|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.4.2. Chemizm opadu organicznego
Zgodnie z programem podstawowym ZMŚP wykonano analizy chemiczne opadu organicznego jedynie z próby zbiorczej z całego roku hydrologicznego. Ich wyniki przedstawiają tabele 26-27. Zebrany opad organiczny (z całego roku) poddano analizie chemicznej, dzieląc go na trzy frakcje: igły, liście oraz pozostałe komponenty. Podobnie jak w latach ubiegłych największe stężenia prawie wszystkich badanych pierwiastków wystąpiły w liściach. Wyjątkiem był węgiel organiczny, który osiągnął najwyższą wartość w pozostałych składnikach opadu. Stwierdzono, że stosunek węgla do azotu w igłach wyniósł 62, a w liściach 30. Według Bednarek i in. (2005) w lesie liściastym materiał jest zrzucany w stosunkowo krótkim czasie i charakteryzuje się dużą zawartością składników pokarmowych. Na badanej powierzchni występują prawie wyłącznie drzewa iglaste (sosna i świerk), zatem opad organiczny jest w miarę jednorodny, charakteryzuje się małą popielnością i bardzo dużą wartością stosunku węgla do azotu. W roku hydrologicznym 2010 stwierdzono najwyższy, w ciągu wszystkich lat badań, dopływ do podłoża siarki i azotu (Tab. 27). Na podobnym poziomie co w roku poprzednim kształtowały się ładunki wapnia, magnezu i sodu, natomiast mniej docierało do podłoża fosforu ogólnego i potasu.
Tabela 26. Roczny ładunek pierwiastków docierających do gleby z opadem organicznym [kg/ha/rok suchej masy]
1 ± - odchylenie standardowe dla lat 2006-2010
Tabela 27. Wielkość ładunku biogenów wracających z opadem biologicznym do podłoża
W cyklu biogeochemicznym opad organiczny jest ogniwem przekazującym pierwiastki z roślinności do gleby (Szarek, Braniewski 1996). Przeprowadzone analizy chemiczne zebranego materiału wskazują, że na badanej powierzchni leśnej wraz z opadem organicznym wracają do obiegu przede wszystkim takie pierwiastki, jak azot i wapń, natomiast w najmniejszym stopniu sód (Tab. 26). Badane pierwiastki pod względem wielkości dopływu z opadem materii organicznej można uszeregować następująco: N>Ca>K>S>Mg>P>Na.
Literatura Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z. 2005. Badania ekologiczno-gleboznawcze. PWN, Warszawa. Obmiński Z. 1978. Ekologia lasu. PWN, Warszawa. Szarek G., Braniewski S. 1996. Metale ciężkie w opadzie ściółki lasu mieszanego zlewni potoku Ratanica. Sylwan, 65, 4. s. 53-62.
4.5. Chemizm roztworów glebowych
4.5.1. Poprawność wykonanych analiz chemicznych
Analizy fizykochemiczne wód opadowych wykonywane były w laboratorium Instytutu Ochrony Środowiska w Warszawie. Tam też przeprowadzono ocenę poprawności wykonanych analiz chemicznych. Do opracowania wykorzystano te wyniki analiz, dla których wykonane zostały wszystkie wymagane oznaczenia, natomiast odrzucono wyniki, które z powodu braku wymaganej objętości próby nie były pełne. Roztwory glebowe zbierane i analizowane były w okresach miesięcznych. W okresie wystąpienia mrozów oraz zalegania pokrywy śnieżnej, tj. od początku listopada 2009 do końca marca 2010 lizymetry były wyłączone. W przypadku roztworów glebowych z głębokości 30 cm pobrano 7 prób o objętości wystarczającej do przeprowadzenia analiz (125 ml), z głębokości 50 cm uzyskano 6 prób, a z głębokości 100 cm 5 prób.
