Wstęp

Program monitoringu lasów w 2015 roku

I.

Monitoring lasów na stałych powierzchniach obserwacyjnych I rzędu

1.

Ocena poziomu uszkodzenia monitorowanych gatunków drzew

2.

Ocena symptomów i przyczyn uszkodzeń drzew

3.

Wpływ warunków pogodowych na zdrowotność drzewostanów

4.

Defoliacja drzew przy różnej dostępności wody glebowej

5.

Zmiany składu gatunkowego w drzewostanach w dziesięcioleciu 2007-2016

II.

Badania na stałych powierzchniach obserwacyjnych monitoringu intensywnego (SPO MI)

6.

Dynamika parametrów meteorologicznych na SPO MI

7.

Poziom koncentracji NO₂ i SO₂ w powietrzu

8.

Opady podkoronowe oraz roztwory glebowe

9.

Zanieczyszczenie powietrza oraz ocena zagrożenia zakwaszeniem i eutrofizacją terenów leśnych w Polsce na podstawie wyników badań ba SPO MI
Anna Kowalska

      Zakwaszanie i eutrofizacja prowadzące do destabilizacji ekosystemów są skutkiem szkodliwego oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na lasy. Według prognoz opartych na modelach emisji EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) szacuje się, że do 2020 roku zagrożenie ekosystemów leśnych zakwaszaniem znacząco zmaleje, jeśli nastąpi pełne wdrożenie ustaleń zrewidowanego Protokołu z Göteborga. Przekroczenia ładunków krytycznych będą występować jedynie na 2-4% powierzchni ekosystemów Europy, ogniskując się m.in. na terenach Polski, gdzie będą obejmować niemal jedną czwartą powierzchni ekosystemów (Slootweg i in., 2014). Szacunki wskazują, że ładunki krytyczne kwasowości zweryfikowane dla roku 2015 przy poziomie depozycji z roku 2010 są przekraczane średnio o ok. 280 eq ha^-1 r^-1 na niemal połowie obszaru ekosystemów Polski (Slootweg i in., 2017). Eutrofizacja stanowić będzie nadal poważne zagrożenie, a przekroczenia ładunków krytycznych będą dotyczyć do 2020 roku ponad połowy powierzchni ekosystemów Europy, powodując zmiany bioróżnorodności. W Polsce w tym okresie zagrożenie eutrofizacją będzie obejmować ponad 60% powierzchni ekosystemów (Slootweg i in., 2014). Wielkość depozycji szacowana dla roku 2010 w stosunku do wielkości ładunków krytycznych z roku 2015 powoduje przekroczenia ładunków krytycznych eutrofizacji średnio o około 300-400 eq ha^-1r^-1 na ok. 80-90% obszaru ekosystemów Polski (Slootweg i in., 2017).

      Główne składniki gazowe powietrza, odpowiedzialne za wymienione procesy, to dwutlenek siarki i związki azotu. Są one emitowane do atmosfery z różnych źródeł, lecz uważa się, że emisje naturalne (wybuchy wulkaniczne, rozkład biomasy, pożary, wyładowania atmosferyczne) dostarczają zaledwie ułamka ilości SO₂ i tlenków azotu (NO_x) w porównaniu z aktywnością człowieka (Colvile, 2004). Bezwzględne poziomy całkowitej emisji głównych zanieczyszczeń powietrza w Polsce od lat należą do jednych z wyższych wśród krajów Unii Europejskiej (Mały Rocznik Statystyczny Polski 2016, GUS 2016). Według danych KOBIZE (Krajowy bilans emisji…, 2016), w 2014 roku wyemitowano w Polsce do atmosfery 800 tys. ton dwutlenku siarki oraz 723 tys. ton tlenków azotu (wyrażone jako NO₂) (ibid.). Głównymi i porównywalnymi ilościowo źródłami tlenków azotu są obecnie transport drogowy i produkcja energii (po ok. 30% emisji). Duży udział mają także procesy spalania w różnych działach gospodarki. Podstawowym i niemal wyłącznym źródłem emisji SO₂ jest spalanie paliw stałych w energetyce (ibid.).

