Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew iglastych z Wyżyny Kieleckiej

Transkrypt

1 sylwan 156 (5): , 2012 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew iglastych z Wyżyny Kieleckiej Dendrochronological evaluation of the impact of industrial imissions on main coniferous species in the Kielce Upland ABSTRACT Wertz B Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew iglastych z Wyżyny Kieleckiej. Sylwan 156 (5): Intensive development of industry in the second half of the 20 th century resulted in significant changes in the level of pollutants emitted into the atmosphere in Poland. The paper presents an analysis of increment of three economically significant coniferous species (pine, fir and larch) in the Kielce Upland. The calculated incremental indices show that the reaction of trees in the years of the growing impact of air pollution was a decrease in tree ring widths and an increase in the variation of growth. Fir was found to be the most sensitive among the tested species, while larch the least sensitive. The performed spatial analysis indicates a significant impact of air pollution from the neighbouring, highly industrialized Śląsk and Małopolska regions on the radial increment of trees in the Kielce Upland. KEY WORDS dendrochronology, imissions, Kielce Upland, Poland Addresses e mail: b.wertz@ur.krakow.pl Katedra Dendrometrii; Uniwersytet Rolniczy; Al. 29 Listopada 46; Kraków Wstęp Określenie wpływu imisji przemysłowych na drzewa jest zadaniem skomplikowanym ze wzglę du na fakt, że oddziaływanie to może dotyczyć znacznego obszaru. Ponadto zanieczyszczenia mogą wpływać na ekosystemy leśne w sposób bezpośredni oraz pośredni, a ich oddziaływanie zależy w dużym stopniu od cech ekosystemu oraz składu fizyko chemicznego samych zanie czyszczeń [Greszta i in. 2002]. Oddziaływanie to często bywa silnie destrukcyjne i może prowa dzić do nieodwracalnego przekształcenia składu gatunkowego ekosystemów [Świercz 2005]. Dlatego też zdefiniowanie ewentualnego zagrożenia ze strony imisji przemysłowych jest dla gospodarki leśnej bardzo istotne. Niniejsza praca miała na celu wielkoobszarową analizę zmienności przyrostów radialnych trzech gatunków drzew iglastych, pełniących istotną rolę lasotwórczą w Polsce oraz wyekspono wanie zmienności, wynikającej z wpływu zanieczyszczeń powietrza. Badania przeprowadzono na obszarze Wyżyny Kieleckiej, regionu położonego w południowo centralnej Polsce, gdzie na przełomie lat 60. i 70. XX wieku nastąpił intensywny rozwój zakładów przemysłowych, szcze gólnie zakładów energetycznych oraz cementowni.

2 380 Materiał i metody Badaniami objęto jodłę, sosnę i modrzew, czyli gatunki o odmiennych wymaganiach ekologicz nych. Założono łącznie 93 stanowiska badawcze, rozmieszczone w nieregularnej siatce, opierają cej się na podziale terytorialnym Lasów Państwowych i przestrzennym usytuowaniu kompleksów leśnych na terenie Wyżyny Kieleckiej (ryc. 1). 33 stanowiska założono dla jodły, 28 dla mod rzewia oraz 32 dla sosny. Stanowiska te zlokalizowano w co najmniej 70 letnich drzewosta nach, zróżnicowanych pod względem składu gatunkowego, struktury, wieku i warunków siedli skowych, które nie znajdowały się w bezpośrednim sąsiedztwie zakładów przemysłowych. Na podstawie dostępnych informacji stanowiska badawcze lokalizowano w drzewostanach, w sąsiedztwie których w przeszłości nie przeprowadzano melioracji, nie wykonywano zrębów zupełnych i nie odnotowywano masowych gradacji foliofagów. Na każdym stanowisku dokonano wyboru około 30 drzew, pełniących dominującą rolę w drzewostanie (I lub II klasa biosocjalna Krafta) i niewykazujących wyraźnych deformacji oraz uszkodzeń pnia i korony. Z drzew tych, od północnej strony pnia, za pomocą świdra przyro stowego Presslera pozyskano po jednym wywiercie z wysokości 1,3 m od