Фоновий моніторинг пралісів Закарпаття як еталонних природних екосистем

Лісистість Закарпатської області перевищує 50 % загальної площі територій, причому з огляду на різноманітність топографічних та геохімічних умов регіону, ефективність оцінки екологічного стану лісових екосистем в значній мірі залежить від правильності вибору нормативів стану для таких об’єктів [1, 2]. В цьому контексті важливу роль можуть відіграти букові та смерекові праліси, які можна розглядати як еталонні лісові екосистеми, що розташовані в межах природно-заповідних об’єктів Закарпатської області, зокрема Карпатському біосферному заповіднику та Національному природному парку (НПП) «Синевир» (смерекові праліси), НПП «Ужанський» (букові з елементами смерекових праліси) та НПП «Зачарований край» (букові праліси). Ці об’єкти природно-заповідного фонду знаходяться в різних районах Закарпаття, на різних висотах з особливими геохімічними умовами, тому встановлення нормативів стану для характерних лісових екосистем регіону, на основі стану букових і смерекових пралісів (метод аналогії) потребує проведення моніторингових досліджень по вивченню цих еталонних природних екосистем [3].
Метою даної роботи є проведення фонового моніторингу букових та смерекових пралісів Закарпаття, які розташовані в межах територій природо-заповідного фонду області, які можна розглядати як еталонні природні лісові екосистеми. Результати таких досліджень сприятимуть підвищенню ефективності екологічного менеджменту та заходів забезпечення екологічної безпеки, через встановлення показників стану для лісових екосистем регіону.
Критеріями моніторингових досліджень нами обрані сполуки важких металів (ВМ) та гама-активні радіонукліди (ГАН), які дозволяють оцінити рівень антропогенного навантаження на природне середовище, виявити особливості геохімічних умов територій, встановити міграційні процеси [4-6]. Для визначення зазначених компонентів використані сучасні спектроскопічні методи аналізу, зокрема атомно-абсорбційна спектроскопія електротермічний варіант (визначення Cu, Zn, Pb, Cd, Cr) та «холодної пари» (визначення Hg), а також низькофонова гама-спектроскопія (визначення питомої активності природних і техногенних ГАН). Радіологічні дослідження проведені у відділі фотоядерних процесів Інституту електронної фізики НАН України (Ужгород).
Дослідження проводилось за наступними напрямками:
– вивчення розподілу сполук ВМ і ГАН у ґрунтових горизонтах пралісів з метою встановлення закономірностей  міграційних процесів, а також походження вказаних компонентів;
– оцінка вмісту сполук ВМ та питомої активності ГАН у воді та донних відкладеннях малих річок, басейни яких охоплюють територію пралісів;
– встановлення рівня біокумуляції ВМ і ГАН в системі «ґрунт-рослина» для аборигенових видів флори пралісів;
– порівняння даних про розподіл та міграцію ВМ та ГАН в межах букових і смерекових пралісів з даними для інших лісових екосистем краю.
Вивчення розподілу сполук ВМ та ГАН у ґрунтових горизонтах пралісів показало, що має місце рівномірно-дисперсний розподіл ВМ, більшість яких зосереджена в алювіальному горизонті (20-50 см) з достатньо високим співвідношенням вмісту кислоторозчинних форм ВМ до їх валового вмісту (КФ/ВВ). На основі цього було зроблено висновок про ендогенне їх походження, за виключенням сполук Pb, які переважно зосереджені у гумусовому горизонті (до 20 см) з найбільшим показником КФ/ВВ, що свідчить про екзогенне його походження. Крім того, для сполук ВМ спостерігається «геохімічний знос» (рис. 1) з найбільшим вмістом ВМ у гумусовому горизонті НПП «Зачарований край» (низинна місцевість), а найменшим – НПП «Синевир» (гірська місцевість). Останнє може бути частково пояснено і домінуючим видом рослин, мінеральне живлення яких суттєво відрізняється.
На відміну від ВМ, розподіл ГАН у ґрунтових горизонтах пралісів з урахуванням топографічних умов носить стрибкоподібний характер і хоча основний внесок у питому активність вносить 40К (зосереджений у гумусовому та алювіальному горизонтах), активність природних ізотопів рядів 238U (радіологічні мітки 214Pb, 214Bi, 226Ra) та 232Th (радіологічні мітки 228Ac, 212Pb, 212Bi, 208Tl) суттєво відрізняються навіть в межах одного НПП і між ґрунтовими горизонтами, що нами використано як критерії ідентифікації досліджуваних ділянок. На рис. 2, як приклад, представлено усереднені результати кластерного аналізу ГАН для ґрунтових горизонтів букових пралісів в межах НПП «Зачарований край», які показують виражену кореляцію розподілу ГАН в межах даного об’єкту.


