Stan geoekosystemów Polski w 1998 roku

Robert Kolander
Instytut Badań Czwartorzędu i Geoekologii
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza
Poznań
e-mail

Wprowadzenie

 

W 1998 r., podobnie jak w latach poprzednich, realizacja programu Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego (ZMŚP) w geoekosystemach reprezentatywnych dla zróżnicowanej krajobrazowo Polski obejmowała analizę wybranych elementów abiotycznych i biotycznych środowiska przyrodniczego w oparciu o przyjęty system pomiarowy i metody analityki laboratoryjnej (Kostrzewski 1995, Kostrzewski, Mazurek, Stach 1995).

1998 rok mimo niejednakowego udziału Stacji Bazowych w zakresie realizowanych programów pomiarowych ZMŚP (Tab. 1), powodowanego głównie ciągłymi trudnościami finansowymi oraz brakiem etatów, zaznaczył się zwiększaniem liczby mierzonych parametrów oraz gotowością stacji do włączanie nowych programów pomiarowych w kolejnych latach. Regułą stało się już ciągłe uzupełnianie systemu pomiarowego i doskonalenie metod analityki laboratoryjnej. W 1998 roku Na Stacji Bazowej "Pożary" zwiększony został zakres badań monitoringowych o wybrane grupy stawonogów epigenicznych oraz parametrów chemizmu powietrza. W pierwszym etapie prac uwzględniono sprężyki (Elateridae) i mrówki (Formicidae). Powierzchnie badawcze założono w lipcu 1998 r. Łącznie wytypowano 11 powierzchni obserwacyjnych a pobór próbek odbywał się w przedziałach miesięcznych. W 1999 roku planuje się także powtórzenie inwentaryzacji roślinności na wyznaczonych powierzchniach fitosocjologicznych. Stacja Bazowej Szymbark w lutym 1998 roku uruchomiła program chemizmu powietrza mierząc dwutlenek siarki i tlenki azotu oraz zanieczyszczenia pyłowe. Kontynuowany jest dalszy postęp merytoryczno-organizacyjny, wynikający z realizacji głównych założeń ZMŚP. Poszerza on dotychczasową wiedzę dotyczącą zmian funkcjonowania środowiska przyrodniczego rozumianego jako system wraz ze wszystkimi jego elementami i relacjami pomiędzy nimi zachodzącymi. Dzisiejsze kompleksowe badania środowiska przyrodniczego w wybranych geoekosystemach pozwalają na poznanie wpływu czynników zewnętrznych i wewnętrznych na stan całego systemu, a nie tylko na pojedyncze jego elementy czy subsystemy.

Stacje Bazowe dysponują już danymi pięcioletnimi określającymi prawidłowości funkcjonowania geoekosystemów oraz ich reakcji na zmieniające się czynniki o charakterze naturalnym i antropogenicznym. Wyniki otrzymywane na Stacjach Bazowych odzwierciedlają stan aktualny geoekosystemów, a ich lokalizacja w różnych częściach Polski wskazuje na zagrożenia o skali lokalnej i regionalnej. Możliwe są do zaobserwowania tendencje rozwoju geoekosystemów, a niektóre wyniki pozwalają nawet na sformułowanie pierwszych prognoz funkcjonowania geoekosystemów w najbliższej przyszłości oraz stwarzają możliwość porównania z minionym czteroleciem obserwacji.

Opracowanie określa stan geoekosystemów Polski w 1998 roku na podstawie wyników i analiz uzyskanych w Stacjach Bazowych Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego w 1998 roku. Do tego celu wykorzystano materiały zawarte w raportach z realizacji programów pomiarowych w 1998 roku. (Gil, Bochenek 1999, Śnieżek (red.) 1998, Krzysztofiak 1999, Szpikowski, Michalska, Kruszyk 1999, Wójcik (red.) 1999, Wierzbicki 1999) oraz w zasadach organizacji, systemie pomiarowym oraz wybranych metodach badań Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego (Kostrzewski, Mazurek, Stach 1995).

