Effect of the age of spruce stands on the balance of elements in the Potok Dupniański catchment

• Autorzy: Malek S
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study analyses the transfer of F-, Cl-, NO3-, SO42-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+ and Zn2+ from bulkprecipitation to throughfall, soil surface flow, vertical flow and intercover flow of water (gravity lysimeters at 20 cm soil depth) in spruce stands of different age classes (1st, 2nd, 5th, 6th), and the amount of these ions flowing out from the Potok Dupniański catchment in the Silesian Beskid Mts. The results cover the year 2000. The concentration and amount of SO4 2- in throughfall systematically increased and the pH value decreased with the age of the stands and with successive elements of the ecosystem. The NH4+ ion was probably absorbed in the canopy, which caused a washout of K+, Mn2+, F- and SO42- in the vegetation season in older stands. In the winter season, Fe2+, Mn2+, Na+ and K+ were washed out from the youngest stands (1st age class), whereas F-, NO3 -, SO42--, K+, Ca2+, Mg2+, Mn2+ and Fe2+ – from older canopies. Decomposition of the organic matter caused a rise in water acidity and an increase in the concentrations of all the analysed ions; their leaching, however, was low (under 1%). Water from intercover flow contributed to an increase in the amount of water and the concentration and amount of ions and to a further decrease in water reaction at a soil depth of 20 cm. All the anions and cations flowed away with water penetrating vertically and horizontally. Considerable amounts of ions, especially SO42-, Na+, K+, Ca2+ and Mg2+, were carried beyond the reach of the main mass of the root system and then out of the catchment, which may adversely affect the development and health of spruce stands.

Słowa kluczowe

EN

tree stand; spruce; age; element balance; bulk precipitation; surface flow; soil water; stream water; Potok Dupnianski catchment

• Wydawca: -
• Czasopismo: Dendrobiology
• Rocznik: 2004
• Tom: 51 Supplement
• Opis fizyczny: p.65-70,ref.

