WPŁYW ZRĘBU ZUPEŁNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH BIELIC W REJONIE MASYWU ŚNIEŻNIKA

Podobne dokumenty
CHARAKTERYSTYKA PRÓCHNIC GLEB W REJONIE PUSZCZY JAWOROWEJ W GÓRACH BIALSKICH*

SKŁAD FRAKCYJNY ZWIĄZKÓW HUMUSOWYCH EKTOPRÓCHNIC GLEB LEŚNYCH GÓR STOŁOWYCH*

WŁAŚCIWOŚCI KWASÓW HUMINOWYCH GLEB CZARNOZIEMNYCH WYSTĘPUJĄCYCH W REJONIE KŁODZKA

W AŒCIWOŒCI SUBSTANCJI HUMUSOWYCH GLEBY NAWO ONEJ GNOJOWIC

ZMIANY ZAWARTOŚCI POPIOŁU, WĘGLA ORGANICZNEGO OGÓŁEM ORAZ WĘGLA ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W OSADZIE ŚCIEKOWYM KOMPOSTOWANYM Z DODATKIEM SŁOMY

CHARAKTERYSTYKA I ZMIANY JAKOŚCIOWE MATERII ORGANICZNEJ GLEB W WYNIKU ZALEWU WODĄ W DOŚWIADCZENIU LIZYMETRYCZNYM

SUBSTANCJE HUMUSOWE I WŁAŚCIWOŚCI CZARNYCH ZIEM WYSTĘPUJĄCYCH W OBNIŻENIU MILICKO-GŁOGOWSKIM

WŁAŚCIWOŚCI KWASÓW HUMINOWYCH CZARNYCH ZIEM WROCŁAWSKICH HUMIC ACIDS PROPERTIES OF WROCLAW BLACK EARTH

Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Anny Ziółkowskiej pt. Przemiany związków fenolowych w glebach łąkowych

WPŁYW UŻYTKOWANIA GLEB NA AKUMULACJĘ I JAKOŚĆ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu. Wydział Przyrodniczo-Technologiczny. Autoreferat

ZMIANY ZAWARTOŚCI WĘGLA ORGANICZNEGO ORAZ WZAJEMNY STOSUNEK JEGO FORM W REKULTYWOWANYCH UTWORACH PO EKSPLOATACJI WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE ŁĘKNICY

ANNALES. Dorota Kalembasa, Beata Wiśniewska. Ilość i jakość kwasów huminowych wydzielonych z gleb piaszczystych nawożonych wermikompostami

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

Zawartość węgla organicznego a toksyczność osadów dennych

OCENA STANU MATERII ORGANICZNEJ ORAZ AKTYWNOŚCI RESPIRACYJNEJ I ENZYMATYCZNEJ GLEBY PO APLIKACJI BIOWĘGLA

WŁAŚCIWOŚCI MATERII ORGANICZNEJ PODŁOŻA PO UPRAWIE PIECZARKI. Dorota Kalembasa, Marcin Becher, Beata Bik, Adam Makolewski

ZMIANY SKŁADU CHEMICZNEGO OSADÓW ŚCIEKOWYCH ZMIESZANYCH Z TORFEM

KWANTYFIKACJA EFEKTÓW CZYNNEJ OCHRONY BIORÓŻNORODNOŚCI SIEDLISK TRAWIASTYCH WSCHODNIEJ LUBELSZCZYZNY NA PODSTAWIE AKTYWNOŚCI ENZYMÓW GLEBOWYCH

CHARAKTERYSTYKA GLEB. Marek Degórski

Katarzyna Szopka*, Anna Karczewska*, Cezary Kabała*, Paweł Jezierski*, Adam Bogacz*

MORFOLOGIA PROFILI ORAZ WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE I ZASOBY MATERII ORGANICZNEJ W GLEBACH PO POŻARZE W BORZE SOSNOWYM*

Zagrożenie eutrofizacją i zakwaszeniem ekosystemów leśnych w wyniku koncentracji zanieczyszczeń gazowych oraz depozytu mokrego

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE KWASÓW HUMINOWYCH GLEB ALUWIALNYCH BASENU UNISŁAWSKIEGO

ZAWARTOŚĆ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W GLEBACH NAWOŻONYCH PREPARATEM EM

Acta Agrophysica, 2004, 4(3),

OCENA STANU MATERII ORGANICZNEJ ORAZ AKTYWNOŚCI RESPIRACYJNEJ I ENZYMATYCZNEJ GLEBY PO APLIKACJI BIOWĘGLA

WPŁYW WIELOLETNIEGO STOSOWANIA ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI GLEB PÓL IRYGACYJNYCH

Słupskie Prace Geograficzne

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

GLEBOZNAWSTWO = pedologia - nauka o glebach

FunDivEurope: znaczenie różnorodności biologicznej dla funkcjonowania i produktywności ekosystemów leśnych Europy. Bogdan Jaroszewicz