      Powierzchnie monitoringu intensywnego można połączyć w trzy grupy różniące się sumarycznym obciążeniem zanieczyszczeniami gazowymi. Łączna depozycja siarki i azotu z atmosfery była najniższa w nadleśnictwach Polski północnej i północno-wschodniej, w Białowieży, Strzałowie, Gdańsku i Suwałkach (od 2,7 do 3,2 kg N+S ha^-1 rok^-1). Według danych GUS, emisja w ilościach bezwzględnych dwutlenku siarki i tlenków azotu z zakładów szczególnie uciążliwych w województwach podlaskim i warmińsko-mazurskim należy do najniższych w skali kraju (Ochrona Środowiska, GUS 2016). Antropopresja, wywoływana głównie przez źródła rolnicze i rozproszone lokalne, nie stanowi tak dużego obciążenia dla ekosystemów leśnych, jak w innych regionach kraju. W województwie pomorskim, gdzie położna jest SPO MI Gdańsk, emisje gazowych zanieczyszczeń powietrza również należą do niższych w kraju. Pomimo względnej bliskości aglomeracji trójmiejskiej (ok. 10 km od powierzchni) wpływ urbanizacji na stan powietrza na powierzchni w Nadleśnictwie Gdańsk jest umiarkowany. Wyniki prac modelowych prowadzonych w ramach CLRTAP (Slootweg i in., 2014) wskazują, że północne regiony Polski są
w niewielkim stopniu narażone na przekroczenia ładunków krytycznych kwasowości i eutrofizacji.

      Rejony Polski centralnej, w których depozycja gazowych zanieczyszczeń była pośrednia i wysoka, to jest nadleśnictwa: Chojnów, Zawadzkie, Łąck, Krucz, Krotoszyn, pokrywają się z obszarami, na których istnieje ryzyko przekroczeń ładunków krytycznych eutrofizacji i zakwaszenia. Prognozy do roku 2020 wskazują, że w tych rejonach kraju zagrożenie dla ekosystemów ze strony zanieczyszczeń powietrza siarką i azotem będzie się utrzymywać, nawet po wdrożeniu ustaleń zrewidowanego Protokołu z Göteborga (Slootweg i in., 2014).

      Ryzyko eutrofizacji

      W ramach prac Konwencji LRTAP określono doświadczalne ładunki krytyczne azotu, odnoszące się do maksymalnej wielkości depozycji atmosferycznej azotu, która nie powoduje zmian w strukturze i funkcjonowaniu ekosystemu. Opracowanie dla lasów przedstawiono
w tabeli 9.

      Na terenach Polski dla głównych typów lasu (według klasyfikacji EUNIS G1 – lasy liściaste, G3 – lasy iglaste, G4 – lasy mieszane) określono wielkość doświadczalnych ładunków krytycznych azotu na poziomie minimalnym 10 kg N ha^-1, maksymalnym 21 kg N ha^-1, ze średnią 12,5 kg N ha^-1 i medianą 12,3 kg N ha^-1 (Pecka i Mill, 2011). Rozkład przestrzenny ładunków na obszarze Polski wykazuje powiązanie z dostępnością wody glebowej, wynikającą między innymi z sumy opadów. Pas o kierunku równoleżnikowym na obszarze Polski centralnej charakteryzuje się najniższymi ładunkami krytycznymi (około 7-13 kg N ha^-1), zaś na obszarach północnych i południowych wielkość ładunków krytycznych jest wyższa, przekraczająca 14 kg N ha^-1 (ibid.).

      Dopływ azotu (N_tot) do gleb pod okapem na powierzchniach monitoringu intensywnego wahał się od poniżej 10 kg N ha^-1 (Strzałowo, Piwniczna i Łąck), poprzez wartości rzędu 11-13 kg N ha^-1 (Gdańsk, Bircza, Krucz, Białowieża i Chojnów), do około 17-18 kg N ha^-1 (Suwałki, Szklarska Poręba i Krotoszyn), a nawet 23 kg N ha^-1 (Zawadzkie). W puli azotu całkowitego (N_tot) od 72% do 88% stanowiły formy mineralne (N-NH₄⁺ i N-NO₃^-). Wielkość całkowitej depozycji azotu do ekosystemu jest trudna do określenia. Gazowe formy azotu są pobierane przez rośliny z powietrza, podobnie część azotu z opadów jest sorbowana w warstwie koron i za pośrednictwem roślin trafia do ekosystemu. Te wielkości nie są możliwe do określenia bezpośrednio na drodze pomiarów. Wnioskowanie na podstawie wielkości depozycji pod okapem powoduje niedoszacowanie całkowitej ilości azotu, wnoszonego do ekosystemów leśnych (Hansen i Nielsen, 1998, Neirynck i in., 2007). Zakładając, że całkowita depozycja azotu może być większa, niż wskazują na to wyniki depozycji podkoronowej w 2016 roku, na większości badanych powierzchni monitoringu intensywnego nie można wykluczyć zagrożenia spowodowanego nadmierną podażą azotu.

      SPO MI najbardziej zagrożone zakwaszeniem to Szklarska Poręba (powierzchnia świerkowa), Zawadzkie i Krucz (powierzchnie sosnowe) oraz Gdańsk (powierzchnia bukowa).

      SPO MI najsilniej zagrożona eutrofizacją to Białowieża, nieco mniej Krucz, Chojnów i Strzałowo (powierzchnie sosnowe), Suwałki (powierzchnia świerkowa) oraz Krotoszyn (powierzchnia dębowa).

Literatura