Ocena intensywności erozji wodnej w Sudetach i porównanie z wynikami z roku Andrzej Strużyński

Transkrypt

1 Ocena intensywności erozji wodnej w Sudetach i porównanie z wynikami z roku Andrzej Strużyński Wstęp W latach 80-tych zeszłego stulecia w Karkonoszach i Górach Izerskich miała miejsce katastrofa ekologiczna. Uszkodzone zostały znaczne obszary lasów, co spowodowało poważne zmiany w funkcjonowaniu ekosystemu, wpłynęło na zmniejszenie efektywności gospodarki leśnej, a także spowodowało zwiększenie erozji wodnej liniowej i powierzchniowej na tym obszarze. W latach 1996/7 zostały wykonane prace przez zespół badawczy w skład którego weszły ośrodki: Instytut Badawczy Leśnictwa /o w Krakowie, Katedra Inżynierii Wodnej AR w Krakowie, Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Ocena składu chemicznego podłoża, intensywności erozji i powierzchni dotkniętych klęską ekologiczną, wykonana została na podstawie pomiarów terenowych i interpretacji zdjęć satelitarnych z lat 1986 i W niniejszej pracy przedstawiono wyniki interpretacji obrazu satelitarnego z roku 2005 wykonanego w 4 pasmach spektralnych, a także Numerycznego Modelu Terenu. Kalibrację obrazów przeprowadzono w oparciu o wizję lokalną i pomiary terenowe wykonane w maju Wyniki pracy porównano z danymi przedstawionymi w opracowaniu z roku Obszar badań Obszar badań obejmuje fragmenty Karkonoszy i Gór Izerskich. Całkowita powierzchnia poddana interpretacji zdjęć satelitarnych wynosi 108 km2 i obejmuje obszary obrębów: Szklarska Poręba, Piechowice, Świeradów i Karkonoskiego Parku Narodowego. Góry Izerskie leżą w tzw. bloku karkonosko-izerskim. Wraz z Karkonoszami stanowią część Sudetów Zachodnich. Od zachodu ograniczone są Brama Żytawską, a od wschodu, na wysokości Przełęczy Szklarskiej, Karkonoszami i Kotliną Jeleniogórską. Północna część Gór Izerskich utworzona jest z tzw. metamorfiku izerskiego, masywu 1 / 31

2 utworzonego ze starych skał przeobrażonych i poprzecinanych żyłami kwarcowymi. Ze względu na powstałe w latach 80-tych XX wieku wylesienia, szczególną uwagę poświęcono w opracowaniu rejonowi Wysokiej Kopy (1126 m n.p.m.), szczytowi znajdującemu się na zachód od kamieniołomu Stanisław. Karkonosze stanowią centralną część Sudetów Zachodnich. Od wschodu graniczą ze Wzgórzami Bramy Lubawskiej. Karkonosze wraz z Górami Izerskimi należą do bloku karkonosko-izerskiego. Zbudowane są głównie z granitów wieku karbońskiego. Chociaż Karkonosze nie należą do gór wysokich, klimat w nich panujący odpowiada europejskim górom wysokim. Średnia roczna temperatura na Śnieżce wynosi 0,4 C, na Szrenicy 1,9 C. W Karpaczu i Szklarskiej Porębie, temperatura osiąga 6,0 C. Roczna suma opadów na Śnieżce przekracza 1200 mm, na Szrenicy i Wielkim Szyszaku osiąga 1400 mm. Dodatkowo występują tu silne wiatry i huragany, zjawiska fenowe, a także gwałtowne zmiany pogody [źródło: wikipedia]. W niniejszym opracowaniu interpretacji zdjęć satelitarnych poddany został niewielki obszar Karkonoszy znajdujący się w bezpośrednim sąsiedztwie Gór Izerskich. Obszar badań opisany w układzie 1992 zawiera się w granicach: lewy dolny narożnik sceny ,94;328707,81 m, prawy górny narożnik sceny ,34;339942,21 m (Ryc.1.). Ryc. 1. Ortofotomapa przedstawiająca badany obszar (barwy naturalne). 2 / 31

3 2. Charakterystyka morfologiczna obszaru i procesu degradacji terenu 2.1. określenie rodzaju gleb i rodzajów erozji potencjalnej występujących w Górach Izerskich Gleby należą w większości do działu gleb autogenicznych, rzędu brunatnoziemnych, typów brunatnych kwaśnych i właściwych, oraz do podtypów: bielicowanych i wyługowanych. W miejscach załamania spadków pojawiają się także gleby należące do działu gleb napływowych, rzędu i typu deluwialnych. Pod względem własności fizycznych i fizykowodnych należą one do gleb średnich i lekkich. Przeważają gliny lekkie pylaste i lekkie. Zawartość materii organicznej jest duża w poziomach organicznych do 40,1 %, a w poziomach próchnicznych od 1,2 do 5,6 %. Poziom próchniczny w badanych glebach jest na ogół dobrze wykształcony [Bartnik i inni 1998]. Badany rejon należy do typu A strefy morfodynamicznej. Jest to strefa o przewadze procesów degradacji. Należą do nich najbardziej erozyjne tereny, w których większość wyerodowanego materiału jest unoszona poza obręb zlewni. Skutkiem takiej erozji może być zniszczenie profilu gleby, niekiedy jego podłoża, oraz częściowe lub całkowite rozczłonkowanie reliefu. Na intensyfikację procesów erozji wpływa działalność człowieka. Antropopresja przejawiająca się zanieczyszczeniem atmosfery gleby często powoduje osłabienie i wymieranie drzewostanów. Erozja powierzchniowa, polega na równoważnym, powolnym i ciągłym zmywaniu cząstek gleby przez wodę. Powoduje ona zmiany w profilu glebowym na zboczu stoku i u jego podnóża i zwiększa miąższość gleb namytych. Erozja liniowa powstaje przy skoncentrowanym spływie wody w aluwiach, a jej efektem są wyżłobienia. Główną przyczyną tworzenia się żłobin jest spadek stoku, a ich rozmiary zależą od podatności podłoża na rozmyw [Bartnik i inni 1998]. Na skutek wylesień występuje intensyfikacja procesów erozyjnych. Stwierdza się występowanie erozji w różnych jej formach takich jak erozja powierzchniowa, liniowa bądź ruchy masowe. Erozja powierzchniowa, polegająca na równoważnym, powolnym i ciągłym zmywaniu cząstek gleby przez wodę powoduje zmiany profilu glebowego na zboczu stoku i u jego podnóża i zwiększa miąższość gleb namytych. Erozja liniowa powstaje przy skoncentrowanym spływie wody tworzącym żłobiny. Główną przyczyną tworzenia się żłobin jest spadek stoku, a ich rozmiary zależą od podatności podłoża na rozmyw. Ruchy masowe są rezultatem działalności siły ciążenia na zboczach o naruszonej równowadze wierzchnich warstw. Spośród wymienionych form, erozja powierzchniowa dotyczy największego obszaru, dlatego celem badań jest teren, gdzie występuje ona szczególnie intensywnie tzn. na obszarach nie pokrytych roślinnością trawiastą, tam gdzie nastąpiło wylesienie zrywką drzew, splantowaniem terenu pod nasadzenia oraz 3 / 31

4 lokalne załamanie spadku. Szczególne znaczenie ma tu zmiana czasowa charakteru roślinności i zalesienia stoków. Dla badanego obszaru zagrożenie erozją opracowano wg sześciostopniowej skali opracowanej przez Siutę [Korelewski 1983] dla obszarów zalesionych [Bartnik i inni 1998] (Tabela 1). Tabela 1 Zagrozenie erozją wodną poszczególnych grup gleb wg Siuty [Korelewski 1983] Nachylenie terenu w stopniach Grupy gleb do powyżej 15 do 5.2% % % % powyżej 26.8 % Stopnie zagrożenia erozją (erozja potencjalna) (+) (+) (+) 3-5 (+) Erozje liniową zaznaczono krzyżykiem: (+) - przemiana żłobin w większe formy wklęsłe jest raczej mało spodziewana, + - sygnalizuje łatwość pogłębiania się żłobin i rozczłonkowanie się reliefu (doliny suche). Uwzględnienie sum rocznych opadów: - w rejonach o opadach poniżej 600 mm przyjmujemy stopień niższy, a powyżej 600 mm - wyższy (dotyczy stopni podanych alternatywnie) - przy opadach: poniżej 600 mm - stopień 3, mm stopień 4, powyżej 800 mm - stopień 5 (dotyczy przypadku określenia erozji w granicach 3-5 stopni). Z powodów gospodarczych przeprowadzonych w XX wieku na terenach leśnych zmieniona została naturalna paleta gatunkowa. Najbardziej cenione gatunki jak jodła, świerk i buk zostały objęte gospodarką leśną. Obszary lasu zostały podzielone na powierzchnie o ściśle określonej gospodarce leśnej: bór górski, bór wysokogórski, bór mieszany górski, las mieszany górski i las górski [Mapa przeglądowa siedlisk 1999a, Mapa przeglądowa siedlisk 1999b]. Spowodowało to obniżenie pierwotnej różnorodności gatunkowej. Poza tym wylesienia gospodarcze i rolnicze zmniejszały powierzchnię lasów, doprowadzając do obniżenia ich granicy nawet do 200 m. Poza tym udział świerka bardzo zwiększył się w porównaniu z innymi gatunkami drzew. Należy tu wspomnieć, że jest on bardzo wrażliwy na skażenie środowiska. W latach 80-tych drzewostan świerka pospolitego stanowił do 90% udziału w drzewostanie [Przybylski 1994]. Wylesienia dotyczyły dużych powierzchni lasów. Procesy erozyjne, związane między innymi ze zmniejszaniem się zasobności gleby w składniki pokarmowe, zachodziły szczególnie intensywnie w okresie nagłego obumierania drzewostanów na skutek odsłonięcia stoków pokrytych w niewielkim stopniu roślinnością runa, charakterystyczną dla zwartych drzewostanów. 4 / 31

5 Po powstaniu nowych zbiorowisk roślinnych z Calamagrostis sp. i Deschampsia sp. niebezpieczeństwo erozji zmniejszyło się, a obumierające części nadziemne roślin w procesie rozkładu wzbogacają glebę w składniki pokarmowe dostępne dla drzew, które zdołały przetrwać. Pomimo, że roślinność runa tworzy zwartą pokrywę niekorzystną z punktu widzenia odnowień naturalnych i sztucznych, to z punktu widzenia procesów erozyjnych pełni ona niezwykle istotne w tych warunkach funkcje glebochronne [Bartnik i inni 1998]. Należy zauważyć, że pojawiające się zagrożenie i powstała katastrofa ekologiczna spowodowała dostrzegalne prace Nadleśnictwa Szklarska Poręba. W 1999 roku ukazało się wyczerpujące opracowanie będące odzwierciedleniem wieloletniego monitoringu przeprowadzonego w obrębach Szklarska Poręba i Piechowice [Mapa przeglądowa zagrożenia środowiska leśnego i ochrony lasu 1999c i 1999d]. W opracowaniu zamieszczone są lokalizacje stałych partii kontrolnych poszukiwań brudnicy mniszki i zasnui, a także położenie punktów monitoringu technicznego i biologicznego. Zidentyfikowano również obszary zagrożone przez zwierzynę łowną, szkodniki wtórne, granice obszarów zagrożonych przez szkodniki pierwotne i granice stref uszkodzeń przez przemysł. Przedstawione zostały również powierzchnie drzewostanów istniejących na gruntach porolnych. Z opracowania wynika, że wiele powierzchni leżących w granicach obu obrębów zagrożonych jest przez szkodniki wtórne Stan obecny Odnowienia lasów są procesem długotrwałym, jednakże prace wykonane przez leśników prowadzą do odnowień powierzchni leśnych. Wizja lokalna wykonana w czerwcu 2008, pozwoliła na scharakteryzowanie obszarów leśnych do potrzeb interpretacji przeglądu satelitarnego. W wyniku wyjazdu w teren zaobserwowano młode lasy rosnące w rejonie Wysokiej Kopy, obszaru najbardziej dotkniętego katastrofą ekologiczną z lat 80tych XX wieku. Zniszczone drzewostany zostały w znacznej części usunięte, a na ich miejscu prowadzone są systematyczne odnowienia (Ryc. 2). Na wylesionych obszarach odnaleziono kilkunastoletnie drzewa, które zostały odnowione tuż po zaistniałej katastrofie (Ryc. 3). Na niższych partiach stoków tego regionu nie zaobserwowano widocznych znaków uszkodzeń drzewostanu (Ryc. 4). Również na dolnych partiach północnych stoków najwyższych szczytów Gór Izerskich stan lasów można określić jako dobry (Ryc 5). 5 / 31

6 Ryc. 2. Jedna z wielu sadzonek odnaleziona na obszarze wylesionym (Wielka Kopa). Ryc. 3. Odnowienia leśne na Wysokiej Kopie. Rejon największych wylesień. 6 / 31

7 Ryc. 4. Widok z Wysokiej Kopy na kamieniołom Stanisław (w oddali Wysoki Kamień) Ryc. 5. Stanowisko leśne w zlewni Płuczki (stok pod Borówczanymi Skałami) 7 / 31

8 3. Metodyka interpretacyjna i pomiarowa 3.1. Źródła danych Podstawowymi źródłami danych zastosowanych w opracowaniu są: zdjęcie sateltane [Techmex 2005], numeryczny model terenu [CODGiK 2004]. Wielospektralne zdjęcie satelitarne wykonane przez amerykańskiego satelitę Iconos w dniu 5 października 2005r obejmuje obszar sfery o powierzchni 170km 2, która wypełniona jest zamówionymi danymi rastrowymi na powierzchni 108 km 2. Obraz charakteryzuje się rozdzielczością 0,8 m i wykonany jest w spektrach widzialnych (rgb czerwony, zielony, niebieski) i w bliskiej podczerwieni. Ze względu na porę roku pomimo, że wykonane zostało w godzinach południowych, znajdują się na nim cienie dolin i drzew, co utrudniło nieznacznie klasyfikację metodami komputerowymi. Zobrazowanie skorygowane zostało do układu PUWG Dane przesłane zostały w formie dwóch plików GeoTIFF (r-g-b i nir-r-g) charakteryzujących się dokładnością planimetryczną odpowiednią dla skali 1:5000 (CE90 4m, RMSE 2m). Zakupione ortofotomapy satelitarne charakteryzują się ilością piksli równą (kolumny x wiersze 14043). Średnia wartość piksli w zdjęciu wykonanym w barwach naturalnych (rgb) wyniosła 56,2 przy odchyleniu standardowym równym 52,5 i medianie 53,0. Dla zobrazowania wykonanego w barwach nienaturalnych (nrg) średnia oczekiwana wartość występowania piksli 77,9, odchylenie standardowe 71,2, a wartość mediany wyniosła 77. Analiza widm poszczególnych składowych widma pozwala na określenie podobieństwa rozkładu kanału barwy czerwonej (średnia 51) i zielonej (średnia 55), natomiast intensywność barwy podczerwonej jest znacznie większa (średnia wartość 76), a niebieskiej najmniejsza (średnia wartość 49). a) b) Ryc. 6. Histogramy przedstawiające rozkłady w skali logarytmicznej pikseli na zdjęciach satelitarnych wykonanych w barwach: a) naturalnych, b) sztucznych. Zdjęcie satelitarne wykonane w barwach nienaturalnych zostało przedstawione na Ryc / 31