4.5.2. Chemizm roztworów glebowych
Objętość roztworów glebowych zbieranych w okresie badań była zróżnicowana. Wpływ na to miały warunki klimatyczne, a głównie wielkość opadów i temperatury. Często nie można było pobrać wystarczających ilości roztworów glebowych, gdyż woda utrzymywana była w glebie siłami większymi niż 0,8 mB (podciśnienie w lizymetrach). Szczególnie niskie objętości prób wystąpiły w okresie letnim (czerwiec-lipiec). Wartości przewodności elektrolitycznej pobranych prób roztworów glebowych kształtowały się od 6,12 do 15,31 mS/m - na głębokości 30 cm, od 8,15 do 11,30 mS/m - na głębokości 50 cm i od 8,16 do 16,30 mS/m - na głębokości 100 cm (Rys. 46). Średnie roczne wartości przewodności elektrolitycznej wynosiły: 10,33 mS/m na głębokości 30 cm, 9,83 mS/m na głębokości 50 cm, 11,39 mS/m na głębokości 100 cm (Rys. 47). Wartości odczynu (pH) pobranych roztworów glebowych na wszystkich głębokościach mieściły się pomiędzy 5,20 a 7,20 (Tab. 28). Najniższą średnią roczną wartością odczynu charakteryzowały się roztwory glebowe z głębokości 30 cm (pH=5,55), a najwyższą roztwory z głębokości 100 cm (pH=6,48). Roztwory glebowe pobrane z głębokości 50 cm miały średnią roczną wartość odczynu równą 5,69 (Rys. 49).
Rys. 46. Minimalna i maksymalna wartość przewodności elektrolitycznej roztworów glebowych (Sobolewo, 2010)
Rys. 47. Średnia roczna wartość przewodności elektrolitycznej roztworów glebowych (Sobolewo, 2010)
Rys. 48. Minimalna i maksymalna wartość pH roztworów glebowych (Sobolewo, 2010)
Rys. 49. Średnia roczna wartość pH roztworów glebowych (Sobolewo, 2010)
Podobnie jak w roku 2009, w badanym roku nie stwierdzono korelacji między wysokością opadu atmosferycznego i podkoronowego a stężeniem jonów w wodach glebowych, niezależnie od głębokości. Nie stwierdzono również korelacji między wartością pH wód opadowych a parametrami wód glebowych. Może to świadczyć o dużej zdolności buforowej gleby na badanym terenie.
Rys. 50. Średnia roczna wartość stężenia S-SO4 w roztworach glebowych (Sobolewo, 2010)
Rys. 51. Średnia roczna wartość stężenia Ca w roztworach glebowych (Sobolewo, 2010)
Przeciętny odczyn opadów docierających do gleby, modyfikowany przez warstwę drzew, był normalny (pH=5,17). Parametry fizykochemiczne wód opadowych przenikając w głąb profilu glebowego ulegały kolejnym modyfikacjom. W porównaniu do opadów podkoronowych roztwory glebowe charakteryzowały się wyższymi wartościami przewodności elektrolitycznej, pH oraz wyższymi stężeniami jonów siarczanowych, wapniowych, sodowych, magnezowych i chlorkowych. W roztworach glebowych wśród anionów dominowały jony siarczanowe, natomiast wśród kationów jony wapniowe. Charakterystyki fizykochemiczne roztworów glebowych dla poszczególnych głębokości przedstawione zostały w tabelach 28-33 i na rysunkach 46-51.
Tabela 28. Charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie (głębokość 30 cm)
Tabela 29. Charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie (głębokość 50 cm)
Tabela 30. Charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie (głębokość 100 cm)
Tabela 31. Miesięczna charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie w 2010 roku (głębokość 30 cm)
Tabela 32. Miesięczna charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie w 2010 roku (głębokość 50 cm)
Tabela 33. Miesięczna charakterystyka roztworów glebowych na powierzchni leśnej w Sobolewie w 2010 roku (głębokość 100 cm)
|