WĘGIEL I AZOT WE FRAKCJACH MATERII ORGANICZNEJ GLEB TORFOWO-MURSZOWYCH W DOLINIE GÓRNEGO LIWCA

Przemiany materii organicznej gleb łąkowych w pierwszych latach po zalesieniu

Joanna Cieślewicz* ZRÓŻNICOWANIE WŁAŚCIWOŚCI KWASÓW HUMINOWYCH WYBRANYCH JEZIOR WELSKIEGO PARKU KRAJOBRAZOWEGO

ANNALES. Joanna Puła, Teofil Łabza. Wpływ nawożenia organicznego na zawartość i skład frakcyjny związków próchnicznych gleby lekkiej

Ocena jakości ujęć wody zlokalizowanych w terenach leśnych zarządzanych przez Nadleśnictwo Myślenice

Katedra Łowiectwa i Ochrony Lasu, Wydział Leśny, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Joanna Cieślewicz* Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 52, 2012 r.

Stawiamy na jakość. System zarządzania jakością prac w BULiGL spełnia standardy normy ISO 9001 oraz ISO 14001

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

WŁAŚCIWOŚCI PRÓCHNIC NADKŁADOWYCH GLEB LEŚNYCH WOKÓŁ DĘBÓW POMNIKOWYCH NA TERENIE OPOLSZCZYZNY

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

Zagadnienia. Ekologii Lasu 2015/2016

ZAWARTOŚĆ SIARKI W GLEBACH WYTWORZONYCH Z PIASKOWCÓW NA TERENIE PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH

PRACOCHŁONNOŚĆ PRAC LEŚNYCH W WYBRANYCH TYPACH SIEDLISK W GÓRACH

CHARAKTERYSTYKA MATERII ORGANICZNEJ GLEB HYDROGENICZNYCH Z REJONU PLANOWANEJ ODKRYWKI WĘGLA BRUNATNEGO

Książka abstraktów. Seminarium podsumowujące projekt CZ.3.22/ /

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (t/ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Lithic Leptosols in the subalpine and alpine meadows (poloninas) in the Bieszczady Mts and Chornokhora Mts (Eastern Carpathians)

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

PARAMETRY ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH GLEB POBAGIENNYCH WYTWORZONYCH NA KREDZIE JEZIORNEJ JAKO WSKAŹNIKI ICH PRZYNALEŻNOŚCI SYSTEMATYCZNEJ

Skład frakcyjny i właściwości optyczne próchnic gleb powstających na terenach pogórniczych rekultywowanych dla leśnictwa

OPUSZCZONE MROWISKA - ENKLAWY GLEB LEŚNYCH WZBOGACONE W PRÓCHNICĘ THE ABANDONED ANTHILLS AS HUMUS ENRICHED FOREST SOIL AREAS

INNOWACYJNY SPOSÓB WAPNOWANIA PÓL

Zleceniodawca: Eco Life System Sp. z o. o., ul. Królewiecka 5 lok. 3, Mrągowo

BIOMASA LEŚNA JAKO ŹRÓDŁO BIOENERGII I ISTOTNY SKŁADNIK EKOSYSTEMU LEŚNEGO

Stan odżywienia drzewostanów na obszarze Sudetów i Beskidu Zachodniego

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

SKŁAD FRAKCYJNY ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH ORGANICZNYCH GLEB POPOŻAROWYCH W NADLEŚNICTWIE CHOCIANÓW

POLIDYSPERSYJNOŚĆ I WŁAŚCIWOŚCI HYDROFILOWE I HYDROFOBOWE KWASÓW HUMINOWYCH GLEB POD TOPOLAMI

Roztwory elekreolitów

WARTOŚĆ PRÓCHNICOTWÓRCZA I ZAWARTOŚĆ MAKROSKŁADNIKÓW W OSADACH ŚCIEKOWYCH WOJEWÓDZTWA WARMIŃSKO-MAZURSKIEGO

PROCESY GLEBOTWÓRCZE EUROPY ŚRODKOWEJ

WPŁYW STOSOWANIA ODPADÓW NA WYBRANE WSKAŹNIKI JAKOŚCIOWE GLEBY

BADANIA NAD ZAWARTOŚCIĄ MIKROELEMENTÓW W GLEBIE, ROSLINIE I ORGANIZMIE ZWIERZĘCYM W WARUNKACH GÓRSKICH NA PRZYKŁADZIE SUDETÓW

