываемые округа имеют
ряд общих черт, как в рельефе, так и в неотектоническом строении, поэтому во
избежание повторений они характеризуются совместно.
В неотектоническом строении округам отвечают Брянское поднятие,
Деснинсий прогиб и западные склоны Среднерусской антеклизы. В соответствии
с этими особенностями рельефа выделяются Правобережно-Деснинский,
Левобережно-Деснинский и Приокский геоморфологические районы.
Первый район, в пределах описываемой территории, отвечает Брянскому
неотектоническому поднятию. Господствующими типами рельефа здесь
являются относительно возвышенные (180…220 м), слабо-, иногда
среднерасчлененные пологоволнистые, реже - полого-холмистые равнины,
сложенные лессовидными суглинками. Глубина местных базисов эрозии
варьирует от 30 до 70м и более. Характерной особенностью является резко
выраженная правосторонняя асимметрия речных долин Десны и Судости.
Хорошо выражены речные террасы (пойма и четыре надпойменные), полностью
представленные только в левобережной части долины (цит. по Воробьѐву, 1993).
Широкое развитие в Правобережном районе получила плоскостная и линейная
эрозия, поэтому такие формы рельефа, как склоны и ложбины стока, занимают
большие площади. В краевых частях района, при удалении от реки Десны, на
плоских водоразделах, развиты западинные формы рельефа в виде блюдец и
вытянутых депрессий. Хорошая дренированность территории, обусловленная
особенностями геоморфологического строения, наличие карбонатных
лессовидных суглинков способствовали формированию здесь серых лесных почв.
Структура почвенного покрова имеет в целом простое строение, усложняясь в
местах развития эрозии и западинности.
Левобережно-Деснинский геоморфологический район имеет четко
очерченные структурно обусловленные границы и располагается в пределах
Деснинского неотектонического прогиба.
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В морфологическом отношении район представляет собой плоские
террасовые равнины, сложенные песчаным и супесчаным древним аллювием, с
абсолютными высотами 140…180 м. Речные террасы в результате
неотектонических поднятий имеют различную ширину: от 2 км севернее реки
Ревны и до 20 км южнее Трубчевска. Поверхность террас изобилует
пониженными участками и западинами реликтово-флювиального и карстового
происхождения (цит. по Воробьѐву, 1993). В почвенном покрове господствуют
дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы, распространены дерновоподзолистые глееватые, глеевые и болотные низинные почвы.
Приокский геоморфологический район, в пределах Брянской области,
представлен западными склонами Среднерусской возвышенности. Район в целом
характеризуется возвышенным рельефом, с абсолютными отметками от 200 до
270 м, с господством средне- (1,3…1,5 км/км2) и глубоко- (свыше 80 м)
расчлененных
эрозионно-денудационных
возвышенностей.
Наиболее
эродированные территории приурочены к водораздельной области между Десной
и Окой (Веребской, Дроновский водоразделы и Севское поднятие), на которых
практически все почвы затронуты плоскостной или линейной эрозией (цит. по
Воробьѐву, 1993). Особенности геоморфологического строения района возвышенное положение, высокая вертикальная и горизонтальная расчлененность
поверхности, господство склоновых форм рельефа - обусловили развитие
автоморфных процессов почвообразования с формированием серых лесных почв.
Здесь широко развиты молодые формы эрозионного рельефа - овраги,
возникающие под влиянием хозяйственной деятельности человека. Это создает
обстановку антропогенной остепнѐнности территории, проявляющейся, в первую
очередь, в уменьшении общих запасов влаги в почвогрунтовой толще, в
снижении уровня грунтовых вод, уменьшении интенсивности и глубины
сезонного промачивания почв. В структуре почвенного покрова района
преобладают эрозионные сочетания (цит. по Воробьѐву, 1993).
Рельеф территории Брянской области и, соответственно, Брянского лесного
массива прошел длительный и сложный путь развития, прежде чем приобрел
современный вид. Современные орографические районы исследуемого региона
(центра Русской равнины), по существу, отражают различие рельефа до
четвертичной поверхности, сложенной коренными породами и представляют
результат непосредственного воздействия ледникового покрова на первичные
доледниковые формы.
В почвенном покрове Брянской области преобладают соответственно
дерново-подзолистые почвы разной степени оподзоленности и оглеенности
(60 %), более 20 % приходится на долю серых лесных, остальную площадь
занимают подзолисто-болотные и болотные почвы (Антыков, 1958;
Воробьев, 1993). В юго-западных районах области преобладают дерновоподзолистые почвы.
Дерново-подзолистые почвы бедны минеральными питательными
элементами, органическим веществом, имеют сильнокислую и кислую
реакцию почвенной среды, незначительную ѐмкость поглощения.
Содержание физической глины в песчаных почвах не превышает 5%,
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
супесчаных – 10…20%, в легкосуглинистых – 20…30%. Дерновоподзолистые песчаные и супесчаные почвы имеют крайне неблагоприятные
водные свойства: высокую водопроницаемость и малую водоудерживающую
способность. Водный режим таких почв зависит от количества и частоты
выпадения осадков, толщины снежного покрова, температуры воздуха,
гранулометрического состава подстилающей породы, уровня залегания
грунтовых вод. Физические свойства легкосуглинистых почв благоприятнее
песчаных и супесчаных, но и для них остаѐтся характерной невысокая
влагоѐмкость, повышенная водопроницаемость и небольшая водоподъѐмная
способность. Эти свойства почв в основном определяют продуктивность
выращиваемых культур.
Дерново-подзолистые песчаные почвы слабо гумусированы (0,7…1 %
гумуса), с небольшой мощностью гумусированной толщи. Верхние горизонты очень обеднены основаниями и имеют повышенную кислотность. Из-за
низкой влагоѐмкости песков и подверженности их ветровой эрозии, малой
ѐмкости почвенного поглощающего комплекса происходит интенсивное вымывание питательных веществ, внесѐнных с удобрениями. Биологическая
активность этих почв тоже низкая, они характеризуются очень низким естественным плодородием (Воробьѐв и др., 1995; Копытков, Жумигин, 2007).
Брянский лесной массив отличается значительным разнообразием
почв: на водораздельной равнине преобладают богатые суглинистые почвы
на двучленных отложениях глинистого элювии кремнистой опоки и мелового
рухляка или подстилаемых меловым рухляком; суглинистые почвы на
меловом рухляке и других карбонатных породах (глинистый элювий
карбонатной опоки, сурка); песчаные и супесчаные почвы на двучленных
отложениях флювиогляциальных песков и альбских слюдистых суглинков
или подстилаемые альбскими слюдистыми суглинками; супесчаные и
суглинистые почвы на двучленных отложениях флювиогляциальных и
кварцево-глауконитовых песков с фосфоритами; на Среднерусской
возвышенности сформировались песчаные или супесчаные почвы на
флювиогляциальных песках и супесях с прослойками переотложенной
морены или без них, подстилаемые глинистым элювием опоки (обычно
валунные глины под древнеаллювиальными или водно-ледниковыми
песками; Погребняк, 1955); Придеснянская низменность отличается меньшим
разнообразием почв и, в основном, преобладают дерновые маломощные и
мощные песчаные почвы центральной поймы на аллювиальных отложениях
и подзолистые почвы песчаного механического состава первых двух
террасах.
Как отмечают С.А. Родин, А.И. Угаров (1997), физические свойства
дерново-подзолистых почв входят в число наименее податливых
окультуривающим мероприятиям. Среди возможных факторов их улучшения
часто называют длительное применение высоких доз органических
удобрений, а также применение различных мелиорантов, особенно для
песчаных почв.
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Климат Брянской области, умеренно континентальный с теплым летом
и умеренно холодной зимой с достаточным увлажнением, что определяется
еѐ положением в центральной части Русской равнины. Годовая сумма
солнечной радиации увеличивается с 88 ккал на см2 поверхности на севере до
92 ккал на см2 на юге. Летом территория получает много тепла, величина
солнечной радиации в ясную погоду в середине июля составляет около 800
ккал/см2 в сутки. Изменения температур воздуха имеют четко выраженный
сезонный характер. Все четыре времени года хорошо выражены. Зимний
период длится 4 месяца – декабрь, январь, февраль, март. Среднегодовая
температура воздуха по области составляет 4,7-5,90С. Абсолютный
многолетний максимум достигает 36-370С, а абсолютный минимум - -36420С. Безморозный период - 130-160 дней. Средняя температура наиболее
холодного месяца января - -7-90, наиболее теплого июля - +18-190С,
максимальная 32-340С.
Летние юго-восточные ветры приносят атмосферные засухи (суховеи).
Слабые суховеи наблюдаются каждый год, интенсивные повторяются один
раз в 3-10 лет. Суммы активных температур воздуха (выше 100С) на
территории области 2150…24500С.
Количество осадков, выпадающих на территории области, колеблется
от 500 до 614 мм, средневзвешенная ежегодная их сумма составляет 572 мм.
За период активной вегетации растений сумма осадков составляет 270-330
мм. За лето выпадает 390-450 мм с максимумом в июле, часто они имеют
ливневый характер, и малое количество их попадает в почву. По средним
многолетним данным почвы начинают промерзать в ноябре, в декабре
глубина промерзания составляет 61-87 см и в марте достигает максимума 6590 см.
Таким образом, можно констатировать, что климат Брянской области и
еѐ юго-западных районов в сочетании с оптимальными почвенноэкологическими условиями благоприятен для создания лесных культур и
ведения сельскохозяйственного производства. В тоже время имеет место ряд
отрицательных особенностей: частая переменчивость погоды, зимние
оттепели, поздние заморозки, возврат холодов весной, ливневые дожди,
изредка засушливые годы, что негативно сказывается на продуктивности
культур при их проявлении.
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2 Радиоактивное загрязнение почв Брянской области
Авария на Чернобыльской АЭС привела к загрязнению значительных
территорий радионуклидами с продолжительным периодом полураспада
(137Cs, 90Sr и др.), северо-восточный след которой проходит по территории
Брянской области. Радионуклиды, несмотря на более 20-летний
послеаварийный период, сосредоточены в основном в органогенных
горизонтах (слой 0-20см почвы) и ещѐ долгие годы будут являться
источником радиоактивного загрязнения окружающей среды. Особенностью
отдалѐнного периода радиоактивных выпадений является изменение
интенсивности перехода радионуклидов в системе почва-растение, что
связано со «старением 137Cs» и снижением его подвижности.
Площадь лесов, находящихся в ведении Рослесхоза, загрязнѐнная 137Cs
с плотностью свыше 1 Ки/км2 в результате аварии на Чернобыльской АЭС
составила около 982 тыс. га на территории 15 субъектов РФ. Площади лесов
по группам загрязнения 137Cs составляют: 1-5 Ки/км2 – 856,3 тыс. га, 5-15
Ки/км2 – 96,6 тыс. га, 15-40 Ки/км2 – 27,5 тыс. га, более 40 Ки/км2 – 2,2 тыс.
га (Панфилов, 2000).
Масштабы радиоактивного загрязнения лесного фонда существенно
различаются как по площадям, так и по плотности загрязнения почвы и
составу радионуклидов. Радиологические обследования лесных угодий
Брянской области выявили различные уровни их загрязнения (Мурахтанов и
др., 1994; Доклад…, 2003; Светов и др., 2004; Прудников и др., 2007). Из
1063,2 тыс. га плотность загрязнения 137Cs до 1 Ки/км2 имели 633,5 тыс. га, 15 Ки/км2 – 233,0 тыс. га, 5-15 Ки/км2 – 113,9 тыс. га, 15-40 Ки/км2 – 73,5 тыс.
га и более 40 Ки/км2 – 9,3 тыс. га.
Брянские леса являются наиболее пострадавшими в России.
Значительная часть этих лесов расположена в зонах отселения и отчуждения,
где
по
условиям
радиационной
безопасности
приостановлена
лесохозяйственная деятельность.
В доаварийный период пространственное распределение 137Cs и 90Sr от
глобальных выпадений по территории области было относительно
равномерным, наложение чернобыльских выпадений – неоднородное,
неравномерное и пятнистое. Среднее содержание радиоцезия в почвах
области в доаварийный период составляло 1,33 кБк/м2, радиостронция – 2,37
кБк/м2. Плотность загрязнения почв 137Cs в разрезе районов области
колебалась от 0,37 до 2,2 кБк/м2, 90Sr – от 1,1 до 5,6 кБк/м2. Максимальные
концентрации стронция-90 выявлены в серых и тѐмно-серых лесных почвах.
Распределение цезия-137 в почвах области было относительно равномерным
(Маркина, Воробьѐв, 1986; Маркина, 1993).
Выпавшие чернобыльские радиоактивные осадки стали характерной
техногенной составляющей почвенного покрова, который всегда выступает
главным депонентом всех загрязнителей (Алексахин и др., 1994). Почва
является чутким индикатором на загрязнение, так как находится на
пересечении всех миграционных путей химических элементов. Именно в
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвенной среде протекают активные процессы преобразования и
трансформации радиоактивных веществ и вовлечение их в большой
геологический и малый биологический круговороты веществ. Выпадение
чернобыльских радиоактивных осадков было неоднородным, мозаичным и
пестрота их отмечалась не только по районам, но и по отдельным участкам.
В Государственном докладе «О состоянии окружающей природной
среды Брянской области в 2008 году» отмечено, что средневзвешенная
плотность загрязнения почв сельхозугодий (таблица 1) к 2008 г. снизилась до
71,4 кБк/м2 против 132,1 кБк/м2 1986 г., в том числе на пашне - до 56,6 кБк/м2
против 111,4 кБк/м2, на сенокосах и пастбищах - до 113,2 против 185,7 кБк/м2,
но превышает доаварийный уровень по сельхозугодьям в 54 раза.
Таблица 1 - Динамика плотности
сельскохозяйственных угодий Брянской области
загрязнения
почв
2
Годы
обслеУгодья
дования
Обсле в т. ч по группам загрязнения, êÁê / ì 2
Êu / êì
дованная
пло37-185 185-555 555-1480 св 1480
щадь, до 37
1 -5
5- 15 15-40
св.40
тыс.га до 1
%
l37
Cs
Средневзвеш.
плотность
загрязнения,
êÁê / ì
Êu / êì
2
2
1986- 1756,7 1054,0
1988 100
60,0
401,5
22,8
186,6
10,6
97,6
5,6
17,0
1,0
132,1
3,3
2008 1679,9 1258,9
100
74,9
В т.ч. 1986- 1267,4 787.3
пашни 1988 100
62,1
2008 1237,5 963,3
100
77,8
сенокосы 1986- 489,3 266,7
и
1988 100
54,5
пастби2008г. 442,4 295,6
ща
100
66,8
264,8
15,8
286,8
22,6
185,7
15,0
114,7
23,4
79,1
17,9
121,1
7,2
131,0
10,3
75,3
6,1
55,6
11,4
45,8
10,4
29,9
1,8
55,1
4,4
11,2
0,9
42,5
8,7
18,7
4,2
5,2
0,3
7,2
0,6
2,0
0,2
9,8
2,0
3,2
0,7
71,4
1,9
111,4
3,0
56,6
1,5
185,7
5,0
113,2
3,1
Всего
с/х
угодий
Мониторинг радиационной обстановки показал, что коренного перелома
в сторону улучшения пока не наступило. Процессы освобождения и
самоочищения почв от радионуклидов идут медленно.
Снижение уровня плотности загрязнения почв сельхозугодий l37Cs по
отношению к маю 1986 г. по области составило всего 1,6 раза, превышение
же до аварийного уровня по-прежнему на пашне составляет 45, а сенокоснопастбищных угодьях - 88 раз.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Почв с плотностью загрязнения свыше 1 Ku/км2 насчитывается 421 тыс.
га или 25,1% всех сельскохозяйственных угодий, а в семи юго-западных
районах такие почвы распространены на 76,2% сельскохозяйственных
угодий. В этих районах 154,9 тыс. га почв или 33% загрязнены цезием-137
свыше 5 Ки/км2. Уровень загрязнения естественных кормовых угодий в 2
раза выше пахотных земель.
Трансформация почв из разряда загрязненных (св. 37 кБк/м2) в условно
чистые (до 37 кБк/м2) по области составили на сельскохозяйственных угодьях
- 204,9 тыс. га (14,9%), в том числе на пашне 176 тыс. га (15,7%), сенокоснопастбищных угодьях - 28,9 тыс. га (12,3 %).
Радиационное состояние почвенного покрова наиболее загрязнѐнных
юго-западных районов Брянской области до настоящего времени остаѐтся
нестабильным, сложным и коренных изменений в сторону улучшения ещѐ не
наступило (Маркина и др., 1990, 2006; Воробьѐв и др., 1994;Воробьѐв и др.,
1999; Воробьѐв и др., 2002; Прудников и др.,2007).
Из обследованных 523,9 тыс. га почв сельхозугодий юго-западной зоны
области, 484,6 тыс. га или 93 % загрязнены 137Cs свыше 37 кБк/м2 (таблица 2).
Процессы освобождения и очищения почв от радиоактивных веществ идут
крайне медленно, что обусловлено долгоживущими радионуклидамиВ
поставарийный период в разряд «чистых» почв (плотность загрязнения 137Cs
менее 1 Ки/км2) перешло только 17 % или 71,6 тыс. га сельхозугодий, а в
ряде районов степень загрязнения почв настолько высокая, что даже время не
сыграло существенной роли в этом процессе (Новозыбковский район). Доля
перехода составила 1…3 % (Гордеевский и Красногорский районы).
Таблица
2
Динамика
плотности
загрязнения
почв
137
сельскохозяйственных угодий Cs юго-западных районов за период 19862006 годы (Данные «Брянскцентрагрохимрадиология)»
Группы
загрязнения,
Ки/км2 (кБк/м2)
до 1 (37)
1-5 (37…185)
1986 г.
тыс.
%
га
39,3
7
187,0 36
1993 г.
тыс.
%
га
68,6
15
191,0 41
1999 г.
тыс.
%
га
90,8
19
188,3 40
2006 г.
тыс.
%
га
110,9 24
198,7 42
5-15 (185…555)
183,0
35
152,8
33
142,1
31
123,5
26
15-40 (555…1480)
97,6
19
43,5
9
39,9
9
30,9
7
Свыше 40 (св.1480) 17,0
3
8,7
2
6,3
1
5,0
1
467,4
100 469,1
Итого
Средневзвешенная
плотность загрязнения, кБк/м2
523,9
100 464,6 100
469,9
270,1
244,2
100
203,5
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наблюдается закономерное перераспределение площадей почв
различного уровня загрязнения. Площади почв группы 1-5 Ки/км2
увеличились на 11,7 тыс. га за счѐт групп более высокого загрязнения. В
структуре загрязнения почв их доля в настоящее время составляет 42 % всех
сельхозугодий или 198,7 тыс.га.
Значительное распространение имеет группа почв с содержанием 137Cs
5-15 Ки/км2, площадь которых 123,5 тыс. га или 26 %. На долю группы
загрязнения 15-40 Ки/км2 приходится 30,9 тыс. га или 7 % всех
сельхозугодий (Прудников, 2007). Сельскохозяйственные угодья, почвы
которых имеют уровень загрязнения 137Cs свыше 5 Ки/км2, требуют
проведения реабилитационных агрохимических мероприятий. Доля таких
почв составляет 33 % всех сельхозугодий или 154,4 тыс. га.
Средневзвешенная плотность загрязнения за 23 года снизилась в 2,3 раза, но
содержание радиоцезия в почвах пашни превышает доаварийный уровень в
45 раз, на сенокосно-пастбищных угодьях – в 88 раз. Радиоэкологическая
обстановка на радиоактивно загрязнѐнной территории остаѐтся сложной и
требует проведения постоянного мониторинга почв и производимой
продукции.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3 Ландшафтная структура региона – природная основа современного
сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства
3.1 Современные представления о ландшафтах и агроландшафтах
В широком понимании географический ландшафт представляет собой
природный территориальный комплекс, а в узком – конкретная территория,
однородная по своему происхождению, истории развития и неделимая по
зональным и незональным признакам, обладающая единым геологическим
фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным
сочетанием гидротермических условий почв, биоценозов и, следовательно,
однохарактерным набором простых геокомплексов (фаций и урочищ). В
таком понимании географический ландшафт – одна из категорий физикогеографического деления, рассматриваемая как основная единица и основной
объект ландшафтного исследования (Энциклопедический…, 1968; Исаченко,
1986).
Агроландшафт - это трансформированный сельскохозяйственным
производством природный ландшафт, как правило, сохраняющий его
исходные границы. Пространственная дифференциация природных
ландшафтов, обусловленная главным образом геологогеоморфологическим и
гидроклиматическим факторами, остаѐтся значимой и для агроландшафтов.
Порой она бывает существенно замаскированной, особенно в
сельскохозяйственных регионах с широким распространением пахотных
земель, однако практически никогда не исчезает. Залогом тому сама
специфика сельского хозяйства, опирающегося, прежде всего, на
использование естественного плодородия земель, их биопродуктивности
(Николаев, 1992, 1999).
Агроландшафт
–
природно-сельскохозяйственная
геосистема
региональной размерности. В его территориальной организации помимо
доминирующих по площади агроместностей и агроурочищ, могут
участвовать природные и мелиоративные локальные геосистемы, обычно
играющие роль экологической инфраструктуры.
Подобно природным ландшафтам, агроландшафты внутренне
неоднородны, характеризуются определенной территориальной организацией природно-антропогенной морфологической структурой. Будучи геосистемами региональной размерности, они состоят из сопряженных по
принципу дополнительности локальных образований - агроместностей,
агроурочищ. Среди локальных морфологических элементов агроландшафта
могут быть и несельскохозяйственные, например, лесные, болотные, водные.
Занимая в структуре агроландшафта подчиненное положение (не превышая
30-40 % его площади), они обычно выступают в качестве экологического
каркаса (экологической инфраструктуры), играют важную стабилизирующую
роль в динамике сельскохозяйственных земель. Агрогеосистемам
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
свойственна интегральная - природно-антропогенная динамика. Все природные процессы, протекающие в них, так или иначе, сельскохозяйственно
модифицированы, а все виды производства на сельскохозяйственных землях
преломляются в динамических проявлениях местной природы, находятся под
воздействием ее погодной, сезонной, годичной ритмики, многолетних
флуктуаций, трендов.
К агроландшафтам можно применить представления о взаимодействии
и противоборстве стабилизирующей и преобразующей динамики. Первую
характеризуют обратимые изменения геосистемы, многие из которых
подчинены законам природных ритмов. Второй, напротив, свойственны
направленные изменения (тренды), нередко вызванные антропогенным
вмешательством, нарушением механизмов саморегуляции геосистем. В
зависимости от преобладания того или другого вида динамики агроландшафт
либо относительно устойчиво функционирует в условиях инвариантной
структуры, либо испытывает структурные и функциональные перестройки.
взаимосвязи природных и культурных ландшафтов, среди которых
исключительное место отводится сельскохозяйственным, отмечал Л.С. Берг
(1930, 1947). Знаменательно, что первое, в 1930 г. издание своего
капитального труда «Ландшафтно-географические зоны СССР» Л.С. Берг
осуществил по линии ВАСХНИЛ. В предисловии к нему изложено научное
кредо автора: «Настоящая работа печатается в приложении к научноагрономическому органу на основании того неоспоримого убеждения, что
как при поднятии сельского хозяйства, так и организации опытного дела,
следует, прежде всего, иметь в виду ту географическую обстановку, тот
географический ландшафт, среди которого приходится работать сельскому
хозяину. Без знания географических ландшафтов поднятие сельского
хозяйства немыслимо».
Фундамент учения о природных типах сельскохозяйственных земель,
уделив главное внимание естественным кормовым угодьям, заложил Л.Г.
Раменский (1938). Исследования Л.Г. Раменского (1971) показали, как
обязательны в агрогеографических исследованиях ландшафтный подход,
ландшафтные методы.
Вследствие интенсивной химизации сельского хозяйства глубокой
трансформации подвержены химические и биохимические процессы в
агроландшафтах. На пахотные угодья вносятся минеральные и органические
удобрения, карбонатные соединения для известкования кислых почв и гипса
в целях мелиорации солонцов и солонцеватых почв, другие химические
соединения и ядохимикаты (пестициды, гербициды). Получение высоких
урожаев посредством химизации сопряжено с общей эвтрофикацией среды.
Эвтрофикация среды, обусловленная химизацией сельского хозяйства, влечет
за собой множество неблагоприятных последствий. Так сами почвы
прогрессивно теряют свою биотическую составляющую. Идет стерилизация
почв, а следом, естественно, затухают процессы гумификации и
минерализации поступающих в почву органических остатков. В итоге к
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
эрозионной и дефляционной дегумификации добавляется дегумификация,
вызванная гибелью почвенной фауны, играющей роль редуцентов.
Пестициды и гербициды загрязняют, помимо почв, воздух, подземные
воды, поверхностные водоемы. Иными словами, идет тотальное загрязнение
ландшафтной среды. Ядохимикаты действуют, к сожалению, далеко не
избирательно. Уничтожая сорняки и вредителей полей, они одновременно
поражают другие виды биоты, в том числе естественных врагов паразитов птиц, насекомых, млекопитающих. Вследствие искусственного разрушения
трофических цепей на полях появляются все новые и новые вредители,
которые ранее подавлялись естественными врагами.
Как видно, интенсивная химизация сопровождается деградацией почти
всех природных компонентов агроландшафта, а заодно и окружающей среды.
Лишенные естественной биоты, с нарушенным биогеохимическим
круговоротом и энергетикой, зависящей от антропогенных субсидий,
агроландшафты утрачивают естественную способность к саморегуляции. Их
структурно-динамическая
устойчивость
определяется
в
основном
антропогенной регуляцией. Каналами управления служат: системы
земледелия, агротехнический комплекс, мелиорации, территориальная
организация агроландшафта.
Главные цели управления видятся: во-первых, в повышении
энергетической эффективности агрогеосистем (в увеличении КПД) и
обеспечении на этой основе роста биопродуктивности; во-вторых, в создании
условий устойчивого функционирования; в-третьих, в обеспечении
благоприятной ландшафтно-экологической среды как для биоты, так и для
человека.
Наряду с преобладавшими ранее оценочно-земельными изысканиями
получили развитие такие направления научного поиска, как антропогенная
эволюция, структура и динамика агроландшафтов, агроландшафтный
мониторинг, анализ устойчивости агроландшафтов и прогнозирование их
изменений, проблемы оптимизации агроландшафтов и др. Одновременно
резко обозначилась закономерная тенденция экологизации агрогеографических исследований, слияния на путях взаимодополняемости ландшафтного
и экологического подходов при изучении сельскохозяйственных земель
(Ландшафтно-геохимическое…, 1983, Ландшафтно-экологические…, 1985).
Интенсификация сельскохозяйственного производства, сопряженная с
резко возрастающими энергозатратами, химизацией и глубокой перестройкой естественных геоэкологических механизмов дестабилизирует не только
сельскохозяйственные земли, но вместе с тем биосферу в целом. По объѐмам
ускоренной почвенной эрозии и дефляции, химического и радиоактивного
загрязнения окружающей среды агроландшафты, занимающие более одной
трети суши, не уступают промышленным и городским. Плодородие
сельскохозяйственных угодий, их биологическая продуктивность есть
производное не только пахотных почв или растительного покрова пастбищ и
сенокосов, но всего природного комплекса. В том числе и таких его
составляющих как климат, рельеф, геологическое строение, поверхностное и
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
грунтовое увлажнение, животный мир. Изучая их во взаимной связи и
взаимодействии, мы убеждаемся, что сельскохозяйственные земли
представляют собой геоэкологические образования, по своей структуре и
функционированию не менее сложные, чем природные ландшафты.
Интеграционное понимание сущности сельскохозяйственных земель
позволяет рассматривать их в качестве агрогеосистем (Николаев, 1992).
Агрогеосистемы, будучи плодом сотворчества человека и природы,
выступают как природно-антропогенные образования. Их структура и
функционирование, хотя и базируется на природных началах,
целенаправленно трансформированы человеком, находятся под его
контролем и в определенной мере управляются им. Сельскохозяйственные
ландшафты - важная часть современной глобальной сверхсистемы «природаобщество».
Природа и сельское хозяйство выступают в качестве главных структурных элементов агрогеосистемы. Только их совокупное единство, обусловленное постоянными вещественно-энергетическими связями, обеспечивает
качественное своеобразие агрогеосистемам и формирование ими растениеводческой и животноводческой продукции. Иными словами, агрогеосистема
- не механическая сумма природной и сельскохозяйственной составляющих,
а новое, более сложное по своей организации образование, обладающее
всеми признаками эмерджентности (Николаев, 1992).
Антропогенная трансформация природной подсистемы агроландшафта
неизбежна, так как она испытывает постоянное воздействие сельскохозяйственного производства. Производственная подсистема агроландшафта
включает в себя совокупность всех видов сельскохозяйственного и мелиоративного преобразования земель (Зайдельман, 1993).
Агроландшафты являются управляемыми природно-антропогенными
системами. Отсюда понятна особая роль, которую играет блок управления в
их структуре. Этим блоком обеспечивается необходимая регуляция системы
в целом посредством агротехнических, агрохимических, мелиоративных и
других комплексов мероприятий.
Регулятивные действия такого рода не мыслятся в наше время без
постоянного контроля за состоянием агроландшафтов. Точные знания о
содержании питательных элементов в почвах, их загрязнении
радионуклидами и многие другие сведения необходимы для принятия
своевременных мер по поддержанию нормального функционирования
агрогеосистемы и еѐ оптимизации. Наилучшим образом получение подобной
информации может быть обеспечено при организации постоянно
действующего агроландшафтного мониторинга. Его главная задача информационное обеспечение управления агрогеосистемами.
Экологизация сельского хозяйства послужила толчком для
современных научных поисков в области адаптивного (ландшафтного)
земледелия, за которым видится будущее всей агрикультуры (Волкова и др.,
1990; Кирюшин, 1996).
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2 Характеристика ландшафтов региона исследований
Природная ландшафтная структура региона исследований сложна и
многообразна. Она оказывает значительное влияние на освоение и
хозяйственное использование сельскохозяйственных земель, что, в первую
очередь, должно учитываться при мониторинговых исследованиях, особенно
радиохемоэкологических.
На территории Брянской области выделено 77 природных ландшафтов
(Природное…, 1975; Волкова, 1989; Волкова и др., 1990), объединѐнных в 7
типологических групп, из которых большая часть-агроландшафты (рисунок
1).
Ландшафты региона очень контрастны и представлены следующими
типологическими группами: эрозионно-денудационные, ополья, предополья,
предполесья, полесья, моренные и ландшафты речных долин.
Они включают в себя часть Днепровско-Деснинской полесской,
частично – Смоленско-Московской моренной и Приокской (Среднерусской)
эрозионно-денудационной провинций.
Генезис изучаемых агроландшафтов определяется в основном близким
к поверхности залеганием мело-мергельных отложений, влиянием древних
оледенений и зональным положением.
Характеристику каждой типологической группы ландшафтов (Волкова,
1989, 1998; Волкова и др., 1990, 1993) проводим по наиболее типичным
агроландшафтам, которые были использованы для радиохемоэкологического
мониторинга.
Эрозионно-денудационные - возвышенные лѐссовые равнины
представлены на востоке области четырьмя индивидуальными ландшафтами.
Это краевые части Среднерусской возвышенности. В основных чертах они
похожи друг на друга и характеризуются хорошей дренированностью,
преимущественным распространением серых и тѐмно-серых лесных
легкосуглинистых почв, сформировавшихся на лѐссовидном суглинке,
густым овражно-балочным расчленением, интенсивной распаханностью,
малой лесистостью и луговостью. Они наиболее близки по свойствам к
опольям, несмотря на иной генезис. По балкам распространены дубовые,
берѐзовые леса и лесные культуры сосны.
Радиоэкологическое состояние этой группы ландшафтов изучается в
Вельяминовском (1) и Комаричском (3) агроландшафтах.
Вельяминовский (1) агроландшафт представляет собой плосковолнистое дренированное междуречье, сложенное мощными лѐссами, на
которых сформировались серые и светло-серые лесные легкосуглинистые
почвы. Распаханность здесь велика, но часть площадей все же исключается
из пашни из-за неблагоприятных условий рельефа. Такие земли заняты
суходольными лугами или кустарниками. Реже встречаются участки
распаханных междуречий с темно-серыми лесными почвами. Лесистость
территории очень мала.
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 1 - Карта ландшафтов Брянской области (Волкова, 1989)
Типологические группы ландшафтов:
I - эрозионно-денудационные; II – ополья; III – предополья;
IV - моренные ландшафты; V – предполесья; VI – полесья;
VII – долины рек.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Комаричский (3) агроландшафт отличается сравнительно простой
структурой. Преобладают плосковолнистые междуречья с серыми и светлосерыми лесными почвами, распространены темно-серые лесные почвы и
иногда встречаются оподзоленные черноземы. Склоны здесь с
эродированными почвами также довольно типичны.
Ополья приурочены к локальным положительным тектоническим
структурам, относительно возвышены и представляют собой определенно
«дивергентный» ландшафт, разделяющий сток во все стороны от своего
основного ядра. Доминирующими урочищами являются возвышенные
уплощенные и полого-выпуклые междуречные равнины, а так же наклонные
равнины и склоны различной крутизны и экспозиции, сложенные
лессовидными суглинками, мощностью от 2 до 20 м, с серыми лесными
почвами, сплошь распаханные (в прошлом - под широколиственными
лесами).
Доминантные фации каждого из таких урочищ, по геохимической
классификации А.И. Перельмана, представляют собой элементарные
ландшафты кальциевого класса (вернее, переходного, Н+ - Са2+, так как
реакция гумусового горизонта все же слабокислая, хотя бывает и
нейтральная). Гумуса в пахотном горизонте до 2,5 - 2,8 % (Перельман, 1975).
По балкам распространены дубовые, берѐзовые леса и лесные культуры
сосны.
Брянское (5) и Почепское (6) ополья представляют безлесные,
преимущественно распахиваемые плоско-волнистые и пологонаклонные
дренированные междуречья с серыми и светло-серыми, реже темно-серыми
лесными легкосуглинистыми почвами. Значительные площади занимают
сильно эродированные повышенные части водоразделов и краевые
наклонные поверхности плато. Для междуречий характерны суффозионные
западины, частично распахиваемые, частично занятые небольшими
болотцами. Широко распространены здесь овраги и балки.
Стародубское (7) ополье характеризуется плоско-волнистыми
дренированными междуречьями со светло-серыми и серыми лесными
почвами. Нередко встречаются и темно-серые лесные почвы. По краям
лѐссовое плато сильно расчленено эрозией. Распаханность очень высокая.
В Трубчевском (8) ополье преобладают всхолмленные узкие сильно
расчлененные междуречья, а также еще более расчлененные краевые
поверхности плато, примыкающие к долине р. Десны. Повсеместно
распространены серые и светло-серые лесные суглинистые почвы. Типичны
склоны с эродированными почвами. Распаханность территории очень
интенсивная. Среди пашни на плоских междуречьях пестрят западины,
занятые болотцами. В придеснянской полосе очень много оврагов и балок.
В Севском (10) ополье преобладают плосковолнистые междуречья с
серыми и светло-серыми лесными почвами, часто встречаются темно-серые
лесные почвы и иногда оподзоленные черноземы. Распространены склоны с
эродированными почвами.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предополья по свойствам близки к опольям и имеют свои типичные
урочища: хорошо дренированные возвышенные (и среднего уровня) пологовыпуклые равнины с дерново-подзолистыми легкосуглинистыми почвами.
Почвообразующие породы - лессовидные суглинки, реже - лессовидные
супеси, однако лѐссовидность хуже выражена. Распаханность высокая, почти
такая же, как и в опольях.
В Пеклинском (12) и Рогнединском (11) агроландшафтах преобладают
местности слабоволнистых и пологонаклонных дренированных междуречий.
Они сложены покровными суглинками, подстилаемыми различными
выщелоченными
супесчано-суглинистыми
породами.
Эрозионная
расчленѐнность территорий сравнительно невелика. Почвы преимущественно
дерново-слабо- и среднеподзолистые легкосуглинистые. На междуречьях
много мелких суффозионных западин. Оба ландшафта характеризуются
интенсивной распаханностью.
В Лобановском (22) агроландшафте преобладают слабоволнистые и
пологонаклонные
дренированные
междуречья.
Они
сложены
среднемощными и маломощными покровными суглинками и супесями,
которые
подстилаются
различными
выщелоченными
супесчаносуглинистыми породами. Здесь преобладают дерново-средне- и
слабоподзолистые легкосуглинистые почвы, занятые пашней.
В Мглинском (16) агроландшафте преобладают слабоволнистые и
пологонаклонные дренированные междуречья, которые сложены мощными
покровными суглинками. Местности слабо расчленены, с дерново-слабо- и
среднеподзолистыми легкосуглинистыми почвами, используются под
пашню.
Широко развиты также плоские, относительно пониженные
слабодренированные
междуречья,
сложенные
среднемощными
и
маломощными покровными суглинками и супесями, которые подстилаются
различными
выщелоченными
супесчано-суглинистыми
породами.
Господствуют дерново-средне- и сильноподзолистые глееватые и глеевые
легкосуглинистые и супесчаные почвы, чаще всего занятые закустаренными,
преимущественно злаково-разнотравными лугами. Реже встречаются плоские
лесистые местности или сильно расчлененные склоны со смытыми
распахиваемыми почвами. Характерны мелкие западины, занятые
небольшими болотцами или закустаренным лугом.
В Задубеньевском (19) агроландшафте преобладают слабоволнистые
дренированные междуречья со светло-серыми лесными и дерновослабоподзолистыми легкосуглинистыми почвами. Они также распахиваются.
Кое-где сохранились островки дубрав. Слабодренированные участки
междуречий заняты закустаренными лугами. Много мелких суффозионных
западин.
Предполесья представляют собой средневысотные, слабо- волнистые
и волнисто-бугристые агроландшафты с западинами и лощинами (реже - с
балками), супесчаные и песчаные, реже - суглинистые, с дерновоподзолистыми почвами, часто глеевыми и глееватыми, с болотами,
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
среднераспаханные, частью - под закустаренными лугами и сосновомелколиственными
лесами.
Типичные
урочища
предполесий
слабонаклонные равнины (среднего уровня), умеренно дренированные, с
дерново-подзолистыми почвами разнообразного гранулометрического
состава: от песчаных до среднесуглинистых, соответственно составу
почвообразующих пород, местами часто сменяющих друг друга по
простиранию. Лессовидность, как правило, отсутствует. Это наиболее
распространенная группа ландшафтов в регионе исследований.
В Дятьковском (31) агроландшафте преобладают волнистые
междуречья, сложенные маломощными песками и супесями, которые
подстилаются опоками и мелом. Здесь господствуют дерново-средне- и
слабоподзолистые песчаные и супесчаные почвы, занятые елово-сосновыми
лесами с примесью мелколиственных и широколиственных пород. Краевые
части междуречий отличаются более близким залеганием коренных пород,
лучшей дренированностью, более слабой оподзоленностью дерновоподзолистых супесчаных и легкосуглинистых почв. Большей частью эти
территории распахиваются.
Большая пестрота в глубине залегания коренных пород или морены
обусловливает довольно сложную структуру рассматриваемого ландшафта.
