|
4.3. Chemizm opadów atmosferycznych i opadu podkoronowego (c.d.)
4.3.3. Opad podkoronowy
Na terenach zalesionych opad atmosferyczny przechodząc przez warstwę koron drzew zmienia swoje parametry chemiczne. Zmianie ulega też ilość wody i czas jej dotarcia do podłoża. Na stężenie jonów w opadzie podkoronowym znaczny wpływ ma wielkość opadów atmosferycznych i skład gatunkowy drzewostanu. Kolektory zbierające opad podkoronowy ustawione zostały w drzewostanie świerkowo-sosnowym, który dominuje na obszarze zlewni badawczej Stacji Bazowej WIGRY.
Średnia roczna intercepcja podokapowa, liczona jako różnica opadu na otwartej przestrzeni i opadu podkoronowego, w minionym roku hydrologicznym wynosiła 31,31%, a zatem mniej niż w roku ubiegłym. W poszczególnych miesiącach korony drzew zatrzymywały od 28,8% (październik) do 82,6% (marzec) wód opadowych. W lutym, lipcu i sierpniu stwierdzono wystąpienie intercepcji ujemnej (Rys. 34). Ujemna intercepcja zaobserwowana w lutym może być spowodowana tym, że opad atmosferyczny w postaci śniegu, lodu i szadzi jest deponowany w koronach drzew i oddawany do otoczenia w okresach dodatnich temperatur.
Rys. 34. Miesięczna intercepcja opadów atmosferycznych pod okapem drzewostanu świerkowo-sosnowego w Sobolewie w roku hydrologicznym 2009 Fig. 34. Monthly precipitation under pine and spruce crowns in Sobolewo in hydrological year 2009
Ujemna intercepcja w miesiącach letnich została wywołana prawdopodobnie efektem parasolowym. Inną przyczyną wystąpienia intercepcji ujemnej może być efekt tzw. wyczesywania kropli wody z opadów utajonych (rosy, mgły), które nie są rejestrowane przez kolektor opadu atmosferycznego na otwartej przestrzeni. W miesiącu kwietniu zaobserwowano 100% intercepcję opadu. Jej przyczyną był bardzo niski poziom opadu atmosferycznego w badanym miesiącu, całkowicie przechwycony przez korony drzew.
Wody opadowe po przejściu przez warstwę koron drzew ulegają przekształceniom, które zależą od wielkości opadu atmosferycznego, długości jego trwania, stężenia jonów, składu gatunkowego drzew, zwarcia koron i stanu zdrowotnego drzew. W badanym przypadku wynikiem tych przekształceń był wzrost stężenia jonów w wodzie docierającej do podłoża.
W roku hydrologicznym 2009 średnia wartość pH opadów pod okapem drzew wynosiła 5,16 (Tab. 18). Najniższe wartości pH odnotowano w lutym - 4,55, najwyższe zaś w wodach opadowych z maja - 6,60. Podobnie jak w roku ubiegłym, niższe wartości pH charakteryzowały miesiące zimowe (Rys. 34).
Rys. 34. Odczyn wód podkoronowych na Stacji Bazowej WIGRY w 2009 roku Fig. 34. pH values of troughfall in WIGRY Base Station in 2009
Średnia roczna wartość przewodności elektrolitycznej opadu podkoronowego wynosiła 3,78 mS/m i była wyższa o 4,29 mS/m od wartości z roku poprzedniego. Najniższe wartości przewodności zanotowano w czerwcu – 1,02 mS/m, natomiast najwyższe w listopadzie 2008 – 6,78 mS/m (Rys. 35).
Rys. 35. Przewodność elektrolityczna wód podkoronowych na Stacji Bazowej WIGRY w 2009 roku Fig. 35. Conductivity of throughfall in WIGRY Base Station in 2009
Wody opadowe podczas przechodzenie przez korony drzew wzbogacają się w substancje rozpuszczone. Wielkość tego wzbogacenia określa współczynnik koncentracji, czyli stosunek określonego jonu w opadzie podkoronowym do stężenia tego jonu w opadzie na terenie otwartym. Wielkość wskaźnika koncentracji poszczególnych jonów przedstawia rysunek 36. Wyraźnie uwidoczniło się znaczne podwyższenie stężenia niektórych jonów w opadzie podkoronowym, w stosunku do opadu z otwartego terenu. Podobnie jak w roku ubiegłym najwyższą wartość wskaźnika stwierdzono w przypadku jonów potasowych, których stężenia w opadzie podkoronowym w czerwcu było prawie 20-krotnie wyższe niż w opadzie z otwartego terenu. Wysokie wartości wskaźnika zanotowano również w czerwcu dla jonów amonowych oraz w maju dla jonów sodowych. Najmniejszą zmienność wskaźnika koncentracji w ciągu całego roku hydrologicznego stwierdzono w przypadku jonów wapniowych.
W roku hydrologicznym 2009 stwierdzono występowanie korelacji pomiędzy wysokością opadu podkoronowego a stężeniem jonów potasowych K (tau = 0,515, p = 0,019). Podobnych korelacji nie stwierdzono w przypadku pozostałych jonów. Nie stwierdzono również korelacji między stężeniami jonów a wartością pH. W opadzie podkoronowym najwyższe średnie roczne stężenia stwierdzono dla jonów wapniowych, chlorkowych i potasowych. Największe ładunki jonów wapniowych docierały do dna lasu w maju, chlorkowych w październiku, a potasowych w czerwcu (Rys. 37). Rozkład wartości stężeń badanych jonów oraz ich ładunków docierających do podłoża w ciągu ostatniego roku hydrologicznego przedstawione zostały w tabelach 18-20.
Rys. 36. Współczynnik koncentracji kationów N-NH4, K, Mg, Ca i Na oraz anionów S-SO4, N-NO3 i Cl w roku hydrologicznym 2009 Fig. 36. N-NH4, K, Mg, Ca and Na cations and S-SO4, N-NO3 and Cl anions concentration factor in hydrological year 2009
Rys. 37. Ładunki sumaryczne i średnie miesięczne stężenia K, Cl i Ca w opadach na tle miesięcznych sum wysokości opadu w 2009 roku (Sobolewo). Fig. 37. Monthly loads and monthly averages of K, Cl and Ca concentration on the background of precipitation amount in 2009 (Sobolewo)
Tabela 18. Stężenia jonów w opadzie podkoronowym oraz ładunki docierające do podłoża w Sobolewie w roku hydrologicznym 2009 Table 18. Concentrations of ions in throughfall and loads of ions delivered to the ground in Sobolewo (hydrological year 2009)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