Raport z pomiarów FT-IR

Jarosław Waroszewski*, Cezary Kabała*, Justyna Drozdowska*

WŁAŚCIWOŚCI MATERII ORGANICZNEJ POZIOMU POWIERZCHNIOWEGO GLEB ANTROPOGENICZNYCH W REJONIE BEŁCHATOWA

Księgarnia PWN: Renata Bednarek, Helena Dziadowiec, Urszula Pokojska, Zbigniew Prusinkiewicz Badania ekologiczno-gleboznawcze

Sabina Dołęgowska, Zdzisław M. Migaszewski Instytut Chemii, Uniwersytet Humanistyczno- Przyrodniczy Jana Kochanowskiego w Kielcach

Jak analizować widmo IR?

Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

mgr inż. Anna Ziółkowska PRZEMIANY ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH W GLEBACH ŁĄKOWYCH promotor prof. dr hab. inż. Bożena Dębska

W AŒCIWOŒCI SUBSTANCJI HUMUSOWYCH GLEBY NAWO ONEJ GNOJOWIC

ROLA MATERII ORGANICZNEJ I IŁU KOLOIDALNEGO W KSZTAŁTOWANIU WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH GLEB PARKU SZCZYTNICKIEGO

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Ekologia. Biogeochemia: globalne obiegi pierwiastków. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

ANNALES. Stanisław Kalembasa, Andrzej Wysokiński

ZRÓŻNICOWANIE ZAWARTOŚCI RTĘCI W GLEBACH LEŚNYCH OPOLSZCZYZNY VARIABILITY OF MERCURY CONTENT IN FOREST SOILS OF OPOLE REGION

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE KWASÓW HUMINOWYCH GLEB PŁOWYCH, BRUNATNYCH I CZARNOZIEMNYCH

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

FRAKCJE AZOTU I WĘGLA W POZIOMACH PRÓCHNICZNYCH ORNYCH GLEB BRUNATNOZIEMNYCH WYSOCZYZNY SIEDLECKIEJ. Marcin Becher, Dorota Kalembasa

CZYNNIKI KSZTAŁTUJĄCE STĘŻENIE SIARKI W ROZTWORZE GLEBOWYM FACTORS DETERMINING SULPHUR CONCENTRATION IN THE SOIL SOLUTION

AtriGran szybko i bezpiecznie podnosi ph gleby. AtriGran błyskawicznie udostępnia wapń. AtriGran usprawnia pobieranie makroskładników z gleby

ZMIENNOŚĆ SUMY MIĄŻSZOŚCI DRZEW NA POWIERZCHNIACH PRÓBNYCH W RÓŻNOWIEKOWYCH LASACH GÓRSKICH

Nasza ERA przykład gospodarstwa biodynamicznego w Juchowie. dr Anna Szumełda, Fundacja im. Stanisława Karłowskiego

Leśnictwo w Gospodarce Przestrzennej

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

W PŁYW RODZAJÓW SUBSTANCJI ORGANICZNEJ N A W ŁAŚCIW OŚCI FIZYKOCHEMICZNE GLEBY I ZAWARTOŚĆ W ĘGLA ORGANICZNEGO

CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH W REJONIE DOŚWIADCZEŃ ŁĄKOWYCH W FALENTACH

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

ZRÓŻNICOWANIE POZIOMU ORGANICZNEGO I PRÓCHNICZNEGO GLEB W MOZAICE ROŚLINNO- GLEBOWEJ W GÓRZNIEŃSKO-LIDZBARSKIM PARKU KRAJOBRAZOWYM

Ekologia. Biogeochemia: martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja

Wykorzystaniem biowęgla jako podłoża w produkcji szklarniowej ogórka i pomidora

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

SEZONOWE ZMIANY ZAWARTOŚCI ROZPUSZCZALNEJ MATERII ORGANICZNEJ W GLEBACH UŻYTKOWANYCH ROLNICZO

WPŁYW SYSTEMU UPRAWY ŻYTA I ZIEMNIAKÓW NA ZAWARTOŚĆ I SKŁAD FRAKCYJNY PRÓCHNICY GLEBOWEJ

Zakład Urządzania Lasu. Dojrzałość rębna drzewostanów Określenie: - wieku rębności drzewostanu - kolei rębu dla drzewostanów gospodarstwa

Transkrypt:

