14. Depozyt zanieczyszczeń na obszarach leśnych

Depozyt zanieczyszczeń docierający do ekosystemów leśnych jest ściśle powiązany z wysokością opadów. Rozkład opadów w roku 2003 odbiegał od rozkładu z roku poprzedniego. Średnia roczna opadów stanowiła około 80% średniej z roku 2002. Z wyjątkiem kwietnia, lipca i grudnia średnie miesięczne opadów w 2003 roku były niższe od średnich w odpowiadających im miesiącach roku poprzedniego. Najwyższa średnia opadów przypadła w lipcu, a najniższa w lutym.

Depozyt jonów alkalicznych (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) utrzymywał się na wysokim poziomie w całym pięcioleciu się w Krainach Małopolskiej i Karpackiej - Rys. 17. Trendy zmian w ostatnim pięcioleciu wskazują na obniżanie się depozytu jonów alkali-cznych we wszystkich krainach przyrodniczo-leśnych oprócz Krainy Sudeckiej, w której zaznaczył się lekki trend wzrostowy. Wartości maksymalne cechowały krainy Polski południowej zimą, minimalne występowały zaś latem w Krainie Mazursko-Podlaskiej, Wielkopolsko-Pomorskiej i Sudeckiej.

Depozyt jonów kwasogennych (N-NO₃^-, S-SO₄^2-, Cl^-) wyższe wartości w całym pięcioleciu osiągał na obszarze Polski południowej, szczególnie w Krainach: Małopolskiej i Karpackiej. W Polsce północnej i środkowej depozyt tych jonów osiągał wartości najwyższe w Krainie Bałtyckiej - Rys. 18. Tendencja do wzrostu depozytu była zauważalna w pięcioleciu w Krainie Śląskiej i Sudeckiej. Trend spadkowy cechował prawie wszystkie krainy Polski północnej i środkowej oraz Krainę Małopolską. Najniższe sumy depozytu omawianych jonów odnotowano w Krainach Mazowiecko-Podlaskiej oraz Sudeckiej. Najniższe koncentracje odnotowano w Krainie Mazursko-Podlaskiej oraz Sudeckiej. W porównaniu do roku 2002 koncentracje tych jonów wzrosły w obu sezonach niemal we wszystkich krainach, oprócz Krainy Mazursko-Podlaskiej, w której odnotowano obniżenie się koncentracji omawianej grupy jonów zarówno latem, jak i zimą.

Depozyt jonów metalicznych (Al³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺ i Cu²⁺) był w 2003 roku wyższy w sezonie zimowym w krainach Polski południowej. Maksymalne koncentracje wystąpiły zimą w Krainie Małopolskiej, Karpackiej i Śląskiej, a minimalne latem w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej oraz Sudeckiej. W porównaniu z rokiem 2002 odnotowano wzrost koncentracji jonów metalicznych niemal we wszystkich krainach niezależnie od sezonu

Obliczono procentowy udział jonów zakwaszających, alkalizujących oraz metalicznych w ogólnym rocznym dopływie zanieczyszczeń z opadów atmosferycznych dla krain przyrodniczo-leśnych. W porównaniu do roku 2002 wzrósł udział jonów alkalicznych w stosunku do kwasogennych we wszystkich krainach oprócz Krain: Mazowiecko-Podlaskiej i Karpackiej, w których wzrósł udział jonów kwasogennych. Stosunek omawianych grup jonów pozostał na poziomie ubiegłorocznym w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej.

Krainy o najwię-kszym w pięcioleciu depozycie jonów eutrofi-zujących (N-NH₄⁺, N-NO₃^-) to Wielkopolsko-Pomorska w Polsce północnej oraz Mało-polska i Karpacka w Polsce południowej. Trend zmian depozytu jonów eutrofizujących we wszystkich krainach Polski północnej i środkowej oraz w Krainie Małopolskiej jest od roku 2001 malejący. Odwrotna tendencja zarysowała się w pozostałych krainach Polski południowej, gdzie od roku 2001 wyraźnie wzrasta depozyt omawianych jonów - Rys. 19.

