МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ

Основой методологии исследований является ландшафтно-биогео- химический подход* В рамках этого подхода, наряду с системным анализом макроуровня, т.е. ландшафтных комплексов различных природных зон, наблюдения проводятся на уровне мезо- и микрорельефа, а также в относительно более простых звеньях: "почва-растение”, "твердая-жидкая части почв”, ”лесная подстилка-минеральная часть почв”. Такой комплексный, разноуровневый подход позволяет с наибольшей достоверностью охарактеризовать поведение радионуклидов в нативных условиях, дать прогноз формирования полей загрязнения как на этапе первичных выпадений, так и в процессе их вторичного перераспределения в пределах элементарных и геохимически сопряженных ландшафтов, надежно фиксировать пути переноса радионуклидов при их биогеохимической миграции в ландшафтах в целом.
Для обеспечения необходимого уровня проведения исследований закладка сети стационарных пробных площадок (СПП) производилась с охватом наиболее характерных для данных почвенно-климатических зон фоновых и субдоминантных комплексов. В сети СПП ряд участков в большинстве случаев слагал законченный геохимически сопряженный профиль, включающий в себя наиболее типичные для исследуемой почвенно-климатической зоны элементарные ландшафты (рис. 1). На них сформированы различные биогеоценозы, в полной мере отражающие специфику почвенного и растительного покрова региона и все характерные особенности пространственной неоднородности распределения, состава и плотности радиоактивного загрязнения центральных районов Восточно-Европейской равнины.
Подробная характеристика всех исследуемых СПП с указанием конкретных данных о расстоянии и расположении отдельных участков относительно Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), их ландшафтных и биоценотических особенностях приводится в табл. 1.
Исходя из задач исследования, на каждой СПП были организованы наблюдения по следующей схеме (рис. 2): учитывалось поступление радионуклидов с опадом; изучалась скорость перераспределения их в профиле почв и миграция с вертикальным внутрипочвенным стоком, с кроновыми и стволовыми водами, а также перераспределение в системе геохимически сопряженных элементарных ландшафтов. Кроме

Рис. 1. Схема расположения стационарных участков по геохимическому профилю (30-километровая зона ЧАЭС)

Рис. 2. Компоненты и процессы, ежегодно контролируемые при радиоэкологическом мониторинге на стационарных пробных площадях

того, исследовались формы соединений радионуклидов в жидкой и твердой частях почв.
Отбор образцов. Специфика радиоэкологических исследований обусловливает необходимость использования специальной методики отбора и подготовки радиоактивных проб. Такая методика включает послойный раздельный отбор проб лесной подстилки и минеральной толщи почв с фиксированной площади. Первоначально в точках опробования методом рамки отбирается лесная подстилка с подразделением ее на подгоризонты (01„ 02, 03). Далее в тех же точках специальным пробоотборником (рис. 3) отбирается почвенный монолит (керн), который затем делится на слои мощностью 1, 2, 5 и т.д. см.

Таблица 1. Ландшафтно-экологическая характеристика стационарных пробных площадей

СПП, расстояние и направление от ЧАЭС	Почвы (по [112])	Тип ландшафта	Тип фитоценоза (по [194])	Плотность загрязнения по 137Cs на 1986 г., МБк/м2
		Тульская обл. (Россия) Плавское лесничество
Пл-1 (550 км на С-В)	Чернозем оподзоленный тяжелосуглинистый	Элювиальный	Широколиственный лес с примесью мелколиственных пород	0,37
Пл-2 (550 км на С-В)	То же	То же Брянская обл. (Россия) Злынковское лесничество	Культуры сосны	0,38
Зл-1 (165 км на С-В)	Подзолистая иллювиально-железистая песчаная	Транзитный Климовское лесничество	Сосняк разнотравно-зелено- мощный	1,41
Км-1 (200 км на СВ-В)	Подзолистая иллювиально-железистогумусовая песчаная	Элювиальный Клинцовское лесничество	Культуры сосны	0,12
Кл-1 (Там же)	Дерново-подзолистая иллювиальножелезистая песчаная	Транзитно-аккумулятивный	Мелколиственно-сосновый лес	0,64
Кл-2 (200 км на С-В)	Торфянисто-подзолистая поверхност- Аккумулятивный но-оглеенная песчаная Красногорское лесничество		Широколиственно-хвойный лес	0,58
Кр-1 (220 км на CB-Q	Дерново-слабоподзолисгая песчаная	Элювиальный	Широколиственно-хвойный лес	2,26

Нз-1 (175 км на С-В)	Слабоподзолистая иллювиально-железистая песчаная	Транзитный	Культуры сосны	1,65
Нз-2 (Там же)	Подзолистая слабодифференцированная песчаная	Элювиальный	Сосняк разнотравно-зелено- мошный	0,6

