Forestry Engineering Journal Forestry Engineering Journal Лесотехнический журнал 2222-7962 81933 10.34220/issn.2222-7962/2023.4/17 РусДендро-2023 RusDendro-2023 РусДендро-2023 Assessment of the impact of radiation contamination on radial growth of petiole oak in the Alekseevskoye lesnichestvo of Belgorod oblast Оценка воздействия радиационного загрязнения на радиальный прирост дуба черешчатого в Алексеевском лесничестве Белгородской области Дрыгина Полина Сергеевна Drygina Polina Sergeevna apollona.di@yandex.ru Водолажский Алексей Николаевич Vodolazhskiy Aleksey Nikolaevich vod.a@list.ru

кандидат сельскохозяйственных наук;

candidate of agricultural sciences;

 Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Воронеж Россия Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G. F. Morozov Voronezh Russian Federation Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова RU FSBE Institution of Higher Education Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov RU 17 04 2024 17 04 2024 13 4 60 75 18 11 2023 28 12 2023 http://lestehjournal.ru/en/journal/2023/no-4-52-ch-2/assessment-impact-radiation-contamination-radial-growth-petiole-oak

С начала XXI века во многих странах, в том числе в России на Кольском полуострове, произошло резкое снижение объемов атмосферных выбросов промышленных предприятий, что позволило проследить реакцию растений на уменьшение аэротехногенной нагрузки. В некоторых регионах началось очень медленное восстановление отдельных компонентов нарушенных наземных экосистем, в связи с этим актуальной задачей данного исследования было выявить ответную реакцию радиального прироста стволовой древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на сниженные объемы атмосферных выбросов загрязняющих веществ комбината «Североникель» (Мурманская обл.). На пробных площадях, заложенных в сосняках лишайниково-зеленомошных, удаленных на 60–65 (фоновые районы), 30 (буферная зона) и 10 (импактная зона) км от источника загрязнения, у ослабленных и сильно ослабленных деревьев сосны на высоте 1.3 м от поверхности земли были взяты керны стволовой древесины (20–50 шт.) с помощью бурава Пресслера. Одновременно на каждой пробной площади были отобраны средние образцы верхнего органогенного горизонта Al-Fe-гумусовых подзолов для оценки уровня загрязнения местообитаний тяжелыми металлами (Ni, Cu, Co), содержание кислоторастворимых форм которых определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На полуавтоматическом приборе ЛИНТАБ 6 измеряли ширину годичных колец каждого керна, проводили перекрестную датировку и вычисляли индекс синхронности. Установлено, что современный уровень загрязнения тяжелыми металлами местообитаний сохраняется высоким (буферная зона, индекс техногенной нагрузки варьирует 7–18 отн. ед.) и очень высоким (импактная зона, средний индекс техногенной нагрузки составляет свыше 140 отн. ед.). Наиболее ярко ответная реакция радиального прироста сосны на снижение аэротехногенной нагрузки проявляется в импактной зоне, где за период 2000–2019 гг. ширина годичных колец возросла в 2–3 раза по отношению к периоду 1980–1999 гг., и в настоящее время сопоставима или даже превышает фоновые значения. Таким образом, при дальнейшем снижении объемов атмосферных выбросов комбинатом «Североникель» возможно восстановление продуктивности стволовой древесины сосны обыкновенной на загрязненной территории.

Nowadays the issues related to environmental pollution by factors of various origins are topical. The article considers the impact of such technogenic pollution as radiation. At present. the study of this area is quite relevant. since a prosperous human existence does not do without the use of nuclear energy. In this regard. the risk of catastrophes is increasing. which entails irreversible consequences for plant communities and the biosphere as a whole. An example of such irreversible consequences is the largest catastrophe of the last century, which occurred at the Chernobyl nuclear power plant. It is the consequences associated with this event are affected in this paper. since the objects of the study are located in the area directly exposed to the wave of radiation damage. The paper reveals the issue of the impact of radiation contamination on plants. The object of the study were plantations of oak cherry. Plots with minimum (1-4.99 Curie) and maximum (5-14.99 Curie) radiation doses. as well as a "clean" control plot were selected. We clarified the features of the influence of different doses of radiation on the growth of pedunculate oak using the dendrochronological method and revealed the reliability of the results obtained using mathematical statistics methods for a selected number of samples. The dynamics of radial growth of oak trees at the studied objects was studied. Based on the obtained analytical data, a tendency for the influence of radiation on growth was established, namely, a decrease in the values of radial growth was established. It was also established that the change in growth depends on the dose of radioactive radiation the objects under study were exposed to.

