Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii
Uniwersytet im. A. Mickiewicza
Fredry 10, 61-701 Poznań
M.Mazurek@e-mail & Zb.Zwoliński@e-mail
Stan
geoekosystemÓw Polski
w roku 2000
Zanotowane wysokie koncentracje siarki siarczanowej w opadzie atmosferycznym: 1,04 mgdm-3 w zlewni Bystrzanki, 3,59 mgdm-3 w Puszczy Kampinoskiej oraz 2,95 na Stacji Św. Krzyż mogą okazać się szkodliwe dla drzewostanów iglastych, gdyż w połączeniu z kwaśnym odczynem wód powodują one fizjologiczne osłabienie drzew (Dechnik i in. 1990).Program pomiarowy C2: chemizm opadu podokapowego
Program pomiarowy C3: chemizm spływu po pniach'W geoekosystemach leśnych opady atmosferyczne nie docierają bezpośrednio do podłoża, lecz przechodząc przez warstwę koron drzew i spływając po pniach drzew, podlegają transformacji fizycznej i chemicznej. Skład chemiczny wód opadowych w lesie ulega zmianie głównie pod wpływem procesów fizjologicznych roślin oraz rozpuszczania i spłukiwania z powierzchni gałęzi, kory, liści aerozoli i zanieczyszczeń gazowych pochłoniętych z atmosfery. Skład gatunkowy drzew, ich wiek i stan zdrowotny, wpływają także odmiennie na zmianę właściwości wody opadowej, nadając jej nowe cechy fizykochemiczne.
Programy pomiarowe C2 i C3 obejmują monitoringu opadów atmosferycznych podlegających transformacji w biosferze. Geoekosystemy objęte badaniami w ramach ZMŚP, zajmują lasy reprezentowane przez różne gatunki drzew. W Wigrach monitoringiem opadu podokapowego i spływu po pniach objęte zostały sosny i świerki, w Storkowie sosny, a na Św. Krzyżu buki i jodły.
Fitocenoza sosnowa w zlewni górnej Parsęty nie zneutralizowała kwaśnego odczynu opadu atmosferycznego, wartość pH opadu podokapowego kształtowała się na poziomie 4,37, w przypadku spływu po pniach sosen wyniosła 3,60. Wody opadowe po przejściu przez korony w drzewostanie jodłowo-bukowym na Św. Krzyżu ulegają niewielkiemu dalszemu zakwaszeniu do pH 4,38 - 4,77, natomiast średnie wartości miesięczne pH wód spływających po pniach jodeł wynosiły średnio 3,44, a pH wód spływających po pniach buków 3,47. W lesie sosnowo-świerkowym w Wigrach wody spływające po pniach drzew charakteryzowały się również silnie podwyższoną kwasowością (sosna 3,71, świerk 3,39). Dłuższy kontakt spływającej wody z szorstką korą pni powoduje jej znaczne wzbogacenie w kwasy organiczne i kwaśne aerozole pochodzące z suchego opadu, a w konsekwencji zakwaszenie wód spływających po pniach drzew. Ponadto wraz wzrostem wieku drzew maleje zdolność do neutralizacji odczynu wód opadowych, a dodatkowo właściwości te są mniejsze w lasach iglastych zazwyczaj rosnących na glebach kwaśnych, tak jak np. w przypadku Storkowa.
Ryc. 12. Średnie stężenia wybranych jonów w opadzie z otwartej przestrzeni i pod okapem drzewostanu w Sobolewie, Stacja Bazowa Wigry, rok hydrologiczny 2000
Dla poszczególnych jonów notowane stężenia zarówno w opadzie podokapowym jak i spływie po pniach drzew, znacząco przewyższają wartości notowane w opadzie na terenie otwartym (por. Wigry, ryc. 12). Analiza porównawcza stężeń jonowych w opadzie podokapowym oraz w wodach spływających po pniach drzew wskazuje, że koncentracja substancji rozpuszczonych w badanych fitocenozach była zdecydowanie niższa w opadzie podokapowym aniżeli w spływie po pniach (ryc. 13). Na uwagę zasługuje fakt znacznego udziału w wartości przewodności elektrolitycznej ładunku przenoszonego przez jony wodorowe, zwłaszcza w przypadku spływu po pniach drzew. Ma to istotne znaczenia dla intensyfikacji procesów zakwaszania środowiska glebowego, bowiem dopływ atmosferyczny jonów wodorowych stanowi podstawowe źródło protonów w ekosystemie. Porównując wartości badanych parametrów w wodzie opadowej zebranej pod okapem drzew w Wigrach (sosna, świerk) stwierdzono wyższe wartości stężeń jonów w opadzie pod świerkami (ryc. 12, 13). Wartość przewodnictwa elektrolitycznego wód spływających po korze jodeł i buków różniła się nieznacznie.
W grupie anionów w opadzie w lesie dominują jony siarczanowe i chlorkowe, analogicznie jak w opadzie atmosferycznym na terenie otwartym. Zatężanie tych składników należy wiązać z zatężaniem roztworu, wymywaniem składników z koron drzew i spłukiwaniem pyłów pochodzących z suchej depozycji czyli osadów pochodzących z zanieczyszczenia powietrza. Wyraźnie potwierdziła się malejąca tendencja stężeń siarki siarczanowej.
Ryc. 13A. Średnie stężenia wybranych jonów w opadzie pod okapem drzewostanu w Stacjach Bazowych: Św. Krzyż i Wigry w roku hydrologicznym 2000
Ryc. 13B. Średnie stężenia wybranych jonów w spływie po pniach w Stacjach Bazowych: Św. Krzyż i Wigry w roku hydrologicznym 2000
Kwaśne wody opadowe niekorzystnie oddziaływają na nadziemne i podziemne części roślin. Z części nadziemnych, szczególnie z igliwia i liści oraz z kory pni wymywane są znaczne ilości Ca, Mg, K, Mn i Zn wywołując niedobory tych składników. W igłach jodły, wskutek niedoborów kationów o charakterze zasadowym powstają wolne kwasy organiczne i kwasy mineralne, co może być przyczyną zakłóceń w procesach fotosyntezy i powodować uszkodzenia błony komórkowej (Kowalkowski, Jóźwiak 2000a). Kwaśne wody docierające do dna lasu na badanych powierzchniach w połączeniu z zakwaszającym oddziaływaniem ściółki lasu iglastego mogą mieć istotny wpływ na uwalnianie nadmiernych ilości fitotoksycznych jonów oraz w zależności od właściwości buforowych gleb sprzyjać zintensyfikowaniu procesów wietrzenia chemicznego i ługowania pokrywy glebowej.