9 Na zdjęciu tym barwa podczerwona uwidoczniona została w kanale czerwonym, czerwona w zielonym, a zielona w niebieskim. Purpurowy odcień sceny jest spowodowany małym udziałem barwy czerwonej (zobrazowanej jako zieleń) w widmie. Udział podczerwieni w widmie zmienia się z zależności od ekspozycji stoku, co powoduje, że wysoko położone strome stoki północne mają odcień niebiesko-zielony w porównaniu ze stokami o ekspozycji południowej. Odcień ten można również zauważyć na terenach słabo pokrytych (lub nie pokrytych) roślinnością, a także rzekach i zbiornikach wodnych. Jest to związane z silnym pochłanianiem promieni cieplnych przez te obiekty (powodujące w konsekwencji ich nagrzewanie). Ryc. 7. Ortofotomapa satelitarna przedstawiająca badany obszar (barwy nienaturalne). Numeryczny Model Terenu (NMT) znajduje się na piętnastu arkuszach zapisanych w formatach: ESRI TIN, INTERGRAPH TTN i ASCII. Zakupione opracowanie zostało wykonane w układzie współrzędnych PUWG 1992 z poziomem odniesienia Kronsztadt 86 w oparciu o stereoskopowe zdjęcia uzyskane z nalotów lotniczych wykonanych w roku kwietniu Do opracowania ortofotomapy wykorzystano czarnobiałe, zdjęcia lotnicze wykonane w skali 1: Zdjęcia zostały zeskanowane 9 / 31

10 dokładnością 14 mikrometrów i zapisane formacie TIF z kompresją jpeg. Model numeryczny terenu został wykonany na bazie automatycznie wygenerowanej siatki punktów wysokościowych o oczku 25m. Aby uniknąć błędów określenia wysokości na obiektach roślinnych i na zabudowaniach, siatkę poddano stereoskopowej edycji polegającej na zmodyfikowaniu błędnych pikiet. Następnie NMT wzbogacono o linie strukturalne rzeźby terenu (krawędzie skarp, linie grzbietowe itp.). Rysunek warstwicowy (nie będący przedmiotem zakupu: przyp. autora) został wygenerowany w zakresie arkusza mapy 1: NMT został sprawdzony w oparciu o 510 fotopunktów i punktów wiodących, a uzyskany błąd średni określono w granicach 0.08m [CODGiK 2004]. Model terenu przesłany został w 135 plikach, które zostały scalone w jeden i poddane dalszej obróbce. Przykład wizualizacji wykonanej w programie Surfer z rozdzielczością 20 wykonaną w technice 3D surface przedstawiono na rycinie 8. Ze zobrazowania usunięto obszary interpolacji pustych danych terenu, będących poza granicami Polski. Ryc. 8. Numeryczny Model Terenu wykonany za pomocą oprogramowania Surfer. Na zwizualizowanym modelu terenu obszar Wielkiej Kopy znajduje się w lewej górnej części (północny stok widoczny jest jako biało-niebieski), natomiast obszar Szklarskiej Poręby w prawej części (zielony obszar na lewo, w dół od zielonej równiny). Stoki 10 / 31

11 północno - zachodnie są jasne, w przeciwieństwie do stoków południowo wschodnich Metodyka zastosowana w opracowaniu Ocena stanu obszarów leśnych wykonana została na podstawie: -interpretacji zdjęć satelitarnych wykonanych w rozdzielczości 0,8 m, -Numerycznego Modelu Terenu, -wizji lokalnej wykonanej w roku Na podstawie przeprowadzonych prac terenowych i kameralnych w niniejszej ocenie sklasyfikowano stanowiska obszarów leśnych, polan śródleśnych i łąk na wybranych obszarach Gór izerskich i Karkonoszy. Główne prace zostały wykonane za pomocą programów Surfer [opr: Golden Software], Idrisi [opr: Clark University] i AutoCad 2004 [opr: Autodesk]. Na tym etapie określone zostały powierzchnie obszarów w poszczególnych typach użytkowania, Numeryczny Model Terenu (NMT), a także obrazy wtórne, powstałe na skutek dodatkowych prac interpretacyjnych. Model terenu wykonano za pomocą programu Surfer, z którego dane posłużyły do stworzenia NMT o rozdzielczościach: 3, 10 i 20 metrów. Wyniki prac interpretacyjnych porównane zostały danymi przedstawionymi w pracy zespołu badawczo-pomiarowego z roku 1997 [Bartnik i inni 1997] Metodyka prac interpretacyjnych wykonanych w celu określenia powierzchni zajmowanej przez odpowiednie rodzaje użytków leśnych i łąk. Prace interpretacyjne rozpoczęto od obróbki danych w pełnej rozdzielczości (rozmiar piksela - 0.8m). Ze względu na znacznie większą powierzchnię zajmowaną przez pojedyncze drzewo dokładna interpretacja zobrazowania okazała się niemożliwa. W związku z tym zmniejszono rozdzielczość obrazów do 25 metrów, co odpowiada obszarowi zajmowanemu przez niewielką grupę drzew, a następnie wyszczególniono 7 klas określających roślinność, obszary nieporośnięte, a także obszary puste (brak sceny). W tym celu stworzone zostały sygnatury poszczególnych obszarów. W celu osiągnięcia największej dokładności interpretacji obszarów mających być zakwalifikowanych do odpowiednich klas podjęto szereg prób mających na celu przygotowanie danych; m.in. wykonano: operacje matematyczne (mnożenie, dodawanie) na obrazach poszczególnych widm, interpretacje poszczególnych grup widmowych i próby różnych procedur klasyfikacyjnych dostępnych w programie Idrisi ( piped, mindist i maxlike ). Metoda piped jest najszybsza i najmniej dokładna, a procedura maxlike jest opisywana jako najdokładniejsza [Idrisi]. W wyniku przeprowadzonych prac najlepsze wyniki osiągnięto 11 / 31

