STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH Sękocin Stary, 29.04.2015 Zmiany stanu odżywienia drzewostanów w latach 1997-2013 Paulina Dróżdż, Józef Wójcik Laboratorium Chemii Środowiska Leśnego Instytut Badawczy Leśnictwa
Składniki pokarmowe w organach asymilacyjnych Cel Badań: Określenie stanu odżywienia drzewostanów zawartość składników pokarmowych w organach asymilacyjnych Badanie równowagi chemicznej w organach asymilacyjnych proporcje między makroelementami Określenie zawartość metali ciężkich i mikroelementów STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 2
Metodyka badania laboratoryjne Na każdej ze 148 SPO II rzędu wytypowano pięć drzew gatunku panującego. Z górnych części koron tych drzew pobiera się oddzielnie próbki liści lub igieł pierwszego i drugiego rocznika. Analizuje się skład chemiczny pojedynczych próbek (z każdego drzewa oddzielnie). N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn, Zn, Pb, Cd, Al Badania prowadzone są w cyklu czteroletnim: 1997, 2001, 2005, 2009, 2013 Badania wykonano w Laboratorium Chemii Środowiska Przyrodniczego IBL, posiadającego akredytację PCA nr AB 740 STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 3
Metodyka badania laboratoryjne Zawartość N Metoda analizy elementarnej, aparat VarioMax CN ELEMENTAR Zawartość P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn, Zn, Pb, Cd, Al Metoda spektrometrii emisyjnej, aparat ICP-OES Analizator elementarny VarioMax CN ELEMENTAR Suszenie, mielenie próbki Mineralizacja w mieszaninie kwasów: HNO 3 i HClO 4 ( 4:1, v/v) Oznaczanie składu pierwiastkowego metodą ICP-OES Spektrometr emisji atomowej ICP-OES THERMO SCIENTIFIC icap 6000 Analiza chemiczna przeprowadzona zgodnie z metodyką europejskiego programu monitoringu lasów : ICP Forests Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests Part XII Sampling and Analysis of Needles and Leaves STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 4
N [g/kg] P [g/kg] Buk Nr SPO stary Nr SPO nowy Kraina Dzielnica nr Obręb 1011 107 Bałtycka Pojezierza Wałecko-Myśliborskiego Bogdaniec 3 Mosina 1508 116 Bałtycka Pojezierza Drawsko-Kaszubskiego Gdańsk 3 Gniewowo 707 121 Bałtycka Pojezierza Iławsko-Brodnickiego Dobrocin 3 Dobrocin 1106 301 Wielkopolsko-Pomorska Borów Tucholskich Czarnobór 30 Czarnobór 220 510 Śląska Równiny Niemodlińsko-Grodkowskiej Opole 40 Dąbrowa Opolska 219 515 Śląska Kędzierzyńsko-Rybnicka Rudziniec 25 Rachowice 514 612 Małopolska Roztocza Tomaszów 28 Tomaszów 1313 704 Sudecka Sudetów Środkowych Wałbrzych 28 Wałbrzych 408 804 Karpacka Pogórza Środkowobeskidzkiego Bircza 2 Bircza 410 808 Karpacka Bieszczadów Lesko 14 Zagórz 308 812 Karpacka Beskidu Makowskiego i Wyspowego Limanowa 11 Limanowa 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Stan odżywienia azotem 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Stan odżywienia fosforem STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 5
K [g/kg] Mg [g/kg] Buk 14,0 Stan odżywienia potasem 2,5 Stan odżywienia magnezem 12,0 2,0 10,0 8,0 1,5 6,0 1,0 4,0 0,5 2,0 0,0 0,0 Pierwiastek Jednostka Zawartość Zawartość wystarczająca optymalna Azot g/kg < 19,0 19,0-25,0 > 25,0 Fosfor g/kg < 1,5 1,5-3,0 > 3,0 Potas g/kg < 10,0 10,0-15,0 > 15,0 Wapń g/kg < 3,0 3,0-15,0 > 15,0 Magnez g/kg < 1,5 1,5-3,0 > 3,0 Kryteria poziomu zaopatrzenia w składniki pokarmowe na podstawie ich zawartości w liściach. Buk (Fagus sylvatica), Burg (1985 i 1990) oraz Bergman (1993) klasyfikacja austriacka STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 6
