Екологічна оцінка біорізноманіття лісового покриву борів природного заповідника «Древлянський» в умовах радіоактивного забруднення

Abstract

Дисертацію присвячено вивченню особливостей структури рослинних асоціацій в борах на радіоактивно забруднених територіях природного заповідника «Древлянський». Актуальність дисертаційної роботи полягає у розв'язанні наукової проблеми оцінки видового різноманіття в умовах радіоактивно забруднених територій, покращенні систем моніторингу і прогнозування рівня видового різноманіття. В результаті проведених досліджень вперше були встановлені ключові індекси, що характеризують різноманіття рослинних асоціацій борів ПЗ «Древлянський». Крім того, були розроблені оптимальні моделі регресійного аналізу, які дозволяють передбачати зміни структури рослинних асоціацій з високою точністю. Удосконалено систему моніторингу стану рослинних асоціацій та показників видового різноманіття в лісах ПЗ «Древлянський». Актуалізовано дані щодо рівня радіологічного забруднення 137 Cs та 90 Sr ґрунтів, а також коефіцієнтів накопичення та переходу радіонуклідів в рослини. У дисертаційному дослідженні представлено результати аналізу фізико-хімічних властивостей ґрунтів різних гігротопів борів. За результатами морфологічного обстеження ґрунтових розрізів та лабораторного аналізу зразків ґрунту було встановлено, що ґрунтовий покрив відповідає умовам типових борів Полісся України. У ПЗ «Древлянський» переважають дерново-сильнопідзолисті ґрунти з низьким вмістом гумусу: від 0,72 ± 0,14 % – в сухих борах до 1,76 ± 0,33 % – у вологих борах. Обмінна кислотність цих ґрунтів свідчить про їх належність до класу дуже сильнокислих та сильнокислих. Вміст азоту, фосфору та калію у них є низьким. Дослідження вмісту рухомих форм важких металів у ґрунті сухих борів показало надзвичайно низький їх вміст, з мінімальним показником кобальту 1.10 - 4 . На ділянках у свіжих борах спостерігалася значна варіація показників з максимальним рівнем 182,65 % для кадмію. Винятком є максимальний показник цинку – 74 мг/кг при ГДК – 23 мг/кг та незначне перевищення свинцю 20,5 мг/кг при ГДК – 20 мг/кг. На ділянках А 3 перевищення норм ГДК присутнє для міді при максимальному значенні 4,32 мг/кг (ГДК – 3 мг/кг) та цинку – 64,1 мг/кг (ГДК – 23 мг/кг). Для А 4 перевищень ГДК не зафіксовано.

The dissertation is devoted to the study of the peculiarities of the structure of plant associations in pine barrens situated in the radioactively contaminated territories of the «Drevlianskyi» Nature Reserve. The relevance of the dissertation work lies in the solution of the scientific problem of species diversity assessment in the conditions of radioactively contaminated territories, improvement of systems for monitoring and forecasting the level of species diversity. As a result of the conducted research, for the first time, key indices characterizing the diversity of plant associations in pine barrens of the «Drevlianskyi» Nature Reserve were established. In addition, optimal models of regression analysis were developed, which allow predicting changes in the structure of plant associations with high accuracy. The system of monitoring the state of plant associations and indicators of species diversity in the forests of the «Drevlianskyi» Nature Reserve has been improved. The data on the level of radiological contamination of soils by 137 Cs and 90 Sr, as well as the coefficients of accumulation and transition of radionuclides into plants have been updated. The dissertation study presents the results of the analysis of the physical and chemical properties of the soils of different hygrotops of the pine barrens. According to the results of the morphological survey of soil sections and laboratory analysis of soil samples, it was established that the soil cover corresponds to the conditions of the typical pine barrens of Polissia of Ukraine. In the «Drevlianskyi» Nature Reserve, sod-strong podzolic soils with a low humus content: from 0,72 ± 0,14 % – in dry pine barrens to – 1,76 ± 0,33 % in wet pine barrens prevail. The exchange acidity of these soils indicates that they belong to the class of very strongly and strongly acidic. The content of nitrogen, phosphorus and potassium in them is low. A study of the content of mobile forms of heavy metals in the soil of dry pine barrens showed an extremely low content of them, with a minimum cobalt value of 1·10 -4 . A significant variation of indicators was observed in the plots in fresh pine barrens with a maximum level of 182,65 % for cadmium. The exception is the maximum index of zinc – 74 while the threshold limit value (TLV) is 23 and a slight excess of lead of 20,5 mg/kg while the TLV is 20. In areas A 3 , the TLV was exceeded for copper with a maximum value of 4,32 (TLV – 3) and zinc – 64,1 with a maximum permissible concentration of 23. For A 4 , no maximum permissible concentration was exceeded.