Диссертация (1154527), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

табл. А.2 Приложения А). Исключением являются образцы с повышеннымваловым содержанием137Cs (118-139 Бк/кг); процент обменных форм данногорадионуклида в них может достигать 1,8%. В торфяных почвах биологическаядоступность137Cs выше: содержание обменных форм может достигать 21%.Полученные нами результаты в целом согласуются с материалами другихисследователей и отражают известную закономерность «старения»137Cs и егофиксации в минеральных почвах (Агеец В.Ю., 2002).

Несмотря на это,использование полученных нами значений удельной активности обменных форм137Cs для расчета коэффициента дискриминации40К/137Cs по формуле (12) (см.ниже) невозможно, причем не только по техническим причинам (в знаменателеформулыокажется«нуль»).Очевидно,представления об истинной доступностичтоэкстракцияААБнедает137Cs для корневого поглощениярастениями. Как следует из материалов Приложения К, в фитомассе лесныхэкосистем района исследований фиксируются ненулевые значения удельнойактивности137Cs даже в случае его нулевой активности в почвенных вытяжках.Согласно Д.В.

Ладонину (2016), извлечение металла ацетатно-аммонийнымбуферным раствором определяется не особенностями закрепления металла впочве, а главным образом тем, насколько прочные комплексы способенобразовать элемент в ацетатно-аммонийной вытяжке из почвы. Аналогичныйвывод сделан Н.В. Громаковой и Т.М. Минкиной (2016). Таким образом,ацетатно-аммонийная вытяжка не извлекает весь запас подвижных элементов впочве. Поскольку ближний резерв137Cs, потенциально доступного для растенийпри определенных условиях, извлекается 1М НСl (Рерих Л.А., Моисеев И.Т.,1989), нами была осуществлена также экстракция 1М НСl и 1М HNO3 длянескольких образцов минеральных почв. Однако и при данных способахэкстракции активность РН в экстрактах была нулевой. Поэтому для расчетовкоэффициента дискриминации40К/137Cs по формуле (12) использовались данныепо валовым формам РН в почвах района исследований.Поскольку оценка закономерностей аккумуляции ТМ и РН в почвенномблоке не является задачей настоящего исследования, а почвенные концентрации73элементов рассматриваются в настоящей работе как один из факторов,определяющих аккумуляцию элементов в фитомассе, результаты определениясодержания ТМ и РН в образцах почв представлены в краткой форме при общейхарактеристике района проведения исследований (глава 2.1) и в Приложении А.Ведомости лабораторных испытаний образцов фитомассы на содержание ТМ иРН приведены в Приложениях И, К, соответственно.Статистический анализ данныхСтатистическаяобработкарезультатовизмеренийвыполненавпрограммных пакетах Statistica и Excel.На основе измеренных сезонных концентраций элементов и весовыхкоэффициентов,соответствующихпродолжительностикаждогосезона,вычислялись среднегодовые концентрации элементов во фракциях фитомассы и впочвах.Расчет коэффициента транслокации (TF) элементов из корней в надземныеорганы осуществлялся по формуле (по: Jing Y.

et al., 2014):TF C shoot,C root(10)где Сshoot – концентрация элемента в побеге (в фотосинтезирующих органах)(мг/кг); Сroot – концентрация элемента в тканях тонких корней (мг/кг).TF отражает эффективность транспорта элементов из подземных внадземные органы и традиционно используется при изучении дальнеготранспорта металлов (Álvarez-Fernández A. et al., 2014). Величина TF зависит отряда факторов:– природы элемента (в общем случае для эссенциальных элементовхарактерна активная транслокация в надземные органы, а для токсичных –существование корневого барьера (Conn S., Gilliham M., 2010));– видовой стратегии растения по отношению к данному элементу (длягипераккумуляторов TF > 1 даже в случае токсичных элементов, дляисключателей TF < 1 (Jing Y. et al., 2014));74– концентрации элемента в питательной среде (в данном случае TF имеетиндикаторное значение, позволяя выявить почвенные уровни металла, с которыхначинается ограничение его транслокации в надземные органы).Для элементов - геохимических аналогов (Zn и Cd в случае ТМ; 137Cs и 40К вслучае РН) рассчитывались коэффициенты дискриминации (DF) Zn/Cd и 40К/137Cs(по: Zhu Y-G., Smolders E., 2000).

