Monitoring i ocena stanu zdrowotnego lasów w roku 2021

Opis projektu

Projekt realizowany w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska realizujący zapisy konwencji ONZ o transgranicznym rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń powietrza na dalekie odległości (ang. United Nation Economic Commission for Europe Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, UN ECE CLRTAP, Genewa, 1979). Badania monitoring lasów realizowane są w Europie z wykorzystaniem zharmonizowanej metodyki w sieci stałych powierzchni obserwacyjnych i koordynowane są na poziomie europejskim przez International Co-operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forests (ICP Forests, www.icp-forest.net).

Cele projektu

Określenie stanu zdrowotnego drzewostanów na stałych powierzchniach obserwacyjnych I i II rzędu (SPO I i II rzędu), poziomu zanieczyszczeń powietrza na terenach leśnych oraz depozytu związków chemicznych docierających do środowiska leśnego w roku 2021.

Szczegółowymi celami badań objętych zamówieniem są:

• określenie stanu zdrowotnego i uszkodzeń drzewostanów na SPO I i II rzędu,
• ocena odżywienia mineralnego drzewostanów na SPO II rzędu,
• określenie warunków pogodowych w trakcie roku 2021,
• określenie koncentracji zanieczyszczeń powietrza SO₂ i NO₂ na terenach leśnych, w sieci powierzchni monitoringu intensywnego (SPO MI),
• określenie bieżącego poziomu depozycji związków chemicznych docierających do środowiska leśnego.

Charakterystyka projektu

W ramach realizacji projektu wyodrębniono 6 zadań:

– badania stanu zdrowotnego lasów na 1222 SPO I rzędu

– badania stanu zdrowotnego lasów na 133 SPO II rzędu,

– pobór z wybranych drzew stojących na SPO II rzędu i analizy chemiczne próbek aparatu

asymilacyjnego,

– opracowanie syntezy o stanie zdrowotnym lasów Polski w roku 2020,

– opracowanie dorocznego raportu z badań monitoringowych w roku 2021.

– badania na 12 SPO MI obejmujące pomiary meteorologiczne, pomiar koncentracji SO₂ i

NO₂ w powietrzu, pomiar depozytów na otwartej powierzchni i pod okapem

drzewostanów, analizy roztworów glebowych.

Realizacja projektu przebiegać będzie w 4 etapach. Pierwszy obejmować będzie prace terenowe realizowane od początku stycznia do końca sierpnia 2020 roku, a drugi w miesiącach wrzesień-grudzień 2021 roku. Kolejne dwa etapy realizowane będą w roku 2022 i związane są z przygotowaniem raportu z badań monitoringowych w roku 2021 oraz wykonaniem analiz chemicznych próbek liści i igieł. Po zakończeniu każdego z etapów przygotowane zostaną sprawozdania dokumentujące przebieg prac.

Zadanie 1. Badania stanu zdrowotnego lasów na 1222 Stałych Powierzchniach Obserwacyjnych I rzędu (SPO I)

W roku 2021 badania stanu zdrowotnego drzewostanów obejmujące obserwacje cech morfologicznych koron oraz pomiary pierśnic drzew próbnych wykonane zostaną w miesiącach letnich na 1222 SPO I rozmieszczonych na terenie Polski, w sieci 8×8 km w drzewostanach wszystkich form własności w wieku powyżej 20 lat. Każdą z powierzchni tworzy 20 drzew rosnących wokół środka powierzchni.

Wizualnej ocenie podlegają: defoliacja korony drzewa, odbarwienie liści, liczba roczników igliwia, długość igliwia lub wielkość liści, struktura przyrostu pędów, typ przerzedzenia korony, udział martwych gałęzi, występowanie pędów wtórnych, urodzaju nasion, symptomów uszkodzeń drzew (określeniu podlega miejsce wystąpienia uszkodzenia na drzewie, rodzaj symptomu uszkodzenia, kategoria czynnika sprawczego oraz rozmiar uszkodzenia). Rejestracji podlegają także drzewa martwe.

Zadnie 2. Badania stanu zdrowotnego lasów na 133 Stałych Powierzchniach Obserwacyjnych II rzędu (SPO II)

W 2021 roku badania stanu zdrowotnego drzewostanów obejmujące obserwacje cech morfologicznych koron oraz pomiary pierśnic drzew próbnych wykonane zostaną w miesiącach letnich na 133 SPO II rozmieszczonych na terenie Polski, po 2-3 w dzielnicach przyrodniczo-leśnych, w drzewostanach czterech głównych gatunków lasotwórczych (sosny, świerka, dęba i buka), w wieku powyżej 60 lat. Każdą z powierzchni tworzy 20 drzew rosnących wokół środka powierzchni.

