DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 105 <-- 105 --> PDF |
PREGLEDNI ČLANCI — REVIEWS UDK 630*425.1 (497.13) Sum. list CXV (1991) 203 UTJECAJ IMIS1JA NA ŠUMSKE EKOSISTEME HRVATSKE Nikola KOMLENOVIĆ, Petar RASTOVSKI* SAŽETAK: Rezultati dosadašnjih istraživanja pokazali su da onečišćenje ima veliki negativkii utjecaj na šumske ekosisteme Hrvatske. Od zračnih polutanata najviše je istraživan štetni utjecaj S02 i produkti njegove konverzije. Manje su izučavani NOr, O3 i flouridi. S02 ima za Hrvatsku posebno značenje, jer domaći ugalj sadrži puno sumpora, a postrojenja koja ga troše nemajuuređaje za od sumpor avanje. Pored toga daljinskim transportomznačajne količine sumpora pridolaze iz. drugih zemalja. U tom pogledu posebno značenje imaju zapadne ciklonske aktivnosti. Kako je na području istočne Istre i Riječko-bakarskeindustrijske zone podignuto niz velikih postrojenja koja koriste ugalj (termoelektrane, rafinerija nafte, koksara i dr.) vegetacijaistočne Istre, Riječko-bakarske regije te šume Gorskog kotara jako su izložene štetnom utjecaju SOi. U blizini spomenutih izvora, kao i na području velikih gradova(Zagreb, Karlovac i dr.), S02 djeluje direktno na vegetaciju. Pored ostalog to se odražava i u visokim S-koncentracijama u asimilacijskim organima. Podalje od izvora S02 dolazi najprije do suhog, zatim vlažnog deponiranja sumpora, a preostali manji dio se daljinski transportira. Na ovom dosta prostranom području dolazi do punog izražaja indirektno djelovanje S02 na šumske ekosisteme, što se posebno manifestira u »novovrsnom« propadanju šuma. Konverzija SO> u u druge spojeve i njegovo deponiranje ima za posljedicu da od Kvarnerskog zaljeva preko Gorskog kotara i dalje opadaju koncentracije sumpora u Ušću, odnosno iglicamadrveća, ali se povećava učestalost kiselih kiša. Na području Gorskog kotara gdje je najveći areal naše najoštećenije vrste drveća, obične jele, ukupne S-depoz.icije kreću se oko 4t S/km2 godišnje. Metodom mikrostaništa na gotovo čitavom području Hrvatske utvrđeno je prisustvo imisijske acidifikacije šumskih tala. Ovajje proces posebno izražen u zapadnoj Hrvatskoj. Isto vrijedi i za. opterećenost naših šumskih ekosistema olovom i drugim teškim metalima. Ovim procesima najviše su izložene u zapadnoj Hrvatskoj sastojine na jugozapadnim ekspozicijama i višim nadmorskim visinama, a u istočnoj Hrvatskoj sastojine na južnim ekspozicijama i hrptovima Slavonskog gorja. Visoke koncentracije olova utvrđene su u okolišu termoelektrane Plomin i uz saobraćajnice. * Dr. Nikola Komlenović, cir. Petar Rastovski, šumarski institut Jastrebarsko 203 |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 106 <-- 106 --> PDF |
Međutim, daleko najveće količine teških metala unose se u tla nizinskih šuma onečišćenim poplavnim vodama. Ekstremne vrijednosti utvrđene su na poplavnim terenima Varaždinskog područja, ali također i uz donji tok Drave, zatim uz Dunav, Savu, Česmu i druge rijeke. Manji broj radova ukazuje na štetni utjecaj ozona i dušičnih oksida. Sve veću opterećenost šumskih ekosistema dušikom pokazuju i pokusi ishrane postavljeni u kulturama smreke i drugih vrsta. U tim pokusima nedostatak dušika sve je manji, a efekti primijene dušičnih gnojiva sve slabiji. Negativni utjecaj fluorida utvrđen je u okolišu Tvornice lakih metala kraj Šibenika, a poseban problem u tom pogledu predstavlja Tvornica umjetnih gnojiva u Kutini sa svojim deponijemfosfor gipsa. U najnovijim istraživanjima u nekim slučajevima utvrđene su i poremetnje u ishrani drveća kao posljedica direktnog i posrednog utjecaja polutanata. Dok se u blizini odgovarajućih izvora polucije susrećemo najčešće sa povišenim koncentracijama sumpora, željeza i dušika u asimilacijskim organima drveća, s druge sirane u područjima gdje je učestalost kiselih kiša posebno izražena došlo je do pada koncentracija magnezija i nekih drugih hraniva u iglicama jele i smreke. To je posebno značajno za čiste jelove sastojine koje pripadaju acidofilnoj zajednici Blechno-Abietetum Horv. na kojoj su zastupljena ekstremno kisela, dobro drenirana tla. Ključne riječ i: imisija, šumski ekosistemi, oštećenost, Hrvatska UVOD Utvrđivanje uzroka »novovrsnog« propadanja šuma najvažniji je cilj brojnih istraživačkih projekata koji se provode u mnogim šumarskim znanstvenoistraživačkim organizacijama niza, posebno onih najrazvijenijih zemalja. To je bila središnja tema posljednja dva IUFRO svjetska kongresa (Ljubljana 1986, Montreal 1990). U novije vrijeme teško je zamisliti bilo koji skup šumara ili ekologa u Europi ili Sjevernoj Americi koji može zaobići ovu problematiku. Unatoč svim dosadašnjim istraživanjima, analizama i mjerenjima u Svijetu, pa i kod nas, još uvijek se ne znaju svi uzroci ovoj pojavi. Ipak se može reći da gotovo nema teorije o propadanju šuma koja ne uključuje u sebe onečišćenje atmosfere, tla i voda kao jedan od glavnih uzroka ovog fenomena. Stoga su i glavne mjere za sprečavanje propadanja šuma u srednjoj Europi usmjerene u pravcu da se imisije stave pod kontrolu. Kod istraživanja utjecaja štetnih tvari na šumske ekosisteme poseban je problem činjenica što se procijenjuje da u atmosferi našeg Kontinenta ima danas 3000—5000 stranih tvari antropogenog porijekla (aerosoli, prašine, plinovi). Kako ti sastojci djeluju na biljke još uvijek je nepoznato. Jedino je sigurno da oni u pravilu djeluju kombinirano te da je njihov ukupni efekat rijetko antagonistički, već u pravilu aditivan i sinergistički. |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 107 <-- 107 --> PDF |