Buk Stan odżywienia azotem 1997 2001 2005 2009 2013 Wystarczająca Optimum Stan odżywienia fosforem Wystarczająca Optimum Stan odżywienia potasem Stan odżywienia magnezem Wystarczająca Optimum Wystarczająca Optimum STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 7
Świerk Plot old Plot new Kraina Dzielnica nr Obręb 112 202 Mazursko-Podlaska Pojezierza Mazurskiego Suwałki 26 Puńsk 113 203 Mazursko-Podlaska Pojezierza Mazurskiego Suwałki 26 Puńsk 214 801 Karpacka Beskidu Śląskiego i Małego Bielsko 2 Szczyrk 215 811 Karpacka Beskidu Śląskiego i Małego Wisła 37 Istebna 216 810 Karpacka Beskidu Żywieckiego Węgierska Górka 36 Węgierska Górka 217 809 Karpacka Beskidu Żywieckiego Węgierska Górka 36 Lipowa 218 507 Śląska Przedgórza Sud. i Płaskowyżu Glubcz. Prudnik 23 Prudnik 304 814 Karpacka Beskidu Makowskiego i Wyspowego Limanowa 11 Limanowa 305 813 Karpacka Beskidu Makowskiego i Wyspowego Myślenice 15 Myślenice 306 816 Karpacka Gorców i Beskidu Sądeckiego Piwniczna 21 Muszyna 307 815 Karpacka Gorców i Beskidu Sądeckiego Piwniczna 21 Rytro 406 807 Karpacka Bieszczadów Stuposiany 23 Stuposiany 407 806 Karpacka Bieszczadów Stuposiany 23 Stuposiany 1009 110 Bałtycka Pobrzeża Słowińskiego Resko 24 Resko Wschód 1304 705 Sudecka Sudetów Środkowych Bystrzyca Kł. 4 Bystrzyca Kł. 1305 708 Sudecka Sudetów Wschodnich Międzylesie 16 Międzygórze 1306 707 Sudecka Sudetów Wschodnich Lądek Zdrój 23 Strachocin 1307 706 Sudecka Sudetów Środkowych Zdroje 7 Duszniki 1308 701 Sudecka Sudetów Zachodnich Szklarska P. 24 Szklarska P. 1309 702 Sudecka Sudetów Zachodnich Szklarska P. 24 Piechowice 1310 506 Śląska Przedgórza Sud. i Płaskowyżu Glubcz. Henryków 2 Henryków 1506 111 Bałtycka Pobrzeża Słowińskiego Choczewo 1 Młot STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 8
P [g/kg] N [g/kg] Świerk 25 20 15 10 5 0 Stan odżywienia azotem 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Stan odżywienia fosforem STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 9
Mg [g/kg] K [g/kg] Świerk 10 8 6 4 2 0 Stan odżywienia potasem 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Stan odżywienia magnezem STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 10
Świerk Stan odżywienia azotem Stan odżywienia fosforem Nadmiar Optimum Wystarczająca Nadmiar Optimum Wystarczająca Stan odżywienia potasem Stan odżywienia wapniem Nadmiar Optimum Wystarczająca Stan odżywienia magnezem Nadmiar Optimum Wystarczająca Nadmiar Optimum Wystarczająca Pierwiastek Jednostka Zawartość Zawartość Nadmiar wystarczająca optymalna Azot g/kg < 13,0 13,1-15,0 > 15,0 > 22,0 Fosfor g/kg < 1,1 1,2-1,3 > 1,3 >3,0 Potas g/kg < 3,3 3,4-4,2 >4,2 > 8,5 Wapń g/kg < 1,0 1,1-3,6 > 3,6 > 9,0 Magnez g/kg < 0,7 0,8-1,1 > 1,1 > 2,0 Kryteria poziomu zaopatrzenia w składniki pokarmowe na podstawie ich zawartości w igłach bieżącego rocznika. Świerk (Picea abies), Burg (1985 i 1990) oraz Bergman (1993) klasyfikacja austriacka STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 11
