Лісівничо-фізіологічні особливості життєдіяльності соснових насаджень в зоні відчуження Чорнобильської АЕС

Можливість адаптації сосни звичайної до підвищеного впливу хронічного радіаційного опромінення можна виявити за характером росту півсібсових потомств на радіаційно забруднених територіях. При радіаційному забрудненні ґрунту ? 387 Кі/км² явне пригнічення ростових процесів у трирічному віці спостерігалось у півсібсових потомств дерев сосни сильного ступеня радіаційного ураження. Так, висота півсібсових потомств контрольних дерев тут становила 33,0…40,4 см, слабкого ступеня радіаційного ураження - 31,6…41,3, середнього - 31,0…39,1 і сильного - 28,3…34,9 см. Очевидно сильне гостре радіаційне навантаження в 1986 році та наступне хронічне інкорпороване опромінення материнських дерев сосни призвело через спадкові структури до пригнічення росту їх півсібсових потомств. Однак і в таких умовах окремі потомства дерев слабкого (1, 5, 8, 15) і середнього (14) радіаційного впливу на землях забруднених радіоактивними речовинами характеризуються високою інтенсивністю росту та значним адаптивним потенціалом.

ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

У дисертаційній роботі представлено аналіз та теоретичні узагальнення результатів 14-річних досліджень функціонування соснових насаджень, їх півсібсових потомств та культур сосни звичайної різного ступеня радіаційного ураження, які зростають в ближній зоні Чорнобильської АЕС. Досліджено інтенсивність росту дерев сосни звичайної, її півсібсових і сібсових потомств та лісових культур за висотою і діаметром, насіннєношення та посівні якості насіння, лісовідновні процеси в умовах радіаційного забруднення, формування морфолого-анатомічних параметрів хвої, фонд фотосинтезуючих пігментів асиміляційного апарату, інтенсивність фотосинтезу, біосинтез терпенових вуглеводнів, електрофізіологічні процеси (біоелектричні потенціали, імпеданс, поляризаційна ємність).

1. Сосна звичайна відзначається значною ростовою реакцією на радіаційне ураження. Зниження радіального приросту в дорослих дерев сосни починається на другий рік, а лінійного - у перший вегетаційний період після гострого радіаційного опромінення (1…20 Гр) і триває 1…5 років. Відновлення ростових процесів по діаметру до рівня контролю у дерев слабкої (1…2 Гр) і середньої (6…10Гр) доз поглинутої радіації відбувається на 2…3-ій роки, сильної (11…20 Гр) - на 6-ий рік після ураження. Приріст у висоту в радіаційно уражених варіантів взагалі не відновлюється до рівня контрольних показників.

2. Ріст потомств дерев сосни звичайної знаходиться в складній залежності від поглинутого гострого і хронічного іонізуючого опромінення. Між однорічними потомствами, вирощеними на чистій від радіонуклідів території з насіння урожаю, отриманого в перші роки після гострого опромінення з дерев різного ступеня радіаційного ураження, і контролем за інтенсивністю ростових процесів істотних відмінностей не виявлено. Лише окремі варіанти незалежно від дози поглинутої радіації виділяються високою інтенсивністю росту. В наступні роки спостерігається тенденція до збільшення інтенсивності росту потомств опромінених дерев. У п'ятирічному віці висота дослідних рослин виявилась на 1,6…9,8 %, а діаметр на 2,3…10,5 % вищими від контролю. Водночас потомства опромінених дерев, вирощені на радіаційно забрудненій території, за біометричними показниками (висота, діаметр кореневої шийки, приріст по висоті) в цілому відстають від контрольних на 2,5…16,4 %.

3. Молоді культури сосни, вирощені на забруднених радіонуклідами територіях з насіння урожаю не опромінених дерев характеризуються порівняно з контролем меншими висотою і лінійним приростом пагонів (у 10…12-річному віці, відповідно, на 36…62 % і 3…57 %). За діаметром кореневої шийки дослідні культури, вирощені на ділянках з слабким ступенем радіаційного забруднення, відзначаються вищими показниками (на 24 %), а середнім і сильним - нижчими (на 8…29 %).