powierzchni gruntu. Pomiaru szerokości słojów rocznych dokonano przy użyciu przyrostomierza Biotronik, za pewniającego dokładność 0,01 mm. Do synchronizacji i datowania dendroskal wykorzystano program COFECHA z pakietu DPL [Holmes 1986, 1994]. Pominięto fragmenty sekwencji Ryc. 1. Lokalizacja stanowisk badawczych na terenie Wyżyny Kieleckiej dla jodły (1 33), modrzewia (34 61) oraz sosny (62 93) na tle kompleksów leśnych oraz granic podziału terytorialnego na nadleśnictwa Location of the study sites in the Kielce Upland for fir (1 33), larch (34 61) and pine (62 93) against the forest complexes and boundaries of the territorial division into forest districts

3 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew 381 przyrostowych wykazujące charakterystyczny dla wieku juwenilnego dodatni trend przyrostowy, uwzględniając w analizach jedynie część sekwencji po kulminacji bieżącego przyrostu grubości. W celu oceny zmian przyrostu drzew, dla każdego stanowiska badawczego obliczono wartości dwóch wskaźników przyrostowych, umożliwiających bezpośrednie porównanie warto ści dla każdego roku z przedziału Wartości chronologii standardowej (I t ) obliczono zgodnie ze wzorem: N æ rnt ö åç n= g nt I t = 1 è ø N t gdzie: I t wartość stanowiskowej chronologii standardowej w roku t, r nt przyrost drzewa n w roku t, g nt wartość krzywej wyrównującej przyrost dla drzewa n w roku t, N t liczba drzew w roku t. Proces standaryzacji pozwolił na zminimalizowanie zmienności, wynikającej z aktualnego wieku drzew oraz wpływu czynników o charakterze długookresowym. Do każdej sekwencji osobniczej (dendroskali) przy pomocy programu ARSTAN [Cook, Holmes 1986] dopasowano indywidu alną krzywą wyrównującą. Zastosowano dopasowanie krzywej ekspotencjalnej, a w przypadku braku powodzenia dopasowywano do sekwencji przyrostowych malejącą funkcję liniową lub wartość średnią z danej dendroskali. Wartości współczynnika zmienności indeksów przyrostowych (V t ) obliczono zgodnie ze wzorem: N æ rnt åç - I t è g nt N -1 n= 1 t V t = 100 I t gdzie: V t wartość stanowiskowa współczynnika zmienności indeksów przyrostowych w roku t [%], r nt przyrost drzewa n w roku t, g nt wartość krzywej wyrównującej przyrost dla drzewa n w roku t, I t wartość stanowiskowej chronologii standardowej w roku t, N t liczba drzew w roku t. Otrzymane w efekcie stanowiskowe sekwencje obliczonych indeksów uśredniono dla wszy stkich stanowisk badawczych danego gatunku w celu utworzenia chronologii regionalnych oraz dla poszczególnych dziesięcioleci z okresu i dla 6 letniego okresu , aby ograniczyć wpływ zmienności krótkookresowej, zależnej przede wszystkim od czynników mete orologicznych [Rubino, McCarthy 2004]. Założono, że wyeksponowana w efekcie zmienność średniookresowa, wobec faktu lokalizacji stanowisk badawczych na dużym obszarze, zależna była w głównej mierze od zmian presji zanieczyszczeń przemysłowych. Prezentacji zmienności czasowo przestrzennej obliczonych wskaźników dokonano przy pomocy programu ArcGis i algorytmu interpolacyjnego IDW. Wyniki Na podstawie zmian obliczonych wskaźników przyrostowych wyodrębnić można trzy okresy (ryc. 2 4). W pierwszym, obejmującym w przybliżeniu lata , wartości chronologii 2 ö ø

4 382 standardowych kształtowały się na poziomie zgodnym z przebiegiem krzywych modelowych, a współczynnik zmienności indeksów oscylował na poziomie 40%. Drugi okres obejmował w przybliżeniu lata Charakterystyczny był dla niego spadek wartości chronologii standardowych poniżej jedności, przy jednoczesnym stałym wzrośnie zmienności odkładanych Ryc. 2. Regionalna chronologia standardowa (I gruba linia) oraz zmiany współczynnika zmienności indeksów przyrostowych (V cienka linia) jodły z Wyżyny Kieleckiej Regional standard chronology (I thick line) and changes in the coefficient of variation of incremental indices (V thin line) for fir in the Kielce Upland Ryc. 3. Regionalna chronologia standardowa (I gruba linia) oraz zmiany współczynnika zmienności indeksów przyrostowych (V cienka linia) sosny z Wyżyny Kieleckiej Regional standard chronology (I thick line) and changes in the coefficient of variation of incremental indices (V thin line) for pine in the Kielce Upland

