Programy pomiarowe C2 i C3: chemizm opadu podokapowego i spływu po pniach

Programy pomiarowe C2 i C3 obejmują monitoringu opadów atmosferycznych podlegających transformacji w zbiorowiskach leśnych o różnym stopniu oddziaływań zanieczyszczeniami powierza i gleby. W 2001 roku w Wigrach monitoringiem opadu podokapowego i spływu po pniach objęte zostały sosny i świerki, w Storkowie sosny, a na Św. Krzyżu buki i jodły.

Zlewnia eksperymentalna Wigierskiej Stacji Bazowej w przeważającej części pokryta jest przez drzewostany zbudowane z sosny i świerka. Średnia roczna intercepcja w roku hydrologicznym 2001 wynosiła dla sosny 38,5%, a dla świerka 43,5%. Ilość opadu przenikającego przez drzewostan jodłowo-bukowy na Św. Krzyżu oszacowano na 683,8 mm, co stanowi 75,3% opadu bezpośredniego, a w drzewostanie bukowym 632,6 mm czyli 69,7%.

W roku hydrologicznym 2001 średnia ważona wartość pH opadów pod okapem drzewostanu w Wigrach była najwyższa w ciągu wszystkich lat badań i wynosiła 5,48 - w drzewostanie sosnowym i 5,66 - w drzewostanie świerkowym. Średnie ważone pH w drzewostanie jodłowo - bukowym na Św. Krzyżu wynosiło 4,09, w drzewostanie bukowym 4,77, natomiast średnia wartość pH wód spływających po pniach jodeł wynosiła 3,14, a dla wód spływających po pniach buków 3,98. W Storkowie średnia ważona wartość pH kształtowała się na poziomie 4,60 w opadzie podkoronowym i 3,67 w spływie po pniach sosen. Skala zmienności stężenia protonów jest zdecydowanie większa w przypadku opadu podkoronowego, gdy wartość pH spływu po pniach sosny zwyczajnej w skali roku hydrologicznego jest prawie stała. Ma to decydujące znaczenie dla procesów glebowych zachodzących wokół pni drzew. Pomimo niewielkiego ładunku protonów dopływających do dna lasu ze spływem po pniach wielkość koncentracji oraz jej stały charakter w ciągu całego roku mają zasadnicze znaczenie dla procesów wietrzenia chemicznego i ługowania gleb.

Dla poszczególnych jonów notowane stężenia zarówno w opadzie podokapowym jak i spływie po pniach drzew, znacząco przewyższają wartości obserwowane w opadzie na terenie otwartym (por. Wigry, Ryc. 11, 12). Koncentracja substancji rozpuszczonych w badanych fitocenozach była zdecydowanie niższa w opadzie podokapowym w stosunku do spływu po pniach drzew. O mineralizacji wód spływającej po pniach sosen w Wigrach decydowały przede wszystkim jony NH4, natomiast w wodzie spływającej po pniach świerków jony: SO4, Na i NH4. Stężenia jonów w wodzie spływającej po pniach drzew były do kilkudziesięciu razy wyższe niż w opadzie atmosferycznym na otwartej przestrzeni (Rys. 12).


Rys. 11. Średnie stężenia wybranych jonów w opadzie atmosferycznym na otwartej przestrzeni i pod okapem drzewostanu
w Sobolewie (Stacja Bazowa Wigry) w roku hydrologicznym 2001 (Krzysztofiak 2002)

Przewodność elektrolityczna właściwa opadu podkoronowego w Storkowie kształtowała się na poziomie 4,65 mSm-1, natomiast w spływie po pniach sosny na poziomie 16,96 mSm-1. Jony siarczanowe są podstawowym składnikiem zarówno opadu podkoronowego jak i również spływu po pniach drzew. Siarczany uważane są za wskaźnik depozycji suchej. Ilość wymytych z igliwia SO4 jest równa ilości pochłoniętego przez aparat szparkowy SO2. Zatem depozyt siarczanów oddaje w reprezentatywny sposób wielkość dopływu atmosferycznego, czyli jest wskaźnikiem zanieczyszczenia atmosfery (Jóźwiak i in. 2002).


Rys. 12. Średnie stężenia wybranych jonów w opadzie z otwartej przestrzeni i w wodzie spływającej po pniach drzew
w Sobolewie (Stacja Bazowa Wigry) w roku hydrologicznym 2001 (Krzysztofiak 2002)

Wody podkoronowe na Św. Krzyżu w drzewostanie jodłowo-bukowym wnosiły do podłoża 2-4-krotnie większy ładunek S-SO4, Cl, N-NH4 i N-NO3 niż opad bezpośredni. Nieco mniejsze ładunki tych związków wnoszone były do podłoża po przejściu przez korony drzew w drzewostanie bukowym. Jest to wynikiem gromadzenia się w koronach drzew, głównie iglastych (jodła), dużych ilości zanieczyszczeń z suchej i wilgotnej imisji, które następnie są uruchamiane przez wody opadowe. Przewodność właściwa wód spływających po pniach jodeł wynosiła średnio 63,4 mSm-1, natomiast po pniu buka 19,95 mSm-1. Są to wartości ponad 10-krotnie wyższe w wodach spływających po pniach jodeł i 3-krotnie wyższe w wodach spływających po pniach buków w stosunku do wód opadu bezpośredniego. W wodach spływających po pniach zanotowano również stosunkowo wysokie stężenia anionów: SO4, NO3 i Cl oraz kationów: Ca, K, NH4. W wodach spływających po pniach jodeł wartości te są większe niż w wodach spływających po pniach buków, co wynika z różnicy w budowie morfologicznej badanych gatunków drzew i większej powierzchni chłonnej kory jodły.

W warunkach małego zanieczyszczeń powietrza o jakości wód docierających do dna lasu decyduje przede wszystkim skład gatunkowy, wiek drzewostanu i charakter siedliska, natomiast na obszarach zanieczyszczonych większe znaczenie nabiera sucha depozycja na powierzchni drzew.

poprzedni   |   następny