 сосна обыкновенная радиальный прирост жизненное состояние северная тайга аэротехногенное загрязнение Кольский полуостров radial growth radiation pollution petiole oak effect of radiation on plants irradiation

Антанайтис, В.В. Прирост леса. Лесная промышленность / В.В Антанайтис, В.В. Загреев. – Москва, 1981. – 200 с. Antanaytis, V.V. Prirost lesa. Lesnaya promyshlennost' / V.V Antanaytis, V.V. Zagreev. – Moskva, 1981. – 200 s. Андрияшина, Т.В. Воздействие радиоактивного загрязнения на окружающую среду / Т.В. Андрияшина, Н.В. Шильникова // Вестник казанского технологического университета. – 2011 – № 10. – С. 39–44. Andriyashina, T.V. Vozdeystvie radioaktivnogo zagryazneniya na okruzhayuschuyu sredu / T.V. Andriyashina, N.V. Shil'nikova // Vestnik kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. – 2011 – № 10. – S. 39–44. Белов, А.А. Воздействие загрязнения природной среды радионуклидами на древесно-кустарниковую растительность / А.А. Белов // Лесохозяйственная информация. – 2012. – С. 13. Belov, A.A. Vozdeystvie zagryazneniya prirodnoy sredy radionuklidami na drevesno-kustarnikovuyu rastitel'nost' / A.A. Belov // Lesohozyaystvennaya informaciya. – 2012. – S. 13. Богданов, И. М. Проблема оценки эффектов воздействия «малых» доз ионизирующего излучения / И. М Богданов, А.И Сорокина, М.А. Маслюк // Бюллетень сибирской медицины. – 2005. – № 1. – С. 145–151. Bogdanov, I. M. Problema ocenki effektov vozdeystviya «malyh» doz ioniziruyuschego izlucheniya / I. M Bogdanov, A.I Sorokina, M.A. Maslyuk // Byulleten' sibirskoy mediciny. – 2005. – № 1. – S. 145–151. Эффекты хронического облучения в популяциях растений на примере референтного организма «сосна обыкновенная». Обзор / С. А. Гераськин, П. Ю. Волкова, А. А. Удалова [и др.] // Радиация и риск. – 2018. – № 4. – С. 95 – 118. DOI: 10.21870/article_0131-3878-2018-27-4-95-118. Effekty hronicheskogo oblucheniya v populyaciyah rasteniy na primere referentnogo organizma «sosna obyknovennaya». Obzor / S. A. Geras'kin, P. Yu. Volkova, A. A. Udalova [i dr.] // Radiaciya i risk. – 2018. – № 4. – S. 95 – 118. DOI: 10.21870/article_0131-3878-2018-27-4-95-118. Влияние хронического облучения на электрические сигналы растений и их роль в формировании устойчивости к стрессорам среды / М.А. Гринберг, Е.Н. Громова, С.В. Гудков, В.А. Воднеев // Сборник научных трудов VI съезда биофизиков России. – 2019. – № 2. – С. 338–339. Vliyanie hronicheskogo oblucheniya na elektricheskie signaly rasteniy i ih rol' v formirovanii ustoychivosti k stressoram sredy / M.A. Grinberg, E.N. Gromova, S.V. Gudkov, V.A. Vodneev // Sbornik nauchnyh trudov VI s'ezda biofizikov Rossii. – 2019. – № 2. – S. 338–339. Что мы узнали о биологических эффектах облучения в ходе 35-летнего анализа последствий аварии на чернобыльской АЭС? / С.А. Гераськин, С.В. Фесенко, П.Ю. Волкова, Н.Н. Исамов // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2021. – № 3. – С. 234 – 260. DOI 10.31857/article_S0869803121030061. Chto my uznali o biologicheskih effektah oblucheniya v hode 35-letnego analiza posledstviy avarii na chernobyl'skoy AES? / S.A. Geras'kin, S.V. Fesenko, P.Yu. Volkova, N.N. Isamov // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. – 2021. – № 3. – S. 234 – 260. DOI 10.31857/article_S0869803121030061. Радиоэкологическая опасность для населения в районах распространения высокорадиоактивных гранитов / А.Н. Злобина, Л.П. Рихванов, Н.В. Барановская, И.М. Фархутдинов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – № 3. – С. 111–125. DOI:10.18799/24131830/2019/3/172. Radioekologicheskaya opasnost' dlya naseleniya v rayonah rasprostraneniya vysokoradioaktivnyh granitov / A.N. Zlobina, L.P. Rihvanov, N.V. Baranovskaya, I.M. Farhutdinov // Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. – 2019. – № 3. – S. 111–125. DOI:10.18799/24131830/2019/3/172. Ипатьева, В.