4. Дерева сосни звичайної в лісостанах за показниками насіннєношення характеризуються значною індивідуальною мінливістю незалежно від дози поглинутої радіації. У деревостанах різного ступеня радіаційного ураження зустрічаються дерева різних категорій урожайності (від дерев, які ненасіннєносять до дерев з рясним насіннєношенням). Абсолютна схожість насіння як контрольних, так і радіаційно опромінених дерев сосни є практично одинаковою і для середньовікових деревостанів коливається в межах 91…98 %.

Порівняно з контролем у середньо і сильно уражених дерев сосни спостерігається тенденція до зменшення біометричних показників шишок і насіння (довжини, ширини, маси на 2…15 %) Водночас енергія проростання насіння дерев середнього і сильного ступеня опромінення виявилась істотно вищою від контролю. Загалом навіть у деревостанах сильного радіаційного ураження формується достатня кількість повнозернистого життєздатного насіння для успішного проходження процесів природного поновлення.

5. Морфолого-анатомічні показники хвої дерев сосни звичайної залежно від ступеня радіаційного ураження та репараційних процесів змінюються неоднозначно. На 6…7 роки після аварії на ЧАЕС (1991…1992 рр.) у сильно уражених дерев сформувалась хвоя істотно більшої довжини і поверхні. У наступні вісім років (з 1992 по 1999 рр.) пройшла значна трансформація у формуванні листового апарату сосни дослідних варіантів. У дерев сильного радіаційного опромінення (11…20 Гр) відмічається зниження життєвого потенціалу і зменшення величини основних морфолого-анатомічних показників хвої на 4...12 % в порівнянні з контролем. У сосни слабкої (1...2 Гр) і середньої (6...10 Гр) доз поглинутої радіації вона сформувалась на рівні контролю. Лише за кількістю продихів хвоя радіаційно уражених дерев у цей період істотно (на 9,0…17,8 %) перевищувала контроль. Водночас радіаційне опромінення материнських дерев несуттєво вплинуло на формування морфолого-анатомічних показників хвої їх півсібсових потомств. Відмінності дослідних потомств від контролю за переважною кількістю показників хвої не перевищували 5 % і тільки за окремими з них доходили до 7,7 %.

6. У культур сосни звичайної, що ростуть на середньо і сильно радіаційно забруднених територіях, величина більшості морфолого-анатомічних показників хвої знизилась на 4...42 %. Виявлено також формування у них одно-, і трихвойних брахібластів. Хвоїнки які сформувались на однохвойних брахібластах мають округлу або серповидну форму з однією або двома центральними провідними системами. Найбільш чутливо на радіаційне ураження реагують такі показники хвої культур як кількість смоляних каналів, площа поверхні хвої і кількість продихів.

7. Біосинтез пластидних пігментів тісно пов'язаний із ступенем радіаційного ураження та інтенсивністю проходження репараційних процесів. Однак прямої залежності між поглинутою дозою радіації і кількістю пігментів у листяному апараті не виявлено. На 8…9 рік після опромінення вміст хлорофілів і каротиноїдів у хвої дерев сильного радіаційного ураження коливався в межах контролю, що свідчить про високу активність в них процесів життєдіяльності. В наступні 5…6 років кількість пігментів у них знизилась на 41...58 %. Істотно нижчими показниками вмісту зелених і жовтих пігментів на 8…15-й рік характеризувались також насадження середньої і слабкої доз поглинутої радіації. В радіаційно уражених дерев зростає відношення хлорофілів а/b, що вказує на більш виражену у них здатність поглинати більшу кількість ближніх синьо-фіолетових і далеких червоних променів.

8. У хвої півсібсових потомств до 3…5-річного віку спостерігається збільшення вмісту зелених (на 3,2...9,6 %) і жовтих (на 2,0...7,4 %) пігментів зі збільшенням дози поглинутої радіації материнськими деревами. В подальшому кількість пігментів у їх листовому апараті стабілізується на рівні контролю. У листяному апараті 10..12-річних культур сосни, вирощених на радіоактивно забруднених територіях, вміст фотосинтезуючих пігментів характеризується істотно меншими значеннями, а відношення хлорофілів а/b суттєво (на 9,4…12,5 %) вищими у порівнянні з контролем.

9. Через 15 років після аварії на ЧАЕС, спостерігається істотне зниження інтенсивності фотосинтезу у радіаційно опромінених дерев сосни звичайної. У дерев слабкого ступеня радіаційного ураження інтенсивність фотосинтезу знизилась на 17 %, середнього - 22 % і сильного ? 59 %.

