Wstęp

I.

Program monitoringu lasów

1.

Program monitoringu lasów w 2020 roku

II.

Monitoring lasów na stałych powierzchniach obserwacyjnych I rzędu

2.

Ocena poziomu zdrowotnego monitorowanych gatunków drzew w 2020 r. i porównanie w latach 2011-2020

3.

Ocena uszkodzeń drzew na stałych powierzchniach obserwacyjnych I rzędu monitoringu lasu w 2020 r.

4.

Warunki wodne gleby na terenach leśnych Polski w 2020 r. i ich wpływa na stan zdrowotny lasów

5.

Stałe powierzchnie obserwacyjne monitoringu lasów na obszarach Natura 2000

III.

Badania na stałych powierzchniach obserwacyjnych monitoringu intensywnego (SPO MI)

6.

Warunki pogodowe na powierzchniach SPO MI w 2020 roku oraz w latach 2015-2020

7.

Poziom stężenia NO2 i SO2 w powietrzu na terenach leśnych

Anna Kowlska

W zakres badań jakości powietrza na SPO MI wchodzą oznaczenia stężeń głównych zanieczyszczeń gazowych: dwutlenku siarki i dwutlenku azotu metodą pasywną z użyciem próbników dyfuzyjnych typu Amaya, z trietanoloaminą jako substancją aktywną (Krochmal i Kalina 1997a, 1997b).

7.1

Dwutlenek siarki

Niskie średnie roczne stężenia dwutlenku siarki (poniżej 1 μg m^-3) występowały, podobnie jak w latach ubiegłych, w nadleśnictwach zlokalizowanych w północno-wschodniej Polsce (Strzałowo, Gdańsk Białowieża, Suwałki). W Kruczu, Chojnowie, Szklarskiej Porębie, Piwnicznej i Łącku stężenia mieściły się w zakresie od 1,2 do 1,4 μg m^-3. Wyższe średnie roczne stężenia notowano w nadleśnictwach Bircza, Krotoszyn i Zawadzkie, odpowiednio: 1,5 μg m^-3, 1,7 μg m^-3 i 2,0 μg m^-3. Stężenia w Zawadzkiem i Birczy były istotnie wyższe niż na powierzchniach w Strzałowie, Gdańsku, Białowieży i Suwałkach (p≤0,05, test Kruskala-Wallisa z wielokrotnym porównaniem średnich rang).

Niskie stężenia SO₂ w nadleśnictwach północnej i północno-wschodniej Polski wynikają m.in. z warunków demograficznych i stopnia uprzemysłowienia regionów. Województwa: podlaskie i warmińsko-mazurskie mają najniższą w kraju gęstość zaludnienia oraz najniższą emisję gazowych zanieczyszczeń powietrza z zakładów szczególnie uciążliwych dla jakości powietrza (Rocznik Statystyczny Województw 2020), co znajduje odzwierciedlenie w jakości powietrza w lasach.

Średnie miesięczne stężenia SO₂ mieściły się w przedziale 0,2–5,7 μg m^-3. Rozkład stężeń w kolejnych miesiącach roku zatraca cechy charakterystyczne dla lat poprzednich, czyli różnice stężeń między okresem zimowym a letnim, co może być odzwierciedleniem panujących warunków pogodowych. Rok 2020 został zaklasyfikowany jako ekstremalnie ciepły. W miesiącach zimowych: szczególnie w styczniu i lutym temperatury były znacznie wyższe od normy klimatologicznej, a sezon zimowy 2019/2020 zyskał miano najcieplejszej zimy od połowy XX wieku i od początków pomiarów instrumentalnych na ziemiach polskich (Klimat Polski 2020). Za tymi zjawiskami mogło postępować zmniejszone zapotrzebowanie na paliwa do celów grzewczych, przekładając się na wielkość emisji gazowych zanieczyszczeń powietrza zimą. Wzorem lat poprzednich, z wyjątkiem roku 2019, zaobserwowano zależność między stężeniami SO₂ a średnią temperaturą powietrza.

Podobnie jak w latach ubiegłych niskie średnie roczne stężenia SO₂ (poniżej 1 μg m^-3) występowały w nadleśnictwach północno-wschodniej Polski (Strzałowo, Gdańsk, Białowieża i Suwałki), najwyższe (2,0 μg m^-3) – zanotowano w Zawadzkiem.