To ne vrijedi samo za međusobno djelovanje štetnih tvari, već i za njihove kombinacije sa drugim nepovoljnim čimbenicima (poremetnja režima poplavnih i podzemnih voda, suša, mraz, greške u gospodarenju i dr.). Tako može nastati splet brojnih interakcija čiju je rezultantu teško predvidjeti. U mnogim slučajevima to su masovna sušenja šuma koja prelaze u pravu ekološku katastrofu. Dovoljno je spomenuti Krušnu goru i Beskide u Češkoslovačkoj, a kod nas propadanje jele u Gorskom kotaru te sušenje lužnjaka u Kalju i drugim područjima. Za zračne polutante je značajno da se mnogi od njih u povišenim koncentracijama nalaze nad prostranim područjima te transportiraju na velike udaljenosti (daljinski transport). Oni pored drveća ugrožavaju i druge žive sastojke šumskih ekosistema te mjenjaju njihove abiotske komponente. Na osnovi rezultata dosadašnjih istraživanja došlo se do saznanja da između velikog broja polutanata posebnu opasnost za šumske ekosisteme predstavljaju SO,, NOx, 0:„ teški metali i biociđi. UTJECAJ SO, 1 NJEGOVIH DERIVATA NA ŠUMSKE EKOSISTEME Poseban prikaz o sumporu kao elementu ishrane te štetnom djelovanju SOj na šumsko drveće dat je u jednom našem ranijem radu (Komleno v i ć, (1989). Kako se o njegovom toksičnom utjecaju na vegetaciju pisalo već u prošlom stoljeću on se smatra »klasičnim« zračnim polutantom. Rezultati brojnih, posebno najnovijih istraživanja, jasno pokazuju da on sam ili u kombinaciji sa dušičnim oksidima, ozonom te drugim polutantima i nepovoljnim činbenicima može negativno utjecati na stabilnost šumskih ekosistema (Jager i Schulze, 1988). SOL. u niskim koncentracijama pretstavlja u pravilu minorni stres faktor za vegetaciju, međutim, i u tom slučaju njegovo negativno djelovanje može biti značajno ako je do stresa vegetacije došlo uslijed utjecaja drugih nepovoljnih čimbenika. Na osnovu rezultata dosadašnjih istraživanja Evropska ekonomska komisija OUN (ECE) je postavila kao kritični nivo za osjetljive šumske ekosisteme srednju godišnju SO, vrijednost od 20 u,g/m3. Sa manjom znanstvenom sigurnošću utvrđena je kritična srednja dnevna koncentracija za SOj i ona je postavljena kod 70u.gm3. Poseban problem predstavlja za nas činjenica što se kretanje S02 u atmosferi prati kod nas samo na hidrometeorološkim stanicama u većim gradovima, te na području nekih industrijskih zona (TUG — Kutina, Riječko-bakarsko područje, Plomin i dr.). U šumskim sastojinama takovih mjerenja nema. Vrijednosti koncentracija SOj u Zagrebu i nekim drugim našim gradovima te Plominu i Riječko-bakarskom području (G e n t i 1 i z z a 1987) daleko prelaze navedene kritične vrijednosti. U područjima sa visokim koncentracijama sumpordioksida u atmosferi treba računati sa efektima neposrednog štetnog utjecaja ovog polutanta na šumsko drveće (Komlenović , 1989). Nakon konverzije SOj u oksidacijiske produkte te deponiranja tih spojeva podalje od izvora SOj dolazi do njegovog posrednog nepovoljnog utjecaja na šumske ekosisteme. To djelovanje zahvaća velika područja i ima poseban značaj za 205 |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 108 <-- 108 --> PDF |
»novovrsno« propadanje šuma. Ovaj je fenomen također detaljno razjašnjen u navedenom radu. Dalje od izvora sumpor — dioksida, kao što je npr. naš Gorski kotar, direktni utjecaj S02 ima manje značenje. Tu do punog izražaja dolazi štetni utjecaj S-depozicija (Komlenović i Gračan 1989, Kauzlarić 1990). Kritična opterećenja za šumska tla (0—50 cm) kreću se, ovisno o njihovoj klasi, od < 300 do > 3200 kg S/km2 god. Najosjetljivijim tlima smatraju se ona koja su se razvila iz granitnih i kvarcitnih matičnih stijena. Njihovim trošenjem nastaju minerali kao što su to npr. kvare i mikroklin. Tla, koja sadrže te minerale slabo su zasićena bazama i zbog toga imaju vrlo ograničen kapacitet za neutralizaciju kiselina. S druge strane karbonatni minerali koji se brzo rastvaraju uslijed opterećenja kiselinama osiguravaju velike količine bazičnih kationa. Vrijednost kritičnog opterećenja šumskih tala sumporom snižava (pojačava njegov štetni utjecaj): visoka količina oborina, visoki nagib terena, grubo pjeskovita tekstura i dobra dreniranost tla, mala dubina tla, nizak kapacitet tla za adsorpciju sulfata, niske depozicije bazičnih kationa te veća zastupljenost četinjača. Na osnovu podataka dobivenih na hidrometeorološkim stanicama Zavižan (1599 m) i Mašun na slovenskom Snežniku (1026 rn) koje rade za EMEP program (Konvencija o prekograničnom onečišćenju zraka na velike udaljenosti) u 1987. godini procijenjene su ukupne depozicije sumpora za Gorski kotar od 3760 kg S/km- (Kauzlarić 1990). Glavni izvori tih depozicija daju se u tablici 1. Tablica 1. Izvori taloženja sumpora u Gorskom kotaru Izvori i uzroci taloženja sumpora kg S/km2 Prekogranični transport 2.068 Slovenija 0.050 Istarsko-riječko područje 1.642 Domaći transport 1.692 Prekogranični i domaći transport 3.760 Na osnovu sadašnjeg trenda razvoja imisija S02 kod nas i u drugim zemljama proračunato je da bi se depozicije sumpora iz domaćih izvora do 2000 godine povećale na 4494 kg S ´km2, a prekogranični transport smanjio na 1583 kg S km´. Tako bi se na području Gorskog kotara ukupno taloženje sumpora povećalo do tada na 6077 kg S/km2 godišnje. Ukupne depozicije sumpora višestruko prekoračuju kritična opterećenja posebno za ekstremno kisela tla (pH u vodi humusnoakumulativnog horizonta ispod 4.6.). To su distrični kambisol, brunipodzol, podzol na pješčenjaku, kvarenom konglomeratu i silikatnom koluviju, te ranker distrični i posmeđeni. Takova su tla najviše zastupljena na području Fužina, Crnog luga, Mrkopolja i Skrada. Stoga nije slučajno da je »novovrsno« propadanje jele ustanovljeno najprije u sastojinama jele i bukve na ekstremno kiselim tlima Šumarije Fu |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 109 <-- 109 --> PDF |