В однорічних півсібсових потомств радіаційно уражених дерев середньоденні значення фотосинтезу перевищують контроль на 12...21 %. В середині дня ці відмінності доходили до 27...52 %. У денному аспекті максимум фотосинтетичної активності в потомств дерев сильного ступеня радіаційного ураження і на контролі спостерігався о 11 годині, а в слабкого і середнього - о 13 годині. При досягненні півсібсовими потомствами 3...5-річного віку відмінності між контролем та дослідними варіантами за інтенсивністю фотосинтезу згладжуються.

Радіаційно уражені культури сосни звичайної в різні періоди вегетаційного розвитку характеризуються на 35...42 % нижчою інтенсивністю фотосинтезу.

10. Вміст монотерпенів у радіаційно уражених дерев сосни звичайної знизився на 10...11 %, а біосинтез сесквітерпенів відповідно зріс. Зниження кількості монотерпенів відбулось в основному за рахунок Д³-карену, вміст якого в радіаційно опромінених дерев сосни зменшився в 1,3…2,6 раза (з 16,7 % до 6,5…12,8 %). Вміст основного монотерпену - б-пінену на контролі і в дослідних насадженнях виявився практично однаковим (відповідно 33,9 % і 27,7...35,4 %).

Серед сесквітерпенів найбільші зміни під дією радіаційного опромінення (збільшення за вмістом в 1,2…2,1 раза) спостерігаються в біосинтезі г-муролену, д+г-кадінену, б-колокорену і в-кадінолу.

11. Загальною реакцією рослин на гостре або хронічне радіаційне опромінення є їх біоелектрична активність. Радіаційно уражені середньовікові дерева сосни звичайної характеризуються, як правило, істотно вищими абсолютними показниками біоелектричних потенціалів кореневої шийки та різниці БЕП. У період інтенсифікації репараційних процесів (1993…1995 роки - 8…10 рік після аварії на ЧАЕС) відмінності між контрольним і дослідними варіантами за показниками біоелектричних потенціалів досягають максимальних значень. Дерева сосни сильної і середньої доз поглинутої радіації за абсолютними показниками БЕП кореневої шийки перевищують контроль у цей період на 14,4...367,7 %, а різниці БЕП - на 25...86 %. У 2000 році (через 15 років після аварії) їх рівень знизився до контрольних і нижчих значень. Водночас різниця БЕП у середньо і сильно уражених дерев сосни постійно перевищувала показники контрольних дерев на 21...23 %.

Відмінності між 3…5-річними контрольними і дослідними півсібсовими потомствами радіаційно уражених дерев за величиною БЕП кореневої шийки виявились незначними, а за різницею біоелектричних потенціалів - істотними, що свідчить про зниження у них життєвості.

12. Радіаційно уражені культури сосни звичайної в різні роки спостереження в період активної вегетації характеризувались підвищеною біоелектричною активністю. Абсолютні середньоденні показниками біоелектричних потенціалів кореневої шийки дослідних варіантів перевищували контроль на 27...78 %. Серед них найвищими значеннями біопотенціалів на початку і в середині вегетації виділяються середньо і сильно уражені культури. В кінці вегетації (вересень) величина БЕП у них знижувалась до 77...85 % відносно контролю. У слабо опромінених культур сосни рівень біоелектричної активності залишався вищим від контролю на 28 % і в кінці вегетаційного періоду. Очевидно культури середнього і сильного радіаційного ураження швидше вступають у фазу фізіологічного спокою.

13. Дослідження діелектричних показників прикамбіальних тканин лубу свідчать, що в період вегетації у радіаційно опромінених дерев більш інтенсивно проходять процеси обміну речовин. Через вісім років після аварії показники імпедансу радіаційно опромінених дерев сосни виявились на 6...13 % нижчими, а поляризаційної ємності на 1,6...17,2 % вищими від контрольних. У наступні роки рівень інтенсивності життєвих процесів в опромінених дерев знижувався до рівня контролю.

