Денисова Татьяна Викторовна

Вид материала

Автореферат

Содержание Официальные оппоненты Терехова Вера Александровна Общая характеристика работы содержание работы ГЛАВА 2. Объекты исследований Зональные почвы Интразональные почвы 3.1. Методика модельных экспериментов Влияние гамма-излучения. Влияние рентгеновского излучения Восстановление облученной почвы. 3.2. Описание установок, использованных при постановке экспериментов Глава 4. Влияние «сильных» доз гамма-излучения и «малых» доз рентгеновского излучения на биологические свойства чернозема обыкно 4.1. Состояние почвенной микрофлоры 4.2. Биохимическая (ферментативная) активность почв и содержание гумуса 4.3. Дыхание почвы и скорость разложения мочевины 4.4. Изменение фитотоксических свойств почв Таким образом Глава 5. Динамика восстановления биологических свойств чернозема обыкновенного после воздействия гамма-излучения 5.2. Изменение ферментативной активности и гумусного состояния чернозема обыкновенного ... Полное содержание

Подобный материал:

• «утверждаю», 63.28kb.
• Перминова Татьяна Викторовна,, 90.29kb.
• Макарова Татьяна Викторовна Форма экспертного материала доклад, 380.07kb.
• Татьяна денисова, 149.07kb.
• Макарова Татьяна Викторовна Форма экспертного материала доклад, 135.72kb.
• Меньшикова Татьяна Викторовна Цели урок, 161.28kb.
• Аксенова Татьяна Викторовна г. Тверь 2005 год пояснительная записка, 70.65kb.
• Полякова Татьяна Викторовна «теория и практика сочинений разных жанров» пояснительная, 268.21kb.
• Никитченко Татьяна Викторовна. Участники конкурс, 40.05kb.
• Обидина Татьяна Викторовна Тема урок, 79.89kb.

На правах рукописи

Денисова Татьяна Викторовна

влияние электромагнитных полей на

биологические свойства почв


03.02.08 – экология (биологические науки)


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук


Ростов-на-Дону - 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования

Южного федерального университета


Научный консультант: доктор географических наук, профессор

Казеев Камиль Шагидуллович


Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Безуглова Ольга Степановна


доктор биологических наук, профессор

Киреева Наиля Ахняфовна


доктор биологических наук, старший научный сотрудник

Терехова Вера Александровна


Ведущая организация: Московский государственный университет

им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения


Защита диссертации состоится 1 июля 2011 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, ЮФУ, зал заседаний ЮФУ, e-mail: kolesnikov@sfedu.ru, факс: (863)263-87-23.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).


Автореферат разослан «____» ___________ 2011 г. и размещен в сети Интернет на сайте ВАК www.vak.ed.gov.ru


Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук Т.М. Минкина

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Экологическая значимость электромагнитных полей все больше возрастает в современном мире и становится предметом специального изучения. Проблема электромагнитного загрязнения окружающей среды в 1995 году включена Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в перечень приоритетных для человечества, что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме. В спектре электромагнитных полей ионизирующие излучения (ИИ) имеют особую значимость и относятся к наиболее опасным антропогенным факторам.

Электромагнитные поля (ЭМП), как никакой другой экологический фактор, за последние 50-70 лет претерпели существенные изменения за счет техногенной составляющей. В отдельных частотных диапазонах уровень электромагнитного излучения техногенного происхождения в 10³ – 10⁶ раз превосходит уровень естественного излучения.

К настоящему времени в отечественной и мировой науке накоплено значительное количество данных, касающихся влияния ЭМП ионизирующей и неионизирующей природы на различные биологические объекты: микроорганизмы, растения, животных, человека. В то же время, экологические последствия влияния ЭМП на почву, ее свойства и функции, изучены только с отдельных сторон. Работ, касающихся изучения влияния ЭМП на свойства почв юга России, нами не встречено.

