Spatial and temporal variability of the interception in the natural wetland valley, the lower Biebrza basin case study

• Autorzy: Ignar S. , Weglewska A. , Szporak-Wasilewska S. , Chormanski J.

Warianty tytułu

PL

Przestrzenna i czasowa zmienność intercepcji w naturalnej dolinie bagiennej, analiza przypadku dolnego basenu rzeki Biebrzy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the research carried out in the lower basin of Biebrza River valley in order to identify interception for natural wetland plant communities. Maximum interception, i.e. the largest amount of water, expressed in millimeters, which can be captured and retained by plant canopy from rainfall is one of the key parameters of the water cycle modeling. Maximum interception was determined based on the difference of the masses of wet and dry fresh plant samples. Collection of plant material samples took place during the five measurement sessions, which began immediately after the flood recedes, and then lasted until the end of the growing season. Interception spatial variability was analyzed on the basis of the results of maximum interception measured for selected plant aggregations in the different sampling points. The obtained values were extrapolated to the area of the lower basin of Biebrza River using vegetation map of the Biebrza National Park. By conducting a test sessions in the five coming months, the maps of the spatial variability also show changes over time. Methodology used in the described tests allowed for obtaining of satisfactory results. They present, in a correct way, variation occurring between the plant aggregations due to their morphology. In most cases the results are consistent with data from the literature. As results of the analysis of spatial variability of the maximum interception, the highest values were found for the plant communities located in the immediate vicinity of the river channel. With the increase of the distance from river towards the valley edges the maximum interception values decrease. These changes can be seen in the form of strips parallel to the river channel, which corresponds to the plant zones. Obtained map of spatial variability of the maximum interception, which is the results of extrapolation of the values assigned to plant communities, has a high correlation with the map resulting from the analysis of satellite images.

PL

W artykule przedstawiono badania przeprowadzone w dolnym basenie doliny rzeki Biebrzy mające na celu rozpoznanie procesów intercepcji w naturalnych zbiorowiskach roślinnych obszarów mokradłowych. Intercepcja maksymalna, czyli ilość wody wyrażona w milimetrach jaką roślina może przechwycić i zatrzymać z opadu atmosferycznego, jest jednym z kluczowych parametrów modelowania cyklu wodnego. Intercepcja maksymalna została określona na podstawie różnicy mas próbek suchych i mokrych świeżych roślin. Pobór materiału roślinnego odbywał się podczas pięciu sesji pomiarowych, które rozpoczęto bezpośrednio po ustąpieniu zalewu i które trwały do końca okresu wegetacyjnego. Przestrzenna zmienność intercepcji była analizowana na podstawie wyników pomiarów intercepcji maksymalnej dla wybranych zespołów roślinnych w różnych punktach pomiarowych. Otrzymane wartości ekstrapolowano na obszar dolnego basenu Biebrzy z wykorzystaniem mapy roślinności Biebrzańskiego Parku Narodowego. Dzięki przeprowadzeniu sesji pomiarowych w kolejnych miesiącach, mapy zmienności przestrzennej przedstawiają również zmiany zachodzące w czasie. Zastosowana w opisanych badaniach metodyka pozwoliła na uzyskanie zadawalających wyników. Prezentują one w sposób prawidłowy zmienność występującą między zespołami roślinnymi, związaną z ich morfologią. W większości przypadków wyniki są zgodne z danymi z literatury. W wyniku analizy przestrzennej zmienności intercepcji maksymalnej najwyższe wartości stwierdzono dla zbiorowisk położonych w bezpośrednim sąsiedztwie koryta rzecznego. Wraz ze wzrostem odległości od rzeki ku brzegom doliny wartości intercepcji maksymalnej maleją. Zmiany widoczne są w postaci pasów równoległych do koryta rzecznego, które odpowiadają strefom roślinnym. Mapa zmienności przestrzennej intercepcji maksymalnej, która powstała w wyniku ekstrapolacji wartości przypisanych zespołom roślinnym, wykazuje dużą korelację z mapą powstałą w wyniku analizy zdjęcia satelitarnego.

