Wstęp

Program monitoringu lasów w 2015 roku

I.

Monitoring lasów na stałych powierzchniach obserwacyjnych I i II rzędu

1.

Ocena poziomu uszkodzenia monitorowanych gatunków drzew

2.

Ocena symptomów i przyczyn uszkodzeń drzew

3.

Wpływ warunków pogodowych na zdrowotność drzewostanów

4.

Stałe powierzchnie obserwacyjne monitoringu lasu na obszarach Natura 2000

II.

Badania na stałych powierzchniach obserwacyjnych monitoringu intensywnego (SPO MI)

5.

Dynamika parametrów meteorologicznych na SPO MI

6.

Wielkość depozytu wnoszonego z opadami atmosferycznymi na terenach leśnych na SPO MI
Anna Kowalska

       Badania składu chemicznego opadów na terenach leśnych Polski prowadzone są w ramach monitoringu intensywnego w dwunastu punktach pomiarowych, zlokalizowanych w pobliżu stałych powierzchni obserwacyjnych monitoringu intensywnego (SPO MI) poza zasięgiem koron drzew, z reguły w sąsiedztwie stacji meteorologicznych.

      W 2015 roku nie pobierano próbek opadów między styczniem a marcem, stąd niniejsze opracowanie oparto na wynikach uzyskanych od kwietnia do grudnia 2015 r.

Rys. 12. Suma opadu bezpośredniego [mm] (prawa oś) oraz udział depozytu w sezonie letnim (V-X) i zimowym (I-IV, XI-XII) na SPO MI w 2015 roku. Dane dla okresu zimowego bez pierwszego kwartału 2015 r.

      Skład chemiczny opadów

      Cechą charakteryzującą chemizm opadów jest przewodność elektrolityczna właściwa (EC), będąca pośrednio miarą ogólnej zawartości zdysocjowanych soli. W 2015 r. dla okresu badań (kwiecień-grudzień) średnie wartości przewodności opadów zawierały się w przedziale od 12,3 do 39,8 mS·cm^-1. Niskie średnie roczne przewodności opadów notowano w rejonach górskich, gdzie opady były wysokie: w Szklarskiej Porębie i Piwnicznej (poniżej 13 mS·cm^-1), w Gdańsku, Zawadzkiem i Strzałowie, (do 20 mS·cm^-1). W Birczy, Suwałkach, Chojnowie i Białowieży mieściła się w zakresie 21-23 mS·cm^-1, a w Krotoszynie i Łącku – w zakresie 28-30 mS·cm^-1. Najwyższe stężenie substancji w opadach odnotowano w Kruczu (40 mS·cm^-1).

      Depozycja roczna

      Roczny depozyt jonów: azotu całkowitego, jonów wodorowych, chlorków, siarki w formie siarczanowej (VI), wapnia, sodu, potasu, magnezu, żelaza, glinu, manganu i metali ciężkich w opadach od kwietnia do grudnia wahał się w granicach od 15,5 do 30,2 kg·ha^-1 (Tab. 8). Pomimo że pomiary nie obejmowały pełnego roku, depozyt był wyższy o 12-22% niż w roku 2014 na powierzchniach w Suwałkach, Strzałowie i Białowieży. Na pozostałych powierzchniach stanowił od 61% do 88% wartości z roku 2014, a w Łącku wynosił niemal tyle samo, co w roku 2014 (97%).

      Najmniejszą ilość jonów zdeponowały opady w Nadl. Piwniczna (15,5 kg·ha^-1), dość niską – w Zawadzkiem (16,9 kg·ha^-1), Krotoszynie (18,9 kg·ha^-1) i Strzałowie (20,8 kg·ha^-1). Wartości pośrednie (od 21,4 do 23,1 kg·ha^-1) odnotowano w Suwałkach, Chojnowie, Kruczu, Szklarskiej Porębie i Łącku. W Gdańsku i w Birczy wyniósł odpowiednio 24,5 kg·ha^-1 i 26,8 kg·ha^-1. Najwyższy był w Białowieży, gdzie osiągnął 30,2 kg·ha^-1.

      Jedynie w Łącku udział depozytu zimowego przewyższył udział depozytu letniego w depozycie całego okresu badań (Rys. 12). Przyczynił się do tego niezwykle wysoki dopływ jonów chlorkowych (3,7 kg·ha^-1), potasowanych (2,7 kg·ha^-1), wapniowych (1,4 kg·ha^-1) i magnezowych (0,4 kg·ha^-1) w listopadzie 2015 r. o nieustalonym, prawdopodobnie lokalnym bądź przemysłowym pochodzeniu.

      Pomiędzy SPO MI występowały istotne różnice w depozycji składników: H⁺, NO₃^-, NH₄⁺, Ca, Mg, Na, Mn, rozpuszczonego węgla organicznego (RWO), azotu całkowitego (N_tot) oraz zasadowości. Wyniki testów statystycznych wskazują, że powierzchnie w Szklarskiej Porębie, Piwnicznej i Białowieży istotnie różniły się od pozostałych. W Piwnicznej całkowity depozyt był niższy, zaś w Białowieży wyższy niż na pozostałych SPO MI. Szczególnie różnice przejawiały się w niskiej depozycji form azotu w Piwnicznej oraz wysokiej depozycji jonów Ca i Mg w Białowieży w porównaniu do innych powierzchni.