14. Особливо великі відмінності за діелектричними показниками виявлено між контролем і культурами сосни слабкого ступеня радіаційного ураження. Останні протягом сезону характеризуються на 42..51 % нижчими значеннями імпедансу і на 97...113 % вищими показниками поляризаційної ємності, що свідчить про їх високу метаболічну активність. Культури сосни середнього і сильного ступеня радіаційного ураження протягом вегетації, навпаки, відзначаються суттєво вищими показниками імпедансу та нижчими величинами поляризаційної ємності, що характеризує у них знижений рівень обміну речовин.

15. Дослідження діелектричних процесів у 3-річних півсібсових потомств дерев сосни звичайної різного ступеня радіаційного опромінення, які ростуть на стаціонарі в зоні відчуження ЧАЕС (щільність забруднення ґрунту ¹³⁷Cs становить 387 Кі/км²) показують, що найкращим станом відзначаються потомства контрольного насадження. Величина імпедансу в дослідних варіантів виявилась на 7,4...32,4 % вищою, а поляризаційної ємності на 13,2...33,8 % нижчою, ніж на контролі.

16. Дерева сосни звичайної незалежно від ступеня радіаційного ураження характеризуються значною індивідуальною мінливістю, яка забезпечує їх виживання в жорстких умовах хронічного радіаційного опромінення. Серед радіаційно уражених дерев виділено екземпляри, які за показниками росту, морфолого-анатомічними параметрами хвої, фізіолого-біохімічними та електрофізіологічними процесами не відрізняються від контрольних. Вони відзначаються потужним генетично детермінованим репараційним потенціалом, який підтримує гомеостаз організму на генетично визначеному рівні і можуть бути використані в селекційній роботі.

17. Дослідження показників росту та фізіолого-біохімічних процесів показує, що сосну звичайну можна успішно вирощувати на ділянках з щільністю забруднення ґрунту радіонуклідами до 200 Кі/км². В цих умовах сосна звичайна характеризується високою інтенсивністю росту і добрим станом. На ділянках з щільністю забруднення ґрунту 200...300 Кі/км² у дерев спостерігається незначне пригнічення основних функціональних процесів. При більш високих рівнях радіаційного забруднення ґрунту виявлено значне пригнічення росту дерев і неефективне використання ними пластичних речовин і енергії на репараційні процеси, що знижує біологічну стійкість соснових лісостанів. У таких умовах доцільно створювати культури з переважанням листяних порід.

18. Процеси природного відновлення в сильно уражених соснових насадженнях можуть проходити двома основними шляхами. Один з них, більш ефективний - відновлення листяними породами (березою, осикою, вільхою, вербою) і формування похідних деревостанів з можливим у майбутньому відновленням під їх наметом корінних соснових молодняків. Другий, в більш сприятливих для сосни умовах - поява під наметом материнських дерев самосіву і підросту сосни та безпосереднє формування корінних соснових деревостанів.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ В ТАКИХ РОБОТАХ

Статті у наукових фахових виданнях:

1. Заїка В.К. Деякі морфофізіологічні аспекти формування молодих півсібсових потомств сосни звичайної на Львівському Розточчі// Наук. вісник УкрДЛТУ: Природничі дослідження на Розточчі. - Львів: УкрДЛТУ. - 1995, вип. 4. - С. 132-145.

2. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Особливості життєдіяльності потомств радіаційно уражених насаджень сосни звичайної// Наук. вісник УкрДЛТУ: Проблеми та перспективи розвитку лісового господарства. - Львів: УкрДЛТУ. - 1998, вип. 9.2. - С. 45-54. (Збір експериментальних даних, аналіз отриманих результатів).

3. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Фотосинтез культур сосни звичайної в умовах хронічного радіаційного опромінення// Наук. вісник УкрДЛТУ: Лісівницькі дослідження в Україні. - Львів: УкрДЛТУ. - 1999, вип. 9.10. - С.107-113. (Проведення польових і лабораторних робіт, узагальнення отриманих результатів).

4. Заїка В.К. Ріст півсібсових потомств сосни звичайної різного ступеня радіаційного опромінення// Наук. вісник УкрДЛТУ: Лісівницькі дослідження в Україні. - Львів: УкрДЛТУ. - 1999, вип. 9.12. - С. 237-242.

