Object structure

Title:

Transformacja opadów atmosferycznych w strefie drzew wybranych ekosystemów leśnych w Górach Świętokrzyskich = The transformation of precipitation in the tree canopy in selected forest ecosystems of Poland’s Świętokrzyskie Mountains

Subtitle:

Przegląd Geograficzny T. 89 z. 1 (2017)

Creator:

Kozłowski, Rafał ; Jóźwiak, Marek

Publisher:

IGiPZ PAN

Place of publishing:

Warszawa

Date issued/created:

2017

Description:

24 cm

Subject and Keywords:

precipitation ; throughfall ; stemflow ; beech ; pine ; spruce

Abstract:

Atmospheric deposition is regarded as an element determining the circulation of matter in forest ecosystems. As a result of contact with the surfaces of plants, rainwater is subject to transformations whose magnitudes depend on both species composition (above all coniferous v broadleaved) and levels of air pollution. Such pollution acts directly to modify atmospheric precipitation, while also operating indirectly at the surface of trees, by way of the deposition of substances. As a result of the washing of elements depositing on the surface, rainwater changes its physical and chemical properties, as well as its chemical composition. The aim of the work described here was thus to analyse the conditions underpinning transformations of atmospheric precipitations in selected forest ecosystems of Poland’s Świętokrzyskie Mountains, on the basis of studies conducted there in the years 2011-2015. Field research was conducted in research areas located in the central and south-western parts of the above Mountains, and was concerned with rainwater in vertical section: bulk precipitation – through fall – stem flow. The data collected were processed statistically using Statistica 10.0 software. The results of measurements made in the Świętokrzyskie Mountains reflect overlapping continental, regional and local emissions, as well as changes taking place as regards emissions of primary pollutants and their products transformed photochemically and chemically under particular meteorological conditions in the course of transport with masses of air over shorter or longer distances. Emissions from natural and anthropogenic sources were found to act on component elements of ecosystems directly from atmospheric air and indirectly through products of their transformation in the form of direct deposition and deposition via crowns. Forest ecosystems have numerous spatially determined paths and areas of flow of substances originating from tree-crown deposition. Along these paths, the delivery of substances from emissions in wet, moist and especially dry deposition is significant ecologically, as are paths for their offtake in throughfall and stem fall. Immissions flowing through the hylosphere have featured changed actively, while at the same time being subject to movement and various biogenic transformations due to the washing out of crowns and washing, as well as crown intake. Quantitative and qualitative features of crown deposition determine the quality and intensity of processes of transformation of rainwater in the areas of the forest stand and during the flow through a layer of plants of the forest floor and to the surface of the soil.

References:

1. Augusto L., Ranger J., Bikley D., Rothe A., 2002, Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility, Annals of Forest Science, 59, s. 233-253. ; - ; 2. Bochenek W., Jóźwiak M. Kijowska M., Kozłowski R., 2008, Zróżnicowanie opadu podkoronowego w wybranych ekosystemach leśnych w Górach Świętokrzyskich i w Beskidzie Niskim, Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 9, s. 47-55. ; 3. Cole D.W., Rapp M., 1981, Elemental cycling in forest ecosystems, [w:] D.E. Reichle (red.), Dynamic Properties of Forest Ecosystems, Cambridge University Press, Cambridge, s. 341-410. ; 4. de Vries W., Reinds G.J., van Kerkvoorde M.S., Hendriks C.M.A., Leeters E.F.J.M., Gross C.P., Vopgd J.C.H. Vel E.M., 2000, Intensive Monitoring of Forest Ecosystems in Europe, Technical Report 2000, EC-UN/ECE, Brussels, Geneva. ; 5. Draaijers G.P.J., Erisman J.W., van Leuven N.F.M., Romer F.G., Te Winkel B.H., Veltkamp A.C., Vermeulen A.T., Wyers G.P., 1997, The impact of canopy exchange on differences observed between atmospheric deposition and throughfall fluxes, Atmospheric Environment, 3, s. 387-397. ; - ; 6. Herrmann M., Pust J., Pott R., 2006, The chemical composition of throughfall beneath oak, birch and pine canopies in Northwest Germany, Plant Ecology, 184, s. 273-285. ; - ; 7. Houle D., Ouimet R., Paquin R., Laflamme J.G., 1999, Interactions of atmospheric deposition with a mixed hardwood and a coniferous forest canopy at the Lake Clair Watershed (Duchesnay, Quebec), Canadian Journal of Forest Research, 29, s. 1944-1957. ; - ; - ; 8. Janek M., 2000, Wpływ drzewostanów iglastych na jakość wód opadowych, Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa, Seria A, 4, 908, s. 73-87. ; 9. Jansen W., Block A., Knaack J., 1998, Kwaśne deszcze. Historia, powstawanie, skutki, Aura, 4, s. 18-19. ; 10. Jóźwiak M., Kozłowski R., 2008, Deposition of selected metals in the Świętokrzyskie mountains and their influence on changes of soil pH, Ecological Chemistry and Engineering A, 15, 11, s. 1239-1256. ; 11. Kolander R., 1998, Stan geoekosystemów Polski w latach 1994-1997, [w:] A. Kostrzewski (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Stan geoekosystemów Polski w latach 1994-1997, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa, s. 225-244. ; 12. Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. ; 13. Kostrzewski A., Kruszyk R., Kolander R., 2006, Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Zasady organizacji, system pomiarowy, wybrane metody badań, http://www.staff.amu.edu.pl/~zmsp/dok.html (20.01.2016). ; 14. Kowalska A., Astel A., Boczoń A., Polkowska Ż., 2016, Atmospheric deposition in coniferous and deciduous tree stands in Poland, Atmospheric Environment, 133c, s. 145-155. ; - ; 15. Kozłowski R., 2002, Zróżnicowania wielkości i jakości spływu wód opadowych po pniach drzew w wybranych ekosystemach leśnych w Górach Świętokrzyskich, Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 3, s. 95-102. ; 16. Kozłowski R., 2003, Przestrzenne zróżnicowanie opadu podokapowego w drzewostanie jodłowo-bukowym w centralnej części Gór Świętokrzyskich, Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 4, s. 99-106. ; 17. Kozłowski R., 2006, Właściwości fizykochemiczne i chemizm opadu podkoronowego na terenie Białego Zagłębia", Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 7, s. 41-49. ; 18. Kozłowski R., 2013, Funkcjonowanie wybranych geoekosystemów Polski w warunkach zróżnicowanej antropopresji na przykładzie gór niskich i pogórza, Landform Analysis, 23. ; 19. Kozłowski R., Jóźwiak M., 2013, Chemical denudation in a geoekosystem in acid immision conditions, Ecological Chemistry Engineering S, 20, 1, s. 41-54. ; - ; 20. Kozłowski R., Jóźwiak M., Jóźwiak M., Bochenek W., 2012, Ocena wielkości wymywania jonów K+, Ca2+ i Mg2+ w wybranych drzewostanach w warunkach kwaśnej depozycji, Sylwan, 156, 8, s. 607-615. ; 21. Kozłowski R., Jóźwiak M., Jóźwiak M.A., Rabajczyk A., 2011, Chemism of atmospheric precipitation as a consequence of air pollution: the case of Poland's Holy Cross Mountains, Polish Journal of Environmental Studies, 20, 4, s. 919-924. ; 22. Kruszyk R., 2002, Zróżnicowanie przestrzenne chemizmu opadu podokapowego na dnie boru mieszanego na przykładzie rozkładu odczynu i przewodności elektrolitycznej (zlewnia jeziora Czarnego, Pomorze Zachodnie), [w:] R. Siwecki (red.), Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe. IV Krajowe Sympozjum, Poznań-Kórnik, 29.05-1.06.2001, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań, s. 825-853. ; 23. Kruszyk R., Kostrzewski A., Tylkowski J., 2015, Variability of throughfall and stemflow deposition in pine and beech stands (Czarne Lake catchment, Gardno Lake catchment on Wolin Island), Prace Geograficzne UJ, 143, s. 85-102. ; 24. Kruszyk R., Okoński B., Strzeliński P., 2013, Wstępne wyniki badań nad transformacją właściwości fizycznochemicznych opadów atmosferycznych w drzewostanie dębowo-sosnowym w czasie pojedynczych epizodów opadowych (Puszcza Zielonka), Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 14, s. 113-126. ; 25. Kvaalen H., Solberg S., Clarke N., Torp T., Aamlid D., 2002, Time series study of concentrations of SO4 2– and H+ in precipitation and soil waters in Norway, Environmental Pollution, 117, s. 215-224. ; - ; 26. Lee D.S., Longhurst A., 1992, A comparison between wet and bulk deposition at an urban site in the UK, Water Air Soil Pollution, 64, s. 635-648. ; - ; 27. Lovett G.M., Kinsman J.D., 1990, Atmospheric pollutant deposition to high-elevation ecosystems, Atmospheric Environment, 24A, s. 2767-2786. ; - ; 28. Małek S., 2002, Zmiany składu chemicznego opadów atmosferycznych po przejściu prze okap drzewostanów świerkowych, Czasopismo Techniczne Inżynieria Środowiska, Zeszyt 4-Ś, s. 37-45. ; 29. Małek S., 2010, Nutrient fluxes in planted Norway Spruce stands of different age in Southern Poland, Water, Air and Soil Pollution, 209, s. 45-59. ; - ; 30. Małek S., Astel A., 2008, Throughfall chemistry in spruce chronosequence in southern Poland, Environmental Pollution, 155, s. 517-527. ; - ; 31. Małek S., Wężyk P., 2000, 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, [w:] S. Małek, P. Wężyk (red.), Monitoring procesów zachodzących w drzewostanach bukowych, w zmieniających się warunkach środowiska przyrodniczego, na przykładzie Ojcowskiego Parku Narodowego i Leśnego zakładu Doświadczalnego w Krynicy, Kraków-Nowy Sącz, s. 69-86. ; 32. 