Почва является одним из важнейших незаменимых природных ресурсов, обеспечивает стабильность, как отдельных биогеоценозов, так и биосферы в целом. В связи с нарастающим электромагнитным воздействием на окружающую среду и учитывая огромную экологическую и хозяйственную роль почвы на планете, представляется актуальным исследование изменения состояния почвы и ее свойств под влиянием электромагнитных полей.

Цель работы - установить закономерности изменения биологических свойств почв под влиянием электромагнитных полей различной природы.

Задачи исследования:

1. Установить закономерности и механизмы электромагнитного воздействия на биологические свойства почв: численность и активность микроорганизмов, структуру почвенных микробоценозов, фитотоксичность почв и состояние растений, ферментативную активность, гумусное состояние и т.д.
   
2. Изучить изменения свойств почв в зависимости от параметров электромагнитного воздействия, таких как: природа ЭМП, мощность, частота, уровень, длительность воздействия. Установить взаимосвязь эколого-биологических показателей между собой и уровнем электромагнитного воздействия.
   
3. Провести сравнительную оценку устойчивости почв юга России к электромагнитным воздействиям.
   
4. Определить возможность и целесообразность использования различных биологических показателей в целях мониторинга, диагностики и индикации электромагнитного загрязнения почв.
   

Объекты исследований. Объектами исследований были зональные и интразональные почвы разных природных зон юга России: черноземы (обыкновенные, выщелоченные) настоящих степей, каштановые почвы сухих степей, серые и бурые лесные почвы среднегорных лесов, луговые субальпийские почвы высокогорий Кавказа, дерново-карбонатные почвы (рендзины) типичные и выщелоченные, серопески.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Электромагнитные поля оказывают неоднозначное воздействие на биологические свойства почв. В большинстве случаев численность почвенных микроорганизмов снижается, показатели ферментативной активности и роста и развития растений — не изменяются, либо снижаются незначительно.
  
• Степень изменения биологических свойств почвы зависит от природы электромагнитного загрязнения, его дозы (уровня), времени воздействия, типа почвы и др. Между дозой ионизирующего излучения и изменением биологических свойств почв зафиксирована линейная зависимость, а для неионизирующих излучений характерны нелинейные связи.
  
• Почвы разного генезиса и свойств, обладающие различным уровнем биологической активности, проявляют разную устойчивость к неионизирующим электромагнитным полям. По устойчивости к низкочастотному магнитному полю почвы юга России образуют следующую последовательность: бурая лесная почва > чернозем обыкновенный > рендзина типичная > серопески; по устойчивости к СВЧ-излучению: серопески > чернозем обыкновенный > каштановая почва >бурая лесная почва.
  
• Бóльшая чувствительность и информативность к электромагнитным воздействиям характерна для микрофлоры, обычно грибов. Показатели ферментативной активности являются более устойчивыми и менее информативными.
  

Научная новизна. Впервые по единой методике проведено комплексное исследование влияния электромагнитных полей различной природы (ионизирующей: гамма-излучение и рентгеновское излучение и неионизирующей: сверхвысокочастотные излучения, низкочастотные излучения, постоянные магнитные поля) на биологические свойства почв юга России. Изучена динамика восстановления биологических свойств чернозема обыкновенного после воздействия гамма-излучения. Для оценки отклика почвы на электромагнитное воздействие был использован единый набор биологических показателей, а также проведена интегральная оценка с использованием интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) почвы. Исследовано влияние ЭМП на широкий диапазон различающихся по свойствам, генезису и сельскохозяйственному использованию почв: черноземы, каштановые, бурые лесные, серые лесные, горно-луговые, дерново-карбонатные почвы, серопески. Установлены наиболее информативные показатели биологической активности почвы для использования в целях биомониторинга и биодиагностики почв, подвергнутых электромагнитному воздействию. Составлены ряды устойчивости почв к СВЧ-излучению и низкочастотному магнитному полю. Предложены подходы к экологическому нормированию электромагнитного воздействия на почву.

