Monitoring dynamiky pôdneho roztoku v lesných ekosystémoch na Slovensku

12. jan. 2018 • Pôdohospodárske vedy

Monitoring dynamiky pôdneho roztoku v lesných ekosystémoch na Slovensku

Vlastnosti pôdneho roztoku sa na rozdiel od väčšiny vlastností pevnej zložky pôdy vyznačujú výraznou dynamikou. Sú výsledkom interakcií samotných pevných pôdnych častíc a vstupujúcich zrážkových vôd určených momentálnymi vlastnosťami atmosféry za spolupôsobenia organizmov v pôde i na jej povrchu. Chemické vlastnosti pôdneho roztoku sú dôležitým indikátorom v rámci monitoringu účinkov znečisteného ovzdušia na lesy.

„Keďže pôdny roztok je médiom pre mnohé chemické reakcie a príjem živín koreňmi drevín, aj pri znečistení pôd je význam vlastností pôdneho roztoku mimoriadny. Nejde len o potenciálnu toxicitu prvkov alebo iónov, ale aj o indikáciu zakyslenia, strát báz a nerovnováhy vo výžive. Je preukázané, že kyslé atmosférické zrážky ovplyvňujú chémiu pôdy a infiltrujúcej vody v lesných ekosystémoch zrýchľujú zakysľovanie pôd. Preto bolo zloženie pôdneho roztoku pri vzniku intenzívneho monitoringu vnímané ako jeden z indikátorov zdravotného stavu lesov,“ konštatovali autori Jozef Capuliak, Pavel Pavlenda a Danica Krupová z Národného lesníckeho centra – Lesnícky výskumný ústav Zvolen v príspevku Monitoring dynamiky pôdneho roztoku v lesných ekosystémoch na Slovensku.

Monitoring pôdneho roztoku je podľa nich považovaný za dôležitú súčasť intenzívneho monitoringu lesov, pričom nadväzuje najmä na monitoring depozícií (z hľadiska vlastností presakujúcej vody, resp. kvality rôznych foriem pôdnej vody a z hľadiska bilancie iónov) a na monitoring pôd (z hľadiska interpretácie vplyvu pôdnych vlastností na koreňový systém drevín a na stav drevín). Hlavné ciele monitorovania vlastností pôdneho roztoku v rámci programu ICP Forests a Čiastkového monitorovacieho systému Lesy boli definované nasledovne: monitorovať a hodnotiť dlhodobé trendy chemizmu pôdneho roztoku ako reakciu na rôzne faktory (najmä ako reakciu na vývoj kvality depozície), prispieť k poznatkom o vzťahoch medzi stavom pôdneho prostredia a stavom lesných porastov a v neposlednom rade prispieť k poznatkom o bilanciách iónov v lesnom ekosystéme.

Monitoring pôdneho roztoku v rámci národného programu monitoringu lesa sa realizoval od roku 2000 na troch trvalých monitorovacích plochách intenzívneho monitoringu: TMP 204 Poľana – Hukavský Grúň, TMP 203 Lomnistá dolina a TMP 209 Grónik. Hodnotenie pôdneho roztoku na TMP 204 sa začalo už pred zavedením intenzívneho monitoringu v celoeurópskom programe, a to v rámci základného ekologického a ekofyziologického výskumu na Výskumno-demonštračnom objekte Poľana – Hukavský grúň založenom už začiatkom 90-tych rokov minulého storočia. Monitoring pôdneho roztoku na TMP 209 bol ukončený v roku 2008, keď v dôsledku náhodnej ťažby po podkôrnikovej kalamite na lokalite Grónik bolo nutné túto TMP zrušiť. Na náhradnej ploche TMP 210 Grónik II neboli obnovené všetky zisťovania a ani monitoring pôdneho roztoku už na nej nepokračuje. Počas roka 2009 boli v rámci realizácie aktivít medzinárodného projektu FutMon založené nové monitorovacie plochy so zámerom dobudovania siete jadrových plôch. Vtedy boli v pôdnych sondách inštalované platňové lyzimetre aj na TMP 206 Turová, TMP 211 Žibritov a TMP 212 Železnô. Platňové lyzimetre zachytávajú voľne infiltrujúcu gravitačnú vodu, sú uložené pod vrstvou pokrývkového humusu (v grafoch a texte značené L0) a v jednej alebo dvoch hĺbkach minerálnej pôdy, v závislosti od vlastností pôdy a genetických horizontov (napr. L12 a L55 pre hĺbky 12 cm a 55 cm).  

