Лесорастительные свойства почв и их влияние на рост сосновых насаждений в условиях радиоактивного загрязнения в Брянской области

УДК

630*5:504.054:620.267

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2017.3.85

Аннотация

Радиоэкологическая обстановка на территории Брянской области, особенно в ее юго-западных районах, сложившаяся в результате катастрофы в г. Чернобыле, до сих пор остается сложной и неблагоприятной для жизнедеятельности и проживания людей. Полностью стабилизировать ситуацию в этой зоне не удалось до сих пор. Радиоактивное загрязнение значительных площадей лесных угодий (более 42 % (493,9 тыс. га) лесного фонда области оказалось загрязнено радионуклидами) привело к существенным изменениям условий хозяйствования. Приоритетным направлением реабилитации территорий, загрязненных радиоактивными выпадениями, является лесоразведение и лесовосстановление. В связи с этим оценка лесорастительных свойств почв на вырубках, гарях и неиспользуемых землях сельскохозяйственного назначения и выявление особенностей поведения радионуклидов в лесных насаждениях позволят правильно выбрать технологию создания лесных культур, обеспечивающую радиационную и экологическую безопасность, а также лесоводственную и экономическую эффективность. Проведение исследований, направленных на поиск перспективных технологий создания лесных культур на различных категориях земель, загрязненных радионуклидами, на основании оценки лесорастительных свойств почв и особенностей поведения радионуклидов в лесных насаждениях является своевременным и актуальным. Цель исследований – изучение особенностей роста сосны обыкновенной в зоне хвойно-широколиственных лесов и разработка перспективных технологий их создания на различных категориях земель, загрязненных радионуклидами. В условиях радиоактивного загрязнения на дерново-подзолистых песчаных почвах разной степени оглеенности и оподзоленности на вырубках, гарях и землях сельскохозяйственного назначения впервые установлена взаимосвязь лесорастительных свойств почв с биометрическими показателями сосны обыкновенной. Результаты работы позволяют расширить научную базу в области радиоэкологического мониторинга на различных категориях лесных земель, загрязненных радионуклидами. Полученные данные подтверждают тесную взаимосвязь почвенно-экологических условий с биометрическими показателями сосны обыкновенной, независимо от категории земель, и могут использоваться при разработке перспективных технологий создания лесных культур. Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным количеством экспериментального материала, собранного и обработанного с использованием современных методов статистики. Мониторинг радиоэкологической ситуации в лесах и оценка почвенно-экологических условий позволяют комплексно решать вопросы безопасного ведения лесного хозяйства и лесопользования.

Сведения об авторах

З.Н. Маркина, д-р с.-х. наук, проф.

Брянская государственная инженерно-технологическая академия, просп. Станке Димитрова, д. 3, г. Брянск, Россия, 241037; е-mail: markina_br@mail.ru

Ключевые слова

сосна обыкновенная, категории земель, лесорастительные свойства почв, биометрические показатели, радиоактивное загрязнение

Для цитирования

Маркина З.Н. Лесорастительные свойства почв и их влияние на рост сосновых насаждений в условиях радиоактивного загрязнения в Брянской области // Лесн. журн. 2017. № 3. С. 85–99. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.85

Литература

1. Алябьев А.Ф., Проказин Н.Е. Применение технологий создания лесных культур на вырубках в лесной зоне европейской части России // Лесн. хоз-во. 2003. № 5. С. 37–40.

2. Волович П.И. Лесовосстановление и лесоразведение на загрязненных радионуклидами землях // Современное состояние и перспективы ведения лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами землях: материалы  междунар. науч.-практ. конф. Гомель, 2011. С. 112–115.

3. Ивантер Э.В., Коросов А.В. Элементарная биометрия: учеб. пособие. Петрозаводск: ПетрГУ, 2010. 104 с.

4. Итешина Н.М., Корепанов А.Д., Петров А.В. Лесорастительные свойства дерново-подзолистых почв Прикамья // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер. Биология. Науки о Земле. 2011. Вып. 3. С. 132–135.

5. Калиниченко Н.П., Писаренко А.И., Смирнов Н.А. Лесовосстановление на вырубках. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Экология, 1991. 384 с.

6. Копытков В.В. Итоги многолетних исследований создания лесных культур различными способами и методами на землях с повышенным уровнем радиационного загрязнения // Современное состояние и перспективы ведения лесного хозяйства на загрязненных радионуклидами землях: материалы междунар. науч.-практ. конф.  Гомель, 2011. С. 130–133.

