Prima pagină | Prezentare | Cercetare | Personal | Publicaţii | Servicii | Link-uri utile
Copiere articol

 

 

Cercetări privind dinamica depunerilor minerale din atmosferă şi nutriţia speciilor de arbori în principalele ecosisteme forestiere

 

Ion Barbu

 

               

                Monitoringul forestier intensiv are ca obiectiv prioritar dezvoltarea unor studii de caz în ecosisteme forestiere reprezentative situate în condiţii ecologice şi climate de poluare diferite.

                Subprogramul nodal care furnizează informaţii tuturor celorlalte programe de cercetare (starea coroanelor, solul, nutriţia arborilor, auxologia etc.) este cel care monitorizează intrările de ioni poluanţi din atmosferă în ecosistemul forestier. In cadrul acestui program, la nivel european, depunerile atmosferice sunt monitorizate sistematic în 364 suprafeţe experimentale în care se măsoară şi se analizează periodic (1 - 2 săptămâni) apele din precipitaţii recoltate din: teren deschis,

de sub coronamentul pădurii, scurgeri pe trunchiul arborilor şi apa din sol la diferite adâncimi (10, 20, 40, 60 cm).

                Pentru a se obţine date comparabile a fost elaborat un manual de referinţă de către ICP Forest în care se prezintă metodele standard pentru analiza probelor şi se fac recomandări privind colectarea din teren a eşantioanelor de analizat. În ţara noastră cercetările privind monitoringul depunerilor atmosferice au fost iniţiate în 1996, în prezent fiind în funcţiune 7 suprafeţe experimentale, instalate în ecosisteme forestiere reprezentative pentru pădurile ţării. Pentru a reduce erorile şi pentru a obţine o estimare cât mai apropiată de realitate, în perioada 1.01.1998 - 1.09.1998 s-au instalat în teren trei tipuri de colectori de precipitaţii. Caracteristicile acestora sunt prezentate în tabelul 1.

 

Tabelul 1. Principalele caracteristici ale colectorilor utilizaţi pentru măsurarea şi eşantionarea precipitaţiilor

 

Tipul de colector	Suprafaţa de recepţie	Dimensiuni	Nr. de captatori instalaţi
			Teren liber	Sub coronament
Jgheab PVC	1000 cm2	100 x 10 cm	2	6
Cilindru din polietilenă	83 cm2	Diam. 10 cm	4	8
Cilindru cu pungă din polietilenă	93 cm2	Diam. 11 cm	4	8

 

Amplasarea în teren s-a făcut randomizat la 7-10 m unul de altul pentru a minimiza influenţa variabilităţii densităţii coroanelor asupra precipitaţiilor.

                Pentru rezolvarea acestui aspect (fază de cercetare), principalele activităţi în teren au fost: recoltarea periodică a precipitaţiilor a toate tipurile de captatori montaţi în teren, în perioada 1.01.98 - 1.09.98 s-au recoltat şi măsurat un număr de circa 2000 probe simple de precipitaţii, realizarea probei medii prin amestecarea probelor simple obţinute de la fiecare colector, amplasarea, etichetarea şi trimiterea la laborator a probelor medii pentru analiză (circa 140 eşantioane), întreţinerea bilunară a captatorilor (înlocuirea captatorilor furaţi sau  distruşi, spălarea şi clătirea cu apă distilată a componentelor, verificarea funcţionării etc.).

                In perioada menţionată, în laborator au fost analizate un număr mult mai mare de probe. Cele care fac obiectul prezentului studiu şi au fost prelucrate separat în funcţie de obiectivele urmărite. Analizele în laborator s-au efectuat conform metodicii de cercetare stabilite pe baza manualului european de analizare şi validare a probelor de precipitaţii: calculul valorilor medii ale cantităţilor de precipitaţii colectate la fiecare tip de colector în parte; introducerea datelor medii din teren şi din buletinele de analiză în baza de date; comparaţie între cantităţile de precipitaţii medii estimate în fiecare  tip de captator cu valoarea medie a  celor trei tipuri de captatori folosiţi; calculul cantităţii de ioni (pentru fiecare ion în parte) în teren liber şi sub coronament şi compararea valorilor obţinute cu valoarea medie pentru cele trei tipuri de captatori; calculul coeficienţilor de încărcare pentru fiecare probă periodică şi pentru fiecare tip de captator pe toată perioada analizată (1.01.98 - 1.09.98); reprezentarea grafică a valorilor medii obţinute; analiza rezultatelor şi redactarea referatului ştiinţific de etapă.