Здесь встречаются склоны с дерново-карбонатными почвами. Есть карстовые
западины, а местами и воронки.
В Злынко-Климовском (44) агроландшафте преобладают лесистые
слабоволнистые междуречья, сложенные мощными песками и супесями, с
дерново-подзолистыми и подзолистыми песчаными и супесчаными почвами.
На них произрастают елово-сосновые леса, сосновые боры и сосново-еловые
леса с примесью мелколиственных и широколиственных пород. Распаханы
преимущественно хорошо дренированные краевые наклонные поверхности
междуречий.
В Клинцовском (43) агроландшафте большее пространство занимают
краевые наклонные равнины междуречий, они сложены среднемощными
песками и супесями, которые подстилаются моренными суглинками. Почвы
дерново-слабо- и среднеподзолистые супесчаные и легкосуглинистые. Эти
равнины хорошо дренируются и преимущественно используются под пашню.
Местами морена непосредственно выходит на поверхность или
прикрыта маломощным плащом суглинков и супесей. В этом случае рельеф
приобретает волнисто-холмистый характер, степень оподзоленности почв
возрастает (преобладают дерново-среднеподзолистые легкосуглинистые
почвы). Такие местности тоже хорошо дренированы и распаханы.
Слабодренированные волнистые и плосковолнистые участки
междуречий с глееватыми и глеевыми почвами почти не распахиваются и
большей частью заняты мелколиственно-еловыми или сосново-еловыми
лесами либо закустаренными лугами. Наиболее плоские, плохо
дренированные поверхности междуречий заняты переходными и верховыми
болотами.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перелазовский (32) агроландшафт суглинистых водноледниковых
равнин прост по структуре. Здесь преобладают безлесные распахиваемые
слабоволнистые дренированные междуречья, сложенные маломощными
покровными суглинками и супесями. Они подстилаются преимущественно
флювиогляциальными песками. Распространены дерново-средне- и
слабоподзолистые легкосуглинистые почвы. Реже встречаются плоские
слабодренированные междуречья, занятые лугами.
В Клюковниковском (42) агроландшафте местность представляет
слабоволнистые междуречья, сложенные мощными песками и супесями, с
дерново-средне- и слабоподзолистыми песчаными и супесчаными почвами.
Здесь произрастают елово-сосновые леса, сосновые боры и сосново-еловые
леса с примесью мелколиственных и широколиственных пород деревьев.
В Романовском (48) агроландшафте преобладают краевые наклонные
равнины междуречий, сложенные мощными песками и супесями, с дерновослабо- и среднеподзолистыми супесчаными и легкосуглинистыми почвами.
Реже встречаются менее дренированные местности, занятые лесами или
лугами.
Краснорогский (40) агроландшафт отличается более сложной
морфологической структурой водно-ледниковой супесчано-суглинистой
равнины. Для него характерна значительная пестрота в литологии и
мощности
поверхностных
отложений
и
подстилающих
пород.
Преобладающими
являются
слабоволнистые
и
волнистые
слабодренированные междуречья. Они сложены маломощными покровными
суглинками и супесями, которые подстилаются различными выщелоченными
супесчано-суглинистыми породами. Преобладают дерново-средне- и
сильноподзолистые, нередко глееватые, супесчаные и легкосуглинистые
почвы. Эти местности заняты елово-мелколиственными лесами со
значительной примесью широколиственных пород. Реже встречаются
хорошо дренируемые, распахиваемые местности.
В Воронокском (46) агроландшафте преобладают безлесные,
распахиваемые слабоволнистые дренированные междуречья, сложенные
среднемощными и слабомощными покровными суглинками и супесями. Под
ними залегают различные выщелоченные супесчано-суглинистые породы.
Расчлененность междуречий сравнительно невелика. Реже встречаются
лесистые или луговые местности хуже дренированных междуречий. Почвы
дерно-средне- и слабоподзолистые легкосуглинистые.
Суземское (49) предполесье - это плоские и слабоволнистые равнины,
сложенные мощными песками и супесями, с дерново-подзолистыми и
подзолистыми песчаными и супесчаными почвами. Они заняты еловососновыми лесами, сосновыми борами и сосново-еловыми лесами с
примесью
мелколиственных и широколиственных пород. Краевые
наклонные равнины междуречий сложены мощными песками и супесями.
Они отличаются лучшей дренированностью, развитием дерновослабоподзолистых песчанисто-легкосуглинистых почв, распаханностью.
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Полесья приурочены к локальным отрицательным тектоническим
структурам. Они занимают наиболее низкое положение среди всех
ландшафтов (кроме речных долин) и являются преимущественно
«конвергентными» ландшафтами, собирающими сток в свою «чашу»;
доминирующими являются низменные плоские и пологоволнистые,
преимущественно песчаные (зандровые) равнины с дерново-подзолистыми
почвами (с большой долей глееватых и глеевых), под сосновыми и сосновомелколиственными лесами. Значительная часть фаций каждого из таких
урочищ по геохимической классификации относится к элементарным
ландшафтам H+ или Н+ - Fe2+ класса. Количество гумуса понижено и
составляет в пахотном горизонте 1,3 - 1,5 % (Природное…, 1975).
Субдоминантными урочищами полесий являются заторфованные
лощины, озеровидные понижения, западины. В местах близкого подстилания
коренными мело-мергельными породами характерен бугристо-западинный
рельеф (пред-полесские урочища).
В Пальцовском (55) полесье преобладают волнистые междуречья,
сложенные среднемощными и маломощными супесями и песками. Они
подстилаются кварцево-глауконитовыми песками с включением фосфоритов.
Наибольшее распространение здесь получили дерново-подзолистые и
подзолистые песчаные почвы, занятые ельниками, мелколиственно-еловыми
и елово-сосновыми лесами. Меньшую территорию занимают лесистые
террасы и луговая пойма.
Под пашню освоены наиболее дренированные краевые наклонные
равнины междуречий, либо местности с близким залеганием трещиноватых
пород мела и мергеля, обеспечивающих хорошую дренированность или
благоприятные по почвам и увлажнению участки надпойменных террас р.
Снежеть.
В Клетнянском (54) полесье преобладают лесистые волнистые
слабодренированные междуречья. Они сложены маломощными и
среднемощными песками и супесями, которые подстилаются моренными
суглинками. Почвы здесь дерново-средне- и сильноподзолистые глеевые и
глееватые, песчаные и супесчаные.
Междуречья заняты мелколиственно-еловыми, мелколиственно-сосновыми и сосново-еловыми лесами с примесью широколиственных пород.
В
Унечском
(56)
агроландшафте
преобладают
лесистые
слабоволнистые междуречья, сложенные мощными песками и супесями, с
дерново-подзолистыми и подзолистыми песчаными и супесчаными почвами.
Здесь произрастают елово-сосновые леса, сосновые боры и сосново-еловые
леса с примесью мелколиственных и широколиственных пород. Реже
встречаются плоские местности с глеевыми и глееватыми почвами, занятые
лугами. Распахиваются, главным образом, хорошо дренированные краевые
наклонные равнины, отчасти террасы.
Моренные агроландшафты - представляют собой возвышенные и
средневысотные, холмистые, холмисто-грядовые, волнистые ландшафты,
суглинистые (и супесчаные), с балками и западинами, с дерново26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
подзолистыми почвами, сильно распаханные, с дерново-подзолистоглееватыми и глеевыми почвами, под широколиственно-еловыми лесами.
В Кочевском (26) ландшафте доминируют холмисто-волнистые и
волнисто-холмистые
дренированные
междуречья,
сложенные
среднемощными, реже маломощными покровными суглинками и супесями,
их подстилает морена. Местами она непосредственно выходит на
поверхность.
Преобладают
дерново-среднеи
слабоподзолистые
легкосуглинистые почвы. Широко развиты склоновые поверхности,
отличающиеся меньшей оподзоленностью и значительной смытостью почв,
которые интенсивно распахивается. На выровненных междуречьях
встречаются урочища нераспахиваемых западин и лощины с карстовыми
воронками. Воронки встречаются там, где на поверхность выходят или
находятся близко от нее карстующиеся верхнемеловые породы (мел,
мергель).
Ландшафты речных долин представлены низменными, ступенчатотеррасированными, с широкими луговыми, нередко заболоченными
(мелиорированными), суглинистыми и песчано-супесчаными поймами, с
пойменными дерновыми и болотными почвами, с боровыми песчаными и
суглинисто- супесчаными террасами (Волкова, 1989, 1998).
В Ветьминско-Деснянском (69) ландшафте широко развиты террасы в
долине р. Десны. Преимущественно это лесистые местности, занятые
сосновыми и мелколиственно-сосновыми лесами с примесью ели и дуба на
дерново-подзолистых и подзолистых песчаных и супесчаных почвах.
Цата-Сновский (67) ландшафт занимает древнюю ложбину стока и
частично участки речных долин рек Снови, Ваги и Цаты. Здесь господствуют
слабоволнистые дренированные поверхности вторых и первых террас,
сложенные мощными песками и супесями, с дерново-слабо- и
среднеподзолистыми распахиваемыми супесчаными почвами. Встречаются
хуже дренированные лесистые или луговые участки террас. Широко развиты
пойменные местности, особенно болотистые.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4 Экологическое состояние агроландшафтов до аварии на
Чернобыльской АЭС и в поставарийный период
Решение проблемы экологической безопасности источников
техногенного загрязнения тесно сопряжено с анализом радиационной
обстановки в сфере агропромышленного и лесного производства на
территориях, прилегающих к источникам техногенного загрязнения. В
аварийных ситуациях - с принятием мер по ограничению перехода
радионуклидов в сельскохозяйственную и лесную продукцию, так как
присутствие радионуклидов в пищевых продуктах, особенно 90Sr и 137Cs,
является источником дополнительного облучения (Алексахин, 1993; 1996;
Алексахин и др., 1992).
На основании изучения закономерностей поведения радионуклидов в
конкретных природных условиях характеризуется радиоэкологическое
состояние почвенного покрова загрязнѐнных агроландшафтов. Оно
определяются многими факторами, обусловленными, прежде всего,
источником образования радионуклидов, их химической формой и
интенсивностью выпадения, характером ландшафтно-геохимической
обстановки.
Радиоактивные продукты деления, образовавшиеся в результате
техногенных загрязнений, попадают на почвенную поверхность в разных
формах. Выпадающий радиостронций (до 90 %) находится в
водорастворимой форме, радиоцезий – в виде труднорастворимых
соединений (Павлоцкая, Зацепина, 1965, Павлоцкая и др., 1970; Круглов,
Архипов, 1996). Перераспределение поступивших из атмосферы
радиоизотопов определяется особенностями рельефа, почвенного и
растительного покровов.
4.1 Морфологическая характеристика почв
Почвенный покров региона исследований представлен дерновоподзолистыми почвами разной степени оподзоленности и оглеенности,
различного гранулометрического состава и серыми лесными почвами. Дерновоподзолистые почвы занимают около 63% территории Брянской области,
сформированы в основном на ледниковых и водно-ледниковых отложениях и
приурочены к водораздельным пространствам, террасам и склонам.
Встречаются во всех ландшафтах, даже в условиях лѐссовых плато (Воробьѐв,
1993). Серые лесные почвы имеют относительно небольшое распространение
на территории области, занимают 20 % площади сельскохозяйственных угодий
и приурочены к восточной части области и правобережью рек Десны и
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Судости, где распространены лѐссовидные карбонатные суглинки. В
небольшом количестве встречаются болотно-перегнойные почвы.
Детальное исследование морфологии почв позволяет познать историю их
формирования и эволюции, получить обоснованные представления об их
составе, химизме протекающих процессов (Розанов, 1975; Добровольский и др.,
1984; Добровольский, 1988). Обладая этими знаниями можно прогнозировать
поведение ионов в почве, в том числе радиоактивных.
Различие морфологических особенностей почв наблюдали не только
между типологическими группами агроландшафтов, но и внутри их.
Морфологическое строение почв агроландшафтов юго-запада России
неодинаково и обусловлено, в первую очередь, геоморфологическими и
литологическими условиями. Аграрное воздействие сглаживает природные
различия в строении почв ландшафтов региона, но оказывает влияние на
морфологию только верхней части профиля. В почвах ландшафтов исчезает
самый верхний генетический горизонт лесной подстилки или дернины, который
выполнял функции аккумулятора атмосферной влаги, органических веществ,
биогенных химических элементов, депо почвенной биоты, термо- и
аэростабилизатора, предохранителя почвенных агрегатов от механических
разрушений. Взамен ему образовался пахотный генетический горизонт,
возникший из двух-трех верхних природных горизонтов вследствие аграрного
воздействия на них. Какой-либо закономерности в изменении мощности
пахотного горизонта почв агроландшафтов не установлено. Она варьирует от 20
до 37 см.
4.2 Агрохимическая характеристика почв до аварии на ЧАЭС
Дерново-подзолистые почвы обладают низким естественным
плодородием. Они бедны минеральными питательными элементами,
органическим веществом, имеют сильнокислую и кислую реакцию
почвенной среды, незначительную ѐмкость поглощения. Содержание
физической глины в песчаных почвах не превышает 5%, супесчаных –
10…20%, в легкосуглинистых – 20…30%.
Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы имеют крайне
неблагоприятные водные свойства: высокую водопроницаемость и малую
водоудерживающую способность. Водный режим таких почв зависит от
количества и частоты выпадения осадков, толщины снежного покрова,
температуры воздуха, механического состава подстилающей породы, уровня
залегания грунтовых вод. Физические свойства легкосуглинистых почв
благоприятнее песчаных и супесчаных, но и для них остаѐтся характерной
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
невысокая влагоѐмкость, повышенная водопроницаемость и небольшая
водоподъѐмная способность. Эти свойства почв в основном определяют
распределение техногенных загрязнителей по почвенному профилю
Реакция почвенной среды (рН и Нг) и состав поглощенных оснований
(S) являются одними из основных факторов, определяющими характер
поглощения и прочность закрепления радионуклидов. Повышенная
кислотность почвы является лимитирующим природным фактором не только
для роста и развития растений, но и повышает биологическую подвижность
90
Sr и 137Cs (Гулякин, Юдинцева, 1973; Алексахин и др., 1992).
Почвы изучаемых агроландшафтов характеризуются близкой к
нейтральной и нейтральной реакцией среды, средним содержанием
обменного кальция (Са2+) (таблица 3), повышенным содержанием подвижных
фосфатов. Хотя они не оказывают прямого действия на сорбцию
радионуклидов почвой, тем не менее, увеличивая урожайность
сельскохозяйственных культур, способствуют разбавлению радиоактивных
веществ на единицу массы продукции. Почвы региона имеют среднее и
повышенное содержание обменного калия. Он, являясь аналогом цезия по
химическим свойствам, препятствует поступлению радиоцезия в продукцию
растениеводства.
Органическое вещество почвы активно влияет на миграцию
радионуклидов и снижает поглощение их растениями (Гулякин, Юдинцева,
1962, 1973; Водовозова, Погодин, 1981; Пристер и др. 1988; Просянников,
1995). Содержание гумуса в органическом веществе является основным
показателем экологического состояния почвы и главным носителем
феномена еѐ плодородия (Фокин, 1989, 1994; Муха и др., 1994; Воробьев,
1999).
Таблица 3 - Агрохимическая характеристика почв агроландшафтов до
аварии на ЧАЭС
Типологические
группы
ландшафтов
Эрозионноденудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные
ландшафты
Ландшафты
речных долин
Нг
Са2+
рНkcl
Р2О5 К2О
мг/100 г
почвы
Гумус,
%
6,6
14,2
15,7
2,50
1,8
11,3
18,6
5,9
6,2
5,9
6,6
17,2
19,6
18,4
22,0
15,5
17,3
10,8
11,9
2,45
1,27
1,56
2,02
2,1
1,6
1,1
1,9
9,8
4,8
6,9
6,4
19,7
9,2
7,6
11,7
6,6
19,3
15,7
1,37
2,3
7,4
20,1
6,2
9,4
10,7
1,58
1,3
11,5
20,3
S
мг-экв/100 г почвы
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание гумуса в почвах изучаемых агроландшафтов неодинаково,
что обусловлено особенностями гумусообразования. По этому показателю
они располагаются в следующий убывающий ряд: эрозионно-денудационные
ландшафты > ополья > полесья > ландшафты речных долин > предполесья >
моренные ландшафты > предополья (таблица 3).
При анализе неоднородных по информативности и размерности
признаков, характеризующих природные и антропогенные особенности
агроландшафтов, применяли многомерный статистический анализ
(Дмитриев, 1972; Рожков, 1975, 1989), позволяющий установить скрытые, но
объективно существующие закономерности без учѐта глобального
радиоактивного загрязнения территории. Этот анализ заключается в
определении главных компонент по результатам расчѐта корреляционных
зависимостей. Они масштабируется так, что сумма квадратов признаков
равняется их собственному значению и связано с дисперсией. Это позволяет
определить общность каждой главной компоненты с остальными
рассматриваемыми признаками агроландшафта.
Математический анализ целого ряда параметров почвенного
плодородия в доаварийный период позволил выделить среди них две главные
компоненты и сгруппировать по ним агроландшафты региона. Ординация
агроландшафтов в координатах главных компонент, позволила осуществить
переход от 6-мерного пространства исходных признаков к 2-мерному.
По корреляционной матрице выделились два собственных числа и
собственных вектора, которые наиболее значимы для построения двух
координат V1 и V2. В координатах этих компонент агроландшафты чѐтко
различаются (рисунок 2). В системе координат двух главных компонент в
виде лучей распределились изучаемые признаки. Длина луча характеризует
вес каждого признака в данной компоненте.
В первую компоненту V1, обусловливающую 39 % варьирования
свойств агроландшафтов, с наибольшим весом и разными знаками вошли
следующие агрохимические свойства почв: содержание подвижного фосфора
(0,56), обменного калия (0,42), гидролитическая кислотность (0,44), кальций
(- 0,48) и кислотность почвенного раствора (0,28). Перечень свойств почв и
знак их веса определяет компоненту V1 как одну из основных характеристик
агроландшафтов, чутко реагирующую на аграрные воздействия. Поэтому еѐ
целесообразно рассматривать как компоненту аграрного воздействия на
ландшафт.
Во вторую главную компоненту V2, объясняющую 32 % варьирования
свойств почв агроландшафтов с наибольшим весом вошли следующие
свойства почв: содержание гумуса (0,56), гидролитическая кислотность
(0,47), содержание кальция (0,49). Наибольший вес в данной компоненте
имеет содержание гумуса. Этот показатель является фундаментальным
свойством почвы (Кауричев и др., 1989) и поэтому главную компоненту V2
можно рассматривать как природную компоненту агроландшафта. По
показателям, определившим главные
компоненты характеристики
агроландшафтов, была проведена их группировка (рисунок 2).
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эрозионно-денудационные
ландшафты
2,5
V2
2
1,5
2+
Са
Ополья
Гумус
1
Нг
рНkcl
Моренные
ландшафты
К2О
0,5
0
V1
Полесья
Ландшафты речных
долин
-0,5
Р2О5
-1
Предополья
-1,5
Предполесья
-2
-2,5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
Рисунок 2 - Ординация типологических групп агроландшафтов
по агрохимическим свойствам почв до аварии на ЧАЭС
Агроландшафты региона объединились в три агрохимические группы,
сходные по показателям почв. Первая группа – ополья и эрозионноденудационные ландшафты близкие по содержанию гумуса, калия и кальция.
Вторая группа – предополья, предполесья, полесья и моренные ландшафты.
Все они характеризуются пониженным содержанием гумуса, обменного
калия и кальция, особенно предополья и предполесья. В третью группу
попали ландшафты речных долин, которые отличаются низкими значениями
почти всех агрохимических показателей.
Агрохимическая группировка ландшафтов позволяет зонировать
проведение
агрономических
мероприятий
по
возделыванию
сельскохозяйственных культур на территориях юго-запада России, которые
не подверглись радиоактивному загрязнению после аварии на
Чернобыльской АЭС. Еѐ также можно использовать для нужд мониторинга
постчернобыльских изменений.
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.3 Изменение агрохимической характеристики почв
в поставарийный период
В результате чернобыльских радиоактивных выпадений ландшафты
юго-запада России оказались значительно и неодинаково загрязнены
долгоживущими радионуклидами. Основным депо радиоактивных веществ
стал почвенный покров. На сильно загрязненных участках региона
радиоактивное загрязнение почв достигает таких уровней, при которых
содержание радионуклидов до настоящего времени остается фактором
поражения живых организмов.
Поступление радионуклидов через корневую систему в растения
зависит от тех свойств почвы, которые обусловливают поглощение и
закрепление в ней этих веществ. Поглотительная способность почвы
определяется минералогическим и гранулометрическим составом,
содержанием органического вещества и другими почвенными параметрами,
влияющими на прочность закрепления радионуклидов, ограничивая тем
самым поступление их в урожай сельскохозяйственных культур.
Поглотительная способность почвы – способность поглощать ионы и
молекулы различных веществ из раствора и удерживать их. Академик К.К.
Гедройц (1933, 1935) различал пять видов поглотительной способности
почвы: механическую, физическую, химическую, физико-химическую и
биологическую, которые в той или иной степени влияют на поведение
радионуклидов в системе «почва - почвенный раствор - растение».
При механическом поглощении, обусловленном порозностью почв,
происходит задерживание илистых фракций, микроорганизмов и частиц
радиоактивных выпадений. Механическая поглотительная способность
уменьшает масштабы ветрового переноса радионуклидов и их перемещение с
твердым стоком.
Биологическая
поглотительная
способность
обусловлена
избирательным накоплением элементов питания и радиоактивных веществ
корнями живых растений, представителями почвенной фауны и
микроорганизмами, которые удерживают их до момента своего распада. При
биологическом поглощении скорость перехода радионуклидов в почву и их
подвижность определяется химическими свойствами элементов. В
иммобилизации
радионуклидов
важнейшая
роль
принадлежит
микроорганизмам. В исследованиях M. Witramp (цит. по Б.С. Пристеру, 1988)
показано, что скорость иммобилизации радионуклидов микроорганизмами
убывает в ряду: Cs > Sr > Fe> Co.
Образование в почве трудно- или нерастворимых в воде соединений в
результате химических реакций обусловлено еѐ химической поглотительной
способностью. При внесении больших доз фосфорных удобрений, которые,
взаимодействуя
с
растворимыми
солями
кальция,
образуют
труднорастворимые малоподвижные фосфаты, переходящие из раствора в
твердую фазу почвы, уменьшается интенсивность накопления радионуклидов
растениями.
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Существенное влияние на поведение радионуклидов в ландшафтах
оказывает физико-химическая или обменная поглотительная способность
почвы, обусловленная взаимодействием с ней катионов, в том числе и
радиоактивных. Обменное поглощение – это способность почвенных
коллоидов поглощать из раствора катионы в обмен на эквивалентное
количество других катионов в них содержащихся. Этот вид поглощения
влияет на характер взаимодействия техногенных загрязнителей, в том числе
радиоактивных, с почвой. Радионуклиды, сорбируемые почвой по обменному
типу, являются наиболее доступными для растений.
Важнейшими
комплексными
характеристиками
обменной
поглотительной способности почвы являются ѐмкость катионного обмена (Е)
и сумма обменно-поглощѐнных оснований (S). Чем больше ѐмкость
катионного обмена и чем меньше в почве обменно-поглощѐнных оснований,
тем прочнее она сорбирует радионуклиды.
Емкость катионного обмена и сумма поглощенных оснований
изменяются в зависимости от реакции среды, состава органических и
минеральных компонентов и природы глинистых минералов. Высокой
ѐмкостью поглощения отличается вермикулит (Е = 65 - 145 мг-экв на 100 г
почвы), у которого обменные катионы, преимущественно Mg 2+, расположены
в межпакетных пространствах кристаллической решѐтки. Он, как и другие
гидрослюды, способен специфически сорбировать ионы радионуклидов
цезия, которые, проникая в межпакетные пространства, при набухании
минерала вступают в обмен с ионами магния. При последующей потере воды
межпакетные пространства сокращаются, и конкурентные ионы не могут
принять участие в интеркристаллическом поглощении. Наличие слюдистых
минералов в почвенном поглотительном комплексе (ППК) уменьшает
подвижность 137Cs в почве и доступность его растениям (Пристер, 1988).
Как отмечает А.Н. Марей и др. (1974) на территории Украинского и
Белорусского полесий выявлена геохимическая провинция с низким
содержанием гидрослюд, вследствие чего накопление 137Cs в растениях и
поступление его в организм человека в 10 - 30 раз выше, чем в других
районах с тем же уровнем загрязнения.
Академик В.М. Клечковский (1956) установил, что хотя обменное
поглощение радионуклидов подчиняется закону действующих масс, тем не
менее, поглощение их протекает специфически, так как оно происходит в
условиях предельно низких концентраций (ультрамикроконцентраций)
сорбируемого вещества. Он доказал, что каждая отдельная произвольно взятая
часть ионов или молекул растворенного и подвергшегося сорбции вещества
(присутствующего в системе в микроколичествах) в процессе поглощения не
конкурирует за места на поверхности адсорбента с любой другой частью таких
же ионов и молекул. Им предложено рассматривать процесс поглощения
почвой отдельных ионов или молекул одного из микрокомпонентов как акт,
независящий от присутствия в системе других микрокомпонентов или ионов и
молекул того же самого компонента. Однако, между микро- и
макрокомпонентами почвенного покрова в ППК сохраняются обычные
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
зависимости, определяемые законом действующих масс. Специфическая
особенность заключается в том, что проявление указанных зависимостей
одностороннее: уменьшение количества макрокомпонента способно
изменить распределение микрокомпонента, тогда как изменение количества
микрокомпонента по существу не влияет на макрокомпонент.
Кислотность почвы неоднозначно влияет на биологическую
подвижность радионуклидов (Величко и др., 1993). Еѐ повышение изменяет
соотношение между гумусовыми кислотами, а это ведет к увеличению
количества
водорастворимых
органических
соединений,
которые
обуславливают десорбцию радионуклида. В кислых условиях среды
повышается подвижность 137Cs и 90Sr, снижается прочность их закрепления в
почве и поэтому увеличивается доступность растениям. Внесение карбонатов
в почву снижает величину кислотности, соотношение различных форм
органического вещества и состава обменных катионов, что способствует
снижению доступности 90Sr. Исследованиями Т.А. Федоровой (1968), И.В.
Гулякина, Е.В. Юдинцевой (1973), Р.М. Алексахина (1991), Б.Н. Анненкова,
Е.В. Юдинцевой (1991), установлено, что существует тесная обратная
зависимость накопления 90Sr в растениях от содержания в почве обменного
кальция, хотя в ряде случаев могут наблюдаться отклонения от этого
правила. На почвах с высоким содержанием обменного кальция (свыше 20 25 мг-экв на 100 г почвы) поступление 90Sr в растения мало зависит от
изменения содержания кальция (Анненков, Юдинцева, 1991). Содержание
обменного кальция и кислотность почвы находятся в определенной
зависимости. При одинаковом количестве обменного кальция, но различной
величине кислотности, определяющим фактором поступления радиостронция
в растения является кислотность.
Величина перехода 137Cs из почвы в растения определяется, прежде
всего, суммой поглощенных оснований. На почвах с низкой суммой
обменных катионов интенсивность поступления его в растения выше, чем из
почв с высокими значениями этого показателя (14,5 мг-экв на 100 г почвы).
На поступление 137Cs из почвы в растения сильно влияет калий. С
увеличением содержания его подвижных форм в почве уменьшается
накопление этого радионуклида в сельскохозяйственных культурах (Моисеев
и др., 1982, 1988, 1994; Прищеп, 1994; Минеев, 1999, Маркина, 1999).
Создавшаяся после чернобыльской аварии радиоэкологическая
обстановка потребовала проведения масштабных противорадиационных
мероприятий. За период с 1986 по 1990 годы только в юго-западных районах
Брянской
области
было
глубоко
перепахано
180
тыс.
га
сельскохозяйственных угодий, внесено калийных удобрений на площади
245,5 тыс. га, профосфоритовано 104,1 тыс. га, произвестковано 202,4 тыс. га,
проведено коренное улучшение сенокосно-пастбищных угодий на площади
97,6 тыс. га.
В результате проделанной работы удалось создать в почвах
агрохимические антирадиационные барьеры на пути поступления
радионуклидов в растения (Маркина, 1996; Воробьѐв, 1999).
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Это позволило получать продукцию растениеводства, например зерно,
в 18 раз с меньшим содержанием 137Cs в 1990 г., чем в 1988 г. (Маркина и др.,
1996, 1997). Применение высоких доз органических, минеральных, в первую
очередь калийных, удобрений и известковых материалов способствовало
изменению параметров почвенного плодородия в агроландшафтах региона
(таблица 4).
Таблица 4 - Агрохимическая характеристика почв агроландшафтов
после аварии на Чернобыльской АЭС в слое 0-20 см
рНkcl
Р2О5 К2О
мг/100 г
почвы
Нг
Са2+ S
Гумус,
%
мг-экв/100 г почвы
5,8
25,8
15,8
2,90
1,30
10,6
19,4
Ополья
5,8
31,0
24,1
2,81
1,70
5,6
17,0
Предополья
6,3
27,1
20,2
1,80
0,78
5,2
11,6
Предполесья
5,8
24,8
14,6
1,70
1,00
5,1
7,9
Полесья
6,6
31,9
17,8
2,79
0,70
5,6
18,5
6,7
24,6
6,8
2,15
0,27
7,5
22,2
6,0
12,2
7,4
2,0
0,94
7,6
25,6
Типологические
группы
ландшафтов
Эрозионноденудационные
Моренные
ландшафты
Ландшафты
речных долин
Почвы агроландшафтов имеют слабокислую, близкую к нейтральной и
нейтральную реакцию почвенной среды, высоко обеспечены фосфором,
кроме ландшафтов речных долин, средне обеспечены калием, кроме
ландшафтов моренных и речных долин, и кальцием, имеют среднее
содержание гумуса.
В поставарийный период в эрозионно-денудационных ландшафтах
(рисунок 3) возросли почвенная кислотность, содержание гумуса и
подвижного фосфора, уменьшились гидролитическая кислотность и
содержание обменного кальция, содержание обменного калия не изменилось.
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В долях к доаварийной величине
2
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р2О5
К 2О
Гумус
Агрохимические показатели
Нг
до аварии
Са
2+
S
после аварии
Рисунок 3 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в эрозионно-денудационных ландшафтах
В опольских агроландшафтах величина почвенной кислотности
практически не изменилась, несколько уменьшилась гидролитическая кислотность, содержание кальция и сумма поглощенных оснований (рисунок 4).
В долях к доаварийной величине
2
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р2О5
К2О
Агрохимические показатели
Гумус
Са2+
Нг
до аварии
после аварии
S
Рисунок 4 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии на
Чернобыльской АЭС в опольях
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В предопольях реакция почвенного раствора не изменилась, увеличилось содержание подвижного фосфора, обменного калия и гумуса, уменьшились гидролитическая кислотность и содержание кальция (рисунок 5).
В долях к доаварийной величине
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р2О5
К2О
Гумус
Агрохимические показатели
Нг
до аварии
Са2+
S
после аварии
Рисунок 5 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в предопольях
В предполесьях и полесьях величина почвенной кислотности осталась
без изменений, уменьшилась гидролитическая кислотность и содержание
кальция; увеличилось содержание подвижных фосфатов, обменного калия,
гумуса (рисунок 6 и 7).
В долях к доаварийной величине
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р2О5
К2О
Гумус
Нг
Са2+
S
до аварии
после аварии
Агрохимические показатели
Рисунок 6 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в предполесьях
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В долях к доаварийной величине
2
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р 2 О5
К2О
Гумус
Нг
до аварии
Агрохимические показатели
Са2+
S
после аварии
Рисунок 7 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в полесьях
В моренных ландшафтах и речных долинах наблюдали уменьшение
содержания обменного калия и гидролитической кислотности. Реакция
почвенной среды сохранилась на доаварийном уровне, увеличилось
содержание подвижного фосфора, гумуса и сумма поглощенных оснований.
Уменьшение содержания обменного кальция отмечено в моренном
ландшафте (рисунок 8, 9).
В долях к доаварийной величине
2
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р 2 О5
К2О
Агрохимические показатели
Гумус
Нг
до аварии
Са2+
S
после аварии
аварии
Рисунокпоказатели
8 - Изменение агрохимических свойствааааааа
почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в моренных ландшафтах
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Активное применение после аварии на Чернобыльской АЭС высоких
доз извести позволило сохранить в агроландшафтах близкую к нейтральной и
нейтральную реакцию почвенной среды, значительно уменьшить
гидролитическую кислотность и увеличить сумму обменных оснований.
Отмечено заметное уменьшение содержания кальция в почвах ополий и
ландшафтов речных долин, что обусловлено, вероятно, усилением его
выноса с водными потоками. Увеличение объѐмов фосфоритования и
внесения повышенных доз калийных удобрений привело к заметному
повышению содержания подвижного фосфора в почвах всех типологических
групп агроландшафтов региона и увеличению содержания обменного калия в
почвах ландшафтной катены: ополья - предополья - предполесья - полесья.
В долях к доаварийной величине
2
1,5
1
0,5
0
рНkcl
Р 2 О5
К2О
Агрохимические показатели
Гумус
Нг
до аварии
Са2+
S
после аварии
Рисунок 9 - Изменение агрохимических свойств почв после аварии
на Чернобыльской АЭС в ландшафтах речных долин
В моренных ландшафтах и речных долинах, где не применяли
повышенных доз калийных удобрений, содержание обменного калия
значительно снизилось, произошло уменьшение этого показателя от среднего
к низкому, что впоследствии приведѐт к увеличению накопления
радионуклидов в продукции растениеводства.
Математический анализ агрохимических свойств почв после аварии на
Чернобыльской АЭС без учета радиоактивного загрязнения позволил
выделить среди рассматриваемых признаков две главные компоненты и
сгруппировать по ним агроландшафты региона (рисунок 10).
По корреляционной матрице выделились два собственных числа и
собственных вектора, которые наиболее значимы для построения двух
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
координат V1 и V2. В координатах этих компонент изучаемые
агроландшафты чѐтко различаются (рисунок 10). В системе координат двух
главных компонент в виде лучей распределились изучаемые признаки. Длина
луча характеризует вес каждого признака в данной компоненте.
В первую компоненту V1, обусловливающую 44 % варьирования
свойств агроландшафтов, с наибольшим весом вошли следующие
агрохимические свойства почв: содержание обменного калия (0,55),
гидролитическая кислотность (0,53), содержание гумуса (0,39) и фосфора
(0,39). Во вторую главную компоненту V2, объясняющую 29 % варьирования
свойств почв агроландшафтов с наибольшим весом и разными знаками
вошли следующие свойства почв: содержание кальция (0,55), подвижного
фосфора (-0,51) и кислотность почвенного раствора (-0,51).
V2
2,5
2
Эрозионно-денудационные
ландшафты
Ландшафты
речных долин
1,5
Са2+
1
Нг
0,5
Предполесья
Гумус
0
-0,5
Ополья
Моренные
ландшафты
К2О
Р2О5
рНkcl
-1
V1
Предополья
-1,5
Полесья
-2
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Рисунок 10 - Ординация типологических групп агроландшафтов по
агрохимическим свойствам почв после аварии на Чернобыльской АЭС без
учета радиоактивного загрязнения
Перечень свойств почв и знак их веса, которые определяют обе
компоненты как важные характеристики агроландшафтов, чутко
реагирующие на аграрные воздействия. Поэтому их целесообразно
рассматривать как компоненты аграрного воздействия на ландшафты.
По показателям, определившим главные компоненты, была проведена
группировка агроландшафтов). Они объединились в три агрохимические
группы: I – ополья, предополья и полесья (близки по содержанию фосфора,
калия, кальция и гумуса); II – предполесья, моренные и эрозионноденудационные ландшафты (близки по содержанию фосфора и реакции
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвенной среды); III - ландшафты речных долин (отличаются низкими
значениями большинства агрохимических показателей).
Таким образом, мощное и разноплановое аграрное воздействие на
почвы после аварии на Чернобыльской АЭС вызвало изменения в составе
агроландшафтов в выделенных до аварии агрохимических группах, что
необходимо учитывать при разработке стратегии их дальнейшего
агроэкологического использования.
4.4 Глобальное радиоактивное загрязнение почвенного покрова региона
Особенностью экологии ландшафтов, начиная с 1945 г., стало
глобальное радиоактивное загрязнение биосферы вследствие испытаний
ядерного оружия в атмосфере. За период 1945 - 1979 гг. было взорвано 1200
атомных устройств, из которых около половины - в свободной атмосфере. Так,
в северном полушарии, где было проведено больше всего подобного рода
испытаний, обнаружено 90 мКи 137Сs и 40 мКи 90Sr на квадратный километр
площади. Это привело к увеличению природной радиоактивности на 10 - 30 %
(Рэуце и др., 1986).
По данным, собранным Научным комитетом по действию атомной
радиации при ООН (Радиация. Дозы, эффекты, риск, 1988), максимум этих
взрывов приходился на два периода: первый - на 1954-1958 гг., когда взрывы
осуществляли Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный, на 1961-1962 гг., когда их проводили в основном Соединенные Штаты и
Советский Союз. Эти страны в 1963 г. подписали Договор об ограничении
испытаний ядерного оружия, обязывающий не взрывать его в атмосфере, под
водой и в космосе. До аварии на ЧАЭС лишь Франция и Китай осуществили
серию ядерных испытаний в атмосфере, причем мощность их была значительно
меньше, и проводили их реже. Последний взрыв произошел в 1980 году.
Часть радиоактивного материала выпала неподалеку от места
испытаний, другая часть задержалась в тропосфере и ветром переместилась на
большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в
воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих
перемещений постепенно выпадали на землю. Однако большая часть их попала
в стратосферу, где оставалась многие месяцы, медленно опускаясь и
рассеиваясь по всей поверхности земного шара (Радиация, дозы, эффекты, риск,
1988).
Радиоактивные продукты неодинаково распределялись по широтным
поясам. Многочисленные экспериментальные данные (Лавренчук, 1965;
Langham, 1965) свидетельствуют, что максимальные выпадения их наблюдали в
северных умеренных широтах, средние - в средних южных широтах,
минимальные - в экваториальных районах.
Глобальные выпадения радиоактивных веществ, возникших вследствие
военных испытаний, содержали несколько сотен различных радионуклидов,
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
однако большинство их них имело ничтожную концентрацию или быстро
распадалось. Основной вклад в облучение дало небольшое число
радионуклидов: углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и стронций-90. Имея
различный период полураспада, они являются неодинаковыми источниками
радиоактивного излучения.
Большую роль в распределении и перераспределении радионуклидов по
земной поверхности и в системе «почва-растение» играют почвенно-климатические факторы и ландшафтно-геохимические особенности миграции
(Щеглов, Цветнова, 2000). Перераспределение поступивших из атмосферы
радионуклидов определяется особенностями рельефа, растительности и
почвенного покрова ландшафтов (Дибобес и др., 1967; Павлоцкая и др., 1970;
Тюрюканова, 1974, 1976; Куликов, Молчанова, 1975; Odum, Drifmeyer, 1978;
Алексахин и др., 1988; Просянников, 1995; Санжарова, 1997; Щеглов, 1997).