Практическая значимость. Теоретические положения, подходы и разработки, представленные в работе, могут быть использованы и уже используются научными и природоохранными организациями при проведении мониторинга и диагностики биологического состояния почв под влиянием электромагнитных полей. Полученные результаты используются в учебном процессе при чтении курсов лекций: «Экология», «Радиоэкология», «Почвоведение», «Природопользование», «Охрана окружающей среды», «Экологическая экспертиза», «Мониторинг и биоиндикация» в Южном федеральном университете.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены более чем на 30 научных конференциях, симпозиумах, съездах и конгрессах, основные из которых: Международная научная конференция «Экология и биология почв Юга России» (Ростов-на-Дону, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007); I, II Международная научная конференция «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2004, 2007); IV, V Съезды Общества почвоведов им В.В. Докучаева (Новосибирск, 2004; Ростов-на-Дону, 2008); Научная конференция «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (Абрау-Дюрсо, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010); III Международная научно-практическая конференции «Медицинские и экологические эффекты ионизирующего излучения» (Томск, 2005); 13, 14, 15 International Symposium «Environmental Pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region» (Салоники, Греция, 2005; Севилья, Испания, 2007; Бари, Италия, 2009); Всероссийская конференция «Экспериментальная информация в почвоведении» (Москва, 2005); The World Congress of Soil Science (Филадельфия, США, 2006); IV Международный симпозиум «Степи северной Евразии» (Оренбург, 2006); Всероссийская научная конференция «Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы» (Воронеж, 2006); Международная научная конференция «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007); III Международная научно-практическая конференция «Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2007); Eurosoil Symposium (Вена, Австрия, 2008); V, VI Съезды по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2006, 2010).

Конкурсная поддержка работы. Автор как руководитель и ответственный исполнитель участвовал в работе по грантам и конкурсным проектам по тематике исследований, поддержанных РФФИ (№ 06-05-64722а, 07-04-00690а, 07-04-10132к, 07-05-10101к, 08-04-10080к), ФЦП «Развитие сети федеральных университетов» (№ К-08-Т-25, К-08-У-2, К-08-Т-19), ФПЦ «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (№ П1298, П2383), «Ведущие научные школы» (НШ-5316.2010.4).

Личный вклад автора. Основу диссертации составляют данные, полученные автором в 2002-2011 гг. Автор принимал личное участие на всех этапах работы, а именно: формулировка проблемы, постановка целей и задач, планирование экспедиционных и полевых исследований, модельных экспериментов и аналитических работ. По результатам исследований автором или научным коллективом с участием автора опубликованы научные работы, где проанализированы и определены основные результаты диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 117 научных работ, среди которых 11 статей в изданиях из перечня ВАК, 4 монографии, 4 статьи на английском языке, 4 главы в коллективных монографиях. Общий объем публикаций составляет 81 п.л.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 367 страницах печатного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы и приложения; содержит 32 таблицы, 55 рисунков, 6 фотографий. Приложение включает 45 таблиц. Список литературы включает 637 источников, из них 157 на иностранных языках.

Автор выражает глубокую признательность за помощь в работе своему научному консультанту д.г.н., профессору К.Ш. Казееву, а также коллегам: к.б.н., доценту Р.В. Кузнецову, зав. Лабораторией ядерной физики НИИ Физики РГУ д.ф.-м.н., чл.-корр. РИА М.Г. Давыдову, д.б.н., профессору Г.Г. Корниенко, В.М. Денисову, всем преподавателям и сотрудникам кафедры экологии и природопользования Южного федерального университета.

Особую благодарность за научные консультации, ценные рекомендации и неоценимую моральную поддержку автор выражает д.б.н., профессору В.Ф. Валькову и д.с.-х.н., профессору, зав. кафедрой экологии и природопользования С.И. Колесникову.