 

                 Rezultate obţinute

Comparaţie între cantităţile de precipitaţii înregistrate cu trei tipuri de captatori diferiţi, în teren liber şi sub coronamentul pădurii

                Au fost reprezentate grafic cantităţile de precipitaţii estimate pe baza măsurătorilor continui cu trei tipuri de captatori diferiţi. S-a calculat şi reprezentat şi valoarea medie a rezultatelor obţinute din cele trei serii de măsurători. Această valoare medie o considerăm cea mai probabilă şi va servi pentru compararea valorilor obţinute cu fiecare tip de captator în parte. Considerând valoarea medie 100 % se constată că la măsurarea în teren liber cu captatori jgheab, valorile cele mai apropiate de valoarea medie au fost obţinute cu captatori tip pungă (101-111%) şi tip jgheab (92-110%). La captatorii cilindrici se constată o subevaluare de circa 3 - 13%, valorile măsurate reprezentând 97 - 87% din valoarea medie a tuturor captatorilor (tabelul 2).

                                                                                                                                                                           

Tabelul 2. Abaterile faţă de medie ale cantităţilor de precipitaţii  măsurate cu trei tipuri de captatori diferiţi în suprafeţele

experimentale Deia, Rarău şi Solca - teren liber

 

SE	Jgheab		Cilindri		Pungi		Media
	mm	%	mm	%	mm	%	mm	%
Deia	492,2	109	392,5	87	471,0	104	451,9	100
Rarău	586,4	92	620,8	97	713,9	111	640,4	100
Solca	496,6	110	399,9	89	456,9	101	451,1	100
Media	-	104	-	91	-	105	-	100

               

Sub coronamentul arboretului se constată că abaterile au valori mai mari (tab. 3). Comparând tipurile de captatori între ei se constată că la captatorii jgheab s-a realizat o estimare  de numai 88 % faţă de medie, la captatorii cilindrici 97% iar la captatorii tip pungă 115 %.                

 

Tabelul 3. Abaterile faţă de medie ale cantităţilor de precipitaţii  măsurate cu trei tipuri de captatori diferiţi în

suprafeţele experimentale Deia, Rarău şi Solca-brad şi Solca-molid (sub coronament)

 

SE	Jgheab		Cilindri		Pungi		Media
	mm	%	mm	%	mm	%	mm	%
Deia	338,7	104	278,0	85	360,6	111	325,8	100
Rarău	419,6	97	419,9	97	464,0	107	434,5	100
Solca B	281,2	76	302,8	82	527,4	142	370,5	100
Solca M	248,8	75	407,2	123	334,5	101	330,2	100
Media	-	88	-	97	-	115	-	100

 

Aceeaşi comparaţie pentru teren liber arată că la captatori tip jgheab cantitatea de precipitaţii medie reprezintă 104 %, pentru captatorii cilindrici 91 % iar pentru captatorii tip pungă 105% din valoarea medie cea mai probabilă.

                Pentru explicarea acestor abateri am putea lua în considerare următoarele cauze: frecvenţa distrugerii captatorilor; gradul de inadecvare al captatorilor pentru măsurarea precipitaţiilor solide; frecvenţa alterării probelor de către necunoscuţi prin aruncarea parţială sau totală a unor probe. O analiză detaliată se va încerca într-un capitol separat.

                Câteva concluzii se desprind din analiza efectuată:  în zonele expuse (Solca - brad, Solca - molid) distrugerea sau furarea repetată a captatorilor  jgheab a alterat rezultatele estimărilor făcute cu acest tip de captator; în zonele mai puţin expuse (Rarău) sau păzite (Deia) unde frecvenţa distrugerilor este mai redusă, rezultatele obţinute sunt apropiate de medie; pentru a asigura o estimare corectă este necesară folosirea unor captatoare care nu tentează vizitatorii şi pe cât posibil asigurarea pazei permanente. Aceste măsuri sunt greu de realizat datorită costurilor ridicate şi lipsei de preocupare a personalului de la ocoalele  silvice în asigurarea integrităţii echipamentelor în teren.

Comparaţie între intrările de ioni minerali (kg/ha) estimate pe baza măsurătorilor efectuate cu trei tipuri de captatori diferiţi în perioada 1.01.98 - 1.09.98.

