Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie optymalnego poziomu wody gruntowej na zmeliorowanych użytkach zielonych w zależności od ewapotranspiracji rzeczywistej i rodzaju gleby

Szajda J., Łabędzki L.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2017

|

T. 17, z. 1

115--134

PL

W pracy wyznaczono dla zmeliorowanych użytków zielonych na glebach torfowo-murszowych (MtIbc, MtIIb1, MtIIIcc), mineralno-murszowych (Mr42), murszowatych (Me33, Me21, Me11) i murszastych (Mi33) optymalny poziom wody gruntowej w zależności od ewapotranspiracji rzeczywistej, w warunkach których podsiąk kapilarny ze strefy nasyconej w całości równoważy rozchody na ewapotranspirację, zapewnia wilgotność warstwy korzeniowej odpowiadającą pF = 1,9 w okresie IV–V, pF = 1,7 w okresie VI–VII oraz pF = 2,1 w okresie VIII–IX. Taka wilgotność w warunkach oszczędnego zużycia wody skutecznie ogranicza mineralizacją masy organicznej oraz zapewnia uzyskanie maksymalnych plonów siana. Podana w pracy charakterystyka optymalnych poziomów wody gruntowej w zależności od średniej dziennej dla dekad dobowej wartości ewapotranspiracji rzeczywistej i rodzaju gleby (tab. 2) oraz sposób wyznaczania średnich w dekadach dobowych wartości ewapotranspiracji rzeczywistej użytków zielonych (tab. 5) są przydatne do bieżącej eksploatacji systemów nawadniających w siedliskach zalewowych wilgotnych Zb, posusznych Zc i suchych Zd oraz podsiąkowych posusznych PC. Umożliwiają one wyznaczanie w sposób dynamiczny zmiennych w czasie optymalnych poziomów wody gruntowej, dostosowanych do aktualnego przebiegu ewapotranspiracji rzeczywistej użytków zielonych. Utrzymywanie optymalnego poziomu wody gruntowej na zmeliorowanych użytkach zielonych zapewnia maksymalne plonowanie oraz skutecznie ogranicza mineralizacją masy organicznej.

EN

In the paper the optimum groundwater table depth is determined for meliorated grasslands on the peat-moorsh (MtIbc, MtIIb1, MtIIIcc), mineral-moorsh (Mr42), mucky (Me33, Me21, Me11) and muckous soils (Mi33). Under conditions of optimum groundwater table depth the capillary rise from the saturated zone fully balances water uptake for evapotranspiration and ensures soil moisture corresponding to pF = 1.9 in April–May, pF = 1.7 in June–July and pF = 2.1 in August–September. Such soil moisture provides effective soil protection from mineralization of organic mass and maximum hay yield at the economical use of water. Characteristics of optimum groundwater table depth in dependence of mean decadal actual evapotranspiration and soil type as well as the method of determining mean decadal actual evapotranspiration are useful for operation of subirrigation systems in the sites: inundated moist Zb, inundated drying up Zc, inundated dry Zd and waterlogged drying up PC. It enables dynamic determining optimum groundwater table depth variable in time, adapted to actual grassland evapotranspiration. Maintenance of optimum groundwater table depth on meliorated grassland is a prerequisite for sustainable use.

2

Impact of meteorological drought on crop water deficit and crop yield reduction in Polish agriculture

Łabędzki L., Bąk B.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 34

181--190

EN

The study presents the quantification of the effect of meteorological drought on crop water deficit and crop yield reduction in different agro-climatic regions of Poland. The regression equations describing the relationship between the standardized precipitation index SPI (meteorological drought) and the crop drought index CDI (evapotranspiration reduction) were used in a first step. Then the FAO equation describing the relationship between CDI and yield reduction was used. Crop water deficit measured by CDI is spatially differentiated and depends on the intensity of meteorological drought and soil water availability. The greatest evapotranspiration reduction is found for late potato growing in the central-west Poland (30–60%). The smallest reduction of evapotranspiration was stated for winter rape (12–16%) in the same region on soils with small water retention and no reduction can be on soils with large water retention. A good correlation between estimated and observed yield reduction was found. Potential yield reduction of late potato can reach more than 50% in central Poland. Least yield reduction is for winter wheat and winter rape. The main advantage of the method used in the study is the combination of meteorological drought, soil water retention capacity, evapotranspiration, soil water balance and crop yield, and so help provide more accurate assessments.

PL

W pracy zaprezentowano ilościową ocenę wpływu suszy meteorologicznej na deficyt wody i zmniejszenie plonu roślin uprawnych w różnych regionach agroklimatycznych Polski. W pierwszym etapie zastosowano równania regresji opisujące zależność między wskaźnikiem standaryzowanego opadu SPI (susza meteorologiczna) i wskaźnikiem suszy rolniczej CDI (ograniczenie ewapotranspiracji). Następnie zastosowano równanie opisujące zależność między CDI i zmniejszeniem plonu. Deficyt wody roślin uprawnych, którego miarą jest CDI, jest przestrzennie zróżnicowany i zależy od intensywności suszy meteorologicznej i dostępności wody w glebie. Ewapotranspiracja zmniejszyła się najbardziej w przypadku ziemniaka późnego w środkowo-zachodniej Polsce (30–60%), a najmniej w przypadku rzepaku ozimego (12–16%) w tym samym regionie na glebach o małej retencji wodnej, natomiast na glebach o dużej retencji wodnej ewapotranspiracja się nie zmniejszyła. Stwierdzono dobrą korelację między obliczonym i rzeczywistym zmniejszeniem plonu. W centralnej Polsce zmniejszenie plonu ziemniaka późnego może przekroczyć 50%. Plony najmniej się zmniejszyły w przypadku pszenicy ozimej i rzepaku ozimego. Główną zaletą metody zastosowanej w pracy jest skojarzenie suszy meteorologicznej, zdolności retencjonowania wody w glebie, ewapotranspiracji, bilansu wody w glebie oraz plonów i umożliwienie dzięki temu bardziej dokładnych i wiarygodnych ocen.

