Monitoring i ocena stanu zdrowotnego lasów w roku 2022 – część II oraz w latach 2023-2025

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

Celem projektu jest określenie aktualnego stanu zdrowotnego lasów Polski, zmienności powierzchniowej i czasowej poziomu uszkodzenia drzewostanów oraz dynamiki zmian zachodzących w ekosystemach leśnych. Cele te realizowane będą poprzez ocenę kondycji zdrowotnej i witalności drzew próbnych na stałych powierzchniach obserwacyjnych I i II rzędu (SPO I  i II rzędu), analizę tempa i kierunków zmian roślinności runa leśnego, określenie tempa przyrostu miąższości drzewostanów sosny, świerka, dębu i buka  (SPO II rzędu), oraz pomiary poziomu zanieczyszczeń powietrza na terenach leśnych oraz depozytu związków chemicznych docierających do środowiska leśnego (SPO MI).

Charakterystyka projektu

Projekt będzie realizowany w 9 etapach obejmujących następujące zadania:

Etap I (realizowany do 31.03.2023 r.) – zadanie 6a obejmujące badania na SPO MI w okresie 1.10-31.12.2022 r.

Etap II (realizowany do 15.08.2023 r.) – zadanie 7 obejmujące przygotowanie raportu pt. „Stan zdrowotny lasów w Polsce w 2022 r.

Etap III (realizowany do 31.10.2023 r.) – zadania 1, 2, 6b, 8 polegające na badaniach stanu zdrowotnego lasów na 1222 SPO I rzędu i 133 SPO II rzędu, badaniach na SPO MI w okresie 1.01-31.08.2023 r. oraz opracowanie syntez pt. „Stan zdrowotny lasów Polski w 2021 r.” oraz „Stan zdrowotny lasów Polski w 2022 r.”

Etap IV (realizowany do 29.02.2024 r.) – zadania 4 i 6c obejmujące badania na SPO MI w okresie 1.09-31.12.2023 r. oraz wykonanie badań roślinności runa i odnowień naturalnych na SPO II rzędu.

Etap V (realizowany do 15.08.2024 r.) – zadanie 7 polegające na opracowaniu raportu pt. „Stan zdrowotny lasów w Polsce w 2023 r.”

Etap VI (realizowany do 31.10.2024 r.) – zadania 1, 2, 6d, 8 i 9 polegające na badaniach stanu zdrowotnego lasów na 1222 SPO I rzędu i 133 SPO II rzędu, badaniach na SPO MI w okresie 1.01-31.08.2024 r. , opracowanie syntezy pt. „Stan zdrowotny lasów Polski w 2023 r.” oraz aktualizacji i modernizacji strony internetowej monitoringu lasów.

Etap VII (realizowany 28.02.2025 r.) – zadania 5 i 6e obejmujące badania przyrostu drzew na SPO II rzędu oraz badania na SPO MI w okresie 1.09-31.12.2024 r.

Etap VIII (realizowany do 15.08.2025 r.) – zadanie 7 polegające na opracowaniu raportu pt. „Stan zdrowotny lasów w Polsce w 2024 r.”

Etap IX (realizowany do 30.11.2025 r.) – zadania 1, 2, 3, 6f i 8 polegające na badaniach stanu zdrowotnego lasów na 1222 SPO I rzędu i 133 SPO II rzędu, badaniach na SPO MI w okresie 1.01-30.09.2025 r. , opracowaniu syntezy pt. „Stan zdrowotny lasów Polski w 2024 r.” oraz pobraniu próbek aparatu asymilacyjnego z wybranych drzew na SPO II rzędu.

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

Zadanie realizowane będzie w latach 2023, 2024 i 2025. Obejmuje ono obserwacje cech morfologicznych koron oraz pomiary pierśnic drzew próbnych 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)

Badania te wykonywane będą w latach 2023, 2024 oraz w roku 2025 na 133 SPO II rzędu 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. Obejmują one obserwacje cech morfologicznych koron oraz pomiary pierśnic 20drzew próbnych 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. Badanie chemizmu aparatu asymilacyjnego na SPO II rzędu – część I: pobór próbek igliwia i liści

Próbki aparatu asymilacyjnego pobrane zostaną na PO II rzędu z wybranych dębów i buków latem 2025 r. oraz z sosen i świerków – jesienią 2025 r. Próbki te pobierane są co 4 lata z tych samych drzew i analizowane pod względem zawartości makro i mikropierwiastków w celu określenia stopnia odżywienia mineralnego drzew. Pobór próbek wykonuje się z 5 drzew na każdej powierzchni metodą alpinistyczną, z górnej połowy korony drzew. W przypadku gatunków iglastych pobiera się próbki igliwia tegorocznego i z rocznika poprzedniego.