5 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew 383 Ryc. 4. Regionalna chronologia standardowa (I gruba linia) oraz zmiany współczynnika zmienności indeksów przyrostowych (V cienka linia) modrzewia z Wyżyny Kieleckiej Regional standard chronology (I thick line) and changes in the coefficient of variation of incremental indices (V thin line) for larch in the Kielce Upland przyrostów. Ostatni okres rozpoczął się pod koniec lat 80. XX wieku i trwał do roku 2005, stano wiącego koniec badań. Nastąpiło w nim odwrócenie obserwowanych poprzednio tendencji. Jednocześnie stwierdzono wyraźny wzrost wartości chronologii standardowych przy jednocze snym spadku wartości współczynnika zmienności. Mimo że badane gatunki różnią się wyraźnie pod względem wymagań ekologicznych, w okresie intensywnych zmian emisji zanieczyszczeń powietrza u wszystkich zaznaczył się spadek wartości chronologii indeksów. W latach 80. XX wieku spadek ten systematycznie się pogłębiał, natomiast w latach nastąpiło nagłe odwrócenie tego trendu. Efektem był wyraźny wzrost szerokości słojów przyrostu rocznego u wszystkich badanych gatunków. Różny był jednak zarówno czas rozpoczęcia, jak i trwania obserwowanych średniookresowych zmian obliczonych wskaźników przyrostowych. Największy zakres oraz dynamikę ich zmian zaobserwowano u jodły, dla której chronologia standardowa osiągnęła w latach 80. średnio wartość 0,75, co świadczy o 25% redukcji przyrostów (ryc. 2). Równolegle systematycznie wzrastała zmienność reakcji przyro stowych wartości współczynnika zmienności osiągnęły wówczas średnio ponad 64%. Od po czątku lat 90. nastąpiło odwrócenie tych tendencji, przejawiające się wyraźnym wzrostem wartości chronologii standardowych do poziomu 1,46 oraz spadkiem współczynnika zmienności indeksów przyrostowych do wartości 48%. Analiza przestrzenna wykazała, że największa dynamika zmian dotyczyła jodeł z zachodniej i południowo zachodniej części Wyżyny Kieleckiej. Jednak stosunkowo niska liczba stanowisk badawczych nie pozwala jednoznacznie wyodrębnić na analizowanym terenie obszarów jed norodnych pod względem presji zanieczyszczeń przemysłowych na lasy. Zmiany przestrzenne obliczonych wskaźników dla sosny oraz modrzewia były podobne do obserwowanych u jodły. Ich dynamika była jednak zdecydowanie mniejsza, a czas trwania poszczególnych faz krótszy (ryc. 5 i 6). W latach średniookresowego spadku wartości indeksów przyrostowych najwcze śniejszą i najsilniejszą reakcję można stwierdzić u drzew z zachodniej części Wyżyny Kieleckiej.

6 384 Ryc. 5. Przestrzenne zróżnicowanie średniej dekadowej chronologii standardowej jodły, sosny i modrzewia z Wyżyny Kieleckiej Spatial variation of average decade standard chronologies for fir, pine and larch in the Kielce Upland Wzrost wartości indeksów przyrostowych w latach 90. dotyczył natomiast głównie południowo zachodniej części obszaru badań (ryc. 5). Jednocześnie nadal utrzymywały się na tym obszarze względnie wysokie wartości współczynników zmienności obliczonych indeksów (ryc. 6). Nieco odmiennie niż u pozostałych gatunków kształtuje się zmienność współczynnika zmienności indeksów przyrostowych sosny. Wzrost obserwowany w latach 70. koncentruje się na północno wschodniej części Wyżyny Kieleckiej, podczas gdy w latach 80. obejmuje drzewa z całego terenu badań. Wartości tego wskaźnika utrzymują się na wysokim poziomie we wschodniej części Wyżyny Kieleckiej aż do końca okresu badawczego.