3

Parameterization of drought vulnerability assessment in agriculture

Łabędzki L.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2017

|

nr II/1

535--544

EN

The aim of the present study has been an attempt at the assessment of agricultural drought vulnerability. The paper presents the proposal of the methodology and the preliminary results. The assessment is performed for the voivodships and the regions in Poland and takes into account two factors: the crop water deficit in the growing season and the share of light and very light soil area in the overall arable soil area. The vulnerability is evaluated for five crops with the largest area of cultivation in Poland. A differentiation of vulnerability to drought between crops and a spatial differentiation for each crop are determined. A spatial differentiation is similar for all crops. The most vulnerable region is the central and central-western part of Poland. The results indicate that late potato is the most vulnerable crop to be damaged by drought among all studied crops, whereas winter rape is the least vulnerable crop.

4

Wyznaczanie ewapotranspiracji rzeczywistej użytków zielonych na podstawie ewapotranspiracji maksymalnej i potencjału wody w glebie

Szajda J., Łabędzki L.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 1

71--92

PL

W pracy przedstawiono syntetyczną analizę wyników badań lizymetrycznych ewapotranspiracji i plonowania użytków zielonych w naturalnych warunkach dostatku wody w glebie oraz w warunkach zróżnicowanego potencjału wody w glebach torfowo-murszowych i murszowatych w okresach suszy meteorologicznej umiarkowanej, silnej i ekstremalnej na Polesiu Lubelskim. Stwierdzono, że ewapotranspiracja rzeczywista użytków zielonych w warunkach optymalnej wilgotności gleby stanowi wskaźnik maksymalnych potrzeb wodnych, zależny od czynników meteorologicznych i maksymalnych plonów siana. Wyznaczono dla dekad i okresów IV–V, VI–VII, VIII–IX średnie dobowe wartości ewapotranspiracji maksymalnej w zależności od prognozowanych aktualnych i końcowych maksymalnych plonów siana. Wpływ wilgotności gleby na ewapotranspirację rzeczywistą w dekadach i okresach IV–V, VI–VII, VIII–IX określono wartością współczynników glebowo-wodnych ks1 oraz zależnością ks1 od prognozowanych bezwzględnych wartości potencjału wody w glebie. Wyznaczono dla dekad i okresów IV–V, VI–VII, VIII–IX średnie dobowe wartości ewapotranspiracji rzeczywistej na podstawie zmniejszania ewapotranspiracji maksymalnej, wyrażonego wartością współczynników glebowo-wodnych ks1. Wyznaczone wartości ewapotranspiracji rzeczywistej użytków zielonych są przydatne na etapie eksploatacji oraz projektowania urządzeń i systemów melioracyjnych.

EN

Synthetic analysis of the results of lysimeter investigations on evapotranspiration and yielding of 3-cut meadow and pasture under natural sol water supply and different soil water potential in peat-moorsh and moorsh soils, in periods of moderate, severe and extreme meteorological droughts, carried out in Polesie Lubelskie, is presented in the paper. It has been shown that grassland actual evapotranspiration under optimum soil moisture conditions ensuring maximum hay field is an indicator of the maximum water demand, dependent on meteorological factors and maximum hay yield. Mean in decades and periods IV–V, VI–VII, VIII–IX daily values of maximum evapotranspiration in dependence on predicted current and final maximum hay field are determined. Effect of soil moisture on actual evapotranspiration is quantified by soil-water coefficients ks1 for decades and periods IV–V, VI–VII, VIII–IX and their dependence on predicted absolute soil water potential value. Daily 10-day and periods IV–V, VI–VII, VIII–IX mean actual evapotranspiration is determined by reduction of maximum evapotranspiration by soil-water coefficients ks1. Determined grassland actual evapotranspiration can be useful in an assessment of water demand for designing and exploitation of irrigationdrainage devices and systems on grasslands.

5

Szacowanie plonów rzeczywistych z użytków zielonych na podstawie plonów maksymalnych i potencjału wody w glebie

Szajda J., Łabędzki L.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 1

93--114

PL

W pracy przedstawiono syntetyczną analizę wyników badań lizymetrycznych plonowania i ewapotranspiracji użytków zielonych w naturalnych warunkach dostatku wody w glebie oraz w warunkach zróżnicowanego potencjału wody w glebach torfowo-murszowych i murszowatych w okresach suszy meteorologicznej umiarkowanej, silnej i ekstremalnej na Polesiu Lubelskim. Stwierdzono, że optymalna wilgotność gleby na użytkach zielonych zapewnia maksymalne plony siana. Plony te w dekadach i okresach IV–V, VI–VII, VIII–IX są uzależnione od czynników meteorologicznych i ewapotranspiracji maksymalnej. W pracy oszacowano aktualne i końcowe maksymalne plony siana w dekadach i okresach IV–V, VI–VII, VIII–IX w zależności od prognozowanych średnich dobowych wartości ewapotranspiracji maksymalnej. Określono wpływ wilgotności gleby na aktualne i końcowe rzeczywiste plony siana za pomocą współczynników glebowo-wodnych ks2 dla dekad i okresów IV– V, VI–VII, VIII–IX w zależności od prognozowanych bezwzględnych wartości potencjału wody glebowej. Oszacowano aktualne i końcowe rzeczywiste plony siana w dekadach i okresach IV–V, VI– VII, VIII–IX na podstawie zmniejszania plonów maksymalnych, wyrażonego wartością współczynników glebowo-wodnych ks2. Oszacowane aktualne i końcowe rzeczywiste plony siana odnoszone do plonów maksymalnych ilustrują wpływ potencjału wody w glebie na dynamikę przyrostu plonu aktualnego i końcowego. Dowodzą one, jak istotne znaczenie dla optymalnego plonowania użytków zielonych ma utrzymywanie optymalnego uwilgotnienia gleby.