Sosna Stan odżywienia azotem Stan odżywienia fosforem 9 7 5 3 1 Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna 9 7 5 3 1 Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna Klasa N P K Ca Mg S [g/kg] Krytyczna < 11 < 1.0 < 3.5 < 1.5 < 0.7 - < 13 < 1.2 < 4.0 < 2.0 < 0.9 < 1.2 Optimum dolne 13-14 1.2-1.4 4.0-5.5 2.0-3.0 0.9-1.5 1.5-1.7 średnie 14-15 1.4-1.8 5.5-7.5 3.0-4.0 1.5-2.0 1.7-2.0 górne 15-17 1.8-2.0 7.5-10.0 4.0-5.0 2.0-3.0 2.0-2.3 Nadmiar > 17 > 2.0* > 10.0* > 5.0 > 3.0* > 2.3 *) najwyższa stwierdzona zawartość - nadmiar nieznany Graniczne zawartości makroelementów w igłach sosny, Minutes of the 3rd Forest Foliar Expert Panel Meeting 1995- klasyfikacja obowiązująca w Dolnej Saksonii STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 12
Sosna Stan odżywienia potasem Stan odżywienia wapniem Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna 9 7 5 3 1 Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna Stan odżywienia magnezem Stan odżywienia siarką 9 7 5 3 1 Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna 9 7 5 3 1 Nadmiar Optimum górne Optimum średnie Optimum dolne Krytyczna STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 13
Dąb Nr SPO stary Nr SPO nowy Kraina Dzielnica nr Obręb 1010 108 Bałtycka Pojezierza Wałecko-Myśliborskiego Smolarz 28 Smolarz 1507 115 Bałtycka Pojezierza Drawsko-Kaszubskiego Strzebielino 13 Boże Pole 708 201 Mazursko-Podlaska Pojezierza Mazurskiego Olsztyn 5 Olsztyn 114 209 Mazursko-Podlaska WySoczyzny Białostockiej Czarna Białostocka 6 Kumiałka 1402 317 Wielkopolsko-Pomorska Pojezierza Lubuskiego Nowa Sól 8 Przyborów 908 322 Wielkopolsko-Pomorska Krotoszyńska Krotoszyn 13 Jasnepole 603 326 Mazowiecko-Podlaska Równiny Warszawsko-Kutnowskiej Łąck 8 Łąck 513 412 Mazowiecko-Podlaska Niziny Podlaskiej i WySoczyzny Siedleckiej Sarnaki 22 Korczew 515 414 Mazowiecko-Podlaska Polesia Podlaskiego Międzyrzec 14 Międzyrzec 1312 503 Śląska Równiny Dolnośląskiej Węgliniec 29 Osiecznica 221 511 Śląska Równiny Niemodlińsko-Grodkowskiej Prudnik 23 Szklary 604 602 Małopolska Łódzko-Opoczyńska Radomsko 15 Kobiele Wielkie 309 620 Małopolska Wyżyny Środkowomałopolskiej Miechów 14 Książ Wielki 1311 703 Sudecka Sudetów Środkowych Złotoryja 30 Świerzawa 409 803 Karpacka Pogórza Środkowobeskidzkiego Kańczuga 9 Pruchnik Pierwiastek Jednostka Zawartość wystarczająca Zawartość optymalna Azot g/kg < 15,0 15,0-25,0 > 2,50 Fosfor g/kg < 1,0 1,0-3,0 > 3,0 Potas g/kg < 5,0 5,0-13,0 > 13,0 Wapń g/kg < 4,0 4,0-15,0 > 15,0 Magnez g/kg < 1,0 1,0-2,5 > 2,5 Kryteria poziomu zaopatrzenia w składniki pokarmowe na podstawie ich zawartości w liściach. Dąb (Quercus sp.), Burg (1985 i 1990) oraz Bergman (1993) klasyfikacja austriacka STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 14
K [g/kg] Mg [g/kg] N [g/kg] P [g/kg] Dąb 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Stan odżywienia azotem 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Stan odżywienia fosforem 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Stan odżywienia potasem 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Stan odżywienia magnezem STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 15