7. Кудряшев А.В. Лесные культуры на сельскохозяйственных землях // Проблемы лесоведения и лесоводства (Институту леса НАН Беларуси – 75 лет): сб. науч. тр. ИЛ НАН Беларуси.  Гомель, 2005.  Вып. 63. С. 215–217.

8. Лесохозяйственный регламент Клинцовского лесничества / Зап. фил. гос. инвентаризации лесов ФГУП «Рослесинфорг».  Брянск, 2008.  189 c.

9. Марадудин И.И. Основы организации и ведения лесного хозяйства в лесах, загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС: учеб. пособие. М.: МЛТИ, 1990. 91 с.

10. Марадудин И.И., Панфилов А.В., Шубин В.А. Основы прикладной радиоэкологии леса: учеб. пособие. М.: ВНИИЛМ, 2001. 224 с.

11. Маркина З.Н. Принципы лесовосстановления на основе анализа радиоэкологического состояния почвенно-растительного покрова Брянской области. Брянск: БГИТА, 2011. 135 с.

12. Маркина З.Н., Кондратенко Т.А. Лесорастительные свойства почв сосновых насаждений Брянской области, загрязненных ¹³⁷Cs вследствие катастрофы на ЧАЭС. Брянск: БГИТА, 2014. 106 с.

13. ОСТ 56-69–83. Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки.  М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1983. 60 с.

14. ОСТ 56-81–84. Полевые исследования почвы. Порядок и способы проведения работ, основные требования к результатам. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1985. 14 с.

15. Правила лесовосстановления [Электронный ресурс]: утв. приказом МПР РФ от 16 июля 2007 г. № 183. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

16. Правила лесоразведения [Электронный ресурс]: утв. приказом Рослесхоза от 10 янв. 2012  г. № 1. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

17. Прудников П.В., Карпеченко С.В., Новиков А.А., Поликарпов Н.Г. Агрохимическое и аэроэкологическое состояние почв Брянской области. Брянск: Клинц. гор. тип., 2007. 608 с.

18. Распоряжение Правительства РФ «Основы государственной политики в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов в Российской Федерации на период до 2030 г.» от 26 сент. 2013 г. № 1724-р. Режим доступа: http://www. rg.ru/2013/10/01/lesa-site-dok.html (дата обращения: 03.03.2016).

19. Ремезов Н.П., Погребняк П.С. Лесное почвоведение. М.: Лесн. пром-сть, 1965. 324 с.

20. Руководство по ведению лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения от аварии на Чернобыльской АЭС (на период 1997–2000 гг.): утв. приказом руководителя Федер. службы лесн. хоз-ва России от 31.03.97 № 40.

21. Тарасенко В.П., Маркина З.Н., Егорушкин В.А. Комплекс лесомелиоративных мероприятий по снижению негативных последствий катастрофы на ЧАЭС в зоне хвойно-широколиственных лесов. Брянск: Клинц. гор. тип., 2012. 120 с.

22. Холопова Л.Б. Дерново-подзолистые почвы бассейна малого водотока в Подмосковье // Грунтознавство (Почвоведение).  2004. Т. 5, № 1-2. С. 16–26.

23. Anspaugh L.R., Catlin R.J., Goldman М. The Global Impact of the Chernobyl Reactor Accident // Science. 1988. Vol. 242, no. 4885.  Рp. 1513–1519.

24. Calmon P., Thiry Y., Zibold G., Rantavaara A., Fesenko S.  Transfer Parameter Values in Temperate Forest Ecosystems: A review // Journal of Environmental Radioactivity. 2009. Vol. 100. Pp. 757–766. Doi: 10.1016/j.jenvrad.2008.11.005

25. Kruyts N., Delvaux B. Soil Organic Horizons as a Major Source for Radiocaesium Biorecycling in Forest Ecosystems // Journal of Environmental Radioactivity. 2002.
Vol. 58. Pp. 175–190.

26. Myttenaere C., Schell W.R., Thiry Y., Sombre L., Ronneau C., Deschrieck J.V.  Modelling of Cs-137 Cycling In Forests: Recent Developments and Research Needed // Science of the Total Environment. 1993. Vol. 136. Pp. 77–91.

27. Nishita H., Taylor P., Alexander G.V., Larson K.H. Influence of Stable Cs and K on the Reaction of ¹³⁷Cs and ⁴⁰K in Soils and Clay Minerals // Soil Sci. 1962. Vol. 94,
no. 3. Pp. 187–197.

