Глава VI
НЕКОТОРЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ
Биологическое действие смеси осколков деления на растительность
Изучали действие ионизирующего излучения как на травянистую, так и на лесную растительность.
Лесные насаждения на исследуемой территории представлены в основном березовыми колками пли небольшими березовыми массивами, которые очень пострадали от бессистемных вырубок и усиленной пастьбы скота в прошлом. Среди этих насаждений единично, а иногда небольшими участками произрастает сосна. В дальней части радиоактивного следа на территории с плотностью радиоактивного загрязнения ниже 100 кюри/км2 по 90Sr расположены преимущественно крупные массивы сосновых насаждений.
Первое обследование радиоактивно загрязненных лесов проходило в конце первого периода острого облучения крон деревьев. В это время на загрязненной территории имелись полностью погибшие и частично поврежденные насаждения. Все погибшие насаждения находились в начальной части радиоактивного следа протяженностью до 30 км. По мере удаления по оси радиоактивного следа и в перпендикулярном к его оси направлении степень поражения насаждений уменьшалась.
Из двух основных пород (сосны и березы) менее устойчивой оказалась сосна. При накоплении поглощенной дозы 3000—500 paд. большинство верхушечных и боковых ростковых почек сосны не распустилось, а из распустившихся почек образовались укороченные побеги. В дальнейшем началось покраснение всей хвои, закончившееся ее полным усыханием. На участках, где поглощенная доза, накопленная почками и хвоей в течение осенне-зимнего периода, превысила 5000 рад, сосна погибла. Основная часть погибших деревьев стоит на корню и до настоящего времени. Естественное возобновление сосны в этих районах отсутствует.
Переход от полностью пораженных сосен к неповрежденным не имеет четко выраженной границы. Передвигаясь в направлении градиента плотности загрязнения участка, можно наблюдать все степени лучевого повреждения — от частичного усыхания хвои до полного поражения кроны. Степень поражения крон уменьшалась с удалением дерева от опушки, т. с. с увеличением экранирования его кронами других деревьев. Наблюдения за этими насаждениями в последующие годы показали, что отмирание ветвей в кронах деревьев продолжалось до 3-го вегетационного периода, гибель подроста и самосева сосны происходит примерно при тех же условиях радиоактивного загрязнения, что и гибель материнских деревьев. Однако характер лучевого повреждения подроста и самосева сосны имеет некоторые особенности. Так, в отличие от материнских деревьев у молодых экземпляров повреждение очень часто ограничивается отмиранием верхушечного полога. Кроме того, степень лучевого поражения подроста и самосева характеризуется гораздо большей пестротой даже в пределах очень небольших участков. Зависимость между плотностью радиоактивного загрязнения территории и степенью лучевого поражения сосновых насаждений приведена в табл. 29.
Таблица 29
Лучевое повреждение сосны под действием излучения смеси изотопов
Лучевое поражение березы начинается при уровне радиоактивного загрязнения, на порядок более высоком, чем степень повреждения сосны. Доза, накопленная в течение осени и зимы почками, оказавшая на березу летальное действие, составляет по приближенным оценкам 20 000—30 000 рад. Повреждение березы, так же как и сосны, проявляется в усыхании ветвей в нижней части кроны. Распределение деревьев по степени лучевого повреждения показывает, что наиболее сильно поражены молодые экземпляры березы в стадии подроста.
Большая поврежденность сосны по сравнению с березой объясняется не только повышенной радиочувствительностью хвойных пород по сравнению с лиственными, но и более быстрой дезактивацией крон берез, сбросивших вскоре после загрязнения радиоактивными аэрозолями свою листву, а вместе с ней и основную массу радиоактивных аэрозолей, осевших первоначально в кронах деревьев. Вo 2-й вегетационный период после выпадения радиоактивных аэрозолей в поврежденных насаждениях начались восстановительные процессы.
У частично поврежденных берез наряду с образованием пневой поросли началось восстановление и самих крон. Несмотря на значительное сокращение их прироста по высоте, происходит быстрое нарастание боковых побегов. После полного восстановления крон возобновляется и прирост древесины поврежденных деревьев.
Очень неблагоприятные условия для восстановления пораженных деревьев сложились на тех участках, где сосна полностью погибла. Известно, что вегетативное возобновление свойственно в основном лиственным породам и отсутствует у большинства хвойных. Поэтому невозможно восстановление поврежденной сосны вегетативным способом, так же как и путем семенного возобновления. Одной из причин, метающих восстановлению сосны, является развитие мощного травяного покрова, который препятствует прорастанию семян и угнетает всходы. По этой же причине в поврежденном лесу создались неблагоприятные условия и для семенного восстановления других древесных пород. На площадях, где береза оказалась сильно поврежденной, не наблюдалось ни одного случая семенного возобновления леса.
Таким образом, при высоких уровнях радиоактивного загрязнения территории происходит нарушение структуры лесного ценоза. Сосна ио радиочувствительности и другим свойствам относится к древесным породам, малоустойчивым к радиоактивному загрязнению, и погибает при облучении в дозе свыше 5000 рад, в результате чего смешанные сосново-березовые насаждения превращаются в чисто березовые.
Растительные сообщества на территории следа отличаются большим разнообразием как по флористическому составу, так и по условиям произрастания.
Но данным Опытной научно-исследовательской станции, растительность территории слагается из 20 сообществ, которые включают в общей сложности 392 вида высших растений.
Первое обследование травянистых сообществ на высоких уровнях загрязнения почвы проходило спустя 2 года с момента выпадения радиоактивных аэрозолей. При этом обнаружены повреждения растительных сообществ разной степени, начиная от гибели отдельных видов растений в 1-й год после образования следа и кончая постепенным их исчезновением. Отдельные проявления изменения видового состава травяного яруса отмечаются на участках с плотностью загрязнения 500—700 кюри/км2, а при 3500 кюри/км2 эти изменения становятся существенными.
Основным биоэкологическим показателем, характеризующим устойчивость данного вида растения в условиях радиоактивного загрязнения, является расположение почек возобновления относительно поверхности почвы. Вилы, у которых почки возобновления расположены на уровне поверхности почвы или близко к ней (гемикриптофиты и хамеофиты), выпадают из состава фитоценоза при плотности загрязнения выше 500—700 кюри/км2 их место занимают растения с почками возобновления, погруженными в почву или высоко поднятыми над ее поверхностью, а также растения с коротким циклом развития.
