Крім ослаблення і загибелі насаджень від випромінювання, у лісі відбуваються й інші важливі зміни: уповільнення розпускання листя і прискорення листопаду. Просвітлення пологу лісу створює сприятливі умови для інтенсивного розвитку трав'яної рослинності, що погіршує умови насіннєвого відновлення насаджень. Радіаційне ураження лісонасаджень, у результаті якого утворюються сухостійні дерева, погіршує протипожежний стан забруднення лісів і створює сприятливі умови для масового розвитку шкідників лісу.

Через листки і молоді пагони найбільш активно поглинаються ізотопи цезію-134, цезію-137, йоду-125, йоду-131, церію-144 та ін. При осіданні на листя радіоактивного пилу рослинами поглинається близько 10 % його загальної радіоактивності. Від 40 до 90 % радіоактивних аерозолів, що випадають па ліс, затримується [20, 149].

Опромінення дозою 40 % смертельне і призводить до стерильності пилку, при збільшенні до 75 % – половина насаджень гине.

Випадання радіоактивних речовин після ядерного вибуху влітку в зоні А засихання хвойних і пригнічення росту листяних насаджень буде приблизно на 1/10 площі (поглинута доза гамма- і бета-випромінювання від 400 до 4000 рад); у зоні Б на половині площі хвойні насадження гинуть, а на решті площі спостерігається сильне їх ураження, у листяних лісах на половині площі часткове засихання дерев (поглинута кронами доза гамма- і бета-випромінювань від 4000 до 12 000 рад); у зоні В повністю гинуть на всій площі хвойні насадження, в листяних лісах часткове засихання дерев.

У насінні, яке розвивається, променевий ефект від початку розвитку до проростків збільшується в 7-10 разів.

У лісі після радіаційного ураження відбувається зміна структури лісонасаджень – переважне відмирання хвойних порід, зменшення їх загальної стійкості до несприятливих змін зовнішнього середовища, у тому числі й до шкідників, а при високій щільності забруднення – повна загибель насаджень.

2.3. Оцінка міграції радіонуклідів у лісових екосистемах

Ліс здатний довго й міцно утримувати радіонукліди, запобігаючи винесенню їх за межі забрудненої території. Тому ліс впливає на міграцію радіонуклідів у глобальному масштабі. У зв'язку з цим дослідження міграції радіонуклідів у лісових біоценозах і реакцій цих біоценозів на радіонуклідне забруднення є важливим завданням радіоекології, особливо в умовах великомасштабних радіонуклідних забруднень, спричинених великими ядерними аваріями.

Порівняльний рівень радіонуклідного забруднення різних ландшафтів можна проілюструвати результатами аналізу Киштимської аварії. У табл. 2.6 наведено відносні коефіцієнти забруднення різних типів ландшафту, зумовлені цією аварією, стосовно орних ділянок (прийнятих за одиницю).

Із табл. 2.6 видно, що лісові екосистеми забруднюються у 3-7 разів більше, ніж ландшафти відкритого типу.

Щодо лісових екосистем важливо знати:

1. Як впливає радіонуклідне забруднення на виживаність і функції лісу (особливо радіочутливого хвойного).

2. Яка роль лісу в утриманні радіонуклідів і захисті інших територій від вторинного забруднення ними.

3. Рівень радіонуклідного забруднення лісового масиву і можливості господарського використання цього масиву.

Таблиця 2.

Відносні коефіцієнти забруднення різних типів ландшафту порівняно з орними угіддями [11, 163]

Тип ландшафту | Відносний коефіцієнт забруднення

Вирубка | 1

Лука | 1,8

Ліс

листяний | 3,2

сосновий | 4-6

березовий | 6

мішаний | 7,3

У разі набігання вітрового потоку на узлісся частина потоку відхиляється вгору, огинаючи лісовий масив, а частина проникає в ліс і фільтрується кронами дерев. Величезна площа поверхні крон дерев порівняно з їхнім об'ємом дає змогу ефективно сорбувати і утримувати радіонукліди, внаслідок чого ліс виконує функцію фільтра стосовно вітрових і дощових потоків, що несуть радіонукліди.

У випадку горизонтального набігання вітрового потоку на лісовий масив значно більша частина радіонуклідів осідає на узліссі (узлісний ефект), заглиблюючись у ліс на відстань близько 500 м. У разі фільтрації радіонуклідів із горизонтального потоку при чергуванні лісових і безлісних ділянок досягається багаторазове використання узлісного ефекту. Атмосферні домішки краще утримуються поодинокими деревами (приблизно в 30 разів більше), ніж лісовим масивом.

Для оцінки затримуючої здатності лісу прийнято використовувати коефіцієнт затримування – відношення кількості затриманих лісом радіонуклідів до загальної кількості радіонуклідів, що випали.

Коефіцієнт затримування радіонуклідів у разі вертикального осадження варіює в широких межах залежно від типу і віку насаджень, сезонних та метеорологічних умов і форм випадань.

Листяні насадження здатні утримувати 10-20 % річної кількості атмосферних опадів, а отже, й радіонуклідів, крони хвойних порід – 20-30 %. Значення коефіцієнта затримування залежить від тривалості та інтенсивності дощу і снігу. Інтенсивні зливові дощі зумовлюють гірше утримування радіонуклідів, ніж мжичка (мряка) – 95 %.

Крони деревних рослин здатні ефективно утримувати також сухі випадання радіонуклідів (особливо 131І) у вигляді частинок і газів. У рослин зі щільними кронами коефіцієнт затримування твердих радіоактивних частинок дорівнює ступеню зімкнутості крон (зімкнутість крон – частка площі крон на одиницю площі лісу). У цілому коефіцієнт затримування радіонуклідів у лісових масивах коливається від 0,2 до 1,0.

Частина радіонуклідів, що залишається в кронах дерев, може проникати у внутрішні тканини рослин і залучатися до обмінних процесів. Адсорбція радіонуклідів (таких, як 32Р, 40К, 60Со, 90Sr, 106Ru, 106Rh, 137Cs і 144Се) після поверхневого забруднення – основний механізм їх надходження у тканини деревних рослин. Такі радіонукліди, як 32Р, 40К і 137Cs, здатні вільно переміщуватися в рослинах і відкладатися в різних органах. Рухливість інших радіонуклідів відносно незначна [11, 163].

Незалежно від ступеня рухливості радіонуклідів у початковий період після викиду переважає їх рух зверху донизу, із крон під полог лісу. Завдяки цьому основна частина радіонуклідів через певний час зосереджується в лісовій підстилці. Час такої вертикальної міграції, за який 95 % радіонуклідів переходять під полог лісу, становить 1 рік для листяних лісів, що обпадають, і 3 роки