12 przy pomocy procedury mindist dla wszystkich 4 posiadanych pasm widma, a także procedury maxlike wykonanej przy zastosowaniu obrazów wykonanych w widmach: bliskiej podczerwieni, czerwieni i zieleni. Obie w/w procedury należą do grupy tzw. hard classifiers (tłum. dosłowne: klasyfikacja twarda), które w odróżnieniu od grupy metod typu soft classifiers do interpretacji wymagają wcześniejszego zdefiniowania sygnatur obszarów, które mają być wyszukiwane na obrazach. W wyniku przeprowadzonej interpretacji zdjęć satelitarnych i wizji lokalnej wyodrębniono 6 klas użytkowania terenu i obszar pusty (brak obrazu satelitarnego) opisany jako klasa nr 7. W opracowaniu zaprezentowane zostały wyniki uzyskane przy zastosowaniu zarówno procedury mindist jak i maxlike. Poniżej zamieszczono histogramy obrazów uzyskanych z klasyfikacji (Ryc. 9). a) b) Ryc. 9. Histogramy obrazów satelitarnych poddanych klasyfikacji. a) procedurą maxlike, b) procedurą mindist. Słupki zamieszczone na rycinach 9 opisują ilość pikseli opisujących poszczególną klasę. Jak widać na powyższych wykresach Poszczególne metody dały różne wyniki kwalifikacji 12 / 31

13 obszarów w klasie 1 i 2, a także 3 i 4. Są to obszary podobne i często sąsiadujące ze sobą (Ryc. 11). Ze względu na większą konsolidację obszarów uzyskanych przy zastosowaniu metody mindist i zgodności z przeprowadzoną wizją lokalną, autor skłania się do preferowania wyników uzyskanych przy zastosowaniu metody mindist. Jedyną zaobserwowaną niedokładnością tej procedury jest zaklasyfikowanie dwóch żlebów leżących na północnym stoku i znajdujących się w cieniu (prawy-dolny obszar ortofotomapy patrz: ryc. 1, 7) do obszaru tła (patrz: ryc. 11 na dole), jednakże zastosowanie metody maxlike, spowodowało, że w/w obszar został zakwalifikowany jako obszar leśny, co również jest nieprawidłowe (patrz: ryc. 11 na górze). Opis nazw poszczególnych obszarów zamieszczono w tabeli 2. Innym przykładem nieprawidłowej interpretacji programu Idrisi są fragmenty kamieniołomu Stanisław znajdujące się w cieniu. Obie procedury interpretacyjne wykazały tutaj niedoskonałości i obszary te zostały zakwalifikowane jako leśne. Tabela 2 Zestawienie klas użytkowania lasów znajdujących się na obszarze Sudetów i Karkonoszy Nr klasy Opis klasy 1 drogi, skały i obszary odkryte lub ubogie nieużytki 2 nieużytki na obszarach wylesionych i kilkunastoletnie odnowienia 3 młode lasy odnawiające się na obszarach wylesionych 4 lasy młode 5 lasy wieloletnie 6 lasy przerzedzone wieloletnie 7 obszar nie wypełniony danymi satelitarnymi Na odcień obserwowanych powierzchni ma wpływ nie tylko ich stan, lecz również ekspozycja i nachylenie. W związku z tym podobne użytki znajdujące się na stokach północnych i południowych mogą zostać zakwalifikowane przez program do różnych klas. Z tego powodu obszary opisane jako należące do klas 5 i 6 mogą określać bardzo podobne siedliska. Skłoniło do autora do zgrupowania klas 2 i 3, a także 4, 5 i 6. Obiekty znajdujące się w grupach 2 i 3 można dla oceny stanu lasów interpretować jako jedną grupę 2/3 i interpretować jako obiekty porastające młodym lasem, natomiast 4, 5 i 6, jako 4/5/6 i traktować jako obszary leśne. W dalszej części opracowania interpretowane zostaną zarówno klasy podstawowe, jak i połączone. 13 / 31

14 Metodyka prac wykonanych w celu stworzenia Numerycznego Modelu Terenu i określenia cyfrowej mapy nachyleń zboczy. Interpolacje NMT w rozdzielczości odpowiedniej dla plików stosowanych w programie Idrisi wykonane zostały w programie Surfer przy zastosowaniu metody krigging. W następnym etapie dokonano wizualizacji modelu i wyeksportowano dane w formacie tekstowym (.dat). W związku z ograniczeniem ilości punktów terenowych na podstawie których tworzony jest NMT przez system Idrisi do 16 tys, posłużono się oprogramowaniem AutoCad w celu wyboru maksymalnie dokładnej siatki punktów dla wybranego obszaru (Ryc. 10.). Wykonane prace umożliwiły stworzenie modelu na podstawie punktów oddalonych od siebie o ponad 95 metrów. Stworzony model terenu zastosowany został do dalszych prac interpretacji NMT, modelu spadków i klas zagrożeń erozyjnych. Ryc. 10. Wizualizacja punktów terenu, na podstawie których wykonano model terenu. 14 / 31

15 4. Przedstawienie wyników Klasyfikacja obszarów na podstawie interpretacji zdjęć satelitarnych W wyniku wykonanych interpretacji zdjęć satelitarnych, możliwe stało się zakwalifikowanie obszarów do poszczególnych klas użytkowania Gór Izerskich i fragmentu zachodniej części Karkonoszy (patrz pkt i tabela 2). Jak uzasadniono w pkt , pomimo teoretycznie największej dokładności metody maxlike, w przypadku interpretacji przeprowadzonej dla badanego obszaru, poprawne wyniki uzyskano przy zastosowaniu procedury mindist. Klasyfikacja poszczególnych 6 grup powierzchni leśnych i obszarów odkrytych, pozwoliła na ujęcie ilościowe zmian zagospodarowania badanego terenu (tab. 3). Tabela 3 Powierzchnie zajęte przez poszczególne klasy lasów i innych użytków Klasa 1 Metoda określen ia powierz chni Mindist Metoda określen ia powierz chni Maxlike ilość zawartość suma suma Powierzchnia pikseli zawartości jednostkowa km wyniki podstawowe wyniki porównawcze Powierzchnia nie pokryta roślinnością (klasa 1) w roku 2005 zajmowała w scenie 12,4 km2, co stanowiło 7,3% interpretowanej powierzchni. Powierzchnia młodych lasów porastających obszary ubogie i wylesione (klasy 2 i 3), w stanowiła 24% powierzchni, czyli 40,2 km2, a obszary leśne (klasy 4, 5 i 6) 54,9 km2, co stanowiło 32% badanej powierzchni Gór Izerskich. W tej skali matoda maxlike (przedstawiona w opracowaniu jako porównawcza) pozwoliła na uzyskanie zbliżonych wyników: klasa 1: 8,6%, klasy 2 i 3: 25%, klasy 4, 5 i 6: 30%. 15 / 31