zine, koja se nalaze najbliže lokalnim izvorima SO., te koja su izložena snažnom utjecaju daljinskog transporta S iz sjeverne Italije i drugih područja (Kauzlaiić i Komlenović 1990, Komlenović i Ra s tov ski 1990). Nije ni čudo da su već u svom prvom radu iz ovog područja G lavač, Koenie s i Prpi ć (1985) ustanovili iznenađujuće izraženu imisionu acidifikaciju šumskih tala u bukovim i bukovo-jelovim šumama Dinarskog gorja zapadne Hrvatske. U dubokim dolinama i uvalama autori su ustanovili postojanje površina s malim unosom kiselina. U tim je istraživanjima također utvrđena koincidencija između propadanja jele i imisionog opterećenja staništa. Koristeći se metodom mikrostaništa provedena su daljnja istraživanja u Kupčini (Prpi ć 1987, Maye r 1987), središnjem i zapadnom dijelu Hrvatske (Prpić i sur. 1987, Komlenović i sur. 1988, Marti nović i Vrbek 1988, Komlenović i Rastovski 1990, Vrbek 1990) i Slavoniji (Seletković 1990, Prpić i Seletković 1990 i dr.). U svim su područjima Republike Hrvatske na reljefno izloženim šumskim površinama utvrđene značajno niže pH- vrijednosti u uzorcima uzetim uz pridanak stabala u odnosu na poredbu. To upućuje na zaključak da je proces acidifikacije šumskih tala prisutan u čitavoj Hrvatskoj. Njegovi efekti ne ovise samo o depozicijama kiselina već i opisanim čimbenicima koji utječu na kritična opterećenja sumporom i dušikom. U Gorskom kotaru posebno niske pH-vrijednosti utvrdili smo u površinskim humusnoakumulativnim horizontima tala zajednice jele sa rebračom gdje su nastale praktički čiste jelove sastojine (Komlenović i Rastovski 1990). Povećanjem učešća listača koje imaju veću sposobnost nakupljanja bazičnih kationa u lišću mogli bi se usporiti razorni procesi acidifikacije tla. Na taj se način mogu stvoriti i povoljniji uvjeti za opstanak jelovog ponika. Kalcifikacija je skup i složen zahvat koji može imati niz negativnih popratnih efekata sa stanovišta ishrane drveća i zaštite voda. Rezultati dosadašnjih istraživanja su pokazali da biljke preko korijena primaju sumpor iz tla, prvenstveno kao SOLjon. Slično kao i druge elemente ishrane one ga mogu usvajati i pomoću nadzemnih organa iz atmosfere. Međutim, ako se prekorače kritične vrijednosti S02 to dovodi do anatomskih oštećenja lišća i fizioloških poremetnji (Komlenovi ć i P e zdir c 1987, Komlenovi ć 1989). Vlastitim smo istraživanjima utvrdili pozitivnu vezu između koncentracije SO^ u atmosferi i S-koncen traci ja u lišću, odnosno iglicama šumskog drveća. Drastične mjere koje se provode u Bavarskoj u cilju snižavanja SO-j-koncentracija u atmosferi dale su značajne efekte. To se odrazilo i u nižim koncentracijama sumpora u iglicama smreke (Pfeiffer , 1985). Polazeći od tih saznanja pristupilo se u Šumarskom institutu opsežnim istraživanjima kretanja koncentracija sumpora u fotosintetskim organima šumskog drveća. Pri tome smo se susreli sa nizom problema od kojih navodimo samo neke. Tako se npr. koncentracija sumpora u iglicama, odnosno lišću razlikuju od vrste do vrste. Kretanje sadržaja sumpora u biljnim organima, kao i drugih elemenata ishrane, podložno je određenim sezonskim promjenama, utjecaju 207 |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 110 <-- 110 --> PDF |
vremenskih prilika, starosti tih organa i si. Na sadržaj sumpora u asimilacijskim organima ne utječu samo koncentracije SOj u atmosferi, već i sadržaj sumpora u tlu. Sa ciljem da dobiveni podaci što vjernije održavaju sadržaj SO;. u atmosferi nastojali smo se ograničiti na što manji broj vrsta drveća, a koje su zastupljene na što širem području Hrvatslke. Četinjače bolje indiciraju opterećenost atmosfere sumpor-dioksida jer se njihove iglice zadržavaju tijekom čitave godine. Polazeći od iznesenog ocijenili smo da su za ova proučavanja najprikladnije obična smreka, koja je zastupljena u prirodnim sastojinama i kulturama u čitavom kontinentalnom dijelu Hrvatske od Velebita i Gorskog kotara pa sve do Vukovara, te crni bor čije kulture nalazimo u gotovo čitavoj Hrvatskoj. Značajno je i to što ove vrste imaju sličan sadržaj sumpora u iglicama, a za običnu smreku utvrđene su i granične vrijednosti koncentracija sumpora (Schnopfhagen, 1985). Postotak S u suhoj tvari 1 god. iglice 2. god. iglice <0.08 <0.11 sigurno neopterećeno 0.09—0.11 0.12—0.14 granično područje 0.12—0.14 0.15—0.17 lako opterećeno 0.15—0.17 0.18—0.20 opterećeno >0.18 >0.21 jako opterećeno Već su prva naša istraživanja pokazala da crni bor na području Šumarije Labin, gdje se nalazi termoelektrana Plomin, ima značajno više koncentracije sumpora u iglicama od crnog bora na području središnje Istre i nekih drugih područja Hrvatske u kojima se