6. Depozyt zanieczyszczeń na terenach leśnych

Skład chemiczny opadów atmosferycznych charakteryzował się zróżnicowaniem zarówno przestrzennym jak i czasowym. W odróżnieniu od lat ubiegłych zmianie uległy koncentracje niektórych jonów zarówno w skali kraju jak i w krainach. Koncentracje jonów (z wyjątkiem Fe2+ i Cu2+) latem wzrosły, a zimą zmalały we wszystkich krainach. A zatem nastąpiło zmniejszenie dysproporcji stężeń pomiędzy sezonami. W przypadkach Cu2+ oraz Fe2+ odnotowano spadek koncentracji tych jonów we wszystkich krainach dla obu sezonów.

Nietypowy wzrost koncentracji jonów w sezonie letnim można tłumaczyć długimi okresami suszy, oraz krótkotrwałymi opadami. W opadach krótkotrwałych koncentracje zanieczyszczeń są zwykle wyższe niż w opadach długotrwałych [2]. Dlatego w roku 2000 nie występowały tak wyraźne różnice między krainami przyrodniczo-leśnymi, jak pomiędzy sezonami w krainach.

W całej Polsce dominują: wśród jonów alkalicznych Ca2+, a wśród jonów kwasogennych SO42-. Procentowy udział jonów zakwaszających, alkalizujących oraz metalicznych w ogólnym rocznym dopływie zanieczyszczeń z opadów atmosferycznych dla ośmiu krain przyrodniczo-leśnych przedstawia Rys. 9. Proporcje depozytów jonów kwasogennych do alkalicznych nie różnią się zasadniczo od danych z roku 1999. Wyjątek stanową Krainy: Mazursko-Podlaska oraz Wielkopolsko-Pomorska, gdzie stosunek ten uległ zmianie na korzyść jonów alkalicznych. W 2000 roku zaznaczył się wzrost procentowego udziału jonów metalicznych w Krainie Małopolskiej i Karpackiej.

Depozyt zanieczyszczeń docierający do ekosystemów leśnych jest kształtowany w dużym stopniu przez wysokość opadów. W analizowanym roku 2000 wystąpiły duże różnice pomiędzy miesiącami o najwyższych sumach opadów, tj. marcem i lipcem, a zdecydowanie "suchymi" miesiącami: czerwcem oraz październikiem. Dla większości jonów maksymalne roczne sumy depozytu odnotowano, podobnie jak w 1999 roku, w Polsce południowej, zwłaszcza w Krainie Małopolskiej i Karpackiej (Tab. 6). Sumy depozytu jonów kwasogennych były szczególnie wysokie w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej i Małopolskiej. W Krainach: Małopolskiej i Karpackiej wystąpiły najwyższe sumy depozytu jonów alkalicznych. W Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej zanotowano najwyższy depozyt sumy azotu amonowego i azotanowego.

Porównanie rocznego dopływu azotu amonowego i azotanowego z dopływem siarki siarczanowej w kg/ha dla poszczególnych krain przedstawiono na Rys. 10.

Wartości depozytu azotu amonowego i azotanowego w 2000 roku zawierały się w przedziale od ok. 15 do 31 kg/(ha*rok). Można zatem mówić o znaczącym wzroście depozytu azotu w ekosystemach leśnych wszystkich krain oprócz Karpackiej i śląskiej. Na wysoki poziom depozytu azotu zaważyła jego postać amonowa. Maksymalna wartość omawianego azotu zmierzona została podobnie jak w roku ubiegłym w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej.

Roczny dopływ siarki siarczanowej zawierał się w przedziale 8 - 27 kg/(ha*rok). Jest to zakres bardzo zbliżony do wyników z roku 1999. Najwyższa wartość wystąpiła w Krainie Małopolskiej, podobnie jak w minionym okresie lat 1996-99, najniższa - w Krainie Mazursko-Podlaskiej. Wg Johnsona i Lindberga [3] całkowita depozycja siarki na terenach nie narażonych na dopływ zanieczyszczeń ze źródeł antropogenicznych sięga kilku kg/(ha*rok). Dla Polski południowej opisane w literaturze wielkości depozytu siarki wynoszą 13-26 kg/(ha*rok) [1, 15].