16 Przedstawione powierzchnie zostały wybrane na podstawie wizji lokalnej wykonanej w czerwcu 2008 (patrz: pkt 2.2). Ich rozmieszczenie w przestrzeni całej sceny zobrazowane zostało na rycinie 11. Lasy porastające obszary na których występowały drzewostany uszkodzone i zniszczone (klasy 2 i 3) znajdują się głównie w zachodniej części Gór Izerskich. Są to obszary na których leżą szczyty (od północy): Tkacka Góra (897 m n.p.m.), Dział Izerski (904 m n.p.m.), Cicha Równina(1002 m n.p.m.), Wysoka Kopa(około 1100 m n.p.m.), Sine Skałki (1122 m n.p.m.) (patrz: załącznik 1). Na tym obszarze występuje ciągle największe zróżnicowanie wiekowe drzewostanów. Obszar odnawiającego się lasu w rejonie góry Wysokiej Kopy, Sinych Skałek i Przedniej Kopy zajmuje powierzchnię 254 ha, natomiast las porastający południowo-wschodni stok Wysokiej Kopy i Złotych Jam zajmuje 285 ha. Powierzchnia odkryta w rejonie g. Czerwone Skałki zajmuje pow. 54 ha. Powierzchnia lasu dość nieregularnie porastającego obszar w rejonie Torfowiska Izerskiego i Mokrej przełęczy (w granicach obszaru zakupionego do interpretacji) wynosi 279 ha. Pasmo gór ciągnące się od góry Babiniec (998 m n.p.m.) poprzez Skalną Bramę, Owcze Skały do góry Przedział dzieli las na porastający stok południowy (przewaga koloru zielonego) i północny (przewaga koloru fioletowego). Powierzchnia lasu od g. Babiniec do Szrenickiego Potoku wynosi ponad 1081 ha. Obszary leżące na wschód od Szklarskiej Poręby (prawa północna część sceny wypełnionej danymi) zostały zakwalifikowane mozaikowo do klas 2, 3, 4 i 5. Na obszarach tych prowadzona jest gospodarka leśna (wycinki, zadrzewienia, szkółki leśne) co powoduje, że drzewostany są bardzo zróżnicowane wiekowo. W latach 80-tych, również na tych obszarach zaobserwowano uszkodzenia drzewostanu. Powierzchnia lasów rosnących od Szrenickiego Potoku do granicy zakupionej sceny znajdująca się w klasach 3, 4, 5 i 6 zajmuje powierzchnię około 1695 ha. Obszar powyżej Jakuszyc (od g. Kocierz 928 m n.p.m. do granicy Polski) charakteryzuje się obszarami słabo porośniętymi (pow. 263 ha) i rozdzielonymi lasem o powierzchni 41 hektarów (obszar o przewadze koloru czerwonego). Dalej na wschód, powyżej granicy Karkonoskiego Parku Narodowego zaobserwować można duże zróżnicowanie roślinności porastającej północne stoki gór. Obszar wokół Mumlawskiego Wierchu (pow 114 ha kolor niebieski) jest prawie odkryty, porośnięty mało wymagającymi gatunkami traw. Nieporośnięte lasami obszary (kl. 1) znajdujące się w rejonie południowym i południowo-wschodnim to rejon wysokich szczytów Kamiennika (1236m n.p.m.), Szrenicy (1361m n.p.m.), Sokolnika (1348m n.p.m.) i Łabskiego Szczytu (1472m n.p.m.) naturalnie porośniętego przez roślinność trawiastą. Powierzchnia odkryta Hali Szrenickiej wynosi 20 ha, a ubogie obszary najwyższych pasm górskich znajdujących się na scenie od Sokolnika do g. Vysoke Kolo zajmują powierzchnię 169 ha. 16 / 31

17 a) b) Ryc. 11. Przedstawienie wyników interpretacji obrazu satelitarnego metodami: a) mindist, b) maxlike [idrisi]. Opis legend: patrz tabela / 31

18 Wyniki obu metod interpretacyjnych są obarczone błędami. W obrazie będącym wynikiem uruchomienia procedury mindist (Ryc. 11a), w rejonie wysokogórskim (Ryc. 1, 7 prawy dolny róg obrazu) zaobserwowano obszary zakwalifikowane do niewłaściwych klas. Obraz wybrany jako jeden z lepszych, ze względu na warunki oświetlenia i zachmurzenia, sfotografowany został przy słońcu świecącym dość nisko nad horyzontem (5 października, godziny przedpołudniowe). Z tego powodu północne stoki są znacznie mniej oświetlone od południowych. W w/w obszarze zaobserwowano m.in powierzchnie leżące w całkowitym zacienieniu i niepoprawnie zakwalifikowane jako tło. Obszary te o łącznej powierzchni 22 ha, powinny zostać zakwalifikowane do klasy Klasyfikacja obszarów leżących w poszczególnych obrębach leśnych Klasyfikacja obszarów na podstawie interpretacji zdjęć satelitarnych została wykonana w 6 powierzchniach. Na obszarze, na którym wykonano klasyfikację położone są 4 obręby leśne, obrzeża Szklarskiej Poręby i graniczny pas Czech (Ryc. 12). W poszczególnych obszarach została przeprowadzona pełna interpretacja komputerowa. Wykonano zestawienie poszczególnych klas z podziałem na jednostki z jednostką bezwzględną (km2) i względną (%) (Tab. 4). Legenda (kolory oznaczają): niebieski Szklarska Poręba czerwony Piechowice zielony KPN żółty Świeradów fioletowy obszary miejskie jasnoniebieski obszar Czech Ryc. 12. Powierzchnie obrębów leśnych, miejskich i obszaru Czech poddane interpretacji. 18 / 31

19 Tabela 4 Zestawienie powierzchni zajmowanej przez poszczególne obręby i użytki oraz ich klasyfikacja w jednostkach: a) bezwzględnych, b) względnych. a) Nazwa powierzchni powierzchnia klasa 1 klasa 2 [km2 ] klasa 3 [km2 ] klasa 4 [km2 ] klasa 5 [km2 ] klasa 6 [km2 ] Szklarska Poręba KPN obsz. miejskie Świeradów Czechy Piechowice b) Nazwa powierzchni powierzchnia klasa 1 klasa 2 klasa 3 klasa 4 klasa 5 klasa 6 Szklarska Poręba KPN obsz. miejskie Świeradów Czechy Piechowice Na interpretowanej ortofotomapie największą powierzchnię zajmuje obręb Szklarska Poręba, następnie Piechowice i KPN. Jedynie mały, dość dobrze zalesiony obszar obrębu Świeradów został poddany ocenie. Obszar obrębu Szklarska Poręba zajmuje ponad 57 % ocenianej powierzchni. Jest to obszar, na którego znacznej powierzchni miały miejsce duże uszkodzenia drzewostanu. Obszary klasy 1 zajmują wprawdzie tylko niewiele ponad 10%, ale także niewiele jest tu lasów dojrzałych (46%). Obszary lasów młodych to prawie 44% interpretowanej powierzchni tego obrębu. Statystycznie najlepiej uplasował się fragment obrębu Piechowice, który pokryty jest w blisko 69% lasami wieloletnimi, w ponad 29% lasami młodymi, a tereny odkryte stanowią tu tylko 2%. Bardzo dobrze zalesiony jest Karkonoski Park Narodowy. Klasy 4,5,6 stanowią blisko 61%, 2 i %, a wysokogórskie obszary odkryte stanowią 18.34%. Niewielki, interpretowany obszar obrębu Świeradów pokryty jest w ok. 54% lasami wieloletnimi, w ok. 45% młodnikami, a tereny odkryte to jedynie 0.65%. Obrzeża obszarów miejskich w 38.6% zabudowane, a pozostałą część stanowią zadrzewienia osiedlowe, porośnięte zbocza i inna zieleń miejska Określenie erozji potencjalnej w Górach Izerskich Wstępna charakterystyka stoczystości terenu Numeryczny Model Terenu (Ryc. 8) posłużył do stworzenia mapy spadków zboczy (Ryc. 13), których rozkład wielkości przedstawiony został w formie wykresu (Ryc. 14). 19 / 31