7 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew 385 Ryc. 6. Przestrzenne zróżnicowanie średniej dekadowej wartości współczynnika zmienności indeksów przyrosto wych jodły, sosny i modrzewia z Wyżyny Kieleckiej Spatial variation of the average decade value of the coefficient of variation of incremental indices for fir, pine and larch in the Kielce Upland Dyskusja Dynamiczne zmiany wielkości emitowanych zanieczyszczeń, które występowały w drugiej połowie XX wieku [Świątczak 2002], mogą wywierać istotny wpływ na środowisko przyrodnicze, w tym lasy [Muzika i in. 2002; Feliksik, Wilczyński 2003]. Ocena tego oddziaływania i jego zmian w czasie nie jest zadaniem łatwym, chociażby ze względu na powszechny brak danych o stęże niu określonych pierwiastków w drzewostanach w latach ubiegłych. W tej sytuacji jednym

8 386 z nielicznych sposobów opisu oddziaływania imisji przemysłowych na lasy w minionych deka dach może być analiza słojów przyrostów radialnych, w których w sposób pośredni zarejestro wane zostają czynniki warunkujące przyrost drzew [Fritts 1971]. Wyodrębnienie roli zanieczyszczeń przemysłowych w tym procesie nie jest zadaniem łatwym i wymaga starannego doboru odpowiednich metod analiz dendrochronologicznych [McLaughlin i in. 2002]. Dendrochronologiczną ocenę wpływu zanieczyszczeń na drzewa pro wadzi się z sukcesem przede wszystkim w skali lokalnej. W badaniach takich zakłada się naj częściej dominujący wpływ punktowego źródła emisji, a stanowiska badawcze lokalizowane są w homogenicznych, jednogatunkowych drzewostanach o zbliżonych warunkach siedliskowych. Stosunkowo rzadko badania wpływu imisji dotyczą większego obszaru oraz jednoczesnej analizy kilku gatunków drzew [McLaughlin, Bräker 1985; Le Blanc 1998; Bräker 2002]. W badaniach reakcji przyrostowych drzew na wpływ zanieczyszczeń przemysłowych często wykorzystuje się metodę analizy nagłych zmian przyrostów rocznych [Schweingruber i in. 1986], stosując nie kiedy jej modyfikacje. Metoda ta, polegająca na wyznaczeniu procentowego udziału drzew w wyróżnionych klasach redukcji przyrostu, znalazła dość szerokie zastosowanie w dendro chronologicznej ocenie wpływu zanieczyszczeń przemysłowych na drzewa [Kienast 1985; Szychowska Krąpiec, Krąpiec 2002; Danek 2007]. Za pewną jej wadę można jednak uznać w dużej mierze subiektywny wybór drzew, stanowiących poziom odniesienia dla ocenianych redukcji przyrostów drzew. W niniejszej pracy, w celu możliwie obiektywnego scharakteryzowania zmienności przy rostów drzew na dużym obszarze, zdecydowano się na wykorzystanie dwóch stosunkowo prostych i obiektywnych wskaźników chronologii standardowej oraz współczynnika zmien ności indeksów przyrostowych. Aby zbadać wpływ imisji przemysłowych na drzewa rosnące w różnych warunkach siedliskowych na dużym obszarze, stanowiska badawcze zakładano w zróż nicowanych drzewostanach. Wobec braku szczegółowych danych o zmienności czasowej wielu czynników ekologicznych, mogących wpływać na przyrost drzew w ubiegłych dziesięcioleciach, wykorzystano metodykę, eksponującą zmienność średniookresową badanych sekwencji przy rostowych. Otrzymane wyniki dają podstawy do stwierdzenia, że wybrana metodyka może być alternatywą lub cennym uzupełnieniem metody Schweingrubera, a średniookresowa analiza obliczonych wskaźników może dawać dobre przesłanki do obiektywnej oceny wpływu imisji na przyrost drzew. Podobne podejście można również zaobserwować u autorów podejmujących podobną tematykę badań [Warren 1989; Elling i in. 2009]. Otrzymane wyniki ukazują wyraźnie, że wśród badanych gatunków największą wrażliwo ścią na wpływ imisji przemysłowych w latach charakteryzowała się jodła, najmniejszą zaś modrzew. Takie uszeregowanie wrażliwości poszczególnych gatunków jest zbieżne z oceną przedstawianą przez innych autorów. W badaniach jodły i sosny w Powsinie i Olkuszu Molski [1987] stwierdził bowiem wyraźnie większe redukcje szerokości odkładanego drewna u jodły, znajdującej się pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych. W badaniach koncentrujących się na obserwacji zmian właściwości drewna pięciu gatunków drzew pod wpływem skażeń śro dowiska Niedzielska [1991] zauważyła, że spadek szerokości przyrostów rocznych najwcześniej i najsilniej zaznaczył się u jodły. U sosny miał on przebieg znacznie łagodniejszy, u modrzewia przyrosty nie spadały poniżej wartości uznanych za normalne. Ponadto w latach Niedzielska [1991] zaobserwowała u większości badanych gatunków wzrost szerokości przy rostów rocznych w stosunku do poprzedniego dziesięciolecia, który najsilniej zaznaczył się u jodły i modrzewia. Również Feliksik [1991, 1995] w swoich badaniach nad wrażliwością na zanieczy szczenia przemysłowe buka, jodły, świerka, sosny i modrzewia wykazał, że największą wrażli