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LX NR 4 WARSZAWA 2009: 35-41 ELŻBIETA JAMROZ WPŁYW ZRĘBU ZUPEŁNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH BIELIC W REJONIE MASYWU ŚNIEŻNIKA EFFECT OF CLEAR-CUTTING ON THE PROPERTIES OF HUMIC COMPOUNDS IN PODZOLS IN THE ŚNIEŻNIK MASSIF REGION Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Abstract: The effect of clear-cutting (stems only) on the humic substances of podzols was studied in a spruce forest of the Śnieżnik Massif - Eastern Sudety Mts. Samples from organic soil horizons were collected from the area after clear-cutting and from forest sites located at the same altitude. The concentration of total organic carbon was significantly lower after forest removal. The amount of total nitrogen was also significantly lower in podzols after the clear-cutting, in comparison to that in soil horizons under fresh spruce stands, what is linked with breaking the input of fresh organic matter into the soil. Solid-state l3c nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, as well as FTIR analysis were applied to study the structural chemistry of the extracted humic acids in the ectohumus horizons in the podzols. Increase of the inner oxidation and contribution of carboxyl C in the humic acids and decrease of O-alkyl-C have been observed after forest harvesting. Słowa kluczowe: ektopróchnica. kwasy huminowe, gleby górskie, zrąb zupełny, 13C CPMAS NMR, widma FTIR. Key words: ectohumus, humic acids, mountain soils, clear-cutting, 13C CPMAS NMR, FTIR spectra. WSTĘP Rębnie zupełne stanowią bardzo silną ingerencję w funkcjonowanie ekosystemu leśnego. Istota rębni zupełnych polega na wycięciu jednym cięciem, tzw. zupełnym, wszystkich drzew drzewostanu dojrzałego, przeznaczonych do usunięcia w trakcie jego odnowienia [Jaszczak 1999]. Odsłonięta powierzchnia jest zazwyczaj odnawiana sztucznie, rzadziej naturalnie, w ciągu jednego sezonu wegetacyjnego. Wady rębni zupełnych to niekorzystne warunki wzrostu dla gatunków wymagających w młodości osłony, zagrożenie powierzchni erozją wietrzną i wodną, zagrożenie wtórnym zabagnieniem na siedliskach podmokłych, przesuszenie wierzchnich warstw gleby, a także silna ekspansja roślinności zielnej. Takie działania indukują bardzo szerokie biogeochemiczne przemiany środowiska, od zmniejszenia miąższości poziomów organicznych na skutek braku dopływu materii organicznej pochodzącej z opadu (liści drzew) podlegającej procesom mineralizacji oraz humifikacji,

36 E. Jamroz do zmian wilgotności oraz temperatury gleby, co wpływa na aktywność mikrobiologiczną oraz tempo rozkładu materii organicznej [Johnson i in. 1995; Ussiri, Johnson 2007]. Niewiele jest jednak w literaturze informacji na temat wpływu gospodarki zrębowej na właściwości glebowej materii organicznej. W pracy przedstawiono charakterystykę związków próchnicznych poziomu epihumusowego bielic występujących w rejonie Góry Stroma, w Masywie Śnieżnika na powierzchnach po zrębie zupełnym i pod drzewostanami. MATERIAŁ I METODY Badaniami objęto profile bielic wytworzonych z gnejsów oraz łupków łyszczykowych zlokalizowanych na zboczu Góry Stroma, w Masywie Śnieżnika, w Sudetach Wschodnich, na wysokości 960-1115 m n.p.m. Odkrywki glebowe wykonano w siedliskach boru górskiego, na obszarach po zrębie zupełnym oraz dla porównania na stanowisku pod drzewostanem wykazującym objawy zasychania igieł oraz pod drzewostanem zdrowym. Zrąb zupełny monokultury świerkowej wykonano około 10 lat przed rozpoczęciem badań. Młode nasadzenia, na etapie pobierania próbek glebowych 9-letnie, składająsię ze świerka, modrzewia oraz buka. Do analiz wytypowano następujące obiekty położone w odległości około 200 metrów od siebie: Obiekt A -bielica wytworzona z gnejsów, typ próchnicy mor, siedlisko boru górskiego, odnowienie po zrębie zupełnym monokultury świerkowej, Obiekt B - bielica wytworzona z gnejsów, typ próchnicy mor, siedlisko boru górskiego, drzewostan bez uszkodzeń. Obiekt C - bielica wytworzona z gnejsów z przeławiceniami łupków [Don i Opletal 1997], typ próchnicy mor, siedlisko boru górskiego, drzewostan z widocznymi uszkodzeniami aparatu asymilacyjnego, w postaci zasychających igieł w ok. 50%. W poziomach ektopróchnicy określono ph - potencjometrycznie w 1 mol KC1 dm-3 oraz w wodzie destylowanej, zawartość węgla organicznego - analizatorem CS-mat 5500 firmy Strohlein, całkowitą zawartość azotu- metodą Kjeldahla na analizatorze Buchi. Skład frakcyjny związków próchnicznych oznaczono zmodyfikowaną metodą Tiurina [Dziadowiec i Gonet 1999] wydzielając frakcje: la - substancje przechodzące do roztworu podczas dekalcytacji gleby 0,05 M H^S04, obejmujące głównie niskocząsteczkowe kwasy fulwowe; I - połączenia próchniczne ekstrahowane drogą wielokrotnego traktowania gleby 0,1 mol NaOH dm-3, po dekalcytacji, obejmujące formy połączeń próchnicy wolne, związane z wapniem oraz niekrzemianowymi formami R2Ov rozdzielając frakcję na węgiel kwasów huminowych (CKH) oraz fulwowych (CKF); C humin - węgiel niehydrolizujący, obejmujący tzw. poekstrakcyjną pozostałość, wyliczony z różnicy: C humin = Corg. - (C frakcji Ia + C frakcji I). Na podstawie uzyskanych wyników wyliczono indeksy transformacji materii organicznej, tj. C/N, CKH/CKF, a także indeks humifikacji IH wyliczony jako suma węgla frakcji Ia i I [Drozd i in. 1998]. Przeprowadzono analizę jakościową kwasów huminowych wyekstrahowanych z poziomów ektopróchnicy badanych bielic metodą Schnitzera [Dziadowiec i Gonet 1999]. Oznaczono w nich skład elementarny na analizatorze 2400 CHNS vario EL III firmy