EN

The paper presents a synthetic analysis of the results of lysimeter investigations on grassland yield and evapotranspiration under natural sol water supply and different soil water potential in peatmoorsh and moorsh soils, in periods of moderate, severe and extreme meteorological droughts, led in Polesie Lubelskie. It has been proved that the optimum soil moisture ensures the maximum hay field from grassland. Yields are dependent on meteorological factors and the maximum evapotranspiration. In the study current and final maximum hay yields are estimated in dependence on predicted maximum mean in 10-day and periods IV–V, VI–VII, VIII–IX evapotranspiration. Effect of soil moisture on current and final actual hay yield is quantified using soil-water coefficients ks2 for decades and periods IV–V, VI–VII, VIII–IX depending on soil water potential. Current and final actual hay yield is estimated by reduction of maximum yield by soil-water coefficients ks2. These yields related to maximum yield show the effect of soil water potential on the actual and final growth dynamics. They prove as important for optimal yield of grassland is maintaining high soil moisture.

6

Ocena niedoborów wody w uprawie kapusty głowiastej białej na Wyżynie Małopolskiej

Łabędzki L., Kowalczyk A., Kuźniar A., Kostuch M.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 1

21--38

PL

W pracy przedstawiono ocenę niedoborów wodnych, o różnym prawdopodobieństwie przewyższenia, kapusty głowiastej białej uprawianej na Wyżynie Małopolskiej. Obliczenia przeprowadzono metodą bilansowania zapasu wody użytecznej w warstwie korzeniowej gleby z użyciem modelu CROPBALANCE. W pracy wykorzystano dane meteorologiczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej z lat 1971–2010 – dobowe sumy opadów z 6 stacji (Borusowa, Igołomia, Książ Wielki, Miechów, Olewin oraz Sielec) oraz średnie dekadowe wartości temperatury powietrza, ciśnienia pary wodnej, prędkości wiatru i usłonecznienia ze stacji meteorologicznej Kraków-Balice. Niedobory wodne oszacowano dla uprawy kapusty na pięciu typach gleb, o zróżnicowanych zdolnościach retencyjnych, występujących na Wyżynie Małopolskiej. Niedobory o prawdopodobieństwie przewyższenia 20% wynosiły w okresie wegetacji od 14 (na czarnoziemach) do 115 mm (na rędzinach). Na glebach Wyżyny Małopolskiej o średnich zdolnościach retencjonowania wody (110– 160 mm) niedobory wodne kapusty wystąpiły nawet w latach przeciętnych pod względem ilości opadów (o prawdopodobieństwie 50%). Badania potwierdziły dużą zmienność warunków glebowych i pluwialnych w tym regionie oraz wykazały celowość stosowania modelu CROPBALANCE do oceny niedoborów wodnych upraw warzywniczych.

EN

The paper presents an assessment of crop water deficit of white cabbage with a different exceedance probability, grown in the Małopolska Upland. The calculations were made by balancing readily available soil water in the root zone using the CROPBALANCE model. The study was based on the meteorological data of the Institute of Meteorology and Water Management from the period of 1971– 2010 – daily precipitation from 6 stations (Borusowa, Igołomia, Miechów Książ Wielki, Olewin and Sielec). The average 10-day air temperature, water vapour pressure, wind speed and the sunshine hours data were collected from Kraków–Balice weather station. Crop water deficits were estimated for cabbage growing on five soil types with a different soil water retention capacities, which occur in the Małopolska Upland. Water deficits (at 20% exceedance probability) of cabbage grown on the Małopolska Upland soils varied during the growing seasons from 14 mm (black soils) to 115 mm (rendzina soils). Deficits on the soils with medium retention capacity (ZWU = 111–158 mm) were even in the years in terms of the average amount of rainfall (with probability 50%). The highest water deficits of cabbage occur on lighter soils (e.g. rendzina) and are much greater than on brown soils of loess. The study confirmed the high variability of the soil and pluvial conditions in the region and demonstrated the usability of applying the CROPBALANCE model to assess crop water deficits of vegetable crops.

7

An assessment of crop water deficits of the plants growing on the Małopolska Upland (Poland)

Kowalczyk A., Łabędzki L., Kuźniar A., Kostuch M.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 29

11--22

EN

The problem of water scarcity is unfavourable for the economy, with the most significant water deficits felt by agriculture. In Poland water deficits in agriculture are occurring more frequently, causing losses in yield, not only in the Lowland areas but also in the Uplands. This paper presents an assessment of the water deficits at various excedance probability levels for four varieties of field crop and for soil types with various water retention capacity, which occur in the Małopolska Upland. Calculations were performed by balancing the amount of available soil water in the root zone. The study was based on the meteorological data from the Institute of Meteorology and Water Management for the years 1971–2010. Daily precipitation data from six rainfall stations: Borusowa, Igołomia, Książ Wielki, Miechów, Olewin and Sielec was utilised as well as average decadal air temperature, water vapour pressure, wind speed and sunshine hours from the meteorological station at Kraków– Balice. The water deficits at an excedance probability level of 20% fluctuated during the growing season from 5 mm (Phaeozems) to 190 mm (Leptosols). In the Małopolska Upland in soils with a medium capacity to retain water (110–160 mm), water deficits have occurred even in years of average rainfall (with probability 50%). This study confirms the considerable impact of the high variability of the soil and pluvial conditions in the region on the water deficits of the field crops.