Słowa kluczowe

EN

Biebrza River; river basin; river valley; wetland area; riparian wetland; plant community; interception; spatial variability; temporal variability

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Land Reclamation
• Rocznik: 2013
• Tom: 45
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.111-119,fig.,ref.

Twórcy

autor

Ignar S.

• Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Weglewska A.

• Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Szporak-Wasilewska S.

• Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Chormanski J.

• Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• BANASZUK H. 2004: Kotlina Biebrzańska i Biebrzański Park Narodowy. Aktualny stan, walory, zagrożenia i potrzeby czynnej ochrony środowiska [Biebrza Basin and Biebrza National Park. Current status, values, risks and the needs for active protection of the environment]. Economics and Environment Publishers, 527.
• BRADLEY D.J., GILBERT G.S., PARKER I.M. 2003: Susceptibility of clover species to fungal infection: the interaction of leaf surface traits and the environment. American Journal of Botany 90, 857-864.
• CALDER I.R., HALL R.L., ROSIER P.T.W., BASTABLE H.G., PRASANNA K.T. 1996: Dependence of rainfall interception on drop size:2. Experimental determination of the wetting functions and two layer stochastic model parameters for five tropical tree species. Journal of Hydrology 185, 379-388.
• CHORMANSKI J., BATELAAN O. 2011: Application of the WetSpa distributed hydrological model for catchment with significant contribution of organic soil. Upper Biebrza case study. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Land Reclamation 43 (1), 25-35.
• DUNKERLEY D., BOOTH T.L. 1999: Plant canopy interception of rainfall and its significance in a banded landscape, arid western New South Wales, Australia. Water Resources Research 35, 1581-1586.
• KOŁODZIEJ J., LINIEWICZ K., BEDNAREK H. 2005: Intercepcja opadów atmosferycznych w łanach zbóż [Rainfall interception in cereal stands]. Acta Agrophysica 6 (2), 381-391 [Engl. summ].
• MAKSYMIUK A., FURMANCZYK K., IGNAR S., KRUPA J., OKRUSZKO T. 2008: Analiza zmienności parametrów klimatycznych i hydrologicznych w dolinie rzeki Biebrzy [Analysis of climatic and hydrologic parameters variability in the Biebrza river basin]. Scientific Review Engineering and Environmental Sciences 3 (41), 59-68 [Engl. summ.].
• MONSON R.K., GRANT M.G., JAEGER C.H., SCHOETTLE A.W. 1992: Morphological causes for the retention of precipitation in the crowns of Alpine plants. Environmental and Experimental Botany : 32, 319-327.
• OŚWIT J. 1973: Warunki rozwoju torfowisk w dolinie dolnej Biebrzy na tle stosunków wodnych [Conditions of mire development in the Lower Biebrza valley versus water relations]. Polish Agricultural Annual D 143, 80.
• SELLERS P. J., MINTZ Y., SUD Y.C., DAL-CHER A. 1986: A simple biosphere model (SiB) for use within general circulation models. Journal of the Atmospheric Sciences 43, 505-531.
• SOCZYŃSKA U. 1989: Procesy hydrologiczne: fizycznogeograficzne podstawy modelowania [Hydrological processes: physical and geographical base of modeling]. Polish Scientific Publishers, 245.
• WĘGLEWSKA A. 2009: Time and extent variations of interception determination in natural boggy valley on example of lower Biebrza basin. Manuscript of MSc thesis, WULS.
• WOHLFAHRT G., BIANCHI K., CERNUS-CA A. 2006: Leaf and stem maximum water storage capacity of herbaceous plants in a mountain meadow. Journal of Hydrology, 319, 383-390.
• WOOD M.K., JONEST.L.,VERA-CRUZ M.T. 1998: Rainfall interception by selected plants in the Chihuahuan desert. Journal of Range Management 51, 91-96.