Гетерогенность и пространственная коррелированность распределения цезия-137 в почве лесных экосистем на микроландшафтном уровне в Брянской области

Аннотация

Исследованы закономерности пространственного распределения ¹³⁷Cs в почвах лесных экосистем на микроландшафтном уровне в полугиромофных и гидроморфных условиях в Брянской области при разных шагах измерения радиометром «КОРАД» (10, 2 и 0,5 м). Проведено сравнение вариабельности запаса ¹³⁷Cs, полученное двумя устройствами, различающихся размером площади опробования (РПО): 1) радиометр КОРАД 2) пробоотборник D=14 см. Отношение вариабельности распределения ¹³⁷Cs, полученное методом полевой радиометрии, к данным пробоотбора (CV_корад/CV_проба) для всей площадки равно 0,63; для гидроморфной части, B1-1 — 0,87. Для всей площадки (размер 50x80 м) выявлена слабая пространственная корреляция (эффект «шахматной» доски), для локального гидроморфного участка сильная корреляция с рангом 1,4 м. 

Литература

1. ГОСТ 17.4.4.02 2017. Межгосударственный стандарт. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. – М.: Стандартинформ, 2018.

2. Демьянов В.В., Савельева Е.А. Геостатистика: теория и практика. Под ред. Р. В. Арутюняна. Ин-т проблем безопасного развития атомной энергетики РАН.М.: Наука, 2010.

3. Дмитриев Е.А. Теоретические и методологические проблемы почвоведения. М.: ГЕОС, 2001.

4. Красильников П.В., Таргульян В.О. На пути к «новой географии почв»: вызовы и решения (обзор) // Почвоведение. 2019. № 2.

5. Кротов Д.Г., Самсонова В.П., Сычёва И.И., Дядькина С.Е. Оценка радиоактивного загрязнения модельного участка в Брянской области // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2015. № 2.

6. Линник В.Г. Ландшафтная дифференциация техногенных радионуклидов. М.: РАН. 2018.

7. Липатов Д.Н., Щеглов А.И. Пространственное варьирование коэффициентов квазидиффузии 137Cs в серых лесных почвах в дальней зоне загрязнения от Чернобыльской АЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Том 54. № 5.

8. Мартыненко В.П., Линник В.Г., Говорун А.П., и др. Сопоставление результатов полевой радиометрии и отбора проб при исследовании распределения ¹³⁷Cs в почвах Брянской области // Атомная энергия. 2003. Том 95. № 4.

9. РД52.18.718-2008 Организация и порядок проведения наблюдений за загрязнением почв токсикантами промышленного происхождения. Обнинск. 2008.

10. Савельев А.А., Мухарамова С.С., А.Г. Пилюгин А.Г., Чижикова Н.А.. Геостатистический анализ данных в экологии и природопользовании (с применением пакета R). Учебное пособие. Казань. Казанский университет, 2012. –120 с.

11. Самсонова В.П. Пространственная изменчивость почвенных свойств на примере дерново-подзолистых почв. М.: Изд-во «ЛКИ». 2008.

12. Щеглов А.И., Цветнова О.Б., Касацкий А.А. Динамика загрязнения ¹³⁷Cs различных компонентов лесных экосистем Брянского Полесья // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2014. № 3.

13. Bloschl, G., Sivapalan M. Scale issues in hydrological modelling—A review. // Hydrol. Processes., 1995. № 9.

14. Chesnokov A.V., Govorun A.P., Fedin V.I., et.al. Method and Device to Measure ¹³⁷Cs Soil Contamination In-Situ // Nuclear Instruments and Methods. 1999. – A 420.

15. Goovaerts P. Geostatistics in soil science: state-of-the-art and perspectives // Geoderma, 1999. Vol. 89.

16. Heuvelink G.B.M., Webster R. Modelling soil variation: past, present, and future // Geoderma. 2001. Vol. 100.

17. Khomutinin, Yu., Fesenko, S., Levchuk, S., et.al. Optimising sampling strategies for emergency response: soil sampling. J. Environ. Radioact. 2020.

18. Krasilnikov P. Variography of discrete soil properties // Soil geography and geostatistics. 2008. №1.

19. Kravchenko A.N., Boast C.W., Bullock D.G. Multifractal Analysis of Soil Spatial Variability // Agronomy Journal. 1999. Vol. 91. №6.

20. Linnik V.G., Saveliev A.A., Govorun A.P., et.al. Spatial Variability and Topographic Factors of ¹³⁷Cs Soil Contamination at a Field Scale // International Journal of Ecology & Development. 2007. Vol. 8. №7.

21 Martynenko V., Vakulovsky S., Linnik V. The effect of Cs-137 short-range spatial variability on soil after the Chernobyl disaster // EGU General Assembly 2014. Geophysical Research Abstracts. Vol. 16, EGU2014-5398.

22 McBratney, A.B., Pringle, M.J., Estimating average and proportional variograms of soil properties and their potential use in precision agriculture // Precision Agricultur. 1999. №1.

23. Papadakos G.N., Karangelos D.J., Petropoulos N.P., et.al. Uncertainty assessment method for the Cs-137 fallout inventory and penetration depth // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. Vol. 171.

24. Parsons A.J., Foster I.D.L., 2011. What can we learn about soil erosion from the use of ¹³⁷Cs? // Earth-Sci. Rev. Vol. 108 № 1–2.

25. Pennock, D.J., Appleby, P.G. Site selection and sampling design. In: Zapata, F. (Ed.), Handbook for the Assessment of Soil Erosion and Sedimentation Using Environmental Radionuclides. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. 2010.

26. R Core Team R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, 2019. https://www.R-project.org/

27. Zhang X.C., Polyakov V.O., Liu B.Y., et.al.  Quantifying geostatistical properties of ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb_ex at small scales for improving sampling design and soil erosion estimation // Geoderma. 2019. Vol. 334.

28. Zhang, X. C. (John), Zhang, G. H., Wei, X. How to make ¹³⁷Cs erosion estimation more useful: An uncertainty perspective // Geoderma. 2015. doi:10.1016/j.geoderma. 2014.10.