9 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew 387 wością wśród badanych gatunków odznaczała się jodła, najmniejszą zaś modrzew. Odporność na zanieczyszczenia sosny zależała natomiast w dużym stopniu od zasobności siedliska, w jakim wzrastała. Badania na wpływem zanieczyszczeń z Zakładów Azotowych w Puławach prowadzono również dla różnych proweniencji sosny, dębu, modrzewia polskiego i modrzewia japońskiego [Oleksyn i in. 1993]. Autorzy stwierdzili w nich zróżnicowaną reakcję sosny w zależności od proweniencji. Redukcje wielkości jej słojów przyrostowych wynosiły w latach największych uszkodzeń 35 41%. W tym samym okresie modrzewie wykazały zwiększone wartości przyrostów radialnych, co autorzy tłumaczą nawożącym wpływem związków azotowych przewyższającym szkodliwe działanie dwutlenku siarki. Obserwowane zróżnicowanie reakcji poszczególnych gatunków wskazuje na ich poten cjalną rolę jako indykatorów wpływu imisji przemysłowych. Dotychczasowe badania wskazują, że oprócz jodły wykorzystywać można w tym celu sosnę [Koval i in. 2002; Juknys i in. 2003]. Znacznie słabsze, choć zbieżne z pozostałymi gatunkami reakcje przyrostowe modrzewia, pozwalają przypuszczać, że gatunek ten może odgrywać rolę bioindykatora stanu zanieczysz czenia powietrza na obszarach, gdzie sosna i jodła nie występują bądź są uszkadzane w znacz nym stopniu. Wniosek taki należałoby potwierdzić w dodatkowych badaniach, uwzględniających informacje o zmienności innych czynników środowiskowych, modelujących średniookresowy przyrost drzew tego gatunku. Analiza częstości wiatrów, na podstawie danych ze stacji IMGW w Kielcach oraz ze Świętego Krzyża, pozwala stwierdzić, że na obszarze Wyżyny Kieleckiej dominują wiatry zachodnie, połud niowo zachodnie i południowe. Obserwowane najwcześniejsze i najsilniejsze zmiany wartości obliczonych wskaźników u drzew w południowo zachodniej części obszaru badań pozwalają przypuszczać, że dużą rolę w kształtowaniu przyrostów drzew odegrały silnie uprzemysłowione i zurbanizowane województwa, sąsiadujące z Wyżyną Kielecką od strony południowo zachod niej. Przede wszystkim jest to województwo śląskie (wcześniej katowickie) i małopolskie (wcze śniej krakowskie), których łączny udział w sumarycznej emisji atmosferycznych zanieczyszczeń na terenie Polski przekraczał w badanym okresie 30%. Przypuszczenie to potwierdzają wyniki osiągnięte przez innych autorów, badających reakcje przyrostowe drzew z tego obszaru [Szychow ska Krąpiec, Krąpiec 2002; Szychowska Krąpiec 2004; Danek 2007]. Ze względu na znaczny zasięg oddziaływania emisji przemysłowych można ponadto podejrzewać, że deponowane tu były również zanieczyszczenia przemysłowe pochodzące z dalszych obszarów Polski południo wej i zachodniej oraz Czech [Kulig 1964; Jóźwiak, Wróblewski 2002]. Interesujący jest dynamiczny wzrost wartości indeksów przyrostowych w latach , który wśród badanych gatunków w największym stopniu dotyczył jodły. Wydaje się, że oprócz faktu znacznej redukcji ilości zanieczyszczeń przemysłowych emitowanych przez zakłady prze mysłowe, w procesie tym mogły odegrać rolę dodatkowe czynniki. Mogły nimi być: wzrost potencjału przyrostowego osobników pozostałych w drzewostanie, wynikający z wydzielenia się osobników słabszych [Sutherland, Martin 1990; Jämbäck i in. 1999], uwalnianie składników pokarmowych, dostarczonych do ekosystemu w postaci imisji przemysłowych [Świercz 2005] oraz potencjalnie korzystne dla drzew zmiany klimatyczne, objawiające się głównie długo falowym wzrostem temperatury oraz spadkiem ilości opadów [Thompson 1981; Cook 1989]. Analiza dostępnych danych meteorologicznych z terenu badań nie potwierdziła długofalowych zmian klimatycznych, obserwowanych przez innych autorów [Kundzewicz, Przymusińska 2002], natomiast pozostałe wymienione czynniki mogą być w sposób bezpośredni lub pośredni powią zane ze zmianami ilości zanieczyszczeń w atmosferze. Podobne wnioski wynikają z badań prowadzonych w Niemczech [Eckstein, Saß 1989; Elling 2001; Elling i in. 2009].