koncentracije sumpora približavaju prirodnim vrijednostima, karakterističnim za ovu vrstu drveća (Komlenović i Pezdirc 1987). Ponovljena i proširena istraživanja potvrdila su ove rezultate (K o m 1 en o v ić 1989). Pored Plomina i općenito istočne Istre, povišene S-koncentracije sumpora utvrđene su u okolišu Pule i sjeverozapadnom dijelu Istre, gdje treba računati sa blizinom koparske i tršćanske industrijske zone te sa Tvornicom cementa u Umagu. Na sjevernom dijelu otoka Cresa, koji se nalazi u blizini Koksare u Bakru i Rafinerije nafte u Urinju, crni bor sadrži u iglicama više sumpora od crnog bora iz južnog, imisijama manje utjecajnog dijela Cresa (K o role n o v i ć 1989, Komlenović i sur. 1990). Vrlo visoke koncentracije sumpora utvrdili smo i u iglicama četiri vrste četinjača na području Zagreba, posebno njegovom središtu (Komlenović , 1990). Tako npr. na raskršću Savske ceste i Ulice 8. maja, gdje je u 1986 87. godini srednja godišnja koncentracija SOn u atmosferi iznosila 124 ng/m3, u iglicama tise utvrdili smo 0,327% S. U Đorđićevoj ulici koncentracija SCX u zraku bila je 113u.gm:i, a sadržaj S u iglicama tise 0,263 te omorike 0,286%. S druge strane u Utrinama, gdje je koncentracija SO;, u zraku bila najniža na području grada Zagreba (34ug/m3), smreka je u iglicama sadržavala 0,111% S, a crni bor 0,101% S. |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 111 <-- 111 --> PDF |
« I NA S P Koncentracija sumpora u iglicama obične smreke na određenim područjima Uprava šuma Vrlo niske koncentracije sumpora utvrdili smo u iglicama crnog bora u blizini Bakra i one opadaju u pravcu Gorskog kotara i Like. S druge strane smreka ima najveće S-koncentracije na graničnom području Gorskog kotara i priobalne regije. Te se vrijednosti smanjuju prema unutrašnjosti Gorskog kotara i dalje u pravcu Ogulinskog kraja (Tab. 2). U tom pravcu, međutim |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 112 <-- 112 --> PDF |
Tablica 2. Kretanje koncentracije sumpora u iglicama obične smreke i crnog bora na području Gorskog kotara, Rijeke, Bakra (/« S) Lokalitet, područje Obična smreka Crni bor Bitoraj, Gorski kotar 0.142 Šoiči 0.192 Lazac „ 0.139 Čavle 0.147 Brloško „ 0.111 Praputnjak 0.131 LividragaBjelolasica „ „ 0.096 0.096 Hreljin Plaše 0.124 0.134 Matić poljana „ 0.096 G. Jelenje 0.103 Golo brdo, Ogulinski kraj 0.066 Fužine 0.091 Krivi put 0.072 povećava se učestalost kiselih kiša, a time i posredni utjecaj sumpor-dioksida preko tla (Kauzlarić i Kom leno vi ć 1990). Do sličnih rezultata došla je L i s a c (1989) koja je na Puntijarki utvrdila češću pojavu kiselih oborina nego na Griču koji se nalazi u neposrednoj blizini lakalnih izvora S02-imisija. Sukladno tome smreka i druge vrste drvcCci imciju zn3.c3.jno visi ss. držaj sumpora u asimilacijskim organima na području Zagreba, nego Medvednice (Komlenović , 1990). Iz vrlo velikog broja podataka o kretanju koncentracija sumpora u asimilacijskim organima različitih vrsta drveća izdvojili smo rezultate za crni bor i smreku i prikazali ih na priloženoj slici. Odavde proizlazi da su posebno visoke koncentracije sumpora u iglicama crnog bora utvrđene na području Zagreba, Delnica i Buzeta, a u iglicama smreka na području Zagreba, Karlovca i Delnica. Na području tih Uprava šuma utvrđena je posebno velika oštećenost šuma u sve tri godine u kojima smo provodili našu anketu. U tom su pogledu posebno zanimljivi podaci naše ankete za 1990. godinu na području Istre. Prema tim istraživanjima u Istri je utvrđeno 43% oštećenih stabala crnog bora, a na području Šumarije Labin, koje je najviše opterećeno SOa-imisijama, oštećeno je čak 92% stabala ove vrste. Za Zagreb moramo, međutim, naglasiti da su podaci za crni bor, te tri maksimalne vrijednosti za smreku, utvrđene u uzorcima iglica sakupljenim u parkovima grada Zagreba. Isto vrijedi i za najvišu S-koncentraciju u iglicama smreke na području Karlovca. Maksimalni sadržaj sumpora u iglicama crnog bora na području Uprave šuma Delnice utvrđen je u blizini Bakra i Rijeke (Tab. 2), a najviše koncentracije sumpora na području Istre u okolišu termoelektrane Plomin. Sve ostale vrijednosti reprezentiraju kulture i prirodne sastojine u kojima su postavljene bioindikacijske plohe, odnosno objekte istraživanja koji se nalaze najbliže tim plohama. Iako zbog svega navedenog dobivene vrijednosti moramo ocijenjivati s određenim ogradama one su ipak vrlo indikativne. Iz tih podataka jasno proizlazi da, kako koncentracije sumpora u iglicama smreke, tako i koncentracije sumpora u iglicama crnog bora, u velikom broju slučajeva prelaze vri |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 113 <-- 113 --> PDF |