5. Заїка В.К. Ріст сосни звичайної в умовах радіаційного опромінення// Наук. вісник УкрДЛТУ: Лісівницькі дослідження в Україні (VI-і Погребняківські читання). - Львів: УкрДЛТУ. - 2000, вип. 10.4. - С. 25-30.

6. Заїка В.К. Насіннєношення сосни звичайної в умовах радіаційного опромінення// Наук. вісник УкрДЛТУ: До 125-річчя УкрДЛТУ. - Львів: УкрДЛТУ, 2000, вип. 10.2. - С. 26-31.

7. Krynytsky G., Zaika V., Delegan I. Morphophisiological peculiarities of the progenies growth of irradiated trees of common pine// Folia Oecologica, 2000. - № 27/1-2. - Р. 81-90. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

8. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Вплив радіаційного опромінення на фотосинтез сосни звичайної// Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія (Спеціальний випуск: Фізіологія рослин). - 2002. - №3(18). - С. 34-38. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання та узагальнення отриманих результатів).

9. Заїка В.К. Формування листяного апарату радіаційно ураженими деревами сосни звичайної// Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. - 2003, вип. 34. - С. 70-75.

10. Заїка В.К. Біосинтез пластидних пігментів сосни звичайної в умовах високих радіаційних рівнів// Наук. вісник УкрДЛТУ: Лісівницькі дослідження в Україні (IX-ті Погребняківські читання). - Львів: УкрДЛТУ . - 2003, вип. 13.3. - С. 79-83.

11. Krynickyj G., Zaika W. Fotosynteza sosny pospolitej na radjacyjno skaїonych terytorjach// Prace Institutu badawczego lesnictwa. - Warszawa: IBL. - 2003. - Seria A. - № 3. - C. 23-36. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання і узагальнення отриманих результатів).

12. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Біосинтез пластидних пігментів деревами сосни звичайної на радіаційно забруднених територіях// Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка: Біологія. - 2004. - № 3-4 (24). - С. 22-24. (Збір експериментальних даних, проведення лабораторних досліджень, узагальнення отриманих результатів).

13. Заика В.К., Криницкий Г.Т. Морфофизиологические особенности функционирования сосны обыкновенной на радиационно-загрязненных территориях// Сборник научных трудов ИЛ НАН Беларуси "Проблемы радиоэкологии леса. Лес. Человек. Чернобыль".- Гомель: ИЛ НАН Беларуси. - 2004, вып. 61. - С. 213-216. (Збір експериментальних даних, їх опарцювання і узагальнення).

14. Заїка В.К. Вплив хронічного радіаційного опромінення на формування асиміляційного апарату культур сосни звичайної в районі аварії Чорнобильської АЕС// Науковий вісник. - К: НАУ, 2004, вип. 71. - С. 46-53.

15. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Діелектричні показники сосни звичайної на радіаційно забруднених територіях// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.1. - С. 12-15. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання та аналіз отриманих результатів).

16. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Електрофізіологічна реакція культур сосни звичайної на високі рівні хронічного радіаційного опромінення// Наук. вісник УкрДЛТУ: Стан і тенденції розвитку лісівничої освіти, науки та лісового господарства в Україні. - Львів: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.5. - С. 8-14. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання та аналіз отриманих результатів).

17. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Біосинтез терпенових вуглеводнів деревами сосни звичайної в умовах радіаційного впливу// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.7. - С. 9-13. (Збір експериментальних даних, проведення лабораторних досліджень, узагальнення отриманих результатів).

18. Криницкий Г.Т., Заика В.К. Морфофизиологические исследования сосновых культур в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС// Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків, 2004, вип. 106. - С. 190-198. (Збір експериментальних даних, проведення лабораторних досліджень, узагальнення отриманих результатів).

19. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Біоелектрична активність сосни звичайної на радіаційно забруднених територіях// Наукові праці: Науково-методичний журнал. Екологія. - Миколаїв: Вид-во МДГУ ім. Петра Могили. - 2004, т. 39, вип. 26. - С. 79-82. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання та аналіз отриманих результатів).

20. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Біоелектричні потенціали культур сосни звичайної в умовах хронічного радіаційного опромінення// Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків. - 2004, вип. 105. - С. 213-218. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання та аналіз отриманих результатів).

21. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Ріст та стан культур сосни звичайної в умовах хронічного радіаційного випромінювання// Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість: Міжвідомчий наук.-техн. зб. - Львів: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 29. - С. 8-13. (Збір експериментальних даних, аналіз отриманих результатів).

22. Заїка В.К. Формування соснових насаджень на радіаційно забруднених територіях та лісовідновні процеси у них// Наук. вісник НЛТУ України: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України. - 2005, вип. 15.5. - С. 13-18.

Матеріали і тези конференцій:

1. Криницкий Г.Т. Заїка В.К., Шлончак Г.А., Шлончак Г.В. Морфолого-анатомічні параметри хвої потомств опромінених насаджень сосни звичайної// Матеріали 46-ї науково-технічної конференції УкрДЛТУ. ? Львів, 1994. - С.120-121. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

2. Криницкий Г.Т., Заика В.К., Козубов Г.М., Кучма Н.Д. Морфофизиологические исследования деревьев сосны обыкновенной в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС// Тезисы докладов IV Международной научно-технической конференция "Итоги 8 лет работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС". Чернобыль. 1994, т. 1. - С. 511-517. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

3. Криницкий Г.Т., Заика В.К., Кучма Н.Д. Электрофизиологическая реакция деревьев сосны обыкновенной на радиационное поражение в зоне отчуждения Чернобыльской АЕС// Тезисы докладов V Международной научно-технической конференции "Итоги 10 лет работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС". - Зелёный Мыс, 1996. - С. 340. (Проведення польових досліджень, математичне опрацювання і узагальнення отриманих результатів).

4. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Вплив іонізуючого випромінювання на електрофізіологічну активність сосни звичайної// Матеріали українсько-польського семінару "Проблеми сучасної екології. Сучасна екологія і екологічна патологія людини". - Львів, 1997. - С. 58-61. (Збір експериментальних даних, математичне опрацювання та узагальнення експериментальних даних).

5. Криницький Г.Т., Заїка В.К. Морфофізіологічна реакція потомства сосни звичайної на іонізуюче опромінювання в зоні аварії на ЧАЕС// Матеріали міжнародної конференції "Онтогенез рослин в природному і трансформованому середовищі". - Львів: СПОЛОМ. - 1998. - С. 215-216. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення)

6. Криницький Г.Т., Вайданич В.І., Заїка В.К., Кобринович М.С. Вплив хронічного інкорпорованого опромінення на функціонування дерев сосни звичайної// Матеріали ІІ Смакулового симпозіуму "Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики". - Тернопіль, 2000. - С. 253-255.

7. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Інтенсивність проходження фізіологічних процесів у культур сосни звичайної в умовах дії високих доз хронічного опромінення// Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції "Сучасні екологічні проблеми Українського Полісся та суміжних територій" (до 15-річчя аварії на ЧАЕС). - Ніжин, 2001. - С. 59-61. (Збір експериментальних даних, математичне опрацювання та узагальнення експериментальних даних).

8. Криницкий Г.Т., Заика В.К. Морфофизиологические исследования в сосновых культурах, созданных на площадях с повышенным радиационным фоном// Материалы и тезисы докладов Международной конференции "Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы" - Сыктывкар - 2003. - С. 80. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

9. Заїка В., Криницький Г. Життєдіяльність сосни звичайної в умовах хронічного радіаційного опромінення// Тези ІІ Міжнародної конференції "Онтогенез рослин в природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти". - Львів: Вид-цтво "СПОЛОМ", 2004. - С. 233. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

10. Заїка В.К., Криницький Г.Т. Відбір радіорезистентних форм деревних рослин// Матеріали міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 150-річчю витоків кафедри лісівництва НЛТУ України "Лісівництво в Україні в контексті світових тенденцій розвитку лісового господарства". - Львів: НЛТУ України, 2006. - С. 142-144. (Збір експериментальних даних, опрацювання отриманих результатів та їх узагальнення).

11. Криницький Г.Т., Заїка В.К., Кучма М.Д. Морфофункціональні аспекти життєдіяльності сосни звичайної в умовах радіаційного впливу// Матеріали доповідей міжнародної конференції "Двадцять років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє". ? К.: Інновац. вид. центр "ХОЛТЕХ", 2006. ? С. 326-322 (Збір експериментальних даних та їх узагальнення).

Всього за темою дисертації опубліковано 34 наукові праці.

