Leśny dziadek

Dział III. Szkodliwe czynniki antropogeniczne. Temat: “Wpływ zanieczyszczenia powietrza na biocenozy leśne”.

Czynniki antropogeniczne 

Czynniki antropogeniczne, czyli czynniki powstałe na skutek działalności człowieka, są bardzo różnorodne. Do najważniejszych należą: wpływ przemysłu na las – zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, szkody górnicze, studnie głębinowe powodujące obniżenie poziomu wody; wycinanie pasów pod linie wysokiego napięcia i szlaki komunikacyjne powodujące zwiększenie szkód wyrządzanych przez wiatr; pożary; wadliwie wykonane melioracje wodne; zaległości w wykonywaniu zabiegów pielęgnacyjnych w lesie itp. 

Spośród wielu czynników antropogenicznych nieco szerzej omówimy zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. 

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego 

Zanieczyszczenia atmosfery wynikające z uprzemysłowienia powodują w lasach coraz większe szkody. Zanieczyszczenia te jako stały element środowiska okręgów przemysłowych niszczą nie tylko istniejące drzewostany, lecz utrudniają lub nawet uniemożliwiają ich odnowienie. 

Emisje przemysłowe zawierają substancje stałe (pyły i sadze) oraz gazowe. Szkodliwe działanie pyłów i sadzy polega na zatykaniu szparek oddechowych i zmniejszeniu dopływu światła do liści (igieł), w wyniku czego następuje zmniejszenie przyrostu masy, a w skrajnych wypadkach zamieranie drzew. W zależności od rodzaju zanieczyszczeń stałych opady deszczu mogą łagodzić skutki ich wpływu na drzewa przez zmywanie osadów z liści lub je potęgować – przez zlepianie ich w nieprzepuszczalną skorupę. 

Pyły, np. wapno palone, działają parząco. Pył z cementowni i popiół z węgla brunatnego działają mechanicznie i zalepiają szparki. Warstwa pyłu hamuje przebieg transpiracji i utrudnia wymianę gazową, co powoduje nadmierne nagrzewanie się liści. Pył alkaliczny zmywany z roślin przez deszcz i osiadający bezpośrednio na glebie wpływa na zmniejszenie kwasowości wierzchnich jej warstw, co z kolei powoduje całkowitą zmianę składu gatunkowego runa. 

Alkalizacja gleby, utrudniająca pobieranie związków mineralnych oraz zakłócająca gospodarkę wodną, jest szczególnie niebezpieczna dla drzew iglastych – zwiększa ich wrażliwość na choroby wywoływane przez grzyby. 

Mniejszą odporność zimozielonych gatunków iglastych na działanie pyłów i sadzy tłumaczy się także tym, że nie odnawiają one corocznie aparatu asymilacyjnego, a więc są przez znacznie dłuższy okres narażone na kontakt z zanieczyszczoną atmosferą. 

Największe stężenie dymów w okręgach przemysłowych przypada na połowę zimy, najmniejsze w środku lata, wobec czego drzewa liściaste niejako unikają najgroźniejszych okresów. Ta większa odporność gatunków liściastych jest jednak bardzo względna, gdyż skutki działania zanieczyszczeń atmosfery przez dymy kumulują się w czasie i po długotrwałym oddziaływaniu powodują również uszkodzenie drzew liściastych. 

Gazowe zanieczyszczenia atmosfery powodują znacznie większe szkody niż zanieczyszczenia pyłowe. Gazy przemysłowe przedostają się do wnętrza rośliny przez organy asymilacyjne (szparki). W związku z tym duży wpływ na wielkość uszkodzeń wywiera intensywność przebiegu procesów życiowych drzew, a więc najsilniej są uszkadzane drzewa w okresie kulminacji wzrostu, a najwrażliwsze są młode organy asymilacyjne. Najczęściej szkody w lesie są powodowane przez emisje przemysłowe zawierające dwutlenek siarki (S02). Gaz ten powstaje w wyniku spalania węgla kamiennego i brunatnego, przerobu rud zawierających siarkę itp., jest więc produktem działalności koksowni, hut, fabryk nawozów, fabryk kwasu siarkowego i innych obiektów przemysłowych. 