28. Shiraishi K., Muramatsu Y., Nakajima T., Yamamoto M., Los I., Kamarikov I.,
Buzinny M. Radionuclide contents in Environmental Samples as Related to the Chernobyl Accident // Journal of Radioanalitical and Nuclear Chemistry.  1993.  Vol. 171, no. 2. 
Pp. 319–328.

29. Thiry Y.,  Myttenaere  C. Behaviour of  Radiocaesium in Forest Multilayered Soils // Journal of Environmental Radioactivity. 1993. Vol. 18.  Pp.  247–257.

30. Valckle E. The Behaviour Dynamics of Radiocesium and Radiostrontium in Soils Rich in Organic Matter: Ph. D. Thesis. Belgium, 1992.  135 p.

Поступила 25.01.17

Ссылка на английскую версию:

Forest Soil Characteristics and Their Impact on the Growth of Pine Plantations Under Radioactive Contamination in the Bryansk Region

UDC 630*5:504.054:620.267

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.85

Forest Soil Characteristics and Their Impact on the Growth of Pine Plantations
Under Radioactive Contamination in the Bryansk Region

Z.N. Markina, Doctor of Agricultural Sciences, Professor

Bryansk State Engineering Technological Academy, pr. Stanke Dimitrova, 3, Bryansk, 241037, Russian Federation; е-mail: markina_br@mail.ru

The radioecological situation on the territory of the Bryansk region, especially in the South-Western areas, as a result of the Chernobyl accident, is still remains difficult and unfavorable for people's life and activity. The situation has not been stabilized completely in this zone. Large areas of forest lands (more than 42 % (493.9 thousand hectares) of the region's forest fund) are contaminated with radionuclides, which has led to significant changes in the conditions of management. The priority directions of rehabilitation of territories contaminated by radioactive fallout are afforestation and reforestation. In this regard, the evaluation of the soil characteristics in felling, burned areas and unused agricultural lands and the identification of specific features of radionuclide behavior in the forest plantations allow us to make the right choice of technology for the creation of forest cultures that ensures the radiation and environmental safety, as well as the forestry and economic efficiency. The research aimed to finding promising technologies for the creation of forest cultures in different categories of lands contaminated with radionuclides, based on an assessment of the forest-growing properties of soils and the specific behavior of radionuclides in forest plantations, is timely and relevant. The goal of research is to study the peculiarities of Scotch pine growing in the coniferous-deciduous forest zone and to develop the promising technologies for their creation in various categories of lands contaminated with radionuclides. In the conditions of radioactive contamination on sod-podzolic sandy soils of different degrees of gleization and presence of podsol in felling, burnt areas and agricultural lands, the relationship between the silvicultural soil characteristics and the biometric indicators of Scots pine is first established. The results of the work allow expanding the scientific base in the field of radioecological monitoring in different categories of forest lands contaminated with radionuclides. The obtained data confirm the close relationship of soil-ecological conditions with biometric indicators of Scots pine, regardless of the category of lands, and can be used in the development of promising technologies for the creation of forest cultures. The reliability of the study results is confirmed by a sufficient amount of experimental material collected and processed with the use of modern statistical methods. Monitoring of the radioecological situation in forests and the assessment of soil and ecological conditions allow us to solve the issues of the safe forestry management in an integrated manner.

Keywords: Scotch pine, land use category, silvicultural soil characteristic, biometric indicator, forest soil property, radioactive contamination.

REFERENCES

1. Alyab'ev A.F., Prokazin N.E. Primenenie tekhnologiy sozdaniya lesnykh kul'tur na vyrubkakh v lesnoy zone evropeyskoy chasti Rossii [Technologies of Forest Cultures Creation in Felling Sites in the Forest Zone of the European Part of Russia]. Lesnoe khozyaystvo, 2003, no. 5, pp. 37˗˗40.

2. Volovich P.I. Lesovosstanovlenie i lesorazvedenie na zagryaznennykh radionuklidami zemlyakh [Reforestation and Afforestation on Radionuclide-Contaminated Lands]. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy vedeniya lesnogo khozyaystva na zagryaznennykh  radionuklidami zemlyakh: materialy nauch.-prakt. konf. [Current State and Prospects of Forest Management on Radionuclide-Contaminated Lands: Proc. Sci. Pract. Conf.]. Gomel, 2011, pp. 112–115.

3. Ivanter E.V., Korosov A.V. Elementarnaya biometriya: ucheb. posobie [Elementary Biometrics]. Petrozavodsk, 2010. 104 p.