20 Największą powierzchnię badanej sceny (ponad 10km2) zajmują zbocza o nachyleniu od 6 do 7 %, a 80% interpretowanej całości stanowią obszary o nachyleniu do 10 %. Ryc. 13. Model spadków opisanych w skali procentowej. Największe spadki terenu występują w północno-wschodniej części Gór Izerskich (na wschód od Szrenicy). Również stoki szczytów Babiniec i Przedział charakteryzują się dużymi nachyleniami (10-20%). Północne stoki pasma szczytów od Przedniej Kopy do Wysokiego Kamienia charakteryzują się stosunkowo dużymi spadkami; nawet ponad 22%. Na obszarze tym (nieco niżej i już poza mapą) znajduje się droga nr 404, ze słynnym zakrętem śmierci, prowadząca Ze Szklarskiej Poręby do Świeradowa Zdroju. Kolejną lokalizacją występowania dużych spadków (15-20%) terenu jest rejon Tkackiej Góry i Koziego Grzbietu. Wschodnie zbocze Działu Izerskiego pokryte jest obecnie drzewami liściastymi i młodymi lasami iglastymi. Spadki na tym obszarze sięgają 12%. Szczyt i północne zbicze (do 15%) Tkackiej Góry na obszarach częściowo odsłoniętych, porośnięty jest obecnie młodym lasem mieszanym. Rejon Wysokiej Kopy jest to obszar o względnie małych spadkach (od 0 do 10%). Tym bardziej zastanawiające jest dlaczego do dziś odnowienia leśne postępują na tym terenie dość wolno. Powierzchnie odkryte znajdujące się w okolicach Muławskiego Wierchu są, jak na obszar łańcucha górskiego mało strome (od 5 do 9%) a ich wysokość jest zalewnie około 100m wyższa od Sinych Skałek. Ciekawe, że bezpośrednio położony obszar mokradeł (w 20 / 31

21 kierunku Kamiennika) charakteryzuje się spadkami od 10 do 15%, a pomimo to jest znacznie szczelniej pokryty roślinnością powierzchnia km spadek Ryc 14. Powierzchnie badanej sceny zajmowane przez zbocza o określonym nachyleniu. Najwyższe, odkryte obszary Gór Izerskich leżące na wschód od Sokolnika charakteryzują się bardzo stromymi zboczami (średnio od 20 do 40%) Określenie zagrożenia erozją wodną poszczególnych powierzchni Gór Izerskich Obszary o określonych spadkach zostały podzielone na grupy zagrożenia erozją wg metody Korelewskiego [1983]. Jest to metoda wybrana w celu wykonania porównania zagrożenia erozją z wynikami uzyskanymi w opracowaniu pt: Ocena stanu lasów w Karkonoszach i Górach Izerskich w latach 1986 i 1992 [1997]. W zależności od nachylenia terenu, poszczególne grupy gleb zakwalifikowane zostały do jednego z sześciu stopni zagrożenia erozją (potencjalną) (patrz: tab. 1). Ze względu na stosunkowo lekki skład granulometryczny gleb zagrożenie erozją jest duże, co stało się przyczyną ich zakwalifikowania do grupy 1. Dodatkową przyczyną takiej kwalifikacji są obserwacje efektów erozji przeprowadzone w terenie, które wskazują na bardzo łatwe przekształcanie się form erozji powierzchniowej w formę wgłębną, szczególnie na obszarach odkrytych, powodując wymywanie części spławialnych ze szkieletu. Ta grupa gleb wg metody Korelewskiego kwalifikowana jest w ścisłej zależności od spadku terenu. 21 / 31

22 Jedynie na zboczach poniżej 3 stopni (do 5.2%) możliwe jest określenie zerowego lub pierwszego stopnia zagrożenia erozją (patrz: tab. 1). Grupa I podlega rozpoczynającym się procesom erozji już przy nachyleniu zboczy powyżej 6 stopni (10.5%). Poniżej zamieszczony został obraz lokalizacji stopni erozji potencjalnej dla I grupy gleb (Ryc. 15). Ryc. 15. Stopnie zagrożenia erozją wodną (erozja potencjalna) obszarów Gór Izerskich z użyciem metody Korelewskiego [1983]. W badanej scenie zaznaczają się dwa północne stoki górskie szczególnie zagrożone erozją. Pierwszy leżący w północno-zachodniej części Gór Izerskich (stopnie zagrożenia 3+ i 4+), rozpoczynający się od Przedniej Kopy do Sinych Skałek i drugi rozpoczynający się od stoku g. Babiniec i sięgający wschodniej granicy Gór Izerskich (stopnie 3+, 4+ i 5+). Podobnie do wyników odczytanych z mapy spadków, na rycinie 15 zaznacza się nieznaczny wpływ erozyjności gleb i spadku zboczy na występowanie powierzchni leśnych, a nawet można dostrzec dość nietypową zależność (wobec braku obszarów użytkowanych rolniczo) braku lasów na najbardziej wypłaszczonych szczytach gór. Dobrymi przykładami mogą być tutaj rejony: Wysokiej Kopy, Cichej Równi albo Koziego Grzbietu i Działu Izerskiego, które są słabo porośnięte choć należą do najmniej zagrożonych na erozję wodną (stopnie zagrożenia 1 i 2[+] ). Kolejnym przykładem odradzającej się powierzchni leśnej na łagodnym, południowym stoku (stopnie 1 i 2[+] ) jest obszar pomiędzy g. Zwalisko, a Czerwonymi Skałkami. Po założeniu, że stopnie 1 i 22 / 31

23 2+ klasyfikują małe zagrożenie erozyjne, a stopnie 3+, 4+ i 5+ duże, to w obrębie leśnym Szklarska Poręba w porównaniu z obrębem Karkonoskiego Parku Narodowego występuje znacznie więcej powierzchni określonych małym stopniem potencjalnego zagrożenia erozją. Stosunek powierzchni względnych opisanych dwoma pierwszymi stopniami zagrożenia do trzech pozostałych dla obrębu Szklarskiej Poręby wynosi 78/22, podczas kiedy w KPN równa się 29.5/70.5. Przestrzenne rozmieszczenie poszczególnych stopni zagrożenia erozją w obrębach leśnych przedstawiono w tabeli 5. Cały obszar poddany interpretacji stopni zagrożenia erozją w skali procentowej przedstawia się następująco: 0 0.3%, %, 2(+) 42.8%, %, % i %. Tabela 5 Powierzchnie terenu zakwalifikowane do poszczególnych stopni erozji w całej scenie ortofotomapy i w poszczególnych obrębach leśnych stopnie zagrożenia erozją cała scena KPN Piechowice Świeradów Szklarska Poręba (+) ' ' ' W tabeli 6 zestawiono powierzchnie klas użytkowania na obszarach wyróżniających się różnym stopniem zagrożenia erozją wodną. Największe powierzchnie leśne znajdują się w obszarach o średnim zagrożeniu erozyjnym 2(+) (tab. 6a, klasa km 2, klasa km2). Obszary zaklasyfikowane jako 3 i 4 zajmują największe powierzchnie również na łagodnych stokach (stopień 1) i zakwalifikowanych do stopnia 3+ erozji potencjalnej. W tym przypadku pojawiają się w dużej ilości powierzchnie zakwalifikowane do klasy 5. Lasy przerzedzone wieloletnie (klasa 6) porastają zbliżone powierzchnie na obszarach o różnych stopniach zagrożenia, lecz procentowy udział tych powierzchni jest bardzo zróżnicowany. Analiza danych zawartych w tabeli 6b wskazuje, że wzrost zagrożenia erozją nie stanowi ograniczenia dla rozwoju powierzchni lasów w skali względnej. Na zboczach o największych stopniu zagrożenia erozją 3+ i 4+ znajdują się dojrzałe drzewostany. 23 / 31

