Лес и радиация

Лес и радиация

Лес — одна из наиболее чувствительных к ионизирующей радиации природных экосистем. Его поражение наблюдается при меньших поглощённых дозах облучения, чем у естественных и культурных биогеоценозов других типов. Особенно неустойчивы к ионизирующей радиации хвойные леса. Ранние признаки радиационного повреждения хвойных пород, обладающих крупными хромосомами (мишенями радиационного воздействия), обнаруживаются уже при дозах 2—3 Гр (грей — единица поглощённой дозы ионизирующего излучения, соответствует энергии в 1 Дж, поглощённой 1 кг ткани). Лиственные леса более устойчивы к облучению, чем хвойные. В ряду деревья — кустарники — полукустарники — травы устойчивость к облучению повышается. Населяющие лес млекопитающие и птицы по чувствительности к ионизирующим излучениям близки или даже превосходят древесные растения (в том числе хвойные). Самые радиоустойчивые организмы в лесу — мелкие беспозвоночные, обитающие в подстилке и верхних слоях почвы, а также водоросли, мхи и лишайники, микроорганизмы. Они выдерживают без признаков лучевого повреждения дозы в 1000—10000 Гр. Дождевые черви, пропускающие через кишечник почву, содержащую радионуклиды, оказываются наиболее чувствительными организмами среди беспозвоночных.

Принято выделять первичные лучевые реакции леса, непосредственно связанные с воздействием ионизирующих излучений (например, гибель деревьев, угнетение их роста и развития), и вторичные, обусловленные опосредованным действием ионизирующих излучений (например, ослабление и угнетение деревьев вследствие радиации могут быть причиной вспышки массового размножения насекомых-вредителей). Степень лучевого повреждения определяется поглощённой дозой в различных компонентах леса – прежде всего в древесном ярусе – фазой развития растений (весной и летом, то есть в период активного роста, древесные растения повреждаются в 1,5—2 раза сильнее, чем осенью и зимой), экологическими факторами (например, засуха способствует усилению поражающего влияния ионизирующих излучений на лес).

 Прекращение облучения или снижение мощности дозы приводит к пострадиационному восстановлению лесного биогеоценоза. Небольшие дозы ионизирующих излучений оказывают стимулирующее действие на растения (облучение семян древесных растений применяют для ускорения их роста и развития), более высокие — мутагенное, что используется в радиационном мутагенезе древесных и кустарниковых пород.

Источником облучения леса могут быть радиоактивные вещества, поступающие в биосферу в результате ядерных взрывов, аварий на предприятиях атомной промышленности, а также с радиоактивными отходами, сбрасываемыми в окружающую среду. Наибольшую опасность представляют биогенно-подвижные радионуклиды ⁹⁰Sr (стронций), ¹²⁹I (йод), ¹³⁷Cs (цезий) и др. Распределение радионуклидов в лесу зависит от их физико-химических свойств и путей поступления радиоактивных веществ в лесные насаждения, а также от типа леса и структуры насаждений. При поступлении радионуклидов из воздуха (наиболее значимый источник радиационного поражения лесов) основная масса их первоначально задерживается на поверхности крон и стволов деревьев, а позднее — в лесной подстилке, на поверхности почвы. Самоочищение надземных частей деревьев от радиоактивных веществ происходит медленнее в хвойных лесах, где «фильтр» из хвои действует круглогодично, чем в лиственных, где важное значение имеет листопад. Основное количество радионуклидов в лесу локализуется в растениях, роль животных в этом отношении менее существенна. Лиственные породы накапливают, как правило, существенно больше радионуклидов, чем хвойные. Повышенные концентрации радиоактивных веществ характерны для лесной подстилки, верхних горизонтов почвы, зелёных частей древесных и травянистых растений. Концентрация радионуклидов в древесине, как правило, незначительна. С пищевыми продуктами из леса (мясо промысловых животных, грибы, ягоды и т. д.) радионуклиды могут поступать в организм человека.

Наиболее важное направление — лесная радиоэкология (радиационная биогеоценология леса), основная задача которой состоит в исследовании круговорота естественных и искусственных радионуклидов в лесах и влияния ионизирующих излучений, как на отдельные компоненты, так и на лес в целом. Учитывая важное значение ионизирующих излучений как экологического фактора, лесную радиоэкологию можно рассматривать также как раздел экологии. В связи с интенсивным развитием атомной энергетики во второй половине XX века и необходимостью защиты окружающей среды от радиоактивного загрязнения прикладное значение лесной радиоэкологии особенно возросло.

Значительный вклад в лесную радиоэкологию внесли А. А. Молчанов, Г. Ф. Хильми (СССР), А. X. Спарроу, Дж. М. Вудвелл, Р. Б. Платт (США).

ЛИТЕРАТУРА

Тихомиров Ф. А., Действие ионизирующих излучений на экологические системы, М., 1972; Алексахин Р. М., Нарышкин М. А., Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах, М., 1977.

Подготовил:

Большов Антон,

II курс 1 группа