Wpływ zrębu zupełnego na właściwości związków próchnicznych bielic 37 Elementar, a wyniki podano w procentach atomowych w przeliczeniu na masę bezpopielną. Widma w podczerwieni Fourier Transform Infrared (FTIR) oznaczono spektrometrem FTIR Bruker 66/s - preparaty przygotowano z 1 mg próbki kwasów huminowych zmieszanej z 400 mg KBr. W preparatach kwasów huminowych wykonano także oznaczenia widm 13C NMR spektrometrem 300 MHz AMX Bruker NMR. Analizy jakościowe kwasów huminowych wykonano w laboratoriach Wydziału Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego. WYNIKI BADAN I DYSKUSJA Analizowane siedliska różniły się pod względem zawartości węgla organicznego w poziomach próchnicy nadkładowej (tab. 1). Szczególnie wyraźnie zaznaczyły się te różnice w poziomach Oh bielic z obszaru po zrębie zupełnym (126,4 g kg"1) oraz w siedlisku boru górskiego, gdzie nie stosowano zabiegu usunięcia drzew (231,2 g kg-1). W borze górskim, w którym obserwowano zniekształcenia aparatu asymilacyjnego, zawartość węgla organicznego była najniższa (116,6 g kg-1), co spowodowane było - podobnie jak w siedlisku po zrębie - mniejszym dopływem materii organicznej w postaci świeżego opadu roślinnego. Podobne zróżnicowanie stwierdzono w przypadku azotu, jednak w tym przypadku poziom epihumusowy bielicy po zrębie charakteryzował się najniższąjego zawartością (tab. 1). Ishikawa i in. [2007] badając dynamikę azotu w poziomach próchnic nadkładowych stwierdzili również wyraźne obniżanie się zawartości azotu na powierzchniach po zrębach.wspomniani autorzy sugerują iż może to być efektem szybszego tempa mineralizacji materii organicznej oraz zwiększonego pobierania tego składnika przez roślinność intensywnie regenerującą się po zabiegu zrębu zupełnego. W składzie frakcyjnym próchnicy stwierdzono zróżnicowanie między obiektami na obszarze po zrębie oraz w borze górskim (tab. 2). W poziomie epihumusowym gleby po zrębie zupełnym obserwowano ponad dwukrotnie większy udział węgla frakcji niskocząsteczkowej (CKH/CKF = 0,5) w porównaniu z glebami ze stanowiska boru górskiego, gdzie nie przeprowadzono zabiegu usunięcia drzew (CKH/CKF=1,5). Wskazuje to na zmniejszenie udziału kwasów huminowych w środowisku, gdzie prawidłowy wzrost i rozwój drzewostanu ulega przerwaniu. Porównując wartości stosunku CKH/CKF w ektopróchnicy spod drzewostanu, gdzie obserwowano zasychanie igieł, z wartościami spod zdrowego drzewostanu, stwierdzono, że procesy degradacji, których przejawem są uszkodzenia igieł, również wpływają na obniżenie udziału węgla kwasów huminowych w składzie frak- TABELA 1 Zawartość węgla, azotu oraz ph poziomów e kto próchnicy bielic z rejonu Masywu Śnieżnika TABLE 1 Content o f organie carbon, nitro gen and ph from the e eto humus horizons o f the podzols from the Śnieżnik Massif Obiekt* Object Poziom Miąższość genet. Thickness Soil cm horizon PHkc. Corg. TOC g kg"1 Nog. Ntot. A Oh 4 2,7 126,4 3,9 B 01 2 2,7 448,6 17,6 O f 5 2,5 457,4 15,2 Oh 5 2,7 231,2 11,3 C Olf 8 3,5 425,6 23,4 Oh 3 2,7 116,6 10,5 * Objaśnienia: A - zrąb zupełny, B - drzewostan bez uszkodzeń, C - drzewostan uszkodzony, Explanations: A - clear-cutting, B - mountain coniferous forest without symptoms o f degradation, C - mountain coniferous forest in dying process