Важную роль в перераспределении радионуклидов в почвах играют
водопроницаемость и состояние дренированности (Куликов и др., 1973;
Молчанова, Караваева, 2001). Ухудшение этих характеристик приводит к
повышению концентрации радиоактивных веществ в поверхностном слое. В
связи с этим в почвах тяжелого механического состава стронций и цезий
мигрируют менее интенсивно, чем в легких почвах (Алексахин,
1963;Алексахин и др., 1988, 1991; Юдинцева и др., 1980, 1981; Росянов, 1991;
Архипов, 1994; Просянников, 1995; Санжарова и др., 1994; Санжарова, 1997).
Восьмилетние наблюдения за изменением содержания 137Cs и 90Sr в
почвах изучаемых агроландшафтов до аварии на Чернобыльской АЭС
свидетельствуют об их заметном варьировании (таблица 5).
Таблица 5 - Динамика содержания 137Cs и 90Sr в слое 0-20 см почв
агроландшафтов, кБк/м2 до аварии на ЧАЭС
Типологические группы
1978-81 1982-85
ландшафтов
137
Cs
Эрозионно1,54
1,19
денудационные
Ополья
1,73
1,16
Годы
1978-81 1982-85
90
1978-81 1982-85
137
Cs/90Sr
Sr
2,39
2,88
0,64
0,41
2,79
2,68
0,62
0,43
Предополья
2,11
1,27
1,52
2,21
1,39
0,57
Предполесья
1,85
1,47
1,00
1,83
1,85
0,80
Полесья
1,96
1,57
1,56
2,37
1,26
0,66
Моренные ландшафты
Ландшафты
речных долин
1,94
1,64
2,33
3,33
0,83
0,49
3,23
1,33
2,12
2,05
1,52
0,65
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание 137Cs и 90Sr в 20-сантиметровом слое почв агроландшафтов
в 1978 - 81 и 1982 - 85 годах было невысоким и варьировало соответственно
по периодам лет в следующих пределах: 1,54 - 3,23 и 1,16 - 1,64; 1,0 - 2,79 и
1,83 - 2,88 кБк/м2 (таблица 5).
Минимальное содержание 137Cs отмечалось в почвах эрозионноденудационных ландшафтов, что, вероятно, обусловлено хорошей дренированностью, интенсивной распаханностью, элювиальным расположением в
геохимических катенах.
Значительное варьирование содержания 137Cs наблюдали в почвах
пойменных ландшафтов, что, по нашему мнению, обусловлено ежегодным
привносом наилка в различной степени загрязнѐнного радионуклидами и
некоторыми другими природными обстоятельствами. Почвы остальных
ландшафтов содержали относительно одинаковое количество 137Cs.
Распределение 90Sr в системе агроландшафтов происходило несколько
иначе. Минимальное его содержание обнаружено в предполесьях. Полесье и
предополье выделились во вторую группу по загрязнению, а в третью – все
остальные ландшафты. Содержание 90Sr колебалось от 2,12 до 2,79 кБк/м2.
Максимум его концентрирования обозначился в опольях (таблица 5).
Для изучения влияния глобального радиоактивного загрязнения на
агроландшафты нами методом главных компонент был проведен анализ
признаков, характеризующих
их
особенности
после
выпадения
радиоактивных осадков.
V2
Ландшафты
речных долин
3
Эрозионно-денудационные
ландшафты
2
2+
Са
Ополья
Гумус
1
137
Cs
90
Sr
V1
0
Предполесья
Нг
рНkcl
К2О
Полесья
-1
Р2О5
Предополья
Моренные
ландшафты
-2
-3
-3
-2
-1
0
1
2
3
Рисунок 11 - Ординация типологических групп агроландшафтов
по агрохимическим свойствам почв с учѐтом глобального радиоактивного
загрязнения (среднее за 1978-85 гг.)
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В первую компоненту V1 (рисунок 11), обусловливающую 40 %
варьирования свойств агроландшафтов с наибольшим весом вошли
следующие свойства почв: глобальное загрязнение 90Sr (0,50),
гидролитическая кислотность (0,46), содержание обменного калия (0,40),
гумуса (0,38) и 137Cs (- 0,38).
Вышеперечисленные признаки и знак их веса в первой компоненте
определяют еѐ как компоненту глобального стронциевого загрязнения
агроландшафтов
Во вторую главную компоненту V2, объясняющую 30 % варьирования
свойств почв агроландшафтов с наибольшим весом и разным знаком вошли
следующие свойства почв: содержание кальция (0,61), подвижного фосфора
(- 0,59) и калия (0,25). Наибольший вес в данной компоненте имеет
содержание в почве кальция (рисунок 11). Поэтому еѐ целесообразно
рассматривать как кальциевую компоненту агроландшафта.
По показателям, определяющим главные компоненты характеристики
агроландшафтов, была проведена их группировка. Определилось четыре
радиоэкологические группы агроландшафтов: первая группа – ополья и
эрозионно-денудационные ландшафты; вторая – предополья, полесья и
моренные ландшафты; третья – предполесья; четвертая - ландшафты речных
долин.
Факторный анализ экспериментальных данных за 8-летний период
исследований, проведенных до аварии на Чернобыльской АЭС, позволил
установить, что первой главной компонентой в агроландшафтах региона
являлось содержание радиостронция глобальных выпадений.
Для оценки миграционных особенностей радионуклидов существенное
значение имеет отношение 137Cs/90Sr в почве, которое в момент их
образования принято считать равным 1,8 (Gustafson, 1959; цит. по
Тюрюкановой, 1974). В атмосферных выпадениях в период 1962 - 1968 гг. его
значение колебалось от 1 до 2 и в среднем составляло 1,6 (Lochart et al., 1963;
Combray et al., 1964; цит. по Тюрюкановой, 1974). Среднее соотношение
137
Cs/90Sr на территории СССР в выпадениях к 1985 году равнялось 2
(Новикова и др., 2000; Орлов и др., 1995).
В 1978-81 гг. в эрозионно-денудационных, опольских и моренных
ландшафтах отношение 137Cs/90Sr заметно уменьшилось в связи с
увеличением доли 90Sr. В предполесьях, предопольях, полесьях и ландшафтах
речных долин этот показатель остался на уровне момента выпадения, когда
соотношение составляло 1,26 – 1,85. К 1985 году отношение 137Cs/90Sr
составляло 0,41-0,80, что значительно ниже обозначенных ранее величин
(таблица 6).
В изучаемых агроландшафтах радионуклиды характеризуются
различной подвижностью. В доаварийный период наблюдалось относительно
равномерное распределение 137Cs и 90Sr в подпахотных горизонтах почв
большинства агроландшафтов.
При этом проявляется влияние химических свойств радионуклидов и
физико-химических свойств почв. Несколько выше подвижность 137Cs в
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
агроландшафтах речных долин, а 90Sr – в эрозионно-денудационных и
опольских. Доля 137Cs и 90Sr в подпахотном горизонте на протяжении
периода, предшествующего чернобыльской аварии в 1,4 - 2,2 раза выше, чем
в слое 0 - 20 см.
Таблица 6 - Динамика содержания 137Cs и 90Sr в слое 20-40 см почв
агроландшафтов до аварии на Чернобыльской АЭС, Бк/кг
Типологические
группы
ландшафтов
Эрозионноденудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные ландшафты
Ландшафты
речных долин
1978-81 1982-85
137
Годы
1978-81 1982-85 1978-81 1982-85
90
Cs
137
Sr
Cs/90Sr
4,19
3,15
6,37
9,18
0,66
0,34
3,30
3,63
3,26
3,30
3,70
3,15
2,37
2,59
3,85
3,18
5,56
3,70
8,04
3,41
3,56
8,89
4,63
3,37
4,67
4,26
0,59
0,98
0,47
0,97
1,04
0,35
0,51
0,77
0,82
0,75
7,41
5,37
6,15
6,07
1,21
0,88
Основную аккумуляцию радионуклидов наблюдали в слое 20 - 40 см.
Высокая миграционная способность 90Sr подтверждается отношением
137
Cs/90Sr. Причем, более значительную подвижность радиостронция
наблюдали в 1981 – 1985 годах в эрозионно-денудационных, опольских и
предопольских агроландшафтах.
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5 Радиоэкологическая характеристика почвенного покрова
после аварии на ЧАЭС
В настоящее время загрязнение агроландшафтов юго-запада России
радиоактивными веществами обусловлено аварийными выбросами
Чернобыльской АЭС и глобальными выпадениями за счет испытаний
ядерного оружия (Алексахин, 1993; Алексахин и др., 1992). Разнообразие
природных условий региона привело к неравномерному и неоднородному
загрязнению его долгоживущими радионуклидами. С санитарногигиенической точки зрения и в первом и во втором вариантах загрязнения
основным фактором радиологической опасности являются долгоживущие
137
Cs и 90Sr.
Цезий – щелочной металл, концентрация его в земной коре равна
6,5х10-4 %. В состав продуктов деления входят два радиоизотопа - 137Cs и
134
Cs, относящиеся к числу биологически подвижных в трофических цепях.
137
Cs – один из основных дозообразующих радионуклидов среди продуктов
деления. Его Т1/2 = 30,14 года. Он ,  - излучатель с максимально энергией излучения 1,76 МэВ, -излучения – 0,66 МэВ. 134Cs имеет Т1/2 = 2,06 года, ,
-излучатель с максимальной энергией -излучения 1,453 МэВ, -излучения
– 1,367 МэВ (Алексахин и др., 1992).
Поведение 137Cs в почве в основном определяется закономерностями
поведения его химического аналога биогенно значимого элемента – калия.
Он в природных системах является химическим носителем 137Cs. Важной
особенностью поведения изотопов цезия является их обменная и необменная
сорбция твердой фазой почвы (Гребенщикова и др., 1990).
Стронций – щелочноземельный металл, широко распространенный на
земной поверхности. Содержание его составляет 3,4х10-2 %. В природе он
встречается в составе силикатных пород и труднорастворимых углекислых
солей, входящих в состав гипса, извести, мела, мрамора. В число продуктов
деления входят два радиоизотопа - 90Sr, относящийся к числу самых
биологически подвижных (Т1/2=28,1 года, -излучатель с максимальной
энергией 0,544 МэВ), и 89Sr – короткоживущий радионуклид (Т1/2=50,5 суток,
-излучатель с энергией 1,463 МэВ).
Поведение 90Sr в почве определяется закономерностями поведения
изотопного носителя – стабильного стронция и химического аналога –
стабильного кальция. Закрепление и распределение изотопов стронция в
компонентах почв зависит от еѐ свойств: влажности, содержания обменных
кальция и магния, ѐмкости обмена, содержания органического вещества,
кислотности почвенного раствора и др. (Прохоров, 1981; Прохоров, Фрид,
1970; Росянов и др., 1971; Диденко, 1992).
Попадая на земную поверхность из атмосферы, 90Sr и 137Cs включаются
в биогеохимические циклы миграции в агроландшафтах региона загрязнения
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(Молчанова, Куликов, 1972; Куликов и др., 1973; Корнеев, Егорова, 1989;
Молчанова и др., 1994; Санжарова и др., 1994, 1999).
Следствием использования атомной энергии явилось рассеяние
искусственных радионуклидов в биосфере, в том числе в агросфере, и
ускорение темпов передвижения радионуклидов с последующим включением
их в цепи миграции в системе «радиоактивные выпадения – почва – растения
- животные» (Корнеев и др. 1978).
Важным звеном в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС
является изучение трансформации радионуклидов в ландшафтах, которая
связана как с их естественным распадом, так и с миграцией в природной
среде (Анохин, 1974; Прохоров, 1981; Махонько, 1985; Санжарова, 1988;
Маркина и др., 1990; Фесенко, Санжарова, 1992; Фесенко, 1997).
Выпавшие на территории региона исследований чернобыльские
радионуклиды представлены различными соединениями (Бобовникова и др.,
1990; Караваева и др., 1990). 90Sr находится в основном в обменной (90 %)
легкодоступной для растений форме. В труднодоступных соединениях он
присутствует в ближней зоне Чернобыльской АЭС, где произошло оседание
тяжелых частиц (Василенко, 1999). 137Cs в выпадениях был представлен в
виде труднорастворимых соединений и только около 10 % его находилось в
обменном состоянии. Аварийные выбросы радиоактивных веществ резко
изменили радиоэкологическую ситуацию в агроландшафтах (Диденко, 1992;
Санжарова, Фесенко, 1992). Преобладающим стало цезиевое загрязнение.
Доля 90Sr в общей активности почв незначительна и составляла 1 - 3 % от
активности 137Cs.
Общую картину загрязнения ландшафтов 137Cs можно представить,
используя данные Госгидромета (подсчѐты Е.А. Прудниковой, 1991; цит. по
Волковой, 1998; таблица 7). Среди изучаемых ландшафтов наиболее
пострадали предполесья, где 56,9 % почв имеют уровень загрязнения свыше
1 Ки/км2. Наименее загрязненными оказались ополья, где 99,1 % территории
имеют плотность загрязнения менее 5 Ки/км2.
Систематические наблюдения на ключевых мониторинговых
стационарных участках свидетельствуют не только о неравномерности
загрязнения агроландшафтов в начальный период, но и о значительном
снижении активности по мере удаления от момента аварии (рисунок 12).
Неоднородность, неравномерность распределения выпадений сохраняется во
всех типологических группах загрязненных территорий.
Увеличение 137Cs в почвах типологических групп агроландшафтов
колебалось от 28,8 раз в полесьях и до 746,5 раз в предполесьях по
отношению к доаварийному периоду (рисунок 13).
Максимально загрязнены предполесские ландшафты, куда входят югозападные районы Брянской области. В последующие после аварии годы
(1987-90 гг.) наблюдается увеличение содержания радиоцезия в пяти группах
агроландшафтов, что связано, в первую очередь, с вторичным
перераспределением их по территории вследствие перемещения водных и
воздушных потоков.
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 7 - Соотношение площадей
типологическим группам агроландшафтов
Типологические группы
ландшафтов
загрязнения
почв
по
Группы загрязнения (Ки/км2), % от общей
площади ландшафтов данной группы
до 1
1,1 - 5
5,1 - 15
15,1 - 40
> 40
79,8
20,2
-
-
-
Ополья
90,2
8,9
0,9
-
-
Предополья
79,5
19,3
1,2
-
-
Предполесья
43,1
17,6
21,9
12,6
4,8
Полесья
83,4
14,7
1,3
0,6
-
Моренные ландшафты
74,7
6,0
15,7
3,6
-
Ландшафты речных долин
81,1
10,6
3,8
3,5
1,0
Эрозионно-денудационные
Возможно и дополнительное выпадение радионуклидов из атмосферы,
которая стала своеобразным резервуаром радиоактивных аэрозолей.
Рисунок 12 - Динамика загрязнения почв агроландшафтов 137Cs
Ландшафты:
Эрозионно-денудационные
Предполесья
Ополья
Моренные
Полесья
Предополья
Речных долин
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Время пребывания радиоактивных осадков в атмосфере может
достигать 5 лет и более (Гулякин, Юдинцева, 1973). К концу 1990 года в
регионе исследований сформировалось относительно равномерное цезиевое
загрязнение. Содержание 137Cs колебалось от 93,6 в моренных ландшафтах до
882,8 кБк/м2 в предполесских. Превышение величин доаварийного периода
составляло 52 – 186 раз.
Начиная с 1991 года наблюдается улучшение радиоэкологической
ситуации в агроландшафтах, что связано с естественным распадом коротко-,
средне- и частично долгоживущих радиоизотопов, проведением комплекса
защитных мероприятий и перераспределением радионуклидов в радиальном
и латеральном направлениях.
К 2000 году содержание 137Cs в почвах агроландшафтов колеблется от
42,9 в полесских до 486,5 кБк/м2 в предполесских. Неоднородность,
неравномерность распределения выпадений сохраняется во всех
типологических группах загрязненных территорий.
Дополнительное наложение 90Sr на существующие уровни в
агроландшафтах составило 8,8-35,9 кБк/м2, что превышало доаварийное
содержание 90Sr в 4,4 – 25,6 раз (рисунок 13).
Рисунок 13 - Динамика загрязнения почв агроландшафтов
Ландшафты:
Эрозионно-денудационные
Предполесья
Ополья
Моренные
90
Sr
Полесья
Предополья
Речных долин
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Максимальное увеличение 90Sr прослеживалось в опольских и
предполесских ландшафтах. Необходимо отметить, что в предполесских
ландшафтах, расположенных в юго-западной зоне области, обнаружены
микропятна с содержанием 90Sr до 74 кБк/м2. К настоящему времени
содержание 90Sr в почвах агроландшафтов находится на уровне доаварийных
величин, кроме предполесских, где величина превышения составляет 5 раз.
Неравномерность распределения радиоактивных веществ в почвах
агроландшафтов
требует
дифференцированного
подхода
к
их
сельскохозяйственному использованию.
Для изучения влияния радиоактивного загрязнения на агроландшафты
после аварии на Чернобыльской АЭС нами методом главных компонент был
проведен анализ признаков, характеризующих их особенности после
выпадения цезиевых и стронциевых осадков.
В первую компоненту V1 (рисунок 14), объясняющую 38 %
варьирования свойств агроландшафтов с наибольшим весом вошли
следующие свойства почв: содержание обменного калия (0,54),
гидролитическая кислотность (0,52) содержание гумуса (0,42) и подвижного
фосфора (0,40).
V2
3,5
Предполесья
3
2,5
2
1,5
137
Cs
1
0,5
Ландшафты
речных долин
Предополья
Ополья
Нг
К2О
V1
0
Р2О5
-0,5
Гумус
2+
рНkcl
-1
-1,5
-2
-3
Са
Эрозионно-денудационные
ландшафты
Полесья
Моренные ландшафты
-2
-1
0
1
2
3
4
Рисунок 14 - Ординация типологических групп агроландшафтов
по агрохимическим показателям с учетом аварийного цезиевого загрязнения
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перечень свойств почв и наличие в данной компоненте содержания
гумуса, являющимся фундаментальным свойством почвы, определяет
компоненту V1 как природную компоненту агроландшафта.
Во вторую главную компоненту V2, объясняющую 28 % варьирования
свойств почв агроландшафтов с наибольшим весом и разным знаком вошли
следующие свойства почв: аварийное радиоактивное загрязнение 137Cs (0,64),
содержание гумуса (-0,46) и кислотность почвенного раствора (-0,43).
Вышеперечисленные признаки и знак их веса во второй компоненте
определяют ее как компоненту цезиевого загрязнения вследствие аварии на
Чернобыльской АЭС (рисунок 14).
По показателям, определяющим главные компоненты характеристики
агроландшафтов, была проведена их группировка. Определилось три группы
агроландшафтов: первая группа – ополья, эрозионно-денудационные
ландшафты, полесья и моренные ландшафты; вторая – предополья и
ландшафты речных долин; третья – предполесья.
В первую компоненту V1 (рисунок 15), объясняющую 43 %
варьирования свойств агроландшафтов с наибольшим весом вошли
следующие свойства почв: содержание обменного калия (0,50), подвижного
фосфора (0,44), гумуса (0,44), гидролитическая кислотность (0,41).
V2
2,5
Моренные ландшафты
2
Полесья
рНkcl
1,5
1
Предополья
Р2О5
0,5
Гумус
0
V1
К2О
90
-0,5
Са2
+
Sr
Предполесья
-1
Ополья
Нг
Эрозионно-денудационные
ландшафты
Ландшафты
-1,5 речных долин
-2
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Рисунок 15 - Ординация типологических групп агроландшафтов по
агрохимическим показателям с учетом аварийного стронциевого загрязнения
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перечень свойств почв и наличие в данной компоненте содержания
гумуса, являющимся фундаментальным свойством почвы, определяет
компоненту V1 как природную компоненту агроландшафта.
Во вторую главную компоненту - V2, объясняющую 27 % варьирования
свойств почв агроландшафтов с наибольшим весом и разным знаком вошли
следующие свойства почв: реакция почвенной среды (0,67), гидролитическая
кислотность (-0,50) и содержание подвижного фосфора (0,38). Перечень
свойств почв и знак их веса определяет компоненту V2 как одну из основных
характеристик агроландшафтов, чутко реагирующую на аграрные
воздействия. Поэтому еѐ целесообразно рассматривать как компоненту
аграрного воздействия на ландшафт.
По показателям, определяющим главные компоненты характеристики
агроландшафтов, была проведена их радиоэкологическая группировка
(рисунок 15). Определилось три группы агроландшафтов: первая группа –
ополья и эрозионно-денудационные ландшафты; вторая – предполесья и
ландшафты речных долин; третья – предополья, полесья и моренные
ландшафты.
Радиоэкологическая группировка ландшафтов после аварии на
Чернобыльской АЭС показала, что выпадение радиоактивных веществ в
регионе по типологическим группам агроландшафтов было неоднородным,
неравномерным и мозаичным. Особенно пострадали предполесские
агроландшафты.
Расчет отношения 137Cs к 90Sr (Ко137Cs/ 90Sr) показал, что в доаварийный
период в регионе исследований по большинству групп ландшафтов
преобладающим радионуклидом был 90Sr, кроме предполесских и ландшафта
речных долин (таблица 8). Преобладание 137Cs в чернобыльских выпадениях
привело к резкому сдвигу коэффициента отношения в сторону цезия.
Максимальное отношение 137Cs/90Sr в 1986 году отмечалось в предполесских
ландшафтах и составило 34,0, минимальное - в полесьях - 4,8.
По мере удаления от момента аварии происходит улучшение
радиоэкологического состояния агроландшафтов, вследствие ранее
перечисленных факторов, что привело к еще более резкому различию в
миграционных свойствах радионуклидов.
Это возвышенные эрозионно-денудационные, ополья и предополья. В
полесьях отношение радионуклидов приблизилось к 11.
В речных долинах эта величина очень вариабельна вследствие наличия
горизонтального перераспределения по элементам ландшафта.
Промежуточное положение занимают моренные ландшафты
137
(Ко Cs/90Sr=30). Максимальная величина отношения сохраняется в
предполесских ландшафтах (Ко137Cs/90Sr=69,5).
Расчет Ко137Cs/90Sr имеет существенное значение для оценки
миграционных особенностей радионуклидов, особенно в системе «почварастение».
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 8 - Динамика отношения содержания
агроландшафтов в поставарийный период
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
137
Cs к
90
Sr в почвах
137
Cs/ 90Sr
до
аварии
1986
Эрозионно-денудационные
0,54
7,38
42,28
43,0
40,44
Ополья
0,56
5,58
39,35
26,17
40,32
Предополья
0,89
13,35
47,70
51,80
40,18
Предполесья
1,21
34,00
111,75
51,97
69,50
Полесья
0,90
4,80
31,37
11,04
11,00
Моренные ландшафты
0,78
4,92
21,77
48,56
30,46
Ландшафты речных долин
1,10
7,43
14,97
29,43
13,36
1987-90 1991-95 1996-98
В условиях радиоактивного загрязнения территорий одним из факторов
снижения дозы облучения является внедрение системы мероприятий,
ограничивающих поступление радионуклидов из почвы в растения и
организм животных и человека. Применение защитных мероприятий
невозможно без знания закономерностей миграции радионуклидов
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.6 Экологическое качество продукции растениеводства
в доаварийный период
Радиоактивные вещества, попадая в агроландшафт, концентрируются в
почве. Поэтому она является постоянным источником радионуклидов для
растений. Они, в свою очередь, выступают важнейшим звеном большинства
биологических круговоротов и начальным звеном пищевых цепей, во многом
определяющим поступление радиоактивных веществ в организм животных и
человека. Радионуклиды, загрязняя пищу, становятся источником
внутреннего облучения живых организмов. Радиоактивные вещества
поступают в растения корневым путем из почвы или других питательных
сред, и некорневым или аэрозольным путем через надземные органы
растения при осаждении на них частиц твѐрдых или жидких радиоактивных
аэрозолей.
Поглощение элементов растениями из почвы – активный процесс. В
лекции «Борьба растений с засухой» К.А. Тимирязев (1957) отмечал, что
растение, приходящее своими влажными корнями в соприкосновение с
почвенной жидкостью, должно проникаться, насыщаться растворенными в
ней веществами, даже если бы сама жидкость и не всасывалась.
Поступление радионуклидов из почвы в растения зависит от их
физико-химических свойств, места и времени поступления в окружающую
среду, биологических особенностей растений, но основным является состав
почвенного раствора. Совокупное влияние перечисленных факторов
приводит к очень большим различиям в накоплении радионуклидов
растениями корневым путем. Содержание их в пищевых продуктах может
колебаться в сотни и тысячи раз.
Академик Н.А. Корнеев (1977) отмечает, что загрязнение
сельскохозяйственных растений и животных радиоактивными веществами
стало реальным фактом, способным вызвать глубокие последствия.
Следовательно, при оценке качества сельскохозяйственных продуктов,
идущих непосредственно в пищу, кроме биохимической оценки должна
проводится экспертиза не только на остаточные количества пестицидов,
тяжелых металлов, но и радионуклидов (Алексеев, 1978).
При глобальном дочернобыльском загрязнении почв агроландшафтов
основной путь поступления радионуклидов в растения был корневой. Тогда в
биологическом отношении наиболее опасными были 90Sr и 137Cs, так как они
способны интенсивно проникать в растения и в значительных количествах
накапливаться в них.
Агроландшафты юго-запада России до аварии на Чернобыльской АЭС
характеризовались
относительно
равномерным
распределением
радионуклидов. Основные особенности поступления их в растения были
обусловлены почвенным покровом территории и биологическими
особенностями сельскохозяйственных культур. Накопление радионуклидов
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в вегетативных органах было значительно выше, чем в репродуктивных
(таблица 9-16).
В зерне озимой ржи содержание 137Cs колебалось от 0,37 в эрозионноденудационных до 1,17 Бк/кг в полесских ландшафтах, а 90Sr от 0,93 в
опольских до 2,87 Бк/кг в моренных ландшафтах. Различия в накоплении
между ландшафтами составили по 137Cs 5,2, по 90Sr – 3,1 раза (таблица 9).
Основные почвенные свойства, определяющие переход радионуклида
из почвы в зерно озимой ржи - это содержание гумуса, кальция, реакция
почвенной среды, содержание подвижного фосфора и подвижность 137Cs. По
влиянию этих свойств агроландшафты объединились в радиоэкологические
группы. Эрозионно-денудационные и полесские агроландшафты отличались
наименьшим накоплением радиоцезия в зерне, больше всего его
накапливалось в опольях. Предополья и предполесья занимали
промежуточное положение.
Поступление радиостронция из почвы в зерно озимой ржи зависело, в
первую очередь, от содержания гумуса, подвижности 90Sr, содержания
обменного калия и кальция. Наименьшим накоплением 90Sr в зерне озимой
ржи отличались ополья и предополья, больше всего накапливалось его в
предполесьях. Эрозионно-денудационные и полесские ландшафты занимали
промежуточное положение.
Таблица 9 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) озимой ржи в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные ландшафты
137
Cs
0,37
0,88
1,70
3,90
0,92
2,21
0,92
2,14
0,62
0,94
1,92
4,32
Кп,
Кн,
Бк/кг
n∙10-2
кБк/м2
7,3
0,27
17,5
0,65
31,8
1,18
72,9
2,71
14,7
0,54
35,3
1,31
15,0
0,54
34,8
1,29
9,5
0,35
14,4
0,53
29,0
1,07
65,2
2,41
Sr
Кн,
n 10-2
2,35
5,22
0,93
7,71
1,16
8,73
2,18
11,66
2,17
13,28
2,87
9,56
24,1
53,5
9,2
76,1
16,8
126,3
41,6
222,5
29,9
182,9
27,4
244,5
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,89
1,98
0,34
2,81
0,62
4,67
1,54
8,21
1,11
6,78
1,01
3,38
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В зерне озимой пшеницы содержание 137Cs составляло 0,40 в
эрозионно-денудационных и 1,17 Бк/кг в полесских ландшафтах (таблица
10).
Менее всего 90Sr накапливалось в предопольских ландшафтах (1,34
Бк/кг), а больше всего – в предполесьях (3,44 Бк/кг). Вариабельность величин
накопления в зерне озимой пшеницы 137Cs составила 2,9, 90Sr - 2,6 раза.
Поступление радиоцезия из почвы в зерно озимой пшеницы зависело, в
первую очередь, от подвижности 137Cs, содержания кальция, гумуса и
подвижного фосфора. Наименьшим накоплением 137Cs в зерне озимой
пшеницы
отличались
эрозионно-денудационные
и
предполесские
агроландшафты, больше всего его накапливалось в опольях и полесьях.
Предополья занимали промежуточное положение.
Поступление радиостронция из почвы в зерно озимой пшеницы
определялось содержанием гумуса, подвижностью 90Sr, содержанием кальция
и подвижного фосфора. Наименьшее накопление 90Sr в зерне озимой
пшеницы отмечалось в опольях и предопольях, больше всего накапливалось
в предполесьях. Эрозионно-денудационные и полесские ландшафты
занимали промежуточное положение.
Таблица 10 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) озимой пшеницы в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
137
Кн,
n.10-2
0,40
0,93
0,94
1,58
0,86
3,20
0,63
1,63
1,17
3,00
7,9
19,0
17,6
29,5
13,7
51,1
10,2
26,5
17,9
45,9
Cs
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,29
0,68
0,65
1,10
0,51
1,89
0,38
0,98
0,67
1,71
Sr
Кн,
n 10-2
3,33
9,70
1,69
6,55
1,34
9,63
3,44
12,13
2,57
6,91
34,2
99,5
16,7
64,7
19,4
139,4
65,6
231,5
35,4
95,2
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
1,26
3,67
0,62
2,39
0,72
5,15
2,42
8,54
1,31
3,53
Яровые зерновые культуры (овес и ячмень) накапливали несколько
меньше радионуклидов в урожае, чем озимые (таблицы 11 и 12).
Вариабельность величин 137Cs у ячменя – 0,32 – 1,20 Бк/кг или 3,8 раза, у овса
– 0,71 – 1,75 Бк/кг или 2,5 раза. Накопление 90Sr в зерновых культурах выше,
чем 137Cs и особенно у овса
Типологические группы агроландшафтов различаются по накоплению
радиостронция в ячмене в 4,9 (таблица 11), в овсе – в 2,9 раза (таблица 12).
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Поступление 137Cs из почв в зерно ячменя зависело от содержания кальция,
подвижного фосфора, кислотности почвенной среды, содержания гумуса и
подвижности 137Cs.
По накоплению радионуклида агроландшафты распределились
следующим образом. Полесские, предопольские и моренные ландшафты
отличались наименьшим накоплением радиоцезия в зерне, больше всего его
накапливалось в предполесьях. Эрозионно-денудационные и опольские
ландшафты занимали промежуточное положение.
Переход радиостронция из почв в зерно ячменя зависел от содержания
кальция, подвижности 90Sr, содержания подвижного фосфора, гумуса и
реакции почвенной среды.
Таблица 11 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) ячменя в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные ландшафты
137
Cs
0,68
1,98
0,92
1,70
0,58
1,86
1,20
2,18
0,32
1,19
0,59
2,41
Кп,
Кн,
Бк/кг
n 10-2
кБк/м2
13,5
0,50
39,3
1,46
17,2
0,64
31,8
1,18
9,3
0,34
29,7
1,10
19,5
0,72
35,4
1,31
4,9
0,18
18,2
0,68
8,9
0,33
36,3
1,35
Sr
Кн,
n 10-2
2,23
7,22
1,79
7,65
2,27
8,05
1,91
10,76
2,82
15,80
0,57
10,16
22,9
74,1
17,7
75,5
32,8
116,5
36,4
205,3
38,8
217,6
5,4
96,8
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,84
2,75
0,65
2,79
1,21
4,30
1,35
7,60
1,44
8,06
0,20
3,59
Таблица 12 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) овса в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Ополья
Предополья
Предполесья
137
Кн,
n∙10-2
1,75
5,06
1,14
2,21
0,71
2,00
32,7
94,6
18,2
35,3
11,5
32,5
Cs
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
1,22
3,51
0,68
1,31
0,43
1,20
Sr
Кн,
n∙10-2
6,70
15,74
8,82
23,34
3,05
13,24
66,1
155,4
127,6
337,8
58,2
252,7
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
2,44
5,74
4,72
12,48
2,15
9,32
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наименьшим накоплением 90Sr в зерне отличались моренные
ландшафты, больше всего накапливалось 90Sr в полесьях, предполесьях и
предопольях. Эрозионно-денудационные и опольские ландшафты занимали
промежуточное положение.
Картофель среди продовольственных культур меньше всего
накапливает радионуклиды (таблица 13).
До аварии на Чернобыльской АЭС агроландшафты по содержанию
радионуклидов в клубнях картофеля заметно различались. Содержание 137Cs
в продукции, выращенной в опольях, составляло 0,31 Бк/кг, а в моренных
ландшафтах - 0,71 Бк/кг.
Таблица 13 - Накопление 137Cs и 90Sr в клубнях (числитель) и ботве
(знаменатель) картофеля в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные ландшафты
137
Cs
0,58
3,32
0,31
1,24
0,60
6,24
0,56
2,53
0,26
2,03
0,71
8,99
Кн,
n∙10-2
11,5
65,9
5,8
23,2
9,6
99,7
9,1
41,1
4,0
31,0
10,7
135,6
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
90
0,43
2,44
0,22
0,86
0,36
3,69
0,34
1,52
0,15
1,15
0,40
5,02
1,09
20,48
0,85
26,49
3,91
27,58
1,63
33,44
0,22
17,97
0,21
74,91
Sr
Кн,
n∙10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м
2
11,2
210,0
8,4
261,5
56,6
549,6
31,1
638,2
3,0
247,5
2,0
714,0
0,41
7,76
0,31
9,67
2,09
14,75
1,15
23,55
0,11
9,17
0,07
26,47
Меньше всего 90Sr накапливалось в картофеле в моренных ландшафтах
(0,21), а больше в предопольях (3,91 Бк/кг). Агроландшафты различались по
переходу 137Cs в клубни картофеля 2,3 и 90Sr – 16,6 раза. Поступление 90Sr в
картофель в большинстве агроландшафтов было выше, чем 137Cs. Однако, в
полесских и моренных ландшафтах поступление 137Cs было выше, чем 90Sr.
Основными агрохимическими свойствами, влияющими на переход
137
Cs из почв в клубни картофеля, были содержание кальция, подвижного
фосфора и обменного калия, кислотность почвенной среды и содержание
гумуса. По факторам, определяющим переход 137Cs из почв в клубни
картофеля,
выделились
следующие
агроэкологические
группы
агроландшафтов. Полесские и опольские ландшафты отличались
наименьшим накоплением радиоцезия в клубнях, больше всего его
накапливалось в эрозионно-денудационных и моренных ландшафтах.
Предополья и предполесья занимали промежуточное положение.
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Накопление 90Sr в клубнях картофеля зависело от содержание кальция,
реакции почвенной среды, содержания гумуса, подвижного фосфора и
подвижности 90Sr.
Наименьшим накоплением 90Sr в клубнях отличались моренные и
полесские ландшафты, больше всего накапливалось 90Sr в предопольях и
предполесьях. Эрозионно-денудационные и опольские ландшафты занимали
промежуточное положение.
Кормовые культуры по накоплению 90Sr значительно различались
(таблица 14).
Таблица 14 - Накопление 137Cs и 90Sr в зелѐной массе силосных культур
(кукуруза, кукуруза+подсолнечник, люпин) в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
137
Кн,
n∙10-2
Эрозионно-денудационные
1,08л
21,4
Кп,
Бк/кг 90Sr
кБк/м2
0,79
2,07
21,2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,78
Ополья
1,64
30,6
1,14
7,83
77,3
2,86
Предополья
1,20кп
19,2
0,71
19,35
280,0
10,35
Предполесья
1,64
26,7
0,99
13,82
263,7
9,73
Полесья
1,49
24,2
0,85
11,94
Примечание: л – люпин, кп – кукуруза+подсолнечник.
164,5
6,09
Cs
Кн,
n 10-2
В зеленой массе смеси кукурузы с подсолнечником его содержание
составляло 19,35 Бк/кг. Минимальная величина накопления отмечена у
люпина – 2,07 Бк/кг. Содержание радиоцезия в кормовых культурах
примерно одинаковое во всех типологических группах агроландшафтов и
варьирует от 1,08 до 1,64 Бк/ кг
До аварии на ЧАЭС в агроландшафтах больше накапливалось
радионуклидов
корнеплодами
кормовой
свеклы,
чем
сахарной.
137
Агроландшафты различаются по накоплению Cs в корнеплодах сахарной
свѐклы по сравнению с кормовой в 1,2 – 3,2 раза, 90Sr - в 2,1 – 3,6 раза
(таблица 15).
Сеянные многолетние травы незначительно накапливали 137Cs во всех
типологических группах ландшафтов. Накопление 90Sr превышало
содержание 137Cs в сене в 5-15 раз (таблица 16).
Естественные многолетние травы занимали особое положение. В них
содержание 137Cs превышало его накопление сеяными травами I укоса в 15 33, а II укоса – 23 - 60 раз.
Поступление 90Sr в фитомассу трав естественных кормовых угодий
находится на уровне накопления его сеянными многолетними травами.
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 15 - Накопление 137Cs и 90Sr в корнеплодах (числитель) и ботве
(знаменатель) кормовой (к) и сахарной свѐклы в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Моренные ландшафты
137
Cs
Кн,
n∙10-2
0,95
5,36
0,59
5,12
18,8
106,4
11,0
95,7
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,70
3,94
0,41
3,56
1,99к
5,58
30,4
89,1
1,12
3,30
6,36
76,75
1,16к
5,50
1,71к
5,91
18,9
89,4
25,8
89,1
0,70
3,31
0,96
3,30
8,09
28,44
9,66
21,15
90
Sr
2,66
20,23
2,97
12,74
Кн,
n∙10-2
27,3
207,5
29,3
125,8
92,0
1110,
7
154,4
542,7
92,1
201,6
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
1,01
7,66
1,08
4,65
3,40
41,04
5,70
20,03
3,41
7,47
Таблица 16 - Накопление 137Cs и 90Sr в сене многолетних трав первого
(числитель) и второго (знаменатель) укосов в доаварийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Cs
Кн,
n∙10-2
1,65
2,08
2,84
Предполесья
3,02
1,64
Полесья
1,17
1,27
Моренные ландшафты
1,25
Культурные
2,01
Ландшафты
пастбища
1,92
речных
Естественные 41,90
долин
пастбища
69,70
26,4
33,2
46,2
49,1
25,1
17,9
19,2
18,8
23,8
22,7
496,4
825,8
Предополья
137
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,98
1,23
1,71
1,82
0,93
0,60
0,71
0,70
0,88
0,84
18,38
30,57
Sr
Кн,
n∙10-2
8,61
15,94
13,98
29,75
9,22
6,36
14,58
13,26
9,08
8,05
13,52
9,10
124,6
230,7
266,8
567,7
127,0
87,6
139,0
126,4
117,5
104,1
174,9
117,7
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
4,63
8,57
9,92
21,10
4,68
3,23
5,15
4,69
4,34
3,85
6,47
4,35
Поступление радиоцезия в сено многолетних трав зависело от
содержания гумуса, подвижного фосфора, обменного калия, кальция и
кислотности почвенной среды. Поступление 90Sr из почвы в сено
многолетних трав от подвижности радионуклида, содержания обменного
калия, кальция, гумуса, подвижного фосфора и реакции почвенной среды.