Wizualnej ocenie podlegają: defoliacja korony drzewa, odbarwienie liści, liczba roczników igliwia, długość igliwia lub wielkość liści, struktura przyrostu pędów, typ przerzedzenia korony, udział martwych gałęzi, występowanie pędów wtórnych, urodzaju nasion, symptomów uszkodzeń drzew (określeniu podlega miejsce wystąpienia uszkodzenia na drzewie, rodzaj symptomu uszkodzenia, kategoria czynnika sprawczego oraz rozmiar uszkodzenia). Rejestracji podlegają także drzewa martwe.

Zadanie 3. Badania chemizmu aparatu asymilacyjnego na 133 Stałych Powierzchniach Obserwacyjnych II rzędu

W 2021 roku pobrane zostaną próbki igliwia sosny i świerka oraz liście dębu i buka ze stojących drzew próbnych na 133 SPO II rzędu. W przypadku drzew iglastych pobrane zostaną próbki reprezentujące igliwie bieżącego rocznika i ubiegłoroczne.

W 2022 roku wykonane zostaną analizy chemiczne zebranych próbek aparatu asymilacyjnego. Oznaczone będą następujące składniki: P, K, Ca, Mg, Na, S, Fe, Mn, Zn, Ni, Al., Pb, Cd, Cu, N.

Zadanie 4. Badania na 12 Powierzchniach Monitoringu Intensywnego (SPO MI)

W 2021 roku na SPO MI wykonane będą pomiary parametrów meteorologicznych w sposób ciągły, pomiary koncentracji SO₂ i NO₂ w powietrzu z zastosowaniem miesięcznych okresów ekspozycji (próbniki pasywne do pomiaru koncentracji zanieczyszczeń powietrza) oraz pobór i analizy chemiczne próbek opadów na otwartej przestrzeni, pod okapem drzewostanu oraz roztworów glebowych.

Pomiary meteorologiczne wykonuje się z wykorzystaniem automatycznych stacji meteorologicznych zlokalizowane w pobliżu 12 SPO MI. Pomiar obejmuje następujące parametry:

• temperaturę powietrza na wysokości 2 m i 0,5 m,
• temperaturę powietrza przy gruncie na wysokości 5 cm,
• temperaturę gleby na głębokości 5 cm, 10 cm, 20 cm i 50 cm,
  wilgotność względną powietrza na wysokości 2 m,
• wilgotność gleby,
• promieniowanie słoneczne,
• prędkość i kierunek wiatru,
• wielkość opadu atmosferycznego.

Pomiary koncentracji SO₂ i NO₂ w powietrzu wykonane zostaną w pobliżu każdej z 12 SPO MI na terenach leśnych, ale w miejscach oddalonych od ściany lasu (przeważnie w sąsiedztwie stacji meteorologicznych). Wyposażenie każdego punktu pomiaru zanieczyszczeń gazowych stanowią 3 próbniki pasywne umieszczone około 2 m nad powierzchnią gruntu, wymieniane po okresie ekspozycji wynoszącym 30 ± 3 dni, w ostatnim lub w pierwszym dniu każdego miesiąca, przez przeszkolone osoby.

Koncentracja NO₂ i SO₂ [µg*m^-3] określona zostanie metodą pasywną, przy pomocy chromatografii jonowej.

Pomiary chemizmu wód opadowych na otwartej przestrzeni z wykorzystaniem kolektorów do poboru próbek wody wykonywane są w cyklach miesięcznych na każdym z 12 punktów pomiaru zanieczyszczeń gazowych powietrza, znajdujących się na wysokości około 2 m nad powierzchnią gruntu.

Pomiary chemizmu wód opadowych pod okapem drzewostanu wykonane będą na 12 SPO MI. Ponadto na 2 SPO MI w drzewostanach bukowych (Nadleśnictwa Bircza i Gdańsk) dodatkowo pomiarowi podlegać będzie spływ po pniu. Pobór wszystkich prób i analizy chemiczne wykonywane będą w cyklu miesięcznym.

Pomiary chemizmu roztworów glebowych wykonywane będą na 12 SPO MI. Pobór próbek roztworów dokonywane będzie za pomocą lizymetrów umieszczonych na dwóch głębokościach: 25 cm i 50 cm.