jednosti koje karakteriziraju područja neopterećena SOo-imisijama. Pored toga kako smo već spomenu!! postoji i jasna koincidencija između S-koncentracija u asimilacijskim organima ovih i drugih vrsta drveća te oštećenosti šuma utvrđene našom procjenom. Sasvim je razumljivo da u tom pogledu ima značajnih otstupanja, jer je sumpor-dioksid samo jedan u nizu polutanata koji mogu negativno utjecati na šumsko drveće, a imisije samo jedan od uzroka propadanja šuma. Ipak se iz izneseneg može zaključiti da sumpor-dioksid i produkti njegove konverzije imaju izuzetno negativno djelovanje na naše šumske akosisteme, posebno šume na području Gorskog kotara, Istre, Rijeke i Zagreba. To je uostalom i osnovni zaključak međunarodnog simpozija »Ekološki i privredni aspekti propadanja šuma«, održanom u listopadu 1988. u Zagrebu. UTJECAJ DUŠIČNIH OKSIDA NA PROPADANJE ŠUMA Dušični oksidi (N0X) i plinovita dušična kiselina mogu na šumske ekosisteme utjecati na slijedeće načine: — neposrednim utjecajem na površinu asimilacijskih i drugih organa, — kroz obogaćivanje tla dušikom, — stvaranjem kiselih kiša, — kao preteča fotokemijskih oksidanata. U niskim koncentracijama dušični oksidi općenito su manje toksični od S02 i O3. U kombinaciji sa sumpor-dioksidom, ozonom i ugljikovodicima njihovo se negativno djelovanje povećava. Nepovoljna klima, poremećeni hranidbeni i vodni režim šumskog drveća također povećavaju štetni utjecaj dušičnih oksida. Za razliku od S02 i O, čije je djelovanje u mraku relativno malo, N02 može noću izazvati značajna oštećenja zbog inhibiranja redukcije nitrata. Kako N0X i drugi dušični spojevi sadrže N, element ishrane koje općenito najviše utječe na rast šumskog drveća, u pojedinim slučajevima može se utvrditi njihovo kratkotrajno stimulativno djelovanje. Pri tome u pravilu dolazi do biokemijskih i fizioloških promjena koje umanjuju vitalitet drveća. Istraživajući stanje ishrane naših glavnih vrsta drveća (obična smreka, obična jela, hrast lužnjak, poljski jasen, hrast kitnjak i dr.) u gotovo smo svim slučajevima utvrdili pozitivnu vezu između ishrane dušikom i rasta. U brojnim našim pokusima ishrane, osnovanim u kulturama na području bujadnica i vriština, kao i u kulturama smreke i drugih vrsta drveća u sjevernoj Hrvatskoj na pseudoglejnim tlima, dušik je u pravilu redovno pokazivao najveće pozitivno djelovanje na rast. Međutim, ti se efekti zadnjih godina stalno smanjuju. Vjerojatno je to posljedica sve većeg opterećenja okoliša dušičnim spojevima. Iz klasične je literature dobro poznato da suvišak dušika izaziva nedostatak drugih hraniva, nepovoljno utječe na razvoj korijenova sistema, inhibira razvitak mikorize, produžava vegetaciju i usporava odrvenjavanje. Sve to smanjuje vitalitet šumskog drveća i njegovu otpornost prema nepovoljnim |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 114 <-- 114 --> PDF |
klimatskim (suša, niske temperature, vjetroizvale, snijegolomi), biotičkim (biljne bolesti, insekti) čimbenicima, poluciji i dr. Smatra se da čak najniže doze NO^ i drugih dušičnih plinovitih polulanata mogu izazviti neželjene fiziološke promjene kod šumskog drveća. Stoga praktički ne postoji kritična vrijednost NOx. ECE je kao kritičnu vrijednost kod koje može doći do smanjenja rasta postavila kod 30 ug m; zraka kada on djeluje zajedno sa SOj i O3. Kritična opterećenja terestričkih ekosistema dušikom dati su u posebnom članku Komlenovića i Gračana (1989). Kao i u slučaju S02 i S-depozicija kod nas ima vrlo malo podataka o kretanju koncentracijama dušičnih oksida u atmosferi, a još manje o N-depozicijama na temelju kojih bi se mogli donositi egzaktni zaključci o štetnom utjecaju ovih polutanata na šumske ekosisteme. Kako je promet glavni izvor dušičnih oksida tu treba tražiti i rješenja za stavljanje njegovih imisija pod kontrolu (ugradnja katalizatora u automobilske motore, ograničavanje brzine i dr.). Jasno da i pojedina industrijska postrojenja, posebno tvornice dušičnih gnojiva, mogu biti izuzetno opasni izvori dušičnih spojeva. Vode nitratima i drugim dušičnim spojevima najviše opterećuju mineralna gnojiva koje danas masovno koristi poljoprivreda. ŠTETNI UTJECAJ OZONA (03) Ozon se danas smatra zračnim polutantom čiji se nepovoljni utjecaj na šume stalno povećava. O tome ipak ima znatno manje dokaza nego sa SOL. Ozon djeluje na biljke na taj način što on nakon usvajanja od strane lišća izaziva promjene u nizu fizioloških i biokemijskih procesa koji dovode do ultrastrukturnih promjena u stanicama. To se manifestira kroz propadanje pigmenata i starenje asimilacijskih organa, te zastoj u rastu. Promjene kod pojedinačnih stabala mogu dovesti do poremetnji u strukturi i funkcioniranju šumskih ekosistema. Kritični ECE nivo sa O3 iznosi za vegetacijsku sezonu (7-satni dnevni prosjek) 50 ug/m:l. U fumigacionim pokusima dokazano je da SO2 i NOx pojačavaju štetno djelovanje 0:!, i obratno. Vlastita istraživanja sa jelom provedena na području Gorskog kotara gdje računamo sa štetnim utjecajem Oj (Ko m leno vi ć, Rastovski 1990) pokazala su da oštećena jelova stabla nemaju normalnu ultrastrukturu plastida. Nema tilakoida, već u stromi nalazimo brojne plastoglobule. Jače oštećena stabla karakterizira njihovo intenzivnije nakupljanje i slabija kontrastnost. Prpi ć i Seletkovi ć (1988) su proučavajući utjecaj cestovnog prometa uz cestu Zagreb—Rijeka i autoput Zagreb—Beograd došli do podataka koji ukazuju na nepovoljno djelovanje fotooksidanata na šumsko drveće. Po njihovom mišljenju do najvećih šteta na vegetaciji dolazi za vrijeme ljetnih mjeseci kada je promet posebno intenzivan. Kao i u slučaju dušičnih oksida tako i kod ozona ugradnja katalizatora u automobilske motore i smanjenje brzine mogu sniziti koncentracije ozona u područjima gdje on najjače ugrožava šumske ekosisteme. |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 115 <-- 115 --> PDF |
