Основная часть. 
Радиоэкологическая оценка и прогнозирование получения биомассы быстрорастущей ивы на локальном уровне на основе геоинформационных технологий

Процесс создания электронных карт и баз данных включает несколько этапов.

Для создания геоинформационной системы карта плотности загрязнения Могилевской области по ¹³⁷Cs была оцифрована. Для этого она была отсканирована, а затем отмасштабирована в программе ArcView, после чего данные карты были привязаны к системе координат с помощью файла привязки. Затем к пространственным данным присоединили непространственную информацию (атрибуты).

На основе данной таблицы была создана тематическая карта, где данные классифицировались по значению плотности загрязнения почвы: 0−1 Ки/км²; 1−5 Ки/км²; 5−15 Ки/км²; 15−40 Ки/км²; 40 Ки/км² и более.

На рис. 2 представлена карта радиационной обстановки Могилевской области.

Рис. 2. Карта радиационной обстановки Могилевской области

Аналогичным образом была оцифрована и почвенная карта Могилевской области. Все почвы были разделены на четыре группы: дерново-подзолистая суглинистая; дерново-подзолистая супесчаная; дерново-подзолистая песчаная; торфяно-болотные, пойменные.

На рис. 3 представлена почвенная карта Могилевской области.

Рис. 3. Почвенная карта Могилевской области

Каждый тип почвы сопоставляется со значением плотности загрязнения по ¹³⁷Cs на данной территории. Так, например, каждому полигону с типом почвы дерново-подзолистая суглинистая последовательно ставится в соответствие значения плотности загрязнения по ¹³⁷Cs.

Количество ¹³⁷Cs, перешедшее из почвы в древесину и корни, зависит от многих факторов, в первую очередь от типа и гранулометрического состава почв и внесения минеральных удобрений.

На основании данных о коэффициентах перехода ¹³⁷Cs рассчитываются значения удельной активности ¹³⁷Cs в древесине после первого цикла ротации, после седьмого цикла и значения удельной активности ¹³⁷Cs в корнях по окончанию срока эксплуатации плантации (после седьмого цикла) при нулевом количестве внесения калийных удобрений и с дозой 90 кг действующего вещества на гектар.

Расчетные данные заносятся в таблицу. В результате при наведении курсора на любой участок карты Могилевской области можно получить информацию о плотности загрязнения земель, коэффициентах перехода, прогнозном накоплении ¹³⁷Cs в древесине и корнях при различных сроках уборки биомассы и эксплуатации плантации (рис. 4).

Рис. 4. Значения удельной активности для выбранного полигона (дерново-подзолистые супесчаниые почвы)

Геоинформационная система помогает планировать производство биотоплива на основе быстрорастущей ивы, выращиваемой на территориях, загрязненных ¹³⁷Cs.

По результатам наших исследований, при трехлетнем цикле производства древесины на суглинистых почвах Кричевского района Могилевской области в пересчете на 10-процентную влажность выход древесины ивы с гектара в среднем за три года составил около 9000 кг. При плотности загрязненности участков радиоцезием до 8 Кu/км² уровень загрязнения древесины не превышал 12 Бк/кг при республиканском допустимом уровне (РДУ 99) не выше 740.

Средний балл пахотных земель в Республике Беларусь составляет 31,2. Древесина ивы может быть получена на землях с потенциальным плодородием 25 и ниже баллов. Наименее плодородные земли расположены в северной части Могилевской области (Климовичский, Костюковичский, Хотимский районы), которые, наряду с наиболее загрязненными радионуклидами регионами (Краснопольский, Славгородский районы), могут стать опорными территориями для организации плантаций быстрорастущей ивы. Кадастровая оценка земель на территориях этих районов составляет соответственно для пашни и сельскохозяйственных угодий: Климовичский район — 29 и 26; Костюковичский район — 25 и 23; Хотимский район — 28 и 25; Краснопольский район — 27 и 23; Славгородский район — 28 и 25.

При определении потенциальных площадей следует учитывать следующие аспекты:

• 1. В большинстве хозяйств Республики Беларусь есть земли, расположенные на неудобицах или выведенные из оборота по причине низкого плодородия и т. д. Эти площади целесообразно задействовать под аграрное лесоводство как по экономическим, так и экологическим причинам.
• 2. Суммарно на территориях прилегающих хозяйств целесообразно определять достаточно большой размер полей для обеспечения рентабельности при индустриальной технологии возделывания.
• 3. Следует учитывать, что наиболее пригодными для выращивания ивы являются дерново-подзолистые суглинистые почвы, которые обеспечивают растения достаточным количеством влаги для роста и развития, а также обуславливают достаточно низкие коэффициенты перехода ¹³⁷Cs в продукцию. Выращивание ивы на легких песчаных и супесчаных почвах неэффективно, так как растения чувствительны к недостатку влаги, особенно на начальных этапах роста. Удовлетворительными для выращивания ивы являются торфяно-болотные почвы.
• 4. Одна тонна древесины ивы влажностью 10% приблизительно соответствует 0,35−0,40 ТУТ (тонны условного топлива).

Таблица. Потенциал производства древесины ивы в регионах Могилевской области

Суммарная площадь сельскохозяйственных угодий, расположенных на суглинистых и торфяно-болотных почвах данных районов, составляет 106,6 тысячи гектаров, и с этой площади ежегодно можно получать 37₄₂ тысяч ТУТ энергии в виде древесной биомассы. Таким образом, при использовании части этих площадей потенциал производства биотоплива составляет значительную величину, при этом плотность загрязнения древесины, полученной на землях наиболее загрязненных радионуклидами Славгородского и Краснопольского районов, в десятки раз ниже РДУ 99.

Следует учитывать, что определенную погрешность в модель вносит неопределенность, связанная с изменчивостью коэффициента перехода ¹³⁷Cs, который варьирует даже в пределах одного типа почвы. Дополнительную погрешность создают вариации урожайности на различных типах почвы. Поэтому следует отметить, что оценка потенциала возделывания быстрорастущей ивы носит укрупненный характер и ГИС-технологии не исключают проведения дополнительных натурных исследований, но служат инструментом, позволяющим значительно облегчить и ускорить задачу оценки и совершенствования структуры землепользования.