Ako ďalej odborníci uvádzajú, v máji 2014 vplyvom vetrovej kalamity Žofia, bola TMP 206 Turová významne poškodená a padnuté stromy zničili aj odberné miesta pôdneho roztoku. Obnovenie plochy z dôvodu krátenia rozpočtu nenastalo. Vzorky sa na TMP odoberali v pravidelných dvojtýždňových intervaloch rovnako ako vzorky depozície. Ich chemické zloženie sa stanovuje v Centrálnom lesníckom laboratóriu NLC podľa metód Manuálu ICP Forets (UNECE 2016). „Výsledky analýz vzoriek pôdneho roztoku získané pomocou lyzimetrov poskytujú informácie o vertikálnom pohybe jednotlivých iónov v pôdnom profile medzi horizontmi pôdy, ako aj informácie o stave pôdy, napr. o jej pufrovacích schopnostiach. Chemické zloženie pôdneho roztoku na jednotlivých TMP je závislé od mnohých faktorov – najviac ho ovplyvňujú vlastnosti pôdy (chemické zloženie minerálnej pôdy, ale aj množstvo a kvalita pôdnej organickej hmoty), atmosférická depozícia (množstvo zrážok a ich chemické zloženie), klimatické podmienky, druhové zloženie drevín, atď. Preto existuje veľká variabilita medzi jednotlivými TMP, ale aj variabilita medzi zberačmi na jednej ploche, široký rozsah koncentrácií jednotlivých iónov počas roka (podľa priebehu zrážok a následne vývoja zásob vody v pôde) a medzi jednotlivými rokmi.“

Na obrázku 1 je znázornený priebeh stredných hodnôt (mediánov) pH nameraných v odobratých vzorkách pôdneho roztoku od roku 2000 do roku 2014. Z grafu sú zrejmé výrazné rozdiely medzi plochami i určité trendy vývoja: Najvyššie hodnoty pH sú na TMP 204 Poľana – Hukavský grúň s minerálne veľmi bohatou pôdou (kambizem andozemná). Na oboch plochách 203 a 204 sa v ostatných rokoch prejavuje vzostup reakcie ako odozva na priaznivý trend vlastností zrážkovej vody vstupujúcej do ekosystému (nižšie depozičné vstupy síry a menej kyslé zrážky).

Obr.1: Stredné ročné hodnoty pH pôdneho roztoku v období 2000 – 2014

„Trendy v depozičných vstupoch sa s určitým časovým odstupom prejavujú aj vo vlastnostiach pôdneho roztoku, najmä z hľadiska jeho acidity a koncentrácií iónov, ktorých vstupy boli oproti prirodzeným hodnotám výrazne zvýšené v dôsledku antropogénneho znečistenia ovzdušia. Namerané údaje z monitorovacích plôch to čiastočne potvrdzujú. Konkrétne výsledky medzi plochami sú značne rozdielne v dôsledku rôznej miery depozičných vstupov, vlastností pôd, ale aj vlastností pokrývkového humusu. Z tohto dôvodu sme sa pri charakteristike chémie pôdy zamerali na dynamiku reakcie pôdy, dynamiku koncentrácií síry (S-SO42-) a dusíka (N-NO3-), ale aj bázických katiónov (vápnik, horčík),“ uviedli v závere Jozef Capuliak, Pavel Pavlenda a Danica Krupová z Národného lesníckeho centra – Lesnícky výskumný ústav Zvolen.

Výsledky kontinuálneho monitoringu depozícií síry na TMP Poľana – Hukavský grúň, TMP Grónik, TMP Lomnistá dolina, TMP Turová, TMP Čifáre, TMP Svetlice a TMP Tatranská Lomnica od roku 1996 poukazujú podľa odborníkov na postupné znižovanie celkových depozícií iónov s acidifikačným efektom na lesný ekosystém. „Výsledky monitoringu pôdneho roztoku na TMP Poľana – Hukavský grúň, TMP Jasenie a TMP Turová, na ktorých sa kontinuálne už od roku 2000 odoberali vzorky pôdneho roztoku poukazujú, že znižovanie kyslých depozícií sa už prejavuje aj v nižších hodnotách síry a postupnom zvyšovaní pH pôdneho roztoku. Na najkyslejšom stanovišti TMP Grónik, na ktorom prebiehal monitoring pôdneho roztoku len do roku 2007, sa však nezaznamenala pozitívna reakcia na znížené vstupy síry atmosférickou depozíciou.“  

Okrem hodnotenia samotných meraných koncentrácií a hodnotenia ich trendov je podľa odborníkov dôležité aj využitie ďalších indikátorov (vzájomných pomerov prvkov, najmä Ca/Al, porovnanie s kritickými hodnotami a pod.). Z tohto hľadiska sa aj pri porovnaní s inými európskymi krajinami stále prejavuje, najmä na ploche Lomnistá dolina, riziko presýtenia lesného ekosystému dusíkom.  

 

Tento príspevok vyšiel v zborníku recenzovaných príspevkov z konferencie konajúcej sa začiatkom novembra 2017 s názvom Dlhodobý ekologický výskum a monitoring lesov, Súčasné poznatky a výzvy do budúcnosti.

 

Odborný garant textu: Jozef Capuliak z Národného lesníckeho centra – Lesnícky výskumný ústav Zvolen

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Ilustračné foto: Pixabay.com

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
Aurelium - centrum vedy
Veda v Centre
Prechod VK na VND - zima
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
QUARK
PF 2018
brožúra Veda v Centre 2015
TVT 2017 články
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
V roku 1962 sa zrodilo satelitné televízne vysielanie a televízny signál prekročil Atlantický oceán.
Zistite viac