Za ozon, kao i druge zračne polutante, posebno bi bilo važno organizirati sustavno mjerenje kretanja njegovih koncentracija u našim najugroženijim šumskim ekosistemima. ODNOS OPTEREĆENOSTI ŠUMSKIH TALA TEŠKIM METALIMA I PROPADANJE ŠUMA U gotovo svim radovima u kojima je istraživan problem imisijske acidifikacije šumskih tala proučavana je i njihova opterećenost teškim metalima. Već su istraživanja Glavača, Koeniesa i Prpića (1985) pokazala da su bukove i bukovo jelove šume Dinarskog gorja sjeverozapadne Hrvatske djelomično jače opterećene teškim metalima od pojedinih industrijsko-urbanih područja zapadne Evrope. U navedenom radu, zatim radovima Komlenović a i sur. (1988, 1990) utvrđeno je da sadržaj olova i drugih teških metala raste sa porastom nadmorske visine. U zapadnoj Hrvatskoj teškim metalima posebno su opterećene jugozapadne ekspozicije izložene utjecaju dominirajući ciklonskih aktivnosti. U šumskim ekosistemima Slavonskog gorja teškim metalima su najopterećeniji grebeni i južne ekspozicije. Reljef ski zaštićeni položaj, kao i kod H´ iona, manje su onečišćeni olovom i bakrom. To je u uskoj korelaciji sa oštećenosti sastojina (Seletkovi ć 1990). I u Komolačkoj kotlini utvrđena je čvrsta topografska podudarnost između sadržaja teških metala u tlu i oštećenja vegetacije (Martinovi ć 1988). Komlenovi ć i sur. (1990) su dokazali da je u okolišu termoelektrane Plomin tlo značajno opterećeno, ne samo sumporom, već i olovom te u manjoj mjeri cinkom. To pokazuje da ugalj može sadržavati značajne količine teških metala. Inače je dobro poznato da je olovni benzin glavni izvor ovog teškog metala. Kulture crnog bora na području Šumarije Labin, gdje se nalazi termoelektrana Plomin, daleko su jače oštećene od kultura u drugim dijelovima Istre. Mayer i Pezdirc (1990) te Prpić i Seletković (1990) utvrdili su da su tla neplavljenih terena na području srednje Posavine manje opterećena olovom, cinkom i kadmijem od drugih područja srednje i istočne Hrvatske. Vrlo su zabrinjavajući rezultati istraživanja Mayer a i Pezdir c (1990), te Komlenović a i sur. (1991) koji jasno pokazuju da se onečišćenim poplavnim vodama Drave, Dunava, Save i drugih naših rijeka u tla nizinskih šuma unose enormne količine teških metala. Njihove visoke koncentracije na poplavnim terenima ne ugrožavaju samo šumsko drveće, već također gljive, ljekovito bilje i pašu, što može imati negativne posljedice za divljač, stoku i čovjeka. To jasno pokazuje da naše nizinske šume ne ugrožava samo promjena nivoa podzemnih te poremetnja režima poplavnih voda, već i progresivno pogoršanje njihove kvalitete. Kada tome dodamo klimatske promjene, narušenu strukturu naših nizinskih šuma uzrokovanu gospodarenjem, negativni utjecaj poljoprivrede, nestanak brijesta, oštećenja od teške mehanizacije, 213 |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 116 <-- 116 --> PDF |
štete koje se nanose pojačanim iznošenjem hraniva uzrokovanih stabalnom metodom iskorišćivanja šuma, učestale defolijacije i drugo, onda nam postaje jasno zašto su naši nizinski šumski ekosistemi tako poremećeni. OSTALI POLUTANTI Među klasične zračne polutante spadaju i fluoridi koji su za vegetaciju izuzetno toksični. Kod nas je dobro poznat njihov štetni utjecaj u okolišu tvornice lakih metala kraj Šibenika (Meštrovi ć i sur. 1979), zatim TUG Kutina, posebno njene deponije fosforgipsa i dr. U našem priobalnom području prisutan je prirodni fenomen posolice. Međutim, u najnovije vrijeme je dokazano da kuhinjska sol i sredstva za pranje pokazuju izrazito sinergističko djelovanje na vegetaciju. To je dovelo do masovnog sušenja šumskog drveća i druge vegetacije uz Tirensko more gdje se rijekom Arno ulijevaju ogromne količine ostataka sredstava za pranje. Zapadnim vjetrovima morska voda, onečišćena deterdžentima, transportira se sve do Apenina. To upujuće i na veliku ugroženost naših šuma od soli kojom se za zimskih mjeseci posipavaju prometnice. UTJECAJ IMISIJA NA ISHRANU I RAST ŠUMSKOG DRVEĆA Polazeći od rezultata istraživanja u drugim zemljama, posebno Njemačkoj, i kod nas smo utvrdili čvrstu povezanost između imisija i ishrane šumskog drveća. Utjecaj S02 i njegovih derivata, kao i utjecaj dušičnih spojeva, na ishranu šumskog drveća sasvim je logičan i razumljiv, jer su N i S biogeni elementi. U našim stacionarnim istraživanjima sa jelom na području Fužina (Komlenović i Ra s tov ski 1990) utvrdili smo kod stabala 3 stupnja oštećenja značajan pad koncentracije kalija, kalcija i magnezija. Pri tome su se Mg-koncentracije približile graničnoj koncentraciji, koja karakterizira nepovoljnu ishranu ovim hranivom. Do sličnih smo podataka došli i u istraživanjima sa hrastom lužnjakom u Pokupskom bazenu. Upoređujući ishranu obične smreke u prirodnim sastojinama Velebita i Gorskog kotara u razdoblju od 20 godina utvrdili smo vrlo zabrinjavajuće sniženje koncentracije magnezija u njenim iglicama (Komlenovi ć 1989). Slična pojava zapažena je već ranije na Schwarzwaldu i Hillsu u Njemačkoj, a do takovih podataka se je došlo i u istočnom dijelu Njemačke u kulturama običnog bora. U tumačenju ovog fenomena pored imisija njemački kolege navode danas nama dobro razumljivu činjenicu — intenzivno iskorišćivanje biomase kroz dugi vremenski period te nepovoljan utjecaj tri generacije monokultura smreke. Na Schwarzwaldu je došla do punog izražaja i genetska specifičnost mineralne ishrane. Tako npr. od tri različite provenijencije smreke s kojima je osnovana treća generacija kultura kod jedne se vidljivi simptomi nedostatka magnezija redovno najjače manifestiraju. U njenim su iglicama utvrđene i najniže koncentracije magnezija (redovno ispod 0,07% Mg). U nekim kulturama crnog bora u Istri koje su izložene neposrednom utjecaju SOo utvrdili smo sniženje koncentracija kalija. S druge strane u blizini |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 117 <-- 117 --> PDF |