Dwutlenek siarki oddziałuje niekorzystnie na fotosyntezę, oddychanie i transpiracje. Pod wpływem dwutlenku siarki zmniejsza się asymilacja, a zwiększa intensywność oddychania, co powoduje spadek efektywności fotosyntezy. Dwutlenek siarki hamuje też działanie komórek regulujących zamykanie i otwieranie się szparek, a więc przebieg transpiracji jest uzależniony wyłącznie od warunków zewnętrznych. Następuje też stopniowo uwalnianie wody związanej przez plazmę komórkową, uszkadzanie plazmy, rozkład chlorofilu, niszczenie enzymów i wytrącanie garbników, co w konsekwencji prowadzi do zamierania rośliny. 

Uszkodzenia powodowane przez dwutlenek siarki objawiają się u drzew liściastych brunatnymi, brunatnożółtymi lub brunatnoczerwonawymi, niekiedy prawie białymi przebarwieniami liści (między nerwami), u iglastych – przebarwieniami brunatnoczerwonymi rozpoczynającymi się od końców. igieł. 

W pobliżu zakładów przemysłowych emitujących dużo dwutlenku siarki, a gdzie ziemia nie jest zasypywana pyłami z różnych źródeł zanieczyszczeń, So2 dostaje się do gleby wraz z opadami atmosferycznymi oraz opadającymi liśćmi i igliwiem. Oddziaływanie dwutlenku siarki jest w ten sposób potęgowane. Następuje bowiem znaczna koncentracja siarki w glebie i silne zakwaszenie jej wierzchnich warstw. Wpływa to na nagromadzenie surowej próchnicy, zubożenie edafonu i zahamowanie aktywności biologicznej gleby. 

W emisjach przemysłowych pojawiają się dość często związki fluoru, zwykle pod postacią fluorowodoru (HF) i czterofluorku krzemu (SiF4). Głównymi emitorami fluoru są huty szkła i aluminium, fabryki nawozów sztucznych i cegielnie. 

Wysokie stężenie fluoru powoduje rozpad chlorofilu. Pod wpływem fluoru następuje także zwiększenie oddychania, przesuszenie zawartości komórek oraz inne zaburzenia mające duży wpływ na aparat asymilacyjny. 

Toksyczne działanie fluoru objawia się na liściach całkowitym lub częściowym ich odbarwieniem, a także zmianami kształtu. Może to być marmurkowatość liści albo zmiana barwy postępująca od brzegów blaszki liściowej, przy czym zielona barwa zachowuje się najdłużej u podstawy i wzdłuż głównego nerwu. Pojawiająca się później nekroza tkanek powoduje wykruszanie się martwych fragmentów blaszki. Częściowe porażenia objawiają się pofałdowaniem lub zwijaniem liści; igły zmieniają zabarwienie od wierzchołka. 

Z innych zanieczyszczeń powietrza wywierających szkodliwy wpływ na rośliny na wzmiankę zasługują także związki azotu, chloru, niektóre węglowodory oraz metale ciężkie (ołów, cynk i in.). 

Stopień szkodliwego działania zanieczyszczeń przemysłowych zależy m.in. od aktywności ośrodka emitującego, a także od jego odległości od lasu. Pozwala to wyróżnić w pewnym przybliżeniu strefy zagrożenia. 

Dużym ułatwieniem w wyznaczaniu stref jest obserwacja drzewostanów, w których uszkodzenia spowodowane przez zanieczyszczenia przemysłowe są najbardziej widoczne. 

Wyróżniono następujące 4 strefy uszkodzeń: 1 – strefa słabych uszkodzeń – pomimo uszkodzeń widocznych na igłach i liściach nie można stwierdzić strat w przyroście; Il – strefa średnich uszkodzeń – w drzewostanach następuje wyraźny spadek przyrostu drewna i bonitacji; III – strefa silnych uszkodzeń – poza spadkiem przyrostu obserwuje się wyraźne obniżenie zadrzewienia (ubytek drzew przekracza przyrost bieżący); III b – strefa śmiertelnych uszkodzeń – bardzo gwałtowne obumieranie wszystkich lub większości drzew w drzewostanie, co powoduje konieczność ich wyrębu. 

Na terenach zagrożonych przez emisje przemysłowe można zauważyć zwiększanie się obszaru oddziaływania zanieczyszczeń powietrza, polegające na przesuwaniu się stref. Zjawisko to jest związane z narastaniem szkód w miarę upływu czasu wskutek kumulowania się szkodliwych substancji w glebie i organizmach roślinnych. 

