Małgorzata Mazurek & Zbigniew Zwoliński

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

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. 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).

Efektem niekorzystnie kształtujących się warunków edaficznych w ekosystemie leśnym Świętokrzyskiego Parku Narodowego jest zaawansowane obumieranie starodrzewu jodłowych i stan chorobowy dużej części drzew jodły w drugim piętrze, a także w podrostach i nalotach. W warunkach kwaśnych gleb nasyconych kwasowymi jonami H+, Al3+ i Fe3+, kationy zasadowe pochodzące z drzewostanu są wymywane z gleb w zasięgu systemów korzeniowych (Kowalkowski, Jóźwiak 2000a) W ten sposób bezpośrednio pod drzewami i w zasięgu korzeni gleby są najsilniej zakwaszane i wyjaławiane ze składników odżywczych. Ten proces jest szczególnie stymulowany w drzewostanach bukowo-jodłowych i jodłowych.


Spis treści:

Stan geoekosystemÓw Polski
w roku 2000

Małgorzata Mazurek & Zbigniew Zwoliński

Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii
Uniwersytet im. A. Mickiewicza
Fredry 10, 61-701 Poznań
M.Mazurek@e-mail & Zb.Zwoliński@e-mail

Wprowadzenie
P
r
o
g
r
a
m
y

p
o
m
i
a
r
o
w
e
A1: meteorologia
B1: chemizm powietrza atmosferycznego
C1: chemizm opadów atmosferycznych
C2: chemizm opadu podokapowego
C3: chemizm spływu po pniach
E1: gleby
F1: chemizm roztworów glebowych
F2: wody gruntowe
H1: wody powierzchniowe - rzeki
H2: wody powierzchniowe - jeziora
J1: flora i roślinność zlewni reprezentatywnej
J2: struktura i dynamika szaty roślinnej
O1: fauna bezkręgowa
Podsumowanie
Literatura


Cytowanie: Mazurek, M., Zwoliński, Zb., 2001. Stan geoekosystemów Polski w roku 2000. [Online] http://main.amu.edu.pl/~zmsp/stan00/stan2000.html, Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii UAM, Poznań, [dd.mm.rrrr - data odwiedzenia strony]


Strona główna programu ZMŚP w Polsce; e-mail