PL

Problem niedoboru wody jest niekorzystny dla całej gospodarki, jednak najbardziej i najszybciej niedobory wody odczuwane są w rolnictwie. Na terenie Polski coraz częściej występują braki wody w rolnictwie, i nie tylko, na obszarach położonych na Niżu Polskim, powodując straty w plonach. W pracy przedstawiono ocenę niedoborów wodnych o różnym prawdopodobieństwie przewyższenia, dla czterech gatunków roślin: buraka cukrowego, kukurydzy na ziarno, pszenicy ozimej, ziemniaka późnego oraz na glebach o zróżnicowanych zdolnościach retencyjnych występujących na Wyżynie Małopolskiej. Obliczenia przeprowadzono metodą bilansowania zapasu wody użytecznej w warstwie korzeniowej gleby. W pracy wykorzystano dane meteorologiczne Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej z lat 1971–2010 – dobowe sumy opadów z sześciu stacji (Borusowa, Igołomia, Książ Wielki, Miechów, Olewin i Sielec) oraz średnie dekadowe wartości temperatury powietrza, ciśnienia pary wodnej, prędkości wiatru i usłonecznienia ze stacji meteorologicznej Kraków-Balice. Niedobory wody obliczono metodą bilansowania zapasu wody użytecznej w warstwie korzeniowej gleby za pomocą metody Penmana–Monteitha (ewapotranspiracja wskaźnikowa) [ALLEN et al. 1998; ŁABĘDZKI et al. 2011; 2014]. Badania potwierdziły dużą zmienność warunków glebowych i pluwialnych w tym regionie oraz ich wpływ na niedobory wodne upraw polowych. Niedobory o prawdopodobieństwie przewyższenia 20% wynosiły w okresie wegetacji od 5 mm (na czarnoziemach – Phaeozems) do 190 mm (na rędzinach – Leptosols). Na glebach Wyżyny Małopolskiej o średnich zdolnościach do retencjonowania wody (110–160 mm) niedobory wodne wystąpiły nawet w latach przeciętnych pod względem ilości opadów (o prawdopodobieństwie 50%). W uprawie pszenicy ozimej na czarnoziemach, glebach brunatnych i madach na Wysoczyźnie Proszowickiej niedobory wody nie wystąpiły. Jednocześnie niedobory wody (o prawdopodobieństwie 20%) w uprawie ziemniaka późnego w okresie wegetacyjnym wynoszą od 106 mm (czarnoziemy) do 156 mm (rędziny).

8

Actions and measures for mitigation drought and water scarcity in agriculture

Łabędzki L.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 29

3--10

EN

The paper characterizes the phenomena of droughts and water scarcity in Polish agriculture and their impacts on crop yield. Various preventive measures should be undertaken to mitigate the harmful effects of droughts and water scarcity. The most important is the development of water resources. To accomplish this aim, small scale water retention projects and irrigation development programs should be further implemented in many provinces of Poland. Effective use of irrigation water, optimization of water distribution, crop rotation, rehabilitation and modernization of the existing irrigation systems, soil reclamation are the examples of other measures. The pressure for increased water supplies is intensifying in Poland. That is why there is an urgent need to improve the uniform national plans of drought and water scarcity mitigation including guidelines on how to prevent and counteract the effects of water scarcity in agriculture and to release recommendations stating the most adequate measures to be undertaken.

PL

Scharakteryzowano zjawiska suszy i niedoboru wody w polskim rolnictwie i ich wpływ na plonowanie. Powinny być podjęte różne środki zapobiegawcze w celu ograniczenia szkodliwych skutków suszy i niedoboru wody. Najważniejsze jest zwiększanie zasobów wodnych na terenach rolniczych. Aby osiągnąć ten cel, powinny być nadal realizowane w wielu województwach Polski programy małej retencji wodnej i rozwoju nawodnień. Efektywne wykorzystanie wody do nawodnień, optymalizacja dystrybucji wody, odpowiedni płodozmian, odbudowa i modernizacja istniejących systemów nawadniania, poprawa zdolności retencyjnych gleb to przykłady innych działań. Zapotrzebowanie na wodę nasila się w Polsce. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania i wdrożenia jednolitych krajowych planów łagodzenia skutków niedoboru wody i susz, w tym wytycznych w celu zapobiegania i przeciwdziałania skutkom niedoboru wody w rolnictwie i wydania zaleceń odnośnie do najbardziej odpowiednich środków, które mogę być podjęte.

9

Agroklimatyczne uwarunkowania potrzeb melioracji nawadniających

Łabędzki L.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 47

199--204

PL

W pracy dokonano przeglądu dotychczas stosowanych w Polsce metod i kryteriów oceny potrzeb melioracji nawadniających dla celów planistycznych, oceny dokonywanej ze względu na uwarunkowania agroklimatyczne oraz z uwzględnieniem retencji wodnej gleb. Potrzeby nawadniania określa się najczęściej biorąc pod uwagę niedobory wody roślin uprawnych. Jest to wielkość, która charakteryzuje niedobór opadów w stosunku do zapotrzebowania na wodę roślin uprawnych. Niektóre stosowane metody wykorzystują tylko parametry meteorologiczne, determinujące stan układu atmosfera-gleba-roślina, a niektóre uwzględniają również retencję wodną gleb i jej dostępność dla roślin.

EN

The paper is a review of the so far used in Poland methods and criteria for assessing the needs of irrigation for planning purposes, the assessment because of the agroclimatic conditions and taking into account the soil water retention. Irrigation needs of the most are determined taking into account crop water deficits. This is the factor that is characterized by a shortage of precipitation in relation to the water requirements of crops. Some methods use only the meteorological parameters that determine the state of the atmosphere-soil-plant system, and some also take into account soil water retention and its availability for plants.

10

Sprawdzalność prognozy niedoborów wody roślin uprawnych określanych przy użyciu wskaźnika suszy rolniczej CDI

Łabędzki L., Kanecka-Geszke E.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 45

163--168

PL

W pracy dokonano weryfikacji prognoz deficytu wody wybranych roślin uprawnych. Wskaźnikiem deficytu wody jest wskaźnik CDI (Crop Drought Index), pokazujący wielkość redukcji ewapotranspiracji spowodowanej niedoborem wody w glebie. 10- i 20-dniowe prognozy są opracowywane w systemie monitoringu niedoboru i nadmiaru wody prowadzonego przez Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, na podstawie 14-dniowej prognozy warunków meteorologicznych uzyskiwanej z serwisu MeteoGroup. Sprawdzalność wyznaczono dla stacji Bydgoszcz, reprezentatywnej dla regionu Kujaw, dla wybranych roślin na czterech kategoriach ciężkości gleb ornych oraz dla czterech siedlisk użytków zielonych, dla lat 2013–2014. Jako kryteria weryfikacji prognoz przyjęto następujące warunki: bezwzględna różnica między wartościami CDI rzeczywistymi i prognozowanymi nie może być większa od 0,1 oraz zgodność rzeczywistych i prognozowanych klas intensywności deficytu wody. Sprawdzalność obliczono jako względną częstotliwość prognoz spełniających te kryteria. Sprawdzalność 10-dniowych prognoz niedoboru wody wyniosła 94%, a 20-dniowych 86%. Zarówno prognozy wartości wskaźnika CDI jak i prognozy klas niedoborów wody charakteryzowały się dużą sprawdzalnością (odpowiednio 91% i 89%).