Željezare Sisak, kao i u pojedinim dijelovima grada Zagreba iglice imaju vrlo visoki sadržaj željeza. U nizu radova utvrđena je čvrsta veza između oštećenosti šumskog drveća i rasta. Tako je analiza kretanja širine godova hrasta lužnjaka u šumi Kalje pokazala da se debljinski rast nalazi već više od 20 godin pod utjecajem nepovoljnih čimbenika (Pranji ć 1986). Lužnjak doživljava poseban »stres« 1982 1983 godine kada se manifestirao vrlo jak, kratkotrajan negativan faktor (Pranjić, Lukić 1989). U kulturama crnog bora u Istri koje su izložene utjecaju S02 i drugih polutanata te niza nepovoljnih klimatskih faktora Pranji ć i Luki ć (1990) su utvrdili kontinuirano smanjenje širine goda, počev od 1975. godine. U svojim istraživanjima Beza k i sur. (1990) utvrdili su signifikantnu razliku sastojmskog tečajnog godišnjeg debljinskog prirasta jele između različitih stupnjeva oštećenja. Isti autori su izračunali da gubitak na tečajnom volumnom prirastu uslijed oštećenosti stabala iznosi na 8 ploha postavljenih u bukovo-jelovim šumama na području Gorskog kotara i Like 25%. Veće smanjenje debljinskog prirasta kod jače oštećenih stabala jele utvrdili su također Komlenović i Rastovski (1990) u svojim istraživanjima u Brloškom na području Šumarije Fužine. Do sličnih rezultata došao je Golubovi ć (1990) u sastojinama jele različitog stupnja oštećenosti. Tako npr. u zdravim sastojinama prosječno godišnje odebljanje iznosi 3,6 mm, a u oštećenim 3,2 mm, tj. 11,1% manje. LITERATURA Bezak, K., Krejči, V., Vrbek, B. (1990): The dieback of Fir trees detected by the changes in the vitality and increment of beech and Fir forests during the period 1969—1990. VI. IUFRO Tannensymposium, Zagreb 1990, str. 34. Glavač, V., Koenies, H., Prpić, B. (1985): O unosu zračnih polutanata u bukove i bukovo-jelove šume Dinarskog eorja sjeverozapadne Jugoslavije. Šumarski list 9—10, str. 53—60. Golubović , U. (1990): Gospodarenje šumama u našim ekološkim uvjetima. Glasnik za šumske pokuse, 26, str. 243—264. Jager, H. J., S c h u 11 z e, E. (1988): Critical levels for effects of S02. ECE Critical Levels Workshop, Bad Harzburg, str. 15—50. Kauzlarić, K., Komlenović, N. (1990): Ekološka studija Gorskog kotara. Zavod za prostorno planiranje i zaštitu čovjekove okoline, Rijeka, str. 1—70. Komlenović , N. (1989): Utjecaj SO., i nekih drugih polutanata na šumsko drveće s posebnim osvrtom na SR Hrvatsku. Šumarski list, 6—8, str. 243—260. Komlenović, N., Pezdirc, N. (1987): Koncentracija sumpora u lišću nekih vrsta drveća u Istri i Hrvatskom primorju. Šumarski list, 1—2, str. 5—17. Komlenović, N., Gračan, J., Pezdirc, N., R a s t o v s k i, P. (1988): Utjecaj polutanata na bukove šume i kulture smreke u sjeverozapadnoj Hrvatskoj. Šumarski list, 5—6, str. 217—230. Komlenović, N., Harapin, M., Gračan, J. (1988): Kritične vrijednosti direktnih efekata zagađenosti zraka na šume, poljoprivredne usjeve i materijale. Šumarski list, 5—6, str. 247—254. Komlenović , N., Gračan , J. (1989): Kritične vrijednosti opterećenja sumporom i dušikom. Šumarski list, 6—8, str. 263—371. Komlenović, N., Rastovski, P. (1990): Investigation the Nutrition of Fir (Abies alba Mill.) in various stage of demage, Zagreb 1990, str. 33. |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 118 <-- 118 --> PDF |
Koml eno vi ć, N., Mayer, B., Rastovski, P. (1990): Opterećenost kultura crnog bora (Pinus uigra Arn.) na području Istre sumporom i teškim metalima. Šumarski list, 11—12, str. 451—461. Martinović , J. (1988): Novi nalazi o imisijskom opterećenju tala Komolačke kotline. Šumarski institut, Jastrebarsko, Radovi broj 75, str. 183—187. Martinović , J., Vrbek , B. (1988): Istraživanje imisijske acidifikacije tala u Hrvatskoj. Šumarski institut, Jastrebarsko, Radovi broj 75, str. 177—181. Mayer , B. (1987): Rezultati prvih istraživanja sadržaja olova, kadmija, sumpora i fluora u tlu nizinskih šuma bazena Kupčina, Šumarski list 1—2, str. 19—27. Mayer , B., Pezdirc , N. (1990): Teški metali (Pb, Zn, Cu) u tlima nizinskih šuma sjeverozapadne Hrvatske. Šumarski list, 6—8, str. 251—259. Meštrović, Š., Filipan, T., Lela, S. Z., Eškinja, I. (1979): Prilog poznavanju utjecaja riurida (kao industrijskog zagađivača) na vegetaciju. Drugi kongres ekologa Jugoslavije, Zadar, str. 291—297. Pf eif f er, K. (iy85): Pflanzen als Bioindikatoren. Feststellung und weitergehende Untersuchungen von imissiomvirkungen unter besonderer Berucksichtigung der Waldtschaden. »Bioindikation«, Lmweltbundesamt, 179—199. Pranjić , A., Lukić , N. (1990): Razvoj stabala crnog bora i hrasta medunca istarskog područja. Glasnik za šumske pokuse, 26, str. 433—466. Prpić , B. (1987): Sušenje šumskog drveća u SR Hrvatskoj s posebnim osvrtom na opterećenje Gorskog kotara kiselim kišama s teškim metalima. Šumarski list, 1—2, str. 53—60. Prpić , B. (1989): Propadanje šuma u SR Hrvatskoj i Jugoslaviji. Šumarski list, 6—8, str. 235—242. Prpić, B., Vranković, A., Rauš, Đ., Matić, S., Pranjić, A., Meštrović, S. (1986): Utjecaj ekoloških i gospodarskih činilaca na sušenje hrasta lužnjaka u Gospodarskoj jedinici »Kalje«, Šumarskog gospodarstva Sisale. Zavod za istraživanja u šumarstvu Šumarskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, studija 102 p.p. Prpić , B. (1989): Sušenje hrasta lužnjaka (Quercus robur, L.) u Hrvatskoj u svjetlu ekološke konstitucije vrste. Glasnik za šumske pokuse, 25, str. 1—21. Prpić, B., Sele tko vić, Z. (1988): Procjena utjecaja fotooksidanata na sušenje šuma u Jugoslaviji. Propadanje šumskih ekosistema. SiTŠPDJ, Igman, str. 239—252. Prpić, B., Seletković, Z. (1990): Blei und Cadmium in Standorten von Auenund Bergwaldern Nordkroatien. Radna grupa za zaštitu tala Arge Alpen-Adria, Ljubljana 17. i 18. 