W 2020 r. średnie roczne stężenia SO₂ stanowiły od 73% do 119% wartości notowanych w roku 2019. Spadki stężeń zanotowano na ośmiu, a wzrosty na trzech powierzchniach.

Poziom dopuszczalny SO₂ w powietrzu określony Rozporządzeniem Ministra Środowiska (Dz.U. z dn. 18 września 2012, poz. 1031) dla roku kalendarzowego i pory zimowej (okres od 1 października do 31 marca) ze względu na ochronę roślin wynosi 20 μg m^-3. Średnie roczne stężenia SO₂ na powierzchniach zawierały się w przedziale od 0,66 μg m^-3 do 2,02 μg m^-3, tj. od 3% do 10% wartości dopuszczalnej. W porze zimowej zakres stężeń wynosił od 0,65 μg m^-3 do 2,64 μg m^-3, tj. od 3% do 13% wartości dopuszczalnej. Nie stwierdzono zatem stężeń stwarzających bezpośrednie zagrożenie dla ochrony roślin.

7.2

Dwutlenek azotu

Podobnie jak w poprzednich latach badań, w nadleśnictwach Polski północnej i północno-wschodniej: Białowieża (3,3 μg m^-3), Strzałowo (3,3 μg m^-3), Suwałki (4,5 μg m^-3) i Gdańsk (4,0 μg m^-3), a także w rejonach podgórskich i górskich: Bircza i Piwniczna (3,1 μg m^-3) oraz Szklarska Poręba (3,7 μg m^-3) występowały średnio rocznie niższe stężenia NO₂, niż w Chojnowie, Łącku, Krotoszynie i Zawadzkiem (od 7,1 do 9,9 μg m^-3).

Wysoki poziom stężeń NO₂ na powierzchniach jest związany z ich lokalizacją w pobliżu źródeł zanieczyszczenia. Punkt pomiarowy w Chojnowie jest zlokalizowany w pobliżu dużych arterii komunikacyjnych, w odległości około 20 km od aglomeracji warszawskiej; powierzchnia w Łącku − w odległości 5 km od Płocka, dużego ośrodka przemysłu rafineryjnego; powierzchnia w Zawadzkiem − na Górnym Śląsku, w rejonie o  największej w skali kraju gęstości zaludnienia oraz wysokiej urbanizacji i uprzemysłowieniu, natomiast powierzchnia w Krotoszynie – w Wielkopolsce, regionie o najwyższym w Polsce zużyciu mineralnych nawozów azotowych w przeliczeniu na hektar (emisja NO_x z gleb) (Rocznik Statystyczny Rolnictwa GUS 2019).

Średnie miesięczne stężenia dwutlenku azotu wahały się w granicach od 1,0 μg m^-3 do 20,7 μg m^-3 i wykazywały sezonowość. Na kilku powierzchniach obserwowano istotną (p≤0,05) ujemną zależność stężenia NO₂ i temperatury: ze spadkiem temperatury wzrastało średnie miesięczne stężenie NO₂.

Najwyższe miesięczne stężenie NO₂ zanotowano w grudniu w Zawadzkiem (20,7 μg m^-3) i nieco niższe w Łącku, Krotoszynie, Kruczu i Chojnowie (od 12,9 μg m^-3 do 17,5 μg m^-3). Stężenia niższe niż 3 μg m^-3 występowały przeważnie między marcem a wrześniem w Strzałowie i Białowieży, od lutego do września w Piwnicznej i Birczy oraz od marca do lipca w Szklarskiej Porębie.

Podobnie jak w latach ubiegłych, wysokie średnie roczne stężenia NO₂ notowano w rejonach Polski centralnej (w Chojnowie i Łącku), na zachodzie (w Krotoszynie) oraz na południu kraju (w Zawadzkiem), odpowiednio: 9,9, 7,3, 7,2 i 7,1 μg m^-3. W pozostałych lokalizacjach średnie rocznie stężenia NO₂ były niższe (od 3,1 do 4,5 μg m^-3).

W 2020 r. na dziesięciu powierzchniach nastąpił niewielki spadek stężeń NO₂ w stosunku do lat 2019 i 2018, średnie roczne stężenia stanowiły tam od 81% do 94% wartości z roku 2019. Na powierzchniach w Białowieży i Krotoszynie nie zaobserwowano w tym okresie istotnych zmian.