38 E. Jamroz TABELA 2 Skład frakcyjny, wartości C/N oraz indeksy transformacji próchnicy nadkładowej bielic z rejonu Masywu Śnieżnika TABLE 2 Fractional composition, C/N values and transformation indexes o f humic substances from the ectohumus horizons o f the podzols from the Śnieżnik Massif Obiekt Object KH - kwasy huminowe, humic acids; KF - kwasy fulwowe, fulvic acids cyjnym próchnicy nadkładowej. Odzwierciedleniem zróżnicowania warunków, jakie panują w siedlisku po całkowitym usunięciu drzew jest także udział węgla niehydrolizującego wyraźnie niższy (16,06%) niż w glebach pod drzewostanem (42,89 i 49,74%). Najwyższy natomiast jest indeks humifikacji (IH) materii organicznej bielicy po zrębie, przy jednoczesnym pogorszeniu się tam warunków przebiegu procesów rozkładu, na co wskazują wartości C/N (tab. 2). Nieco odmienne wyniki uzyskano badając próchnicę gleby brunatnej w siedlisku boru mieszanego górskiego po zrębie zupełnym w Górach Bialskich [Jamroz 2009], gdzie udział węgla niehydrolizującego był na podobnym poziomie, natomiast w TABELA 3 Skład pierwiastkowy, wartości stosunków atomowych oraz stopnia utlenienia wewnętrznego (oj) kwasów huminowych bielic z rejonu Masywu Śnieżnika TABLE 3 Elemental composition, atomie ratios and degree o f internal oxidation (w) o f humic acids in the region o f Śnieżnik Massif Obiekt Object Poziom genet. Soil horizon Poziom genet Soil horizon Skład pierwiastkowy kwasów huminowych w % atomowych Elemental composition o f humic acids in atomic % C H N io A Oh 32,2 41,3 2,3 24,2 i B Oh 34,8 41,7 2,0 21,5 C Oh 34,6 36,2 1,7 27,6 Stosunki atomowe oraz stopień utlenienia wewnętrznego KH Atomie ratios and degree o f internal oxidation H/C N/C O /C jo/h C1) A Oh 1,283 0,071 0,752 jo,586 0,435 B Oh 1,198 0,057 0,618 0,516 0,210 C Oh 1.045 0,048 0,796 0,762 0,692 Corg. Cfr. Ia Cfr. I CKH CKF CKH/ CKF ^humin IH C/N % % Corg. - % o f TOC A Oh 12,64 13,77 70,17 23,58 46,59 0,51 16,06 83,94 32 B 01 44,86 3,32 39,85 16,56 14,29 1,16 56.83 43,17 26 O f 45,74 3,65 32,01 17,84 14,17 1.26 64,34 35,66 30 Oh 23,12 5,49 44,77 26,86 17,91 1,50 49,74 50,26 21 C Olf 42,56 1,8 37,31 20,3 17,01 1,19 60,89 39,11 18 Oh 11,66 2,57 54,54 27,78 29,76 0,93 42,89 57,11 11 składzie frakcyjnym próchnicy dominowały kwasy huminowe, a intensywność procesów mineralizacji była znacznie wyższa. Potwierdza to istotny wpływ procesu glebotwórczego na kształtowanie się właściwości związków próchnicznych. Jedną z najważniejszych właściwości kwasów huminowych jest ich skład elementarny. Cząsteczki kwasów huminowych poziomu epihumusowego bielicy z obszaru po zrębie charakteryzowały się niższą zawartością węgla i nieco wyższą azotu w porównaniu z kwasami huminowymi bielic z siedlisk borowych z zachowanym drzewostanem (tab. 3). Uzyskane wyniki są zgodne z opisywanymi przez Ussiri i Johnsona [2007], którzy również stwierdzili obniżenie zawartości węgla oraz podwyższenie zawartości azotu w cząsteczkach kwasów huminowych w poziomie Oh bielicy po wykonaniu zrębu zupełnego.

