Ozónové znečistenie vzduchu v horách a fytotoxické ozónové dávky pre smrek


Ozónové znečistenie vzduchu v horách a fytotoxické ozónové dávky pre smrek

V minulom roku sa vo Zvolene uskutočnila vedecká konferencia s názvom „Dlhodobý ekologický výskum a monitoring lesov – Súčasné poznatky a výzvy do budúcnosti“, ktorú pripravili pracovníci Lesníckeho výskumného ústavu z Národného lesníckeho centra. Na tomto podujatí bol prezentovaný príspevok o ozónovom znečistení vzduchu od autorského kolektívu Svetlana Bičárová (ÚVZ SAV), Hana Pavlendová a Zuzana Sitková (NLC – LVÚ). Príspevok je zameraný na hodnotenie kvality ovzdušia v horskom prostredí a vplyvu ozónu na lesné dreviny.

Kvalitu ovzdušia v horskom prostredí nepriaznivo ovplyvňujú predovšetkým sekundárne znečisťujúce látky, ktoré vznikajú v procese transformácie primárnych emisií v dynamickej spodnej vrstve atmosféry. Dôležitým indikátorom sekundárneho znečistenia vzduchu je ozón (O3). Tvorí sa v okolitom ovzduší pôsobením slnečného žiarenia na fotochemicky aktívne látky. Monitoring prízemného ozónu v rokoch 1990 – 2000 v Európe poukázal na vysokú O3 záťaž vo Vysokých Tatrách a zdôraznil význam ďalšieho sledovania O3 v horských lesoch. Vysoké koncentrácie O3 v horských oblastiach majú pôvod prevažne v diaľkovom prenose O3 a jeho prekurzorov. Cezhraničný prenos znečisťujúcih látok, dlhodobý monitoring O3 a vedecké analýzy sú predmetom záujmu veľkých medzinárodných projektov a svetových inštitúcií (UNECE, EMEP, EEA, EPA, WHO). 

Vysokohorské prostredie je senzitívne na globálne atmosférické problémy, ako je diaľkový prenos znečisťujúcich látok. „V nedávnej minulosti emisie z priemyslu a kyslé dažde prispeli k zvýšenej acidifikácii tatranských plies, kyslá depozícia mala nepriaznivý vplyv aj na lesy Slovenska. V dôsledku poklesu emisií síry a dusíka po roku 1989 dochádza síce k postupnému obnoveniu pôvodnej acido-bázickej rovnováhy tatranských plies, avšak naďalej pokračuje zhoršovanie zdravotného stavu lesov v Tatranskom národnom parku. Napriek poklesu primárnych emisií, kvalitu ovzdušia v horských oblastiach Slovenska a Európy zhoršuje vysoká miera ozónového znečistenia.“

Ozón patrí k významným stresovým faktorom lesných drevín. Vo vnútrobunkovom priestore pôsobí ako silný oxidant. „Prienikom O3 cez otvorené prieduchy dochádza vo vnútri rastlinných buniek k oxidačným reakciám, ktoré môžu vyvolať oxidačný stres a nežiaduce fyziologické zmeny ako napr. oslabenie odolnosti voči ďalším abiotickým (mráz, sucho, vietor) a biotickým (nedostatok živín, patogény, biologickí škodcovia) stresovým faktorom. Okrem toho synergický účinok viacerých faktorov, ako je napr. kvalita ovzdušia, výskyt extrémnych poveternostných situácií, pôsobenie biologických škodcov v meniacich sa klimatických podmienkach môže mať nepriaznivý vplyv na ďalší vývoj horských lesných porastov.“

V asimilačných orgánoch rastlín ozón nezanecháva priame rezíduá, priamy negatívny účinok O3 na rastliny je preto náročné identifikovať. Za toxický je považovaný ozón, ktorý sa dostane do bunkových štruktúr cez prieduchy na povrchu ihlíc., ide o tzv. stomatálny tok ozónu. „Hlavným indikátorom nepriaznivého účinku ozónu na lesné dreviny je hodnota fytotoxickej ozónovej dávky (PODY), t. j. akumulovaný stomatálny tok O3 s prekročením prahového limitu (Y = 1 nmol O3 m−2 PLA s−1, PLA je jednotka listovej plochy). Hodnoty POD1 presahujúce kritickú úroveň (CLef1 = 8 mmol m–2 PLA) môžu byť použité na odhad na straty zásob uhlíka v živých stromoch.“

Cieľom práce bolo zistiť hodnoty POD1 pre smrek obyčajný (Picea abies L. Karst.) a vyhodnotiť riziko fytotoxického pôsobenia O3 na smrekový porast na vybraných lokalitách vo Vysokých Tatrách. 