4. Iteshina N.M., Korepanov A.D., Petrov A.V. Lesorastitel'nye svoystva dernovo-podzolistykh pochv [Forest Growth Properties of Sod-Podzolic Soils in Prikamye]. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Biologiya. Nauki o Zemle [Bulletin of Udmurt University. Biology and Earth Sciences], 2011, vol. 3, pp. 132‒135

5. Kalinichenko N.P., Pisarenko A.I., Smirnov N.A. Lesovosstanovlenie na vyrubkakh [Reforestation in Felling Sites]. Moscow, 1991. 384 p.

6. Kopytkov V.V. Itogi mnogoletnikh issledovaniy sozdaniya lesnykh kul'tur razlichnymi sposobami i metodami na zemlyakh s povyshennym urovnem radiatsionnogo zagryazneniya [The Results of Long-Term Research on the Creation of Forest Cultures in Various Ways and Methods in Lands with High Level of Radiation Contamination]. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy vedeniya lesnogo khozyaystva na zagryaznennykh  radionuklidami zemlyakh: materialy nauch.-prakt. konf. [Current State and Prospects of Forest Management on Radionuclide-Contaminated Lands: Proc. Sci. Pract. Conf.]. Gomel, 2011, pp. 130–133.

7. Kudryashev A.V. Lesnye kul'tury na sel'skokhozyaystvennykh zemlyakh [Forest Cultures in Agricultural Lands]. Problemy lesovedeniya i lesovodstva (Institutu lesa NAN Belarusi – 75 let): sb. nauch. tr. [Problems of Forestry (Forest Institute of NAS of Belarus ‒ 75 Years): Proc. National Academy of Sciences of Belarus], 2005, vol. 63, pp. 215‒217.

8. Lesokhozyaystvennyy reglament Klintsovskogo lesnichestva [Forest Management Regulations of the Klintsov Forestry]. Bryansk, 2008. 189 p.

9. Maradudin I.I. Osnovy organizatsii i vedeniya lesnogo khozyaystva v lesakh, zagryaznennykh radionuklidami v rezul'tate avarii na Chernobyl'skoy AES [Foundations of Organization and Management of Forestry in the Forests Contaminated with Radionuclides as a Result of the Chernobyl Accident]. Moscow, 1990. 91 p.

10. Maradudin I.I., Panfilov A.V., Shubin V.A. Osnovy prikladnoy radioekologii lesa: ucheb. posobie [Fundamentals of Applied Forest Radioecology]. Moscow, 2001. 224 p.

11. Markina Z.N. Printsipy lesovosstanovleniya na osnove analiza radioekologicheskogo sostoyaniya pochvenno-rastitel'nogo pokrova Bryanskoy oblasti [Principles of Reforestation on the Basis of the Radioecological State Analysis of the Soil and Vegetation Cover in the Bryansk Region]. Bryansk, 2011. 135 p.

12. Markina Z.N., Kondratenko T.A. Lesorastitel'nye svoystva pochv sosnovykh nasazhdeniy Bryanskoy oblasti, zagryaznennykh ¹³⁷Cs vsledstvie katastrofy na ChAES [Forest Characteristics of Soils of Pine Plantings in the Bryansk Region Contaminated with ¹³⁷Cs Due to the Chernobyl Accident]. Bryansk, 2014. 106 p.

13. OST 56-69–83. Probnye ploshchadi lesoustroitel'nye. Metod zakladki [Industrial Standard 56-69‒83. Forest Management Sampling Areas. Line-Intercept Method]. Moscow, 1983. 60 p.

14. OST 56-81–84. Polevye issledovaniya pochvy. Poryadok i sposoby provedeniya rabot, osnovnye trebovaniya k rezul'tatam [Industrial Standard 56-81‒84. Soil Field Studies. The Order and Methods of Work, Main Requirements for the Results]. Moscow, 1985. 14 p.

15. Pravila lesovosstanovleniya: utv. prikazom MPR RF ot 16 iyulya 2007 g. № 183 [Rules of Reforestation: Approved by the Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation of July 16, 2007. No. 183]. 14 p.

16. Pravila lesorazvedeniya: utv. prikazom Rosleskhoza 10 yanv. 2012 g. № 1 [Rules of Afforestation: Approved by the Order of the Federal Forestry Agency of January 10, 2012. No. 1]. 7 p.