Для ТМ:DF Zn plant Cd plantZn soil Cd soil,(11)где Znplant и Znsoil – концентрация Zn (мг/кг) во фракции фитомассы и в почве(подвижная форма), соответственно; Cdplant и Cdsoil – то же, для Cd.Для РН:DF K plant Cs plantK soil Cssoil,(12)где Кplant и Кsoil – удельная активность 40К (Бк/кг) во фракции фитомассы и в почве,соответственно; Csplant и Cssoil – то же, для 137Cs.Величина DF позволяет судить о том, как и насколько изменяетсяпочвенное соотношение Zn/Cd (или40К/137Cs) в растительном организме.Величины DF >> 1 свидетельствуют об активном избирательном поглощении Zn(40К) растением. Концентрируя Zn (40К), растение, по сути, «увеличивает разрыв»в почвенном соотношении Zn/Cd (40К/137Cs) в пользу Zn (40К).Значение DF, близкое к 1, является индикатором пассивного характерапоглощения элементов.

Отсутствие избирательности мембранного транспортаприводит к тому, что в растительных тканях сохраняется почвенное соотношениеZn/Cd (40К/137Cs).Значения DF < 1 свидетельствуют о преимущественном – по сравнению спочвой – накоплении Cd (137Cs) и характерны для органов, выполняющихбарьерную функцию.Еще один используемый параметр – коэффициент контрастности (КК)распределения элементов в надземной фитомассе древесных пород.

Для ТМкоэффициент контрастности рассчитывался по формуле:75KK C foliageCwood,(13)где Сfoliage и Сwood – концентрации ТМ (мг/кг) в фотосинтезирующих органах и вдревесине, соответственно.Для 40К и 137Cs КК рассчитывался по формуле:KK Cmax,Cmin(14)где Сmax – удельная активность РН (Бк/кг) для фракции надземной фитомассы смаксимальной активностью; Сmin – удельная активность РН (Бк/кг) для фракциинадземной фитомассы с минимальной активностью.2.2.5. Методы оценки иммобилизационного и мобилизационного потенциалафитомассы лесных экосистем в отношении тяжелых металлов и радиоцезияДля определения возможностей растительности по депонированию имобилизацииэлементовосуществлялсясинтезпространственныхоценокпродуктивности и запасов фитомассы сообществ с оценками содержанияэлементов в различных структурных компонентах фитоценозов.Массовые соотношения фракций фитомассы древесного яруса (древесины икоры ствола, ветвей, листьев (хвои) и корней) определены на основе данныхлесной таксации, проведенной в Солотчинском лесхозе в 2002 г., и нормативныхзначений запасов фракций фитомассы в базе данных В.А.

Усольцева (2002) (см.табл. 4.1 и Приложение В). Масса тонких (диаметром менее 5 мм) и толстыхветвей (с разделением последних на фракции древесины и коры), тонких(диаметром менее 5 мм) и толстых корней (также с разделением на фракциидревесины и коры), комля определялась на основе соотношений, полученных прианализе литературных источников и результатов собственных измерений (табл.2.7).Ежегодная продукция стволовой древесины, коры ствола и комлевой частиприближенно оценивалась делением их массы на возраст дерева. Продукцияостальных фракций древесного яруса рассчитана с использованием специальных76коэффициентов массооборота, определенных путем обобщения литературныхданных (табл. 2.7).

Коэффициент массооборота представляет собой отношениеежегодной продукции той или иной фракции фитомассы к ее запасу. Приводимыев табл. 2.7 соотношения актуальны для средних возрастов деревьев вСолотчинскомлесхозеиявляютсяосредненнымиповсемтипамлесорастительных условий. При расчете коэффициентов массооборота учтеныпроцессы опада и отпада, то есть соответствующие величины в табл. 2.7характеризуют истинный прирост фракции.Таблица 2.7 – Некоторые соотношения запасов фракций фитомассы древесногояруса и их продуктивности (средние значения)Наименование соотношенияДоля массы тонких ветвей от общей массы скелета ветвейДоля продукции тонких ветвей от их общей массыДоля массы древесины толстых ветвей от общей массы ветвейДоля массы коры толстых ветвей от общей массы ветвейДоля продукции толстых ветвей от их общей массыДоля массы тонких корней от общей массы корней дереваДоля продукции тонких корней от их общей массыДоля массы древесины толстых корней от общей массы корнейДоля массы коры толстых корней от общей массы корнейДоля продукции толстых корней от их общей массыДоля древесины комля в общей массе корней дереваДоля коры комля в общей массе корней дереваДоля продукции комля от общей массы данной фракцииДоля продукции хвои в общей массе хвои дереваЗначение,доли ед.0,390,14080,4960,1140,02110,22240,50,28-0,330,11-0,130,012860,27-0,360,02-0,050,021150,33ИсточникиРемезов Н.П.

Характеристики

Список файлов диссертации