Twórcy

autor

Malek S

• Agricultural University of Krakow, al.29 Listopada 46, 31-425 Krakow, Poland

Bibliografia

• Bytnerowicz A., GodzikS., Poth M., Anderson I., Szdzuj J., Tobias C., Macko S., Kubiesa P., Staszewski T., Fenn M. 1999. Chemical composition of air, soil and vegetation in forests of the Silesian Beskid mountains, Poland. Water, Air and Soil Pollution 116: 141–150.
• Godt J., Schmidt M., Mayer R. 1988. Pathways of heavy metals in beech and spruce canopy: internal and external cycling. In: Scientific basis of forest decline symptomatology, Cape J.N, Mathy P. (eds.). Proc. of workshop jointly organised by the CEC.
• Godzik S., Kubiesa P., Staszewski T., Szdzuj J. 1997. Air pollution and its possible effects on vegetation in Brenna – the Beskydy mountains. Zpravodaj Beskydy “Vliv imisi na lesy a lesni hospodarstvi Beskyd”. MZLU, Brno, 9: 21–26.
• ICP-Forest Manual, 1998. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. (4th ed.). UN-ECE, Fed. Res. Centre for Forestry and Forest Products (BFH).
• Kabata-Pendias A., Pendias H. 1993. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa.
• Kram K.J., Stachurski A., Zimka J.R. 1998. Evaluation of zinc, lead, cadmium and copper input in bulk precipitation and throughfall in same forest ecosystems of Karkonosze Mts and Kampinos forest. In: Second International Conference on Trace elements: Effects on Organisms and Environment, Cieszyn 23–26 June 1998: 43–46.
• Leonardi S., Fluckinger W. 1987. Short-term canopy interactions of beech trees: mineral ion leaching and absorption during rainfall. Tree Physiology 3: 137–145.
• Lovett G. M., Schaefer D.A., 1992. Interaction of Ca2+, Mg2+ and K+. In: Atmospheric deposition and forest nutrient cycling. Johnson D.W., Lindberg S.E. (eds.). Ecol. Stud., Springer Verlag: 217–240.
• Małek S. 2000. Zmiany ilościowe i jakościowe wód glebowych na powierzchniach doświadczalnych w drzewostanach bukowych Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy w latach 1997 i 1998. In: Monitorowanie procesów zachodzących w drzewostanach bukowych, w zmieniających się warunkach środowiska przyrodniczego, na przykładzie Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy. MałekS., WężykP. (eds.). Katedra Ekologii Lasu Akademii Rolniczej w Krakowie and Popradzki Park Krajobrazowy: 139–150.
• Małek S. 2002a. Przepływ pierwiastków w różnych fazach rozwojowych drzewostanów świerkowych na przykładzie zlewni Potok Dupniański. In: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, IV Krajowe Sympozjum, Poznań – Kórnik 29 maja–01 czerwca 2001: 543–553.
• Małek S. 2002b. The importance of litterfall and needle nutrients in circulation of elements and sustaining long-term productivity – example from different age classes of Istebna Spruce stands in the Potok Dupniansk i catchment, Southern Poland. Reports in Ecology and Environmental Engineering 2002 (1), Sustainable Forestry in Temperate Regions. In: Proceedings of the SUFOR International Workshop, Lund, Sweden 7–9 April 2002: 124–130.
• Małek S., 2002c. Zmiany składu chemicznego opadów atmosferycznych po przejściu przez okap drzewostanów świerkowych. Czasopismo Techniczne Inżynieria Środowiska, Politechnika Krakowska 4-Ś/2002: 37–45.
• Małek S., WężykP. 2000a. Anions and macro-elements input and output in mountain forest ecosystem on the example of Istebna catchment in Silesian Beskid, Poland. In: Zbornik z III medzinarodnej konferencie ”Cudzorodé látky v životnom prostredi”, Nitra, Slovakia 6–7 September 2000: 156–160.
• Małek S., WężykP. 2000b. Input and output of heavy metals in mountain forest ecosystems an example of Istebna catchment in Beskid Slaski, Poland. In: Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, Prague 12–14 September 2000, abstract no 608.
• Małek S., WężykP. 2000c. Zmiany ilościowe i jakościowe opadów atmosferycznych na powierzchniach doświadczalnych w drzewostanach bukowych Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy w latach 1997 i 1998. In: Monitorowanie procesów zachodzących w drzewostanach bukowych, w zmieniających się warunkach środowiska przyrodniczego, na przykładzie Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy, Małek S., Wężyk P. (eds.). Katedra Ekologii Lasu Akademii Rolniczej w Krakowie and Popradzki Park Krajobrazowy: 69–86.
• MałekS., WężykP. 2001. Wyniki badań prowadzonych w ramach zintegrowanego monitoringu ekologicznego drzewostanów bukowych na powierzchni badawczej „Chełmowa Góra” w Ojcowskim Parku Narodowymw latach 1997–1998. In: Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców 10–11 maja 2001: 192–200.
• Niklińska M., Maryański M., Szarek G., Laskowski R. 1995. Chemical input/output balance for a moderately polluted forest catchment in southern Poland. Water, Air and Soil Pollution 85: 1771–1776.
• Poborski P., Staszewski T. 1996. Przepływ zanieczyszczeń powietrza w ekosystemie leśnym. In: III Krajowe Sympozjum, Kórnik1994, Siwecki R. (ed.). Wyd. Sorus: 505–512.
• Stachurski A. 1987. Nutrtient control in throughfall waters of forest ecosystems. Ekologia Polska 35, 1: 3–69.
• Staszewski T., Godzik S., Szdzuj J. 1996. Monitoring spruce stands in Brenna and Salmopol pass in the Polish part of the Beskids. In: Zpravodaj Beskydy “Vliv imisi na lesy a lesni hospodarstvi Beskyd”. MZLU, Brno, 8: 13–18.
• Staszewski T., Godzik S., Kubiesa P., Szdzuj J. 1999. Fate of nitrogen compounds deposited to spruce (Picea abies Karst.) and pine (Pinus sylvestris L.) forests located in different air pollution and climatic conditions. Water, Air and Soil Pollution 116: 121–127.
• Staszewski T., Kubiesa P., Szdzuj J., Łukasik W. 2001. Ocena bezpośredniego i pośredniego zagrożenia Ojcowskiego Parku Narodowego przez zanieczyszczenia powietrza. In: Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej, Ojców 10–11 maja 2001: 102–105.
• Wróbel S., 1998. Environmental degradation in the Czarna Wisełka i Biała Wisełka catchments, Western Carpathians. Studia Naturae: 44, 1–223.
• Zimka J.R., Stachurski A. 1996. Forest decline in Karkonosze Mts. (Poland). Part II. An analysis of acidity and chemistry of atmospheric precipitation, throughfall and forest streamwaters. Ekologia Polska 44, 1–2: 153–177.