Dopuszczalny poziom tlenków azotu w powietrzu określony Rozporządzeniem Ministra Środowiska (Dz.U. z dn. 18 września 2012, poz. 1031) dla roku kalendarzowego ze względu na ochronę roślin wynosi 30 μg m^-3. W 2020 r. średnie stężenia NO₂ wynosiły od 3,1 μg m^-3 do 9,9 μg m^-3, tj. odpowiednio od 10% do 33% wartości dopuszczalnej. Nie stwierdzono zatem, podobnie jak w przypadku dwutlenku siarki, stężeń stwarzających bezpośrednie zagrożenie dla ochrony roślin.

7.3

Depozycja gazowych związków siarki i azotu

Na podstawie średnich stężeń rocznych i sezonowych oszacowano ładunek N i S (w kg ha^-1), jaki był deponowany na SPO MI w 2020 r. (ryc. 7.1). Obliczenia wykonano przyjmując za Thimonier i in. (2005), że prędkość osadzania SO₂ dla powierzchni leśnych wynosi 8 mm s^-1, zaś za Rihm (1996), że prędkość osadzania NO₂ wynosi 3 mm s^-1 dla drzewostanów liściastych oraz 4 mm s^-1 dla drzewostanów iglastych.

Gazowa roczna depozycja siarki była najniższa (od 0,8 do 1,0 kg S ha^-1) w nadleśnictwach Polski północno-wschodniej (w Strzałowie, Białowieży, Suwałkach i Gdańsku). W Polsce centralnej (w Chojnowie) oraz w Wielkopolsce (w Kruczu) wynosiła 1,5 kg S ha^-1, w Sudetach (w Szklarskiej Porębie) i w Beskidzie (w Piwnicznej) wynosiła 1,6 kg S ha^-1, w Łącku i w Birczy – 1,7 i 1,9 kg S ha^-1, w Wielkopolsce (w Krotoszynie) – 2,2 kg S ha^-1. Najwyższą roczną depozycję siarki odnotowano w Zawadzkiem – 2,6 kg S ha^-1 (ryc. 7.1).

Najmniejszą roczną depozycję azotu (około 0,9 kg N ha^-1) odnotowano w Birczy, w rejonie podkarpackim. Niskie ilości (od 1,2 do 1,4 kg N ha^-1) zostały zdeponowane w Białowieży, Gdańsku i Strzałowie (północna i północno-wschodnia część kraju) w Piwnicznej (w Karpatach) oraz w Szklarskiej Porębie (w Sudetach). Pośrednie ilości (od 1,7 do 2,1 kg N ha^-1) – otrzymały powierzchnie w Suwałkach, Krotoszynie, Łącku i Kruczu. Wysoką depozycję odnotowano w Zawadzkiem (2,7 kg N ha^-1), a najwyższą – w Chojnowie (3,8 kg N ha^-1) (ryc. 7.1).

Na badanych powierzchniach od 51% do 73% depozycji azotu oraz od 47% do 69% depozycji siarki przypadało na okres zimowy.

Łączna depozycja siarki i azotu z atmosfery była niska w nadleśnictwach północno-wschodniej (w Białowieży, Strzałowie i Suwałkach) oraz północnej Polski (w Gdańsku). Uzyskane wyniki są zgodne z danymi GUS-u, według których emisja w ilościach bezwzględnych dwutlenku siarki i tlenków azotu z zakładów szczególnie uciążliwych w województwach podlaskim i warmińsko-mazurskim (Polska północno-wschodnia, region w którym zlokalizowane są ww. powierzchnie) należy do najniższych w skali kraju (Rocznik Statystyczny Województw 2020). Ponadto antropopresja wywoływana głównie przez źródła rolnicze nie jest tu tak dużym obciążeniem dla ekosystemów leśnych jak w innych reginach kraju. W nadleśnictwie Gdańsk, pomimo względnej bliskości aglomeracji trójmiejskiej (ok. 10 km od powierzchni), wpływ urbanizacji na stan powietrza jest umiarkowany. Wyniki prac modelowych prowadzonych w ramach CLRTAP (Slootweg i in., 2014) wskazują, że narażenie północnych rejonów Polski na przekroczenia ładunków krytycznych kwasowości i eutrofizacji jest niewielkie.