EN

In the paper the verification of crop water deficit forecasts are presented. The 10- and 20-day forecasts have been developed in the monitoring system of water deficiency and excess conducted by the Institute of Technology and Life Sciences. The analysis was performed for the Bydgoszcz station representing Kujawy Region, in the months of the growing season (April-September) in 2013–2014. Two verification criteria were adopted: the absolute difference between actual and predicted SPI cannot be greater than 0.1 and the agreement of the precipitation category classes. The verifiability is determined as a relative frequency of the forecasts meeting these criteria. It was found that the average verifiability of 10-day forecasts was equal to 94% and of 20-day forecast 86% for the assumed criteria. Both forecasts of CDI values and forecasts of water deficit classes have high verifiability (91% and 89% respectively).

11

Ocena uwilgotnienia gleb w siedliskach trwałych użytków zielonych w dolinie górnej Noteci na podstawie wskaźnika wilgotności gleby

Łabędzki L., Bąk B.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 43

153--159

PL

W pracy przedstawiono ocenę warunków uwilgotnienia gleby w siedliskach trwałych użytków zielonych w dolinie górnej Noteci na podstawie wartości wskaźnika uwilgotnienia gleby (ang. Soil Moisture Index – SMI), obliczanego na koniec dekady okresu wegetacyjnego kwiecień-wrzesień w latach 2013–2014 i autorskiej 5-stopniowej klasyfikacji uwilgotnienia. Wskaźnik umożliwia porównanie warunków uwilgotnienia w glebach o różnych zdolnościach retencyjnych i obiektywną ocenę intensywności suszy glebowej oraz stanów nadmiernego uwilgotnienia. Badaniami objęto siedlisko mokre, wilgotne, posuszne i suche. W przeciętnych warunkach opadowych, jakie wystąpiły w okresach wegetacyjnych w 2013 i 2014 r. w dolinie górnej Noteci, we wszystkich siedliskach dominowało optymalne uwilgotnienie gleby. Susza glebowa umiarkowana i silna wystąpiła tylko w siedlisku posusznym i suchym. Stwierdzono słabą zależność wskaźnika SMI od czynników agrometeorologicznych w okresach dekad kalendarzowych, natomiast silną zależność zmian wartości wskaźnika SMI z dekady na dekadę od parametrów agrometeorologicznych. Największą korelację stwierdzono dla zależności od rolniczo-klimatycznego bilansu wodnego (różnicy opadu i ewapotranspiracji potencjalnej). Wskaźnikowa metoda oceny warunków uwilgotnienia gleb trwałych użytków zielonych z zastosowaniem modelowania matematycznego bilansu wodnego gleby może być użytecznym narzędziem badawczym i monitoringowym w sytuacji braku polowych pomiarów wilgotności gleby.

EN

Assessment of soil moisture conditions on permanent grassland in the upper Noteć valley is made using soil moisture index (SMI). To categorize soil moisture in the end of each 10-day period (decade) during the vegetation period (April-September) an original classification proposed by the authors is used. SMI enables the comparison of moisture conditions in soils with different water retention and the objective evaluation of soil drought and water excess. Assessment is made for grassland in wet, moist, periodically dry and dry habitats in 2013–2014. Optimal soil moisture class dominated in all habitats under mean precipitation conditions. Moderate and severe soil droughts occurred only in periodically dry and dry habitats. There is a weak relationship between SMI and agrometeorological parameters in decades, while a strong correlation has been found between the decade-by-decade changes of SMI and agrometeorological parameters. The highest correlation was found between SMI changes and agroclimatic water balance (subtraction of precipitation and potential evapotranspiration). Indicator-based evaluation method of soil moisture conditions on permanent grassland using mathematical modeling of soil water balance can be a useful research and monitoring tool in the absence of field measurements of soil moisture.

12

Zagrożenia niedoborem i nadmiarem opadów w rejonie dolnej Wisły w świetle przewidywanej zmiany klimatu

Bąk B., Łabędzki L.

Gospodarka Wodna

|

2015

|

Nr 9

269--273

PL

W artykule przedstawiono zagrożenia niedoborem i nadmiarem opadów w rejonie Bydgoszczy w świetle przewidywanego wzrostu temperatury w wieloleciu 2011-2050. Rejon ten jest usytuowany w obszarze ujściowym Brdy do Wisły. Na podstawie przyjętego scenariusza zmian klimatu wydzielono w miesiącach wiosennych i letnich okresy, w których prognozuje się opady większe lub mniejsze od warunków przeciętnych. Wyniki wskazują, że w badanym wieloleciu można oczekiwać kilku wielomiesięcznych okresów wilgotnych i suchych. Podtopieniom, a może i powodziom, będą sprzyjać okresy chłodu, a suszę będzie potęgować wysoka temperatura.

EN

The paper presents threats related to precipitation shortage and overabundance in the area of Bydgoszcz, in the light of the forecast increase of temperature between the year 2011 and 2050. The discussed area is situated in the Brda's outlet to Vistula. Based on the adopted climate change scenario, the authors indicate spring and summer periods that may be characterised with precipitation higher or Iower than average. The results indicate that, in the analysed period, some several months' long humid and dry periods may be expected. Floodings or even floods will be favoured by cold periods, and droughts will be intensified due to high temperatures.