Bardziej szczegółowe ustalenie stopnia zagrożenia lasu przez emisje przemysłowe polega na badaniu składu chemicznego powietrza, analizie zawartości substancji trujących w roślinach, pomiarach fotosyntezy, oddychania i transpiracji, badaniach mikroskopowych uszkodzonych tkanek oraz analizie wierzchnich warstw gleby wraz z oznaczeniem jej kwasowości. 

W wypadku zagrożenia pyłami wykonuje się ponadto pomiar opadu tych substancji i badanie ich składu chemicznego, a także obserwacje mikroskopowe igieł i liści w celu ewentualnego wykrycia oparzeń czy zatkania szparek. 

Do uzupełnienia takiej diagnozy wykorzystuje się także testy roślinne, polegające na prowadzeniu doświadczeń z roślinami wskaźnikowymi, zakładanych w strefie i poza strefą zanieczyszczenia. 

Następstwem szkodliwego działania zanieczyszczeń przemysłowych jest zmniejszenie się powierzchni aparatu asymilacyjnego i obniżenie przyrostu, a w skrajnych wypadkach – obumieranie całych drzewostanów. 

Pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych następuje także zmniejszenie mrozoodporności drzew, co powoduje szybszą utratę igieł w drzewostanach iglastych, a nawet przemarzanie całych nie zdrewniałych pędów. 

Obszary leśne zagrożone przez emisje przemysłowe bywają częściej narażone na pojawy szkodników owadzich. W młodnikach i uprawach sosnowych obserwowano masowe występowanie tzw. szkodników nękających, co prawdopodobnie jest spowodowane zmianami fizjologicznymi i biochemicznymi zachodzącymi w drzewach w wyniku działania zanieczyszczeń powietrza. Bardzo dogodne warunki rozwoju na tych terenach mają szkodniki wtórne. 

Środki zapobiegania szkodom powodowanym przez zanieczyszczenia przemysłowe dzielimy na wchodzące w zakres hodowli lasu oraz będące w gestii przemysłu. 

Zabiegi hodowlane polegają na doborze odpowiednich gatunków oraz zakładaniu i pielęgnowaniu drzewostanów w sposób uwzględniający zagrożenie przez emisje przemysłowe. Typowanie gatunków przeznaczonych do wprowadzania na tereny zagrożone szkodliwym działaniem emisji przemysłowych jest trudne, gdyż odporność drzew w praktyce okazała się bardzo względna. 

Niektóre gatunki są bardziej wrażliwe na ostre działanie zanieczyszczeń niż na chroniczne lub nękające, np. modrzew, natomiast sosna i świerk znoszą lepiej od modrzewia krótkotrwałe ostre działanie emisji, a gorzej chroniczne. Również drzewostany złożone z gatunków i ekotypów drzew ściśle dostosowanych do warunków siedliskowych wykazują znacznie większą odporność na emisje przemysłowe. 

Na podstawie dotychczasowych obserwacji za najwrażliwsze na działanie emisji przemysłowych uchodzą: jodła, świerk i sosna pospolita; za wrażliwe: wiąz i jarząb; za mało wrażliwe: modrzew, klony, dęby rodzime, olsza czarna, iwa, kasztanowiec, lipa drobnolistna i jesion; za najbardziej wytrzymałe: sosna czarna, wejmutka, dąb czerwony, robinia, brzoza brodawkowata, topola, osika oraz olsza szara. 

Utrzymanie lasów produkcyjnych w strefie największego zanieczyszczenia powietrza wydaje się niemożliwe. Powinno się tu zakładać lasy o charakterze ochronnym. Drzewostany iglaste należy otaczać od strony źródła emisji ścianami ochronnymi z gatunków liściastych, a większe kompleksy dodatkowo przedzielać pasami ochronnymi szerokości 100 m, składającymi się z drzew liściastych i przebiegającymi prostopadle do kierunku panujących wiatrów. 

W trakcie zakładania upraw i późniejszej ich pielęgnacji należy dążyć do poprawy warunków siedliskowych, np. przez odpowiednie nawożenie. 

Źródło: „Ochrona lasu” dla techników leśnych. 

Dodaj komentarz