Wpływ zrębu zupełnego na właściwości związków próchnicznych bielic 39 RYSUNEK 1 Widma FTIR kwasów huminowych wyekstrahowanych z poziomu Oh bielic z obszaru zrębu zupełnego A oraz spod drzewostanów B i C FIGURE 1 FTIR spectra of humic acids isolated from Oh horizons from the area after clear-cutting A and from forest sites B and C RYSUNEK 2. Rozkład węgla wybranych połączeń w cząsteczkach kwasów huminowych z poziomu Oh bielic z obszaru zrębu zupełnego A oraz spod drzewostanów B i C FIGURE 2. Distribution o f carbon of some compounds in humic acids isolated from Oh horizons from the area after clear-cutting A and from forest sites under spruce stands B and C

40 E. Jamroz Na podstawie wartości stosunków atomowych (tab. 3) stwierdzono, że kwasy huminowe poziomów epihumusowych bielic z terenu po zrębie charakteryzowały się najniższym stopniem aromatyczności (najwyższa wartość stosunku H/C) w porównaniu z kwasami huminowymi gleb borów górskich z zachowanymi drzewostanami [Dębska 2004; Gonet 2007]. Wskaźniki stopnia utlenienia cząsteczek kwasów huminowych oraz wartość indeksu o wskazują, iż kwasy huminowe bielic z obszaru po zrębie zupełnym charakteryzują się stopniem humifikacji wyższym niż gleby pod drzewostanem zdrowym, zaś niższym niż bielica pod drzewostanem uszkodzonym (tab. 3). Widma w podczerwieni kwasów huminowych w bielicy z obszaru po zrębie wykazały większą intensywność pasm w zakresach 1200-1280 cm-1, 1420-1460 cm-1 oraz 1500-1520 cm-1 niż kwasów huminowych gleb z siedliska bom górskiego. Wyniki te wskazują iż w strukturach kwasów huminowych pod wpływem zmian w środowisku, takich jak wycięcie drzewostanu, w drobinach kwasów huminowych następuje wzrost udziału grup karboksylowych oraz struktur aromatycznych o dużym stopniu kondensacji. Znajduje to także potwierdzenie w analizie procentowego udziału połączeń węgla wyliczonego na podstawie wyników analizy 13C NMR (rys. 2 i 3). Przebieg widm kwasów huminowych z gleby obszaru po zrębie zbliżony jest do przebiegu widm z gleby boru górskiego z uszkodzonym drzewostanem. Wskazywać to może na fakt, iż całkowite wycięcie drzew jest zabiegiem stresowym dla środowiska, podobnie jak procesy degradacji spowodowane zanieczyszczeniem czy też gradacją szkodników. Przebieg widm l3c NMR kwasów huminowych z poziomu epihumusowego bielicy z siedliska po zrębie zupełnym różni się wyraźnie od przebiegu widm kwasów huminowych z siedlisk borowych z zachowanymi dojrzałymi drzewostanami (rys. 3). W widmach l3c NMR kwasów huminowych bielic pod drzewostanami wyraźne są piki o wysokiej intensywności w zakresie 0-45 oraz 160-190 ppm oraz piki o słabszej intensywności w zakresach 50-61, 61-90, a także 110-160 ppm (rys. 3). W bielicy występującej na obszarze po usunięciu drzewostanu obserwowane są wyraźne piki o największej intensywności w zakresie 61-90 ppm, świadczące o obecności węgla pochodnych celulozowych i hemicelulozy [Dębska 2004] oraz o nieco słabszej intensywności w zakresie obejmującym węgiel połączeń aromatycznych (szczególnie między 110 140 ppm), obejmujący głównie połączenia ligninowe [Kógel-Knabner 1993]. Otrzymane wyniki są zgodne z uzyskanymi przez Ussiri i Johnsona [2007], którzy po RYSUNEK3. Widma 13C NMR kwasów huminowych gleb poziomu Oh bielic z obszaru zrębu zupełnego - A i spod drzewostanów B i C FIGURE 3. 13C NMR spectra of humic acids from Oh horizons in podzols from the area after clear-cutting - A and from the coniferous forest sites B and C około 15 latach po wykonaniu zrębu zupełnego odnotowali wzrost intensywności pików wskazujących na obecność węgla połączeń celulozy i hemicelulozy w poziomie Oh, a także połączeń aromatycznych.