      Depozyt pierwiastków śladowych

      Sumaryczny depozyt składników śladowych, tj. żelaza, manganu, glinu oraz metali ciężkich: cynku, miedzi, kadmu i ołowiu w kg·ha^-1 wynosił od 1,0% do 2,2% sumarycznego depozytu w okresie badań. Na metale ciężkie, wśród których ilościowo dominował cynk, przypadło od 0,6% do 1,5%, tj. od 0,13 do 0,32 kg·ha^-1·okres badań^-1.

      Największe ilości metali ciężkich otrzymała Szklarska Poręba, Bircza i Białowieża (odpowiednio: 0,32, 0,27 i 0,25 kg·ha^-1·okres badań^-1), duże – Piwniczna i Gdańsk (0,23 i 0,21 kg·ha^-1). Powierzchnie w Suwałkach i Chojnowie otrzymały po 0,18 kg·ha^-1, w Kruczu i Zawadzkiem po 0,16 kg·ha^-1, w Strzałowie 0,15 kg·ha^-1, a najmniej (0,13 i 0,14 kg·ha^-1) – w Krotoszynie i Łącku.

      Wyniki depozycji metali ciężkich obarczone są stosunkowo dużą niepewnością, wynikającą po pierwsze z problemów analitycznych oznaczeń na poziomie stężeń śladowych, po drugie – i zapewne najważniejsze – ze stosowanej metodyki pobierania próbek.

      Właściwości kwasowo-zasadowe wód

      Średnie miesięczne pH opadów mieściło się w granicach od 4,3 do 7,3. Minimalną wartość osiągnęło w Birczy w grudniu a maksymalną w Suwałkach w czerwcu.

      Udział miesięcznych opadów o pH niższym od 5,0 wyniósł zaledwie 12%, znacznie mniej niż w ubiegłych latach (42% w 2010 r., 36% w 2011 r., 39% w 2012 r., 43% w 2013 r. i 30% w 2014 r.). Ponieważ jednak w latach poprzednich opady o pH<5,0 przeważały zimą, można się spodziewać, że niski udział tych opadów wynika raczej z braku danych z okresu styczeń-marzec, niż z trendów zmian odczynu opadów. Pomimo tego dane jednoznacznie wskazują, że okresie zimowym (kwiecień, listopad, grudzień) opady o pH<5 występowały częściej niż latem.

Rys. 13. Średnie pH roczne, sezonu letniego (V-X) i zimowego (I-IV i XI-XII) na SPO MI w 2015 r. w opadach na otwartej przestrzeni. Dane dla okresu zimowego bez pierwszego kwartału 2015 r.

Rys. 14. Pojemność zobojętniania kwasów (ANC) [μeq· dm-3] w opadach na otwartej przestrzeni na SPO MI średnio rocznie, średnio w okresie zimowym (IV i XI-XII) i letnim (V-X) w 2015 r. * brak danych z pierwszego kwartału

      Najwyższa kwasowość opadów, mierzona średnią wartością pH dla okresu badań, wystąpiła w Szklarskiej Porębie (pH 5,1) i Piwnicznej (pH 5,4), tj. w nadleśnictwach rejonów górskich oraz w Kruczu (pH 5,2) (Rys. 13). Na pozostałych powierzchniach, z wyjątkiem Strzałowa (pH 5,4), opady miały średnio w okresie badań pH wyższe niż 5,5, a w Chojnowie i Białowieży wyższe niż 6,0-6,1.

      Dwa kolejne wskaźniki: zasadowość wód i pojemność zobojętniania kwasów (ANC) są miarą zdolności roztworów do zobojętniania mocnych kwasów.

      Zasadowość opadów bezpośrednich w większości próbek miesięcznych nie przekraczała 84 μeq·dm^-3. Średnio rocznie niską zasadowością charakteryzowały się opady w nadleśnictwach rejonów górskich: w Szklarskiej Porębie (10,2 μeq·dm^-3) i Piwnicznej (24,2 μeq·dm^-3) a także na ziemi śląskiej, w Zawadzkiem (23,8 μeq·dm^-3), na ziemi warmińsko-mazurskiej w Strzałowie (25,3 μeq·dm^-3) oraz w Kruczu (27,8 μeq·dm^-3). W Gdańsku, Łącku i Birczy, średnio w okresie badań zasadowość nie przekraczała 40 μeq·dm^-3. W Chojnowie, Krotoszynie i Suwałkach zasadowość wyniosła odpowiednio: 68,4, 73,2 i 77,3 μeq·dm^-3·okres badań^-1, a najwyższą zasadowość miały opady w Białowieży (93,1 μeq·dm^-3·okres badań^-1). Średnie wartości w okresie badań w roku 2015 są wyższe niż średnie roczne dla lat poprzednich, na czym przynajmniej częściowo zaważył brak danych dla okresu styczeń-marzec 2015 r.