Przeprowadzono analizę zmienności czasowej pH opadów atmosferycznych w poszczególnych krainach przyrodniczo-leśnych Polski północnej i południowej - Rys. 11 i 12. średnie miesię-czne wartości pH opadów zawierały się w granicach 4,34-6,23 dla Polski północnej oraz 4,28-5,93 dla Polski południowej. świadczy to o większym zakwaszeniu opadów w południowej części kraju. Wg Hryniewicza i Przybylskiej [2] pH opadów przy naturalnym zakwaszeniu, w wyniku obecności w atmosferze CO2 o stężeniu 320 ppm w temperaturze 15°C, wynosi 5,63. Zbliżone lub nieco wyższe wartości obserwowano w miesiącach letnich we wszystkich krainach. Wyraźnie niższe wartości pH notowano w okresie styczeń-marzec oraz październik-grudzień. W krainach Polski południowej w lutym i w marcu wartości pH wynosiły nawet poniżej 4,5. W skali całego roku pH opadów jest najniższe w Krainie Małopolskiej, co ma związek z najwyższymi w tym roku wartościami depozytu jonów chloru i siarki na tym obszarze. Zaznaczyła się jednocześnie wyraźna poprawa jakości opadów atmosferycznych w Krainie Sudeckiej, uznawanej za strefę oddziaływania zakładów przemysłowych "czarnego trójkąta".

Porównano depozyt niektórych jonów w opadzie zmierzony w Polsce w latach 1997-2000 z wynikami uzyskanymi dla innych krajów europejskich z roku 1996, zawartymi w raporcie FIMCI [16]. Wartości z obszaru Polski dla SO4, NO3, NH4, Ca i K są maksymalne w skali Europy.

Od II kwartału roku 2000 w zbiorczych próbkach trzymiesięcznych pochodzących ze wszystkich 148 SPO II rzędu mierzy się koncentrację metali ciężkich: kadmu, miedzi, ołowiu i cynku. Wyniki pomiarów koncentracji kadmu i ołowiu dla poszczególnych krain przyrodniczo-leśnych zawiera Tab. 7.

Minimalne wartości dla ołowiu stwierdzono w Krainie Małopolskiej (0,81 mg/m3) i Mazursko-Podlaskiej (0,95 mg/m3), dla kadmu - w Krainie Karpackiej (0,97 mg/m3) i Sudeckiej (0,47 mg/m3). Maksymalne wartości dla ołowiu zanotowano w Krainie Karpackiej (6,37 mg/m3), dla kadmu - w Krainie Wielkopolsko Pomorskiej (7,32 mg/m3). W roku 2001 będziemy dysponować danymi z czterech kwartałów, co umożliwi pełniejsze porównanie. Z dotychczasowych danych wynika, że największe koncentracje metali ciężkich występują w czwartym kwartale, praktycznie we wszystkich krainach.

średnie roczne stężenia dwutlenku azotu w powietrzu były niższe od wartości z 1999 r. dla trzech Krain: Mazursko-Podlaskiej, Sudeckiej i Karpackiej. Dla reszty krain odnotowano niewielki wzrost stężenia tego gazu. Zróżnicowanie pomiędzy krainami kształtowało się od 3,88 mg/m3 w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 8,39 w Krainie Małopolskiej, a więc było nieznacznie większe niż w roku 1999 (Rys. 13).

średnie roczne wartości stężeń dwutlenku siarki były w porównaniu z 1999 r. niższe dla wszystkich krain przyrodniczo-leśnych, ze zróżnicowaniem: od 2,66 mg/m3 w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 8,11 mg/m3 w Krainie Małopolskiej (Rys. 13), a więc nieznacznie mniejszym niż w roku poprzednim.

Przeprowadzono badanie korelacji pomiędzy średnią defoliacją w 2000 roku dla każdej SPO II rzędu, a rocznym depozytem siarki siarczanowej, azotu azotanowego, azotu amonowego oraz sumą depozytu azotu azotanowego i amonowego, jak również zbadano korelacje pomiędzy średnią defoliacją, a średnimi rocznymi koncentracjami zanieczyszczeń gazowych: SO2 i NO2. Po wstępnym oczyszczeniu danych z wyników wykraczających poza trzykrotne odchylenie standardowe względem średniej do analizy korelacji wzięto ogółem 131 SPO. Badano korelacje średniej defoliacji z wymienionymi rodzajami zanieczyszczeń oddzielnie dla powierzchni z drzewostanami iglastymi, liściastymi oraz dla wszystkich powierzchni łącznie.

Korelacja średniej defoliacji gatunków iglastych oraz gatunków razem z depozytem siarki siarczanowej, azotu azotanowego oraz gazowego SO2 przyjmuje znak dodatni, a więc oznacza, że ze wzrostem depozytu lub stężenia badanego parametru rośnie również średni procent uszkodzenia drzew na powierzchniach badawczych. W drzewostanach liściastych takiej korelacji nie stwierdzono. Dla azotu amonowego, depozytu azotu ogółem oraz gazowego NO2 korelacji ze średnią defoliacją nie stwierdzono w żadnej z rozpatrywanych grup drzewostanów.