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, s. 1771-1776. ; - ; 33. Olszewski J.L., 1984, Intercepcja i jej wpływ na wysokość opadów atmosferycznych docierających do powierzchni gruntu w lesie, Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, 288, s. 245-270. ; 34. Otto W., 1994, Waldökologie, Ulmer, Stuttgart. ; 35. Parzych A., Astel A., Trojanowski J., 2008, Fluxes of biogenic substances in precipitation and throughfall in woodland ecosystems of Słowiński National Park, Archives of Environmental Protection, 34, 2, s. 13-24. ; 36. Petty W.H., Lindberg S.E., 1990, An intensive 1 month investigation of trace metal deposition an throughfall at a mountain spruce forest, Water, Air and Soil Pollution, 53, s. 213-226. ; - ; 37. Polkowska Ż., Astel A., Walna B., Małek S., Mędrzycka K., Góreski T., Siepak J., Namieśnik J., 2005, Chemometric analysis of rainwater and throughfall at several sites in Poland. Atmospheric Environment, 39, s. 837-855. ; - ; 38. Potter C.S., Ragsdale H.L., Swank W.T., 1991, Atmospheric deposition and foliar leaching in regenerating southern Appalachian forest conopy, Journal Ecology, 79, s. 97-115. ; - ; 39. Rodrigo A., Ávila A., Rodá S., 2003, The chemistry of precipitation, throughfall and stemflow in two holm oak (Quercus ilex L.) forests under contrasted pollution environment in NE Spain, Science of the Total Environment, 305, s. 195-205. ; - ; 40. Rothe A., Huber C., Kreutzer K., Weis W., 2002, Deposition and soil leaching in stands of Norway spruce and European beech: results from the Höglwald research in comparison with other European case studies, Plant and Soil, 240, s. 33-45. ; - ; - ; 41. Shen W., Ren H., Jenerette G.D., Hui D., Rem H., 2013, Atmospheric deposition and canopy exchange of anions and cations in two planation forest under acid rain influence, Atmospheric Environment, 64, s. 242-250. ; - ; 42. Shubzda J., Lindberg S.E., Garten C.T., Nodvin S.C., 1995, Elevational trends in the fluxes of sulphur and nitrogen in throughfall in the southern Appalachian Mountains: some surprising results, Water, Air and Soil Pollution, 85, s. 2265-2270. ; - ; 43. Stachurski A., 1987, Nutrient control in throughfall waters of forest ecosystems, Ekologia Polska, 35, 1, s. 3-69. ; 44. Szarek-Łukaszewska G., 1999, Input of chemical elements to the forest ecosystem on the Carpathian Foothills (S Poland), Polish Journal of Ecology, 47, 2, s. 191-213. ; 45. Szpikowski J., Michalska G., Kruszyk R., 1998, Raport Stacji Bazowej Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Storkowie za lata hydrologiczne 1994-1997, [w:] A. Kostrzewski (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Stan geoekosystemów Polski w latach 1994-1997, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa, s. 23-76. ; 46. Ukonmaanaho L., Starr M., 2002, Major nutrients and acidity: budgets and trends at four remote boreal stands in Finland dyring the 1990s, The Science of Total Environmental, 297, s. 21-41. ; - ; 47. Walna B., Siepak J., 1999, Research on the variability of physico-chemical parameters characterizing acid precipitation at the Jeziory Ecological Station in the Wielkopolski Park Narodowy (Poland), The Science of the Total Environment, 239, s. 173-187. ; - ; 48. Whelan M.J., Sanger L.J., Baker M., Anderson J.M., 1998, Spatial patterns of throughfall and mineral ion deposition in a lowland Norway spruce (Picea Abies) plantation at the plot scale, Atmospheric Environment, 32, 20, s. 3493-3501. ; - ; 49. Wuyts K., De Schrijver A., Staelens J., Gielis M., Geudens G., Veheyen K., 2008, Patterns of throughfall deposition along a transect in forest edges of silver birch and Corsican pine, Canadian Journal of Forest Research, 38, 3, s. 449-461. ; - ; 50. Zając R., 1979, Przyczyny i stan zagrożenia atmosfery w Białym Zagłębiu", Prace i Materiały Instytutu Gospodarki SGPiS, 6, Warszawa.

Relation:

Przegląd Geograficzny

Volume:

89

Issue:

1

Start page:

133

End page:

153

Resource Type:

Article

Format:

File size 1,3 MB ; application/pdf

Resource Identifier:

0033-2143 (print) ; 2300-8466 (on-line) ; 10.7163/PrzG.2017.1.7

Source:

CBGiOS. IGiPZ PAN, sygn.: Cz.181, Cz.3136, Cz.4187 ; click here to follow the link

Language:

pol

Language of abstract:

eng

Rights:

Creative Commons Attribution BY 3.0 PL license

Terms of use:

Copyright-protected material. [CC BY 3.0 PL] May be used within the scope specified in Creative Commons Attribution BY 3.0 PL license, full text available at: ; -

Digitizing institution:

Institute of Geography and Spatial Organization of the Polish Academy of Sciences

Original in:

Central Library of Geography and Environmental Protection. Institute of Geography and Spatial Organization PAS

Projects co-financed by:

Programme Innovative Economy, 2010-2014, Priority Axis 2. R&D infrastructure ; European Union. European Regional Development Fund