10 388 Obserwowana dodatnia reakcja przyrostowa drzew w latach była wyjątkowo dynamiczna, szczególnie w aspekcie zaawansowanego wieku badanych drzewostanów. W pewnym stopniu może to tłumaczyć wykorzystana metodyka, której podstawą są indeksy przyrostowe. Ponieważ w procesie indeksacji krzywe modelujące przyrost poszczególnych osob ników były dopasowywane na podstawie wartości z całego życia drzew, redukcje przyrostów w latach z pewnością zaniżyły wartości funkcji modelujących. Mając to na uwadze, można przypuszczać, że faktyczny spadek szerokości przyrostów radialnych drzew w latach intensywnego oddziaływania przemysłu był większy niż wynika z otrzymanych wartości indek sowanych, natomiast obserwowany gwałtowny, ponadnaturalny wzrost szerokości przyrostów radialnych w latach późniejszych był swego rodzaju powrotem do stanu normalnego. Świadczy to o tym, że w latach silnej presji zanieczyszczeń potencjalny przyrost badanych drzew mógł być znacznie wyższy niż obserwowany, a imisje przemysłowe odegrały bardzo istotną rolę w kształ towaniu się przyrostu na grubość drzew Wyżyny Kieleckiej i prawdopodobnie nadal w istotny sposób wpływają na możliwości przyrostowe drzew i drzewostanów. Brak wysokiej zbieżności reakcji przyrostowych badanych gatunków w poszczególnych częściach Wyżyny wynika prawdopodobnie pośrednio z faktu, że analizowano przyrosty radialne drzew ze zróżnicowanych drzewostanów. Należy mieć na uwadze, że brak danych o historii zmian wielu czynników ekologicznych, wpływających lokalnie na poszczególne populacje cząstkowe, uniemożliwia wyeliminowanie ich wpływu na zmienność obliczonych wskaźników. Można przy puszczać, że w obecnych realiach wyraźniejsze wyeksponowanie roli zanieczyszczeń przemy słowych oraz wyodrębnienie obszarów o zróżnicowanej presji imisji w minionych dekadach, możliwe byłoby jedynie na drodze zwiększenia liczby analizowanych stanowisk badawczych. Podsumowanie Otrzymane wyniki wskazują, że atmosferyczne zanieczyszczenia przemysłowe, docierające do drzew w postaci imisji, wywierały istotny wpływ na średniookresowe zmiany przyrostów radial nych drzew na terenie Wyżyny Kieleckiej. Na podstawie zmienności obliczonych wskaźników przyrostowych określono, że negatywne oddziaływanie imisji objawiało się spadkiem wartości chronologii standardowych oraz równoległym wzrostem zróżnicowania reakcji przyrostowych drzew. Oddziaływanie to rozpoczęło się na przełomie lat 60. i 70. XX wieku i osiągnęło kulmi nację w latach 80., po czym nastąpiło wyraźne odwrócenie obserwowanych wcześniej trendów. Największa dynamika zmian obliczonych wskaźników zaznaczyła się w zachodniej i połud niowej części Wyżyny Kieleckiej, co wskazuje, że ważną rolę w kształtowaniu zachowań przyro stowych drzew odegrały zanieczyszczenia pochodzące z sąsiednich, silnie uprzemysłowionych regionów Śląska i Małopolski. Do badań wpływu zanieczyszczeń przemysłowych na drzewa należy wykorzystywać przede wszystkim gatunki wrażliwe, ze względu na ich wyraźne reakcje przyrostowe. Wśród badanych gatunków rolę tę najlepiej spełnia jodła, w drugiej kolejności sosna. Modrzew, wobec stosun kowo niewielkiej wrażliwości na zanieczyszczenia powietrza, może potencjalnie pełnić rolę bio indykacyjną na terenach silnie narażonych na wpływ imisji przemysłowych, gdzie sosna i jodła nie występują lub są silnie uszkadzane. Dzięki analizie standardowych chronologii przyrostów radialnych oraz ich zmienności, możliwe jest wyeksponowanie roli imisji przemysłowych w kształtowaniu średniookresowych reakcji przyrostowych drzew. W celu oceny tego wpływu w skali wielkoobszarowej należy dys ponować możliwie bogatym materiałem z wielu stanowisk badawczych, szczególnie w sytuacji braku danych o innych czynnikach ekologicznych, mogących mieć wpływ na aktywność przy rostową drzew w analizowanym okresie czasu.