10. 1990. Seletković , Z. (1990): Utjecaj industrijskih polutanata na običnu bukvu (Fagussilvatica. L.) u šumskim ekosistemima Slavonskog gorja, Zagreb (Doktorska disertacija). Effect of Emissions on the Forest Eco-systems in Croatia Summary Investigation results so far have shown that pollution has a serious negative effect on tne lorest eco-systems in Croatia. Witn regard to ttie air pollutants most research has been directed to the damaging ettect or S02 and products ot its conversion. NOx, 03 and fluorides have been less investigated. i>Q2 has particular importance tor Croatia because domestic coal contains a lot of sulpnur, and the industrial plants winch use it uo not nave devices tor desulphurization. Purthermore, considerable amounts of sulphur arive by way or ´distant transportation´ from other countries. In this respects western cyclonic activities have special importance. As the regions of East Istria and Rijeka—Bakar industriel zone incorporate a number of large industrial plants which use coal (thermo-electric power plant, oil refinery, |
ŠUMARSKI LIST 3-5/1991 str. 119 <-- 119 --> PDF |
coke plant, etc.) the vegetation of East Istria, Rijeka-Bakar area and the forests in Gorski kotar are exposed to the severe damaging effect of S02. In the vicinity of the above sources, as well as in the areas of big towns (Zagreb, Karlovac, etc.), S02 has a direct effect on vegetation. Besides other consequences, it is reflected also in high S-concentrations in assimilation organs. At some distances from the SOo source sulphur is first deposited in dry depositions of sulphur, followed by damp depositions, while the remaining smaller part is transported to more distant places. In this, rather large area the indirect effect of S02 on eco-systems becomes fully visible, which is especially manifested in a »new kind« of forest deterioration. The conversion of S02 into other compounds and their deposition results in a decrease of sulphur concentrations in leaves, or needles of conferous trees in the area of the Kvarner Bay and Gorski kotar and further, but it increases the frequency of acid rains. In Gorski kotar, where the largest zone of the Fir-tree, our most severly damaged tree, is located, the total S-deposits amount to approximately 4 t S/km2 annually. By using the micro-habitat method the presence of emissional acidification of forest soils was determined in almost the whole of Croatia. This process has been particularly pronounced in West Croatia. The same is applicable to the loading of our forest eco-systems by lead and other heavy metals. In West Croatia the stands in the south-western aspects and on higher altitudes are most exposed, and in East Croatia the stands on the southern aspects and rifges of Slavonian mountain range, are most exposed. High concentrations of lead and zink have been determined in the surroundings of the thermo-electric power plant Plomin and beside roads. However, the largest amounts of heavy metals are introduced into the soil of lowland forests by polluted flood water. Extreme values were determined on the inundation terrains of the Varaždin region, and also in the lower stream of the Drava river, followed by the Danube, Sava, Česma, and others. A few studies indicate the damaging effect of ozone and nitric oxides. The progressively increasing load of forest eco-systems by nitrogen is demonstrated by nutrition experiments carried out in the planations of Spruce and other species. These experiments show that nitrogen insufficiency is less and less, and the effects of the application of nitric fertiliziers are weaker. The negative effect of fluorides has been determined in the vicinity of a Light Metal Plant near Šibenik, while the Factory of Fertilizers in Kutina with its depot for »forsforgipsa« phosphorus calcium phosphate presents a special problem in this respect. In recent investigations disorders in tree nutrition were determined in some cases as a consequence of direct and indirect effects of pollutants. While in te vicinity of relevant sources of pollution an increased concentration of sulphur, iron and nitrogen is most frequently found in the assimilation organs of trees, on the other hand in the areas with increased frequency of acid rain, there was a decrease in the concentration of magnesium and some other nutrients in the Fir and Spruce needls. This is particularly important for the pure Fir stands which belong to the acidophilous association of Blechno-Abietetum Horv., with extremely acid, well drained soils. Ke y words : emissions, forest eco-systems, damage, Croatia. |