Zadanie 4. Monitoring roślinności runa leśnego i odnowień naturalnych

Badania runa leśnego wykonuje się na wszystkich 148 SPO II rzędu, również na powierzchniach pozbawionych drzewostanu lub z drzewostanem w fazie uprawy bądź młodnika. Podstawą tych badań jest wykonanie zdjęcia fitosocjologicznego na poletku 400 m² (20×20 m). Na powierzchniach z drzewostanem liściastym zdjęcia fitosocjologiczne wykonywane są dwukrotnie, pierwszy raz w maju (aspekt wiosenny) oraz ponownie latem w lipcu-sierpniu. Rejestracji podlegają wszystkie gatunki roślin naczyniowych, mszaki i porosty. Określeniu podlega ilościowość gatunków, ich żywotność, substrat (martwe drewno, gałęzie drzew, skały i kamienie), na którym występują porosty, struktura pozioma runa oraz agregacja form gatunków. Wykonuje się również ocenę odnowienia naturalnego – liczebności nalotu i podrostu, jego zakresu wiekowego i żywotności.

Wyniki badań fitosocjologicznych na SPO II rzędu z 2023 r. wykorzystane będą do sporządzenia oceny bogactwa gatunkowego i żywotności roślin runa leśnego, występowania gatunków rzadkich i podlegających ochronie, oceny zagrożenia eutrofizacją i zakwaszeniem środowiska leśnego w raporcie monitoringowym w 2024 r.

Zadanie 5. Monitoring przyrostu drzew

Zadanie to realizowane jest na SPO II rzędu, na których występuje drzewostan. Pomiary dendrometryczne wykonuje się w jednorodnych drzewostanach sosny, świerka, dębu i buka o wieku ponad 60 lat (obecnie). Obejmują one pomiary pierśnicy i wysokości drzew rosnących w obrębie tzw. powierzchni dendrometrycznych, których areał wynosi przeciętne około 0,5 ha. Określa się również status drzew (martwe pozostające na powierzchni, usunięte oraz żywe) oraz stan zdrowotny.

Zadanie 6 a,b,c,d,e,f. Badania na 12 Powierzchniach Monitoringu Intensywnego (SPO MI)

Zadanie realizowane będzie w sposób ciągły w okresie 1.10.2022-30.09.2025 r. na 12 SPO MI. Zadanie to obejmuje wykonywanie ciągłych pomiarów wybranych parametrów meteorologicznych, 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 są na 12 SPO MI. Ponadto na 2 SPO MI w drzewostanach bukowych (Nadleśnictwa Bircza i Gdańsk) dodatkowo pomiarowi podlega spływ wody po pniu. Pobór wszystkich prób i analizy chemiczne wykonywane są w cyklu miesięcznym w laboratorium IBL.

Pomiary chemizmu roztworów glebowych wykonywane są na 12 SPO MI. Pobór próbek roztworów dokonywany jest 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 – metodą 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 7. Opracowanie raportów pt. „Stan zdrowotny lasów w Polsce w 2022, 2023 oraz 2024 r.

Zadanie 8. Opracowanie corocznych syntez raportów monitoringowych za lata 2021, 2022, 2023 i 2024

Co roku (w 2023, 2024 oraz w 2025 r.) przygotowane będą syntezy raportów z danego roku o stanie zdrowotnym lasów Polski. W roku 2023 dodatkowo przygotowana zostanie synteza na podstawie raportu o stanie zdrowotnym lasów w Polsce w 2021 r. W syntezach tych zostaną podane najważniejsze stwierdzenia i wnioski dotyczące stanu zdrowotnego lasów w Polsce oraz trendów zmian wynikające z badań i obserwacji prowadzonych w ramach monitoringu lasów.

Zadanie 9. Aktualizacja i prezentacja danych na stronie internetowej monitoringu lasów

Wykonana zostanie przebudowa i aktualizacja strony internetowej monitoringu lasów w oparciu o system zarządzania treścią CMS. Zakres tego zadania obejmuje w szczególności zasilenie danymi, wprowadzenie modyfikacji funkcjonalności, wyglądu i dostępności strony (dostosowanie do urządzeń mobilnych), utrzymanie i administrację stroną.

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. Wojciech Młynarski
mgr Rober Hildebrand
mgr Jadwiga Małachowska
mgr Marta Ostasz

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

Zakład Ochrony Lasu:
dr inż. Katarzyna Sikora
mgr inż. Sławomir Ślusarski

Zakład Lasów Naturalnych:
mgr inż. Krzysztof Sućko
Kazimierz Borowski
Łukasz Kuberski

Zakład Ekologii Lasu:
dr hab. Andrzej Boczoń
dr hab. Janusz Czerepko
dr inż. Karol Sokołowski
mgr inż. Bogdan Pawlak

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

Zakład Geomatyki
dr Agnieszka Kamińska
dr inż. Bartłomiej Kraszewski

Zakład Lasów Górskich:
dr inż. Adam Wójcicki
dr inż. Elżbieta Chomicz-Zegar
dr inż. Marcin Jachym
mgr inż. Mariusz Kapsa

Partnerzy