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Влияние почвенных свойств на переход 137Cs и 90Sr из почв в сено
многолетних трав в различных типологических группах ландшафтов
проявилось неоднозначно.
Моренные ландшафты отличались наименьшим накоплением
радиоцезия в сене сеянных многолетних трав, больше всего его
накапливалось в предполесских ландшафтах. Предополья и полесья занимали
промежуточное положение. Наименьшим накоплением 90Sr в сене
многолетних трав отличались моренные, полесские и предопольские
ландшафты, больше всего накапливалось его в предполесьях и ландшафтах
речных долин с естественными травостоями. До аварии на Чернобыльской
АЭС в ландшафтах речных долин в 20 раз больше 137Cs накапливалось в сене
естественных многолетних трав, чем в сеяных. Независимо от
типологической группы ландшафта в сене сеянных многолетних трав
содержание радиоцезия было примерно одинаковым.
Н.А. Корнеев (1977) указывает, что вынос 90Sr с урожаем многолетних
трав может достигать 2 % и более, а вынос 137Cs не превышает - 0,05 % .
Увеличение поступления 90Sr из верхних слоев почвы наблюдается не только
у растений естественных лугов, но и у сеянных многолетних трав.
Процессы миграции радионуклидов в почве и в растения протекают во
времени, поэтому важно знать о закреплении радионуклидов почвой. По
данным Ф.И. Павлоцкой (1974), 90Sr в течение 5 лет в незначительных
размерах переходил в необменное состояние.
И.В. Гулякин и Е.В. Юдинцева (1973) отмечают, что 137Cs прочно
закрепляется в минеральных почвах в малодоступном для растений
состоянии. Однако, из почв богатых органическим веществом, он поступает в
растения в количествах, соизмеримых и превышающих поступление 90Sr. Это
важно для лугово-пастбищных угодий, где образуется плотная дернина из
органического вещества и, попавший сюда 137Cs, в течение длительного
времени может свободно поглощаться растениями, так как свойства
нижележащих слоев почвы не будут оказывать на него практически
никакого влияния. Увеличение подвижности 137Cs в составе почвенного
органо-минерального комплекса отмечают Н.В. Куликов, И.В. Молчанова,
Е.Н. Караваева (1990).
Для оценки поступления радионуклидов из почвы в растения
используются различные показатели, но наиболее широко применяемыми
являются коэффициент накопления (Кн) и коэффициент пропорциональности
(Кп). Коэффициент пропорциональности (Кп) представляет собой отношение
содержания радионуклида в растении (Бк/кг) к плотности радиоактивного
загрязнения территории (кБк/км2).
содержание радионуклида в растении (Бк/кг)
Кн =
содержание радионуклида в почве (Бк/кг).
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
До аварии на Чернобыльской АЭС вариабельность размеров перехода
Cs в растения во всех типологических группах агроландшафтов была
относительно равномерной. Значительные различия в накоплении
радиоцезия были выявлены между сеяными и естественными многолетними
травами, как первого, так и второго укосов (таблица 16).
Поступление радиостронция в сельскохозяйственные культуры (кроме
овса) во всех агроландшафтах выше, чем радиоцезия. Максимальное
поступление 90Sr в клубни картофеля отмечали в предопольских ландшафтах
(таблица 17).
137
Таблица 17 - Варьирование коэффициента накопления радионуклидов в
различных
культурах,
выращенных
в
типологических
группах
агроландшафтов, раз
Культуры
Озимая рожь
Продукция
основная побочная основная побочная
137
90
Cs
Sr
1,3-4,4
1,2-5,1
1,8-4,5
1,4-4,2
Озимая пшеница
1,3-2,3
1,4-2,8
1,2-3,9
1,5-3,6
Ячмень
1,8-4,0
1,6-2,2
3,3-7,2
1,0-2,9
Овес
1,6-2,8
1,1-2,9
1,1-2,2
1,6-2,2
Картофель
1,5-2,9
1,3-5,8
1,5-28,2
1,2-3,4
Силосные
1,1-1,6
-
3,6-13,2
-
Корнеплоды
1,7-2,7
1,0-1,2
1,1-5,6
1,6-8,8
Многолетние травы
1,3-25,9
1,0-46,0
1,1-2,3
1,2-6,4
Согласно нормам радиационной безопасности (НРБ-76) содержание
Sr в питьевой воде (молоке) не должно превышать 14,8 Бк/л, а 137Cs - не
более 555 Бк/л.
По данным Н.А. Корнеева с сотр. (1977) для получения молока с
содержанием радионуклидов в пределах санитарных радиационных норм, в 1
кг сухого корма должно содержаться 2,59 кБк 137Cs и 0,48 Бк 90Sr.
После глобальных выпадений в исследованиях Ф.А. Тихомирова (1993)
было отмечено, что при сопоставимых значениях поверхностных
активностей в почве накопление 90Sr в надземной фитомассе растений
значительно большее по сравнению с 137Cs и другими продуктами деления.
До аварии на Чернобыльской АЭС содержание радиоцезия в
вышеперечисленных
основных
сельскохозяйственных
культурах
соответствовало санитарно-радиационным нормам для получения «чистого»
молока, а содержание радиостронция превышало их.
90
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.7 Накопление 137Cs и 90Sr в продукции растениеводства
в поставарийный период
Радиоизотопы цезия и стронция, выпавшие на территории региона
исследований не вызвали заметных повреждений организмов, однако в
урожае сельскохозяйственных культур они накапливаются в значительных
количествах.
В условиях аварийных ситуаций поступление радиоактивных веществ
в растения зависит от времени и количества выбрасываемых веществ, а в
последующие годы от физико-химических свойств радионуклидов, их
концентрации в почве, агротехнических и агрохимических приемов
возделывания культур и их биологических особенностей (Юдинцева,
Жигарева, 1982; Кузнецов, 1984; Антропова и др., 1990; Бондарь и др., 1990,
1992; Анненков, 1992; Белоус и др., 1996).
Наблюдения, проводимые на ключевых мониторинговых участках,
показали резкое увеличение 137Cs и 90Sr в растениях во всех группах
агроландшафтов в 1986 году, и по большинству культур (таблицы 18-21)
Таблица 18 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) зерновых культур в 1986 году, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
137
Cs
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
Озимая рожь
310,2 31,1
1,15
Предополья
331,7 33,2
1,23
61,0
1,3
0,05
Предполесья
271,9 5,8
0,21
Озимая пшеница
77,8
7,8
0,29
Предополья
112,1 11,2
0,42
Ячмень
23,0
4,5
0,17
Эрозионно-денудационные
92,2
18,0
0,66
29,2
2,9
0,11
Предополья
139,0 13,9
0,52
Овес
30,7
3,1
0,11
Предополья
54,5
5,5
0,20
57,0
1,2
0,04
Предполесья
117,6 2,5
0,09
Sr
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
46,2
271,3
8,1
399,0
61,9
363,2
5,9
289,1
2,29
13,43
0,22
10,70
3,6
32,1
4,8
43,0
0,18
1,59
1,6
24,3
1,3
169,8
2,3
34,9
1,7
227,3
0,08
1,29
0,06
8,40
15,4
43,0
7,6
56,3
20,6
57,5
5,5
40,8
0,76
2,13
0,20
1,51
90
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для зерновых культур (таблица 18) и многолетних трав (таблица 21)
преобладающим в 1986 году было поверхностное загрязнение. Загрязнение
пропашных культур радионуклидами было как поверхностное, так и
корневое (таблица 19-20).
Наиболее загрязненными оказались посевы озимой ржи в
предопольских ландшафтах (таблица 18). Содержание радиоцезия в зерне
составило 310,2 Бк/кг, что в 337 раз превышало доаварийный уровень. Менее
загрязненным оказался ячмень (23,0 Бк/кг) в эрозионно-денудационных
ландшафтах.
Загрязнение радиостронцием также было неравномерным. Из зерновых
культур наиболее загрязнена озимая рожь (таблица 18) в предополье (46,2
Бк/кг) и кукуруза (109 Бк/кг) в опольских агроландшафтах (таблица 20).
Уровень загрязнения по озимой ржи превышает доаварийный в 40 раз, по
кукурузе – в 14 раз.
Неравномерность выпадений по региону исследований, а также
фенологическое состояние культур, привели к значительным различиям в
загрязнении зерновых, кормовых культур и картофеля по типологическим
группам ландшафтов. Хотя формирование урожая картофеля (таблица 19)
проходило при отсутствии глубинного загрязнения, тем не менее,
максимально загрязненными клубни картофеля были в предполесских
ландшафтах, где осела основная масса радиоактивных выпадений.
Таблица 19 - Накопление 137Cs и 90Sr в клубнях (числитель) и ботве
(знаменатель) картофеля в 1986 году, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
137
Cs
20,5
141,2
13,2
111,9
62,8
202,3
3,0
105,5
Кп,
Кн,
Бк/кг
n∙10-2
кБк/м2
3,0
0,11
20,3
0,75
1,3
0,05
11,2
0,41
1,3
0,05
4,3
0,16
22,4
0,83
55,0
2,04
Sr
Кн,
n∙10-2
1,4
13,9
0,7
31,4
1,7
82,0
5,6
41,0
1,1
11,1
1,0
42,1
1,2
59,4
14,0
100,2
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,04
0,41
0,04
1,56
0,05
2,20
0,52
3,71
Максимум загрязнения зелѐной массы кукурузы 137Cs (таблица 20) был
выявлен в полесских агроландшафтах (191,8 Бк/кг), корнеплодов сахарной
свѐклы – в опольских; более загрязнена 90Sr зелѐная масса в опольях,
корнеплоды – в эрозионно-денудационных.
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 20 - Накопление 137Cs и 90Sr в зеленой массе кукурузы,
корнеплодах (числитель) и ботве (знаменатель) сахарной свеклы в 1986 году,
Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Ополья
Полесья
Эрозионно-денудационные
Ополья
Кп,
Кн,
Cs
Бк/кг
n∙10-2
кБк/м2
Кукуруза
22,8
3,3
0,12
191,8 10,0
3,70
Сахарная свекла
32,8
6,4
0,24
167,6 32,7
1,21
131,8 18,9
0,70
255,8 36,8
1,36
137
Sr
Кн,
n∙10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
109,0
27,5
87,4
68,8
3,22
2,55
7,9
17,3
4,8
51,9
11,3
24,9
3,9
41,6
0,42
0,92
0,14
1,54
90
Загрязнение фитомассы трав (таблица 21) радионуклидами зависело от
количества и времени их выпадений, поэтому независимо от вида
биогеоценоза максимум загрязнения ее выявлен как на пахотных (407,7
Бк/кг), так и на естественных (533,5 Бк/кг) кормовых угодьях. Аналогичная
ситуация складывается по 90Sr. Вследствие поверхностного загрязнения
содержание 90Sr в 1 кг сена составило 533 Бк, что в 38 раз превышало
доаварийный уровень.
Таблица 21- Накопление 137Cs и 90Sr в сене многолетних трав в 1986 году,
Бк/кг
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
400,7 14,80
137
Предполесья
407,7
8,7
114,6
30,9
1,14
12,8
25,6
0,95
533,5
143,8
5,32
19,8
39,6
1,47
Культурные
Ландшафты
пастбища
речных
Естественные
долин
пастбища
Cs
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг 90Sr
кБк/м2
0,32 533,0
Типологические группы
ландшафтов
Кн,
n 10-2
По мере удаления от момента аварии вследствие распада коротко-,
средне- и частично долгоживущих радионуклидов, развития миграционных
процессов и проведенного комплекса агротехнических и агрохимических
мероприятий, а также преобладания корневого поступления содержание 137Cs
в урожае сельскохозяйственных культур заметно снизилось во всех
типологических группах ландшафтов (таблицы 22-28).
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В зерне озимой ржи содержание 137Cs колебалось от 15,2 Бк/кг в
предопольских до 41,4 Бк/кг в опольских ландшафтах, а 90Sr от 0,9 в
полесских до 4,4 Бк/кг в предполесских ландшафтах. Различия в накоплении
между ландшафтами составили по 137Cs 2,7, а по 90Sr – 5 раз (таблица 22).
Таблица 22 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) озимой ржи в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Ополья
Предополья
Предполесье
Полесья
137
Cs
41,4
92,3
15,2
72,3
25,6
76,8
21,1
54,1
Кп,
Кн,
Бк/кг
n∙10-2
кБк/м2
2,0
0,07
16,2
0,60
2,2
0,08
10,5
0,39
1,1
0,04
3,8
0,14
5,8
0,21
14,8
0,55
Sr
Кн,
n∙10-2
1,3
2,0
1,0
4,2
4,4
18,5
0,9
3,2
7,8
12,6
6,9
28,2
14,9
63,2
4,3
16,0
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,29
0,46
0,26
0,94
0,55
0,63
0,16
0,60
В зерне озимой пшеницы (таблица 23) содержание 137Cs составляло 3,7
в полесских и 16,2 Бк/кг в опольских ландшафтах.
Таблица 23 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) озимой пшеницы в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные
137
Cs
15,8
65,5
16,2
44,4
6,0
53,3
34,7
70,3
3,7
37,0
13,0
218,3
Кп,
Кн,
Бк/кг
n 10-2
кБк/м2
2,7
0,10
11,3
0,42
2,8
0,11
7,8
0,29
0,9
0,03
7,8
0,29
1,5
0,06
3,1
0,12
2,7
0,04
10,1
0,34
4,4
0,16
74,9
2,68
90
Sr
1,2
5,5
0,8
1,9
2,4
8,0
2,5
6,4
1,2
3,1
2,7
4,8
Кн,
n 10-2
8,9
39,9
4,8
11,7
16,2
54,3
8,4
21,9
6,1
15,6
26,4
47,4
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,33
1,48
0,18
0,43
0,60
2,00
0,31
0,81
0,23
0,58
0,96
1,72
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Менее всего 90Sr накапливалось в опольских ландшафтах (0,8 Бк/кг), а
больше всего – в моренных ландшафтах (2,7 Бк/кг). Вариабельность величин
накопления в зерне озимой пшеницы 137Cs составила 4,4, а 90Sr - 3,4 раза.
Основными факторами, определяющими переход 137Cs из почв в
продукцию растениеводства, являются физико-химические свойства почв.
Поступление 137Cs из почвы в зерно озимой пшеницы зависело от
содержания обменного калия, реакции почвенного раствора, содержания
подвижного фосфора, гумуса, кальция и подвижности 137Cs.
По значимости влияния почвенных свойств на загрязнение зерна
озимой пшеницы радиоцезием агроландшафты объединились в радиоэкологические группы. Предопольские и предполесские агроландшафты
отличались наименьшим накоплением радиоцезия в зерне, больше всего его
накапливалось в моренных ландшафтах. Ополья, полесья и эрозионноденудационные ландшафты занимали промежуточное положение.
Значительное влияние на поступление 90Sr из почвы в зерно озимой
пшеницы оказали такие свойства почв, как содержание обменного калия,
содержание кальция, гумуса, реакция почвенного раствора, подвижность 90Sr
и содержание подвижного фосфора.
По факторам, определяющим переход 90Sr из почв в зерно озимой
пшеницы, были выделены следующие группы агроландшафтов. Ополья,
предополья и полесья отличались наименьшим его накоплением в зерне, а
наибольшим - моренные ландшафты. Эрозионно-денудационные и
предполесские ландшафты занимали промежуточное положение.
В зерне ячменя менее всего накапливалось 137Cs и 90Sr в эрозионноденудационных ландшафтах (13,5 и 0,3 Бк/кг соответственно), а больше
всего – в предопольях (17,1; 4,1 Бк/кг соответственно). Вариабельность
величин накопления в зерне ячменя 137Cs составила 1,3, а 90Sr - 14 раз
(таблица 24). В зерне овса содержание 137Cs составляло 7,4 в моренных и 38
Бк/кг в опольских ландшафтах. Менее всего 90Sr накапливалось в полесских
(0,6 Бк/кг), а больше всего – в моренных ландшафтах (3,2 Бк/кг).
Таблица 24 - Накопление 137Cs и 90Sr в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) ячменя в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Полесья
137
Cs
13,5
61,7
15,8
43,4
17,1
32,4
15,8
50,5
Кп,
Кн,
Бк/кг
n∙10-2
кБк/м2
2,3
0,09
10,6
0,39
2,8
0,10
7,6
0,28
2,5
0,09
4,7
0,17
4,4
0,16
13,8
0,51
Sr
Кн,
n∙10-2
0,3
3,0
0,8
4,3
4,1
13,8
1,2
7,4
7,2
22,2
4,9
26,7
28,0
94,1
5,7
36,8
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
0,27
0,822
0,18
0,98
1,03
3,46
0,21
1,37
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вариабельность величин накопления в зерне ячменя
90
5,1, Sr - 5,3 раза (таблица 25).
137
Cs составила
Таблица 25 - Накопление 137Cs и 90Sr в в зерне (числитель) и соломе
(знаменатель) овса в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
137
Cs
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м
90
Sr
Кн,
n 10-2
2
Ополья
Предополья
Предполесья
Полесья
Моренные
38,0
69,0
15,0
21,0
16,6
39,7
12,2
46,2
7,4
18,5
6,6
12,1
2,2
3,1
0,7
1,8
3,3
12,7
2,5
6,3
0,25
0,45
0,09
0,11
0,03
0,06
0,12
0,47
0,09
0,23
Кп,
Бк/кг
кБк/м
2
2,9
4,3
1,9
4,1
1,9
14,9
0,6
2,0
3,2
3,8
17,8
26,7
11,8
28,2
6,5
50,7
3,1
10,0
31,9
37,5
0,66
0,98
0,44
1,04
0,24
1,88
0,12
0,37
1,16
1,36
В клубнях картофеля меньше всего накапливалось 137Cs (3,7 Бк/кг) в
предопольских, 90Sr – 0,2 Бк/кг в опольских агроландшафтах. Наибольшее
накопление радиоцезия отмечалось в предполесьях – 14,8 Бк/кг, а
радиостронция – в эрозионно-денудационных ландшафтах – 6,8 Бк/кг
(таблица 26). Агроландшафты различались по переходу 137Cs в клубни
картофеля 4, а 90Sr – 34 раза.
Таблица 26 - Накопление 137Cs и 90Sr в клубнях (числитель) и ботве
(знаменатель) картофеля в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Эрозионно-денудационные
Ополья
Предополья
Предполесья
137
Cs
10,2
49,0
5,6
101,8
3,7
18,5
14,8
48,0
Кп,
Кн,
Бк/кг
n 10-2
кБк/м2
1,8
0,07
8,4
0,31
1,0
0,04
17,8
0,66
0,5
0,02
2,7
0,10
0,7
0,02
2,1
0,08
Sr
Кн,
n 10-2
6,8
15,8
0,2
11,3
0,4
38,8
0,6
58,4
49,4
115,0
0,8
69,6
3,0
264,3
2,2
199,3
90
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
1,83
4,26
0,03
2,56
0,11
9,71
0,08
7,39
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Значительное влияние на переход 137Cs из почвы в клубни картофеля
оказало, в первую очередь, содержание гумуса, а также содержание
обменного калия, подвижного фосфора, реакция почвенной среды и
подвижность 137Cs. Предопольские и предполесские агроландшафты
отличались наименьшим накоплением радионуклидов в клубнях, больше
всего их накапливалось в эрозионно-денудационных ландшафтах. Ополья
занимали промежуточное положение.
Поступление 90Sr из почвы в клубни картофеля зависело от содержания
гумуса, обменного калия, подвижного фосфора, подвижности 90Sr и реакции
почвенной среды. По накоплению радионуклида агроландшафты
объединились
в
радиоэкологические
группы.
Предопольские
и
предполесские агроландшафты отличались наименьшим накоплением
радионуклидов в клубнях, больше всего их накапливалось в эрозионноденудационных ландшафтах. Ополья занимали промежуточное положение.
В зеленой массе кукурузы (таблица 27) наименьшее накопление 137Cs и
90
Sr отмечалось в опольских ландшафтах (9,2; 2,1 Бк/кг соответственно),
наибольшее накопление 137Cs было в предопольях (188,7 Бк/кг), а 90Sr – в
предполесьях (9,7 Бк/кг). Различия в накоплении радионуклидов по
агроландшафтам составили 20,5 раз по 137Cs и 4,6 раза по 90Sr.
В корнеплодах сахарной свеклы наименьшее накопление 137Cs и 90Sr
отмечалось в предопольях (3,7; 1,2 Бк/кг соответственно), наибольшее - в
эрозионно-денудационных ландшафтах (14,9; 2,7 Бк/кг соответственно).
Различия в накоплении 137Cs по агроландшафтам составили 4, 90Sr - 2,2 раза.
Таблица 27 - Накопление 137Cs и 90Sr в зеленой массе кукурузы,
корнеплодах (числитель) и ботве (знаменатель) сахарной свеклы в
поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
Ополья
Предополья
Предполесья
Эрозионно-денудационные
Предополья
Кп,
Кн,
Cs
Бк/кг
n 10-2
кБк/м2
Кукуруза
9,2
1,6
0,06
188,7 27,4
1,02
22,5
1,0
0,04
Сахарная свекла
14,9
2,6
0,10
25,0
4,3
0,16
3,7
0,5
0,02
66,6
9,7
0,36
137
Sr
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
2,1
5,6
9,7
13,2
38,1
33,2
0,49
1,40
1,23
90
2,7
9,3
1,2
11,3
20,0
68,0
8,0
76,6
0,74
2,52
0,30
2,82
Сеянные многолетние травы накапливали 137Cs во всех типологических
группах ландшафтов значительно ниже, чем естественные. Содержание
радиоцезия по агроландшафтам составляло 61,0 – 172,5 Бк/кг. Накопление
137
Cs превышало содержание 90Sr в сене в 14 - 35 раз (таблица 28).
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 28 - Накопление 137Cs и 90Sr в сене многолетних трав
в поставарийный период, Бк/кг
Типологические группы
ландшафтов
137
Кп,
Кн,
Бк/кг
n 10-2
кБк/м2
90
Ополья
104,0
18,2
0,67
Предополья
172,5
25,1
Предполесья
113,3
Полесья
Культурные
Ландшафты
пастбища
речных
Естественные
долин
пастбища
Кн,
n 10-2
Кп,
Бк/кг
кБк/м2
3,0
14,9
0,69
0,93
7,3
49,7
1,82
5,0
0,19
8,3
28,4
1,05
61,0
17,5
0,65
4,6
23,0
0,86
503,0
90,9
3,36
4,6
14,2
0,53
1037,
9
187,6
6,94
21,1
64,5
2,40
Cs
Sr
Естественные многолетние травы накапливали 137Cs на окультуренных
ландшафтах речных долин в 2,9 – 8,2, на неокультуренных – 6 – 17 раз
больше, чем сеянные многолетние травы. Превышение 90Sr в сене
естественных травах составляло 2,5 – 7 раз (таблица 28).
Основные почвенные факторы, оказывающие значительное влияние на
поступление 137Cs из почвы в сено многолетних трав, - это содержание
подвижного фосфора, обменного калия, реакция почвенной среды,
содержание кальция и подвижность 137Cs.
Предполесские агроландшафты отличались наименьшим накоплением
радиоцезия в сене многолетних трав, больше всего его накапливалось в
ландшафтах речных долин. Ополья, предополья и полесья занимали
промежуточное положение.
Поступление 90Sr из почвы в сено многолетних трав также зависит от
содержания подвижного фосфора, обменного калия, реакции почвенной
среды, содержания кальция и гумуса. Ополья и окультуренные пойменные
угодья отличались наименьшим его накоплением в сене, больше всего
накапливалось радиостронция в предопольях и естественных пойменных
угодьях. Предполесья и полесья занимали промежуточное положение.
Критерием оценки качества сельхозпродукции и кормов были
временно допустимые уровни содержания радиоактивных веществ (ВДУ) в
продуктах питания и контрольные уровни (КУ) в кормах. В настоящее время
введены гигиенические требования к качеству и безопасности
продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПиН-96), (СанПиН1078-01), которые обеспечивают дозовую нагрузку на население. Накопление
радионуклидов в сельскохозяйственной продукции во всех типологических
группах ландшафтов соответствует санитарно-гигиеническим нормативам,
кроме сена естественных многолетних трав в ландшафтах речных долин.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5 Распределение 137Cs по профилю почв агроландшафтов
Почва, как компонент биосферы, обладает рядом особенностей,
отличающих еѐ от других природных ресурсов. Почвенный покров (Ковда,
1978) является не только планетарным приѐмником техногенных отходов, но
и мощнейшим очистителем планеты от всевозможных загрязнителей, в том
числе и радиоактивных. Он выполняет роль универсального биологического
поглотителя и нейтрализатора загрязнений, минерализатора остатков
органических веществ суши.
Еще до аварии на Чернобыльской АЭС было накоплено немало
материалов о миграции радионуклидов в почвах. Процессы, вызывающие
миграцию радионуклидов в почвах, разнообразны по своей природе. К ним
относятся конвективный перенос (фильтрация атмосферных осадков вглубь
почвы, капиллярный подток влаги к поверхности в результате испарения,
термоперенос влаги под действием градиента температуры); диффузия
свободных и адсорбированных ионов; перенос по корневым системам
растений; перенос на мигрирующих коллоидных частицах (лессиваж);
роющая деятельность почвенных животных; хозяйственная деятельность
человека (Павлоцкая, 1974; Павлоцкая, Зацепина, 1965; Павлоцкая и др.,
1970; Алексахин и др., 1992; Подворко и др., 2004).
Эти работы резко интенсифицировались после Чернобыльской аварии.
Однако и сейчас, при обилии отраслевых данных, чрезвычайно мало
известно о поведении радионуклидов в конкретных природных комплексах.
Первая публикация ландшафтной направленности, посвященная проблемам
Чернобыля, принадлежит В.С. Давыдчуку и В.Г. Линнику (1988),
проводившим полевые исследования в непосредственной близости от ЧАЭС
сразу после аварии. Позже появились другие работы, в том числе
методического характера. (Пегоев, Фридман, 1978; Давыдчук и др. 1994;;
Фридман и др., 1997; Цыбулька и др., 2004; Громова, Лунѐв, 2007).
Большинство исследователей отмечает замедленность вертикальной
миграции радионуклидов в почвах. Ее скорость в различных ландшафтных
условиях составляет от несколько миллилитров до нескольких сантиметров в
год. Скорость же латеральной внутрипочвенной (диффузной) миграции еще
на порядок ниже. (Шагалова и др., 1986; Бондарь и др., 1989; Фесенко, 1992;
Фесенко, Санжарова, 1993). Для Полесья приводится следующий ряд
ускорения миграции радионуклидов в почвах: суглинки – осушенные
торфяники – песок.
Важную роль в перераспределении радионуклидов в почвах играют
водопроницаемость и состояние дренированности (Куликов и др., 1973, 1990;
Пегоев, Фридман, 1978; Булгаков и др., 1990; Михайловская и др.,1992;
Овсянникова и др., 1998; Молчанова, Караваева, 2001). Ухудшение этих
характеристик приводит к повышению концентрации радиоактивных
веществ в поверхностном слое почвы. В связи с этим в почвах тяжелого
гранулометрического состава стронций и цезий мигрируют менее
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
интенсивно, чем в легких почвах (Гулякин, Юдинцева, 1962; Прохоров, 1981;
Коноплев, Голубенков, 1991; Просянников, 1995; Лиштван и др., 1996;
Санжарова, 1997; Громова и др., 2007.).
Установлено (Клечковский, 1956; Марей и др., 1974; Куликов и др.
1990; Киселѐва и др., 2009), что полнота поглощения радионуклидов и
прочность их закрепления в поглощенном состоянии в значительной мере
зависят от минералогического состава почв. Минералогический состав почв,
в связи с более выраженной способностью к необменной фиксации 137Cs
некоторыми глинистыми минералами, снижает подвижность 137Cs в почве.
Поглощенный 137Cs, в отличие от 90Sr, более прочно закрепляется
минералами. Более прочно он закрепляется монтмориллонитовыми глинами,
и особенно прочно слюдами и гидрослюдами – флогопитом,
гидрофлогопитом, вермикулитом.
Гранулометрический состав почв – один из показателей
поглотительной способности. Почвы легкого гранулометрического состава
обладают меньшей поглотительной способностью, чем почвы тяжелого.
Поэтому распределение 137Cs по почвенному профилю и поступление его в
растения в значительной степени зависит от гранулометрического состава
почв (Коробова и др., 2009).
С увеличением дисперсности почвенных частиц поступление
радионуклидов
в
растения
снижается.
На
почвах
тяжелого
гранулометрического состава с высоким содержанием физической глины и
ила радионуклидов накапливается в растениях меньше, чем на почвах
легкого состава, так как увеличивается прочность их закрепления и
снижается подвижность.
Из комплекса агрохимических свойств, которые влияют на
подвижность радионуклидов и которые отражают состояние почвенного
плодородия, наибольший интерес представляют такие показатели как гумус,
рН, содержание Р2О5 и К2О.
Важнейшим показателем, определяющим уровень плодородия дерновоподзолистых почв, является содержание в них гумуса, так как органическое
вещество влияет на улучшение химических, физических и биологических
свойств почв.
Гумус – специфическое органическое вещество, определяющее
функционирование основных свойств и режимов почв в силу особенностей
химического строения, биологической доступности. В условиях
радиоактивного загрязнения почв роль органического вещества почвы
значительно усиливается. Среди его многочисленных функций на первый
план выходят такие, как способность регулировать водно-воздушные,
тепловые, физические свойства, поддерживать высокую химическую и
биологическую активность круговорота веществ в системе «почва-растение»,
служить акцептором минеральных и органических токсикантов,
радионуклидов, обеспечивая при этом получение экологически чистой
продукции, что особенно важно в условиях радиоактивного загрязнения.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для большинства радионуклидов увеличение содержания гумуса в
почве является фактором, снижающим их переход в растения (Клечковский,
1956; Водовозова, Погодин, 1981; Корнеев, 1995; Горяченкова и др., 2009).
Поведение радионуклидов связано с органическим веществом почв
специфической природы, гуминовыми кислотами и фульвокислотами.
Способность гуминовых кислот адсорбировать ионы, а также образовывать
прочные сложные комплексы с радионуклидами, оказывает влияние на
сорбцию их в почве и поступление в растения.
В ряде исследований (Киселѐв и др., 2005; Киселѐва и др., 2009)
отмечается, что 137Сs в основном концентрируется в гумусовых соединениях
почв и его миграция связана с миграцией органического вещества. В
процессе вертикальной миграции по профилю около 5-6 % радионуклида от
его содержания в гумусовом горизонте попадает в иллювиальный горизонт.
В исследованиях С.Г. Лѐвиной и др. (2009) отмечается, что важнейшим
фактором, определяющим возможность накопления радионуклидов и
регулирующим процессы миграции по почвенному профилю, является
содержание органического вещества и его состав, т.е. соотношение
гуминовых и фульвокислот. Накопление радионуклидов в гумусовом
горизонте связано с его аккумулятивными свойствами, а именно с высоким
содержанием гумуса и большой сорбционной способностью (Павлоцкая,
1974; Левина и др., 2009). При этом с увеличением глубины происходит
возрастание отношения ГК:ФК. Особый интерес вызывает почвенный
горизонт В, т.е. иллювиальный горизонт, в котором наблюдается некоторое
увеличение органического вещества по сравнению с предыдущим,
уменьшение соотношение ГК:ФК, и вместе с тем увеличение радионуклидов
(Лѐвина и др., 2009).
Органические комплексы 137Сs менее доступны растениям, чем ионная
форма, причем фульваты цезия доступнее гуматов. Кроме того, подвижные
органо-минеральные комплексы с гумусовыми веществами почвы способны
перераспределяться в почвенном профиле. Для большинства радионуклидов
увеличение содержания гумуса в почве является фактором, снижающим их
переход в растения. В целом можно сказать, что на почвах, богатых
органическим веществом, обычно в растениях накапливается меньшее
количество радионуклидов, чем на бедных почвах.
Вторым, не менее важным, фактором, определяющим подвижность
радионуклидов в почве, является кислотность почвенного раствора и
насыщенность почв основаниями.
Кислотность почвы регулирует физико-химические и биологические
процессы в почве и доведение почвенной кислотности до оптимальных
уровней (рН не ниже 5,5) ведет к закреплению радионуклидов в почвенном
поглощающем комплексе. При рН выше 5,5 подвижность радионуклидов
резко снижается, что способствует получению экологически чистой
продукции.
Влияние реакции почвенного раствора на подвижность радионуклидов
отмечается в работах ряда авторов (Прохоров, 1981; Алексахин, 1992;
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Величко и др., 1993). В кислых условиях среды повышается их подвижность
и снижается прочность закрепления в почве, что увеличивает доступность
радионуклидов. В трудах И.В. Гулякина, Е.В. Юдинцевой (1973), Р.М.
Алексахина (1992) указано, что кислотность почвенного раствора,
гранулометрический и минералогический состав почв играют немаловажную
роль в перераспределении радионуклидов как по почвенному профилю, так и
в системе «почва-растение». На кислых почвах увеличивается подвижность
радионуклидов и, соответственно, поступление их в растения, чем из почв
слабокислых, нейтральных или слабощелочных.
Немаловажную роль на поглощение радионуклидов почвами оказывает
совершенно различное поведение в процессе поглощения двух пар сходных
между собой по химическим свойствам элементов: с одной стороны,
стронция и кальция, а с другой – цезия и калия. По данным В.М.
Клечковского (1956) при сорбции почвами стронция-90 и кальция из
почвенного раствора практически не меняется соотношение между
стронцием и кальцием, т.е. эти два элемента в основном одинаково
поглощаются почвами. В процессе поглощения почвами цезия-137 и калия из
раствора, цезий сорбируется твердой фазой почвы значительно быстрее и
полнее, чем калий. Наблюдаемое различие между радиоактивными
изотопами стронция и цезия в поведении в почвах обусловлено в известной
мере тем, что цезий-137 полнее сорбируется почвами и прочнее закрепляется
в сорбированном состоянии, чем соответственно стронций-90.
Закономерность
загрязнения
почвенно-растительного
покрова
радиоцезием во многом определяются сходством в поведении этого
радионуклида и калия. Причем калий, как биогенный макроэлемент
находится в почве в больших количествах, а радиоцезий – в
ультрамикроконцентрациях, поэтому у них не возникает конкуренции за
места в почвенном поглощающем комплексе. Кроме того, в процессе
постепенного разбавления в почвенном растворе радиоцезия калием и
антагонизма этих катионов при поглощении их корневыми системами
растений в конкуренции за места их сорбции на поверхности корней, калий
ингибирует поступление 137Cs в растения. Это подтверждается
исследованиями ряда авторов (Юдинцева, Лѐвина, 1982; Моисеев, 1985;
Моисеев и др., 1988, 1994; Минеев, 1999) отмечающих, что
перераспределение 137Cs в почве и его поступление в растения сильно
зависит от количества калия в почве. С увеличением содержания подвижных
форм калия в почве увеличивается фиксация радионуклида почвенным
поглощающим комплексом, что снижает его поступление в растения
Содержание фосфора может способствовать образованию различных
химических соединений 137Сs и изменению их доступности растениям.
Вместе с тем, как отмечают многие авторы (Сдобникова, 1985; Маркина,
1996, 1999), повышенное содержание фосфора в почве за счѐт применения
фосфорных удобрений оказывает положительное влияние на агрохимические
характеристики почв, что может изменять поведение радионуклидов в почве
и в системе «почва-растение» в последующие годы.
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В природных условиях миграция радионуклидов происходит не только
в вертикальном, но и в горизонтальном направлениях (Шагалова и др., 1986;
Корнеев, Егорова, 1989; Агеец и др., 1991). Перераспределение
радионуклидов с поверхностным стоком проявляется, прежде всего, в
возвышенных
эрозионно-денудационных
и
холмистых
моренных
ландшафтах, а также в краевых, придолинных местностях других
ландшафтов. В тоже время, обширные площади волнисто-западинных
междуречий ополий и, тем более, полесий и предполесий, характеризуются
слабыми проявлениями эрозионных процессов, чаще имеющих локальный
характер, что создает неблагоприятные условия для латеральной миграции
радионуклидов. (Лиштван и др., 1996; Фридман и др., 1997).
Необходимо отметить, что даже почва одной и той же разновидности в
разных ландшафтах отличается по своим свойствам. Кроме того,
значительное разнообразие наблюдается в латеральной миграции
радионуклидов между природными компонентами.
Загрязнение территории региона исследований радиоактивными
чернобыльскими осадками носило неравномерный, неоднородный и
мозаичный характер, а выпавшие радионуклиды стали неотъемлемой
техногенной составляющей загрязнѐнных ландшафтов. Неравномерность
распределения радиоактивных веществ в почвах ландшафтов требует
дифференцированного подхода к их использованию.
Интенсивность вертикальной миграции определяется физическими и
физико-химическими свойствами почвы, а также химической природой
радионуклидов. Миграция в вертикальном направлении вглубь почвы с
течением времени снижает мощность экспозиционной дозы -излучения, а
соответственно и дозу внешнего облучения живых организмов, уменьшает
интенсивность выдувания и вымывания радионуклидов поверхностными
водами, что влияет на размеры перехода радионуклидов в
сельскохозяйственную продукцию, и дозу внутреннего облучения
(Санжарова, 1997; Батурин, 1997). Однако интенсивное передвижение
радиоактивных веществ по почвенному профилю может создать угрозу
загрязнения грунтовых вод (Прохоров, Фрид, 1970).
Подвижность и характер распределения радионуклидов в почвенном
профиле зависит не только от физико-химических свойств почв, но и от
ландшафтно-геохимической обстановки, в которую они попадают. Большое
значение при этом имеют физические и химические особенности почв, их
генетическое
строение,
гидрометеорологические
условия,
вид
растительности, прочность связи радионуклидов с почвами, формы их
нахождения в выпадениях и почвах. Для пахотных почв не менее важным
фактором является агротехника (Павлоцкая, 1974; Беккиев, 2009). При
перепашке почвы радионуклид перемещается из верхнего слоя на плужную
подошву и далее мигрирует в подпахотный и нижележащие горизонты.
В исследованиях, проведенных в доаварийный период при глобальных
выпадениях (Маркина, 1999), отмечено, что в почвах эрозионноденудационных ландшафтов и ополий содержание 137Cs в слое почвы 20-40
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
см к 1985 году было в 2,7 раза выше, чем в слое почвы 0-20см, в почвах
предополий – в 1,9, предполесий – в 1,8, полесий – в 2,4, моренных
ландшафтов – в 1,9 и речных долин – в 4 раза.
В начальный этап чернобыльских выпадений в дальней зоне 30-40 %
137
Cs от его общего количества находилось в легко доступной форме, причѐм
водорастворимая форма составляла до 10,6 % (Бобовникова и др., 1991).
Учитывая характер чернобыльских выпадений и многообразие
представленных ландшафтов, особый интерес представляет изучение
миграционных особенностей 137Cs по почвенному профилю (рисунок 2-30).