Hodnoty akumulovaného stomatálneho toku O3 boli vypočítané pomocou depozičného modelu DO3SE (Deposition of Ozone for Stomatal Exchange). „V tomto modeli boli spracované vstupné údaje koncentrácie O3 a meteorologických veličín, ktoré boli namerané v reálnych podmienkach na piatich experimentálnych plochách.“

Výsledky depozičného modelu DO3SE poukázali na prekročenie kritickej úrovne POD1 pre smrek na všetkých sledovaných experimentálnych plochách v oblasti Vysokých Tatier počas hlavného vegetačného obdobia od 1. apríla do 30. septembra 2016 (obr. 1). „Výsledné hodnoty POD1 sa pohybujú v rozsahu od 14,9 do 24,1 mmol m-2 PLA, čo predstavuje výrazné prekročenie kritickej úrovne CLef1.

Obr. 1: Fytotoxické ozónové dávky POD(1) na experimentálnych plochách vo Vysokých Tatrách počas hlavného vegetačného obdobia (apríl až september) v roku 2016

Kritická úroveň CLef1 bola prekročená v priebehu júna, najskôr v Starej Lesnej (A), potom postupne aj na ďalších sledovaných plochách v poradí Skalnaté Pleso (C1), Podmuráň (B2), Štart (B1) a Kolové pleso (C2). Na vyššie situovaných lokalitách boli zistené rozdielne hodnoty POD1 pre južne (C1: POD1 = 24,1 mmol O3 m-2 PLA) a severne exponované svahy (C2: POD1 = 14,9 mmol O3 m-2 PLA). „Tento rozdiel pravdepodobne súvisí s rozdielnymi podmienkami pre príjem slnečného žiarenia. Na slnečné južné svahy dopadlo podstatne viac slnečnej energie (C1: R=750 kW m–2) ako na viac zatienené severné svahy (C2: R=543 kW m–2). Výskyt smreka na úrovni hornej hranice lesa je však sporadický, preto hodnoty POD1 pre lokality C1 a C2 možno považovať za teoretické. Napriek tomu výrazné prekročenie CLef1 naznačuje nezanedbateľný fytotoxický účinok pre typické ihličnaté dreviny subalpínskeho pásma akými sú limba (Pinus cembra) a kosodrevina (Pinus mugo).“ 

Z uvedených výsledkov vyplýva, že hodnoty POD1 vo vegetačnom období 2016 vysoko prekročili kritickú úroveň a indikujú vysoký fytotoxický potenciál O3 pre smrekové porasty v lesnom pásme Vysokých Tatier. 

 

Zdroj: Bičárová, Svetlana – Pavlendová, Hana –Sitková, Zuzana. Ozónové znečistenie vzduchu v horách a fytotoxické ozónové dávky pre smrek. In EkoMon, zborník recenzovaných príspevkov z konferencie „Dlhodobý ekologický výskum a monitoring lesov, Súčasné poznatky a výzvy do budúcnosti“, Zvolen, 7. – 8. november 2017. Eds. Zuzana Sitková a Pavel Pavlenda: Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen, 2017, s. 19-23. ISBN 978-80-8093-231-2. 

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

Ilustračné foto: Pixabay.com

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Hore
CVTI SR 80. výročie
Prechod VK na VND - jeseň
Extrapolácie 2018
Veda v Centre
TVT 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Utorok s psychológiou TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
QUARK
Aurelium - centrum vedy
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
Hlavný princíp permakultúry je etický prístup ku všetkému živému na tejto planéte.
Zistite viac