Din analiza rezultatelor obţinute se desprind următoarele concluzii. In teren liber diferenţele dintre estimările medii şi estimările cu diferite tipuri de captatori au valori minime (± 8 %) pentru SO₄ şi valori maxime ((± 50-70 %) pentru Cl. Pentru ceilalţi ioni erorile de estimare variază cu ± 10-40 %. La captatorii jgheab se înregistrează, de regulă, o supraestimare faţă de medie, a anionilor cu 9 – 37 % şi a cationilor cu 2-10 %. Valorile cele mai mari se înregistrează în teren liber iar cele mai mici sub coronament. La captatorii cu suprafaţa de recepţie redusă (cilindri, pungi) se constată o subestimare a anionilor  în teren liber cu 11-25 % faţă de medie. In tabelul 4 au fost sintetizate rezultatele calculelor de reprezentativitate pentru fiecare tip de captator în parte în teren liber şi sub coronamentul pădurii.

 

 

Tabelul 4. Gradul de estimare a rezultatelor (% din valoarea medie) la determinarea intrărilor de ioni minerali din atmosferă

(kg/ha) cu trei tipuri de captatori în suprafeţele experimentale Deia, Rarău şi Solca, în perioada 1.01-1.09.1998

 

Parametrul	Tipul de captator						Media
	Jgheab		Cilindru		Pungă
	Teren liber	Sub coron.	Teren liber	Sub coron.	Teren liber	Sub coron.
Precipitaţii (mm)	103	88	91	97	105	115	100
S-SO4-2	108	93	94	107	96	100	100
N-NO3-	132	125	77	83	93	91	100
N-NH4+	90	96	68	87	142	117	100
Cl-	170	109	50	88	79	102	100
Na+	85	100	82	86	132	113	100
Mg+	137	101	79	110	90	87	100
Ca+2	151	109	81	107	70	85	100
K+	87	102	71	101	140	97	100
Anioni (media)	137	109	74	93	89	98	100
Cationi (media)	110	102	76	98	115	100	100

 

 

Concluzii

                Din analiza comparativă a măsurătorilor efectuate cu  trei tipuri diferite de captatori, pentru estimarea fluxului de ioni minerali din atmosferă în ecosistemele forestiere din suprafeţele experimentale Deia, Rarău şi Solca, se evidenţiază următoarele concluzii:

·       la măsurarea precipitaţiilor în teren liber valorile obţinute, cu cele trei tipuri de captatori, sunt apropiate, diferenţele faţă de medie fiind mai mici de 10%;

·         la măsurarea precipitaţiilor sub coronamentul pădurii estimarea, este mai puţin precisă, erorile faţă de medie având valori maxime de ± 15%;

·       în teren liber diferenţele dintre estimările medii şi estimările cu diferite tipuri de captatori au valori minime (± 8%) pentru SO₄ şi valori maxime ((± 50-70%) pentru Cl. Pentru ceilalţi ioni erorile de estimare variază cu ± 10 - 40%;

·       la captatorii jgheab se înregistrează, de regulă, o supraestimare faţă de medie, a anionilor cu 9 - 37% şi a cationilor cu 2 - 10%. Valorile cele mai mari se înregistrează în teren liber iar cele mai  mici sub coronament;

·       la captatorii cu suprafaţa de recepţie redusă (cilindri, pungi) se constată o subestimare a anionilor  în teren liber cu 11 - 25% faţă de medie;

·       s-au stabilit principalele surse de erori la măsurarea precipitaţiilor cu diferite tipuri de captatori, propunându-se soluţii pentru diminuarea erorilor;

·       se analizează avantajele şi dezavantajele celor trei tipuri de captatori utilizaţi în experimentare, concluzionându-se asupra perioadelor optime de utilizare a fiecărui tip de captator în parte;

·       se analizează principalele surse de contaminare a probelor de precipitaţii şi transformările biochimice ce pot avea loc în perioada colectării şi transportului la laborator a probelor;

·       se analizează efectele posibile ale contaminării probelor şi se propun măsuri pentru limitarea efectelor contaminării;

                Principalele recomandări practice pentru minimizarea erorilor sunt: păstrarea la întuneric şi la temperaturi scăzute » 4⁰C a probelor de la recoltare până la analizare; analiza imediată a probelor; protecţia vaselor colectoare (pe durata colectării) cu pungi din polietilenă de culoare închisă; îngroparea în sol a recipienţilor colectori (atenţie la ale surse de contaminare); folosirea unor materiale inerte pentru confecţionarea captatorilor; curăţarea şi clătirea cu apă distilată a tuturor componentelor sistemelor de colectare după fiecare perioadă de recoltare; pentru minimizarea proceselor de contaminare şi transformare biochimică probele vor fi expediate la laborator imediat după fiecare recoltare.

 

 

Sus

Copyright Staţiunea Experimentală de Cultura Molidului. Toate drepturile rezervate.