А. Лес. Человек. Чернобыль. Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС: состояние, прогноз, реакция населения, пути реабилитации: моногр. / В.А. Ипатьева; Нац. акад. наук Беларуси. Ин-т леса. – Гомель. – 1999. – С. 454. Ipat'eva, V.A. Les. Chelovek. Chernobyl'. Lesnye ekosistemy posle avarii na Chernobyl'skoy AES: sostoyanie, prognoz, reakciya naseleniya, puti reabilitacii: monogr. / V.A. Ipat'eva; Nac. akad. nauk Belarusi. In-t lesa. – Gomel'. – 1999. – S. 454. Корниенко, В. О. Влияние радиационного облучения на архитектонику надземной части дуба черешчатого Quercus robur L. / В. О. Корниенко // Науковий вiсник НЛТУ України. – 2016. – № 26.3. – С. 7. – DOI:10.15421/article_40260315. Kornienko, V. O. Vliyanie radiacionnogo oblucheniya na arhitektoniku nadzemnoy chasti duba chereshchatogo Quercus robur L. / V. O. Kornienko // Naukoviy visnik NLTU Ukraїni. – 2016. – № 26.3. – S. 7. – DOI:10.15421/article_40260315. Козубов, Г. М. Радиобиологические и радиоэкологические исследования древесных растений / Г.М. Козубов, А.И. Таскаев; Рос. АН, Урал. отд-ние, Коми науч. центр, Ин-т биологии. – Санкт-Петербург. – 1994. – С. 255. ISBN 5-02-026009-6. Kozubov, G. M. Radiobiologicheskie i radioekologicheskie issledovaniya drevesnyh rasteniy / G.M. Kozubov, A.I. Taskaev; Ros. AN, Ural. otd-nie, Komi nauch. centr, In-t biologii. – Sankt-Peterburg. – 1994. – S. 255. ISBN 5-02-026009-6. Кузин, А. М. Проблема малых доз и идеи гормезиса в радиобиологии / А. М. Кузин // Радиобиология. – 1991. – № 1. – С. 16–21. Kuzin, A. M. Problema malyh doz i idei gormezisa v radiobiologii / A. M. Kuzin // Radiobiologiya. – 1991. – № 1. – S. 16–21. Махнева, О. В. Биологические свойства семян березы, сформировавшихся на повышенном радиационном фоне / О. В. Махнева, П. И. Юшков // Экология и интродукция растений на Урале. – 1991. – С. 44–48. Mahneva, O. V. Biologicheskie svoystva semyan berezy, sformirovavshihsya na povyshennom radiacionnom fone / O. V. Mahneva, P. I. Yushkov // Ekologiya i introdukciya rasteniy na Urale. – 1991. – S. 44–48. Мельник, Н. А. Радиоэкологическое исследование хвойных пород деревьев / Н. А. Мельник // Вестник МарГТУ. – 2006. – № 3. – С. 429–433. Mel'nik, N. A. Radioekologicheskoe issledovanie hvoynyh porod derev'ev / N. A. Mel'nik // Vestnik MarGTU. – 2006. – № 3. – S. 429–433. Матвеев, С. М. Дендрохронология: учеб. пособие / С. М. Матвеев, Д. Е. Румянцев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2013. – 140 с. ISBN 978-5-7994-0535-9. Matveev, S. M. Dendrohronologiya: ucheb. posobie / S. M. Matveev, D. E. Rumyancev ; M-vo obrazovaniya i nauki RF, FGBOU VO «VGLTU». – Voronezh, 2013. – 140 s. ISBN 978-5-7994-0535-9. Неруш, М. Н. Рост и развитие насаждений дуба в условиях радиоактивного загрязнения / М. Н. Неруш // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2006. – С. 6. Nerush, M. N. Rost i razvitie nasazhdeniy duba v usloviyah radioaktivnogo zagryazneniya / M. N. Nerush // Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa. – 2006. – S. 6. Позолотина, В. Н. Отдалённые последствия действия радиации на растения / В. Н. Позолотина; Рос. акад. наук, Урал. отд-ние, Ин-т экологии растений и животных. – Екатеринбург. – 2003. – С. 244. – ISBN 5-93472-100-3. Pozolotina, V. N. Otdalennye posledstviya deystviya radiacii na rasteniya / V. N. Pozolotina; Ros. akad. nauk, Ural. otd-nie, In-t ekologii rasteniy i zhivotnyh. – Ekaterinburg. – 2003. – S. 244. – ISBN 5-93472-100-3. Тябера, А.