Zmiany składu chemicznego opadów atmosferycznych po przejściu przez okap drzewostanów świerkowych

• Autorzy: Małek, S.

Warianty tytułu

EN

Changes in the chemical composition of rainfall sifted through the canopy of spruce stands

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The flow of anions (F-, Cl-, NO3-, SO42-, PO43-) an of cations (NH4+, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn), that is, changes in their concentrations after passing through the canopy (sub-canopy precipitation), flowing on the soil surface has been analyzed in different development phases of spruce stands (1st, 2nd, 5th and 6th age class) in the Potok Dupniański catchment in the Wisła Forest Inspectorate. The catchment located in Southern Poland in Beskid Śląski (N 49 stopni 35 minut, E 18 stopni 50 minut) close to Slovakia and Czech border, has an area of 1,6787 km2. The study was performed according to guidelines of the ICP - Forest Manual. The results of studies refer to the period 2000-2001. Water sampled from the rainfall deposited on the tree crowns, was characteristic of greater concentrations of all analyzed anions and cations (except for Mangane) during the growing season but also of smaller reaction than in the winter with a simultaneous, almost three times higher concentration of NO3 and two times higher concentration of SO4. In addition, with a greater water volume deposited in the winter, higher amounts of Na and Mn were sampled in the snow in 2000. On the other hand, in the subsequent year higher concentrations of F, SO4, Na, Mg, Fe, and Mn were noted in the winter season. In spite of higher amounts of water deposited in the catchment in the winter season of 2001, a higher input of F and Fe in comparison to the growing season was noticed. In the years that followed increased concentrations of F, Cl, NO3, SO4, PO4, Na, Ca, Mg, Fe, Zn and an increase in the reaction were noted in the vegetation period, whereas in the winter time increased values for F, Cl, NO3, SO4, PO3, Na, K and a decrease in the reaction were found. This was a evidence of increasing air pollution especially in winter time. A systematic increase in the concentration and amount of SO4 in water going through the tree crown with the age of the spruce stands and a decrease in the reaction of water together with the age of the stand and during the passage through the canopy. It was found that the ion NH4 coming from the atmosphere is absorbet in the tree crown zone, causing washing from tree crowns especially of K and Mn and F and SO4 in the older stands during the growing season. Mg and Ca are most probably also absorbed directly from the rainfall thus compensating a considerable outflow of these elements outside of the reach of the root system (in all development phases). In the winter time it was found that Fe, Mn, Na, and K are washed from tree crowns in the thickets whereas washing of F, NO3, SO4,Na, K, Ca, Mg, Mn and Fe was noted for older trees. Washing of Mg and Ca from the assimilatory apparatuses of trees is particularly threateningf in older age classes as these elements are in a great deficit. The processes of decomposition of organic matter, cause an increase in the concentrations of all analyzed anions and cations and an increase in the acidity of water (Tab. 1, 2).

Słowa kluczowe

PL

badanie wód opadowych; zanieczyszczenia opadów atmosferycznych; zanieczyszczenia powietrza

• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 99, z. 4-Ś
• Strony: 37--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Małek, S.