 

Tabela 1. Program pomiarowy realizowany na Stacjach Bazowych ZMŚP w roku 1998

Table 1. Measurement program at the Base Station IMNE i year 1998

 

Mierzone parametry

Parameters measured

Częstotliwość pomiarów

Frequency of measurement

 

Storkowo

Puszcza

Borecka

Wigry

Koniczynka

Kampinos

Szymbark

 

 

1

2

3

4

5

6

7

 

 

 

Meteorologia

 

 

temp. powietrza

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

ciągła

 

 

wilg. względna

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

ciągła

 

 

temp. max powietrza

2/dobę

ciągła

-

1/dobę

1/dobę

3/dobę

 

 

temp. min powietrza

2/dobę

ciągła

-

1/dobę

1/dobę

3/dobę

 

 

temp. min przy gruncie

2/dobę

ciągła

ciągła

2/dobę

2/dobę

3/dobę

 

 

temp. gruntu na gł. 5 cm

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

3/dobę

 

 

temp. gruntu na gł. 20 cm

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

3/dobę

 

 

temp. gruntu na gł. 50 cm

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

3/dobę

 

 

prędk. i kier. wiatru

3/dobę

ciągła

ciągła

3/dobę

3/dobę

-

 

 

grubość pokr. śnieżnej

1/dobę

-

-

3/dobę

3/dobę

1/dobę

 

 

wysokość opadu atmosferycznego

1/dobę

ciągła

ciągła

1/dobę

1/dobę

1/dobę

 

 

usłonecznienie

-

ciągła

-

-

ciągła

-

 

 

promieniowanie całkowite

ciągła

ciągła

-

ciągła

ciągła

-

 

 

 

Chemizm powietrza atmosferycznego

 

 

dwutlenek siarki

-

1/dobę

-

ciągła

60/rok

1/dobę

 

 

dwutlenek azotu

-

1/dobę

-

-

60/rok

-

 

 

azot azotanowy

-

1/dobę

-

-

60/rok

1/dobę

 

 

azot amoniakalny

-

1/dobę

-

-

60/rok

1/dobę

 

 

ozon

-

ciągła

-

-

-

-

 

 

siarka siarczanowa

-

1/dobę

-

-

60/rok

-

 

 

dwutlenek węgla

-

-

-

-

-

-

 

 

metan

-

-

-

-

60/rok

-

 

 

 

Chemizm opadów atmosferycznych

 

 

odczyn

52/rok

180/rok

52/rok

1/dobę

6/rok

1/dobę

 

 

przewodność właściwa

52/rok

180/rok

52/rok

1/dobę

6/rok

1/dobę

 

 

azot amonowy

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

fosfor ogólny

-

180/rok

-

-

6/rok

-

 

 

fosfor fosforanowy

52/rok

-

-

-

-

52/rok

 

 

chlorki

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

azot azotanowy

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

siarczany

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

nikiel

-

1/miesiąc

-

-

-

-

 

 

arsen

-

-

-

-

-

-

 

 

kadm

-

12/rok

-

-

-

-

 

 

glin

-

-

-

-

-

-

 

 

chrom

-

-

-

-

-

-

 

 

sód

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

potas

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

wapń

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

magnez

52/rok

180/rok

52/rok

-

6/rok

52/rok

 

 

żelazo

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

mangan

52/rok

12/rok

-

-

6/rok

52/rok

 

 

glin

-

-

-

-

6/rok

-

 

 

cynk

52/rok

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

miedź

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

ołów

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

 

Chemizm opadów podkoronowych i spływu po pniach

 

 

opad podokapowy

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

spływ po pniach

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

odczyn

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

przewodność właściwa

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

azot amonowy

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

fosfor fosforanowy

12/rok

-

-

-

6/rok

-

 

 

fosfor ogólny

-

12/rok

-

-

-

-

 

 

chlorki

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

azot azotanowy

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

siarczany

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

sód

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

potas

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

wapń

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

magnez

12/rok

12/rok

12/rok

-

6/rok

-

 

 

kadm

-

12/rok

-

-

-

-

 

 

nikiel

-

12/rok

-

-

-

-

 

 

żelazo

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

mangan

12/rok

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

glin

-

-

-

-

6/rok

-

 

 

cynk

12/rok

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

miedź

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

ołów

-

12/rok

-

-

6/rok

-

 

 

 

Chemizm wód glebowych

 

 

odczyn

12/rok

-

-

-

-

ciągły

 

 

przewodność właściwa

12/rok

-

-

-

-

1/dobę

 