Wpływ zrębu zupełnego na właściwości związków próchnicznych bielic 41 WNIOSKI 1. Stosowanie rębni zupełnych wywiera wpływ na środowisko, co przejawia się m.in. zmianami w składzie jakościowym i ilościowym próchnicy gleb leśnych. 2. Procesy transformacji materii organicznej badanych bielic na obszarze, gdzie dokonano zrębu, przebiegały w kierunku wzrostu tempa humifikacji w poziomach epihumusowych próchnic nadkładowych oraz wzrostu udziału frakcji kwasów fulwowych. 3. W warunkach badanych bielic górskich całkowite usunięcie drzew modyfikowało budowę kwasów huminowych przez wzrost ich stopnia utlenienia wewnętrznego, zwiększenie udziału struktur aromatycznych i połączeń karboksylowych, a także zmniejszenie udziału połączeń alifatycznych w strukturach tej frakcji próchnicy. 4. Obserwowane zmiany w składzie ilościowym i jakościowym substancji humusowych potwierdzają ich ważną rolę jako indykatora procesów zachodzących w środowisku przyrodniczym. PODZIĘKOWANIA Praca powstała dzięki finansowemu wsparciu projektu MNiSW nr 2 P06S 059 29, a także dzięki uprzejmości Nadleśnictwa Lądek Zdrój w Strachocinie. LITERATURA DĘBSKA B. 2004: Właściwości substancji humusowych gleby nawożonej gnojowicą. ATR Bydgoszcz Rozprawy nr 110: 112 ss. DON J., OPLETAL M. 1997: Budowa i ewolucja geologiczna Masywu Śnieżnika. W: Masyw Śnieżnika, zmiany w środowisku przyrodniczym, PAE, Warszawa: 13-25. DROZD J., LICZNAR M., WEBER J LICZNAR S.E., JAMROZ E., DRADRACH A., MASTALSKA- CETERA B., ZAWERBNY T. 1998: Degradacja gleb w niszczonych ekosystemach Karkonoszy i możliwości jej zapobiegania. PTSH. Wrocław: 125 ss. DZIADOWIEC H., GONET S.S.( red.) 1999: Przewodnik metodyczny do badań materii organicznej gleb. Prace Komisji Naukowych PTG 120: 65 ss. GONET S.S., DĘBSKA B., ZAUJEC A., BANACH-SZOTT M SZOMBATOVA N. 2007: Wpływ gatunku drzew i warunków glebowo-klimatycznych na właściwości próchnicy gleb leśnych. Rola materii organicznej w środowisku. PTSH Wrocław: 61-98. ISHIKAWA H., OSONO T., TAKEDA H. 2007: Effects o f clear-cutting on decomposition processes in leaf litter and the nitrogen and lignin dynamics in a temperate secondary forest. J. For. Res. nr 12, 247-254. JAMROZ E. 2009: Charakterystyka próchnic gleb w rejonie Puszczy Jaworowej w Górach Bialskich. Rocz. Glebozn. 60, 2: 27-32. JASZCZAK R. 1999: Monitoring lasów, Wyd. AR Poznań: 212 ss. JOHNSON, C.E., DRISCOLL, C.T., FAHEY, T.J., SICCAMA, T.G., HUGHES, J.W. 1995: Carbon dynamics following clear cutting o f a northern hardwood forest. Kelly, J.M., McFee, W.W. (eds.), Carbon Forms and Functions in Forest Soils. SSSA, Madison, WI: 463-488. KÓGEL-KNABNER I. 1993: Biodegradation and humification in forest soils W: Soil Biochemistry, vol. 8 (eds) J.M. Bollag, E. Stozky, Mercel Dekker INC: 432 ss. USSIRI D.A.N., JOHNSON C.E. 2007: Organic matter composition and dynamics in a northern hardwood forest ecosystem 15 years after clear-cutting. For. Ecol. and Manag. 240: 131-142. Dr inż. Elżbieta Jamroz Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław e-mail: elzbieta.jamroz@up. wroc.pl