24 Tabela 6 Zestawienie poszczególnych powierzchni leśnych Gór Izerskich sklasyfikowanych na podstawie interpretacji obrazów satelitarnych (metoda Mindist ) porastających gleby znajdujące się w poszczególnych stopniach zagrożenia erozją a) w jednostkach bezwzględnych, b) względnych a) Klasa użytkowania powierzchni stopień: Powierzchnia zagrożenia erozją 1 2(+) '3+ '4+ ' b) Klasa użytkowania powierzchni stopień: Powierzchnia zagrożenia erozją 1 2(+) '3+ '4+ ' Największą powierzchnię zajmują gleby określone 2(+) stopniem zagrożenia erozją (tab. 6) - pow km2. Porośnięte są one w podobnym stopniu przez lasy młode (klasa 2 i %), jak i dojrzałe (klasa 4, 5 i %). Obszary nieporośnięte stanowią 11,4% powierzchni. W podobnym stopniu wykształcona jest gospodarka leśna na obszarach słabo zagrożonych erozją spływową (stopień zagrożenia 1 powierzchnia ca km2). Klasy 2 i 3 stanowią 40.22%, a 4, 5 i %. Obszary o 3+ stopniu erozji potencjalnej porośnięte są lasami w 65% (klasy 4, 5 i 6). Młode lub rzadkie lasy (klasa 2 i 3) stanowią 27.4% powierzchni, a obszary nieporośnięte lub pokryte ubogimi trawami (klasa 1) stanowią jedynie 6.8%. Stopień 4+ występuje na niewielkiej powierzchni 4.7 km2. Są one głównie porośnięte lasem dojrzałym (73.7%). Niewielkie powierzchnie o największych spadkach znajdujące się w rejonie Śnieżnych Kotłów są to głównie tereny odkryte (blisko 75% tych powierzchni). 24 / 31

25 5. Podsumowanie i dyskusja W wyniku wykonanych interpretacji zdjęć satelitarnych, możliwe stało się zakwalifikowanie obszarów do poszczególnych klas użytkowania Gór Izerskich i fragmentu zachodniej części Karkonoszy (patrz pkt i tabela 2). Klasyfikacja poszczególnych 6 grup powierzchni leśnych i obszarów odkrytych, pozwoliła na ujęcie ilościowe zmian zagospodarowania badanego terenu (tab. 3). Powierzchnia nie pokryta roślinnością (klasa 1) w roku 2005 zajmowała w scenie 12,4 km2, co stanowiło 7,3% interpretowanej powierzchni. Powierzchnia młodych lasów porastających obszary ubogie i wylesione (klasy 2 i 3), w stanowiła 24% powierzchni, czyli 40,2 km2, a obszary leśne (klasy 4, 5 i 6) 54,9 km2, co stanowiło 32% badanej powierzchni Gór Izerskich. Największe spadki terenu występują w północno-wschodniej części Gór Izerskich (na wschód od Szrenicy). Również stoki szczytów Babiniec i Przedział charakteryzują się dużymi nachyleniami (10-20%). Rejon Wysokiej Kopy jest to obszar o względnie małych spadkach (od 0 do 10%). Obszary o określonych spadkach zostały podzielone na grupy zagrożenia erozją wg metody Korelewskiego [1983]. Gleby występujące w Górach Izerskich odznaczają się dużą erozyjnością. Są to gleby w których erozja powierzchniowa łatwo przekształcać się może w erozję liniową. Już przy stopniu zagrożenia 3+, pojawiać się będzie ta forma erozji, co przy słabo wykształconych glebach leśnych stanowi dużą stratę substancji odżywczych dla roślin. Nieco poniżej 30% powierzchni poddanej ocenie jest silnie zagrożona erozją liniową, a na blisko 43% występować może proces erozji powierzchniowej. Lasy porastające obszary na których występowały drzewostany uszkodzone i zniszczone (klasy 2 i 3) znajdują się głównie w zachodniej części Gór Izerskich, co powoduje, że największe straty poniesione zostały w obrębie Szklarska Poręba. Jest to zastanawiające z uwagi na fakt, że jest to niższa część Gór Izerskich. Wyniki klasyfikacji stanu lasów wskazują, że znacznie bardziej zagrożone są siedliska znajdujące się na stokach południowych w porównaniu ze stokami północnymi. Możliwe jest, że wyjątkowo surowy klimat Gór Izerskich, w porównaniu z ich wysokością jest powodem występowania częstych zjawisk pogody powodujących osłabienie drzewostanów. Silne wiatry południowe przewalające się przez graniczną część Gór Izerskich i Karkonoszy mogą, lub mogły w latach 80-tych XX wieku, powodować nanoszenie zanieczyszczeń lub ułatwić propagację szkodnika z południowej części Europy. Wyniki interpretacji wskazują, że lepiej zachowane są drzewostany występujące na większych spadkach. Autor nie podejmuje dyskusji na ten temat. Możliwe, że chemizm 25 / 31

26 gleb (szczególnie niskie ph) przy dużym udziale szkieletu kwarcowego ma silniejszy wpływ na jakość siedlisk leśnych niż ich erozyjność. Dodatkową ochronę przed erozją zapewniają łąki porastające tereny pozostałe po katastrofie ekologicznej z lat 80-tych. 6. Porównanie wyników pracy z wynikami opracowania 1997 W niniejszej pracy obszar poddany analizie jest zbliżony do poprzedniego opracowania [Bartnik i inni 1997], jednak obejmuje mniejszą powierzchnię. Interpretacji poddane zostały obręby leśne: Szklarska Poręba, KPN, Piechowice i Świeradów. Jedynie obręb Szklarska Poręba został poddany analizie prawie w całości (61.55 km2), a w obrębie Świeradów interpretowano jedynie 3.67 km2. Poprzednie opracowanie obejmowało ponad 185km2. Przeprowadzono w nim interpretację następujących powierzchni: km 2 obrębu Szklarska Poręba, km2 obrębu Świeradów, km2 obrębu Piechowice, km2 obrębu KPN i 4.19 km2 obrębu Śnieżka. Porównanie stopnia wylesień i zagrożeń erozją możliwe jest dla obrębów Szklarska Poręba, KPN i Piechowice. Zobrazowanie satelitarne z roku 2005 zostało poddane interpretacji bardziej szczegółowej w porównaniu ze zobrazowaniami z lat 1986 i 1992, gdzie wykonano podział na obszary zalesione i wylesienia. Wobec tego zgrupowano klasy 1, 2 i 3, a następnie porównano je z obszarami wylesionymi, a klasy 4, 5 i 6 porównano z powierzchniami zalesionymi określonymi w roku 1997 (tab. 7). Porównanie ilości procentowej powierzchni znajdujących się w poszczególnych obrębach skłania do stwierdzenia, że po zaistniałej katastrofie najsilniejsze zmiany następowały pomiędzy zobrazowaniami wykonanymi w latach 1986 i Porównanie z rokiem 2005 wskazuje na stabilizację powierzchni leśnych, jednakże dokładna analiza powierzchni wylesionych (podzielonych na klasy 1, 2 i 3) przeprowadzona na niniejszej pracy wskazuje na istniejącą sukcesję lasów na te obszary (patrz: Tabela 4). Dość duże rozbieżności w rozlokowaniu powierzchni leśnych i wylesionych występują pomiędzy interpretacjami wykonanymi w latach 1986 i 92, a wynikami uzyskanymi przy użyciu danych z roku 2005 (tabele 8 i 9). W tabelach tych porównano całe sceny, co z pewnością wpłynęło na wyniki interpretacji ze względu na sceny obejmujące wyżej położone obszary Karkonoszy i niższe obszary obrębu Świeradów. Porównywalne wyniki powierzchni wylesień zakłócone są dla braku zagrożenia, które nie zostało określone dla roku Trendy są jednak zbliżone. W całej przestrzeni czasu od roku 1986 do 2005 najwięcej powierzchni znajduje się w 2(+) stopniu zagrożenia erozją. Przy określeniu erozji potencjalnej pod powierzchnią lasów w opracowaniu wykonanym dla lat 1986 i 1992 przekwalifikowano zagrożenie erozji wodnej 26 / 31