Pozyskane na SPO MI próbki wód opadowych i roztworów glebowych po przetransportowaniu do laboratorium poddawane są pomiarom w celu określenia ich objętości, a następnie poddawane są analizom chemicznym i oznaczeniu:

• Cl^–, NO₃ ^–, PO₄ ^3- i SO₄ ^2-, NH₄ ⁺ – metodą chromatografii jonowej;
• Ca, Mg, Na, K, Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Cd i Pb – metodą ICP;
• pH – metoda potencjometryczną;
• przewodność elektryczną właściwą – metodą konduktometryczną;
• zasadowość w próbkach o pH ≥ 5 – metodą miareczkowania potencjometrycznego;
• stężenie RWO- metodą spektrofotometrii IR;
• stężenie azotu związanego – metodą chemiluminescencji.

Zadanie 5. Opracowanie raportu o stanie zdrowotnym lasów w Polsce w roku 2021 na podstawie badań monitoringowych

Raport opracowany zostanie do połowy sierpnia 2022 na podstawie wyników obserwacji i badań z roku 2021. Zawierał on będzie ocenę stanu zdrowotnego lasów na podstawie defoliacji i odbarwienia koron drzew, ocenę zagrożeń biotycznych i abiotycznych oraz analizę wpływu warunków wodnych i pogodowych na stan zdrowotny lasów, ocenę presji środowiskowej na ekosystemy leśne, porównanie wyników badań z wynikami z lat wcześniejszych i w innych krajach Europy, a także wskazanie trendów zmian stanu zdrowotnego drzewostanów i czynników środowiskowych. Wyniki badań i ocen stanu zdrowotnego lasów będą zestawione wg. Gatunku, wieku, formy własności drzewostanów i przedstawione w formie tabel, wykresów i map opracowanych w układzie województw, regionalnych dyrekcji Lasów Państwowych, krain przyrodniczo-leśnych, a także zostaną odniesione do obszarów Natura 2000 i parków narodowych.

Zadanie 6. Opracowanie syntezy o stanie zdrowotnym lasów Polski oraz aktualizacja i prezentacja danych na stronie internetowej monitoringu lasów

Synteza o stanie zdrowotnym lasów Polski opracowana zostanie do końca października 2021 roku na podstawie raportu odnoszącego się do roku 2020. W syntezie podane zostaną najważniejsze stwierdzenia i wnioski dotyczące stanu zdrowotnego lasów w roku 2020.

Zakres uczestnictwa IBL

Instytut Badawczy Leśnictwa jest głównym wykonawcą i koordynatorem badań w ramach projektu.

Wykonawcy projektu

Zakład Zarządzania Zasobami Leśnymi:
dr inż. Paweł Lech (koordynator)
dr inż. Leszek Kluziński
dr inż. Grzegorz Zajączkowski
dr inż. Małgorzata Dudzińska
dr inż. Wojciech Młynarski
mgr inż. Jerzy Wawrzoniak
mgr inż. Piotr Budniak
mgr Rober Hildebrand
mgr Jadwiga Małachowska

Laboratorium Chemii Środowiska Przyrodniczego:
dr inż. Anna Kowalska
dr inż. Karol Sokołowski
dr hab. Irena Burzyńska
dr Paulina Dróżdż
mgr inż. Zuzanna Cieśla
mgr inż. Halina Dróżdż
mgr inż. Anna Paluch
mgr inż. Krzysztof Sztabkowski
Grażyna Misiewicz

Zakład Ochrony Lasu:
mgr inż. Sławomir Ślusarski

Zakład Lasów Naturalnych:
mgr inż. Krzysztof Sućko
Kazimierz Borowski

Zakład Ekologii Lasu:
dr hab. Andrzej Boczoń
mgr inż. Bogdan Pawlak

Zakład Geomatyki:
mgr inż. Piotr Mroczek
mgr inż. Grzegorz Krok

Zakład Hodowli Lasu i Genetyki Drzew Leśnych:
dr inż. Tomasz Wojda
mgr inż. Marcin Konieczyński
mgr inż. Szymon Krajewski
mgr inż. Piotr Zajączkowski
mgr inż. Adam Guziejko
mgr inż. Piotr Wrzesiński
mgr Vasyl Mohytyh

Zakład Lasów Górskich:
dr inż. Adam Wójcicki

Laboratorium Ochrony Przeciwpożarowej Lasu:
mgr inż. Bartłomiej Kołakowski

Partnerzy