13

Bieżąca ocena potrzeb i niedoborów wodnych roślin uprawnych z zastosowaniem automatycznego monitoringu meteorologicznego i modelowania matematycznego

Kowalczyk A., Kuźniar A., Łabędzki L.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2014

|

R. 22, nr 2

87--102

PL

Prace badawcze nad zapotrzebowaniem na wodę roślin uprawnych i użytków zielonych i niedoborami wody są prowadzone w naszym kraju od wielu lat, jednak szczegółowe badania w tym zakresie na obszarze Wyżyny Małopolskiej były prowadzone sporadycznie. Celem pracy jest ocena dekadowego zapotrzebowania roślin uprawnych na wodę i jej niedoborów oraz ich zmienności w zależności od retencyjności wodnej gleb na Płaskowyżu Proszowickim, z zastosowaniem automatycznego monitoringu meteorologicznego. Wykorzystano dane obserwacyjne ze stacji meteorologicznej zlokalizowanej w Proszowicach/Opatkowicach. Zapotrzebowanie na wodę i jej niedobory określono dla pięciu gatunków roślin (buraka cukrowego, kapusty, kukurydzy na ziarno, pszenicy ozimej, ziemniaka późnego) oraz dla czterech rodzajów gleb występujących na Płaskowyżu Proszowickim, o zróżnicowanych zdolnościach retencyjnych. Zapotrzebowanie na wodę i jej niedobory obliczono za pomocą autorskiego modelu CROPBALANCE, wykorzystując dobo-we wartości mierzonych elementów meteorologicznych. Największe niedobory wody w 2013 r. stwierdzono w przypadku uprawy ziemniaka późnego. W przypadku wszystkich badanych roślin, z wyjątkiem pszenicy ozimej, największe niedobory wody wystąpiły na glebach lekkich. Badania potwierdziły dużą zmienność warunków glebowo-roślinnych w rejonie Płaskowyżu Proszowickiego oraz wykazały przydatność automatycznego monitoringu meteorologicznego i modelowania matematycznego do bieżącej oceny zapotrzebowania na wodę roślin uprawnych i jej niedoborów.

EN

The objective of the paper was to assess the ten-day crop water requirements and water deficits of the plants and their variability, depending on the water retention capacity of soils in the Proszowice Upland. The automatic meteorological monitoring was applied and the observational data from the meteorological station located in Proszowice/Opatkowice were used. Research was conducted on the five plant species: sugar beet, cabbage, maize for grain, winter wheat, and late potato for the four types of soils present on the Proszowice Upland with different water storage capacities. The estimation of crop water requirements and deficits was made by applying the CROPBALANCE model, using the daily measured values of the meteorological elements. In the year under considerations the highest water shortages were found for late potato crops. For all the studied plants, with the exception of winter wheat, the largest water shortages occur on light soils. The study confirmed the high variability of the soil and vegetation cover in the Proszowice Upland and showed the usefulness of automatic meteorological monitoring and mathematical modelling for operational assessment of current water needs and deficits of crops.

14

Meteorological and agricultural drought indices used in drought monitoring in Poland: a review

Łabędzki L., Bąk B.

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2014

|

Vol. 2, Iss. 2

3--13

EN

In the article, a brief review is presented of the definition of meteorological and agricultural droughts, drought indices and the operational systems of monitoring droughts in Poland. Drought is a widespread and frequent disaster which occurs more often within humid climate zones. Meteorological drought is the result of deficiencies in precipitation. Agricultural drought is an effect of various characteristics of meteorological and hydrological drought in agriculture comprising the reduction of evapotranspiration, soil water deficits, and reduced crop yield. Drought indicators are the common measures for drought assessment. The paper contains an inventory of drought measures (indicators) that are applied to evaluate meteorological and agricultural drought in Poland. For meteorological drought monitoring and the assessment of its intensity, four different indices have been used in Poland: relative precipitation index (RPI), effective drought index (EDI), standardised precipitation index (SPI) and climatic water balance (CWB). Agricultural drought is monitored by soil moisture index (SMI), agricultural drought index (CDI) and the potential reduction of final yield (yield reduction ratio YR). The working drought monitoring systems give information for the whole country or for a specific region but they are directed to some specific drought analyses. Four different drought monitoring systems have been under operation in Poland since 2005. The Institute of Meteorology and Water Management (IMGW) conducts the system called “POSUCH@”. The Institute of Soil Science and Plant Cultivation conducts the agricultural drought monitoring system. The Institute of Technology and Life Sciences (ITP) has developed two systems: the regional drought monitoring system in the Kujawy region and the nationwide system of monitoring and forecasting water deficit and surplus in agriculture.

15

Thermal conditions in Bydgoszcz Region in growing seasons of 2011–2050 in view of expected climate change

Bąk B., Łabędzki L.

Journal of Water and Land Development

|

2014

|

no. 23

21--29

EN

The paper presents an analyse of the scenario of expected changes in monthly mean air temperature of months in the growing season (April–September) and growing seasons of 2011–2050 in Bydgoszcz Region. Prediction of thermal conditions is made using regional climate model RM5.1 with boundary values taken from global model ARPEGE. When compared with the reference period 1971–2000, an increase of mean air temperature should be expected in most months and growing seasons of the years 2011–2050. The biggest positive change in the mean monthly temperature is predicted for July (1.5°C) and August (1.2°C). In 2011–2050 significant increase trends of air temperature change can be expected in April, June and August. According to the thermal classification proposed by Lorenc, normal, slightly warm and slightly cool months and growing periods will dominate. The frequency of normal and slightly cool growing periods will decrease and the frequency of slightly warm growing periods will increase.