Эрозионно-денудационные
агроландшафты
(Вельяминовский,
Комаричский) находятся в пределах Приокского геоморфологического
района, представленного западными склонами Среднерусской возвышенности. Господство склоновых форм рельефа обусловило развитие
автоморфных процессов почвообразования с формированием серых лесных
почв.
Одним из основных факторов загрязнения, характеризующим
подвижность радионуклидов в почве, являются физико-химические свойства
почв. Как отмечалось ранее почва одной и той же разновидности в разных
ландшафтах отличается по своим свойствам. В пространственном
расположении представленные ландшафты удалены друг от друга, и свойства
почв значительно различаются. Почва Вельяминовского ландшафта богата
органическим веществом (мощность гумусового горизонта 36 см и 9 см
мощность оподзоленного гумусового горизонта), в Комаричском ландшафте
мощность гумусового горизонта 25 см, т.е. почва значительно беднее
гумусом. Верхние горизонты серых лесных почв обеднены илистой
фракцией, что связано как с оподзоливанием, так и с проявлением лессиважа,
а также с развитием процесса оглинения в иллювиальном горизонте
(Кауричев и др., 1989). Минералогический состав илистой фракции
представлен аморфными соединениями кремнезѐма, полуторных окислов и
глинистыми минералами – гидрослюдами, вермикулитом, монтмориллонитом, хлоритом (Кауричев и др., 1989).
Различие в свойствах почв и гидрометеорологических условиях на
территории области, наличие промывного водного режима влияет на
перераспределение 137Cs в серых лесных почвах эрозионно-денудационных
ландшафтов.
В изучаемых агроландшафтах после аварии на ЧАЭС, независимо от их
местоположения, при выражении результатов содержания радионуклидов в
единицах удельной активности максимальный уровень загрязнения
приходится на гумусовые горизонты. В Вельяминовском агроландшафте
(рисунок 16) удельная активность радионуклида составляет в гор. Апах - 244,2
Бк/кг, А1 – 140,6 Бк/кг, в оподзоленном гумусовом горизонте А1А2 - 70,3
Бк/кг, А2В - 62,9 Бк/кг, В - 59,2 Бк/кг, С - 32,9 Бк/кг; в Комаричском
агроландшафте (рисунок 17) – в Апах - 77,7 Бк/кг, А2В - 51,8 Бк/кг, В1 - 44,4
Бк/кг, В2 - 29,2 Бк/кг, С - 24,4 Бк/кг.
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При выражении результатов содержания 137Cs на объѐм почвы
использовали удельную активность радионуклида в горизонте, мощность
горизонта и плотность сложения почвы. Максимум 137Cs в относительных
единицах также приходится на гумусовые горизонты. Однако наблюдается
увеличение 137Cs в иллювиальных горизонтах вследствие различий в
мощности горизонтов и величинах объѐмной массы и, соответственно, в
массе горизонта. Суммарное количество 137Cs в гумусовых горизонтах от его
запаса в профиле почвы Вельяминовского ландшафта составляет 63,45 %,
Комаричского – 24,64 %.
Различия в свойствах серых лесных почв в эрозионно-денудационных
ландшафтах оказали существенное влияние на перераспределение 137Cs по
профилю, хотя общие закономерности в перераспределении по горизонтам
прослеживаются. Миграция радионуклида по профилю серых лесных почв в
эрозионно-денудационных ландшафтах прослеживается до материнской
породы. Наблюдается второй пик запаса радионуклида в иллювиальном
горизонте.
В Вельяминовском ландшафте он выражен слабее, в Комаричском
более наглядно, что связано со степенью развития протекающих
почвообразующих
процессов
(подзолообразование,
лессивирование
гумусообразование),
с
влиянием
антропогенного
фактора
и
гидрометеорологических условий.
Степень развития элювиально-аккумулятивных процессов можно
охарактеризовать значениями коэффициентов вертикальной миграции (отношение
удельной активности радионуклида в почве нижележащего слоя к активности
вышележащего слоя - КВМ). Однако при относительно равномерном содержании
радионуклида в горизонтах почвенного профиля значения КВМ не отражают
степень развития вертикальной миграции. В данном случае можно судить о
влиянии антропогенного фактора (перемешивание почвы при обработке) или о
равномерности перераспределения его в иллювиальном горизонте почвы в
доаварийный период.
Доля 137Cs от запаса в профиле
Апах (0-26)
А1 (26-36)
А1А2 (36-45)
А2В (45-62)
В (62-84)
С (84-130)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0
0,6
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
Доля
0,05
137
Cs от запаса в профиле
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Апах (0-25)
А2В (25-52)
В1 (52-85)
В2 (85-140)
С (140-160)
Рисунок 16 - Вельяминовский ландшафт Рисунок 17 - Комаричский ландшафт
В Вельяминовском ландшафте между гумусовыми горизонтами и
оподзоленным гумусовым горизонтом процесс миграции развит слабее (КВМ
– 0,58; 0,50), в Комаричском он развит сильнее между гумусовым и
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
оподзоленным иллювиальным горизонтом (КВМ – 0,67). Закономерности
перераспределения радионуклида между слоями иллювиального горизонта и
материнской породой одинаковые.
Следует предположить, что на развитие миграционных процессов в
нижележащих горизонтах могут оказывать влияние грунтовые воды и
уровень их залегания.
Опольские агроландшафты расположены в Придеснинском и Среднерусском геоморфологических округах Брянской области. Брянское,
Почепское, Стародубское и Трубчевское ополья находятся в пределах
Правобережно-Деснинского геоморфологического района, для которого
характерно господство склоновых форм рельефа, развитие плоскостной или
линейной эрозии и формирование серых лесных почв. Севское ополье
находится в пределах Среднерусского геоморфологического округа, в
Приокском геоморфологическом районе, представленного западными
склонами Среднерусской возвышенности. Особенности геоморфологического строения района обусловили развитие автоморфных процессов
почвообразования с образованием серых лесных почв. По физикогеографическому районированию Брянской области агроландшафты
территориально находятся достаточно далеко друг от друга.
В Брянском, Почепском, Севском, и Трубчевском опольях
распространены серые лесные легкосуглинистые почвы на лѐссовидном
суглинке.
В
Стародубском
ополье
почва
тѐмно-серая
лесная
среднесуглинистая сильносмытая на лѐссовидном суглинке. Почвы
различаются по структуре горизонтов, по их мощности и по физикохимическим свойствам.
Сходность почвенного покрова эрозионно-денудационных и опольских
ландшафтов по генетическим свойствам обуславливает одинаковые
закономерности распределения радионуклида по почвенному профилю до
почвообразующей породы.
В опольских агроландшафтах (рисунок 18-22) в серой лесной
легкосуглинистой почве на лѐссовидном суглинке максимальная удельная
активность радионуклида сосредоточена в гумусовом горизонте всех
представленных агроландшафтов: Брянское ополье – 111,0 Бк/кг (Апах) и 81,4
Бк/кг (А1А2); Почепское ополье – 99,9 Бк/кг (Апах) и 70,4 Бк/кг (А1А2);
Севское ополье – 74,0 Бк/кг (Апах) и 48,1 Бк/кг (А1А2); Стародубское ополье –
133,2 Бк/кг (Апах); Трубчевское ополье – 188,7 Бк/кг (Апах) и 59,2 Бк/кг (А1А2).
Вариабельность величин в пахотном горизонте от 74 Бк/кг в серой лесной
почве Севского ополья до 188,7 Бк/кг в почве Трубчевского ополья. В
оподзоленном гумусовом горизонте – от 48,1 Бк/кг в Севском до 81,4 Бк/кг в
Брянском. Количественные различия в уровне загрязнения пахотных
горизонтов связаны с неравномерностью выпадений по территории региона
исследований, топографическими условиями, антропогенным воздействием и
характерным для этих ландшафтов развитием эрозионных процессов.
Абсолютная удельная активность радионуклида по горизонтам
профиля уменьшается. В иллювиальном горизонте в почве Брянского ополья
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
содержание радионуклида составляет в В1 - 61,1 Бк/кг, В2 - 62,9 Бк/кг,- и в
гор. ВС - 30,1 Бк/кг. В Почепском ополье в серой лесной почве в гор. А2В
содержится 77,2 Бк/кг, В1 - 82,5 Бк/кг, B2 - 71,4 Бк/кг, В3 - 64,0 Бк/кг, ВС 63,1 Бк/кг. В почве Севского ополья в гор. А2В содержится 44,4 Бк/кг, В1 55,5 Бк/кг, B2 - 55,5 Бк/кг, С - 40,7 Бк/кг. В серой лесной почве ополья
наблюдается относительно равномерное перераспределение радионуклида в
иллювиальном горизонте и его уменьшение в материнской породе, что
связано с генетическими особенностями этих почв.
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,05
0,1
0,15
0,2
Доля
0,25
0
Апах (0-23)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
А1А2 (23-31)
А2В (31-53)
В1 (53-73)
В2 (73-105)
В3 (105-130)
ВС (130-155)
Рисунок 18 – Брянское ополье
0,05
137
Cs от запаса в профиле
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Апах (0-26)
А1А2 (26-40)
В1 (40-85)
В2 (85-105)
ВС (105-145)
Рисунок 19 – Почепское ополье
Доля 137Cs от запаса в профиле
Горизонты, глубина (см)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Апах (0-25)
А1А2 (25-33)
А2В (33-54)
В1 (54-87)
В2 (87-125)
С (125-170)
Рисунок 20 – Севское ополье
Максимум содержания радионуклида, рассчитанный на объѐм почвы, в
относительных единицах также приходится на гумусовые горизонты. Доля
137
Cs в гумусовом горизонте (для пашни – это пахотный горизонт Апах и
оподзоленный гумусовый А1А2) от запаса в почвенном профиле составляет в
Брянском ополье – 39,33 %, Почепском - 21,44 %, Севском – 21,41 %,
Стародубском – 33,42 %, Трубчевском – 41,45 %.
Доля радионуклида в оподзоленных горизонтах низкая во всех
ландшафтах, что связано с развитием подзолистого процесса, лессивирования, которые способствуют увеличению подвижности 137Cs в почвенном
профиле. Однако различия в мощности иллювиальных горизонтов и их
объѐмной массе, а также наличие подвижных металлоорганических веществ,
оказывают существенное влияние на относительные значения величин запаса
радионуклида.
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Следует предположить, что на перераспределение радионуклида в
иллювиальном горизонте могут оказывать влияние грунтовые воды и
глубина их залегания.
Сходность почв по генетическим свойствам обуславливает одинаковые
закономерности распределения 137Cs по почвенному профилю до
материнской породы. В серых лесных легкосуглинистых почвах опольских
ландшафтов наблюдается второй пик содержания радионуклида в
иллювиальных
горизонтах,
аналогичный
эрозионно-денудационным
ландшафтам. Распределение радионуклида в нижележащих горизонтах
относительно равномерное независимо от пространственного расположения
ландшафтов, кроме Стародубского и Трубчевского ополий.
В Стародубском ополье тѐмно-серая лесная среднесуглинистая
сильносмытая почва содержит в гор. В - 55,5 Бк/кг, ВС - 51,8 Бк/кг, ВСк - 49,3
Бк/кг. Почва богата кальцием, на что указывает наличие переходного
карбонатного горизонта. При переходе от почв с низким содержанием
кальция и калия к почвам с более высоким содержанием этих элементов
подвижность 137Cs увеличивается (Тюрюканова, 1974). Увеличение
радионуклида в относительных единицах наблюдается в гор. ВСк ,что
связано с мощностью горизонта.
Горизонты, глубина (см)
0
0,1
137
Доля
Cs от запаса в профиле
0,2
0,3
0,4
0,5
Апах (0-26)
В (26-36)
ВС (36-70)
ВСк (70-160)
Рисунок 21 – Стародубское ополье
0
0,6
Горизонты, глубина (см)
Доля
0,05
0,1
137
Cs от запаса в профиле
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Апах (0-34)
А1А2 (34-44)
В1 (44-69)
В2 (69-92)
ВС (92-155)
Рисунок 22 – Трубчевское ополье
В Трубчевском ополье серая лесная почва в гор. В1 содержит 85,1 Бк/кг
Cs, в В2 - 74,0 Бк/кг, ВС - 68,4 Бк/кг. Почва богата органическим
веществом (мощность Апах 34 см, А1А2 – 10 см), но образование подвижных
форм полуторных оксидов железа, вследствие развитие подзолистого
процесса, наличие которых прослеживается в иллювиальных горизонтах,
обусловило относительно равномерное перераспределение радионуклида в
иллювиальном горизонте. В относительных единицах наблюдается
увеличение радионуклида в переходном горизонте (ВС), что связано с его
мощностью.
В Брянском, Почепском и Севском опольях степень развития
элювиально-аккумулятивных процессов между гумусовым горизонтом и
оподзоленным гумусовым горизонтом практически одинаковая, что
подтверждается значениями коэффициентов вертикальной миграции 0,650,74. Более низкие значения КВМ отмечены в почвах Трубчевского (0,31) и
Стародубского (0,42) ополий.
137
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Предопольские агроландшафты расположены в Ипутском геоморфологическом округе, в рельефе которого господствуют аккумулятивные
флювиогляциально-аллювиальные равнины. Неглубокое подстилание слабоводопроницаемыми моренными отложениями создают условия повышенной
гидроморфности почв. В предопольских ландшафтах распространены
подзолистые и дерново-подзолистые почвы, сформированные на глинистых
почвообразующих породах. Наличие подзолообразовательного процесса
способствует разрушению в верхней части профиля почвы первичных и
вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие
горизонты и грунтовые воды. Передвижение ила без разрушения по
трещинам и крупным порам наблюдается также при формировании профиля
подзолистых почв. В подзолистых почвах 137Cs в большей степени
поглощается песчаной фракцией (Павлоцкая, 1974), и естественно
предположить, что при разрушении первичных минералов он способен
мигрировать в нижележащие горизонты. Поглощение радионуклида
глинистыми фракциями при их передвижении по порам в процессе
лессивирования также будет способствовать его миграции в нижние
горизонты.
Основными разновидностями почв являются в Пеклинском предополье
дерново-слабоподзолистая легкосуглинистая среднесмытая почва на водноледниковых супесях, подстилаемых моренным суглинком; в Лобановском дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая почва на покровных
суглинках; в Мглинском - дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая
слабоглееватая почва на моренном суглинке; в Рогнединском - светло-серая
лесная глубокооподзоленная легкосуглинистая почва на лѐссовидном
суглинке; в Задубеньевском - дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая
почва на покровном суглинке.
В предопольских агроландшафтах (рисунок 23-27) максимальные
абсолютные величины удельной активности 137Cs приходятся на пахотный
горизонт дерново-подзолистых легкосуглинистых почв: Пеклинское
предополье - 59,2 Бк/кг; Лобановское - 543,9 Бк/кг; Мглинское – 81,4 Бк/кг;
Рогнединское – 170,2 Бк/кг; Задубеньевское – 92,5 Бк/кг, что связано с
неравномерностью выпадений по территории. В нижележащих горизонтах
распределение радионуклида следующее: Пеклинское предополье - в гор.
А2В содержится 37,0 Бк/кг, В - 30,7 Бк/кг, ВС - 29,6 Бк/кг; Лобановское
предополье - А2 - 44,4 Бк/кг, В1 - 40,7 Бк/кг, B2 - 68,5 Бк/кг, ВС - 62,9 Бк/кг;
Мглинское предполье - А2 - 59,2 Бк/кг, В1g - 55,5 Бк/кг, В2g - 33,3 Бк/кг, ВСg 30,7 Бк/кг; Рогнединское предополье - А2В - 72,2 Бк/кг, В - 99,9 Бк/кг, ВС 103,6 Бк/кг, С - 85,1 Бк/кг; Задубеньевское предополье - А2 - 59,2 Бк/кг, В1 62,9 Бк/кг, В2 - 48,1 Бк/кг, ВС - 35,8 Бк/кг. Абсолютная удельная активность
радионуклида уменьшается от гумусового к иллювиальному горизонтам.
Максимум содержания радионуклида от запаса в почвенном профиле в
относительных единицах также содержится в пахотном горизонте, кроме
Мглинского (20,31): Пеклинское – 38,40 %, Лобановское – 55,86 %,
Рогнединское – 29,86 %, Задубеньевское – 31,92 %.
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Доля 137Cs от запаса в профиле
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,1
0,2
0,3
0,4
0
0,5
Апах (0-34)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
А2В (34-45)
В (45-85)
ВС (85-120)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Апах (0-22)
А2 (22-31)
В1 (31-57)
В2 (57-110)
ВС (110-150)
Рисунок 23 – Пеклинское предополье Рисунок 24 – Лобановское предополье
Доля радионуклида в оподзоленных горизонтах низкая во всех
агроландшафтах, что связано с развитием элювиального процесса,
различиями в степени гидроморфности почв и их генезисе. Минимальное
количество 137Cs сосредоточено в подзолистых (А2 2,02-13,60 %) и
оподзоленных иллювиальных (А2В 8,74-10,90 %) горизонтах от общего
запаса в профиле. Наблюдается увеличение радионуклида в иллювиальном и
переходном горизонтах во всех ландшафтах. В полугидроморфной почве
Мглинского
предополья
наблюдается
относительно
равномерное
137
перераспределение Cs по почвенному профилю.
Доля 137Cs от запаса в профиле
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0
0,3
А пах (0-20)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
А2 (20-37)
В1g (37-67)
B2g (67-100)
BCg (100-150)
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Апах (0-34)
А2В (34-60)
В (60-100)
ВС (100-140)
С (140-150)
Рисунок 25 – Мглинское предополье Рисунок 26 – Рогнединское предополье
Доля 137Cs от запаса в профиле
Горизонты, глубина (см)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Апах (0-36)
А2 (36-48)
В1 (48-68)
В2 (68-102)
ВС (102-165)
Рисунок 27 – Задубеньевское предополье
Степень развития элювиально-аккумулятивных процессов между
гумусовым и оподзоленным горизонтами самая низкая (КВМ=0,08) в
Лобановском
агроландшафте,
расположенном
в
зоне
высокого
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радиоактивного
загрязнения,
самая
высокая
(КВМ=0,72)
в
полугидроморфной почве Мглинского предополья.
Моренные агроландшафты расположены в Приболвинском геоморфологическом округе. Основным типом рельефа являются аккумулятивные
слаборасчленѐнные плоские и пологоволнистые флювиогляциальные и
моренные равнины. Неглубокое залегание коренных пород обеспечивает их
участие в развитии и дифференциации почвенного покрова.
В Кочевском моренном агроландшафте с дерново-слабоподзолистой
глееватой легкосуглинистой почвой на покровном суглинке максимальная
удельная активность 137Cs обнаружена в пахотном горизонте (88,8 Бк/кг). В
гор. А2Вg содержится 55,5 Бк/кг, Вg - 52,1 Бк/кг, ВСg - 47,7 Бк/кг. Абсолютная
удельная активность радионуклида вниз по профилю уменьшается. Доля
радионуклида в пахотном горизонте составляет 24,95 % от его запаса в
почвенном профиле (рисунок 28).
Доля 137Cs от запаса в профиле
Горизонты, глубина (см)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Апах (0-28)
А2Вg (28-38)
Bg (38-95)
BCg (95-150)
Рисунок 14 – Кочевский моренный ландшафт
При выражении в относительных единицах вследствие различий в
мощности горизонтов и величин объѐмной массы максимум распределения
наблюдается в оглеенных горизонтах Вg и ВСg, что связано с развитием
глеевого процесса и их обводнѐнностью. Наименьшее количество
радионуклида в относительных единицах от его запаса в профиле
сосредоточено в оподзоленном иллювиальном горизонте (6,27 %). Степень
развития
элювиально-аккумулятивных
процессов
подтверждается
значениями коэффициентов вертикальной миграции (А2Вg/Апах=0,63;
Вg/А2Вg=0,94). В моренном агроландшафте основным фактором, влияющим
на подвижность цезия в профиле, является переувлажнѐнность почв.
Пальцовское полесье с дерново-слабоподзолистой слабоглееватой
песчаной почвой на водно-ледниковых песках с фосфоритами расположено в
Приболвинском геоморфологическом округе. В
морфологическом
отношении округ представляет собой аккумулятивные, слаборасчленѐнные
плоские и пологоволнистые флювиогляциальные и моренные равнины.
Клетнянское полесье с дерново-среднеподзолистой супесчаной почвой
на водно-ледниковой супеси, подстилаемой моренным суглинком и Унечское
полесье с дерново-среднеподзолистой глееватой супесчаной почвой на
водно-ледниковом песке, близко подстилаемым моренным суглинком
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
находятся в Ипутском геоморфологическом округе, в рельефе которого
господствуют аккумулятивные флювиогляциально-аллювиальные равнины.
Неглубокое подстилание слабо-водопроницаемыми моренными отложениями
создают условия повышенной гидроморфности почв. По физикогеографическому районированию Брянской области агроландшафты
территориально находятся достаточно далеко друг от друга.
В полесских агроландшафтах (рисунок 29-31) в дерново-подзолистых
почвах максимальная удельная активность 137Cs сосредоточена в пахотном
горизонте: Пальцовское полесье – 51,8 Бк/кг; Клетнянское - 70,3 Бк/кг;
Унечское - 37 Бк/кг. В нижележащих горизонтах распределение
радионуклида следующее: Пальцовское полесье - А2В - 11,1 Бк/кг, В1 - 3,7
Бк/кг, В2gС - 2,2 Бк/кг; Клетнянское полесье - А2 - 44,4 Бк/кг, В1 - 33,3 Бк/кг
В2 - 14,8 Бк/кг, ВС - 8,1 Бк/кг; Унечское полесье - А2g - 25,9 Бк/кг, В1g - 25,9
Бк/кг, В2g - 29,6 Бк/кг, ВСg - 33,0 Бк/кг. Удельная активность радионуклида
вниз по профилю уменьшается.
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0
Апах (0-30)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
Доля
А2В (30-55)
В1 (55-120)
В2gС (120-155)
Рисунок 29 – Пальцовское полесье
137
Cs от запаса в профиле
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Апах (0-30)
А2 (30-40)
В1 (40-62)
В2 (62-95)
ВС (95-137)
Рисунок 30 – Клетнянское полесье
Доля 137Cs от запаса в профиле
Горизонты, глубина (см)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Апах (0-30)
А2g (30-44)
B1g (44-84)
B2g (84-140)
BCg (140-150)
Рисунок 31 – Унечское полесье
Содержание радионуклида от его запаса в почвенном профиле в
относительных единицах составляет в Унечском полесье - 21,31 %;
Клетнянском – 46,92 %; Пальцовском - 69,19 %. Доля радионуклида в
подзолистом горизонте незначительна и колеблется от 7,54% в почве
Унечского полесья до 13,90 % - в почве Пальцовского. Распределение
радионуклида в иллювиальном горизонте почв полесья неодинаковое. В
автоморфной среднеподзолистой супесчаной почве Клетнянского полесья
наблюдается увеличение количества радионуклида в иллювиальном
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
горизонте в относительных единицах по сравнению со слабоподзолистой
слабо-глееватой почвой Пальцовского полесья, что связано со степенью
развития подзолистого процесса и наличия геохимического барьера –
моренного суглинка.
Усиление развития глеевого процесса и добавление его к уже
действующим факторам в среднеподзолистой глееватой почве Унечского
полесья увеличивает миграционную способность 137Cs. Наблюдается второй
пик аккумуляции радионуклида в гор. В1g и В2g в относительных единицах.
Обводнѐнность почв оказывает значительное влияние на подвижность
радионуклида в профиле почв. Проведенные нами исследования
подтверждаются исследованиями И.В Молчановой и Е.Н. Караваевой (2001),
в которых отмечается, что увеличение миграционной способности цезия
происходит под действием водорастворимого органического вещества
почвы, а также его подвижность увеличивается в переувлажнѐнных почвах
В предопольских и моренных ландшафтах определяющим фактором
распределения 137Cs по профилю является различия в физико-химических
свойствах, степени развития элювиального процесса, степени выраженности
гидроморфности почв. В полесских ландшафтах определяющим фактором
является степень развития элювиального и глеевого процессов, водный
режим почв, наличие геохимических барьеров на пути миграции
радионуклидов.
Вышеназванные агроландшафты оказались менее загрязненными
чернобыльскими радионуклидами и поведение 137Cs в настоящее время
определено закономерностями глобального периода, так как со временем они
ведут себя как типоморфные элементы. Исследованиями Павлоцкой Ф.И.
(1974), Э.Б. Тюрюкановой (1974) подтверждается вынос радионуклидов за
пределы
гумусового
горизонта.
Несколько
иначе
происходит
перераспределение радионуклидов в предполесских агроландшафтах,
особенно с высоким уровнем радиоактивного загрязнения.
Предполесья: Перелазовское с дерново-среднеподзолистой супесчаной
почвой на слоистых водно-ледниковых отложениях, подстилаемых с
глубины 95 см суглинистой мореной; Гордеевское с дерновосреднеподзолистой легкосуглинистой слабоглееватой почвой на водноледниковых слоистых отложениях, подстилаемых с глубины 82 см
суглинистой мореной; Злынко-Климовское с дерново-слабоподзолистой
легкосуглинистой почвой на водно-ледниковых суглинках, подстилаемых с
глубины 1 м суглинистой мореной; Клинцовское (Новозыбковский район) с
дерново-слабоподзолистой супесчаной почвой на водно-ледниковых песках;
Клинцовское (Клинцовский район) с дерново-слабоподзолистой супесчаной
почвой и Воронокское с дерново-сильноподзолистой супесчаной почвой на
слоистых водно-ледниковых отложениях находятся в Ипутском
геоморфологическом
округе.
В
рельефе
округа
господствуют
аккумулятивные флювиогляциально-аллювиальные равнины. Неглубокое
подстилание слабо-водопроницаемыми моренными отложениями создают
условия повышенной гидроморфности почв.
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Краснорогское
предполесье
с
дерново-среднеподзолистой
легкосуглинистой почвой на водно-ледниковых песках, подстилаемых
элювием глинистой опоки, Романовское с дерново-среднеподзолистой
легкосуглинистой почвой на покровном суглинке, подстилаемом водноледниковыми супесями расположены в Придеснинском геоморфологическом
округе
Правобережно-Деснинском
геоморфологическом
районе.
Господствующие типы рельефа – относительно возвышенные, слабо- или
среднерасчленѐнные пологоволнистые равнины.
Клюковниковское предполесье с дерново-слабоподзолистой пылеватолегкосуглинистой почвой на слоистых водно-ледниковых отложениях
находится в пределах Среднерусского геоморфологического округа в
Приокском геоморфологическом районе, представленного западными
склонами Среднерусской возвышенности. Особенности геоморфологического строения района обусловили развитие автоморфных процессов
почвообразования
Дятьковское предполесье с дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почвой на водно-ледниковых супесях, подстилаемых элювием
глинистой опоки расположено в Приболвинском геоморфологическом
округе.
Основным
типом
рельефа
являются
аккумулятивные
слаборасчленѐнные плоские и пологоволнистые флювиогляциальные и
моренные равнины. Неглубокое залегание коренных пород обеспечивает их
участие в развитии и дифференциации почвенного покрова.
Суземское предполесье с дерново-сильноподзолистой супесчаной
почвой на водно-ледниковых супесях находится в Придеснинском геоморфологическом округе в Левобережно-Деснинском геоморфологическом районе.
В морфологическом отношении – это район с плоскими террасовыми
равнинами, сложенными песчаным и супесчаным древним аллювием. По
физико-географическому районированию Брянской области предполесские
агроландшафты территориально находятся достаточно далеко друг от друга.
В предполесских агроландшафтах (рисунок 32-42) с высоким уровнем
радиоактивного загрязнения в дерново-подзолистых почвах лѐгкого
гранулометрического состава и разной степени развития элювиального
процесса на суглинистых подстилающих породах максимальная удельная
активность 137Cs приходится на пахотный горизонт: Перелазовское
предполесье - 636,6 Бк/кг; Гордеевское - 1328 Бк/кг; Злынко-Климовское 647,5 Бк/кг; Клинцовское (Новозыбковский район) - 1010,0 Бк/кг;
Воронокское - 236,8 Бк/кг; Клюковниковское – 206,6 Бк/кг. В нижележащих
горизонтах содержание радионуклида распределилось следующим образом:
Перелазовское предполесье - А2 - 40,7 Бк/кг, В1 - 51,8 Бк/кг, В2 - 48,1 Бк/кг, С
- 33,3 Бк/кг; Гордеевское предполесье - А2В - 14,8 Бк/кг, В1 - 29,6 Бк/кг, B2g 48,1 Бк/кг, ВСg - 38,8 Бк/кг; Воронокское предполесье - А2 - 48,1 Бк/кг, В1 29,6 Бк/кг, В2 - 11,1 Бк/кг, В3 - 7,4 Бк/кг, ВС - 4,7 Бк/кг; Злынко-Климовское
предполесье - А2В - 25,9 Бк/кг, В - 18,2 Бк/кг, ВС - 22,2 Бк/кг, С - 19,6 Бк/кг;
Клинцовское предполесье (Новозыбковский район) - А1А2 - 25,9 Бк/кг, А2В 87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11,1 Бк/кг, В - 11,1 Бк/кг, С - 3,7 Бк/кг; Клюковниковское предполесье - А2В 44,4 Бк/кг, В1 - 37,0 Бк/кг, В2 - 7,4 Бк/кг, ВС - 8,5 Бк/кг, С - 4,7 Бк/кг.
Абсолютная удельная активность радионуклида по горизонтам
профиля почв сильно загрязнѐнных ландшафтов резко уменьшается.
Количественные различия в уровне загрязнения пахотных горизонтов
связаны с неравномерностью и пятнистостью выпадений по территории
региона
исследований,
топографическими,
гидрологическими
и
метеорологическими условиями.
Доля
0,2
Cs от запаса в профиле
0,4
0,6
0,8
Доля
1
0
Апах (0-32)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
137
А2 (32-46)
В1 (46-75)
В2 (75-100)
С (100-120)
Рисунок 32 – Перелазовское
предполесье
0,2
137
Cs от запаса в профиле
0,4
0,6
0,8
1
Апах (0-35)
А2В (35-43)
В1 (43-52)
В2g (52-82)
BCg (82-135)
Рисунок 33 – Гордеевское
предполесье
Максимум содержания радионуклидов, рассчитанный на объѐм почвы,
в относительных единицах также приходится на пахотные горизонты. Доля
137
Cs в Апах от запаса в почвенном профиле в относительных единицах
составляет в Перелазовском предполесье – 81,06 %; Гордеевском – 90,46 %;
Злынко-Климовском – 87,49 %; Клинцовском (Новозыбковский район) – 93,0
%; Воронокском – 72,85 %; Клюковниковском – 68,47 %.
Миграция радионуклида в подзолистый горизонт этих ландшафтов
незначительная. Количество 137Cs в относительных единицах колеблется от
0,26 % (Гордеевское) до 2,67 % (Клинцовское, Новозыбковский район).
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,2
0,4
0,6
0,8
Апах (0-30)
А2В (30-46)
В (46-88)
ВС (88-120)
С (120-150)
Рисунок 34 – Злынко-Климовское
предполесье
1
0
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
Доля 137Cs от запаса в профиле
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Апах (0-28)
А2 (28-52)
В1 (52-62)
В2 (62-80)
В3 (80-120)
ВС (120-160)
Рисунок 35 - Воронокское
предполесье
Степень развития элювиально-аккумулятивных процессов между
гумусовым горизонтом и оподзоленным горизонтом практически одинаковая
и очень незначительная, что подтверждается значениями коэффициентов
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вертикальной миграции 0,01-0,06. Несколько выше эти показатели в
Воронокском (0,20) и Клюковниковском (0,22) предполесьях. Наблюдается
незначительное передвижение радионуклида в иллювиальные горизонты.
Доля
0,2
Cs от запаса в профиле
0,4
0,6
Доля
0,8
1
0
Апах (0-26)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
137
А1А2 (26-54)
А2В (54-85)
В (85-140)
С (140-155)
0,1
0,2
137
Cs от запаса в профиле
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Апах (0-33)
А2В (33-54)
В1 (54-85)
В2 (85-117)
ВС (117-150)
С (150-165)
Рисунок 36 – Клинцовское предполесье Рисунок 37 - Клюковниковское
Новозыбковский район
предполесье
Максимальная удельная активность137Cs в почвах, подстилаемых
элювиальными отложениями, с различным уровнем радиоактивного
загрязнения приходится на пахотный горизонт (Дятьковское - 166,5 Бк/кг и
Краснорогское - 62,9 Бк/кг). В нижележащих горизонтах удельная активность
радионуклида значительно уменьшается (Дятьковское предполесье - А2 - 11,1
Бк/кг, В - 37,0 Бк/кг ВС - 12,2 Бк/кг; Краснорогское предполесье - А2 - 22,2
Бк/кг, В1 - 33,3 Бк/кг, В2 - 33,3 Бк/кг, ВС - 24,0 Бк/кг, С - 25,9 Бк/кг).
Горизонты, глубина (см)
0
0,2
Доля
137
Cs от запаса в профиле
0,4
0,6
Апах (0-34)
А2 (34-45)
В (45-57)
ВС (57-120)
Рисунок 38 – Дятьковское
предполесье
0,8
0
1
Горизонты, глубина (см)
Доля
0,05
137
Cs от запаса в профиле
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Апах (0-23)
А2 (23-32)
В1 (32-54)
В2 (54-82)
ВС (82-117)
С (117-127)
Рисунок 39 – Краснорогское
предполесье
Перераспределение в почвенном профиле связано с особенностями
почвообразующих пород и физико-химическими свойствами почв.
Максимум содержания радионуклидов, рассчитанный на объѐм почвы, в
относительных единицах также приходится на пахотные горизонты. Доля
137
Cs в Апах от запаса в почвенном профиле составляет в Дятьковском
предполесье – 77,51 %; Краснорогском – 28,30 %.
Миграция радионуклида из пахотного в подзолистый горизонт очень
незначительная в легкосуглинистой почве на водно-ледниковых супесях
(Дятьковское, КВМ=0,07), и несколько выше в легкосуглинистой почве на
водно-ледниковых
песках
(Краснорогское,
КВМ=0,35).
Влияние
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвообразующей породы на свойства почв определяет перераспределение
137
Cs в иллювиальном горизонте этих ландшафтов
В предполесских ландшафтах с дерново-подзолистыми почвами,
подстилаемыми песчаными водно-ледниковыми отложениями (Клинцовское
предполесье Клинцовский район – 103,6 Бк/кг, Суземское - 59,2 Бк/кг,
Романовское - 151,7 Бк/кг) закономерности перераспределения радионуклида
в почвенном профиле такие же, как и для других менее загрязнѐнных
типологических групп. Максимальная удельная активность радионуклида
отмечается в пахотном горизонте, наблюдается уменьшение удельной
активности в нижележащих горизонтах. Клинцовское предполесье
(Клинцовский район) - А2В - 35,5 Бк/кг, В - 29,6 Бк/кг, С - 17,0 Бк/кг;
Суземское предполесье - А2 - 25,9 Бк/кг, В1 - 19,9 Бк/кг, В2С - 15,7 Бк/кг;
Романовское предполесье - А2 - 118,4 Бк/кг, В1 - 40,7 Бк/кг, В2 - 28,6 Бк/кг,
ВС - 29,6 Бк/кг. Максимум запаса 137Cs приходится на пахотный горизонт и
относительно равномерное его перераспределение в нижележащих.
Доля
0,05
0,1
137
Cs от запаса в профиле
0,15
0,2
0,25
0,3
Доля
0,35
0,4
0
Апах (0+22)
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
А2 (22-46)
В1 (46-89)
В2С (89-120)
0,1
137
Cs от запаса в профиле
0,2
0,3
0,4
0,5
Апах (0-36)
А2В (36-66)
В (66-112)
С (112-170)
Рисунок 40 – Суземское предполесье Рисунок 41 - Клинцовское предполесье
(Клинцовский район)
Доля 137Cs от запаса в профиле
Горизонты, глубина (см)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Апах (0-30)
А2 (30-44)
В1 (44-84)
В2 (84-140)
ВС (140-150)
Рисунок 42 – Романовское предполесье
Максимум содержания радионуклида, рассчитанный на объѐм почвы, в
относительных единицах также приходится на пахотные горизонты. Доля
137
Cs в Апах от запаса в почвенном профиле составляет в Суземском
предполесье – 36,15 %; Клинцовском (Клинцовский район) – 46,95 %, в
Романовском – 42,81 %. Миграция радионуклида из пахотного горизонта в
подзолистый невысокая в дерново-слабо-, и сильноподзолистой супесчаной
почвах (КВМ=0,34 и 0,44), и значительно выше в легкосуглинистой почве на
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
покровном суглинке (КВМ=0,78). Следовательно, на перераспределение
радионуклида существенное влияние оказывают свойства почвообразующих
и подстилающих пород, особенно в иллювиальном горизонте этих
агроландшафтов.
Ландшафты речных долин (рисунок 43 и 44) представлены двумя
ландшафтами: - Ветьминско-Деснинским и Цата-Сновским. Они
расположены в высокой пойме р. Десны и р. Снов. Растительность
представлена злаковым разнотравьем с преобладанием пырея ползучего в
пойме р. Десна и разнотравно-осоково-злаковым с покровом из зеленых мхов
в пойме р. Снов. Основной причиной, определяющей границу вертикальной
миграции радионуклидов в пойменных почвах, является уровень грунтовых
вод.
В Ветьминско-Деснинским ландшафте почва аллювиальная дерновая
слоисто-зернистая глееватая легкосуглинистая на аллювиальных отложениях.
Распределение 137Cs по горизонтам профиля следующее: А1 – 70,4 Бк/кг или
18,84 % от запаса; А1С - 42,3 Бк/кг или 33,10 % от запаса; [А1] – 44,4 Бк/кг
или 9,92 % от запаса; Сg – 61,6 Бк/кг или 38,14 % от запаса.
Доля
0,1
137
Cs от запаса в профиле
0,2
0,3
0,4
Доля
0,5
0
Ад (0-4)
А1 (4-30)
А1С (30-95)
[A1] (95-115)
Сg (115-160)
Рисунок 43 – Ветминско-Деснинский
ландшафт
Горизонты, глубина (см)
Горизонты, глубина (см)
0
0,2
137
Cs от запаса в профиле
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Ад (0-5)
Сg (5-25)
Т (25-125)
Рисунок 44 – Цата-Сновский
ландшафт
Отсутствие дернового горизонта в почве Ветминско-Деснинского
ландшафта, распределение органического вещества по всему почвенному
профилю, с которым радионуклид образует подвижные органо-минеральные
соединения, наличие геохимического барьера (Сg) на глубине 115 см, а также
низкая ѐмкость поглощения в этих почвах обусловило развитие процессов
миграции 137Cs по всему почвенному профилю.
В Цата-Сновском ландшафте почва аллювиальная дерновая
слаборазвитая глееватая песчаная на песчаном аллювии, подстилаемом
низинным торфом. Распределение 137Cs по горизонтам профиля следующее:
Ад-806,6 Бк/кг или 96,18 %; Сg - 3,7 Бк/кг или 2,35 %; Т - 3,7 Бк/кг или 1,47 %.
Основное количество радионуклида сосредоточено в дерновом горизонте,
что связано наличием геохимического барьера (глеевый горизонт), близким
залеганием грунтовых вод и наличием в напочвенном покрове зелѐных мхов.
Особенности распределения и перераспределения 137Cs по профилю
почв агроландшафтов показало, что независимо от группы ландшафтов
основное количество радионуклида сосредоточено в верхнем генетическом
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
горизонте, где он в основном концентрируется в гумусовых соединениях
почв и его миграция связана с миграцией органического вещества. В
процессе вертикальной миграции по профилю определѐнная доля
радионуклида от его содержания в гумусовом горизонте попадает на
иллювиальный
горизонт.
Важнейшим
фактором,
определяющим
возможность накопления радионуклидов и регулирующим процессы
миграции по почвенному профилю, является содержание органического
вещества и его состав, т.е. соотношение гуминовых и фульвокислот.
Преобладание в серых лесных и дерново-подзолистых почвах подвижных
фульвокислот обеспечивает перемещение радионуклида по почвенному
профилю и накопление его в иллювиальном горизонте. Немаловажную роль
на перераспределение радионуклидов в почвах агроландшафтов оказывает
антропогенный фактор.
Изучение поведения радионуклидов в агроландшафтах позволит
использовать полученные результаты при прогнозировании загрязнения
сельскохозяйственной и лесной продукции, дозовых нагрузок на человека и
живые организмы, оценки опасности загрязнения для его здоровья, а также
для корректировки хозяйственного использования земель и целесообразности
проведения различных мероприятий (осушение, орошение, коренное
улучшение сенокосов и пастбищ, залесение).
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6 Распределение 137Cs по профилю почв лесных и агроэкосистем
Радиоэкологическая характеристика почвенного покрова загрязнѐнных
лесных ландшафтов может быть произведена на основании изучения
закономерностей поведения радионуклидов в конкретных природных
условиях. Они определяются многими факторами, обусловленными, прежде
всего, источником образования радионуклидов, их химической формой и
интенсивностью выпадения, характером ландшафтно-геохимической
обстановки. Перераспределение поступивших из атмосферы радиоизотопов
определяется особенностями рельефа, почвенного и растительного покровов.
Наличие большой поверхности надземной фитомассы на единице
площади лесного насаждения определяет высокую способность древесной
растительности фильтровать воздушные потоки и эффективно задерживать
различные вещества, выпадающие из атмосферы, в том числе и
радиоактивные. Поэтому при радиоактивном загрязнении территории лесные
и болотно-растительные комплексы наиболее сильно подвержены его
воздействию.
Важным звеном в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС
является изучение трансформации радионуклидов в ландшафтах, которая
связана как с их естественным распадом, так и с миграцией в природной
среде (Маркина и др., 1990, 2001; Фесенко, 1997; Беккиев, 2009; Коробова и
др., 2009). В системе сопряжѐнных ландшафтов происходит снижение
радионуклидов в элювиальных ландшафтах (верхняя часть склонов) и их
аккумуляция в аккумулятивных ландшафтах (Волкова и др., 1993;
Тюрюканова, 1976). Похожая тенденция поведения «чернобыльских»
радионуклидов отмечена в исследованиях Орлова А.А. и др. (2004).
Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению
по профилю почв, проникновению в грунтовые воды и, в конечном счете,
определяет их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах, т. е. в слое
наибольшего распространения корней растений, что повышает доступность
их растениям, чем при свободном передвижении их в более глубокие
горизонты. Почва является аккумулятором и распределителем техногенных
загрязнителей, в том числе и радиоактивных, в объектах окружающей среды.
Для лесных систем особую значимость имеют такие топографические
условия произрастания как влажность условий произрастания и плодородие
почвы. Эти условия определяют в большинстве своѐм характер и
особенности развития миграционных процессов радионуклидов по
почвенному профилю и в системе «почва – растение».
Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах отличается от их
поведения в травянистой растительности и культурных сельскохозяйственных
агроценозах. Лес способен прочно удерживать радиоактивные вещества
независимо от источника их поступления. Лесные биогеоценозы препятствуют
развитию процессов ветрового и водного переноса радионуклидов на земной
поверхности. Кроме того, леса довольно чувствительны к действию
ионизирующих излучений.
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Радиационное повреждение леса происходит под действием таких доз,
которые не вызывают заметных нарушений в сообществах травянистых
растений. Поэтому исследование закономерности поведения радионуклидов в
лесных биоценозах важно не только с точки зрения оценки радиационных
эффектов, но и для изучения возможности использования древесной
продукции с повышенным содержанием радионуклидов.
При выпадении радиоактивных осадков из атмосферы на земную
поверхность они удерживаются растительностью, в том числе и лесными
насаждениями. На основании общих представлений о структуре лесного
биоценоза можно заранее предсказать, что величина коэффициента
удерживания будет зависеть от типа и возраста древостоев, сезонных
метеорологических условий, а также физико-химических форм радиоактивных
выпадений.
Древесная растительность характеризуется более высокой удерживающей
способностью радиоактивных выпадений по сравнению с травянистой. Это
обусловлено большой биомассой крон, их лучшей расчлененностью и большим
отношением поверхности листьев и хвои к их массе. Поэтому древесный ярус
выполняет роль фильтра, способного задерживать значительное количество
радионуклидов. Как отмечается в одной из работ (Hosker R.P, 1974) в
зависимости от скорости ветра осаждение радионуклидов в лесу в 6…12 раз
выше, чем у луговой растительности.
После выпадения радиоактивных веществ на лесную растительность
начинается их вертикальная и горизонтальная миграция. Горизонтальная
миграция радионуклидов происходит в результате поверхностного или
внутрипочвенного стока, а также при развитии денудационных процессов.
Агентами этих процессов являются действие ветра, атмосферных осадков и
лесной опад. В результате этих процессов радионуклиды перемещаются из
верхних частей крон в нижние и затем под полог леса. На скорость
вертикальной миграции в лесных насаждениях влияют сезонные условия.
Вертикальная миграция радионуклидов, выпадающих в составе твердых
частиц, зависит от времени года. При выпадении радиоактивных частиц
весной период полупотерь для крон сосен составлял 4 мес., а при осенних
выпадениях - 10…2 мес. Таким образом, очищение надземной массы
взрослых древостоев происходит в 10…25 раз медленнее, чем очищение
травянистой растительности. Период полевых полупотерь долгоживущих
радионуклидов для травянистой растительности составляет 10…14 дней
(Анненков, Юдинцева, 1991). При осенне-зимних выпадениях скорость
перехода радионуклидов под полог леса зависит от породы лесных
насаждений. В лиственных лесах свыше 50 % радионуклидов, поступающих
в кроны, перемещается в лесную подстилку после окончания осеннего
листопада.
В начальный период после радиоактивных выпадений преобладает
миграция радионуклидов сверху вниз, т. е. из крон деревьев под полог леса.
Спустя некоторое время основная часть радионуклидов сосредоточивается в
лесной подстилке и почве. Этот начальный этап перераспределения
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радионуклидов в лесном биогеоценозе в значительной степени является
необратимым. Продолжительность этого необратимого этапа вертикальной
миграции, в течение которого до 90 % радионуклида перемещается под полог
леса, составляет в березовых насаждениях около 1 года, в хвойных - от 3 до 5
лет, что связано с большей продолжительностью жизни хвои и более
шероховатой поверхностью ветвей.
После завершения начального этапа вертикальной и горизонтальной
миграции
радионуклиды
аккумулируются
почвой.
Радионуклиды,
концентрирующиеся в лесной подстилке и почве, становятся доступными для
усвоения корневым системам растений. Таким образом, через некоторое
время после прекращения радиоактивных выпадений из атмосферы почва
становится основным источником поступления радионуклидов в надземную
часть древесных растений. Это в основном относится к долгоживущим
радионуклидам 137Cs и 90Sr, так как при относительно длительном процессе
миграции их под полог леса и минерализации лесной подстилки происходит
распад коротко- и среднеживущих радионуклидов.
Период, в течение которого 50 % выпавшего 90Sr в процессе перехода
радионуклидов под полог леса и минерализации лесной подстилки поступает
в почву и становится доступным для корневого усвоения, в березовом лесу
составляет около 4-5 лет, в сосновом — 8-9 лет, что обусловлено различиями
в скорости самоочищения крон и минерализации лесной подстилки в
лиственных и хвойных лесах. В целом 90Sr поступает в надземную часть
древесных растений из почвы в значительно больших количествах, чем 137Cs
(Анненков, Юдинцева, 1991, Пристер, Лощилов и др., 1988).
Древесные растения отличаются от однолетних травянистых
особенностями в усвоении и накоплении, как элементов минерального
питания, так и радионуклидов. Эти особенности в основном определяются
кумулятивным типом накопления радионуклидов в многолетних частях и
органах древесных растений. В древесине, хвое, ветках концентрация
радионуклидов, поступающих через корневые системы из почвы, постепенно
возрастает. С течением времени после попадания радионуклида в лесные
насаждения происходит накопление его в древесине до определенного
максимального значения.
Таким образом, поступление радионуклидов в древесную
растительность из почвы зависит от ряда факторов: физико-химических
свойств радионуклидов, биологических особенностей древесных пород и
условий их произрастания.
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.1 Особенности распределения 137Cs в структуре ландшафта
на территории, загрязнѐнной радионуклидами
Большой
практический интерес представляют
исследования
возможности лесовосстановления на территориях с повышенным
содержанием
радиоактивных
веществ,
особенно
при
создании
лесомелиоративных насаждений. Формирование лесных насаждений с
чередованием лесных полос различного породного состава с незалесѐнными
участками в зонах с высоким уровнем радиоактивного загрязнения может
способствовать быстрейшему осаждению радиоактивных веществ и снизить
их распространение в окружающей среде (Переволуцкий, 2006). Об
эффективности задержания радионуклидов глобальных выпадений лесными
насаждениями отмечено в работах Ягового П.Н. (1967), Молчанова А.А. и др.
(1968). При этом было отмечено, что более высокие уровни радиоактивного
загрязнения выявлены на опушках с наветренной стороны и у одиноко
стоящих деревьев, открытых ветру. Различия в уровнях радиоактивного
загрязнения могут составлять от 2 (Харитонов, 1973) до 30 раз (Herbst W.,
1961).
Влияние лесных насаждений и лесных полос на осаждение
радиоактивных выпадений, как своеобразных барьеров на пути воздушных
масс, загрязнѐнных радионуклидами, при формировании ВосточноУральского радиоактивного следа отмечалось в работах «Итоги изучения…,
1990» и Тихомирова Ф.А. (1993). Степень задерживания радиоактивных
веществ зависит от состава насаждения и его продуваемости.
Для радиоактивных чернобыльских выпадений о проявлении
опушечного эффекта существуют противоречивые мнения. В работах
Щеглова А.И., Цветновой О.Б. (2000) отмечается, что на «южном» следе
аварийных выпадений зафиксированы незначительные повышения
активности, на «западном» - отсутствуют. В работе Пастернака П.С. и др.
(1989) отмечается выраженный эффект в повышении мощности
экспозиционной дозы гамма-излучения в 2…2,5 раза на лесных опушках по
сравнению с внутренней частью леса. Положительный барьерный эффект
лесных опушек выявлен в исследованиях Жученко Ю.М. (1993).
Поэтому при планировании лесопосадок целесообразно подбирать
древесные породы, менее чувствительные к облучению, и такие, для которых
условия на этой местности были бы оптимальными для роста и развития.
Исследования по влиянию опушек естественных насаждений на
перераспределение 137Cs в экосистемах (таблица 29) проведены в зоне
радиоактивного загрязнения, пострадавшей вследствие аварии на
Чернобыльской АЭС, в Злынковском лесничестве Брянской области. В
качестве модельного объекта выбран примыкающий к землям
сельхозпользования сплошной лесной массив, в котором был заложен
мониторинговый участок. Пробные площади заложены в соответствии с
общепринятыми методиками исследования в агрогенных и лесных
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
биогеоценозах и рекомендациями по ведению радиационного мониторинга.
Основу методологии составляет регулярное ландшафтно-профильное
послойное опробование почв. Определение 137Cs проводили в стационарных
условиях на гамма-спектрометрическом комплексе «Прогресс». Суммарная
погрешность измерений удельной активности не превышает 15%.
Таблица 29 - Распределение 137Cs в дерново-слабоподзолистой
супесчаной почве в слое 0-20см в структуре ландшафта
Место отбора образца
Лес N 52о27,508'
E 31о37,727'
Опушка N 52о27,542'
E 31о37,710'
2Н от опушки леса (пашня)
N 52о27,576'
E 31о37,696'
Содержание 137Cs, Бк/кг
1994г.
2009г.
3459±387
2689±323
4955±540
3980±478
4712±518
2452±294
Результаты исследований показывают (таблица 29), что максимальное
загрязнение 137Cs в 1994 и 2009гг. наблюдалось на опушке леса. Удельная
активность радиоцезия во внутренней части леса в 1994г. была в 1,43 раза
ниже, чем на опушке и в 1,36 раза ниже, чем на пашне. Соотношение
активности радионуклида в 2009г. между опушкой леса и его внутренней
частью составляет 1,48 раза, т.е. сохранилось на прежнем уровне, что
указывает на снижение загрязнения за счѐт естественного радиоактивного
распада и отсутствия между ними горизонтальной миграции. Удельная
активность 137Cs на пашне в 1994г. была несколько ниже активности на
опушке, но незначительно.
Очищение слоя 0-20см под пашней на расстоянии 2Н от опушки идѐт
быстрее по сравнению с опушкой леса и лесным массивом, что связано не
только с естественным распадом радионуклида, но и с перемещением его в
почве пашни на плужную подошву (ниже 0-20 см) при обработке почвы. В
лесу снижение составило 22,3 %, на опушке – 19,7 %, на пашне – 48 %.
Следует отметить, что удельная активность 137Cs по-прежнему остаѐтся выше
на опушке по сравнению с внутренней частью леса (1,48 раза) и с пашней
(1,62 раза).
Опушка леса остаѐтся основным экологическим барьером на пути
техногенных загрязнителей. Лесные насаждения являются барьером на пути
миграции радионуклидов и выступают в качестве их депо в структуре
ландшафта.
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6.2 Влияние лесомелиоративных насаждений на горизонтальную
миграцию 137Cs
Исследования закономерности перемещения и перераспределения 137Cs
в почве склоновых ландшафтов и изучение влияния защитных
лесомелиоративных полос на горизонтальную миграцию 137Cs проводили на
двух объектах в Злынковском лесничестве Брянской области. Лесная полоса
создана посадкой сеянцев берѐзы с шириной междурядий 3м и расстоянием в
ряду между деревьями 0,75…1,0м и расположена у основания склона. На
западной стороне от лесополосы рельеф участка ровный с небольшими
микропонижениями, с восточной стороны землепользование носит
склоновый характер. Высота деревьев - около 20м. Лесная полоса имеет
ажурную конструкцию. Полоса ориентирована с юго-запада на северовосток, что соответствует нормативным придержкам по размещению
полезащитных полос на европейской части страны. Почва дерновослабоподзолистая супесчаная, имеет слабокислую реакцию почвенной среды
(рН 5,3), высокое содержание подвижного фосфора (Р2О5 219 мг/кг почвы) и
среднюю обеспеченность обменным калием (81 мг/кг почвы). С восточной
стороны участок представлен пологим склоном, на котором выделено 3
микрозоны: верхнесклоновая (на расстоянии 10Н), среднесклоновая (5Н) и
нижнесклоновая (1Н, таблица 30). С западной стороны к лесополосе
примыкает участок, вышедший из-под сельхозпользования, с естественным
возобновлением берѐзы и далее расположены сенокосно-пастбищные угодья,
на которых были выполнены осушительные мелиоративные мероприятия с
закладкой дрен на глубину 60 см и проведены магистральные каналы
(таблица 31).
Снижение абсолютной активности 137Cs в динамике (таблица 30)
составило в лесной полосе под берѐзовыми насаждениями 1,28 раза, на
расстоянии 1Н от лесополосы – 1,3 раза, на расстоянии 5Н - 1,6 раза, на
расстоянии 10Н уровень загрязнения остаѐтся практически на
первоначальном уровне. Наиболее высокая удельная активность
радионуклида отмечена в лесомелиоративной полосе.
Распределение 137Cs по склону (1994 г.) по направлению к лесополосе
от верхней части склона к нижней неодинаково: в верхней части склона
удельная активность радионуклида в 2,2 раза ниже, чем в лесных
насаждениях, в средней части – в 1,58 и на расстоянии 10Н – в 1,95.
В 2009 г. перераспределение радионуклида по склону было следующее:
на расстоянии 1Н от лесополосы удельная активность 137Cs была ниже
активности в лесополосе в 1,98 раза, на расстоянии 5Н - 1,98 раза и на
расстоянии 10Н – 1,64 раза. Снижение удельной активности 137Cs в
сопряжѐнных элементах рельефа в 1994 и 2009гг. составило 48,8 и 49,5 % на
расстоянии 1Н от лесополосы, т.е. было практически одинаковым; на
расстоянии 5Н – 36,6 и 49,2 % и на расстоянии 10Н – 54,9 и 39,2 %
соответственно. Общей закономерностью перераспределения 137Cs для
различных микрозон склона является выраженность процессов аккумуляции
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радионуклида в лесополосе. Перераспределение радионуклида в
сопряжѐнных элементах рельефа связано с переносом делювия по склону
дождевыми и талыми водами.
Таблица 30 - Влияние лесной полосы на перераспределение
элементах рельефа в слое почвы 0-20 см
Место отбора образца
(восточная сторона)
о
Содержание 137Cs,
Бк/кг
1994г.
2009г.
Лесополоса N 52 43,955'
2427±274 1890±214
E 31о35,239'
1Н* N 52о43,967'; E 31о35,232'
1243±133 954±114
(нижняя микрозона склона)
5Н N 52о43,975'; E 31о35,224'
1539±171 959±115
(средняя микрозона склона)
10Н N 52о43,982'; E 31о35,217'
1095±113 1150±138
(верхняя микрозона склона)
Примечание: Н* – высота древостоя
137
Cs в
КЛМ
1994г.
2009г.
1,95
1,98
0,81
0,99
1,41
0,83
-
-
Для характеристики миграционных процессов использовали
коэффициент латеральной миграции, равный отношению активности 137Cs в
сопряжѐнных участках вдоль склона. Степень выраженности элювиальноаккумулятивных процессов отражают значения коэффициента латеральной
миграции (КЛМ).
Значения КЛМ (таблица 30) колеблются в слое 0-20 см в 1994 г. от 0,81
до 1,95, в 2009 г. – 0,83-1,98. Максимальные значения характерны для
лесополосы, где наблюдается задерживание и накопление делювия,
переносимого по склону водными потоками. Степень выраженности
элювиально-аккумулятивных процессов во времени в лесных насаждениях и
нижней части склона практически одинаковая. Различия в КЛМ в средней
микрозоне связаны с типом и густотой произрастающей растительности.
Лесомелиоративная полоса является естественным барьером на пути
горизонтального транспорта частиц, т.е. на пути миграции 137Cs с
горизонтальным стоком.
На относительно равнинной поверхности (таблица 31) снижение
удельной активности 137Cs в динамике составило в лесной полосе под
берѐзовыми насаждениями 1,28 раза. На расстоянии 1Н от лесополосы на
землях, вышедших из сельхозпользования, с естественным зарастанием
берѐзовыми насаждениями эта величина составляет 1,84 раза, на расстоянии
5Н от лесополосы на мелиорируемом лугу на дерново-глеевой
легкосуглинистой почве – 1,15 раза, на расстоянии 10Н от лесополосы на
дерново-слабоподзолистой глееватой почве удельная активность 137Cs
уменьшилась в 2,42 раза. Содержание радионуклида в слое 0-20 см на пашне
(1994г.) и лесополосе различается незначительно, на лугово-пастбищных
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
угодьях вследствие проведения культуртехнических мероприятий снижение
активности наблюдается, но связано это с перемещением дернины в более
глубокие слои почвы, а неравномерность распределения с качеством
обработки.
Таблица 31 - Влияние лесной полосы на перераспределение
структуре ландшафта в слое почвы 0-20 см
Место отбора образца
(западная сторона)
Лесополоса
1Н (естественное возобновление
берѐзы)
5Н (мелиорируемый луг)
10Н (понижение к озеру за
магистральным каналом)
137
Cs в
Содержание 137Cs,
Бк/кг
1994г.
2009г.
2427±274 1890±214
1994г.
-
2009.
-
2042±233 1109±125
0,84
0,59
1217±131 1058±119
0,60
0,95
1717±185
1,41
0,67
708±84
КЛМ
Уменьшение удельной активности радионуклида во времени
наблюдается во всех структурных единицах ландшафта. В лесополосе
уменьшение уровня загрязнения слоя почвы 0-20 см произошло в основном
за счѐт естественного радиоактивного распада радионуклида, на пахотных и
лугово-пастбищных угодьях снижение активности связано не только с
естественным распадом, но и с проведением защитных реабилитационных
мероприятий.
Перераспределение 137Cs в структуре ландшафта на расстоянии 1Н от
лесополосы на пашне (1994) составило 15,9 %, что связано с барьерным
эффектом лесомелиоративных полос и проведением агротехнических
мероприятий и 41,3 % в 2009 г. при зарастании берѐзой и отсутствием
влияния антропогенного фактора. На расстоянии 5Н – 50,3 и 44,0 %, т.е. было
практически одинаковым, что связано с отсутствием горизонтальной
миграции на равнинной поверхности; на расстоянии 10Н – 29,2 и 62,5 %, что
определяется горизонтальным переносом илистых частиц к источнику
водосбора (озеро).
Значения КЛМ колеблются в слое 0-20 см в 1994 г. от 0,60 до 1,41, в
2009 г. – от 0,59 до 0,95. При зарастании пашни древесной растительностью
горизонтальная миграция радионуклида снижается, что отражается
значениями КЛМ. Удельные активности на расстоянии 1Н и 5Н от
лесополосы практически одинаковые, что указывает на отсутствие процесса
горизонтальной миграции на равнинной поверхности. По мере удаления от
лесополосы и наличие уклона местности (10Н) происходит усиление
скорости стока водного потока к источнику водосбора и накопление
радионуклида не происходит.
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Через 15 лет на мониторинговом участке снижение абсолютной
активности 137Cs произошло за счѐт естественного радиоактивного распада
радионуклида, перераспределения его в структуре ландшафта и влияния
антропогенного фактора. В данных исследованиях в роли геохимического
барьера выступают лесомелиоративные насаждения на пути горизонтального
стока радионуклидов.
Объект № 2 представлен лесомелиоративной полосой, которая состоит
из шести рядов сосны с примесью берѐзы высотой 16…18 м ажурной
конструкции. Полоса ориентирована на юго-восток. Схема посадки 3,0 х 0,75
м. Почва дерново-слабоподзолистая легкосуглинистая на водно-ледниковых
отложениях имеет слабокислую реакцию почвенной среды (рН 6,0), высокое
содержание подвижного фосфора (Р2О5 270 мг/кг почвы) и высокую
обеспеченность обменным калием (191 мг/кг почвы). Лесомелиоративная
полоса разделяет пахотные угодья землепользователей. Рельеф прилегающих
участков равнинный. Неравномерность радиоактивного загрязнения почв в
структуре
ландшафта
(таблица
32)
определяется
не
только
неравномерностью и мозаичностью радиоактивных выпадений по
территории, но и со способностью лесных насаждений интенсивно осаждать
различные поллютанты из воздушных масс.
Таблица
32
Влияние
лесомелиоративной
полосы
на
137
перераспределение
Cs в слое 0-40 см дерново-подзолистой
легкосуглинистой почвы в структуре ландшафта
Место отбора образца
Подстилка
Лесополоса N 52о35,399'
E 31о41,566'
1Н N 52о35,399'
E 31о41,566'
5Н N 52о35,395'
E 31о41,511'
10Н N 52о35,383'
E 31о41,470'
Глубина
отбора, см
0-5
5-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
0-20
20-40
Содержание 137Cs
2009г.
Бк/кг
% от запаса в
слое 0-40см
5640±677
17,49
3529±423
82,07
10,1±1,2
0,44
1693±203
52,20
1329±158
47,80
1648±217
87,80
196,3±27
12,20
1465±176
75,81
400,8±51,4
24,19
Максимальная удельная активность 137Cs сосредоточена в лесной
подстилке, что в 1,6 раза выше, чем в подподстилочном слое почвы. На
расстоянии 1Н от лесополосы содержание радионуклида в слое почвы 0-20
см ниже в 3,3 раза, чем в лесной подстилке, на расстоянии 5Н – в 3,4 и на
расстоянии 10Н - в 3,8 раза. Запасы радиоцезия в лесной подстилке под
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сосновыми насаждениями составляют 17,79 %, а основная доля его запасов
сосредоточена под лесной подстилкой в слое почвы 0-15см (82,07 %).
Незначительное количество 137Cs промигрировало в слой 20-40 см (0,44
%). На расстоянии 1Н от лесополосы наблюдается перераспределение
радионуклида между слоями почвы 0-20 и 20-40 см, что связано с
перемещением 137Cs на плужную подошву при обработке почвы. По мере
удаления от лесных насаждений на расстоянии 100 м и 200 м горизонтальной
миграции 137Cs не наблюдается. Здесь максимум загрязнения приходится на
слой 0-20см (87,80 % и 75,81 % соответственно) и перемещение
радионуклида в слой 20-40 см при обработке почвы. Снижение абсолютной
удельной активности 137Cs в почве происходит в основном за счѐт
естественного радиоактивного распада.
6.3 Динамика распределения 137Cs по профилю почв лесных и
агроэкосистем
Поведение радионуклидов в окружающей среде определяется
распределением их между жидкой и твѐрдой фазами почвы, прочностью
связей их с поглощающим комплексом. Наблюдения за поведением
радионуклидов в природных условиях и результаты модельных
экспериментов (Пристер, Лощилов и др., 1988; Липатов и др., 2003;
Подворко и др., 2004; Иванов и др., 2009) показали, что попавшие на
поверхность почвы радиоактивные вещества вовлекаются в процессы
вертикальной миграции, имеющей очень важное значение. Миграция
химических элементов, наряду с вытеснением из почвы, включает
горизонтальное и вертикальное перемещение. Миграция в вертикальном
направлении вглубь почвы с течением времени приводит к снижению
мощности дозы излучения над поверхностью почвы, уменьшению
интенсивности выдувания и вымывания радионуклидов поверхностными
водами, изменению размеров поступления в растения в результате
перераспределения их относительно корневых систем, создаѐт возможность
загрязнения грунтовых вод.
Передвижение радиоактивных веществ по профилю почвы может быть
связано с диффузионными процессами (Прохоров, 1981), с конвективным
переносом с током воды в поровом пространстве почв. Этот перенос идет как
с гравитационным током воды, направленным вниз по профилю, так и при
капиллярном поднятии растворов. Очевидно, что конвективное перемещение
радионуклидов имеет существенное значение для почв с промывным
режимом и для соединений, находящихся в водно-растворимом и
легкоподвижном состояниях (Алексахин и др., 1992; Анненков, Юдинцева,
1991; Бондарь и др.; 1989; Булгаков и др.; 1990; Булко, Митин, 1998;
Клечковский, 1956 Подворко и др., 2004).
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Причинами вертикальной миграции радионуклидов могут быть
кольматаж, а также роль в перемещении радионуклидов в почвенном профиле
играют механический состав и физико-химические свойства почвы, водный
режим, наличие на поверхности растительного опада и условий его разложения
(Куликов и др., 1990; Марадудин и др., 2001; Маркина 2001; Молчанова,
Караваева, 2001).
В природных условиях интенсивность вертикальной миграции
радионуклидов в почве в значительной степени определяется свойствами лесных
подстилок. Являясь основным депо органического вещества и зольных
элементов, подстилка может в течение длительного времени удерживать
радионуклиды в состоянии, недоступном для корневых систем. Лишь по мере
гумификации и минерализации подстилки происходит высвобождение
радионуклидов и их перевод непосредственно в почву. Как правило, этот процесс
сопровождается образованием мобильных металлорганических комплексов,
способных мигрировать по почвенному профилю. Состав этих комплексов
чрезвычайно разнообразен и зависит от характера разлагающегося опада,
населяющей его микрофлоры, температуры, степени увлажнения и т. д. Так, при
избыточном увлажнении создаются анаэробные условия разложения
растительного опада, при которых образуется большое количество подвижных
органических соединений, способствующих миграции в почве ряда химических
элементов (Тихомиров, Щеглов, 1989; Щеглов и др., 1989; Цветнова, Щеглов,
2009).
Как отмечают Молчанова, Караваева (2001) в природной обстановке
разложение опада, как правило, происходит в условиях переменного
увлажнения лесной подстилки и почвы и скорость развития миграционных
процессов зависит от состава опада. Опад листьев берѐзы оказывает большее
влияние на миграционную способность радионуклидов, чем опад листьев
осины и хвои сосны. Это связано с более быстрым разложением листьев
берѐзы по сравнению с листьями осины и хвои сосны. Растительный опад не
оказывает мобилизирующего действия на 137Cs и даже несколько снижает
подвижность этого радионуклида.
Из комплекса агрохимических свойств, которые влияют на
подвижность радионуклидов и которые отражают состояние почвенного
плодородия, наибольший интерес представляют такие показатели как гумус,
рН, содержание Р2О5 и К2О (Орлов и др., 1996; Чумаченко и др., 2001). В
условиях радиоактивного загрязнения почв роль органического вещества
почвы значительно усиливается. Среди его многочисленных функций на
первый план выходят такие, как способность регулировать водно-воздушные,
тепловые, физические свойства, поддерживать высокую химическую и
биологическую активность круговорота веществ в системе «почва-растение»,
служить акцептором минеральных и органических токсикантов,
радионуклидов.
Кислотность почвы регулирует физико-химические и биологические
процессы в почве и доведение почвенной кислотности до оптимальных
уровней (рН не ниже 5,5) ведет к закреплению радионуклидов в почвенном
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
поглощающем комплексе. При рН выше 5,5 подвижность радионуклидов
резко снижается.
Закономерность
загрязнения
почвенно-растительного
покрова
радиоцезием во многом определяются сходством в поведении этого
радионуклида и калия. Причем калий, как биогенный макроэлемент
находится в почве в больших количествах, а радиоцезий – в
ультрамикроконцентрациях, поэтому у них не возникает конкуренции за
места в почвенном поглощающем комплексе. Кроме того, в процессе
постепенного разбавления в почвенном растворе радиоцезия калием и
антагонизма этих катионов при поглощении их корневыми системами
растений в конкуренции за места их сорбции на поверхности корней, калий
ингибирует поступление 137Cs в растения. Это подтверждается
исследованиями ряда авторов (Моисеев, 1985; Моисеев и др., 1988; Минеев,
1999; Юдинцева, Лѐвина, 1982; Маркина, 1999) отмечающих, что
перераспределение 137Cs в почве и его поступление в растения сильно
зависит от количества калия в почве. С увеличением содержания подвижных
форм калия в почве увеличивается фиксация радионуклида почвенным
поглощающим комплексом, что снижает его поступление в растения.
Содержание фосфора может способствовать образованию различных
химических соединений 137Сs и изменению их доступности растениям.
Перераспределение радиоцезия по почвенному профилю определяет
интенсивность его поступления в надземные органы древесных растений.
Миграция в вертикальном направлении вглубь почвы с течением
времени снижает мощность экспозиционной дозы γ-излучения, а
соответственно, и дозу внешнего облучения живых организмов, уменьшает
интенсивность выдувания и вымывания радионуклидов поверхностными
водами и воздушными массами, что влияет на размеры перехода
радионуклидов в растения, и дозу внутреннего облучения. Однако
интенсивное передвижение радиоактивных веществ по почвенному профилю
может создать угрозу загрязнения грунтовых вод.
Специфической
особенностью
почв
Брянской
области,
а
соответственно, и еѐ юго-западных районов, является то, что они находятся в
условиях промывного водного режима, влияющего на перераспределение
радионуклидов в вертикальном направлении. При избыточном увлажнении
микроколичества радиоактивных элементов ведут себя аналогично
типоморфным, т.е. переходят в более подвижное состояние и
перераспределяются по почвенному профилю.
Распределение и перераспределение 137Сs по профилю дерновоподзолистых почв лѐгкого гранулометрического состава разной степени
оподзоленности и оглеенности проводили в Злынковском лесничестве
Брянской области (таблица 33-39). На мониторинговых участках отобраны
пробы почвы на глубину 100см послойно для определения запаса радиоцезия
и его миграционных особенностей.
При выражении результатов содержания 137Cs на объѐм почвы, т.е.
определение его запасов в слое 0-100 см, использовали удельную активность
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радионуклида в горизонте, мощность горизонта и плотность сложения
почвы.
В профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной (таблица
33), в лесомелиоративной полосе под берѐзовыми насаждениями (д.
Верещаки) лесная подстилка практически отсутствует вследствие быстрой
минерализации растительных остатков и влияние антропогенного фактора
(перемешивание подстилки с минеральной частью почвы домашними
животными при прогоне их к местам выпаса в первые годы после аварии).
Основное количество радионуклида распределилось в слое 0-30 см – 97,75 %
(1994 г.) и 96,74 % (2009 г.). Максимум его запаса приходится на слой 0-10
см – 91,00 и 85,11 % соответственно.
Таблица 33 - Распределение 137Cs по профилю дерновослабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной почвы на водно-ледниковых
отложениях, подстилаемых мореной под берѐзовыми насаждениями
137
Cs, Бк/кг
Глубина взятия
образца, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
40-50
50-60
60-80
80-100
1994г.
2009г.
Лесомелиоративная полоса
% ,от
% от
Бк/кг
Бк/кг
запаса
запаса,
5946±708,0
82,95
3206±325,0
71,26
576,8±63,7
8,05
623±68,6
13,85
259,7±30,3
3,62
273±29,8
6,07
133,1±15,2
1,86
192,8±21,4
4,28
91,2±11,0
1,27
57,8±6,1
1,28
50,9±5,8
0,71
43,0±5,1
0,96
41,7±4,9
0,58
38,1±4,4
0,85
24,1±2,8
0,34
32,1±3,8
0,70
22,8±2,6
0,31
27,8±5,6
0,62
21,6±2,5
0,30
5,7±1,1
0,13
Миграция радионукдида прослеживается до глубины 100 см в 1994г. и
80 см в 2009 г. Закономерности вертикального перераспределения 137Сs
сохраняются. Однако процесс вертикальной миграции под берѐзовыми
насаждениями со временем усиливается, что связано с водно-физическими
свойствами почв и почвообразующих пород, составом опада и
метеорологическими условиями конкретного года.
Степень развития элювиально-аккумулятивных процессов можно
охарактеризовать значениями коэффициентов вертикальной миграции (отношение
удельной активности радионуклида в почве нижележащего слоя к активности
вышележащего слоя - КВМ). В лесополосе под берѐзовыми насаждениями
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вертикальная миграция прослеживается до глубины 100 см, но выражена она
неоднозначно (таблица 34).
Таблица 34 - Коэффициенты вертикальной миграции 137Cs в 1994 и
2009гг. в лесомелиоративной полосе под берѐзовыми насаждениями
Слои почвы, см
5-10/0-5
10-15/5-10
15-20/10-15
20-30/15-20
30-40/20-30
40-50/30-40
50-60/40-50
60-80/50-60
80-100/60-80
КВМ
1994г.
0,10
0,45
0,51
0,68
0,56
0,82
0,50
0,95
0,95
2009г.
0,19
0,44
0,71
0,30
0,74
0,89
0,84
0,87
0,20
Миграция между слоями 0-5 и 5-10 см под берѐзовыми насаждениями
практически отсутствует (1994), что связано с перемешиванием слоѐв почвы
крупно-рогатым скотом при выпасах. Во времени она несколько усиливается
(2009), что связано с уменьшением воздействия антропогенной нагрузки
вследствие социального фактора (переселение из загрязнѐнных зон,
уменьшение голов скота и т.д.). Усиление вертикальной миграции
радионуклида наблюдается ниже слоя 0-10 см до глубины 40-50 см. При
относительно равномерном содержании радионуклида в слоях почвенного
профиля значения КВМ не отражают степень развития вертикальной миграции. В
данном случае можно судить о равномерности перераспределения радионуклида
между слоями почвы. Особенности перераспределения радионуклида по
профилю дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной почвы на
водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной под берѐзовыми
насаждениями через 15 лет сохраняются.
В профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной на
пахотных угодьях (таблица 35) на расстоянии 1Н и 10Н от лесополосы
запасы цезия равномерно распределились в слое 0-20 см. Максимальное его
количество сосредоточено на глубине 20-30 см в 20 м и на глубине 30-40 см в
200 м от лесополосы, что связано с качеством ранее проводимых
агромелиоративных мероприятий и перемещением радионуклида на
плужную подошву, а также с внутрипочвенным перераспределением 137Сs в
сопряжѐнных ландшафтах.
Равномерное перераспределение радионуклида между слоями почвы
связано не с естественной миграцией, а с ежегодным перемешиванием слоѐв
почвы при обработке, а также перемещением загрязнѐнного слоя почвы на
плужную подошву.
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 35 - Распределение 137Cs по профилю дерновослабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной почвы на водно-ледниковых
отложениях, подстилаемых мореной (пашня)
137
Глубина взятия
образца, см
(восточная сторона)
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
40-50
50-60
Cs, Бк/кг
2009г.
Бк/кг
1132±138
1123±142
1037±119
1026±134
1000±119
13,7±3,5
7,3±2,4
7,0±2,1
1Н
% от запаса,
в метровом
слое
14,82
17,65
16,29
16,12
34,05
0,50
0,27
0,26
10Н
% от запаса,
Бк/кг
в метровом
слое
633±78,0
5,93
550,8±73,8
6,20
567,9±73,5
6,39
522,9±68,6
5,88
750,1±86,0
18,28
1966,0±220,0
51,61
210,0±33,3
5,51
2,9±0,30
0,08
Заглубление 137Cs по слоям на различную глубину связано с качеством
проводимых реабилитационных мероприятий. Глубже 40 см на расстоянии
1Н и 50 см на расстоянии 10Н миграция радионуклида между слоями
отсутствует.
Значения КВМ на расстоянии 1Н от лесополосы между слоями почвы
5-10/0-5, 10-15/5-10, 10-15/15-20, 20-30/15-20 см равны соответственно 0,99,
0,92, 0,99, 0,97, что отражают в данном случае не выраженность
элювиальных процессов между слоями почвенного профиля, а качество
обработки почвы. Значение КВМ между слоями почвы 30-40/20-30 см равно
0,01, что указывает практически на отсутствие вертикальной миграции. На
расстоянии 10Н от лесополосы распределение радионуклида связанное с
антропогенным фактором аналогично предыдущему. Однако захоронение
загрязнѐнного радионуклидами верхнего слоя почвы проведено на глубину
до 50 см. КВМ на расстоянии 10Н от лесополосы между слоями почвы 4050/30-40 и 50-60/40-50 см равен 0,11 и 0,01соответственно, т.е. ниже этого
слоя миграция радионуклида очень слабая или практически отсутствует.
Следует отметить, что на пашне фактор естественной вертикальной
миграции развит слабо по сравнению с лесомелиоративной полосой.
Перераспределение 137Сs по профилю почвы пашни связано с антропогенным
фактором.
В профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной (таблица
36), на пашне (1994) на расстоянии 1Н от лесополосы основное количество
радионуклида распределилось в слое 0-20 см (97,41 %). Распределение между
слоями 0-5, 5-10, 10-15 и 15-20 см снивелированы процессами ежегодных
почвенных обработок. При перемешивании пахотного горизонта содержание
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
радионуклида выравнивается по слоям почвенного профиля. Наблюдается
незначительное перемещение радионуклида в нижележащие слои до глубины
60 см, что связано с увеличением обводнѐнности материнской породы и
наличием геохимического барьера (морена). Ниже слоя 60 см фактор
естественной вертикальной миграции практически отсутствует. КВМ между
слоями 20-30/15-20 см равен 0,11.
Таблица 36 - Распределение 137Cs по профилю дерновослабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной почвы на водно-ледниковых
отложениях, подстилаемых мореной
137
Глубина взятия
образца, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
40-50
50-60
Cs, Бк/кг
2009г. (естественное
1994г. (пашня)
возобновление берѐзы)
% от запаса
% от запаса,
Бк/кг
в метровом
Бк/кг
в метровом
слое
слое
1975±227
37,08
1131±121
29,97
1434±162
26,92
757±84
20,06
1428±159
26,81
657±70
17,41
351,6±40,8
6,60
625±68
16,56
39,1±4,6
0,73
566±62,8
15,0
28,4±3,4
0,55
26,1±3,0
0,69
24,8±3,0
0,46
7,2±0,86
0,19
21,3±2,6
0,40
2,4±0,29
0,12
После зарастания пашни берѐзой перераспределение 137Cs между
слоями почвы сохраняется, что связано с проводимыми ранее
реабилитационными мероприятиями. Максимальное количество запасов
радионуклида содержится в слое почвы 0-30 см (99,0 %). Однако при
естественном возобновлении берѐзовых насаждений основное количество
радионуклида распределено до глубины 0-40 см. Ниже слоя 40 см миграция
отсутствует. Такое перераспределение связано не только с обработкой почвы
во время нахождения еѐ под пашней, но и с появлением опада, при
минерализации которого образуются подвижные металлоорганические
соединения. КВМ между слоями 30-40/20-30 см равен 0,05.
В профиле дерново-глеевой легкосуглинистой почвы на водноледниковых отложениях (таблица 37) на естественных мелиорируемых
угодьях под травянистой растительностью перераспределение 137Cs по
почвенному профилю связано с проведением культуртехнических
мероприятий и гидроморфизмом почв. Основное количество радионуклида
распределилось между слоями до глубины 0-20 см - 88,11 % (1994 г.), но его
максимальное количество находится в слое 0-5см (30,76%), что указывает на
качество проведенных мелиоративных мероприятий.
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 37 - Распределение 137Cs по профилю дерново-глеевой
легкосуглинистой почвы на водно-ледниковых отложениях
137
Cs, Бк/кг
Луг мелиорируемый
Глубина взятия
образца, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
40-50
50-60
1994г.
2009г.
% от запаса,
% от запаса,
Бк/кг
в метровом
Бк/кг
в метровом
слое
слое
1646±189,3
30,76
1124±120,3
25,0
1098±128,5
20,52
1132±124,6
25,18
962±114,5
17,98
1036±122,2
23,04
1009±118,0
18,85
993±115,2
22,08
53,2±6,3
2,15
74,0±8,7
3,57
43,9±5,2
1,85
10,8±1,3
0,54
39,1±4,6
1,70
5,4±0,6
0,28
32,6±3,9
1,53
3,3±0,4
0,18
В 1994 году наблюдается передвижение 137Cs вниз по почвенному
профилю до глубины 100 см, хотя ниже слоя 30 см оно незначительно. КВМ
между слоями 20-30/15-20 см равен 0,05. В 2009 году 95,30 % 137Cs
относительно равномерно распределилось между слоями 0-5, 5-10, 10-15 и
15-20см и перемещение радионуклида наблюдается до глубины до 30 см.
Необходимо отметить, что в гидроморфных почвах наблюдается
перемещение 137Cs не только вниз по профилю, но и снизу вверх. Миграция
ниже 30 см практически отсутствует, абсолютные показатели удельной
активности радионуклида на уровне фоновых. Определяющим фактором
миграции в почве является еѐ переувлажнѐнность. КВМ между слоями 2030/15-20 см равен 0,07.
В профиле дерново-слабоподзолистой супесчаной почвы на водноледниковых отложениях (таблица 38) на расстоянии 2Н от лесной опушки (д.
Добродеевка) перераспределение 137Cs по почвенным слоям прослеживается
очень чѐтко до глубины 30 см. Перераспределение радионуклида в слое
почвы 0-20 см между слоями 0-5, 5-10, 10-15 и 15-20 см равномерное и
варьирует в пределах 18,19…18,65 %. Такое равномерное распределение
радионуклида связано с систематической обработкой почвы пашни.
Максимальное количество радиоцезия сконцентрировалось на плужной
подошве (24,42 %) и незначительное его количество промигрировало в
нижележащие горизонты.
Отсюда следует, что процессы внутрипочвенной миграции 137Cs
развиты слабо, влияние лесных массивов на внутрипочвенное
перераспределение 137Сs не прослеживается и основное количество
радиоактивного цезия находится в слое почвы 0-30 см.
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 38 - Распределение 137Cs по профилю дерновослабоподзолистой супесчаной почвы на водно-ледниковых отложениях
137
Глубина взятия
образца, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
Cs
% от запаса в
метровом слое
18,30
18,64
18,65
18,19
24,42
1,47
Бк/кг
2084±240
2123±242
2124±245
2070±241
1283±147
71,8±15,2
В профиле дерново-слабоподзолистой легкосуглинистой почвы на
водно-ледниковых отложениях, подстилаемых моренным суглинком
(таблица 39) в лесомелиоративной полосе под сосновыми насаждениями
основное количество запаса радионуклида сосредоточено в слое 0-10 см
(91,79 %). Незначительное его количество промигрировало в слои почвы
10…15 (5,88 %), 15…20 (0,79 %) и 20…30 см (0,84 %). Ниже слоя 30см
естественная миграция радионуклида практически отсутствует.
Таблица 39 - Распределение 137Cs по профилю дерновослабоподзолистой
легкосуглинистой
почвы
на
водно-ледниковых
отложениях, подстилаемых моренным суглинком
137
Глубина взятия образца, см
0-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-40
40-50
Cs, Бк/кг
Лесомелиоративная полоса
2009г
Бк/кг
% ,от запаса
6667±727
60,71
3413±372
31,08
645,8±69,1
5,88
86,8±9,8
0,79
42,4±5,0
0,84
10,1±1,2
0,21
10,8±1,3
0,23
Значения КВМ под сосновыми насаждениями в лесомелиоративной
полосе между слоями почвы 5-10/0-5, 10-15/5-10, 10-15/15-20, 20-30/15-20,3040/20-30 см равны соответственно 0,51, 0,19, 0,13, 0,49, 0,24. что отражает
степень выраженности элювиально-аккумулятивных процессов между
слоями почвенного профиля. В сосновых насаждениях резко снижается
миграция 137Cs до глубины 20 см и практически отсутствует ниже слоя 30 см.
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Абсолютные активности радионуклида на глубине ниже 30 см соответствуют
фоновым уровням.
Развитие миграционных процессов под хвойными насаждениями
определяется процессами почвообразования, свойствами почвообразующих и
подстилающих пород, их минералогическим составом и скоростью
разложения лесной подстилки.
В результате проведенных исследований установлено, что:
- изучение динамики распределения 137Cs в структуре ландшафта
показало, что максимальное его количество сконцентрировано в почве
опушки и минимальное в почве пашни;
- опушка леса остаѐтся основным экологическим барьером на пути
техногенных загрязнителей. Очищение слоя 0-20см под пашней на
расстоянии 2Н от опушки идѐт быстрее по сравнению с опушкой леса и
лесным массивом, что связано с обработкой почвы и еѐ постоянным
перемешиванием, а также отсутствием явно выраженной горизонтальной
миграции радионуклида;
- значительных различий в удельной активности 137Cs в почве лесного
массива и антропогенных почвах не наблюдается, что связано с одинаковыми
закономерностями перераспределения радионуклидов в почве;
- лесомелиоративная полоса является естественным барьером на пути
горизонтального транспорта частиц и, соответственно, пути миграции 137Cs с
горизонтальным стоком;
- на равнинной поверхности независимо от биогеоценоза
распределение радионуклида одинаковое на расстоянии 1Н и 5Н от полосы,
что можно объяснить одинаковыми закономерностями поведения его в
почве. В отрицательных формах рельефа наблюдается увеличение
концентрации радионуклида, хотя и незначительное;
- характер распределения 137Cs по почвенному профилю сопряжѐнных
ландшафтов неодинаков и зависит от типа почв и почвообразующих пород;
- перераспределение 137Cs по профилю дерново-слабоподзолистой
супесчаной почвы на расстоянии 2Н от опушки прослеживается очень чѐтко
до глубины 40см;
- условия миграции 137Cs в лесной полосе под берѐзовыми
насаждениями определяются процессами трансформации органического
вещества и образованием подвижных органо-минеральных соединений; под
хвойными насаждениями - процессами почвообразования и свойствами
почвообразующих пород;
- для дерново-подзолистых почв лѐгкого гранулометрического состава
и разной степени оподзоленности миграция радиоцезия определяется
наличием
геохимических
барьеров
(сорбционные,
глеевые)
и
гидродинамическими условиями (плотность поверхностного слоя почвы,
фильтрационная его способность и т.д.);
- для дерново-подзолистых заболоченных почв основным фактором
миграции выступает наличие и интенсивность промывного водного режима.
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7 Принципы создания лесных культур на сельскохозяйственных
угодьях, загрязнѐнных радионуклидами, переданных в лесной фонд
В последние десятилетия хозяйственная деятельность человека привела
к росту числа и интенсивности физических и химических факторов, в том
числе радиоактивных, негативно влияющих на окружающую среду.
Негативное антропогенное воздействие, в первую очередь, вызывает
изменение состояния почвенного покрова, водного режима и
гидрологических условий.
Радиоактивное
загрязнение,
обусловленное
Чернобыльской
катастрофой, захватило всю территорию области, но распределение
радиоактивных веществ в силу ряда причин (многообразие ландшафтов,
почвообразующих пород и почв) было неравномерным, пятнистым и
неоднородным. Радиоэкологическая обстановка на территории области,
особенно в ее юго-западных районах, до сих пор остается сложной и
неблагоприятной для жизнедеятельности и проживания людей. В связи с
этим особую актуальность приобретает решение вопросов, связанных с
разработкой и внедрением действенного механизма реабилитации
территорий.
Одним из таких механизмов реабилитации загрязненных территорий в
условиях жесткого экономического кризиса, обуславливающего резкое, а
затем фактически полное прекращение инвестиций в сельскохозяйственное
производство, является возобновление лесохозяйственной деятельности на
мелкоконтурных пахотных участках с различным уровнем радиоактивного
загрязнения, поскольку леса играют важнейшую роль в стабилизации,
перераспределении и очищении экосистем от радионуклидов.
Приоритетным
направлением
является
лесоразведение
и
лесовосстановление, так как предотвращается вынос радионуклидов за пределы
территорий, загрязненных радиоактивными веществами. Выполнение этих работ
должно осуществляться способами и технологическими решениями,
обеспечивающими радиационную и экологическую безопасность, а также
лесоводственную и экономическую эффективность. Важными защитными
мерами при лесовыращивании являются: сокращение затрат труда и числа
облучаемых лиц за счет применения технологий с максимальной механизацией
работ; совершенствование или замена трудоемких технологических операций с
сохранением лесоводственной эффективности создаваемых лесных культур;
минимальное нарушение почвенного покрова при подготовке почвы под лесные
культуры и при уходе в процессе лесовыращивания; регулирование времени
работ по сезонам и погодным условиям.
Применение энергосберегающих технологий создания лесных культур на
землях, вышедших из-под сельхозпользования, загрязнѐнных радионуклидами
позволит снизить дозы облучения человека и миграцию радионуклидов в
процессе обработки почвы и уходе за лесными культурами.
При разработке системы лесоустройства и ведения лесного хозяйства
необходимо учитывать экологическое состояние территории, вводимой в
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лесопользование. Для этого необходимо, в первую очередь, определить
почвенные, гидрогеологические, литологические и агроэкологические
условия данного ландшафта, а также уровень техногенного воздействия в
каждом конкретном случае.
При создании лесных культур на бывших сельхозугодьях необходимо
установить тип почвы, ее гранулометрический и минералогический состав,
степень загрязнения поллютантами, уровень залегания грунтовых вод,
почвообразующую породу, а также степень засоренности конкретного
участка и видовой состав сорняков.
Выявленные факторы и свойства позволят правильно выбрать
технологию создания лесных культур. Создание оптимальных физических
условий, благоприятных для произрастания лесных культур, водного,
воздушного и питательного режимов – т.е. создание эффективного
(реального) плодородия почвы, можно достичь путѐм применения различных
приѐмов обработки почвы.
По уровню содержания радионуклидов в древесине при одинаковой
плотности загрязнения почвы и в одинаковых лесорастительных условиях
основные лесообразующие породы образуют, в порядке убывания, следующий
условный ряд: мягколиственные породы → твердолиственные породы →
хвойные породы.
Исследования по перераспределению 137Cs по профилю дерновоподзолистых почв выявили следующие закономерности:
- в профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной процесс
вертикальной миграции 137Cs под берѐзовыми насаждениями со временем
усиливается, что связано с водно-физическими свойствами почв и
почвообразующих пород, состава опада и метеорологическими условиями
конкретного года. Миграция радионуклида прослеживается до глубины 100
см в 1994г. и 80 см в 2009 г. Закономерности вертикального
перераспределения 137Сs сохраняются.
- в профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной на
пахотных угодьях на расстоянии 1Н и 10Н от лесополосы перераспределение
запасов 137Cs по слоям наблюдается до глубины 30 см на расстоянии 1Н и до
глубины 50 см на расстоянии 10Н от лесополосы, что связано не с
естественной миграцией радионуклида, а с проведением реабилитационных
мероприятий. Глубже 40 см на расстоянии 1Н и 50 см на расстоянии 10Н
миграция радионуклида между слоями отсутствует.
- в профиле дерново-слабоподзолистой глубокооглеенной супесчаной
почвы на водно-ледниковых отложениях, подстилаемых мореной, на землях,
вышедших из-под сельхозпользования, с естественным возобновлением
берѐзы миграция 137Сs наблюдается до глубины 60 см. Однако основное
количество радионуклида распределено до глубины 0-40 см. Развитие
миграционных процессов ниже слоя 40 см в 1994 г., связано с увлажнением
почвы. Зарастание участка берѐзой привело к перераспределению 137Cs
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
между слоями до глубины 30 см, т.е. появление опада и его минерализация
способствовали образованию подвижных металлоорганических соединений.
Ниже слоя 40 см миграция отсутствует.
- в профиле дерново-глеевой легкосуглинистой почвы на водноледниковых отложениях на естественных мелиорируемых угодьях под
травянистой растительностью перераспределение 137Cs по почвенному
профилю связано с проведением культуртехнических мероприятий и
гидроморфизмом почв. В 1994 году наблюдается передвижение 137Cs вниз по
почвенному профилю до глубины 100 см, в 2009 году - до 30 см.
Наблюдается не только миграция вниз по профилю, но идѐт
перераспределение снизу вверх. Миграция ниже 30 см отсутствует,
абсолютные показатели удельной активности радионуклида на уровне
фоновых. Определяющим фактором миграции в почве является еѐ
переувлажнѐнность.
- в профиле дерново-слабоподзолистой супесчаной почвы на водноледниковых отложениях на расстоянии 2Н от лесной опушки
перераспределение 137Cs по почвенным слоям прослеживается до глубины 30
см. Равномерное распределение радионуклида между слоями связано с
систематической обработкой почвы пашни. Процессы внутрипочвенной
миграции 137Cs развиты слабо, влияние лесных массивов на внутрипочвенное
перераспределение 137Сs не прослеживается и основное количество
радиоактивного цезия находится в слое почвы 0-30см.
- в профиле дерново-слабоподзолистой легкосуглинистой почвы на
водно-ледниковых отложениях, подстилаемых моренным суглинком в
лесомелиоративной полосе под сосновыми насаждениями миграция
радионуклида наблюдается до глубины 20 см и практически отсутствует
ниже слоя 30 см. Абсолютные активности радионуклида на глубине ниже 30
см соответствуют фоновым уровням.
Проведенные
исследования
по
изучению
вертикального
137
перераспределения
Сs по профилю почв различных типов угодий
позволяют сделать вывод о том, что основное количество радионуклида
сосредоточено на глубине 30-40 см. Фактор естественной вертикальной
миграции
развит
очень
слабо.
Поэтому
при
планировании
лесомелиоративных насаждений целесообразно подбирать древесные
породы, менее чувствительные к облучению, и такие, для которых условия на
этой местности были бы оптимальными для роста и развития. При подборе
лесопосадочного материала для культивирования на территории,
загрязненной радиоактивными веществами, важна способность древесных
растений к накоплению радионуклидов в надземной биомассе. Среди
древесных пород сосна и лиственница характеризуются меньшим
накоплением радионуклидов по сравнению с елью. Ель имеет поверхностное
расположение корневой системы в почве, чем сосна и лиственница, поэтому
основная часть корней ели располагаются в наиболее загрязненных верхних
слоях почвы. Отсюда и повышенное накопление радионуклидов в надземной
части сеянцев и саженцев. Кроме того, сеянцы быстрорастущих пород (сосна,
114
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лиственница) быстрее выходят из зоны облучения в случае загрязнения
почвы.
Таким образом, при разработке технологий создания лесных культур на
сильно загрязнѐнных радионуклидами участках необходимо отдавать
предпочтение сосне и лиственнице и мягколиственным породам; на менее
загрязнѐнных почвах – ели и твѐрдолиственным породам.
При создании лесных культур на землях сельскохозяйственного
назначения, загрязнѐнных радионуклидами, основные затраты труда
приходятся на энергоемкие операции: вспашка задернелых участков, разработка
пластов рабочими органами дисковых культиваторов, культивацию и
многочисленные агротехнические уходы для борьбы с травянистой сорной
растительностью. Однако трудоѐмкие традиционные технологии создания
лесных культур возможно изменить в целях обеспечения радиационной и
экологической безопасности при сохранении лесоводственной и экономической
эффективности.
Важным элементом технологического процесса на сельхозугодьях
является избавление от сорной растительности. Применение современных
гербицидов позволяет успешно справиться с этой задачей без применения
механической обработки почвы. Использование раундапа в дозе 2л/га за две
недели до посадки культур почти полностью уничтожает сорную
растительность и позволяет заменить традиционные способы подготовки
почвы лесопосадочными машинами МЛУ-1, ЛМД-91 посадкой крупномерными
саженцами без предварительной обработки почвы. При применении
ямокопателей уменьшается нарушение почвенного покрова, сокращаются
затраты труда и, соответственно, дозы облучения участников работ.
Приживаемость культур сохраняется на уровне традиционных технологий.
При создании полезащитных лесных полос и овражно-балочных
насаждений целесообразно заменять сплошную вспашку на полосную
вертикально-фрезерным культиватором ФВ-0,9/1,5, который позволяет
уменьшить нарушение загрязненной поверхности почвы в 3 раза (Марадудин и
др., 2001). Посадка 5...7-летних саженцев дуба и хвойных пород, а также 3летних саженцев тополя и березы позволяет на 3...5 лет сократить сроки перевода
культур в покрытые лесной растительностью земли по сравнению с
традиционными способами. Создание защитных насаждений крупномерными
саженцами берѐзы, лиственницы, тополя и липы позволяет сократить затраты
труда в 2,0 раза, а потребность в машиносменах - в 2,9 раз по сравнению с
традиционными технологиями.
Наилучшими сроками подготовки почвы являются ранне-весенний и
поздне-осенний периоды, а лучший срок посадки лесокультур на
сельскохозяйственных землях - ранне-весенний.
На песчаных и супесчаных почвах рекомендуется посадка сосны в
смеси с березой крупномерными саженцами. На суглинистых - сосны, ели,
лиственницы, дуба и других пород. На богатых почвах основной породой
является дуб в смеси с кленом, липой, ясенем и другими сопутствующими
породами.
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лесовосстановление на сельскохозяйственных территориях независимо
от радиоактивного загрязнения почв (5-15 Ки/км2, 15-40 Ки/км2) должно
базироваться на почвенно-ландшафтных и лесотипологических принципах.
При закладке лесных культур необходимо:
- проводить подготовку почвы механизированным способом (плугом
ПKЛ 70);
- использование крупномерного посадочного материала, не
требующего большого количества уходов за саженцами после их посадки;
- посадка только механизированная посадочными машинами МЛУ-1
или СБН-1;
- для ухода за культурами рекомендуется применять экологически
безопасные гербициды и арборициды нового поколения в зависимости от
древесной породы; химический уход производить только механизированным
способом с использованием опрыскивателей ПОУ-1 или новых марок;
- для повышения приживаемости, сохранности и ускорения сроков
смыкания крон саженцев необходимо применять традиционные или
медленнодействующие удобрения;
- на загрязненных радионуклидами территориях целесообразно
выращивать смешанные хвойно-лиственные культуры с рядовым или
кулисным расположением древесных пород.
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Заключение
В конце ХХ столетия природные ландшафты и агроландшафты югозапада России в той или иной степени оказались загрязнены радиоактивными
веществами дочернобыльского и особенно чернобыльского происхождения.
Среди них особого внимания требуют наиболее опасные загрязнители
лесных и агроэкосистем долгоживущие радионуклиды 137Cs и 90Sr. Их доля в
смеси продуктов ядерного деления со временем возрастает. Антропогенный
«цезиевый период», образовавшийся на закате второго тысячелетия будет
продолжаться ещѐ около трѐх веков.
Масштабы радиоактивного загрязнения лесного фонда существенно
различаются по площадям, по плотности загрязнения почвы и составу
радионуклидов. Из 1063,2 тыс. га плотность загрязнения 137Cs до 1 Ки/км2
имели 633,5 тыс. га, 1-5 Ки/км2 – 233,0 тыс. га, 5-15 Ки/км2 – 113,9 тыс. га,
15-40 Ки/км2 – 73,5 тыс. га и более 40 Ки/км2 – 9,3 тыс. га (Мурахтанов и др.,
1994; Доклад…, 2003; Светов и др., 2004; Прудников и др., 2007). Брянские
леса являются наиболее пострадавшими в России. Значительная часть этих
лесов расположена в зонах отселения и отчуждения, где по условиям радиационной безопасности приостановлена лесохозяйственная деятельность.
В Государственном докладе «О состоянии окружающей природной
среды Брянской области в 2008 году» отмечено, что средневзвешенная
плотность загрязнения почв сельхозугодий к 2008г. снизилась до 71,4 кБк/м2
против 132,1 кБк/м2 1986 г., в том числе на пашне - до 56,6 кБк/м2 против 111,4
кБк/м2, на сенокосах и пастбищах - до 113,2 против 185,7 кБк/м2, но
превышает доаварийный уровень по сельхозугодьям в 54 раза.
Мониторинг радиационной обстановки показал, что коренного перелома
в сторону улучшения пока не наступило. Процессы освобождения и
самоочищения почв от радионуклидов идут медленно.
Почв с плотностью загрязнения свыше 1 Ku/км2 насчитывается 421 тыс.
га или 25,1% всех сельскохозяйственных угодий, а в семи юго-западных
районах такие почвы распространены на 76,2% сельскохозяйственных
угодий. В этих районах 154,9 тыс. га почв или 33% загрязнены цезием-137
свыше 5 Ки/км2. Уровень загрязнения естественных кормовых угодий в 2
раза выше пахотных земель. Трансформация почв из разряда загрязненных
(св. 37 кБк/м2) в условно чистые (до 37 кБк/м2) по области составили на
сельскохозяйственных угодьях - 204,9 тыс. га (14,9%), в том числе на пашне
176 тыс. га (15,7%), сенокосно-пастбищных угодьях - 28,9 тыс. га (12,3 %).
Радиационное состояние почвенного покрова наиболее загрязнѐнных
юго-западных районов Брянской области до настоящего времени остаѐтся
нестабильным, сложным и коренных изменений в сторону улучшения ещѐ не
наступило (Маркина и др., 1990, 2006; Воробьѐв и др., 1994;Воробьѐв и др.,
1999; Воробьѐв и др., 2002; Прудников и др., 2007).
На загрязненных территориях происходит как природное, так и
антропогенное вторичное перераспределение радиоактивных веществ в
системе ландшафтов. Эти процессы особенно активно происходят в первые
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
месяцы после загрязнения в районах с высоким перепадом уровней радиации.
Большинство попавших в агроландшафты радионуклидов аккумулируются и
трансформируются в почве. Именно она является вторичным и основным
источником поступления радиоактивных веществ в сельхоз- и
лесопродукцию и далее в организм животных и человека. Известно, что
различные почвы неодинаково передают радионуклиды растениям.
Ландшафтная структура региона исследований сложна и многообразна.
Она оказывает значительное влияние на сельскохозяйственное производство,
что обязательно должно учитываться при мониторинговых исследованиях,
особенно радиоэкологических. В регионе выделено 77 природных
ландшафтов, объединѐнных в 7 типологических групп: эрозионноденудационные, ополья, предополья, предполесья, полесья, моренные и
ландшафты речных долин. Большая часть их трансформирована в
агроландшафты. В условиях радиоактивного загрязнения аграрные
ландшафты могут быть сгруппированы, как минимум, по трѐм признакам:
мощности экспозиционной дозы -излучения, свойствам почв, качеству
производимой продукции растениеводства.
Геолого-геоморфологические особенности территории обусловили
чрезвычайно сложную дифференциацию почвенного покрова (Антыков,
1958; Миллер, 1963; Тюрюканов, Быстрицкая, 1971; Воробьев, 1993).
Практически предельная степень его сельскохозяйственного использования и
многообразные виды агротехногенных воздействий ещѐ больше усиливают
эту пестроту (Воробьев и др., 1994). Всѐ это значительно усложняет
экологически безопасное использование почвенного покрова. В тех местах,
где преобладают отрицательные воздействия агротехногенного характера,
происходит демонтаж естественного почвенного покрова, усиливается его
неоднородность, сложность, может возникнуть контрастность, а сами почвы
ухудшаются вплоть до проявления в них изменений необратимого характера.
Для каждой почвенно-климатической зоны, почвенной провинции,
агроландшафта и экосистемы существуют свои экологические проблемы. Их
необходимо
учитывать
при
рациональном
сельскохозяйственном
использовании и лесопользовании.
Почвы агроландшафтов являются депо техногенных загрязнителей, в
том числе и радиоактивных, и их распределителем в биогеосистемах.
Способность агроландшафтов к «саморегулированию» требует расхода
почвенных ресурсов, поэтому их реабилитация основана на воспроизводстве
плодородия почв.
Важным звеном в оценке последствий аварии на Чернобыльской АЭС
является изучение трансформации радионуклидов в агроландшафтах и
лесных экосистемах, которая связана как с их естественным распадом, так и с
миграцией в природной среде. Вслед за Ф.И. Павлоцкой (1974), Э.Б.
Тюрюкановой (1974, 1982), Е.В. Просянниковым (1995) отмечаем, что в
почвах природных и агроландшафтов наблюдается вертикальная миграция
радионуклидов вплоть до материнской породы.
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сходность почвенного покрова эрозионно-денудационных и опольских
ландшафтов по генетическим свойствам обуславливает одинаковые
закономерности распределения радионуклида по почвенному профилю до
почвообразующей породы и формирование вторичной зоны аккумуляции
радиоцезия в иллювиальных горизонтах в относительных единицах
вследствие различий в мощности горизонтов и величин объѐмной массы. В
условиях значительного радиоактивного загрязнения этот процесс
маскируется высоким содержанием 137Cs в верхнем генетическом горизонте
почв.
Большой
практический интерес представляют
исследования
возможности лесовосстановления на территориях с повышенным
содержанием
радиоактивных
веществ,
особенно
при
создании
лесомелиоративных насаждений. Формирование лесных насаждений с
чередованием лесных полос различного породного состава с незалесѐнными
участками в зонах с высоким уровнем радиоактивного загрязнения может
способствовать быстрейшему осаждению радиоактивных веществ и снизить
их распространение в окружающей среде («Итоги изучения…, 1990»;
Тихомиров, (1993);. Переволуцкий, 2006). Степень задерживания
радиоактивных веществ зависит от состава насаждения и его продуваемости.
Выраженный опушечный эффект характерен и для чернобыльских
выпадений (Пастернак и др., 1989; Жученко, 1993). Лесные насаждения и, в
первую очередь, опушка леса остаѐтся основным экологическим барьером на
пути миграции техногенных загрязнителей и выступает в качестве их депо в
структуре ландшафта. В системе сопряжѐнных ландшафтов происходит
снижение радионуклидов глобальных чернобыльских выпадений в
элювиальных ландшафтах (верхняя часть склонов) и их аккумуляция в
аккумулятивных ландшафтах (Тюрюканова, 1976; Волкова и др., 1993; Орлов
и др. 2004). Перераспределение радионуклида в сопряжѐнных элементах
рельефа связано с переносом делювия по склону дождевыми и талыми
водами, типом и густотой произрастающей растительности.
В наших исследованиях выявлен положительный опушечный эффект,
поэтому при планировании лесопосадок целесообразно подбирать древесные
породы, менее чувствительные к облучению, и такие, для которых условия на
этой местности были бы оптимальными для роста и развития.
Сложившаяся радиоэкологическая ситуация на радиоактивно загрязнѐнных территориях и результаты многолетних исследований качества получаемой сельскохозяйственной и лесной продукции показали необходимость
применения конкретных дифференцированных мероприятий для каждой
группы почв, загрязненных радионуклидами, с целью получения нормативно
чистой продукции, т.е. на радиоактивно загрязнѐнных территориях как в
лесном, так и сельском хозяйстве ведение производства требует особого
подхода и разработки новых технологий.
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список литературы
Агеец, В.Ю. Миграция искусственных радионуклидов цезия и
стронция в различных типах почв Белоруссии [Текст] /В.Ю Агеец, Н.И.
Щугля, А.А. Шмигельский //Геохимические пути миграции искусственных
радионуклидов в биосфере. – Пущино, 1991. – 26 с.
Алексахин, Р.М. Радиоактивное загрязнение почвы и растений [Текст]
/Р.М. Алексахин. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. – 123 с.
Алексахин, Р.М. Радиоэкологические уроки Чернобыля [Текст] /Р.М.
Алексахин //Радиобиология. – 1993. – т.33. – Вып.1. – С. 3 - 14.
Алексахин, Р.М. Чернобыльская катастрофа и агропромышленное
производство. К итогам 10-летия исследований [Текст] /Р.М. Алексахин //
Аграрная наука. - № 3. -1996. - С. 5 - 7.
Алексахин, Р.М. Некоторые актуальные проблемы почвенной
радиоэкологии [Текст] /Р.М. Алексахин, А.И. Таскаев //Почвоведение. - 1988.
- №7. - С.115 - 123.
Алексахин, Р.М. Радиоактивное загрязнение агроэкосистем [Текст]
/Р.М. Алексахин, Б.С. Пристер, Н.И. Санжарова, Л.В. Перепелятникова и др.
//Радиоэкологические последствия чернобыльской аварии. Под ред. И.И.
Крышева. – М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1991. – С. 136 – 161.
Алексахин, Р.М. Сельскохозяйственная радиоэкология [Текст] /Р.М.
Алексахин, А.В. Васильев, В.Г. Дикарев и др. //Под ред. Алексахина Р.М.,
Корнеева Н.А.– М.: Экология, 1992. – 400 с.
Алексахин, Р.М. О реабилитации территорий, подвергшихся
радиоактивному загрязнению [Текст] /Р.М Алексахин Г.В. Козьмин, Н.И.
Санжарова, С.В. Фесенко //Вестник РАСХН. - 1994. - № 2. – С. 28 - 30.
Алексеев, Ю.В. Качество растениеводческой продукции [Текст] /Ю.В.
Алексеев. - Л.: Колос, Ленингр. отд-ние. 1978. - 256 с.
Анненков, Б.Н. Радиация и радионуклиды в окружающей среде [Текст]
/Б.Н. Анненков. - М. Тип. АгроНИИТЭИПП, 1992. - 40 с.
Анненков, Б.Н. Основы сельскохозяйственной радиобиологии [Текст]
/Б.Н. Анненков, Е.В. Юдинцева.. – М.: Агропромиздат, 1991. – 287 с.
Анохин, В.А. Моделирование процессов миграции радиоизотопов в
ландшафтах [Текст] /В.А. Анохин. - М.: Атомиздат, 1974. - 144 с.
Антропова, З.Г. Итоги изучения и опыт ликвидации последствий
аварийного загрязнения территории продуктами деления урана [Текст] /З.Г.
Антропова, Е.И. Белова, И.К. Дибобес и др. //Под ред. А.И. Бурназяна. – М.:
Энергоатомиздат, 1990. – 144 с.
Антыков, А.Я. Почвы Брянской области и условия их образования
[Текст] /А.Я. Антыков. - Брянск: Брянский рабочий, 1958. - 162 с.
Архипов, Н.П. Роль природных и антропогенных факторов в миграции
радионуклидов в почвенно-растительном покрове различных зон [Текст]
/Н.П. Архипов. – Дисс. на соискание учен. степ. д. б. н. в форме научного
доклада. - Обнинск, 1994. - 54 с.
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Батурин, В.А. Вертикальная миграция радионуклидов в почве
Восточно-Уральского следа и ее влияние на интенсивность исходящего
излучения [Текст] /В.А. Батурин //Атом. энергия. – 1997. – т. 82, вып. 1. – С.
44 - 48.
Беккиев, Р.И. Влияние испытаний ядерного оружия на экосистемы (на
примере Алтайского края) [Текст] /Р.И. Беккиев //Биологические эффекты
малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды:
Матер. междунар. конф. (Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 28 сентября1октября 2009г.). – Сыктывкар, 2009. (Коми научный центр УрО РАН). - С.
134-138.
Белоус, Н.М. Способы уменьшения содержания радионуклидов в
кормах [Текст] /Н.М.Белоус, Ф.В. Моисеенко, В.Ф. Шаповалов, М.А.
Духанин //Химия в сельском хозяйстве. – 1996. - № 1. – С. 26.
Берг, Л.С. Ландшафтно-географические зоны СССР [Текст] /Л.С. Берг.
– Л.: Сельхозгиз, 1930. - 399 с.
Берг, Л.С. Географические зоны Советского Союза [Текст] /Л.С. Берг. М.: Географгиз, 1947, Т.1. – 430с.
Бобовникова, Ц.И. Химические формы нахождения долгоживущих
радионуклидов и их трансформация в почвах зоны аварии на ЧАЭС [Текст]
/Ц.И. Бобовникова, Е.П. Вирченко, А.В. Коноплев и др. // Почвоведение. –
1990. - №10. - С. 20 - 25.
Бондарь, П.Ф. Вертикальная миграция в почве радионуклидов
выпадений выброса ЧАЭС [Текст] /П.Ф. Бондарь, Ю.А. Иванов, В.В. Заика
//Тезисы доклада совещания «Принципы и методы ландшафтногеохимической миграции радионуклидов в биосфере».-Суздаль, 1989. - С. 74.
Бондарь, П.Ф. Влияние удобрений и мелиорантов на накопление
радиоцезия в урожае сельскохозяйственных культур на произвесткованных
почвах [Текст] /П.Ф. Бондарь, В.В. Заика, А.И. Дутов и др. //Тез. докл. 3-ей
Всесоюз. конф. с.-х. радиобиологии. – Обнинск, 1990. – Т.1. – С. 82 - 84.
Бондарь, П.Ф. Влияние различных доз калийных удобрений на
поступление радиоцезия в урожай овса [Текст] /П.Ф.Бондарь, А.И. Дутов
//Проблемы сельскохозяйственной радиологии. – Киев, 1992. – Вып. 2. – С.
121 - 125.
Булгаков, А.А. Механизмы вертикальной миграции долгоживущих
радионуклидов в почвах 30-километровой зоны ЧАЭС [Текст] /А.А.
Булгаков, А.В. Коноплев, В.Е. Попов и др. //Почвоведение. – 1990. - №11. –
С. 14 - 19.
Булко, Н.И. Миграция и накопление 137Cs в сосновых типах лесах на
сопряжѐнных участках ландшафта [Текст] /Н.И. Булко, Н.В. Митин //Сб.
науч. трудов ИЛ НАН Беларуси «Проблемы лесоведения и лесоводства»,
вып. 49, Гомель, 1998. – С. 136-148.
Василенко, И.Я. Радиоактивный цезий – 137 [Текст] /И.Я. Василенко
//Природа. - 1999. - № 3. - С. 70 - 76.
Величко, З.А. Регулирование миграций и транслокации стронция при
химической мелиорации кислых почв [Текст] /З.А. Величко, А.И. Оконский,
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Е.И. Шестаков, Н.П. Панов //Докл. Рос. акад. с.-х. наук. – 1993. - № 5. – С. 19
- 22.
Водовозова, И.Г. Влияние органического вещества на переход
радиоактивных изотопов в растения [Текст] /И.Г. Водовозова, Р.И. Погодин
//Радиоактивные изотопы в почвенных и пресноводных системах. –
Препринт. Свердловск: 1981. – С. 15 – 18.
Волкова, Н.И. Структурно-генетический ряд ландшафтов полесий и
ополий [Текст] /Н.И. Волкова //В сб.: «Современные проблемы физической
географии». - М., 1989. - С. 122 - 134.
Волкова, Н.И. Рекомендации к ландшафтному обследованию
природных систем земледелия [Текст] /Н.И. Волкова, В.К. Жучкова, В.А.
Николаев. - М.: ВАСХИЛ, 1990. – 61 с.
Волкова, Н.И. Создание радиационной карты Брянской области на
ландшафтной основе [Текст] /Н.И. Волкова, Г.Т. Воробьев, В.К. Жучкова
//Геохимия. - № 11. - 1993. - С. 1640 - 1648.
Волкова, Н.И. Ландшафтная структура и ее влияние на современные
антропогенные процессы (на примере Брянской области) [Текст] /Н.И.
Волкова. – Автореф. дисс. на соискание учен. степ. к. геогр. н.– М., 1998.-24с.
Воробьѐв, Г.Т. Почвы Брянской области [Текст] /Г.Т.Воробьѐв. –
Брянск: «Грани», 1993. – 160с.
Воробьев, Г.Т. Радиоактивное загрязнение почв Брянской области. Монография /Г.Т. Воробьев, Д.Е. Гучанов, З.Н. Маркина А.А. Новиков, С.В.
Карпеченко, В.С. Калацкий. - Брянск: ―Грани,‖ 1994. - 148 с. + 27 карт
Воробьѐв, Г.Т. Агрохимические свойства почв Брянской области и
применение удобрений [Текст] /Г.Т. Воробьѐв, А.И. Бобровский, П.В.
