Введение к работе
Актуальность темы. Вследствие аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. свыше 1700 тыс. га (25.6%) Гослесфонда Беларуси оказались загрязненными радиоактивными веществами, из которых более 1.1 млн. га приходится на Белорусское Полесье и где до аварии велось интенсивное лесохозяйственное производство. Крупномасштабное радиоактивное загрязнение этой лесной территории создало такие условия, при которых в течение многих десятилетий невозможно обычное ведение лесного хозяйства и многоцелевое использование леса. Это обусловлено тем, что радиоактивное загрязнения значительной части лесного фонда Беларуси хотя и не вызвало прямого радиационного поражения растений и животных, тем не менее существенно повлияло как на содержание радионуклидов в продукции лесного хозяйства, так и на дозы облучения работающих в лесу специалистов. Поэтому в этих лесах должна быть организована особая долговременная система ведения лесного хозяйства, обеспечивающая, в первую очередь, безопасные условия труда и возможность получения продукции лесного хозяйства с содержанием радионуклидов, не превышающим установленные нормативы.
В мировой лесоводственной практике система ведения лесного хозяйства на радиоактивно загрязненных территориях практически не разрабатывалась, не считая отдельных фрагментов, которые отражены -в работах P.M. Алексахина, Р.Т. Карабаня, Д.А. Криволуцкого, Н.В. Куликова, И.В. Молчанова, М.А. Нарышкина, ФА. Тихомирова и др., проводивших исследования в зонах загрязнения Кыштымской и других локальных радиационных аварий. Однако специфика природно-климатических условий, масштабность и своеобразие радиоактивного загрязнения Белорусского Полесья требуют разработки специальной системы лесопользования для этого региона.
Связь работы с научными программами и темами. Работа выполнена в лаборатории радиационного лесоводства Института леса Национальной Академии наук Беларуси в период с 1986 по 1997 гг. в рамках государственных программ и отдельных заданий:
-
«Разработать научные основы ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения», 1986-1990 гг. (задание Гослесхоза СССР от 23.05.86 г. № 09С);
-
«Изучить накопление радионуклидов в древесной и недревесной продукции леса в зависимости от плотности загрязнения», 1991-1993 гг. (Госпрограмма по ликвидации в Республике Беларусь последствий аварии на ЧАЭС, раздел IX «Научное обоснование проблем нормальной жизнедеятельности населения в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению»);
-
«Разработка методологии и методики лесного мониторинга, оценка, про-
гноз и моделирование экологических последствий широкоплощадного освоения лесных ресурсов и влияния техногенного загрязнения», 1992-1995 гг., №ГР. 19951417 (Академия наук Беларуси);
-
«Анализ состояния лесов для разработки программы ведения лесного хозяйства и вовлечения части лесов в разработку», 1994-1995 гг. №ГР 19941829 (целевая научная программа Госкомчернобыля РБ 3.11 «Реабилитация загрязненных территорий»);
-
«Изучить воздействие радиоактивного загрязнения на состояние лесных экосистем» 1996-1997 гг., №ГР 19961685 (Академия наук Беларуси);
-
«Исследование устойчивости лесных экосистем к радиоактивному загрязнению и разработка мер по их реабилитации», 1996-1997 гг., №ГР19961072, 19973937, 19981937 (Госпрограмма Республики Беларусь по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС);
-
«Изучить изменение мощности экспозиционной дозы и плотности загрязнения почв I37Cs», 1997-1998 гг., №ГР 19973221 (научно-техническая программа «Лес - экология - ресурсы»).
Цели и задачи исследования.
Цель: Разработка научно обоснованной системы лесопользования на загрязненной радиоактивными веществами землях (на примере Чернобыльских выпадений в Белорусском Полесье).
Задачи:
изучение особенностей формирования радиационного режима в лесах Белорусского Полесья;
выявление факторов, влияющих на уровни накопления радионуклидов в надземной фитомассе основных лесообразующих пород;
изучение динамики и разработка прогнозных оценок распределения радионуклидов в компонентах лесных биогеоценозов;
исследование особенностей накопления радионуклидов в пищевой продукции леса;
обоснование лесопользования на загрязненных радионуклидами землях Белорусского Полесья.
Объект и предмет исследования. Объектами исследования явились загрязненные радионуклидами Чернобыльского выброса леса на территории Белорусского Полесья, а предметом исследования - уровни и факторы накопления радионуклидов в древесной и пищевой продукции леса.
Методология и методы проведенного исследования. В основу методологии исследований положен системный подход, в рамках которого исследования проводились при различных уровнях радиоактивного загрязнения в насаждениях различного породного состава, возраста, условий произрастания. Учитывая ди-
намический характер поведения радионуклида в лесных экосистемах, исследования носили многолетний характер (1987-1997 гг.). Использовались общепринятые в радиоэкологии методы исследований, а также методики, разработанные лично автором по отбору растительных образцов, обеспечивающие более высокую точность определения содержания радионуклидов.
Научная новизна н значимость полученных результатов:
установлены особенности распределения 137Cs в радиальном направлении ствола;
выявлена сезонная и многолетняя динамики содержания l37Cs в элементах надземной фитомассы древесных пород;
установлено влияние эдафических и лесоводственных факторов на накопление радионуклидов в надземной фитомассе основных лесообразующих пород и пищевой продукции леса;
даны прогнозные оценки накопления ' Cs в фитомассе сосняков Белорусского Полесья;
- определены предельные допустимые величины плотности загрязнения
почв n7Cs для заготовки лесной продукции;
составлен прогноз перераспределения лесного фонда Беларуси по зонам радиоактивного загрязнения с учетом радиоактивного распада l37Cs;
предложены научные принципы обоснования дифференцированного лесопользования на загрязненной территории.
Полученные результаты исследований являются новыми и на их основе впервые для условий Беларусского Полесья разработана научно-обоснованная система лесопользования на загрязненных радионуклидами землях.'
Практическая значимость результатов исследований. Результаты исследований и основные положения работы явились экспериментальной основой для зонирования лесов и разработки рекомендаций по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения, а также для оценки дозовых нагрузок на компоненты лесных биогеоценозов и вклада лесов в индивидуальную и коллективную дозы облучения человека.
Результаты наших исследований использованы при подготовке целого ряда практических рекомендаций и предложений по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, реабилитации загрязненных территорий и ведению на них лесного хозяйства:
-
Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения (Москва, 1988).
-
Рекомендации по технологии залесения территории РСФСР, Украинской ССР, Белорусской ССР с плотностью радиоактивного загрязнения цезием-137 80 Ки/км2 и более (Москва, 1989).
-
Методические рекомендации по определению доз облучения работников
лесного хозяйства (Киев, 1990).
4. Временная инструкция по сплошному обследованию лесов, загрязненных
радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС, на период
1991-1995 гг. (Минск,1991).
5. Инструкция по организации и ведению радиационного мониторинга леса
(Минск, 1993).
6. Концепция содержания зон отчуждения и отселения (Минск, 1994).
-
Руководство по ведению лесного хозяйства в зонах радиоактивнопгза^ грязнения (Минск, 1995).
-
Учебное пособие для студентов биологических факультетов «Радиоэкология» (Гомель, 1997).
-
Стратегический план развития лесного хозяйства Беларуси. Раздел ведения лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами землях (Минск, 1997).
10. Памятка «Вы собираетесь в лес ...» Рекомендации для населения по
пользованию лесами в окрестностях г. Гомеля (Гомель, 1998).
11. Инструкция по проведению обследования участков заготовки продук
ции лесного хозяйства или сырья, отбору и подготовке проб для контроля радио
активного загрязнения (Минск, 1998).
Материалы проведенных исследований использованы при подготовке и реализации организационных мероприятий по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и внедрены в системе предприятий Госкомлеса СССР, Министерства лесного хозяйства Республики Беларусь, Министерства по чрезвычайным ситуациям и защите населения от последствий катастрофы на ЧАЭС Республики Беларусь (Акты о внедрении прилагаются).
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
специфические особенности накопления древесной и пищевой продукцией леса в условиях Белорусского Полесья;
пространственная изменчивость радиационных характеристик в лесных экосистемах;
роль эдафических и лесоводственных факторов в процессе накопления 137CsH90Sr древесными породами и дифференциация лесопользования на загрязненных территориях с учетом уровня загрязнения почв радионуклидами;
научное обоснование повышения возраста рубок главного пользования в хвойных и твердолиственных лесах в зоне с плотностью загрязнения 137Cs 15-40 Ки/км2.
Личный вклад. Работа выполнена лично автором в Институте леса НАН Беларуси (до 1992 г. назывался Белорусский научно-исследовательский институт лесного хозяйства) в 1987-1997 гг. Научное направление и программа исследований разработаны автором, им же проводился подбор опытных объектов, отбор и анализ почвенных и растительных образцов на протяжении всего периода ис-
следований, а также обработка данных и теоретическое обобщение результатов. Разработка и внедрение в производство практических рекомендаций и инструкций выполнены лично автором при участии научных работников и специалистов других организаций (Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купреви-ча, Минлесхоз Беларуси).
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Всесоюзных конференциях, научно-технических совещаниях и симпозиумах по радиоэкологии, семинарах по итогам ликвидации последствий на ЧАЭС (Минск, 1988; 1995; 1996; Зеленый мыс, 1990; 1992; 1996; Гомель, 1989; 1990; 1991; 1992; 1997; 1998; Москва, 1996; Горки, 1997; Донецк, 1997); I, III, V Международных конференциях по биологическим и радиоэкологическим последствиям аварии на ЧАЭС (Зеленый мыс, 1990; 1994; 1996); I Международной конференции по физике пищи (Будапешт, 1994); I и II Всесоюзных радиобиологических съездах (Пущино, 1989; Киев, 1993); съезде лесоводов Беларуси (Минск, 1996); Белорусско-японском симпозиуме: Хиросима - Нагасаки - Чернобыль (Минск, 1994); VI Конференции МАВ национальных комитетов Европы и Северной Америки (Минск, 1998).
Опубликованность результатов. Результаты исследований опубликованы в 2 монографиях, 28 статьях в научных журналах, 10 рекомендациях и инструкциях производству, 35 сборниках тезисов докладов на конференциях и семинарах, в учебном пособии для студентов биологических факультетов «Радиоэкология», всего на 600 страницах и докладывалась на 15 международных и республиканских научно-практических конференциях и семинарах.
Объем и структура работы. Диссертация написана на 388 стр. и состоит из введения, общей характеристики работы, 6 глав, выводов, практических рекомендаций производству, списка литературы из 393 наименований ( в том числе 44 на иностранных языках) и 35 приложений на 89 страницах. Текстовая часть диссертационной работы изложена на 299 страницах машинописного текста, включая 77 таблиц и 86 рисунков.
Автор выражает глубокую признательность научному консультанту академику Национальной академии наук Беларуси, профессору Ипатьеву В.А., а также сотрудникам сектора радиологии леса Института леса НАНБ, принимавшим непосредственное участие в полевых и аналитических работах. Автор благодарит Управление радиационного контроля и радиационной безопасности «Бел-лесрад» Минлесхоза Беларуси, Институт радиологии (г. Гомель) и Гомельский филиал радиационной медицины, оказавшим большую помощь и содействие в выполнении данной работы.