PL

W pracy przedstawiono analizę scenariusza prognozowanych zmian średniej temperatury powietrza w rejonie Bydgoszczy w miesiącach okresu wegetacyjnego (kwiecień–wrzesień) i okresów wegetacyjnych w wieloleciu 2011–2050. Prognozę wykonano na podstawie wyników obliczeń przeprowadzonych z użyciem regionalnego modelu zmian klimatu dla Polski RM5.1 z warunkami brzegowymi z modelu globalnego ARPEGE. Danymi referencyjnymi w stosunku do okresu prognozowanego były gridowane wartości średniej temperatury powietrza w miesiącach okresu wegetacyjnego w wieloleciu 1971–2000. W wieloleciu 2011–2050 należy oczekiwać wzrostu średniej temperatury powietrza w większości miesięcy i w okresach wegetacyjnych w stosunku do wielolecia referencyjnego 1971–2000. Największe dodatnie zmiany średniej miesięcznej temperatury prognozowane są w lipcu (1,5°C) i sierpniu (1,2°C). W prognozowanym wieloleciu 2011–2050 istotne wzrostowe trendy zmian temperatury wystąpią w kwietniu, czerwcu oraz w sierpniu. Według klasyfikacji termicznej Lorenc, w prognozowanym wieloleciu będą dominować miesiące i okresy wegetacyjne określane jako normalne oraz okresy lekko ciepłe i lekko chłodne. Zmniejszy się częstotliwość okresów wegetacyjnych z warunkami normalnymi i lekko chłodnych, a zwiększy się znacząco udział okresów lekko ciepłych.

16

Prediction of precipitation deficit and excess in Bydgoszcz Region in view of predicted climate change

Bąk B., Łabędzki L.

Journal of Water and Land Development

|

2014

|

no. 23

11--19

EN

The paper presents the prediction of rainfall shortage and excess in Bydgoszcz region in the growing seasons (April–September) in 2011–2050 in the perspective of climate change. Based on the predicted monthly sum of precipitations for the percentile 50%, calculated by the regional climate model RM5.1 for Poland with boundary values taken from global model ARPEGE, a decrease in the amount of rainfall during the growing season by approximately 55 mm is predicted, compared to 1971–2000 taken as a reference period. The qualification of rainfall shortage and excess was made using the standardised precipitation index (SPI). According to the predicted values of SPI, the occurrence of 38 months of rainfall excess and 40 months of rainfall deficit in the period 2011–2050 is predicted. Dry months will constitute 16% of all months, wet months – 13%, and normal months – 71%. The occurrence of 13 several-month long periods of rainfall excess and 14 such periods of drought are predicted. The longest periods of both wet and dry weather will last 5 months. So long wet periods are expected in 2020, 2022 and 2031, and drought periods in 2017–2018, 2023–2024 and from 2046 to 2049.

PL

W pracy przedstawiono prognozę niedoboru i nadmiaru opadów w rejonie Bydgoszczy w okresach wegetacyjnych (kwiecień–wrzesień) wielolecia 2011–2050 w świetle zmian klimatycznych. Na podstawie prognozowanych miesięcznych sum opadów dla percentyla 50%, obliczonych z wykorzystaniem regionalnego modelu zmian klimatu RM5.1 dla Polski, bazującego na modelu globalnym ARPEGE, przewiduje się w badanym regionie zmniejszenie sumy opadów w okresie wegetacyjnym o ok. 55 mm w stosunku do wielolecia referencyjnego 1971–2000. Na podstawie miesięcznych wartości wskaźnika standaryzowanego opadu SPI prognozuje się w wieloleciu 2011–2050 wystąpienie 38 miesięcy z nadmiarem opadów i 40 miesięcy z niedoborem opadów. Miesiące suche będą stanowiły 16% wszystkich miesięcy, miesiące wilgotne – 13%, a miesiące normalne – 71%. Prognozowane jest pojawienie się 13 kilkumiesięcznych okresów z nadmiarem opadów i 14 okresów z suszą, przy czym najdłuższe okresy obu zjawisk będą trwały pięć miesięcy. Takich okresów wilgotnych można oczekiwać w latach: 2020, 2022 i 2031 r., a okresów suszy – w latach 2017–2018, 2023–2024 i w wieloleciu 2046–2049.

17

Wielkość i zmienność ewapotranspiracji wskaźnikowej według Penmana-Monteitha w okresie wegetacyjnym w latach 1970-2004 w wybranych rejonach Polski

Łabędzki L., Bąk B., Kanecka-Geszke E.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 2

159-170

PL

Ewapotranspiracja wskaźnikowa jest bardzo ważnym parametrem agrometeorologicznym, określającym potencjalne możliwości parowania. Różnica między ewapotranspiracją wskaźnikową i opadem wskazuje na potencjalny niedobór lub nadmiar opadu. W ostatnich latach najszerzej stosowaną i zalecaną metodą określania ewapotranspiracji wskaźnikowej jest metoda Penmana-Monteitha. Stosując te metodę, w pracy obliczono ewapotranspirację wskaźnikową w miesiącach okresu wegetacyjnego (kwiecień-wrzesień) w latach 1970-2004 na podstawie elementów meteorologicznych pomierzonych na wybranych trzech stacjach meteorologicznych IMGW z obszaru Polski: Kraków, Olsztyn i Poznań. Stacje te reprezentują zróżnicowane pod względem warunków pluwiotermicznych regiony agroklimatyczne. W okresie wegetacyjnym od kwietnia do września suma ewapotranspiracji wskaźnikowej, liczonej tą metodą, wynosi średnio 470 mm w rejonie Olsztyna, 510 mm w rejonie Krakowa i 550 mm w rejonie Poznania. W poszczególnych miesiącach średnia ewapotranspiracja wskaźnikowa wynosi od 50-60 mm w kwietniu i wrześniu do 100-120 mm w pozostałych miesiącach okresu wegetacyjnego. Największa ewapotranspiracja wskaźnikowa występuje w lipcu. We wszystkich miesiącach największa ewapotranspiracja wskaźnikowa jest w Poznaniu, a najmniejsza w Olsztynie. Ewapotranspiracja wskaźnikowa, liczona wzorem Penmana-Monteitha, wykazuje istotny i znaczny trend wzrostowy w latach 1970-2004 w trzech analizowanych rejonach, zarówno w większości miesięcy od kwietnia do września, jak i w całym tym okresie.