Zawartość makroelementów w organach asymilacyjnych w roku 1997 9 7 5 3 1 So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db N P K Ca Mg Optimum Wystarczająca Zawartość makroelementów w organach asymilacyjnych w roku 2013 9 7 5 3 1 So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db So Św Bk Db N P K Ca Mg Optimum Wystarczająca STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 16
liściach buka Gatunek Klasa Dolna 10,6 1,8 2,3 12,0 0,6 3,3 3,7 Buk Górna 25,0 5,0 6,3 25,0 2,5 10,0 8,0 Proporcje między makroelementami w liściach buka, Biino i Tazzi, 1998 - klasyfikacja włoska liściach buka w 1997 roku liściach buka w 2001 roku liściach buka w 2005 roku liściach buka w 2013 roku STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 17
igłach świerka Proporcja Wartość optymalna 7-10 1-3 2-7 8-14 0,8-2,4 2,2-6,4 2,5-5,0 Proporcje między makroelementami w igłach świerka bieżącego rocznika, Hüttl, 1985 klasyfikacja austriacka igłach świerka w 1997 roku igłach świerka w 2001 roku igłach świerka w 2005 roku igłach świerka w 2013 roku STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 18
igłach sosny Gatunek Klasa Dolna 6,0 1,2 3,0 8,0 0,9 2,3 1,0 Sosna Górna 17,0 4,9 11,3 28,3 6,7 16,7 6,7 Proporcje między makroelementami w igłach sosny, Biino i Tazzi, 1998 - klasyfikacja włoska igłach sosny w 1997 roku igłach sosny w 2005 roku Równowaga między makroelementami w igłach sosny w 2013 roku 9 7 5 3 1 STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 19
liściach dębu Gatunek Klasa Dolna 8,3 1,5 1,9 6,0 0,6 2,0 1,2 Dąb Górna 25,0 5,0 8,3 25,0 3,3 10,0 8,0 Proporcje między makroelementami w liściach dębu, Biino i Tazzi, 1998 - klasyfikacja włoska liściach dębu w 1997 roku liściach dębu w 2001 roku liściach dębu w 2005 roku liściach dębu w 2009 i 2013 roku STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 20
Podsumowanie Drzewostany świerkowe: - Poprawa zaopatrzenia w azot, obecnie ok. 15 % drzewostanów cierpi na niedobór tego pierwiastka - dobrze zaopatrzone w fosfor, wapń, magnez - 85 % drzewostanów zawiera optymalną bądź wystarczającą, a 15 % nadmierną zawartość potasu - zbyt szeroki stosunek azotu do magnezu i potasu do magnezu stwierdzono w 60 %, a zbyt wąski stosunek wapnia do magnezu w 30 % drzewostanów Drzewostany sosnowe : - zazwyczaj dobrze zaopatrzone w azot różnego pochodzenia, przy równoczesnym nagminnym braku magnezu oraz w wielu przypadkach niedoborze fosforu, potasu, czy siarki - 50 % drzewostanów wykazuje niedobór magnezu, natomiast pozostałe 50 % znajduje się w dolnej klasie optimum - 80-100 % drzewostanów cierpiało na niedobór siarki we wszystkich cyklach pomiarowych Taki stan powoduje zakłócenia proporcji między wymienionymi makroelementami w roślinie i może być przyczyną złego stanu drzewostanów. STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 21
Podsumowanie Drzewostany bukowe: - dobrze zaopatrzone w wapń, azot i fosfor - znaczny niedobór potasu utrzymujący się na podobnym poziomie od 1997 roku stwierdzono w 80 % drzewostanów - obecnie 40 % drzewostanów cierpi na niedobór magnezu Drzewostany dębowe: - w pierwszym cyklu pomiarów (1997 rok) wykazywały niewielkie niedobory magnezu i fosforu, obecnie dobrze zaopatrzone w azot, fosfor, magnez, potas i wapń - prawidłowe proporcje między makroelementami wykazuje 100 % drzewostanów STAN LASÓW W POLSCE WEDŁUG BADAŃ MONITORINGOWYCH 22