Калужская обл. (Россия)
Хвастовичское объединение

Х-1 (440 км на СВ-В)	Подзолистая иллювиально-гумусовая песчаная	Элювиальный	Сосняк разнотравный	0,41
Х-2 (Там же)	Дерново-слабоподзолистая песчаная	То же	Широколиственно-сосновый лес	0,41
Х-3 (Там же)	Аллювиальная болотная иловатоторфяная	Аккумулятивный	Пойменное осоковое болото	0,44
Х-4 (Там же)	Аллювиальная болотная торфяно- глеевая	Транзитный Еленский мехлесхоз	Черноолыпатник разнотравнозлаковый	0,45
Е-1 (430 км на СВ-В)	Подзолистая иллювиально-гумусовожелезистая оглеенная песчаная	Транзитный	Широколиственно-хвойный лес	0,42
Е-2 (Там же)	Вторично-оподзоленная оглеенная песчаная	То же	Культуры сосны	0,41
Е-3 (Там же)	Подзолистая иллювиально-железистогумусовая оглеенная песчаная	То же	Ельник-зеленомошник	0,41
Л-1 (450 км на СВ-В)	Дерново-слабоподзолистая слабодифференцированная песчаная	Элювиальный	Мелколиственно-хвойный лес	0,75
Л-2 (Там же)	Болотная верховая торфяно-глеевая	Аккумулятивный	Изреженный сосняк на верховом сфагновом болоте	0,43
Л-3 (Там же)	Дерново-слабоподзолистая песчаная	Элювиальный	Культуры сосны	0,76

4-1	Подзолистая оглеенная песчаная	Транзитно-аккумулятивный	Сосняк разнотравно-зелено-	3,91
(5,2 км на Ю-3)			мошный
4-2 (5,9 км на Ю-3)	Вторично-оподзоленная песчаная	Транзитный	Культуры сосны	3,42
Ч-З (6,5 км на Ю-3)	То же	Элювиальный	То же	3,67
	Новоигепеличское лесничество
Ш-1	Слабоподзолисгая слабодифференци	Элювиальный	Широколиственно-сосновый лес	44,73
(6 км на 3)	рованная песчаная
Ш-2 (5,2 км на С-3)	Вторично-оподзоленная песчаная	То же	Культуры сосны	5,05
Ш-3 (5 км на С-3)	Болотная перегнойно-иловато-глеевая	Аккумулятивный	Низинное осоковое болото	6,49
		Семиходы
С-1	Дерново-глеевая	Аккумулятивный	Пойменный разнотравно-злако	23,52
(3 км на С-В)		Усова	вый луг
У-1	Дерновая песчаная поверхносгно-	Транзитно-аккумулятивный	Широколиственно-сосновый лес	10,04
(6,5 км на С)	слабооторфованная
У-2 (Там же)	Дерново-подзолистая песчаная	Элювиальный	Культуры сосны	14,85

Рис. 3. Продольный разрез пробоотборника

/ - цилиндр; 2 - стенка цилиндра; 3 - поршень; 4 - шток; 5 - делительное отверстие; 6 - крышка бура; 7 - ограничительная шпилька; 8 - режущая часть бура
Отбор проб структурных компонентов биогеоценозов производится в целом по методикам, традиционно принятым в области изучения биологического круговорота веществ [17].

В радиоэкологических исследованиях его целесообразно проводить по схеме, приведенной на рис. 2.
Определение запасов фитомассы в растительном ярусе проводится экспериментально-расчетным методом, основу которого составляют математические зависимости между различными компонентами древостоя [54, 58, 64, 167, 169, 199, 200, 220, 281, 282].
Для установления фракционного состава древесных пород на экспериментальных участках проводится аппроксимация эмпирической зависимости между запасами отдельных фракций фитомассы и таксационными показателями древостоев. В качестве моделей аппроксимации используются уравнения прямой или обратной линейной зависимости, степенное и др.; в качестве аргументов - высота древостоя (/i), диаметр ствола на высоте 1,3 м (d)gt; произведение квадрата диаметра ствола на высоту древостоя ((Ph) или возраст древостоя. Расчетные формулы зависимости фракционного состава фитомассы от таксационных показателей древостоев региона исследований приведены в табл. 2.
Так как особенности радиоактивного загрязнения отдельных структурных компонентов древостоев тесно связаны с площадью их поглотительной поверхности и пространственным расположением, то в добавление к основным фракциям фитомассы выделяют и частные: ветви крупные {lt;d gt; 1-1,5 см) и мелкие (d lt; 1-1,5 см), кора "наружная" и "внутренняя" (табл. 3), что в первом приближении соответствует покровной корке и слою луба. Нисходящий поток радионуклидов в лесных биогеоценозах также изучался общепринятыми методами [17]. Схема включает учет поступления опадай оценку процессов его деструкции, лизиметрические наблюдения, учет кроновых и стволовых вод.
Интенсивность перераспределения радионуклидов в системе гео-

Таблица 2. Регрессионные уравнения зависимости фракционной структуры общей фитомассы (%) от таксационных показателей древостоев