Powierzchnie zlokalizowane w górach i na pogórzu (Szklarska Poręba, Piwniczna i Bircza) również charakteryzowały się dość niskimi wartościami sumarycznej depozycji siarki i azotu. Wysoka lesistość (powyżej 60%), małe zaludnienie i niski współczynnik urbanizacji w województwie podkarpackim, na terenie którego położona jest powierzchnia w Birczy, są prawdopodobnymi przyczynami utrzymującego się od wielu lat niskiego poziomu zanieczyszczeń gazowych. Ogólna emisja SO₂ i NO_x z zakładów szczególnie uciążliwych jest co najmniej kilkukrotnie niższa niż w województwach mazowieckim, wielkopolskim i opolskim, gdzie zlokalizowane są powierzchnie z wyższym poziomem zanieczyszczeń (Rocznik Statystyczny Województw 2020).

Od lat najbardziej obciążone zanieczyszczeniami atmosferycznymi są powierzchnie badawcze w Chojnowie i Zawadzkiem. Przyczyną wysokich stężeń zanieczyszczeń gazowych na powierzchni w Chojnowie jest prawdopodobnie komunikacja samochodowa i sąsiedztwo Warszawy. Powierzchnia w Zawadzkiem zlokalizowana jest na granicy województw opolskiego i śląskiego, w najgęściej zaludnionej części kraju, o wysokim wskaźniku urbanizacji i uprzemysłowieniu. Poziomy emisji według danych GUS należą na Śląsku do najwyższych w Polsce, ponadto są w skali kraju w niewielkim stopniu zatrzymane w urządzeniach do redukcji zanieczyszczeń (25,8% zatrzymanych zanieczyszczeń gazowych w 2019 roku w zestawieniu ze średnią dla Polski 70,3%) (Rocznik Statystyczny Województw 2020).

Tereny Polski centralnej, na których depozycja gazowych zanieczyszczeń była pośrednia i wysoka, pokrywają się z obszarami, na których istnieje ryzyko przekroczeń ładunków krytycznych eutrofizacji i zakwaszenia. Prognozy do roku 2020 wskazują, że w tych rejonach kraju zagrożenie dla ekosystemów ze strony zanieczyszczeń powietrza siarką i azotem utrzymuje się nawet po wdrożeniu ustaleń zrewidowanego Protokołu z Göteborga (Slootweg i in. 2014).

Na obserwowane spadki depozycji gazowej w roku 2020 mogło mieć wpływ ograniczenie aktywności ludzkiej wywołane pandemią COVID-19 (por. Berman i Ebisu, 2020), jednak skala tego zjawiska będzie możliwa do oszacowania dopiero w okresie późniejszym.

Łączna depozycja siarki i azotu z atmosfery była niska w nadleśnictwach Polski północnej i północno-wschodniej: w Białowieży, Gdańsku, Strzałowie i Suwałkach (od 2,0 do 2,7 kg N+S ha^-1 rok^-1). Powierzchnie zlokalizowane w górach i na pogórzu: w Szklarskiej Porębie, Piwnicznej i Birczy wyróżniały się niewiele wyższymi wartościami sumarycznej depozycji (od 2,8 do 3,0 kg N+S ha^-1 rok^-1). W Wielkopolsce (w Kruczu i Krotoszynie) oraz na Mazowszu (w Łącku) obciążenie sumarycznym ładunkiem zanieczyszczeń gazowych było pośrednie (od 3,6 do 4,3 kg N+S ha^-1 rok^-1). Najbardziej obciążone zanieczyszczeniami z powietrza były, podobnie jak w latach ubiegłych, powierzchnie w Chojnowie i Zawadzkiem, w 2020 r. depozycja wynosiła tam: 5,3 i 5,2 kg N+S ha^-1.

Na większości powierzchni depozycja gazowa zmalała w stosunku do roku 2019. W Krotoszynie wzrosła o 9%, natomiast w Zawadzkiem i w Szklarskiej Porębie utrzymywała się na niemal niezmienionym poziomie.

Prognozy do roku 2020 wskazują, że w Polsce centralnej, w rejonach o wysokiej i średniej depozycji gazowych zanieczyszczeń powietrza, zagrożenie dla ekosystemów ze strony SO₂ i NO₂ utrzymuje się nawet po wdrożeniu ustaleń zrewidowanego Protokołu z Göteborga (Slootweg i in. 2014).

8.

Wielkość depozytu wnoszonego z opadami atmosferycznymi na terenach leśnych

9.

Opady podkorowe oraz spływ po pniu

10.

Roztwory glebowe

11.

Zmiany stężeń zanieczyszczeń gazowych, depozycji oraz składu roztworów glebowych po roku 2010

Literatura