Рис. 1. Усереднені дані валового вмісту сполук ВМ у гумусовому горизонті пралісів НПП Закарпаття.

Визначення розподілу ВМ і ГАН у воді та донних відкладеннях малих річок, басейни яких охоплюють території пралісів, показало, що загальний вміст зазначених інгредієнтів є невисоким і відносно стабільним, причому в седиментах досліджуваних річок ВМ і ГАН знаходяться переважно в малорухомій формі. Донні відкладення річок, як акумулююча субстанція, відображають загальну тенденцію розподілу та міграції ВМ і ГАН в межах пралісів.

Рис. 2. Результати кластерного аналізу  ГАН техногенного  Cs-137  та природних нуклідів К-40, рядів  U-238 (Pb-214, Bi-214, Ra-226) та Th-232 (Pb-212, Bi-212, Ac-228, Tl-208) у ґрунтових горизонтах букових пралісів НПП «Зачарований край»: а) – гумусовий шар; б) – алювіальний шар; в) карбонатний геохімічний бар’єр

Як прилад, на рис. 3 представлено дані факторного (а) та кластерного (б) аналізу деяких ГАН в донних відкладеннях р. Боржава (НПП «Зачарований край»). Спостерігається виражена кореляція розподілу ГАН у седиментах за течією річок, що зумовлено як геохімічними та топографічними особливостями їх басейнів.
а)б)
Рис. 3. Результати факторного (а) та кластерного (б) аналізу ГАН техногенного (137Cs_i) та природних
(40K_i, 214Bi_i, 212Pb_i) і=1,4 для донних відкладень р. Божава в межах НПП «зачарований край».

Проведено дослідження по оцінці біокумуляції ВМ і ГАН в системі «ґрунт-рослина» для буку та смереки і показано, що розподіл і вміст цих інгредієнтів пропорційний їх вмісту в ґрунтах і існує виражена кореляції щодо просторового розподілу рослин (результати кластерного та факторного аналізів).
Одержані дані фонового моніторингу по розподілу сполук ВМ та ГАН в межах букових та смерекових використані для встановлення нормативів стану для лісових екосистем даного регіону, картографування та паспортизації пралісів Закарпаття за цими параметрами.

Список літератури

  1. Лавний В.В., Заяць М.В. Праліси Закарпаття – світова цінність, яка потребує державної охорони // Наукові праці лісівничої академії наук України. – 2007. – Вип. 5. – С. 74-77.
  2. Парпан Т.В. Структура і відновлення ялиново-ялицево-букових пралісів Українських Карпат // Науковий вісник НЛТУ України. – 2010. – Вип. 20.9. – С. 60-66.
  3. Стойко С.М., Копач В.О. Сторіччя створення пралісових резерватів в Українських Карпатах. – Львів: ТзОВ «Простір-М», 2012. – 61 с.
  4. Симканич О.І., Сухарев С.М. Розподіл важких металів по профілю ґрунтів Нац. природного парку «Зачарований край» // Екологічна безпека та збалансоване ресурсокористування. – 2013. – № 1 (7). – С. 53-59.
  5. Symkanich O., Maslyuk V., Sukharev S., Lengyel A. The radioecology studies of the Carpathian national parks soils: towards radionuklides standards’ evolution // Materials of International Conference on Environmental Protection «III. Terrestrial Radioisotopes in Environment». – Hungary: Veszpŕem, 2012 (16-18 May). – P. 13-17.
  6. Симканич О.І., Сухарев С.М. Особливості міграції та акумуляції важких металів в системі ґрунт-рослина на прикладі заповідника «Зачарований край», Закарпаття // Науковий вісник Ужгородського ун-ту. Серія «Хімія». – 2012. – № 2 (28). – С. 99-102.

Фоновий моніторинг пралісів закарпаття як еталонних природних екосистем [Електронний ресурс]  / Сухарев С.М., Симканич О.І., Сухарева О.Ю. // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/fonovyy-monitoryng-pralisiv-zakarpattya-yak-et...

Topics: 
Оцінка: 
0
No votes yet