Фракция фитомассы, у	Аргумент уравнения, JC	Уравнение	** г	R2	а2	т
Древесина	Возраст	Сосна у = 38,86 •Л0'14	0,84	69,78	0,38	0,06
Кора	d	у = 18,45 •jrft40	0,75	53,01	0,31	0,01
Ветви	Возраст	у = 71,52 х-°*°	-0,72	51,79	6,08	0,38
Ветви	% ветвей	у =1/(9,88 10‘3 +	0,79	62,03	0,001	0,001
крупные Хвоя	Возраст	+ 2,48 • КГ4 • л) у = 151,41 ¦ ллм	-0,85	72,59	22,03	0,39
Хвоя старше	и	у = 1,50	-0,72	51,70	1,23	0,19
1 года Корни	и	у * 10,77 +	0,68	45,89	0,55	0,42
Ствол	h	+ 0,06 jc Ель у = 35,59 л0-21	0,88	77,46	0,51	0,09
Древесина*	Возраст	у = 20,17 Jp**	0,76	58,36	1.59	0,16
Ветви	*•	у = 76,17 .Г0'58	-0,66	44,04	5,20	0,47
Ветви мелкие	••	у = 603,65 х-°м	-0,91	83,55	1,84	0,17
Хвоя		у = 413,64 Л43*	-0,87	76,14	9,76	0,35
Корни		у = 32,23 л-0-14	-0,68	47,85	0,55	0,15
Древесина	d2h	Дуб у _ е (4,16-0.00002 х)	-0,82	67,03	0,05	0,08
Кора	d2h	у _е (2.63-0,00002 I)	-0,94	88,92	0,04	0,04
Ветви	Возраст	у = 2,42 -Л,л	-0,65	42,54	5,22	0,63
Листья	h	у = 5,42-0,21 л	-0,82	66,43	0,83	0,31
Корни	d2h	у — g(2,77-0.00004 х)	0,74	54,53	0,32	0,22
Древесина*	Возраст	Береза ^ = e(4’64_0’0Q5U х) -0J8		60,86	0,93	0,21
Кора*	"	у - 1,75 -д0,47	0,70	48,59	0,89	0,30
Ветви*	d	у = е(0ЛЗ Х-037)	0,73	53,34	4,49	0,55
Листья*	Возраст	у = С (0.014 ¦ дг-0,25)	0,84	70,93	5,42	0,47
Корни	н	у = 1/(6,67.10~3 +	0,98	96 ДО	0,004	0,01
Древесина*	h	+ 1,53 1(Г3л) Осина у = 53,52 д0,10 0,77		58,78	0,01	0,03
Кора*	h	у = 31,50 -л-031	-0,88	78,04	0,24	0,07
Ветви*	Возраст	У = е0,81+0,00999 х)	0,87	76,21	0,20	0,11
Листья*		у = 1,38 jc"1,04	-0,97	94,07	0,14	1,34

Фракция фитомассы, у	Аргумент уравнения, X	Уравнение	** Г	R2	о2	т
		Ольха
Древесина	Возраст	у = 25 ДО jfi32	0,95	89,84	0,01	0,02
Кора		у = 1/(0,04 + + 1,12- 10-3 л)	0,78	61,18	0,01	0,003
Ветви	••	у = 3010,92 х-ш	-0,90	80,77	0,43	0,13
Листья	••	у = 290686.31-.Г36'60	-0,86	74,80	2,25	0,33
Корни	и	у = 678,58 дГ121	-0,71	52,13	0,32	0,30
* % от надземной фитомассы, г - коэффициент корреляции; R2 - достоверность; о2				- сумма квадратов откло-

нений; т - ошибка корреляции.

Таблица 3 Структура коры различных пород деревьев, %

Порода	Кора внутренняя
Порода	Вершина ствола	Середина ствола	Комель	Средне взвешенная оценка
Сосна	43,2	22,5	14,9	20,1
Береза	77,2	72,2	34,7	69,4
Дуб	60,5	46,8	31,0	45,4
Ель	69,1	60,5	41,0	58,2
Осина	69,4	68,5	30,4	64,8
Ольха	53,8	31,5	26,1	37,6

	Кора наружная
Порода	Вершина ствола	Середина	Комель	Средне
		ствола		взвешенная
				оценка
Сосна	56,8	77,5	85,1	79,9
Береза	22,8	27,9	65,4	30,6
Дуб	39,5	53,2	69,0	54,6
Ель	30,9	39,5	59,0	42,8
Осина	30,6	31,5	69,6	35,2
Ольха	46,2	68,5	73,9	62,4

химически сопряженных лесных ландшафтов целесообразно оценивать по изменению запасов радионуклидов не в отдельных компонентах, а в элементарных ландшафтах в целом, а также и по изменению мощности экспозиционной дозы гамма-излучения (МЭД).

| >>

Источник: Щеглов А.И.. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС.. 2000

Еще по теме МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ:

- Геохимия -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -