The hydrological properties of waterlogged and drained forests in Latvia

• Autorzy: Zalitis P. , Indriksons A.

Warianty tytułu

PL

Hydrologiczne właściwości podmokłych i drenowanych lasów Łotwy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Almost half (47%) of Latvian forest areas (3611 thousand ha) are considered degraded or partly improved by the hydro-technical drainage. The degradation is caused by very poor soil aeration due to waterlogged conditions. The location of waterlogged forests in Latvia is neither uniform nor occasional. Comparison of the abundance of waterlogged forests and the amount of atmospheric precipitation showed that the waterlogged forests are mainly located in areas with least precipitation. This hydrological phenomenon is connected with water discharge in drainage ditches: even during the dry summers of the years 1963, 1964, 1975, 1976 and 2002 in the drained forests with deep peat soils water flowed continuously in 1 m deep ditches and the discharge exceeded the amount of precipitation. Using the data from 182 sample plots in drained forests with the peat layer depth of 4.2 m, it was found, that coniferous forests are most productive in areas where the peat layer is most dense. One of the possible explanations for this phenomenon is that the most intensive paludification and formation of most dense peat layer are characteristic for the areas with intensive water discharge from confined aquifers. This discharge provides necessary mineral nutrients for the forest soil regardless of the peat layer thickness. The forest productivity may increase several times due to the enhancement of water movement in soil and to improved soil aeration by hydro-technical drainage. Also the flow regime of rivers connected with the drained areas changes considerably, mitigating extremely high and low flow events.

PL

Niemal połowa (47%) obszarów leśnych Łotwy (3611 tys. ha) jest zdegradowana bądź częściowo zmieniona przez hydrotechniczne odwadnianie. Degradację powoduje słabe napowietrzenie zalanych wodą gleb. Rozmieszczenie podmokłych lasów Łotwy nie jest ani równomierne, ani losowe. Porównanie występowania podmokłych lasów z wielkością opadów atmosferycznych wskazuje, że lasy te są zlokalizowane głównie na obszarach o najmniejszej ilości opadów. To hydrologiczne zjawisko jest związane z odpływem wody kanałami odwadniającymi. Nawet podczas suchego lata w latach 1963, 1964, 1975, 1976 i 2002 w lasach z grubą warstwą torfowych gleb woda płynęła ciągle kanałami o głębokości 1 m, a odpływ przekraczał wielkość opadów. Na podstawie danych ze 182 poletek w drenowanych lasach o miąższości torfu 4,2 m ustalono, że lasy iglaste są najbardziej produktywne na obszarach o największej gęstości warstwy torfowej. Jednym z możliwych wyjaśnień tego zjawiska jest fakt, że najintensywniejsza paludyfikacja i tworzenie warstw torfu o największej gęstości występuje na obszarach o intensywnym odpływie wody z warstw wodonośnych o napiętym zwierciadle wody. Ten odpływ zapewnia glebie leśnej niezbędne substancje mineralne niezależnie od miąższości torfu. Produktywność lasu może wzrosnąć kilkakrotnie dzięki wzmożonemu przepływowi wody w glebie i aeracji zwiększonej przez hydrotechniczne odwadnianie. Reżim przepływu wody w rzekach powiązanych z drenowanym obszarem także ulega znaczącym zmianom, łagodząc skutki skrajnie wysokich lub niskich stanów wody.

Słowa kluczowe

EN

forest paludification; nutrients; water discharge; waterlogged forests

PL

odpływ wody; paludyfikacja lasu; pierwiastki biogenne; podmokłe lasy

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2009
• Tom: no. 13b
• Strony: 69--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Zalitis P.

autor

Indriksons A.

• Latvian State Forestry Research Institute "Silava", Rigas iela 111, Salaspils, LV-2169, Lativia,

Bibliografia

• 1. ANONYMOUS, 1968. Spravočnik po klimatu SSSR (USSR climate manual). Latvijskaja SSR. Č. 4. Vlažnost’ vozducha, atmosfernye osadki i snežnyj pokrov. Vipusk 5. Leningrad, Gidrometeorol. izd.: 210.
• 2. Atmospheric deposition and forest nutrient cycling, 1992. Eds. D.W. Johnson, S.E. Lindberg. Ecol. St. 91. New York, Springer: 707.
• 3. BOBBINK R., ROELOFS J.G.M., 1995. Nitrogen critical loads for natural and semi-natural ecosystems: the empirical approach. Water Air Soil Pollut., 85: 2413-2418.
• 4. BREDEMEIER M., 1988. Forest canopy transformation of atmospheric deposition. Water Air Soil Pollut., 40: 121-138.
• 5. BRUMME R., LEIMCKE U., MATZNER E., 1992. Interception and uptake of NH4 and NO3 from wet deposition by above-ground parts of young beech (Fagus silvatica L.) trees. Plant Soil, 142: 273-279.
• 6. CARLETON T.J., KAVANAGH T., 1990. Influence of forest age and spatial location on throughfall chemistry beneath black spruce. Can. J. Forest Res., 20: 1917-1925.
• 7. DAMBRINE E., RANGER J., 2000. Long term nutrient budgets in forests: Lessons from chronosequence studies. In: Forests and society: The role of research. Eds. N. Abdul Rahim, H.F. Lim, M.Y. Aziah, A.R. Mohd Farid. 21st IUFRO World Congr., 7-12 August 2000, Kuala Lumpur, Malaysia. Sub-plenary sessions, 1: 687-694.
• 8. DISE N.B., WRIGHT R.F., 1995. Nitrogen leaching from European forests in relation to nitro gen deposition. Forest Ecol. Manag., 71: 153-161.
• 9. EICHHORN J., HAUSSMANN T., PAAR U., REINDS G.J., VRIES W., 2001. Assessment of impacts of nitrogen deposition of beech forest: Results from the Pan-European intensive monitoring programme. Sci. World, 1.1 (S2): 423-432.
• 10. GUNDERSEN P., 1995. Nitrogen deposition and leaching in European forests - Preliminary results from a data compilation. Water Air Soil Pollut., 85: 1179-1184.
• 11. IBROM A., 1993. Die Deposition und die Pflanzenauswashung (Leaching) von Pflanzennährstoffen in einem Fichtenbestand im Solling. (Nutrients deposition and leaching in a spruce stand in Solling). Berichte Forschungszentr. Waldőkosyst., A Bd., 105: 165.
• 12. LINDBERG S.E., LOVETT G.M., RICHTER D.D., JOHNSON D.W., 1986. Atmospheric deposition and canopy interactions of major ions in a forest. Sci., 231: 141-145.
• 13. LOVETT G.M., 1992. Atmospheric deposition and canopy interactions of nitrogen. In: Atmospheric deposition and forest nutrient cycling. Eds. D.W. Johnson, S.E. Lindberg. Ecol. St., 91. New York, Springer: 152-166.
• 14. LOVETT G.M., 1994. Atmospheric deposition of nutrients and pollutants in North America: An ecological perspective. Ecol. Appl., 4(4): 629-650.
• 15. MARQUES R., RANGER J., 1997. Nutrient dynamics in a chronosequence of Douglas fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) stands on the Beaujolais Mounts (France). 1 Qualitative approach. Forest Ecol. Manag., 91: 255-277.
• 16. MATZNER E., 1988. Der Stoffeumsatz zweier Waldőkosysteme im Solling (The nutrient cycle in two forest ecosystems in Solling). Berichte Forschungszentr. Waldőkosyst. / Waldsterben, A, Bd., 40: 217.
• 17. MELILLO J.M., 1981. Nitrogen cycling in deciduous forests. In: Terrestrial Nitrogen Cycles Process. Ecosyst. Strategies Manag. Impacts. Proc. Int. Workshop, Ősterfärnebo, 16-22 Sept., 1979, Stockholm: 427-442.
• 18. MOHR H., 1994. Stickstoffeintrag als Ursache neuartiger Waldschäden (Input of nitrogen as cause for new forest decline). Spektrum der Wissenschaft, Januar 1994: 48-53.
• 19. NŐMMIK H., 1983. Kväve - och fosforbudget for svenskt skogsbruk (Nitrogen and phosphorus balance in Swedish forestry). Kungl. Skogs - och Lantbruksakademien tidskrift, 5(122): 303-309.
• 20. OSTWALD E., 1878. Űber den Einfluss der Entwässerungen versumpfter Orte auf den Baumwuchs. Baltische Woch.- Schr., 13: 16-22.
• 21. PASTORS A., 1972. Vodnyj balans Latvijskoj SSR (The water balance of Latvian SSR). Upravlenie gidrometslužbi Latvijskoj SSR. Riga: 49.
• 22. PIIRAINEN S., FINER L., STARR M., 1998. Canopy and soil retention of nitrogen deposition in a mixed boreal forest in Eastern Finland. Water Air Soil Pollut., 105: 165-174.
• 23. POTTER C.S., RAGSDALE H.L., SWANK W.T., 1991. Atmospheric deposition and foliar leaching in a regenerating Southern Appalachian forest canopy. J. Ecol., 79: 97-115.
• 24. RASPE S., 2001. Konzepte fűr eine integrierende Standardauswertung der Messergebnisse von den Bayerischen Waldklimastationen (Conceptions for an integrated standard-evaluation of the data from Bavaria Forest climate Stations). Forstliche Forschungsberichte Műnchen, 184: 180.
• 25. ROTHE A., 1997. Einfluss des Baumartenanteils auf Durchwurzelung, Wasserhaushalt, Stoffhaushalt und Zuwachsleistung eines Fichten-Buchen-Mischbestandes am Standort Hőglwald (Influence of tree species composition on rooting patterns, hydrology, elemental turnover, and growth in a mied spruce - beech stand in Southern Germany (Hőglwald)). Forstliche Forschungsberichte Műnchen, 163, 204.
• 26. STACHURSKI A., ZIMKA J.R., 2000. Atmospheric input of elements to forest ecosystems: A method of estimation using artificial foliage placed above rain collectors. Env. Pollut., 110: 345-356.
• 27. STEVENS P.A., HORNUNG M., HUGES S., 1989. Solute concentrations, fluxes and major nutrient cycles in a mature Sitka-spruce plantation in Beddgelert Forest, North Wales. Forest Ecol. Manag., 27: 1-20.
• 28. ULRICH B., 1983. Interaction of forest canopies with atmospheric constituents: SO2, alkali and earth alkali cations and chloride. In: Effects of accumulation of air pollutants in forest ecosystems. Eds B. Ulrich, J. Pankrath. Dordrecht, D. Reidel: 33-45.
• 29. ZALITIS P., 1983. Osnovy rational’nogo lesoosušenija v Latvijskoj SSR (Basics of rational forest drainage in Latvian SSR). Riga, Zinatne: 230.
• 30. ZALITIS P., INDRIKSONS A., 2003. Pazemes spiedes udenu ietekme uz parpurvoto un melioreto mezu razibu Latvija (The impact of underground pressure water on the productivity of bogged and drained forests in Latvia). Latvijas Lauksaimniecības universitātes Raksti, 9 (304): 38-45.