• Katedra Ekologii Lasu, Akademia Rolnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Bytnerowicz A., Godzik S., Poth M., Anderson I., Szdzuj J., Tobias C., Macko S., Kubiesa P., Staszewski T., Fenn M., Chemical composition of air, soil and vegetation in forests of the Silesian Beskid mountains, Poland. Water, Air, and Soil Pollution 116, 1999, s. 141-150.
• [2] Godt J., Schmidt M., Mayer R., Pathways of heavy metals in beech and spruce canopy: internal and external cycling, [w:] J.N. Cape, P. Mathy (red.) Scientific basisis of forest decline symptomatology, Proc. of workshop joitly organised by the CEC, 1988.
• [3] Godzik S., Kubiesa P., Staszewski T., Szdzuj J., Air pollution and its possible effects on vegetation in Brenna - the Beskydy mountains, Zpravodaj Beskydy "Vliv imisi na lesy a lesni hospodarstvi Beskyd", MZLU v Brne, 9, 1997 , s. 21-26.
• [4] ICP-Forest Manual,. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests 4th ed. UN-ECE, Fed. Res. Centre for Forestry and Forest products (BFH), 1998.
• [5] Kabata-Pendias A., Pendias H., Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, Warszawa 1993.
• [6] Kram K.J., Stachurski A., Zimka J.R., Evaluation of zinc, lead, cadmium and copper input in bulk precipitation and throughfall in same forest ecosystems of Karkonosze Mts and Kampinos forest, [w:] Secound International Conference Trace elements: Effects on Organisms and Environment, Cieszyn 23-26 June 1998, Proceedings, 1998, s. 43-46.
• [7] Leonardi S., Fluckinger W., Short-term canopy interactions of beech trees: mineral ion leaching and absorption during rainfall, Tree Physiology 3, 1987, s. 137-145.
• [8] Lityński T., Jurkowska J., Gorlach E., Analizy chemiczne w rolnictwie, Przewodnik do analiz labolatoryjnych gleby, Warszawa 1976.
• [9] Lovett G. M., Schaefer D.A., Interaction of Ca2+, Mg2+ and K+, [w:] Atmospheric deposition and forest nutrient cycling, (red): D.W Johnson, S.E. Lindberg. Ecol. Stud. Springer Verlag, 1992, s. 217 - 240.
• [10] Małek S., Wężyk P., Anions and macro-elements input and output in mountain forest ecosystem on the example of Istebna catchment in Silesian Beskid, Poland. Zbornik z III medzinarodnej konferencje „Cudzorodé látky v životnom prostredi", Nitra Słowacja 6-7 September 2000, s. 156 - 160.
• [11] Małek S., Wężyk P., Input and output of heavy metals in mountain forest ecosystems an exapmple of Istebna Catchment in Beskid Śląski, Poland, Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, 12-14 September 2000, abstract no 608, 2000.
• [12] Małek S., Wężyk P., Zmiany ilościowe i jakościowe opadów atmosferycznych na powierzchniach doświadczalnych w drzewostanach bukowych Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy w latach 1997 i 1998, [w:] Monitorowanie procesów zachodzących w drzewostanach bukowych, w zmieniających się warunkach środowiska przyrodniczego, na przykładzie Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy (red. Małek S., Wężyk P.,), Katedra Ekologii Lasu Akademii Rolniczej w Krakowie oraz Popradzki Park Krajobrazowy, 2000, s. 69-86.
• [13] Małek S., Wężyk P., Wyniki badań prowadzonych w ramach zintegrowanego monitoringu ekologicznego drzewostanów bukowych na powierzchni badawczej „Chełmowa Góra" w Ojcowskim Parku Narodowym w latach 1997-1998, [w:] Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko- Częstochowskiej, Ojców 10-11 maja, 2001, s. 192-200.
• [14] Małek S., Zmiany ilościowe i jakościowe wód glebowych na powierzchniach doświadczalnych w drzewostanach bukowych Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy w latach 1997 i 1998, [w:] Monitorowanie procesów zachodzących w drzewostanach bukowych, w zmieniających się warunkach środowiska przyrodniczego, na przykładzie Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy (red. Małek S., Wężyk P.,), Katedra Ekologii Lasu Akademii Rolniczej w Krakowie oraz Popradzki Park Krajobrazowy, 2000, s. 139-150.
• [15] Małek S., Przepływ pierwiastków w różnych fazach rozwojowych drzewostanów świerkowych na przykładzie zlewni Potoku Dupniańskiego, IV Krajowe Sympozjum - Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, Poznań - Kórnik 29 maja - 01 czerwca 2001.
• [16] Małek S., Wstępne wyniki bilansu pierwiastków w zlewni potoku Dupniańskiego, Konferencja Naukowa - Ochrona genetyczna populacji cząstkowych drzew leśnych w Karpackim Banku Genów - Ustroń-Jaszowiec-Wisła-Istebna-Wyrchczadeczka 29 czerwca 2001.
• [17] Małek S., Wpływ wieku drzewostanów świerkowych na jakość wód podkoronowych, spływających po powierzchni gleby oraz jakości wód glebowych na przykładzie zlewni Potoku Dupniańskiego, Konferencja Naukowa - Funkcjonowanie Geoekosystemów w Zróżnicowanych Warunkach Morfoklimatycznych, Poznań 19-20 X 2001.
• [18] Małek S., The importance of litterfall and needle nutrients in circulation of elements and sustaining long-term productivity - example from different age classes of Istebna Spruce stands in the Potok Dupniański catchment, Southern Polan,. SUFOR workshop Sustainable Forestry in Temperate Regions, Lund, Sweden 07-09 April 2002.
• [19] Niklińska M., Maryański M., Szarek G., Laskowski R., Chemical input/output balance for a moderately polluted forest catchment in southern Poland, Water, Air and Soil Pollution 85, 1995, s. 1771-1776.
• [20] Poborski P., Staszewski T., Przepływ zanieczyszczeń powietrza w ekosystemie leśnym, [w:] R. Siwecki (red.) III Krajowe Sympozjum, Kórnik 1994,Wyd. Sorus, 1996, s. 505-512.
• [21] Stachurski A., Nutrtient contrl in throughfall waters of forest ecosystems, Ekologia Polska 35, 1:, 1987, s. 3-69.
• [22] Staszewski T., Godzik S., Szdzuj J., Monitoring spruce stands in Brenna and Salmopol pass in the polish part of the Beskids, Zpravodaj Beskydy, "Vliv imisi na lesy a lesni hospodarstvi Beskyd", MZLU v Brne, 8, 1996, s. 13-18.
• [23] Staszewski T. Szdzuj J., Godzik S, Kubiesa P., Trends and alterations of deposition of air pollutants to terrestial ecosystems of the Silesian region, Fourth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, Warsaw '98, September 15-17, Symposium proceedings, 1998, s. 60-68.
• [24] Staszewski T., Godzik S., Kubiesa P., Szdzuj J., Fate of nitrogen compounds deposited to spruce (Picea abies Karst.) and pine (pinus silvestris L.) forests located in different air pollution and climatic conditions, Water, Air, Soil Pollution 116, 1999, s. 121-127.
• [25] Staszewski T., Kubiesa P., Szdzuj J., Łukasik W., Ocena bezpośredniego i pośredniego zagrożenia Ojcowskiego Parku Narodowego przez zanieczyszczenia powietrza, [w:] Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców 10-11 maja 2001, s. 102-105.
• [26] Wróbel S., Environmental degradation in the Czarna Wisełka i Biała Wisełka catchments, Western Carpathians, Studia Naturae, 44, 1998, s. 1-223.
• [27] Zimka J.R., Stachurski A., Forest decline in Karkonosze MTS, (Poland) Part II, An analysis of acidity and chemistry of atmospheric precipitation, throughfall and forest streamwaters, Ekologia Polska, 44, 1-2, 1996, s. 153-177.