Заїка В. К. Лісівничо-фізіологічні особливості життєдіяльності соснових насаджень в зоні відчуження Чорнобильської АЕС. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 06.03.03 - лісознавство і лісівництво. ? Національний лісотехнічний університет України, м. Львів, 2007.

Дисертація присвячена вивченню впливу хронічного комбінованого радіаційного опромінення на життєдіяльність соснових насаджень, які в період аварії на Чорнобильській АЕС поглинули різні дози гострого радіаційного опромінення, їх півсібсових і сібсових потомств та лісових культур сосни звичайної. Для характеристики реакції сосни звичайної на радіаційний вплив вивчено низку морфофізіологічних показників: ріст, насіннєношення і природне поновлення, морфолого-анатомічні показники хвої, формування фонду пластидних пігментів, інтенсивність фотосинтезу, біосинтез терпенових вуглеводнів, біоелектричні потенціали, діелектричні параметри. Проаналізовано зміну морфолого-анатомічних і фізіолого-біохімічних показників у сосни в постчорнобильський період у зв'язку з нагромадженням дози хронічного радіаційного опромінення. Вивчено індивідуальну реакцію сосни звичайної на радіаційне опромінення. На основі аналізу морфолого-анатомічних та фізіолого-біохімічних показників дерев і їх потомств на радіаційне опромінення запропоновано підходи до відбору радіорезистентних форм сосни звичайної.

Ключові слова: сосна звичайна, півсібсове потомство, радіаційне ураження, ріст, насіннєношення, морфофізіологічні показники.

Заика В.К. Лесоводственно-физиологические особенности жизнедеятельности сосновых насаждений в зоне отчуждения Чернобильской АЭС. ? Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 06.03.03 ? лесоведение и лесоводство. ? Национальный лесотехнический университет Украины, г. Львов, 2007.

Диссертация посвящена изучению влияния хронического комбинированного радиационного излучения на жизнедеятельность сосновых насаждений, которые в период аварии на Чернобыльской АЭС поглотили различные дозы острого радиационного облучения, их полусибсовых и сибсовых потомств и лесных культур сосны обыкновенной. Для характеристики реакции сосны обыкновенной на радиационное облучение изучено ряд морфофизиологических показателей: рост, семеношение и естественное возобновление, морфолого-анатомические показатели хвои, формирование фонда пластидных пигментов, интенсивность фотосинтеза, биосинтез терпеновых углеводов, биоэлектрические потенциалы, диэлектрические параметры.

Установлено снижение интенсивности роста у средневозрастных деревьев сосны по диаметру уже на второй год после аварии на ЧАЭС, которое продолжалось в зависимости от дозы поглощенной радиации от 1 до 5 лет. Рост по высоте в радиационно пораженных деревьев вообще не возобновился до уровня контроля. Их потомства в условиях радиацинного влияния характеризируются некоторым снижением интенсивности ростовых процессов, а на чистой территории ? усилением роста. Рост культур, созданных в 1988...1990 годах в ближней зоне ЧАЭС, коррелирует со степенью радиационного загрязнения территории.

Интенсивность семеношения деревьев сосны не зависит от дозы их острого и хронического облучения. Радиационно пораженные деревья продуцируют достаточное количество жизнеспособных семян (абсолютная схожесть 91....97 %). Более того в сублетальной зоне радиационного поражения (поглощенная доза 11...20 Гр, плотность загрязнения почвы ¹³⁷Cs 19588 кБк/м²) происходят процессы естественного возобновления сосны обыкновенной.

Формирование хвои, физиолого-биохимические (биосинтез пластидных пигментов и терпеновых углеводов, интенсивность фотосинтеза) и электрофизиологические (биоэлектрические потенциалы, импеданс, поляризационная емкость) процессы в поставарийный период характеризируют общее состояние деревьев и интенсивность прохождения репарационных процессов. В период активизации восстановительных процессов (на 6...7 год после аварии на ЧАЭС) деревья сосны сильного радиационного поражения сформировали хвою больших размеров, чем у контрольных слабо и средне пораженных. Однако на 14...15-ый год у них отмечено резкое уменьшение морфолого-анатомических показателей хвои по сравнению с контролем. Это указывает на снижение жизненного состояния сильно пораженных деревьев.