17. Prudnikov P.V., Karpechenko S.V., Novikov A.A., Polikarpov N.G. Agrokhimicheskoe i agroekologicheskoe sostoyanie pochv Bryanskoy oblasti [Agrochemical and Agroecological State of Soils of the Bryansk Region]. Bryansk, 2007. 608 p.

18. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF «Osnovy gosudarstvennoy politiki v oblasti ispol'zovaniya, okhrany, zashchity i vosproizvodstva lesov v Rossiyskoy Federatsii na period do 2030 g.» ot 26 sent. 2013 g. № 1724-r.  [The Order of the Government of the Russian Federation “Fundamentals of State Policy in the Field of the Use, Protection and Reproduction of Forests in the Russian Federation for the Period to 2030” of September 26, 2013. No. 1724-r.]. Available at: http://www.http://rg.ru/2013/10/01/lesa-site-dok.html (accessed 03.03.2016).

19. Remezov N.P., Pogrebnyak P.S. Lesnoe pochvovedenie [Forest Soil Science]. Moscow, 1965. 324 p.

20. Rukovodstvo po vedeniyu lesnogo khozyaystva v zonakh radioaktivnogo zagryazneniya ot avarii na Chernobyl'skoy AES (na period 1997–2000 gg.): utv. prikazom rukovoditelya Feder. sluzhby lesn. khoz-va Rossii № 40 ot 31.03.97 [Guidance on Forest Management in the Areas of Radioactive Contamination Due to the Chernobyl Accident (for the Period of 1997‒2000): Approved by the Order of the Head of the Federal Forestry Agency of the Russian Federation No. 40 of March 31, 1997.].

21. Tarasenko V.P., Markina Z.N., Egorushkin V.A. Kompleks lesomeliorativnykh meropriyatiy po snizheniyu negativnykh posledstviy katastrofy na ChAES v zone khvoyno-shirokolistvennykh lesov [A Complex of Forest Melioration Measures to Reduce the Negative Consequences of the Chernobyl Accident in the Zone of Coniferous and Broad-Leaved Forests]. Bryansk, 2012. 120 p.

22. Kholopova L.B. Dernovo-podzolistye pochvy basseyna malogo vodotoka v Podmoskov'e [Turf-Podsol Soils of Basin of a Small Waterflow in Districts Near Moscow]. Gruntoznavstvo [Soil Science], 2004, vol. 5, no. 1-2, pp. 16–26.

23. Anspaugh L.R., Catlin R.J., Goldman M. The Global Impact of the Chernobyl Reactor Accident. Science, 1988, vol. 242, no. 4885, pp. 1513–1519.

24. Calmon P., Thiry Y., Zibold G., Rantavaara A., Fesenko S. Transfer Parameter Values in Temperate Forest Ecosystems: a Review. Journal of Environmental Radioactivity, 2009, vol. 100, pp. 757–766. doi: 10.1016/j.jenvrad.2008.11.005    

25. Kruyts N., Delvaux B. Soil Organic Horizons as a Major Source for Radiocesium Biocycling in Forest Ecosystems. Journal of Environmental Radioactivity, 2002, vol. 58,
pp. 175–190.

26. Myttenaere C., Schell W.R., Thiry Y., Sombre L., Ronneau C., Deschrieck J.V. Modelling of Cs-137 Cycling in Forests: Recent Developments and Research Needed. Science of the Total Environment, 1993, vol. 136, pp. 77–91.

27. Nishita H., Taylor P., Alexander G.V., Larson K.H. Influence of Stable Cs and K on the Reactions of ¹³⁷Cs and ⁴²K in Soils and Clay Minerals. Soil Sci., 1962, vol. 94, no. 3, pp. 187–197.

28. Shiraishi K., Muramatsu Y., Nakajima T., Yamamoto M., Los I., Kamarikov I., Buzinny M. Radionuclide Contents in Environmental Samples as Related to the Chernobyl Accident. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 1993, vol. 171, no. 2, pp. 319–328.

29. Thiry Y., Myttenaere C. Behaviour of Radiocaesium in Forest Multilayered Soils. Journal of Environmental Radioactivity, 1993, vol. 18, pp.  247–257.

30. Valcke E. The Behaviour Dynamics of Radiocaesium and Radiostrontium in Soils Rich in Organic Matter: Ph.D. Thesis. Belgium, 1992.  135 p.

Received on January 25, 2017

---

For citation: Markina Z.N. Forest Soil Characteristics and Their Impact on the Growth of Pine Plantations Under Radioactive Contamination in the Bryansk Region. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2017, no. 3, pp. 85–99. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.85