Особенности накопления 137Сs лесными мхами - Дипломная работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» Кафедра ботаники и физиологии растений Особенности накопления 137Cs лесными мхамиДо недавнего времени в качестве важнейших загрязняющих веществ рассматривались, главным образом, пыль, угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота, углеводороды. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, в связи с факторами появления острых токсичных эффектов, вызванных загрязнением стронцием и цезием. Радионуклиды по цепочке “почва - растение - животное” попадают в организм человека, накапливаются и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье. Миграция радионуклидов в почвах покрытых лесом имеет свою специфику, которая обуславливается наличием лесной подстилки. Исследования, которые проводятся в Чернобыльской зоне уже на протяжении двадцати лет, свидетельствую о хорошей способности подстилки аккумулировать и удерживать радионуклиды.Радионуклиды играют все возрастающую роль в функционировании лесных экосистем, которым приписывают главную роль в их поглощении и перераспределении. Так, в населенном пункте Колыбань Брагинского района Гомельской области величина загрязнения цезием-137 колеблется от 170 до 2400 КБК/м2 Максимальный локальный уровень содержания цезия-137 в почве в ближней зоне ЧАЭС обнаружен в населенном пункте Крюки Брагинского района Гомельской области - Например, элементы, которые обеспечивают развитие растений интенсивно извлекаются из почвы и с отмиранием растений опять поступают в почву. Загрязнение радионуклидами наземных и водных экосистем приводит к вовлечению этих элементов в трофические (пищевые) цепочки. Миграция радионуклидов в почве происходит благодаря совокупности разных процессов, которые приводят к перемещению радионуклидов в почве или к перераспределению разных форм и состояний радионуклидов, что приводит к перераспределению нуклидов в глубь почвенного покрова.Она представляет собой особый органогенный горизонт, который служит достаточно важным связующим звеном в круговороте веществ и передаче энергии в системе растение - почва. Она является лесным специфическим органическим образованием и служит одним из структурных элементов любого лесного сообщества [17, 18]. Термин «подстилка» употребляется применительно ко всем экосистемам для обозначения остатков, лежащих на поверхности почвы и составленных преимущественно из мертвых растений или их опавших частей. Подстилка оказывает определенное влияние на количество и химические особенности гумуса, на микроклимат поверхности почвы, а накопившийся толстый слой подстилки создает специфическую среду и может быть использован человеком для различных экономических целей. Кроме того, подстилка отражает степень пожароопасности древостоев и, разлагаясь, пополняет запасы химических элементов в почве, выступая при этом как один из главнейших источников питания древесных растений [19].По литературным данным, исследования миграции радиоактивных веществ показали, что после их поступления на поверхность лесной подстилки их поведение определяется химической природой и физико-химическим состоянием радионуклидов в выпадениях, а также строением и мощностью самой подстилки [22,23]. В интервале от 4 до 6 см эта связь ослабевает, а с 6 см - дальнейшее увеличение мощности подстилки (в реальном промежутке времени) не сказывается на ее удерживающей способности по отношению к радионуклидам [50]. Среди фитоценозов максимальная удерживающая способность подстилки отмечается в хвойных сообществах, особенно в мертвопокровных сосняках и 137Cs ельниках-зеленомошниках с развитым моховым покровом и подстилкой типа мор, а также у приствольных повышений. Последнее и большая мощность подстилки приводят к нарушению капиллярных связей и передвижения влаги и веществ в толще почв и, следовательно, способствуют аккумуляции радионуклидов в подстилке. На начальных этапах после поступления радиоактивных веществ на поверхность почвы более 90 % их суммарного количества сосредоточивается в верхнем листовом слое подстилки O1 и мало зависит от типа БГЦ.Она слагается преимущественно изо мха Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. c небольшой примесью других видов. Степень развития мохового ковра - его густота и высота - определяются целой группой факторов: мощностью лесного опада, почвенной влажностью, степенью затененности, развитием травяно-кустарничкового яруса и т.д. Широкое распространение плеврозиевой синузии связано со значительной экологической амплитудой ее главного компонента - Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. В отношении фактора влажности следует отметить, что Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. также может произрастать как на более, так и на менее увлажненных участках. Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt., Dicranum polysetum Sw. встречается при широкой амплитуде почвенной влажности, но предпочитает условия средней увлажненности и хорошего дренажа.

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Миграция радионуклидов. Значение лесной подстилки в процессе миграции

1.1.1 Лесная подстилка: ее характеристика и особенности.

1.1.2 Экологическая роль лесных подстилок в миграции техногенных загрязнителей

1.1.3 Pleurozium schreberi (Brid.), Dicranum polysetum Sw. как типичные представители лесных сообществ Беларуси

1.2 Мохообразные как биологические индикаторы

1.3 Эколого-биологические особенности мохообразных

1.4 Хозяйственное значение мохообразных и их роль в природе

2. Объект, методика и программа исследований

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Закладка пробных площадей и полевые работы

3.2 Коэффициенты перехода 137Cs из почвы в мох

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

В настоящее время и в перспективе особо остро встает проблема экологической безопасности окружающей среды, экологически безопасного природопользования при возрастающих антропогенных нагрузках.

До недавнего времени в качестве важнейших загрязняющих веществ рассматривались, главным образом, пыль, угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота, углеводороды. Радионуклиды рассматривались в меньшей степени. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, в связи с факторами появления острых токсичных эффектов, вызванных загрязнением стронцием и цезием.

Радионуклиды по цепочке “почва - растение - животное” попадают в организм человека, накапливаются и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье.

Миграция радионуклидов в почвах покрытых лесом имеет свою специфику, которая обуславливается наличием лесной подстилки. Этот компонент является мощным буфером на пути миграции радионуклидов вглубь почвы.

Исследования, которые проводятся в Чернобыльской зоне уже на протяжении двадцати лет, свидетельствую о хорошей способности подстилки аккумулировать и удерживать радионуклиды. Длительное удержание радионуклидов в лесной подстилке объясняется наличием нескольких, медленно разлагающихся слоев.

Актуальность и научная новизна темы. Радиоактивное загрязнение является основной составляющей частью радиационного фона в современной биосфере. Радионуклиды играют все возрастающую роль в функционировании лесных экосистем, которым приписывают главную роль в их поглощении и перераспределении. Выявление особенностей поведения радионуклидов необходимо для установления закономерностей этого процесса применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям и, в конечном итоге, для обоснования правильной стратегии формирования радиоустойчивых лесных биогеоценозов. Установлено, что эдификаторное воздействие развитого мохового покрова на лесные экосистемы проявляется в формировании более мощной лесной подстилки, повышении увлажненности местопроизрастания, увеличении, подвижности минеральных элементов питания растений (N, P, K, Mg). Поэтому следует дальше изучать вопросы участия мхов в дальнейшей миграции накопления ими 137Cs.

Цель работы. Является исследование накопления 137Cs в моховом покрове лесных массивов на территории Лоевского района близ д. Козероги.

Практическое значение работы. Миграция (накопление) радионуклидов из почвы в растения зависит от комплекса факторов. Основными факторами определяющими уровни накопления радионуклидов в растениях является: физико-химические формы радионуклидов, биологические особенности растений. Мхи, благодаря присущим им большому видовому разнообразию, экологическим, географическим, ценотическим, биологическим и физиологическим, биохимическим и физическим особенностям (широкие ареалы распространения, медленное нарастание и отмирание растительной биомассы, высокая сорбционная емкость и т.д.) в лесных экосистемах активно накапливают и длительно удерживают различные ксенобиотики, в том числе и радионуклиды [10].