Радиационное облучение материнских деревьев не повлияло на морфолого-анатомические показатели хвои полусибсоых потомств. В культур сосны сильного радиационного поражения (активность ¹³⁷Cs в хвое более 1 МБк/кг абс. сух. массы) отмечено формирование аномальных однохвойных брахибластов. Хвоя у них на поперечном сечении имеет округлую или серповидную форму с одной или двумя проводящими системами.

В период активизации репарационных процессов в радиационно пораженных деревьев наблюдалось увеличение содержания пластидных пигментов. При ухудшении состояния деревьев сосны биосинтез хлорофиллов и каротиноидов снижается. Влияние радиационного облучения на деревья сосны приводит к значительному усилению биосинтеза фотосинтезирующих пигментов в полусибсовых потомств только на ювенильном этапе их развития.

Радиационное облучение материнских деревьев и культур сосны приводит к значительному снижению интенсивности фотосинтеза. Однако в ювенильных полусибсовых потомств облученных деревьев сосны интенсивность фотосинтеза возрастает пропорционально степени поражения материнских растений.

В облученных деревьев сосны отмечено снижение на 10...11 % биосинтеза монотерпеновых и соответственно увеличение сесквитерпеновых углеводов.

Общей реакцией деревьев сосны на радиационное поражение явилось изменение их электрофизиологической активности. В период активизации репарационных процессов (на 8...10 год. после аварии на ЧАЭС) отмечено резкое увеличение абсолютных значений биоэлектрических потенциалов и поляризационной емкости прикамбиальных тканей луба и снижение показателей импеданса. Через 14...15 лет после аварии на ЧАЭС наблюдалось существенное изменение электрофизиологических показателей особенно в сильно облученных деревьев сосны, которое свидельствует об ухудшении их состояния.

Установлено несколько этапов в изменении жизнедеятельности деревьев после острого радиационного воздействия, которые связаны с развитием процессов радиационного поражения и пострадиационного восстановления. В период преобладания радиационного поражения над пострадиационным восстановлением основные процессы жизнедеятельности значительно снижаются.

В целом установлено, что радиационный фактор влияет на метаболическую активность деревьев, ускоряет перераспределение, превращение и ипользование ассимилятов. Радиационно пораженные ткани и органы деревьев являются мощными атрагирующими центрами для пластических веществ, где они используются на процессы репарационного восстановления. В радиационно пораженных растений наблюдается низкая эффективность использования ассимилятов, что приводит к снижению их биологической устойчивости, интенсивности роста и конкурентной способности. На основании анализа морфолого-анатомических и физиолого-биохимических показателей деревьев и их потомств на радиационное облучение предложено подходы к отбору радиорезистентных форм сосны обыкновенной.

Ключевые слова: сосна обыкновенная, полусибсовое потомство, радиационное поражение, рост, семеношение, морфофизиологические показатели.

Zayika V.K. The forestry-physiological properties of vital functions of pine plantations in the estrangement zone of Chornobyl nuclear station. ? Manuscript.

Thesis for a Doctor's degree in biological sciences on specialty 06.03.03 - silviculture and forestry. ? National Forestry University of Ukraine, Lviv, 2007.

The subject of the thesis is the influence of chronic combined irradiation on the vital functions of Scots pine plantations which have absorbed the different doses of acute atomic irradiation during the period of Chernobyl nuclear station accident, as well as their half-sib and full-sib progeny and silvicultures. To characterize the response of Scots pine to the influence of irradiation, a number of morphophysiological indices were studied (namely the growth, seed production and natural regeneration, the morphological-anatomic indices of needles, the formation of plastid pigments pool, the photosynthesis intensity, the biosynthesis of terpene hydrocarbons, the bioelectric potentials and dielectric parameters). The changes in morphological-anatomic and physiological-biochemical indices in Scots pine caused by accumulation of chronic irradiation doses during the post-Chernobyl period were investigated. The individual responses of Scots pine to the atomic irradiation was studies. Based on the response of morphological-anatomic and physiological-biochemical indices in Scots pine plantations and their progeny to the atomic irradiation the approaches to the selection of radio-resistant forms of woody plants were proposed.

Key words: Scots pine, radiation injury, seed production, half-sib progeny, morphophysiological indices.

Размещено на Allbest.ru