27 o jeden stopień korzystniej. Podczas porównywania wyników w tabeli 9 wykonano analogiczną kwalifikację erozyjności gleb. Tabela 7 Zestawienie ocen powierzchni lasów i wylesionych przeprowadzonych dla lat 1986, 1992 i 2005 w skali: a) bezwzględnej i b) względnej. a) 1986/92 Obręb 1986 Pow. Obrębu 1992 Pow. Pow. lasów wylesiona Pow. lasów Szklarska Poręba Piechowice KPN Pow. Pow. wylesiona Pow. lasów wylesiona b) 1986/ Pow. Pow. lasów wylesiona Pow. lasów 2005 Pow. Pow. wylesiona Pow. lasów wylesiona Obręb Pow. Obrębu Szklarska Poręba Piechowice KPN Tabela 8 Powierzchnie obszarów zakwalifikowanych jako wylesienia Stopień zagrożenia Powierzchnia wylesień nie ma (+) ' ' ' Tabela 9 Powierzchnie obszarów zakwalifikowanych jako obszary leśne Stopień zagrożenia Powierzchnia lasu nie ma / 31

28 Wyniki przedstawione w tabeli 9 wskazują na brak zmienności powierzchni leśnych dla stopni zagrożenia 0 (brak erozji) i 1. Wyniki pozornie różnią się natomiast dla stopni 2 i 3. Różnice powierzchni interpretowanych obszarów satelitarnych generują jednak inne wyniki interpretacji. Stosunek powierzchni leśnych pozostaje zbliżony dla lat 80-tych, 90tych i roku Procesy erozyjne, związane między innymi ze zmniejszaniem się zasobności gleby w składniki pokarmowe, zachodziły szczególnie intensywnie w okresie nagłego obumierania drzewostanów na skutek odsłonięcia stoków pokrytych w niewielkim stopniu roślinnością runa, charakterystyczną dla zwartych drzewostanów. Po powstaniu nowych zbiorowisk roślinnych niebezpieczeństwo erozji zmniejszyło się, a obumierające części nadziemne roślin w procesie rozkładu wzbogacają glebę w składniki pokarmowe dostępne dla drzew, które zdołały przetrwać. Zmniejszone procesy erozyjne oraz kumulacja składników pokarmowych w poziomie organicznym może być jedną z licznych przyczyn poprawienia się warunków wzrostu świerka występującego na obszarach katastrofy ekologicznej. Wpływ siły wiatru na lasy Gór Izerskich został dostrzeżony w opracowaniu z roku Ze względu na stabilizację ekosystemu na obszarach leśnych Gór Izerskich postępującą od roku 1992, przedstawiono tabelę obrazującą natężenie erozji liniowej dla gleb o 5+ stopniu zagrożenia erozją wodną (tabela 10). Tabela 10 Natężenie erozji na spadkach opisanych stopniem 5+ Stopień Natężenie erozji zagrożenia [t/ha/rok] x 10 4 Próbka nr 2 Erozja na terenach wylesionych [t/ha/rok] x i 1997 min max min max min max 0,0276 0,0552 9,5 19,1 7,4 14,8 0,0363 0, ,5 20,9 9,7 16,2 5+ Próbka nr 8 5+ [Bartnik i inni 1997] 7. Zarys pracy opracowania II W części II opracowania przedstawiona zostanie ocena intensywności erozji wodnej w obszarach zlewni potoków: Czerniawki i Płuczki, a także potoku Ciekoń. Na podstawie wykonanych NMT w poszczególnych zlewniach przeprowadzona zostanie analiza spadków zlewni i zagrożeń erozyjnych w w/w zlewniach. Na podstawie wykonanych pomiarów prędkości przepływu, spadku dna i uziarnienia zostaną określone warunki stabilności dna i reżimu hydrologicznego wymienionych potoków. 28 / 31

29 Literatura: Bartnik W., Michalik A., Mietelski J., Niemtur S., Strużyński A., 1997, Ocena stanu lasów w Karkonoszach i Górach Izerskich w latach 1986 i ss. 50, maszynopis, Bartnik W., Michalik A., Niemtur S., Strużyński A., 1998, Przebieg procesów wylesienia w Górach Izerskich na podstawie zdjęć satelitarnych, Las i Woda, Referaty i Materiały Pokonferencyjne, Międzynarodowa Konferencja Naukowa, Las i Woda, Politechnika Krakowska, IBL w Warszawie, s , Korelewski K., 1983, Przyrodnicze podstawy użytkowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej, Akademia Rolnicza w Krakowie, skrypt, Przybylski T., 1994, Zagrożenie dla występowania świerka w Sudetach powodowane przez skażenie środowiska, Prace IBL ser. B, nr 21, inne źródła i licencje: Opr. zb., 1999a, Mapa przeglądowa siedlisk Nadleśnictwa Szklarska Poręba obrębu Szklarska Poręba, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych we Wrocławiu stan na 1 stycznia 1999, Powierzchnia ogólna 7011,57 ha, mapa w skali 1:25 000, Opr. zb., 1999b, Mapa przeglądowa siedlisk Nadleśnictwa Szklarska Poręba obrębu Piechowice, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych we Wrocławiu stan na 1 stycznia 1999, Powierzchnia ogólna 7170,73 ha, mapa w skali 1:25 000, Opr. zb., 1999c, Mapa przeglądowa zagrożenia środowiska leśnego i ochrony lasu Nadleśnictwa Szklarska Poręba obrębu Szklarska Poręba, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych we Wrocławiu stan na 1 stycznia 1999, Powierzchnia ogólna 7011,57 ha, mapa w skali 1:25 000, Opr. zb., 1999d, Mapa przeglądowa zagrożenia środowiska leśnego i ochrony lasu Nadleśnictwa Szklarska Poręba obrębu Piechowice, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych we Wrocławiu stan na 1 stycznia 1999, Powierzchnia ogólna 7170,73 ha, mapa w skali 1:25 000, źródła danych cyfrowych: Techmex, 2005, Ortofotomapy cyfrowe pochodzące z satelity Ikonos. Techmex są, ul. Partyzantów 71, Bielsko Biała. CODGiK, 2004, NMT, Dział Fotogrametrii i Teledetekcji, Warszawa, ul. Olbrachta / 31

30 wikipedia: oprogramowanie: Idrisi 2.0 for Windows, Nr ser Surfer 8 Nr ser WS AutoCad 2004 Nr ser Open Office 3.0 Licencja Open Source Gimp Licencja Open Source 30 / 31

31 Załącznik 1. Mapa turystyczna Gór Izerskich (źródło: 31 / 31