Koncentracje azotu amonowego (N-NH₄⁺) wykazywały w 2003 roku wyższe wartości w sezonie letnim we wszystkich krainach, oprócz Krainy Bałtyckiej i Mazowiecko-Podlaskiej, gdzie kierunek zmian był odwrotny. Najwyższe średnie stężenia cechowały Krainę Wielkopolsko-Pomorską latem oraz Mazowiecko-Podlaską zimą. W porównaniu do roku 2002 nastąpił wzrost koncentracji tego jonu we wszystkich krainach oprócz Krainy Sudeckiej zimą i Mazowiecko-Podlaskiej latem, w których to krainach odnotowano obniżenie poziomu jonu N-NH₄⁺.

Wartość sumy depozytu azotu amonowego i azotanowego zawarła się w przedziale od 12,3 kg/(ha*rok) w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 23,1 kg/(ha*rok) w Krainie Karpackiej. W porównaniu z wynikami roku 2002 można stwierdzić niewielki wzrost wartości minimalnej i maksymalnej, oraz zmianę w kolejności poszczególnych krain w uporządkowaniu według rosnącej sumy azotu. Nastąpił wzrost sumy depozytu azotu w 6 krainach, a spadek w 2 krainach: Bałtyckiej i Wielkopolsko-Pomorskiej.

W depozycie azotu istotną rolę odgrywa jego postać amonowa. Uważa się, że przewaga azotu zredukowanego (N-NH₄) nad utlenionym (N-NO₃) jest cechą obszarów intensywnie użytkowanych rolniczo, proporcja odwrotna zachodzi na terenach zurbanizowanych [1]. Udział azotu amonowego w proporcji do azotanowego był najwyższy w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej. W roku 2003 stosunek ten wahał się od 68% w Krainie Śląskiej, do 77% w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej. Proporcja obu form azotu była zbliżona we wszystkich krainach. W porównaniu do roku 2002 wzrosła w 5 krainach, w Krainie Wielkopolsko-Pomorskiej pozostała na poziomie z ubiegłego roku, a zmalała jedynie w Krainie Mazowiecko-Podlaskiej.

Roczny dopływ siarki siarczanowej zawarł się w przedziale od 6,8 kg/(ha*rok) w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 22,4 kg/(ha*rok) w Krainie Karpackiej. W porównaniu do wyników z roku 2002 na obszarze Polski, poza Krainą Wielkopolsko-Pomorską i Mazursko-Podlaską, nastąpił wzrost depozytu siarki siarczanowej. Kolejny rok z rzędu szczególnie wyraźny był on w Krainie Karpackiej. Dotychczasowy trend spadkowy depozycji związków siarki w opadach uległ odwróceniu. W roku 2003 poniżej dolnej granicy tła znalazła się jedynie Kraina Sudecka, podczas gdy w pozostałych krainach poziom ten wzrósł, a w Krainie Karpackiej zbliżył się do górnej granicy.

Średnie miesięczne wartości pH opadów atmosferycznych zawierały się w granicach 4,5-6,8 dla Polski północnej i środkowej oraz 4,1-6,7 dla Polski południowej. W roku 2003 utrzymywało się większe zakwaszenie opadów atmosferycznych południowych krain Polski. W miesiącach zimowych (styczeń-marzec oraz październik-grudzień) zaznaczyło się wyraźne obniżenie współczynnika pH dla krain w całej Polsce. Jest to rokrocznie obserwowana sezonowa zmienność kwasowości opadów. W roku 2003, podobnie jak w roku ubiegłym, współczynnik pH osiągał najwyższe wartości pomiędzy kwietniem, a wrześniem. Najniższe wartości pH odnotowano w sezonie zimowym (luty, marzec, grudzień) w krainach Polski południowej. W skali całego roku kwasowość opadów atmosferycznych była najwyższa w Krainie Sudeckiej (średnie pH=4,79), a najmniejsze zakwaszenie opadów odnotowano w Krainie Mazursko-Podlaskiej (średnie pH=5,24) - Rys. 20. Średni współczynnik pH dla kraju wyniósł w 2003 roku 4,9 i był niższy od pH w roku 2002.

