Модель біогенних потоків і депо 90Sr у забруднених соснових насадженнях

Abstract

Лісові екосистеми вважають найбільш постраждалими внаслідок радіаційного забруднення після аварій на Чорнобильській і Фукусімській АЕС. Потрапивши у довкілля 137Cs і 90Sr, швидко включилися у біогеокругообіг речовини деревних фітоценозів. Останнього із перелічених радіонуклідів стосується значно менша кількість наукових публікацій за цим напрямом досліджень, тому подано розроблену модель біогенних потоків та депо 90Sr типового соснового насадження Чорнобильської зони відчуження. Спираючись на вихідні дані спостережень упродовж 2016–2019 рр. за сосновою ділянкою: концентрації і запаси радіонукліда у вивчених депо та потоках органічної речовини та інші показники, здійснено оптимізацію параметрів системи рівнянь потоків 90Sr між його депо імітаційної математичної моделі біокругообігу досліджуваного радіоізотопу методом стохастичного градієнтного спуску шляхом мінімізації суми квадратів відхилень цільової функції. Оцінено динаміку перерозподілу активностей 90Sr у компонентах біогеоценозу. Встановлено можливість депонування компонентами біомаси більшої половини активності 90Sr від наявної у сосновому біогеоценозі. Прогнозовано часові ряди коефіцієнтів переходу радіонукліда від ґрунту до елементів стовбура. Виявлено "стабілізацію" значень коефіцієнтів переходу 90Sr розрахованих, використовуючи щільність забруднення метрового шару ґрунту, що в разі підтвердження на більшому масиві спостережень за лісовими ділянками з контрастними ґрунтами та іншим деревним складом можна використовувати як простий спосіб прогнозування вмісту радіонукліда в компонентах біомаси.