П. Оценка изменений радиального прироста деревьев под влиянием загрязнения среды / А. П. Тябера // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. – 1984. – С. 194-195. Tyabera, A.P. Ocenka izmeneniy radial'nogo prirosta derev'ev pod vliyaniem zagryazneniya sredy / A. P. Tyabera // Vliyanie promyshlennyh predpriyatiy na okruzhayuschuyu sredu. – 1984. – S. 194-195. Хорин, А. В. Методика отбора правых и левых форм у сосны обыкновенной и других пород / А. В. Хорин // Лесотехнический журнал. – 1970. – № 5. – С. 110–114. Horin, A. V. Metodika otbora pravyh i levyh form u sosny obyknovennoy i drugih porod / A. V. Horin // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 1970. – № 5. – S. 110–114. Щетинкин, С. В. Некоторые аспекты влияния радиоактивного загрязнения на генеративную сферу сосны обыкновенной / С. В. Щетинкин // Лесотехнический журнал. – 2013. – № 2 (10). – С. 168–172. Schetinkin, S. V. Nekotorye aspekty vliyaniya radioaktivnogo zagryazneniya na generativnuyu sferu sosny obyknovennoy / S. V. Schetinkin // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 2013. – № 2 (10). – S. 168–172. Щетинкин, С. В. Генетические и биологические эффекты малых доз радиации в лесных экосистемах / С. В. Щетинкин // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2019. – С. 7. Schetinkin, S. V. Geneticheskie i biologicheskie effekty malyh doz radiacii v lesnyh ekosistemah / S. V. Schetinkin // Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa. – 2019. – S. 7. Юшков, П. И. Действие ионизирующих излучений на лесные насаждения. Проблемы радиоэкологии и пограничных дисциплин / П. И. Юшков. – 1998. – С. 201–229. Yushkov, P. I. Deystvie ioniziruyuschih izlucheniy na lesnye nasazhdeniya. Problemy radioekologii i pogranichnyh disciplin / P. I. Yushkov. – 1998. – S. 201–229. Таксационное описание лесотаксационных выделов на 30.07.2022. ОКУ «Алексеевское лесничество» Белгородской области, Воронеж: Филиал ФГУП «Рослесинфорг» «Воронежлеспроект», 2022. – 591 с. Taksacionnoe opisanie lesotaksacionnyh vydelov na 30.07.2022. OKU «Alekseevskoe lesnichestvo» Belgorodskoy oblasti, Voronezh: Filial FGUP «Roslesinforg» «Voronezhlesproekt», 2022. – 591 s. Skuterud, L. Histological changes in Pinus sylvestris L. in the proximal-zone around the Chernobyl Power. Plant. Sci. Environm / L. Skuterud, N. I. Goltsova, R. Naeumann // Sikkeland Science of the total environment. – 1994. – №. 157. – P. 387–397. Skuterud, L. Histological changes in Pinus sylvestris L. in the proximal-zone around the Chernobyl Power. Plant. Sci. Environm / L. Skuterud, N. I. Goltsova, R. Naeumann // Sikkeland Science of the total environment. – 1994. – №. 157. – P. 387–397. Tulik, M. Cambial story of scots pine trees (Pinus sylvestris) prior and after Chernobyl accident as encoded in the xylem / M. Tulik // Environm. Exptriment. Botany. – 2001. – № 46 (1). – P. 1–10. – DOI: 10.1016/article_S0098-8472(01)00075-2 Tulik, M. Cambial story of scots pine trees (Pinus sylvestris) prior and after Chernobyl accident as encoded in the xylem / M. Tulik // Environm. Exptriment. Botany. – 2001. – № 46 (1). – P. 1–10. – DOI: 10.1016/article_S0098-8472(01)00075-2 Hadley, E. B. Effects of ionizing radiation on rates of CO2 exchange of pine seedlings / E. B. Hadley, G. M. Woodwell // Radiat. Res. – 1965. – № 24. – P. 650–656. Hadley, E. B. Effects of ionizing radiation on rates of CO2 exchange of pine seedlings / E. B. Hadley, G. M. Woodwell // Radiat. Res. – 1965. – № 24. – P. 650–656. Sparrow, A. H. Prediction of the sensitivity of plants to chronic gamma irradiation / A. H. Sparrow, G. M. Woodwell // Radiation Botany. – 1962. – № 1. – P. 9–26. Sparrow, A. H. Prediction of the sensitivity of plants to chronic gamma irradiation / A. H. Sparrow, G. M. Woodwell // Radiation Botany. – 1962. – № 1. – P. 9–26. Volkova, P. Y. Radiation Hormesis In Plants / P. Y. Volkova, E. V. Bondarenko, E. A. Kazakova // Current Opinion, in Toxicology. – 2022. – № 30. 100334. DOI: 10.1016/article_2022.02.007. Volkova, P. Y. Radiation Hormesis In Plants / P. Y. Volkova, E. V. Bondarenko, E. A. Kazakova // Current Opinion, in Toxicology. – 2022. – № 30. 100334. DOI: 10.1016/article_2022.02.007.