 

zasadowość

-

-

-

-

-

-

 

 

azot amonowy

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

fosfor fosforanowy

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

fosfor ogólny

-

-

-

-

-

-

 

 

chlorki

12/rok

-

-

-

-

1/dobę

 

 

azot azotanowy

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

siarczany

12/rok

-

-

-

-

1/dobę

 

 

sód

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

potas

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

wapń

12/rok

-

-

-

-

1/dobę

 

 

magnez

12/rok

-

-

-

-

1/dobę

 

 

żelazo

-

-

-

-

-

-

 

 

mangan

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

glin

-

-

-

-

-

-

 

 

cynk

12/rok

-

-

-

-

-

 

 

nikiel

-

-

-

-

-

-

 

 

kadm

-

-

-

-

-

-

 

 

miedź

-

-

-

-

-

-

 

 

ołów

-

-

-

-

-

-

 

 

 

Wody gruntowe

 

 

stan wód

4/rok

8/rok

4/rok

52/rok

1/dobę

-

 

 

odczyn

4/rok

8/rok

4/rok

52/rok

-

4/rok

 

 

przewodność właściwa

4/rok

8/rok

4/rok

52/rok

-

4/rok

 

 

zasadowość

4/rok

8/rok

4/rok

-

-

4/rok

 

 

azot amonowy

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

fosfor ogólny

4/rok

8/rok

-

-

-

4/rok

 

 

fosfor fosforanowy

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

chlorki

4/rok

8/rok

4/rok

52/rok

-

4/rok

 

 

azot azotanowy

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

siarczany

4/rok

8/rok

4/rok

-

-

4/rok

 

 

sód

4/rok

8/rok

4/rok

-

-

4/rok

 

 

potas

4/rok

8/rok

4/rok

-

-

4/rok

 

 

wapń

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

magnez

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

mangan

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

glin

-

-

4/rok

-

-

-

 

 

cynk

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

miedź

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

ołów

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

żelazo

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

4/rok

 

 

krzemionka

4/rok

8/rok

4/rok

4/rok

-

-

 

 

 

Wody powierzchniowe (cieki)

 

 

przepływ

1/dobę

-

12/rok

1/dobę

1/dobę

ciągły

 

 

temperatura wody

1/dobę

-

12/rok

1/dobę

1/dobę

1/dobę

 

 

odczyn

52/rok

-

12/rok

1/dobę

6/rok

1/dobę

 

 

przewodność właściwa

1/dobę

-

12/rok

1/dobę

6/rok

1/dobę

 

 

zawiesina

1/dobę

-

12/rok

52/rok

-

-

 

 

zasadowość

52/rok

-

12/rok

-

-

1/dobę

 

 

tlen rozpuszczony

52/rok

-

-

12/rok

-

1/dobę

 

 

BZT5

52/rok

-

-

12/rok

-

1/dobę

 

 

azot amonowy

52/rok

-

-

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

fosfor całkowity

52/rok

-

-

52/rok

6/rok

-

 

 

fosfor fosforanowy

52/rok

-

12/rok

52/rok

-

1/dobę

 

 

chlorki

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

azot azotanowy

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

siarczany

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

sód

52/rok

-

12/rok

-

6/rok

1/dobę

 

 

potas

52/rok

-

12/rok

-

6/rok

1/dobę

 

 

wapń

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

magnez

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

1/dobę

 

 

żelazo

52/rok

-

-

-

6/rok

1/dobę

 

 

mangan

52/rok

-

12/rok

52/rok

6/rok

-

 

 

glin

-

-

-

 

6/rok

-

 

 

cynk

52/rok

-

-

52/rok

6/rok

-

 

 

miedź

-

-

-

52/rok

6/rok

-

 

 

ołów

-

-

-

52/rok

6/rok

-

 

 

krzemionka

52/rok

-

-

 

6/rok

-

 

 

 

Wody powierzchniowe (jeziora)

 

 

temperatura wody

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

odczyn

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

przewodność właściwa

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

zawiesina

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

zasadowość

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

tlen rozpuszczony

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

BZT5

52/rok

-

-

-

-

-

 

 

azot amonowy

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

fosfor całkowity

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

fosfor fosforanowy

4/rok

-

-

-

-

-

 

 

chlorki

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

azot azotanowy

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

siarczany

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

sód

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

potas

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

wapń

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

magnez

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

żelazo

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

mangan

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

glin

-

-

-

-

-

-

 

 

cynk

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

miedź

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

kadm

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

ołów

-

8/rok

-

-

-

-

 

 

krzemionka

4/rok

8/rok

-

-

-

-

 

 

Gleby

 

 

1/5lat

1/5lat

1/5lat

1/rok(3lata)

1/5lat

1/5lat

 

Flora i roślinność zlewni reprezentatywnej

 

 

 

1/10-15lat

1/10-15lat

1/10-15lat

1/10-15lat

1/10-15lat

1/10-15lat

 

 

Struktura i dynamika szaty roślinnej

 

 

 

1/5 lat

1/5 lat

1/5lat

-

-

-

 

 

Uszkodzenia drzew i drzewostanów

 

 

 

-

-

1/5lat

-

-

-

 

 

Epifity nadrzewne

 

 

 

 

 

1/rok

 

 

 

 

 

Fauna bezkręgowców

 

 

 

-

-

1/rok

12(52)/rok

12/rok

-

 

 

Program pomiarowy A1: meteorologia

 

Program ten realizowany jest w Stacjach Bazowych ZMŚP, za wyjątkiem Stacji Bazowej w Wigrach, która korzysta z danych meteorologicznych stacji IMGW w Suwałkach. Zgodnie z sugestiami Pani Profesor H. Lorenc ze spotkania specjalistów ZMŚP w Kicinie w maju 1998 roku dla uwiarygodnienia i ujednolicenia interpretacji dane meteorologiczne uzyskiwane w Stacjach Bazowych w poszczególnych latach porównywane będą począwszy od roku 1999 do 30-letnich okresów obserwacyjnych uzyskanych na stacjach osłonowych IMGW. Na podstawie krótkiego okresu ich funkcjonowania programu meteorologia w ramach ZMŚP (5 lat) nie można jeszcze wyciągać daleko idących wniosków dotyczących prognoz i tendencji kształtowania się warunków termiczno-opadowych. Poniżej (Tab.2.) zestawiono dane z wielolecia ze stacji osłonowych IMGW z danymi za rok 1999 uzyskiwanymi na poszczególnych Stacjach Bazowych.

Porównanie temperatury średniej powietrza oraz minimalnej i maksymalnej notowanych na Stacjach Bazowych ZMŚP oraz na osłonowych stacji IMGW (Tab. 2) wskazuje na występowanie najniższych średnich temperatur rocznych w stacji Wigry i Puszczy Boreckiej znajdujących się pod najczęstszym wpływem arktycznych i kontynentalnych mas powietrza. Najniższe i maksymalne temperatury powietrza osiągane są natomiast w Stacji Bazowej w Koniczynce i Pożarach, co równoznaczne jest z największymi amplitudami temperatur w tych regionach. W Pożarach i Koniczynce notuje się także najniższe sumy roczne opadow atmosferycznych. Najwyższe opady notowane są w rejonie Podkarpacia.

Rok 1998 dla wszystkich Stacji Bazowych charakteryzował się odmiennymi warunkami meteorologicznymi niż w wieloleciu 1966-1995. Rok ten należy zaliczyć do roku ciepłego i wilgotnego. We wszystkich Stacjach Bazowych zanotowano wyższą temperaturę średnią - od 0,3°C w Storkowie do 1°C w Pożarach. Także w każdej ze stacji zanotowano wyższe opady atmosferyczne niż w latach ubiegłych. W Szymbarku suma opadów atmosferycznych była o 200 mm wyższa w porównaniu ze średnią z wielolecia dla Nowego Sącza.

 

Tabela 2. Wartości temperatury i sum opadów dla Stacji Bazowych ZMŚP w roku 1998 oraz dla stacji osłonowych IMGW w latach 1966-1995

 

 

Tmax [°C]

Tśr [°C]

Tmin [°C]

Amplituda [°C]

Opad [mm]

St. Bazowa Wigry

-

-

-

-

656,6

St. osłonowa Suwałki

35,2

6,2

-30,7

65,9

597

St. Bazowa Koniczynka

36,4

8,5

-16,0

52,4

562

St. osłonowa Toruń

37,5

8,0

-31,1

68,6

535

St. Bazowa Puszcza Borecka

-

7,1

-19,0

-

778

St. osłonowa Suwałki

35,2

6,2

-30,7

65,9

597

St. Bazowa Pożary

35,3

9,0

-17,4

52,7

572

St. osłonowa Warszawa-Okęcie

36,4

8,0

-30,7

67,1

522

St. Bazowa Szymbark

33,0

8,8

-24,1

57,1

956

St. osłonowa Nowy Sącz

36,1

8,2

-29,2

65,3

702

St. Bazowa Storkowo

35,0

7,8

-16,1

51,1

813

St. osłonowa Szczecinek

36,5

7,5

-27,3

63,8

620

 

W porównaniu z wieloleciem 1966-1995 obserwuje się w 1998 roku ciepłe półrocze zimowe i chłodniejsze miesiące letnie, co w znaczny sposób przyczyniło się do mniejszych amplitud rocznych temperatur nawet o ponad 10°C.

 

 

Program pomiarowy B1: chemizm powietrza

 

Program chemizmu powietrza realizowany jest na trzech Stacjach Bazowych z czego najpełniej w Puszczy Boreckiej.

W Puszczy Boreckiej Pożarach i Koniczynce nie obserwowano odmiennych przebiegów czasowych stężeń poszczególnych zanieczyszczeń. Obserwowana jest spadkowa tendencja średnich rocznych stężeń badanych zanieczyszczeń powietrza. Tendencji spadkowej nie notuje się jedynie w przypadku stężeń SO4, które utrzymują się na poziomie z poprzedniego roku (Ryc. 1.).


Ryc. 1. Średnie miesięczne stężenia N(NH3+NH4) w powietrzu na Stacji KMŚ "Puszcza Borecka" w roku hydrologicznym 1998 (Degórska (red.)).

 


Powtarza się charakterystyczny czasowy przebieg średnich miesięcznych stężeń związków siarki i azotu. Najwyższe stężenia notowane są w okresie grzewczym a niższe w okresie letnim.

Najprawdopodobniej zatem na trend zmniejszania się wartości zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego wpłynęła także cieplejsza zima w okresie, której niższa była niż w latach poprzednich emisja zanieczyszczeń będących efektem spalania paliw.

 

Program pomiarowy C1: chemizm opadów atmosferycznych

 

Chemizm opadów atmosferycznych odzwierciedla tendencje obserwowane w składzie chemicznym powietrza. Wysokie sumy opadów atmosferycznych w 1998 roku cechowały się najniższą mineralizacją w okresie funkcjonowania Stacji Bazowych ZMŚP. Utrzymująca się od kilku lat tendencja do zmniejszania emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu do atmosfery, które z kolei rozpuszczając się w wodzie opadowej zakwaszają ją, znajduje potwierdzenie w Raporcie PIOŚ o stanie środowiska w Polsce (Stan..., 1998), jak też w badaniach prowadzonych w Stacjach Bazowych ZMŚP.

Korzystnym zjawiskiem jest także zmniejszenie się całkowitego ładunku zanieczyszczeń wnoszonych z opadem atmosferycznym. W Storkowie w 1998 był on o 35% niższy w stosunku do roku 1995 przy podobnej sumie opadów w obu latach.

Zahamowanie tendencji do zwiększania się wielkości pH obserwuje się w Puszczy Boreckiej i Szymbarku.

 

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

 

Monitorowanie etapów obiegu wody w poszczególnych sferach środowiska przyrodniczego jest niezbędne dla rozpoznania funkcjonowania geoekosystemów. W geoekosystemach leśnych opady atmosferyczne nie docierają bezpośrednio do podłoża, lecz przechodzą przez warstwę koron drzew i spływają po ich pniach, ulegając przekształceniom fizycznym i chemicznym.

W 1998 roku kontynuowano badania opadu podokapowego i spływu po pniach drzew w Wigrach, gdzie monitoringiem objęto sosnę i świerk. W Storkowie analizowano wpływ sosny na zmianę warunków fizykochemicznych wód opadowych.

W Wigrach odczyn pH wód opadowych po przejściu przez warstwę koron sosen wahał się od 3,90 do 5,46 (średnia roczna pH=4,47). Podobnie kształtował się odczyn wód spod koron świerków - pH=3,64-5,75 (średnia roczna pH=4,26). Wody spływające po pniach charakteryzowały się jeszcze bardziej obniżonym odczynem pH. Wartości pH wahały się tu w granicach od 2,89 do 3,73 (średnia roczna pH=3,18) - dla sosny i od 2,77 do 5,47 (średnia roczna pH=3,43) - dla świerka. Odczyn pH wód podkoronowych i spływów po pniach był wyraźnie obniżony na skutek kontaktu wody opadowej z powierzchnią igieł i kory drzew.

Jeszcze większe różnice stwierdzono w przypadku przewodnictwa elektrycznego wody opadowej, zbieranej spod różnych gatunków drzew i z terenu otwartego. Opad spod sosen charakteryzował się średnim rocznym przewodnictwem wynoszącym 9,67 mS/m, a w opadzie spod świerków przewodnictwo to wynosiło17,02 mS/m. Wartości przewodnictwa w wodach spływających po pniach drzew były znacznie wyższe - dla sosny wynosiły 39,61 mS/m, a dla świerka 73,44 mS/m. W tym samym okresie na terenie otwartym średnia roczna wartość przewodnictwa wynosiła 3,98 mS/m. Najwyższe miesięczne wartości przewodnictwa rejestrowano w opadach podkoronowych i w wodzie spływającej po pniach świerków w okresie wiosennym.

Analizując zmiany stężeń badanych elementów w opadzie z powierzchni zalesionej i w opadzie z terenu niezalesionego, stwierdzono znaczny wzrost koncentracji poszczególnych jonów w wodach opadowych docierających do dna lasu. Wartości stężenia siarki siarczanowej w opadach pod okapem sosny wzrastały prawie 7-krotnie, a pod okapem świerka 16-krotnie. Jeszcze większe różnice zanotowano w przypadku wód spływających po pniach drzew - w wodzie spływającej po pniach sosen stężenia siarki siarczanowej były 38-krotnie wyższe, a w wodzie spływającej po pniach świerków ponad stukrotnie wyższe, niż w opadzie z terenów otwartych.. W przypadku azotu azotanowego jego stężenia w wodzie opadowej z terenów leśnych były od 4 do 9 razy większe, a stężenia jonów chlorkowych czy wapniowych od 4 do prawie 40 razy. Różnice te wskazują na zachodzący proces wymywania jonów z powierzchni liści i kory przez wody opadowe przechodzące przez warstwę drzew.

W drzewostanie sosnowym Stacji Bazowej w Storkowie deszcz przenikający do powierzchni gleby pod okapem koron charakteryzował się wartością odczynu wynoszącą  4,42 przy wartościach skrajnych 3,91 i 5,51. W opadzie spływającym po pniach sosen wartość ta była niższa 0,88 jednostki i wyniosła 3,43 pH, przy wartościach skrajnych 3,22 i 3,98 (Ryc. 2.)

 

Ryc. 2. Średnie miesięczne ważone wartości pH opadu podokapowego i spływu po pniach w drzewostanie sosnowym w roku hydrologicznym 1998 (Kruszyk, 1999).

 

Ryc. 3. Średnie miesięczne ważone przewodnictwo opadu podokapowego i spływu po pniach w roku hydrologicznym 1998 (Kruszyk, 1999).

 

W roku hydrologicznym najniższe wartości pH w opadzie podokapowym notowano w miesiącach zimowych i na początku wiosny. Najwyższy odczyn obserwowano w maju - 5,51 w okresie intensywnego pylenia sosny. W wodzie spływającym po pniach drzew rozkład odczynu był mniej zróżnicowany i w skali całego roku nie osiągnął  wartości 4,00. Koncentracja soli w roztworze wyrażona przez wartość przewodności elektrolitycznej wskazuje na niewielkie zmineralizowanie opadu podokapowego. W analizowanym okresie wartość przewodności elektrolitycznej w opadzie podokapowym kształtowała się na poziomie 45,65 μScm-1 (23,62-113,65 μScm-1). Obserwowane wartości średnie w roku hydrologicznym 1998 były niższe niż w latach ubiegłych co należy wiązać z zwiększonymi sumami opadów atmosferycznych a tym samym mniejszym zatężeniem roztworów przenikających do powierzchni gleby. W spływie po sosnach notowane wartości były zdecydowanie wyższe - wartość średnia roczna dla całego roku wyniosła 178,14 μScm-1 (Ryc. 3.).

Zarówno w opadzie podokapowym jak i spływie po pniach wartości przewodności elektrolitycznej były najwyższe w półroczu zimowym. Okres ten skorelowany jest z niskimi wartościami pH oraz wysokimi stężeniami siarczanów notowanymi zarówno w opadzie podokapowym jak i spływie po pniach. Zaobserwowane dysproporcje w rozkładzie przewodności związane są z większą agresywnością opadów w okresie zimowym, a tym samym większą możliwością wymywania pierwiastków z igliwia oraz z większym ładunkiem substancji dostarczanych do ekosystemu z opadami atmosferycznymi - w tym zwłaszcza siarczanów, chlorków oraz jonów sodowych.

 

Program pomiarowy E1: gleby

Badania gleboznawcze ze względu na niewielkie tempo zmian zachodzących w profilu glebowym zostały określone na poziomie cykli pięcioletnich. W ciągu czterech lat funkcjonowania programu pomiarowego gleb nie możemy jeszcze odnotować zmian i określić ich tendencji w obserwowanych profilach glebowych. Potwierdzają to wyniki uzyskiwane w Koniczynce, gdzie wyniki badań otrzymywanych częściej, bo w ciągu kolejnych czterech lat, nie wykazują zróżnicowania.

W 1998 roku przeprowadzono kolejny etap badań gleb na Stacjach Bazowych, włączając Puszczę Borecką. Powierzchnia testowa do badań gleboznawczych założona jest poza tym w Storkowie a w 1999 roku planuje się rozpoczęcie badań gleb w Wigrach. Badania pedosfery kontynuowane są także w Koniczynce. W roku hydrologicznym 1998 wykonano łącznie 14 serii pomiarowych wilgotności gruntu na 10 stanowiskach i 5 poziomach do głębokości 100 cm (patrz załączniki). Nie wykonywano analiz dla okresu od grudnia do marca z powodu zamarzniętej gleby. Przebieg roczny średniej wilgotności wykazywał ogólne prawidłowości stwierdzone w latach poprzednich. Najwyższa wilgotność wystąpiła w kwietniu, a najniższa w czerwcu i lipcu. Utrzymało się również wcześniej obserwowane zróżnicowanie przestrzenne wilgotności - największa była na stanowisku 1 w zlewni 1, a najniższa na stanowisku 1 w zlewni 5. Różnice te są uwarunkowane rzeźbą, budową geologiczną, składem mechanicznym utworów glebowych i zawartością próchnicy.

W roku 1998 kontynuowano prace rozpoczęte w latach poprzednich. Na podstawie rezultatów uzyskanych  w latach 1994-1998 stwierdzono, że właściwości chemiczne badanych gleb wykazują dużą stabilność. W roku 1998 nie stwierdzono istotnych zmian w porównaniu z latami poprzednimi (1994-1997), utrzymuje się niezwykle niska zawartość wapnia w punkcie 232, w tej glebie ilość wapnia jest dwu-, a nawet trzykrotnie niższa niż magnezu. Nie stwierdzono skażenia gleb metalami ciężkimi, ich zawartość utrzymuje się na poziomie zawartości naturalnej, to samo dotyczy promieniowania b.

Pogram pomiarowy gleb w Storkowie i Puszczy Boreckiej zrealizowany został przez prof. dr hab. Jerzego Marcinka z Akademii Rolniczej w Poznaniu - gleboznawcę, specjalistę ZMŚP.

 

 

Program pomiarowy F1: chemizm roztworów glebowych

 

Program ten realizowany jest w Stacji Bazowej w Storkowie i Szymbarku.

W Storkowie odczyn roztworów glebowych ksztaltował się na poziomie 4,5 pH. W skali roku największe wartości pH obserwowano w miesiącach zimowych oraz maju i czerwcu (Ryc. 4.).

 

 

Ryc. 4. Średnie miesięczne wartości  pH w roztworze glebowym w roku hydrologicznym 1998 (Kruszyk, 1999)

 

Na uwagę zasługują stężenia siarczanów, których źródłem jest opad podokapowy i rozklad materii organicznej.

W Szymbarku woda glebowa analizowana jest poprzez pomiary spływu śródglebowego do głębokości 1m. Podobnie jak w Storkowie zaznacza się dominacja siarczanów, która w górnej części profilu glebowego jest pochodzenia antropogenicznego. Analogicznie wraz ze wzrostem głębokości profilu glebowego zaznacza się wzrost stężenia wapnia (Ryc. 5.).

Ryc. 5. Śr. miesięczne koncentracje jonów w wodzie odpływającej spływem śródglebowym, Stacja Bazowa ZMŚP w Szymbarku w r. h. 1998 (Bochenek, 1999).

Na uwagę zasługują wysokie stężenia siarczanów będące efektem nie tylko wietrzenia chemicznego i rozkładu materii organicznej, ale także ich dostawy wraz z opadami atmosferycznymi, opadem śródkoronowym i spływem po pniach drzew iglastych.

 

 

Program pomiarowy F2: wody gruntowe

 

Monitoring wód gruntowych jest jednym z najpełniej realizowanych programów pomiarowych w ramach Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego.

Badania wód gruntowych w Wigrach pozwalają zaliczyć je do I klasy czystości. Na wody te w marginalny sposób oddzialywują lokalne źródła zaniaczyszczeń . Większość Wyników analiz chemicznych zbliżonych jest do wielkości osiąganych w poprzednich dwóch latach. Obniżyła się jedynie wyraźnie zawartość żelaza w badanych wodach.

Na obszarze Stacji Bazowej Pożary monitoring wód gruntowych prowadzony jest w 21 stanowiskach pomiarowych. W roku hydrologicznym 1998 we wszystkich stanowiskach po podniesieniu się stanu wód gruntowych w grudniu następowała stabilizacja trwająca do kwietnia. Od maja do września nastąpiło obniżenie poziomu wód gruntowych a w październiku ponowne ich podwyższenie.

 

Ryc. 6. Średnie miesięczne stany wód gruntowych - stanowisko 022 (Wierzbicki, 1999).

 

Stacja Bazowa ZMŚP w Szymbarku prowadzi również monitoring wód gruntowych, pobierając wodę z jednego źródła z częstotliwością 1raz na kwartał. Zasadowy odczyn wody był jednak niższy niż w przypadku wód powierzchniowych w korycie cieku, gdzie transportowane są substancje z całej zlewni. Lokalizacja źródła, znajdującego się powyżej zasobnych w jony alkaliczne, utworów inoceramowych i krośnieńskich. Średnia roczna mineralizacja wyniosła 187,9 mg*dm-3, z dominacją wapnia (99,6 mg*dm-3) (Ryc. 7).

Ryc. 7. Średnia roczna mineralizacja wód gruntowych ze źródła "Wiatrówki"

(Bochenek, 1999).

 

Wody gruntowe w Stacji Bazowej Storkowo charakteryzuje wysoka zmienność mineralizacji. Źródłem zanieczyszczeń przedostających się do wód gruntowych są nawozy sztuczne i ścieki bytowe z gospodarstw wiejskich Nowego Chwalimia. Od 1994 roku obserwuje się powolne obniżanie wartości pH z 7,87 do 7,27.

Na Stacjach Bazowych obserwowano niewielki wzrost poziomu wód gruntowych w stosunku do roku poprzedniego przy podobnym składzie chemicznym wód. Wyjątek stanowiła Koniczynka, gdzie zanotowano obniżenie zwierciadła wód gruntowych o 10 cm, choć także nie odnotowano znaczących zmian w składzie chemicznym wód.

 

 

Program pomiarowy H1: wody powierzchniowe - rzeki

 

Znaczenie programu pomiarowego rzek jest niezmiernie istotne dla rozpoznania charakteru funkcjonowania geoekosystemów. Pomiary wielkości i jakości materii odprowadzanej w profilach zamykających zlewnie są odzwierciedleniem efektów funkcjonowania całego geoekosystemu.

Potwierdza się korzystna tendencja obserwowana w poprzednich latach do polepszania się jakości wód rzecznych w większości geoekosystemów objętych Zintegrowanym Monitoringiem Srodowiska Przyrodniczego.