11 Dendrochronologiczna ocena wpływu imisji przemysłowych na główne gatunki drzew 389 Literatura Bräker O. U Measuring and data processing in tree ring research a methodological introduction. Dendrochro nologia 20 (1 2): Cook E. R The use and limitations of dendrochronology in studying effects of air pollution on forests. W: Hutchinson T. C, Meema K. A. [red.]. Effects of Atmosferic Pollutants on Forests, Wetlands an Agriculture Ecosystems. Springer Verlag, Berlin Cook E. R., Holmes R. L Useres manual for computer program ARSTAN. W: Holmes R. L., Adams R. K., Fritts H. C. [red.]. Tree ring chronologies of western North America: California, eastern Oregon and northern Great Basin. Chronology Ser. 6. Univ. of Arizona Danek M The influence of industry on scots pine stands in the south eastern part of the Silesia Kraków Upland (Poland) on the basis of dendrochronological analysis. Water, Air and Soil Pollution 185: Eckstein D., Saß U Dendroecological assessment of decline and recovery of fir and spruce in the Bavarian Forest. W: Bucher J. B., Bucher Wallin I. [red.]. Air pollution and forest decline, Proceedings of the 14th inter national meeting for Specialists in Air Pollution Effects on Forest Ecosystems, IUFRO, Interlaken, 2 8 October Elling W Emissions of power plants and growth of silver fir. International Conference on the Future of Dendrochronology Tree Ring and People. Davos, Switzerland Elling W., Dittmar C., Pfaffelmoser K., Rotzer T Dendroecological assessment of the complex causes of decline and recovery of the growth of silver fir (Abies alba Mill.) in Southern Germany. Forest Ecology and Management 257: Feliksik E Badania wrażliwości ważniejszych gatunków drzew leśnych na zanieczyszczenia przemysłowe. Zeszyty Naukowe AR, Kraków 254, Leśnictwo 20: 353. Feliksik E Dendrochronological monitoring of the threat to the forests of Western Beskids created by industrial immissions. Zpravodaj Beskydy Vliv imisi na lesy a lesni hospodarstvi Beskyd 7: Feliksik E., Wilczyński S Tree rings as indicators of environmental change. EJPAU 6: 2. Fritts H. C Dendroclimatology and Dendroecology. Quaternary Research 1: Greszta J., Gruszka A., Kowalkowska M Wpływ imisji na ekosystem. Wydawnictwo Naukowe Śląsk, Katowice. Holmes R. L Quality control of crossdating and measuring. Users manual for computer program COFECHA. W: Holmes R. L., Adams R. K., Fritts H. C. [red.]. Tree rings chronologies of western North America: California, eastern Oregon and northern Great Basin. Chronology Series 6. Univ. of Arizona, Tucson Holmes R. L Dendrochronology program library users manual. Tucson, Arizona. Jämbäck J., Heikkinen O., Tuovinen M., Autio J The effect of air borne pollutants on the growth of Pinus sylvestris in the City of Oulu, Finland. Fennia 177 (2): Jóźwiak M., Wróblewski H Dynamika pyłu zawieszonego na Stacji Monitoringu Akademii Świętokrzyskiej w latach Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego 3: Juknys R., Vencloviene J., Stravinskiene V., Augustaitis A., Bartkevicius E Scots pine (Pinus sylvestris L.) growth and condition in a polluted environment: from decline to recovery. Environmental Pollution 125: Kienast F Tree ring analysis, forest damage and air pollution in the Swiss Rhone Valley. Land use Polic Koval I., Voron V., Leman A Radial increment of Pinus sylvestris L. under the influence of air pollution in forest zone in Ukraine. Abstracts of 6th International Conference on Dendrochronology Dendrochronology, Environmental Change and Human History. Quebec, Canada, August Kulig L Szkody wyrządzane w lasach przez dymy w Krakowskim Okręgu Przemysłowym. Biuletyn ZG LOP 10: Kundzewicz Z. W., Przymusińska I Zaobserwowane zmiany klimatu i ich skutki. W: Kundzewicz Z. W., Radziejewski M. [red.]. Detekcja zmian klimatu i procesów hydrologicznych. ZBŚRiL PAN. Sorus Poznań. LeBlanc D. C Interactive effects of acidic deposition, drought, and insect attack on oak populations in the Midwestern United States. Canadian Journal of Forest Research 28: McLaughlin S. B., Bräker O. U Methods for evaluating and predicting forest growth response to air pollution. Experientia 41. McLaughlin S. B., Shortle W. C., Smith K. T Dendroecological applications in air pollution and environ mental chemistry: research needs. Dendrochronologia 20 (1 2): Molski B Fir and pine phloem and wood growth retardation due to air pollution. W: Kairiukstis L., Straszak A. [red.]. Forest decline and reproduction: regional and global consequences. Proceedings of the workshop held in Krakow, Poland March IIASA, Laxenburg, Austria Muzika R M., Guyette R., Zielonka T., Liebhold A The Influence of Air Pollution on Tree Growth in the Carpathian Mountains. W: Szaro R. C. [red.]. Effects of Air Pollution on Forest Health and Biodiversity in Forest of the Carpathian Mountains. IOS Press