Tabela 21. Depozyt metali ciężkich w opadach atmosferycznych [kg/ha*rok] w roku 2003 w układzie krain przyrodniczo-leśnych

Rok 2003 był drugim z kolei, w którym analizowano w miesięcznych próbach zawartość metali ciężkich w opadach atmosferycznych na wszystkich 148 SPO II rzędu - Tab. 21. W przypadku kadmu najwyższe stężenia zmierzono w Krainie Karpackiej zarówno zimą jak i latem. Minimalną średnią koncentrację kadmu zmierzono latem w Krainie Mazursko-Podlaskiej. Stężenia ołowiu były z reguły wyższe w sezonie zimowym we wszystkich krainach oprócz Krainy Mazursko-Podlaskiej.

Dwutlenek siarki (SO₂) i tlenki azotu (NO_x) obecne w atmosferze pełnią, obok dwutlenku węgla, główną rolę w procesie zakwaszania opadów atmosferycznych [13]. Wywierają wpływ bezpośredni powodując uszkodzenia aparatu asymilacyjnego drzew oraz pośredni, po przejściu przez warstwę koron, jako roztwór wypłukanych składników mineralnych, nierzadko w postaci jonów mocnych kwasów [8]. Zakwaszenie gleby powoduje, szczególnie na glebach ubogich i pod drzewostanami świerkowymi, uruchomienie toksycznego aluminium oraz metali ciężkich.

Stężenia NO₂ były wyższe od wartości z 2002 r. we wszystkich krainach z wyjątkiem Krain Mazowiecko-Podlaskiej i Małopolskiej, w których odnotowano spadki. Najniższa średnia wartość stężenia NO₂ w powietrzu wystąpiła w Krainie Mazursko-Podlaskiej (4,15 mg/m³). Najwyższa - w Krainie Śląskiej (12,47 mg/m³); była ona niższa niż w roku 2002. Rozkłady miesięczne wskazują na podobny przebieg zmian w różnych krainach, z maksimum w styczniu lub lutym oraz minimum od maja do września. Generalnie wyższe koncentracje dwutlenku azotu charakteryzują Polskę południową. W Polsce północnej do grupy krain o najwyższych stężeniach NO₂ należy Kraina Wielkopolsko-Pomorska. W południowej części Polski są to Krainy Śląska oraz Małopolska - (Rys. 21). Najniższe stężenia tego gazu w pięcioleciu notowano w Krainie Mazursko-Podlaskiej. Od roku 2001 postępuje wzrost stężeń NO₂ we wszystkich krainach, w regionach północnych tempo tego wzrostu jest słabe, w południowych (zwłaszcza w Krainach: Małopolskiej i Karpackiej) silne.

Średnie wartości stężeń dwutlenku siarki z 12 miesięcy były w porównaniu z 2002 r. niższe w krainach Polski Północnej, z wyjątkiem Krainy Mazowiecko-Podlaskiej, w której odnotowano wzrost stężenia tego gazu (Rys. 21). Wyższe stężenia niż w roku ubiegłym odnotowano w krainach Polski południowej, oprócz Krainy Śląskiej, w której nastąpił spadek stężenia SO₂ w powietrzu. Zróżnicowanie stężeń - od 1,98 mg/m³ w Krainie Mazursko-Podlaskiej do 5,63 mg/m³ w Krainie Małopolskiej - jest większe niż w roku 2002. Wzrostowi poziomu stężeń maksymalnych towarzyszył spadek stężeń minimalnych. Rozkłady miesięczne wskazują na podobny przebieg zmian w różnych krainach, z maksimum w styczniu lub grudniu, i minimum w maju, lipcu i sierpniu.

Do roku 2001 utrzymywała się tendencja spadkowa koncentracji dwutlenku siarki, silniejsza w krainach Polski południowej. Po tym roku trend uległ odwróceniu i obserwuje się wzrost (Krainy: Mazowiecko-Podlaska, Mazursko-Podlaska, Karpacka) lub wyrównywanie poziomów (pozostałe krainy). Najniższe koncentracje dwutlenku siarki w ciągu całego pięciolecia, notowano w Krainach: Mazursko-Podlaskiej oraz Sudeckiej.