      Ujemne wartości ANC są wskaźnikiem nadmiarowej ilości jonów mocnych kwasów w opadach, zaś dodatnie – nadmiarowej ilości mocnych zasad. Na SPO MI 75% miesięcznych opadów w okresie od kwietnia do grudnia przyjmowało ujemne wartości ANC. Na większości powierzchni, z wyjątkiem Piwnicznej, Łącka i Chojnowa, średnie ANC w opadach miesięcy zimowych było niższe niż w półroczu letnim (Rys. 14).

      Jedynie w Białowieży i Suwałkach ANC średnio w okresie badań miało wartości dodatnie (odpowiednio: 28,3 i 18,9 μeq·dm^-3). Na pozostałych powierzchniach średnie wartości były ujemne, najniższe w Kruczu (-49,9 μeq·dm^-3), stosunkowo niskie w Zawadzkiem, Birczy, Strzałowie, Krotoszynie, Szklarskiej Porębie i Gdańsku (odpowiednio: -34,6, -29,7, -25,3, -21,2, -19,6 i -16,7 μeq·dm^-3). W Łącku, Chojnowie i Piwnicznej ze względu na dodatnie wartości ANC w okresie zimowym, średnio w okresie badań wartość ANC była jedynie nieznacznie niższa od zera (odpowiednio: -7,7, -6,2 i -1,5 μeq·dm^-3·okres badań^-1).

Rys. 15. Ładunek jonów [kmolc·ha-1] oraz stosunek depozytu jonów kwasotwórczych do zasadowych w opadach na otwartej przestrzeni na SPO MI od kwietnia do grudnia 2015 r.

      Udział w depozycie jonów o charakterze zakwasza-jącym (SO₄^2-, NO₃^-, Cl^- i NH₄⁺) wynosił od 47% do 68%. W Białowieży udział tych jonów nie przekraczał połowy całkowitego depozytu (47%), a udział jonów o charakterze zasadowym w depozycie był wyższy niż w pozostałych lokalizacjach (42%). Najmniej korzystne stosunki depozycji jonów o charakterze zakwaszającym do depozycji jonów o charakterze zasadowym panowały w Kruczu, Birczy i Zawadzkiem, gdzie udział jonów kwasotwórczych był wysoki (65%-68% całkowitej depozycji) przy niższym niż na pozostałych powierzchniach udziale jonów o charakterze zasadowym (24%-26%).

      Podobnie jak w roku poprzednim na każdej powierzchni w depozycie całego okresu badań w 2015 dominowały jony kwasotwórcze nad zasadowymi (Rys. 15). Poza Białowieżą, na której przewaga depozycji jonów kwasotwórczych nad zasadowymi była niewielka, na pozostałych powierzchniach SPO MI jony zakwaszające przeważały od 1,5 do niemal 3 razy na jonami zasadowymi w depozycji między kwietniem a grudniem 2015 r.

      Roczny depozyt jonów: azotu całkowitego, jonów wodorowych, chlorków, siarki w formie siarczanu (VI), wapnia, sodu, potasu, magnezu, żelaza, glinu, manganu i metali ciężkich w opadach od kwietnia do grudnia wahał się w zakresie od 15,5 do 30,2 kg·ha^-1. Sumaryczny depozyt składników śladowych (żelaza, manganu, glinu) oraz metali ciężkich (cynku, miedzi, kadmu i ołowiu) wynosił od 1,0% do 2,2% sumarycznego depozytu w okresie badań., wyrażonego w kg·ha^-1. Na metale ciężkie, wśród których ilościowo dominował cynk, przypadło od 0,6% do 1,5%, tj. od 0,13 do 0,32 kg·ha^-1· okres badań ^-1. Udział w depozycie jonów o charakterze zakwaszającym (SO₄^2-, NO₃^-, Cl^- i NH₄⁺) wynosił od 47% do 68%. W 2015 r. podobnie jak w roku ubiegłym na każdej powierzchni w depozycie całego okresu badań (od kwietnia do grudnia) dominowały jony kwasotwórcze nad zasadowymi.

7.

Poziom koncentracji NO₂ i SO₂ w powietrzu na terenach leśnych na SPO MI

8.

Opady podkoronowe oraz roztwory glebowe na terenach leśnych na SPO MI

9.

Zanieczyszczenie powietrza oraz ocena zagrożenia zakwaszeniem i eutrofizacją terenów leśnych w Polsce na podstawie wyników badań ba SPO MI w okresie 2010-2014

III.

Informacje ogólne i podsumowanie

10.

Intensywność obradzania i jakość nasion sosny na terenach leśnych w kraju

11.

Pożary lasów

12.

Ocena warunków hydrologicznych w wybranych zlewniach leśnych

Literatura