12 390 Niedzielska B Analiza zmian zachodzących w podstawowych właściwościach drewna pięciu gatunków drzew leśnych pod wpływem skażeń środowiska. Zeszyty Naukowe AR w Krakowie, Leśnictwo 254: Oleksyn J., Fritts H. C., Hughes M. K Tree ring analysis of different Pinus sylvestris provenances, Quercus robur, Larix decidua Larix kaempferi affected by air pollution. Arboretum Kórnickie 38: Rubino D. L., McCarthy B. C Comparative analysis of dendroecological methods used to assess disturbance events. Dendrochronologia 21 (3): Schweingruber F. H., Albrecht H., Beck M., Hessel J., Joos K., Keller D Abrupte Zuwachsschwankungen in Jahrringabfolgen als oekologische Indicatoren. Dendrochronologia Sutherland E. K., Martin B Growth response of Pseudotsuga menziensii to air pollution from copper smelting. Canadian Journal of Forest Research 20: Szychowska Krąpiec E Monitoring drzewostanów zagrożonych przez emisje przemysłowe. W: Zielski A., Krąpiec M. Dendrochronologia. Wydawnictwo Naukowe PWN SA, Warszawa Szychowska Krąpiec E., Krąpiec M Kondycja drzewostanów sosnowych w Ojcowskim Parku Narodowym w świetle analizy dendroekologicznej. Chrońmy Przyrodę Ojczystą 58 (5): Świątczak B Zmienność zanieczyszczenia powietrza w Polsce na tle zmniejszania emisji zanieczyszczeń do atmosfery w okresie zmian gospodarczych państwa. Przegląd Geofizyczny 1 2: Świercz A Analiza procesów glebowych i przekształceń roślinnych w zalkalizowanych siedliskach leśnych regionu świętokrzyskiego. Zeszyty Naukowe PAN 39. Thompson M. A Tree rings and air pollution: A case study of Pinus monophylla growing in east central Nevada. Environmental Pollution (Series A) 26: Warren W.G Tree rings and pollution: trend removal or trend estimation? W: Pezl D. R. [red.]. Proceedings of the IUFRO Conference on Forest Statistics. Abteilung fuer Forstliche Biometrie. Universitat Freiburg summary Dendrochronological evaluation of the impact of industrial imissions on main coniferous species in the Kielce Upland Intensive development of industry in the second half of the 20 th century brought significant changes in the level of pollutants emitted into the atmosphere in Poland. Although the literature describing the effect of industrial pollution on trees is voluminous, there is a lack of studies in Poland dealing with the analysis of the growth dynamics of the selected tree species with different environmental requirements over large areas. One of the ways describing the effect of industrial emissions on forests in recent decades is the analysis of the radial increment of tree rings in which the factors affecting tree growth are indirectly recorded. The paper presents the large area analysis of the variation of the radial growth of three coniferous species fir, pine and larch playing an important forest forming role in Poland. In order to assess changes in the radial growth of trees from different forest stands, two incremental indices were calculated to enable a direct comparison of the study sites in each year: the standard chronology (I t ) and the coefficient of variation of incremental indices of trees (V t ). Industrial emissions had a significant effect on the medium term changes in the radial growth of trees and forest stands in the Kielce Upland area. The variation in the calculated incremental indices showed that the negative effects of emissions resulted in a decline in the value of standard chronologies and a simultaneous increase in the variation of the radial growth of trees. The duration and extent of the variation in the calculated indices proved that fir was the most sensitive among the tested species (fig. 2), less sensitive was pine (fig. 3), while larch was the least sensitive to the impact of industrial pollution (fig. 4). The performed spatial analy sis of the variation in the calculated indices indicates a significant impact of air pollution from the neighbouring, highly industrialized Śląsk and Małopolska regions on the radial increment of trees in the Kielce Upland.