EN

Reference evapotranspiration is an important agrometeorological parameter describing the evaporative demand of the atmosphere. In relation to precipitation, it indicates the potential surplus or deficit of precipitation. The Penman-Monteith method has been considered as a universal standard to estimate reference evapotranspiration in recent years. In the paper reference evapotranspiration is calculated by Penman-Monteith method in the months of the growing season (April-September) in 1970-2004, using meteorological parameters measured at three stations in Poland: Kraków, Olsztyn and Poznań. The stations represent the agroclimatic regions with different temperature and precipitation characteristics. Mean sums of reference evapotranspiration from April to September account 470 mm in Olsztyn, 510 mm in Kraków and 550 mm in Poznań. In particular months mean evapotranspiration accounts from 50-60 mm in April and September to 100-120 mm in other months of the growing period. The maximum evapotranspiration occurs in July. In all analyzed period the maximum evapotranspiration was in Poznań and the minimum in Olsztyn. Reference evapotranspiration according to Penman-Monteith method had significant growth trend 1970-2004 in the three analyzed regions, both in most months and in the whole growing period.

18

Przestrzenny rozkład potencjalnych niedoborów wodnych koniczyny i lucerny na tle struktury pokrywy glebowej gruntów ornych w Polsce

Ostrowski J., Łabędzki L.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 3

161-172

PL

Warunki opadowe w Polsce są czynnikiem ograniczającym systematyczne uzyskiwanie w uprawach polowych dużych plonów koniczyny łąkowej (Trifolium pratense L.) i lucerny mieszańcowej (Medicago sativa L. x varia T. Martyn) (ok. 10 t s.m.·ha-¹). Oszacowano intensywność występujących niedoborów wodnych dla tych roślin w różnych regionach kraju. Stwierdzono ich dużą zmienność czasową i przestrzenną. Potencjalne niedobory wodne dla koniczyny łąkowej i lucerny mieszańcowej w centralnej Polsce na glebach brunatnych lub płowych lekkich, wytworzonych z glin, raz na pięć lat mogą osiągnąć 160-200 mm. Plonowanie lucerny w Wielkopolsce na tych samych glebach mogą ograniczać niedobory, sięgające nawet 200-240 mm. Przedstawione wyniki uzyskano, stosując do przetwarzania danych meteorologicznych i glebowych model CROPDEF.

EN

Precipitation in Poland is a factor limiting stable high yields of red clover and alfalfa (about 10 t of dry matter per ha). In the paper the estimated water deficits for those plants are presented in different regions of the country. The spatial distribution of water deficits is determined. The potential water deficits for red clover and alfalfa in central Poland on haplic luvisols developed from loams can reach 160-200 mm once a five years. In Wielkopolska region the water deficits for alfalfa can even reach 200-240 mm on the same soils. The results shown in the paper were obtained with the computer software CROPDEF for calculating water deficits and with available computer technique for cartographic presentation.

19

Związek między opadami uprzednimi a uwilgotnieniem gleby w uprawie buraków cukrowych na Kujawach

Łabędzki L., Adamski P.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2010

|

T. 10, z. 3

165-174

PL

Warunki glebowe na obszarze Kujaw sprzyjają uprawie buraków cukrowych. Za mniej sprzyjające uznaje się warunki klimatyczne. Uprawa buraków cukrowych jest zagrożona okresowymi niedoborami wody. Ze względu na zmienność opadów i ich wpływ na kształtowanie się wilgotności gleby i oddziaływanie na rozwój roślin uprawnych w krótkich okresach zbadano związek między opadami uprzednimi, występującymi w okresach o różnej długości, a wilgotnością gleby w uprawie buraków cukrowych. Miarą opadów uprzednich jest wskaźnik standaryzowanego opadu SPI, a uwilgotnienia gleby - wskaźnik wilgotności gleby SMI. Na podstawie doświadczenia modelowego, przeprowadzonego dla lat 1970-2009, stwierdzono, że uwilgotnienie gleby na koniec miesięcy okresu wegetacji buraków cukrowych na Kujawach w największym stopniu zależy od opadu, który wystąpił do dwóch miesięcy wstecz.

EN

Soils conditions are favourable to growing sugar beet in Kujawy region. Climatic conditions are less favourable. Sugar beet cultivation is threatened by periodic water deficits. For temporal variability of precipitation and its influence on soil moisture and crop development, the relationship between precipitation occurring in the preceding period of different duration and soil moisture under sugar beet is examined in the paper. Standardized precipitation index SPI is a measure of previous-period precipitation and soil moisture index SMI is a measure of soil moisture. On the basis of the model experiment performed for 1970-2009, it has been proved that soil moisture at the end of the months in the growing period of sugar beet in Kujawy region is mostly influenced by precipitation in the preceding two months.

20

Topology Information as a Service in Complex Networks - cNIS Case

Łabędzki L., Lewandowski M., Mazurek C., Wolski M.

Foundations of Computing and Decision Sciences

|

2010

|

Vol. 35, No. 4

325-342

EN

Dynamie expansion of computer networks and the increasing level of their complexity pose new challenges for network management procedures. At the same time, more and more network services are being introduced. The network information system providing consistent and reliable data for network administrators as well as services plays a significant role nowadays. This article explores the common Network Information Service (cNIS) as an integrated network topology repository for a single primary role was extended towards a tool supporting Network Operation Center teams (NOCs) for network documentation tasks. cNIS development started in the GEANT2 project (FP6-IST 511082) and is continued in the GEANT3 project (FP7-ICT 238875). The current effort focuses on integrating a set of tools, including cNIS, as a platform supporting multi-domain services in the GEANT network. cNIS development is a joint effort of several National Research and Education Networks (NRENs) and coordinated by Poznań Supercomputing and Networking Center (PSNC).