Прудников. – Брянск: Клинцовская типография,1995. – 121 с.
Воробьев, Г.Т. Динамика изменения радиационной обстановки на
почвах сельскохозяйственных угодий Брянской области и выполнение
мероприятий по снижению поступления 137Cs в продукцию растениеводства
[Текст] /Г.Т.Воробьев, А.А. Новиков, З.Н. Маркина //Матер. междунар. науч.практ. конф. «Проблемы ведения агропромышленного производства на
радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных землях в отдаленный
после Чернобыльской катастрофы период». М., Информагротех, 1999. - С. 77
- 80.
Воробьѐв, Г.Т. Почвенное плодородие и радионуклиды (Экологические
функции удобрений и природных минеральных образований в условиях
радиоактивного загрязнения почв). – Монография [Текст] /Г.Т. Воробьѐв,
И.Н. Чумаченко, З.Н. Маркина и др. - М.: НИА – Природа, 2002. – 356 с.
Гедройц, К.К. Учение о поглотительной способности почв [Текст] /К.К.
Гедройц. - М.: Сельхозгиз, 1933. – 205 с.
Гедройц, К.К. Почвенный поглощающий комплекс, растение и
удобрение [Текст] /К.К. Гедройц. - М., Л.: Сельхозгиз, 1935. – 343 с.
Гребенщикова, Н.В. Поведение радионуклидов 137Cs в дерновоподзолистых почвах Гомельской области [Текст] /Н.В. Гребенщикова, Н.И.
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Самусев, А.А. Новик //Тез. докл. 3-ей Всес. конф. по с.-х. радиологии. –
Обнинск. – Т.1. – 1990. – С. 18 - 19.
Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды
Брянской области в 2008 году» [Текст] /Комитет природопользования и
охраны окружающей среды, лицензирования отдельных видов деятельности
Брянской области; сост.: С.А. Ахременко, А.В. Городков, Г.В. Лѐвкина и др.
– Брянск, 2009. – 306 с.
Горяченкова, Т.А. Изучение связи радионуклидов с коллоидами
почвенных растворов [Текст] /Т.А. Горяченкова, И.Е. Казинская, А.П.
Новиков //Мат. междун. конф. «Биологические эффекты малых доз
ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды», Сыктывкар,
Республика Коми, 28сентября-1октября 2009 г. - Сыктывкар, Коми науч.
центр УрО РАН, 2009.– С. 145-148.
Громова, В.С. Миграция и накопление 137Cs и ТМ в почве и растениях в
условиях расчленѐнного рельефа [Текст] /В.С. Громова, М.И. Лунѐв
//Плодородие.- 2007. - № 4. – С. 38-39.
Гулякин, И.В. Радиоактивные продукты деления в почве и растениях
[Текст] /И.В. Гулякин, Е.В. Юдинцева. – М.: Госатомиздат, 1962. – 276 с.
Гулякин, И.В. Сельскохозяйственная радиобиология [Текст] /И.В.
Гулякин, Е.В. Юдинцева. – М.: Колос, 1973. – 272 с.
Давыдчук, В.С. Ландшафты Чернобыльской зоны и их оценка по
условиям миграции радионуклидов [Текст] /В.С. Давыдчук, Р.Ф. Зарудная,
С.В. Михели и др. - Киев.: Наукова Думка, 1994. – 112 с.
Давыдчук,
В.С.
Ландшафтный
подход
к
организации
геоинформационных систем [Текст] /В.С. Давыдчук, В.Г. Линник //Тез. докл.
Всесоюзного совещания по ландшафтоведению. Львов, сентябрь. - 1988. – С.
53-54.
Дибобес, И.К. Глобальные выпадения стронция-90 на территории
Урала в период 1961-1966 г.г. [Текст] /И.К. Дибобес, Л.И. Пантелеев, С.Я.
Зайдман. - М.: Атомиздат, 1967. - 230 с.
Диденко, Л.Г. Особенности поведения 90Sr в почвах, загрязненных
аварийным выбросом ЧАЭС [Текст] /Л.Г. Диденко //Экология. – 1992. - № 6.
– С. 70 - 72.
Дмитриев, Е.А. Математическая статистика в почвоведении [Текст]
/Е.А. Дмитриев. - М.: Изд-во МГУ, 1972. - 292 с.
Доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской
области в 2002 году» [Текст] /Под общ. ред. И.А. Балясникова. –Брянск:
Брянск. обл. типогр., 2003.–335 с.
Добровольский, Г.В. Микроморфологические признаки окультуривания
дерново-подзолистых
почв
[Текст]
/Г.В.
Добровольский
//Микроморфология антропогенно измененных почв. – М.: Наука, 1988. – С.
9 – 15.
Добровольский, Г.В. Почвенно-географическое
районирование
/Г.В.Добровольский, И.С. Урусевская [Текст] //Почвенно-геологические
условия Нечерноземья. М.: Изд-во Моск. ун - та, 1984. – С. 387 – 464.
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Жученко, Ю.М. Закономерности распределения радионуклидов
чернобыльского генезиса по различным типам ландшафтов [Текст] /Ю.М.
Жученко //Радиобиологический съезд, Киев, 20-25 сентября 1993 г.: В 5 ч. –
Пущино, 1993. – Ч. 1. – С. 363.
Зайдельман, Ф.П. Экологическая защита мелиорируемых почв и
агроландшафтов [Текст] /Ф.П. Зайдельман //Почвоведение. – 1993. - № 1. - С.
5 - 12 .
Иванов, Ю.А. Многолетняя динамика вертикального переноса
радионуклидов в почвах зоны отчуждения АЭС (исследования 1987-2007 гг.)
/Ю.А. Иванов, В.А. Кашпаров, С.Е. Левчук и др. //Мат. междун. конф.
«Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды», Сыктывкар, Республика Коми, 28сентября1октября 2009 г. - Сыктывкар, Коми науч. центр УрО РАН, 2009.– С. 160-162.
Исаченко, А.Г. Ландшафты СССР [Текст] /А.Г. Исаченко. - Л.: ЛГУ,
1986. - 320 с.
Итоги изучения и опыт ликвидации последствий аварийного
загрязнения территорий продуктами деления урана [Текст] /Под общ. ред.
Бурназяна А.И. – М., Энергоатомиздат, 1990. – 144 с.
Кауричев, И.С. Почвоведение [Текст] /И.С. Кауричев, Н.П. Панов, Н.Н.
Розов и др. Под ред. И.С. Кауричева. – 4 изд. перераб. и доп. – М.:
Агропромиздат, 1989. – 719 с.
Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия [Текст] /В.И.
Кирюшин. - М.: Колос. - 1996.- 367 с.
Киселѐв,
Г.П.
Радиоактивный
мониторинг
Архангельской
промышленной агломерации [Текст] /Г.П. Киселѐв, А.В. Баженов, В.В.
Кряучюнас, И.М. Киселѐва //Урал атомный. Урал промышленный: Тр. ХI
междунар. эколог. Симпозиума. – Екатеринобург, 2005. – С. 54-55.
Киселѐва, И.М. Распределение 137Cs, 40K, 226Ra, 232Th в почвах
Архангельской агломерации [Текст] /И.М. Киселѐва, В.В. Кряучюнас, Г.П.
Киселѐв //Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и
радиоактивное загрязнение среды: Матер. междунар. конф. (Сыктывкар,
Республика Коми, Россия, 28 сентября-1октября 2009г.). – Сыктывкар, 2009.
(Коми научный центр УрО РАН). - С. 168-171.
Клечковский, В.М. О поведении радиоактивных продуктов деления в
почвах, их поступлении в растения и накоплении в урожае /В.М.
Клечковский. - Препринт. - М.: АН СССР, 1956. - 178 с.
Ковда, В.А. Опыт и методы экологического мониторинга [Текст] /В.А.
Ковда. - Пущино, 1978. - 179 с.
Коноплев, А.В. Моделирование вертикальной миграции радионуклидов
в почве (по результатам ядерной аварии) [Текст] /А.В. Коноплев, А.А.
Голубенков.//Метеорология и гидрология. – 1991. - № 10. – с. 62 - 68.
Копытков, В.В. Влияние обеспеченности почв лесных питомников
элементами минерального питания на выход стандартного посадочного
материала [Текст] /В.В.Копытков, Е.В. Жумигин //Проблемы лесоведения и
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лесоводства: сб. науч. тр. ИЛ НАН Беларуси. Вып. 67. – Гомель: ИЛ НАН
Беларуси, 2007. – С. 182-188.
Корнеев, Н.А. Роль чернозема в проблемах радиоэкологии [Текст]
/Н.А. Корнеев //Агрохимия. – 1995. - №4. – С. 20 - 21.
Корнеев, Н.А. Снижение радиоактивности в растениях и продуктах
животноводства [Текст] /Н.А. Корнеев, А.Н.Сироткин, Н.В. Корнеева. - М.:
Колос, 1977. – 207 с.
Корнеев, Н.А. К вопросу о миграции 137Cs в почвенно-растительном
покрове [Текст] /Н.А. Корнеев, В.А. Егорова //Сельскохозяйственная
биология. - 1989. - № 1. - С. 35 - 40.
Корнеев, Н.А. Задачи и перспективы сельскохозяйственной радиологии
[Текст] /Н.А. Корнеев, А.П.Поваляев, Р.М. Алексахин //Вестник
сельскохозяйственной науки. – 1978. - № 1. - С. 108 – 114.
Коробова Е.М. Закономерности распределения 137Cs в аллювиальных
почвах, загрязнѐнных после аварии на Чернобыльской АЭС [Текст] /Е.М.
Коробова, Н.П. Чижикова //Биологические эффекты малых доз
ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды: Матер.
междунар. конф. (Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 28 сентября1октября 2009г.). – Сыктывкар, 2009. (Коми научный центр УрО РАН). - С.
171-174.
Круглов, С.В. Особенности поведения 137Cs и 90Sr чернобыльских
выпадений в почвах ближней и дальней зоны аварии [Текст] /С.В.Круглов,
Н.П. Архипов //Пятая Междун. науч.-техн. конф. «Чернобыль - 96». «Итоги
10 лет работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС». Сб. тез., Зеленый
Мыс, 1996. - С. 230 - 231.
Кузнецов, А.В. Радионуклиды в системе почва - растение [Текст] /А.В.
Кузнецов //Влияние средств химизации на радиоактивность почв
сельскохозяйственных угодий и возделываемых растений. - М.: ЦИНАО,
1984. - С. 3-12.
Куликов, Н.В. Влияние режима почвенного увлажнения на переход
стронция - 90, цезия - 137 и церия - 144 из почвы в раствор [Текст] /Н.В.
Куликов, И.В. Молчанова, Е.Н. Караваева // Экология. – 1973.- № 4.–С. 57-62.
Куликов, Н.В. Континентальная радиоэкология [Текст] /Н.В. Куликов,
И.В. Молчанова. - М.: Наука, 1975. - 184 с.
Куликов, Н.В. Радиоэкология почвенно-растительного покрова [Текст]
/Н.В.Куликов, И.В. Молчанова, Е.Н. Караваева. - Свердловск., УрО АН
СССР, 1990.-173 с.
Курнаев, С.Ф. Лесорастительное районирование СССР [Текст] /С.Ф.
Курнаев. - М.: Наука, 1973. - с. 52-78.
Курнаев,
С.Ф.
Дробное
лесорастительное
районирование
Нечерноземного центра [Текст] /С.Ф. Курнаев. - М.: Наука, 1982. - 118 с.
Ландшафтно-геохимическое районирование и охрана среды //Вопросы
географии. - М. Мысль, 1983, № 120. - 207 с.
Ландшафтно-экологические исследования и природопользование. – М.:
АН СССР, МФ ГО, 1985. - 146 с.
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лѐвина, С.Г. Распределение долгоживущих изотопов 90Sr и 137Cs в
супераквальном компоненте почв водосборных территорий озѐр Большой и
Малой Игиш (средняя зона ВУРСа) [Текст] /С.Г. Лѐвина, А.А. Сутягин, В.В.
Дерягин //Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и
радиоактивное загрязнение среды: Матер. междунар. конф. (Сыктывкар,
Республика Коми, Россия, 28 сентября-1октября 2009г.). – Сыктывкар, 2009.
(Коми научный центр УрО РАН). - С. 171-174.
Липатов, Д.Н. Миграция 137Cs в залежных и пахотных почвах
агроландшафтов Тульской области [Текст] /Д.Н. Липатов, Д.В. Манахов,
Л.А. Вежливцева //Вести Моск. ун-та, сер. 17. Почвоведение. - 2003. - № 3. –
С. 42-48.
Лиштван, Н.И. Характеристики сорбции и миграции радионуклидов
137
Cs и 90Sr в природных дисперсных системах [Текст] /Н.И. Лиштван, Г.П.
Бровка, Н.В. Дедюля, Е.Н. Ровдан //Becцi Aкaдэмii Навук Беларусi. – 1996. №4. - С. 79 - 83.
Лавренчук, В.Н. Глобальные выпадения продуктов ядерных взрывов
[Текст] /В.Н. Лавренчук. - М.: Атомиздат, 1965. – 411 с.
Марадудин, И.И. Основы прикладной радиоэкологии леса [Текст] /И.И.
Марадудин, А.В. Панфилов, В.А. Шубин. - Уч. пособие, М.: ВНИИЛМ, 2001.
–224 с.
Марей, А.Н. Глобальные выпадения Сs-137 и человек [Текст] /А.Н.
Марей, Р.М. Бархударов, Н.Я. Новикова. - М.: Атомиздат, 1974. - 168 с.
Маркина, З.Н. Радиационно-экологический мониторинг агросистем
Брянской области [Текст] /Научные основы работ по реабилитации
территорий Брянской области: Сб. статей. М.: ЦНИИатоминформ, 1993. – С.
3-5.
Маркина, З.Н. Эффективность агрохимических приемов при
ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС [Текст] /З.Н.
Маркина //Химия в сельском хозяйстве. – 1996. - №1. - С. 22 - 24.
Маркина, З.Н. Радиоэкологическое состояние агроландшафтов югозапада России и их реабилитация [Текст] /З.Н. Маркина. Автореф. докт. дис.
– Брянск, 1999. – 42 с.
Маркина, З.Н. О роли калия в снижении дозы внутреннего облучения
населения [Текст] /З.Н. Маркина. - Материалы межд. научно-практ. конф. на
тему: «Проблемы ведения агропромышленного производства на
радиоактивно загрязнѐнных сельскохозяйственных землях в отдалѐнный
после Чернобыльской катастрофы период», 25-26 февраля 1999г., п.
Мичуринский Брянской области. – Москва, Информагротех, 1999. - С. 74-76
Маркина, З.Н. Распределение и перераспределение 137Cs в почвах радиоактивно загрязнѐнных ландшафтов [Текст] /З.Н. Маркина //Матер. регион.
науч.-технич. конф.: «Вклад учѐных и спец. в национальную экономику», г.
Брянск, 16-18 мая 2001г. Под ред. Е.Н. Самошкина, В.М. Меркелова, И.М.
Барановой, Н.П. Горбова. – Брянск: БГИТА, Т. 2. 2001. – С. 15-23.
Маркина, З.Н. Распределение радионуклидов в почвах Брянской
области и пути повышения качества сельскохозяйственной продукции
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
[Текст] /З.Н. Маркина, Г.Т. Воробьѐв.- Научно-организационные материалы
по охране здоровья человека и природы в процессе сельскохозяйственного
производства. – Брянск, ГПИстроймаш, 1986. - С. 25-34.
Маркина, З.Н. Радионуклиды в агросистемах [Текст] /З.Н. Маркина,
Г.Т. Воробьев, Д.Е. Гучанов //Химия в сельском хозяйстве. - 1990. - № 5.-С.
35-37.
Маркина, З.Н. Радиоактивное загрязнение продукции растениеводства
Брянской области (монография) [Текст] /З.Н. Маркина, А.А. Курганов, Г.Т.
Воробьев. - Брянск: БГСХА, 1997. – 243 с.
Маркина,
З.Н.
Радиоэкологическая
обстановка
на
почвах
сельхозугодий Брянской области и пути получения нормативно чистой
продукции [Текст] / З.Н. Маркина, П.В. Прудников, Л.А. Ковалѐв
//Агрохимический вестник, № 2, 2006. – С. 10-11.
Махонько, К.П. Миграция загрязняющих веществ в почвах и
сопредельных средах [Текст] /Махонько К.П. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. С. 8 - 17.
Миллер, Н.С. Геологическое строение Брянской области [Текст] /Н.С.
Миллер //Учен. зап. Новозыбковского госпединститута. Т. VI. - Смоленск,
1965. - С. 42 - 48.
Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия [Текст] /В.Г.
Минеев. – М.: Изд-во МГУ, 1999. – 332 с.
Михайловская, Л.Н. Влияние режима увлажнения на подвижность
радионуклидов в почвах аварийной зоны ЧАЭС [Текст] /Л.Н. Михайловская,
Е.Н. Караваева, И.В. Молчанова //Экология. – 1992. - №2 .- С. 76 - 79.
Моисеев, А.А. Цезий - 137, окружающая среда, человек [Текст] /А.А.
Моисеев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 180 с.
Моисеев, И.Т. Изучение поведения 137Cs в почвах и его поступление в
сельскохозяйственные культуры в зависимости от различных факторов
[Текст] /И.Т. Моисеев, Г.И. Агапкина, Л.А. Рерих. //Агрохимия. – 1994. - №2.
– с. 103 - 118.
Моисеев, И.Т. Оценка параметров накопления 137Cs многолетними
травами в зависимости от их видовых особенностей, внесения удобрений и
свойств почв [Текст] /И.Т. Моисеев, Ф.А. Тихомиров, Л.А. Рерих
//Агрохимия. – 1982. - № 2. – С. 94-99.
Моисеев, И.Т. К оценке влияния минеральных удобрений на динамику
обменного цезия-137 в почвах и доступность его овощным культурам [Текст]
/И.Т. Моисеев, Ф.А. Тихомиров, В.В. Мартынов, Л.А. Рерих /Агрохимия. –
1988. - №5. - С. 88 - 90.
Молчанов,
А.А.
Некоторые
закономерности
распределения
радиоактивных продуктов деления, оседающих в составе глобальных
выпадений, в лесной растительности [Текст] /А.А. Молчанов, Е.А. Фѐдоров,
Р.М. Алексахин и др. //Лесоведение. – 1968. - №6. – С. 13-20.
Молчанова, И.В. Радиоактивные изотопы в системе почва-растение
[Текст] /И.В. Молчанова, Н.В. Куликов. - М.: Атомиздат, 1972. – 86 с.
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Молчанова, И.В. Закономерности поведения радионуклидов в
пойменных ландшафтах реки Течи на Урале [Текст] /И.В. Молчанова, Е.Н.
Караваева, В.Н. Позолотина и др. // Экология. – 1994. - № 3. – С. 43 - 48.
Молчанова,
И.В.
Эколого-геохимические
аспекты
миграции
радионуклидов в почвенно-растительном покрове [Текст] /И.В Молчанова,
Е.Н. Караваева. – Екатеринобург: УрО РАН, 2001. – 161 с.
Мурахтанов, Е.С. Радиационно-экологическая обстановка Брянской
области [Текст] /Е.С. Мурахтанов, С.А. Ахременко, Н.В. Акименков, В.Н.
Самойленко, – Брянск. – 1994. – 80 с.
Муха, В.Д. Агропочвоведение [Текст] /В.Д. Муха, И.Н. Картамышев,
И.С. Кочетов, Д.В. Муха. - М.: Колос, 1994. - 528 с.
Николаев, В.А. Агроландшафты Брянской области [Текст] /В.А.
Николаев //Агроландшафтные исследования. Методология, методика
региональные проблемы. Под ред. В.А. Николаева. - М.: Изд-во Моск. ун-та,
1992. - С. 57 - 66.
Николаев, В.А. Адаптивная пространственно-временная организация
агроландшафтов [Текст] /В.А. Николаев // Вестник Московск. ун-та. Серия 5.
География. – 1999. - № 1. – С 22 – 26.
Новикова, Н.Я. Сравнительный анализ миграции 137Cs и 90Sr в
трофических цепях при Чернобыльском и глобальных выпадениях [Текст]
/Н.Я. Новикова, Р.М. Бархударов, Н.К. Шандала и др. //Труды междунар.
конф. «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях», Москва, 24-26
апреля 2000 г. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2000. – Т. 2. - С. 75-80.
Овсянникова, С.В. Содержание137Cs и 90Sr в почвенной влаге как
критерий подвижности радионуклидов [Текст] /С.В. Овсянникова, Г.А.
Соколик, Е.А.Эйсмонт и др.//Доклады АН Белоруссии.-1998.-№3.-С. 109-116.
Орлов, Д.С. Органическое вещество почв Российской Федерации
[Текст] /Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, Н.И. Суханова. – М.: Наука, 1996.–256 с.
Орлов, М.Ю. Загрязнение почв долгоживущими радионуклидами на
территории России после аварии на Чернобыльской АЭС [Текст] /М.Ю.
Орлов, Ф.И. Павлоцкая, Ц.И. Бобовникова, В.П. Сныков, Л.П. Бочков //Тез.
докл. Всерос. конф. «Радиоэкологические, медицинские и социальноэкономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация
территорий и населения». НМЦ «Голицыно», 21 – 25 мая 1995. – С. 23.
Орлов, А.А. Плотность радиоактивного загрязнения почвы в системе
взаимосвязанных ландшафтов в условиях дюнного рельефа Украинского
Полесья [Текст] /А.А. Орлов, Т.В. Курбет, А.Г. Дмитриенко //Проблемы
экологии леса и лесопользования на Полесье Украины: Сб. науч. трудов
Полесской АЛНИС. – Вып. 4 (10). – Житомир-Волынь, 2004. – С. 12-22.
Павлоцкая, Ф.И. Миграция радиоактивных продуктов глобальных
выпадений в почвах [Текст] /Ф.И Павлоцкая. – М.: Атомиздат, 1974. – 216 с.
Павлоцкая, Ф.И. К вопросу об изучении форм поступления некоторых
продуктов деления на земную поверхность [Текст] /Ф.И. Павлоцкая, Л.Н.
Зацепина. - М.: Атомиздат, 1965.-71 с.
128
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Павлоцкая, Ф.И. Глобальное распределение радиоактивного стронция
по земной поверхности [Текст] /Ф.И. Павлоцкая, Э.Б. Тюрюканова, В.И
Баранова. - М.; Атомиздат, 1970.–158 с.
Панфилов, А.В. Радиационная обстановка в лесах России [Текст] /А.В.
Панфилов //Межд. конф. «Радиоактивность при ядерных взрывах». – Труды,
Т. 2., 2000. – С. 220-225.
Пастернак,
П.С.
Лесоводственно-экологические
последствия
разрушения лесов аварийными выбросами [Текст] /П.С. Пастернак, П.И.
Молодков, Н.Д. Кучма и др.// Чернобыль-88: Сб. докл. I Всесоюз. науч.-техн.
совещ. по итогам ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. – Чернобыль,
1989. Т. 3. Ч. 2. – С. 36-60.
Пегоев, А.Н. О вертикальных профилях цезия – 137 в почвах [Текст]
/А.Н. Пегоев, Н.Д. Фридман //Почвоведение. – 1978. - №8. – С. 77 - 82.
Переволоцкий, А.Н. Распределение 137Cs и 90Sr в лесных биогеоценозах
[Текст] /А.Н. Переволоцкий. - Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2006.
– 255 с.
Перельман, А.И. Геохимия ландшафтов [Текст] /А.И. Перельман. - М.:
Высш. шк., 1975. – 342 с.
Погребняк, П.С. Основы лесной типологии. Второе исправленное и
дополненное издание [Текст] /П.С. Погребняк. – Киев: Академия наук УССР,
1955. – 455 с.
Подворко, Г.А. Вертикальная миграция 137Cs в болотных почвах в
отдалѐнный период после аварии на ЧАЭС [Текст] /Г.А. Подворко, Н.И.
Санжарова, С.И. Спиридонов, И.В. Коновлѐва //Радиационная биология.
Радиоэкология. 2004. Т. 44. № 4. – С. 458-465.
Пристер, Б.С. Основы сельскохозяйственной радиологии [Текст] /Б.С.
Пристер, Н.А. Лощилов, О.Ф. Немец, В.А. Поярков.–К.: Урожай, 1988.–256 с.
Прищеп Н.И. Агроэкологические основы применения калийных
удобрений в земледелии юго-запада Нечерноземной зоны. [Текст] /Н.И.
Прищеп. – Брянск: ТОО «Придесенье». – 1994. – 96 с.
Природное районирование и типы сельскохозяйственных земель
Брянской области. - Брянск: Приокское книжное издательство. Брянское
отделение, 1975. - 611 с.
Просянников Е.В. Экологическая оценка агросистем юго-запада
России, загрязненных радионуклидами [Текст] /Е.В. Просянников
/Омнигенная экология. – Брянск, Изд-во Брянской ГСХА, 1995. – С. 64 – 115.
Прохоров, В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почве.
Физико-химические механизмы и моделирование [Текст] /В.М. Прохоров.
Под ред. Р.М. Алексахина. - М.: Энергоиздат, 1981. - 99 с.
Прохоров, В.М., Расчет вертикального перемещения 90Sr в однородных
почвах [Текст] /В.М. Прохоров, А.С. Фрид //Радиобиология. – 1970. - №13. –
С. 54.
Прудников, П.В. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв
Брянской области [Текст] /П.В. Прудников, С.В. Карпеченко, А.А. Новиков,
129
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Н.Г. Поликарпов. – Брянск: Изд-во ГУП «Клинцовская город. тип.», 2007. –
608 с.
Радиация, дозы, эффекты, риск [Текст] /Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. –
79 с.
Раменский, Л.Г. Введение в комплексное почвенно-геоботаническое
исследование земель [Текст] /Л.Г. Раменский. – М.: Сельхозгиз, 1938.– 620 с.
Раменский, Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова
[Текст] /Л.Г. Раменский. - Л.; Наука, 1971. - 334 с.
Рэуце, К. Борьба с загрязнением почвы [Текст] /К. Рэуце, С. Кырстя. М.: Агропромиздат, 1986. – 221 с.
Родин, С.А. Оптимизация физико-механических свойств лесных
питомников [Текст] /С.А.Родин, А.И. Угаров. – Саратов, 1997. – 2 с.
Рожков, В.А. Метод главных компонент и его применение в
почвоведении [Текст] /В.А. Рожков //Почвоведение. - 1975б. - № 10. - С. 141 151.
Рожков, В.А. Почвенная информатика [Текст] /В.А. Рожков. - М.:
Агропромиздат, 1989. - 221 с.
Розанов, Б. Г. Генетическая морфология почв [Текст] /Б. Г. Розанов. М.: Изд - во МГУ, 1975. - 294 с.
Росянов, С.П. О миграции 90Sr по профилю почв [Текст] /С.П. Росянов,
В.К. Виноградова, Л.И. Гедеонов //Почвоведение. - 1971. - № 6. - С. 29.
Санжарова, Н.И. Радиоэкологический мониторинг агроэкосистем и
ведение сельского хозяйства в зоне воздействия атомных электростанций
[Текст] /Н.И. Санжарова. Автореф. дис. д-ра биол. наук.-Обнинск, 1997.–52 с.
Санжарова, Н.И. Динамика биологической доступности 137Cs в системе
почва - растение после аварии на Чернобыльской АЭС [Текст] /Н.И.
Санжарова, С.В. Фесенко, Р.М. Алексахин //Доклады Академии Наук, 1994,
Т. 338 - № 4. - С. 564 - 566.
Санжарова, Н.И. Принципы реабилитации сельскохозяйственных
угодий, временно выведенных из землепользования [Текст] /Санжарова Н.И.
и др. //Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы ведения
агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных землях в отдаленный после Чернобыльской катастрофы
период». - Информагротех, М., 1999. – С. 53 - 55.
Светов В.А. Дела чернобыльские [Текст] / В.А. Светов, В.И. Польской.
Н.М. Белоус и др. – Изд-во Клинцовская гор. Типогр., 2004. – 90 с.
Сдобникова, О.В. Фосфорные удобрения и урожай [Текст] /О.В.
Сдобникова. - М.: Агропромиздат, 1985. – 111 с.
Тараканов, Н.Д. Катастрофа на Чернобыльской АЭС
–
крупномасштабная техногенная катастрофа ХХ века /Н.Д. Тараканов
//Чернобыльская катастрофа – 12 лет спустя. - М., 1998. - С. 9-36.
Тимирязев, К.А. Земледелие и физиология растений. Избранные
лекции и речи [Текст] /К.А. Тимирязев. - М.: Сельхоз, 1957 – 326 с.
Тихомиров, Ф.А. Распределение и миграция радионуклидов в лесах
ВУРС при радиоактивных выпадениях [Текст] /Ф.А. Тихомиров
130
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
//Экологические последствия аварии на Южном Урале. – М.: Наука, 1993. –
С. 21-39.
Тихомиров, Ф.А. Распределение радионуклидов в лесных ландшафтах
Украинского Полесья [Текст] /Ф.А. Тихомиров, А.И. Щеглов и др. //Тезисы
докл. всесоюз. совещания «Принципы и методы ландшафтно-геохим. исслед.
миграции радионуклидов», Суздаль, 13-17 ноября 1989г. М., ОПП
ЦНИИТЭИлегпрома. - с. 53.
Тюрюканова, Э.Б. К методике исследования поведения радиоактивного
стронция в почвах различных геохимических ландшафтов [Текст] /Э.Б.
Тюрюканова. – М.: Атомиздат, 1968. – 25с.
Тюрюканова, Э.Б. Радиогеохимия почв полесий Русской равнины (на
примере Мещерской низменности) [Текст] /Э.Б. Тюрюканова. - М.: Наука,
1974. - 156 с.
Тюрюканова, Э.Б. Экология стронция-90 в почвах [Текст] /Э.Б.
Тюрюканова. – М.: Атомиздат, 1976. – 128 с.
Тюрюканов, А.Н. Ополья Центральной России и их почвы [Текст] /А.Н.
Тюрюканов, Т.Л. Быстрицкая. - М.: Наука, 1971. - 239 с.
Федорова, Т.А. Усвоение растениями стронция и кальция в
зависимости от свойств почвы [Текст] /Т.А. Федорова //Агрохимия. – 1968. № 6. - С. 108 - 114.
Фесенко С.В. Математическая модель биологической доступности 137Сs
в почвах луговых экосистем [Текст] /С.В Фесенко //Почвоведение. – 1997. № 1. - С. 42 - 48.
Фесенко,
С.В. Анализ
процессов, определяющих перенос
радионуклидов в агроэкосистемах [Текст] /С.В. Фесенко, Н.И. Санжарова
//Микродозиметрия: Сб. тр. YII совещ. стран СНГ по микродозиметрии
школы: «Фундаментальные и прикладные аспекты радиационных
исследований». - Суздаль, 15-20 ноября 1992г. - М., 1993. - С. 42 - 61.
Фридман, Ш.Д. Миграция 137Cs в сопряженных геокомплексах
Среднерусской возвышенности [Текст] /Ш.Д. Фридман, Е.В. Квасникова,
О.В. Глушко, В.Н. Голосов, Н.Н. Иванова //Метеорология и гидрология. –
1997. - №5. - С. 45–55.
Фокин, А.Д. Две важные функции органического вещества почвы
[Текст] /А.Д. Фокин //Земледелие. - 1989. - № 2. - С. 41 – 44.
Фокин, А.Д. О роли органического вещества почв в функционировании
природных и сельскохозяйственных экосистем [Текст] /А.Д. Фокин
//Почвоведение. - 1994. - № 4. - С. 40.
Харитонов, Л.П. Поведение стронция-90 в сосновом древостое
северной тайги [Текст] /Л.П. Харитонов //Теоретические и практические
аспекты действия малых доз ионизирующей радиации: матер. Всесоюз.
симпозиума . Коми отд. АНСССР. Сыктывкар,1973. – С. 142.
Холл, Э.Дж. Радиация и жизнь [Текст] /Э.Дж. Холл. Под ред. Л.И.
Ильина. Пер. с англ. – М.: Медицина, 1989. – 256 с.
Цветнова, О.Б. Роль растительного покрова в регулировании потоков
техногенных радионуклидов на различных этапах после радиоактивных
131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
выпадений [Текст] /О.Б. Цветнова, А.И. Щеглов //Радиационная биология.
Радиоэкология. 2009. Т. 49. № 2. – С. 158-165.
Цыбулька, Н.Н. Горизонтальная миграция 137Сs при водной эрозии
почв [Текст] /Н.Н. Цыбулька и др. //Радиационная биология. Радиоэкология.
2004. Т. 44. № 4. – С. 473-477.
Чумаченко, И.Н. Агрохимия фосфора и нетрадиционного минерального
сырья [Текст] /И.Н. Чумаченко, Б.А. Сушеница, Ш.А. Алиев. - М.: ООО
«Регентъ», 2001. – 290 с.
Шагалова, Э.Д. Миграция137Cs и 90Sr в автоморфных дерновоподзолистых почвах Белоруссии [Текст] /Э.Д. Шагалова, Ф.И Павлоцкая,
М.Д. Мазурова //Почвоведение. – 1986. - № 10. – С. 114 - 120.
Щеглов, А.И. Биохимия техногенных радионуклидов в лесных
экосистемах центральных районах Восточно-Европейской равнины [Текст]
/А.И. Щеглов. Автореф. док. дис. – М.: МГУ, 1997. - 45 с.
Щеглов, А.И. Вертикальная миграция радионуклидов в лесных почвах
зоны радиоактивного загрязнения вокруг ЧАЭС [Текст] /А.И. Щеглов и др.
//Тезисы докл. всесоюз. совещания «Принципы и методы ландшафтногеохимических исследований миграции радионуклидов», Суздаль, 13-17
ноября 1989г. М., ОПП ЦНИИТЭИлегпрома, - С. 88.
Щеглов, А.И. Поступление радионуклидов в продукцию лесного
хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения [Текст] /А.И. Щеглов, Ф.А.
Тихомиров, В.П. Сидоров и др. //I Всесоюзный радиобиологический съезд:
Тез. докл., Пущино, 21-27 августа 1989г.: В 6 т. Академия наук СССР. –
Пущино, 1989. – Т. 1. – С. 555-557.
Щеглов, А.И. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных
экосистемах: достижения и задачи [Текст] /А.И. Щеглов, О.Б. Цветнова
//Труды междунар. конф. «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях».
Т. 2. – Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат, 2000. – С. 178-186.
Энциклопедический словарь. - М.: Изд. «Советская энциклопедия»,
1968. - 440 с.
Юдинцева, Е.В. Перспективные проблемы агрохимии радионуклидов
[Текст] /Е.В. Юдинцева //Вестник сельскохозяйственной науки. – 1980. - № 5.
– С. 65 – 70.
Юдинцева, Е.В. Свойства почв и накопление 137Cs в урожае растений
[Текст] /Е.В. Юдинцева, Л.И. Павленко, А.Г. Зюликова //Агрохимия. – 1981. № 9. – С. 119 – 125.
Юдинцева, Е.В. О роли калия в доступности 137Cs растениям [Текст]
/Е.В.Юдинцева, Э.М.Левина. //Агрохимия. – 1982. - №4. - с. 75 - 81.
Юдинцева, Е.В. Изменение доступности радионуклидов растениям при
химизации сельского хозяйства [Текст] /Е.В. Юдинцева, Т.Л. Жигарева и др.
//Агрохимия. – 1982. - № 5. – С. 82 – 88.
Яговой, П.Н. Задерживающая способность листьев деревьев и
кустарников в отношении глобальных радиоактивных выпадений [Текст]
/П.Н. Яговой //Гигиена и санитария, № 2, 1967. – С. 32.
132
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Hosker, R.P. Estmales of dry deposition and plume deplet ton over forests
and grassland /R.P. Hosker//Physikal of Radioaktive Contaminants in the
Atmosphere. - Vienna: IAEA. 1974. – P. 291.
Herbst, W. Der Einfluz des Waldes auf die Feinverteilung radioaktiver
atmospherischen Beimengungen /W. Herbst //Schwerz Z.Fernwesen. 1961. - №
Herbst, W. 10/11. – P. 17-35.
Langham, W.H. Considerations of biosphere contamination by radioactive
fallout /W.H. Langham //Radioactive Fallout, Soils, Plant, foods, Man. –
Amsterdam, London, New York: Elsevier Publishing Company, 1965. – P. 114 –
131.
Odum, W.E. Sorption of pollutants by plant detritus: A review /W.E. Odum,
J.E. Drifmeyer //Environmental Health Perspectives. – 1978. - № 27. – Р. 133 137.
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание
1
2
3
3.1
3.2
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
5
6
6.1
6.2
6.3
7
Введение………………………………………………………………......
Природно-климатические условия региона исследований…………....
Радиоактивное загрязнение почв Брянской области…………………...
Ландшафтная структура региона – природная основа
современного сельскохозяйственного и лесохозяйственного
производства………………………………………………………………
Современные представления о ландшафтах и агроландшафтах………
Характеристика ландшафтов региона исследований………………….
Экологическое состояние агроландшафтов до аварии на
Чернобыльской АЭС и в поставарийный период……………………...
Морфологическая характеристика почв………………………………..
Агрохимическая характеристика почв до аварии на ЧАЭС ……….....
Изменение агрохимической характеристики почв
в поставарийный период………………………………………….……..
Глобальное радиоактивное загрязнение
почвенного покрова региона…………………………………………….
Радиоэкологическая характеристика почвенного покрова
после аварии на ЧАЭС……………………………………………………
Экологическое качество продукции растениеводства
в доаварийный период…………………………………………………...
Накопление 137Cs и 90Sr в продукции растениеводства
в поставарийный период………………………………………………....
Распределение 137Cs по профилю почв агроландшафтов………….......
Мониторинг загрязнѐнных радионуклидами земель Брянской
области.……………………………………………………………………
Особенности распределения 137Cs в структуре ландшафта на
территории, загрязнѐнной радионуклидами…………………………....
Влияние лесомелиоративных насаждений
на горизонтальную миграцию 137Cs……………………………………..
Динамика распределения 137Cs по профилю почв
лесных и агроэкосистем………………………………………………….
Принципы создания лесных культур на сельскохозяйственных
угодьях, загрязнѐнных радионуклидами,
переданных в лесной фонд………………………………………………
Заключение………………………………………………………………..
Список литературы……………………………………………………….
Содержание………………………………………………………………..
3
7
12
16
16
20
28
28
29
33
42
47
54
64
72
93
96
98
102
112
117
120
134
134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Зоя Николаевна Маркина
Научное издание
Принципы лесовосстановления на основе анализа
радиоэкологического состояния почвенно-растительного покрова
Брянской области
Компьютерная вѐрстка: З.Н. Маркина
Формат 60х941/16. Тираж 50 экз. Печ. л. – 8,4.
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
241037, г. Брянск, пр. Станке-Димитрова, 3,
редакционно-издательский отдел. Подразделение оперативной печати
Подписано к печати 22.03.2011 г.
135
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
17
Размер файла
1 836 Кб
Теги
1100
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа