DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 27 <-- 27 --> PDF |
PREGLEDNI ČLANCI -REVIEWS Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 UDK 630* 114.2 + 116 LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH VODA ŠUMSKIH TALA HRVATSKE LYSIMETRIC PEDOLOGY AS A METHOD OF QUALITY RESEARCHES OF SOIL SOLUTION IN FOREST SOILS OF CROATIA Boris VRBEK1 SAŽETAK: Projektom “Ekološko-ekonomske valencije tipova šuma Republike Hrvatske” u Šumarskom institutu, Jastrebarsko, započela su 1991. godine sustavna i detaljna multidisciplinarna istraživanja u šumi hrasta lužnjaka i običnog graba. Tada je razrađena i lizimetarska metoda praćenja otopine tla u šumskih ekosustava. Tom metodom do danas je obuhvaćeno nekoliko šumskih zajednica na području Hrvatske. Rezultati su do sada prikazani u nekoliko radova, a od taložnih tvari praćeni su: Cl-,SO42--S, NH4+-N, Na+,K+, Ca2+, Mg2+. Uzorkovanje se obavlja pomoću lizimetara. Plastični se lizimetri postavljau u tlo na dubini od 10 cm ili ispod humusnog horizonta. Oni sakupljaju procjednu tekućinu u tlu. Površina sabirnika (kadice) iznosi 1093 cm2. Kao filter u plastičnoj se posudi nalazi 96 % čisti kvarcni pijesak radi pročišćavanja tekućine od čestica tala. Uzorkovanje se obavlja jednom mjesečno ili jednom tijekom tri mjeseca. Prema dobivenim rezultatima praćenja, naši šumski ekosustavi primaju više taložnih čestica (suho i mokro taloženje) u odnosu na kontrolne uzorke na otvoreno prostoru. Ključne riječi: lizimetri, otopina tla, šumski ekosustavi UVOD – Introduction Padaline na površinu tla dolaze kao otopina različi-njoj se uvijek, makar i u vrlo malim količinama, nalaze tih plinova, soli i raznih tvari koje voda prikuplja i rastotopljene mineralne tvari ili različiti plinovi. Voda u tlu vara, prolazeći kroz atmosferu. Prolazeći kroz tlo, je zapravo otopina, tj. suspenzija tla (B a š ić 1976). voda ulazi u reakcije s plinovitom i krutom fazom tla, Ona se u tlu zadržava adsorpcijom na površini čestica obogaćujući se dalje mineralima i tvarima iz tla. U tlitla i u porama, tj. kapilarama. ma, prema tome, postoji rastopina različitih koncen razl U novije doba otopina tla proučavana je kao medij u tracij tracijtracija aa koj kojkoja aa predstavlj predstavljpredstavlja aa vrl vrlvrlo oo aktivn aktivnaktivnu i dinamičnu kom-za odigravanje mnogih kemijskih reakcija u tlu. Otopiponentu tla (Č i r i ć 1984). Otopina tl tltlaa glavni je nosi-na tla može biti definirana kao vodena tekuća faza tla telj hranjivih materija koje su najlakše dostupne biljkasa svojim otopljenim tvarima. Razne reakcije zbivaju ma za njihov rast i razvoj. Postoji nekoliko kategorija se unutar tekuće faze tla (Slika 1.) Glavnina otopljenih tekuće faze u tlu, a čije granice nisu oštro podijeljene, tvari u tekućoj fazi tla (ili otopini tla) su ioni (S p a r k s već postupno jedna kategorija prelazi u drugu. Svaka 1995). Otopina tla predstavlja medij preko kojega biljkategorija ima svoju ekološku važnost. Tekuću fazu tla ke uzimaju ione (1) i u koju nakon raspadanja biljke čini voda u tlu, iako i ona pri određenim uvjetima priunose svoje tvari (2). Ione u otopini tla mogu sorbirati tiska i temperature može prelaziti u kruto (led) i plinoorganske i anorganske komponente tla (3), a isto tako vito stanje. Voda se u tlu ne nalazi u čistom stanju, u sorbirani se ioni otpuštaju u otopinu tla (4). Ako je oto pina tla prezasićena bilo kojim mineralom u tlu, mine ral se može istaložiti (5), dok se ne postigne ravnoteža. 1 Dr. sc. Boris Vrbek, Šumarski institut Jastrebarsko Ako je pak otopina tla premalo zasićena bilo kojim Trnjanska 35, 10000, HR-Zagreb, Croatia. |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 28 <-- 28 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 Prema Sparks1995 (izvorno: J.Wiley & sons 1979) Slika 1. Ravnotežno stanje otopine tla prema Sposito (1995) Figure 1 Equilibrium of soil solution akording Sposito (1995) mineralom u tlu, mineral može biti otopljen (6), sve dok se ne postigne ravnoteža. Ioni u otopini mogu biti transportirani kroz profil tla (7) do podzemnih voda kroz proces ispiranja tekućinama s površine. Kroz evaporaciju i sušenje tla može se dogoditi pomak iona i prema površini (8). Mikroorganizmi također mogu potrošiti ione iz otopine tla (9) i kada organizmi uginu te se organska materija razloži, ioni se oslobađaju natrag u otopinu tla (10). Plinovi mogu biti otpušeni u atmosferu tla (11) ili otopljeni u otopini tla (12). METODE MJERENJA OTOPINE TLA – Measurement methods of soil solution Kretanje vode kroz tlo, kao i procjeđivanje kroz određeni volumen tla, istražuje se lizimetrima. Njima se može mjeriti kvaliteta otopine tla, kao i tvari koje dolaze u tlo padalinama te se ispiru dalje u podzemne vode ili odlaze bočno po nepropusnom horizontu tla. Riječ lizimetar izvedena je iz grčkih riječi “lisis”, što znači otapanje i “metrom”, što znači mjerenje (Sraka 2002). Ovaj je naziv primjenljiv na svaki uređaj koji se koristi za proučavanje količine i kvalitete vode u tlu koja prolazi kroz solum tla ili se pak bočno kreće po nekom nagibu. Lizimetri su u početku bili korišteni u svrhu mjerenja komponenata vodne bilance tla-evapotranspiracije (Sra k a 1996), promjena zaliha fizio ološki aktivne vode, kao i određivanja viškova vode u tlu – otjecanja u podzemne vode, a krajem prošloga stoljeća i u novije vrijeme sve se više koriste i za pro- učavanje kemijskog sastatava perkolata u profilu tla. Ebermayer (1879) je među prvima upotrijebio lizimetre za mjerenje kretanja vode kroz neporemećeno tlo u šumi. Za ugradnju lizimetra, prema tom autoru iskopana je pedološka jama, a u jednom zidu na dubini 137 cm načinjen je tunel (polica) u koji se stavio lizimetar za mjerenje tekućine koja se procjeđivala kroz gornji dio profila. Slične izvedbe i način mjerenja upotrijebili su J o ff e (1929), Lu tz i dr. (1968) i L üt z k e (1992). Lizimetar kod ovih autora nema bočnih strana, pa je kretanje vode slobodno. Uvijek je postojao problem izolirati “pravu” otopinu tla. Najčešće upotrebljavana metoda je prikupljanje procjedne vode lizimetrima. Normalna otopina tla sadrži 100–200 različitih topivih kompleksa, mnogi od njih sadrže metalne katione i organske tvari S p o s i t o (1989). Kod nas su lizimetrijska istraživanja tekuće faze tla kasnila u odnosu na Europu, pa se tek od prije |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 29 <-- 29 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 desetak godina počelo intenzivnije razmišljati o tom pristupu u pedologiji (lizimetrijska pedologija). Prvi radovi u agronoma odnosili su se na bilancu vode te lizimetrijsko mjerenje otjecanja vode iz tla (Vi da č e k i dr. 1994) ili j istraži e ee žarište istraživanja bilo na ispiranju nitrata iz tla (Vid a če k ii dr drdr. .. 11996). U šumarstvu Hrvatske počela se pridavati veća pozornost i “lizimetrijskoj vodi” ili otopini tla koja je do sada puno manje ili nikako proučavana. Ovdje moram napomenuti kako se do sad mjerila i još uvijek se mjeri kod nas samo procjedna voda (voda iz makropora) koja se hvata lizimetrima. Lizimetrijska voda u ovom slučaju predstavlja otopinu tla koja je pod utjecajem gravitacije te prolazi kroz horizonte tla od površine do podzemnih voda, a to znači cijedna voda koja se u tlu slobodno kreće ovisno o propusnosti tla za vodu i nije vezana kapilarnim silama. Procjedna voda se kroz tlo kreće makroporama pod utjecajem sile teže. Važan je čimbenik procesa geneze ispiranja, dealkalizacije, acidifikacije, lesivaže, pseudooglejavanja itd. Lizimetrijskom tehnikom u šumarstvu bavilo se malo autora, a najviše su se bavili tom problematikom Vranković i dr. (1991), Vrbek (1992, 1993, 1996, 1998, 1999, 2000, 2002), Vrbek i P i l a š (2000, 2001). U proučavanju kemijskog sastava tekuće faze tla lizimetrijskom pedologijom vrlo veliki doprinos na Istoku imali su Angelov (1973), Šilova (1955), Koutev i dr (1999), Vozbuckaia (1968), Kauričev i Nozdrunova (1960) te Kovda (1973). Novijim spoznajama i istraživanjima u praćenju tijekova otopine tla, B ei e r i dr. (1989) dali su osnovnu podjelu lizimetara i metode koje su usvojene u većini europskih zemalja, kako bi podaci bili usporedivi. Otopina tla može biti sakupljena na dva načina. Kada je tlo u porušenom stanju i kada je tlo u neporušenom stanju. Sakupljanje tekućine iz tla u neporušenom stanju zahtijeva postavljanje lizimetra (sakupljač tekućine iz tla) koji sabire procjednu vodu uvijek na istoj lokaciji na terenu. U porušenom stanju tlo se uzorkuje te se vrši ekstrakcija otopine raznim metodama. Posebne lizime tre za šumske ekosustave po načelu slobodnog protoka perkolata konstruirao je K r e n i dr. (1999). Učinke kiselog taloženja i utjecaja na otopinu tla te ispiranje hraniva u šumskim tlima poseban je problem koji su u Finskoj proučavali L in d r oo s i dr. (2000), a to je i za očekivati, jer su prve vijesti o kiselim kišama i zakiseljavanju tala dolazile iz tog područja. Ovisno o našim ciljevima i uvjetima te učestalosti uzorkovanja, možemo primijeniti ove metode lizimetrijske pedologije: – tenzioni (pod tlakom) lizimetri – gravitacijski (protočni) lizimetri – centrifugiranje (centrifugalni lizimetri) – ekstrakcija (ekstrakcioni lizimetri) Tenzioni lizimetri (lizimetri koji imaju konstantan tlak sisanja tekućine iz tla) najčešći su u uporabi za praćenje kvalitete otopine tla u Europi. Njih je relativno lako ugraditi u željeni medij ispitivanja i previše ne utječu na remećenja redoslijeda horizonata u tlu ili miješanje tla po dubini. Za tenzione lizimetre mogu se upotrijebiti tenzione posude ili ploče i keramičke svijeće. Tenzione ploče ili posude više miješaju tlo pri ugradnji nego svijeće. Najčešće se tenzione ploče upotrebljavaju ispod humusnog horizonta tla. Ovisno o sadržaju vode u tlu i hidrauličkoj vodljivosti tla, uporaba tenzionih lizimetara ograničena je u tlima koja su određeni dio godine u suhim ili ekstremno suhim uvjetima (npr. područje Mediterana kod nas). Makropore koje su tu prisutne te brza drenaža tekućine u profilu tla ne mogu dati dobre rezultate ovom vrstom lizimetra. Kako je prikazano na slici, postoje tri glavne vrste tenzionih lizimetara. Kod uporabe takvih lizimetara trebaju specijalne vakuum pumpe koje su pod stalnim nadzorom. Takva je oprema zahtjevna, a ploha na kojoj se obavlja motrenje mora imati izvor napajanja opreme za motrenje. Stalni napon sisanja stvoren vakuumom može podići otopinu tla iz podzemne vode kod tog tipa lizimetra ako je ugrađen blizu razine podzemne vode. U svakom slučaju, keramički ili teflonski lizimetar Slika 2. Tenzioni lizimetri pod tlakom prema Derome i dr. (2001) Figure 2 Tension lysimeters under the pressur acording to Derome (2001) |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 30 <-- 30 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 može se ugrađivati na bilo kojoj dubini. Njihova je treći tip lizimetra-aluoksidna ploča. Taj se lizimetar uporaba ograničena i ne mogu se ugraditi u humusni može postaviti blizu površinskog horizonta. Kod ugradhorizont, jer su relativno dugi (oko 6–8 cm) pa ponenje se ne smiju izmiješati horizonti ili uništiti struktura kad mogu biti duži nego je debljina istraživanog horitla, što je dosta teško postići. zonta. Drugi je nedostatak kod suhih razdoblja. Nema Gravitacijski lizimetri su oni kod kojih se sakuplja dobar kontakt s humusnim horizontom. Taj se problem procjedna voda prolazom kroz slojeve tla. Tekućina se može riješiti naginjanjem keramičke ili teflonske svi-uslijed gravitacije cijedi kroz profil tla i sakuplja u pojeće, pazeći pritom da ne dođe u vodoravni položaj. Taj sebne kadice ili lijevke koji mogu biti različitih površiproblem uzorkovanja s površinskih horizonata rješava na. Pogodni su u uvjetima gdje se voda brže procjeđuje Slika 3. Lizimetri slobodnog protoka otopine tla (gravitacioni) Figure 3 Zero tension lysimeters for sepage water kroz tlo te u uvjetima visoke godišnje količine padalina. Gravitacijski lizimetri prikupljaju tekućinu iz otopine tla kada je u tlu zasićenje iznad poljskog vodnog kapaciteta. Takav lizimetar drenira sve makropore. Također se upotrebljava za prikupljanje tekućine ispod humusnog horizonta. Moram napomenuti kako gravitacijski lizimetri mogu povećati zasićenost tla iznad sakupljača (kadice) lizimetra, te ponekad stvarni rezultati mogu biti prividni. To se isključuje uporabom više lizimetara ili kombinacijom tenzionog lizimetra na istom tipu tla. Centrifugalna metoda uzorkovanja tekućine iz tla potpuno razara uzorak. Ta je metoda pogodna za uzorkovanje s velikim intervalima (jednom ili dva puta godišnje). Prosječni uzorak s jednog mjesta uzima se s Slika 4. Lizimetar na načelu centrifugalnog izdvajanja tekućine više mjesta, kako bi se dobio reprezentativni podatak Figure 4 Centrifugal soil solution separator lysimeter za tu lokaciju. Otopina koja se dobije centrifugiranjem kemijski se razlikuje od one koja se dobije klasičnim lizimetarskim metodama (Zabowski i dr. 1990; Raulund-Rasmusen 1989.) Ova tehnika izdvajanja otopine tla zbog svoje destruktivnosti na uzorcima i drukčijih podataka (tom se metodom izdvaja i vlaga vezana u tlu), nije preporučljiva i usporediva s tenzionim ili gravitacijskim lizimetrima baš zbog dosta drukčijih rezultata. Druga metoda razaranja uzorka tla je ekstrakcijska Slika 5. Modificirani lizimetar LHF, prema Yanai i dr. (1996) metoda (Derome 2001). Primjenjuje se u teškim gli-Figure 5 Modificated LHF lysimeter, acording Yanai at all (1996) |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 31 <-- 31 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 Slika 6. Veliki poljski lizimetar s vagom Figure 6 Great field lysimeter with balance novitim tlima kao i kamenitim tlima i kod tala gdje druge metode nisu uspješne. Ekstrakcijska metoda je način namakanja uzorka do saturacije, razarajući strukturu tla dodavanjem tekućine. Mjeri se količina tekućine, a konačna analiza obuhvaća i proračun dodane tekućine te anione i katione koji su u njoj otopljeni te analizirani. Svi lizimetri moraju biti građeni od materijala koji ne mogu kontaminirati uzorak. Najčešće su to keramički materijali, laboratorijsko staklo (borosilikatno staklo), poliamid, politetrafluoroethilen (PTFE, tj. teflon), polivinilidenfluorid (PVDF) polipropilen (PP), silikatni pijesak (Derome i dr. 2001). Ako se analize uzoraka otopine tla rade na sadržaj teških kovina, problematični su materijali od kojih su građeni li zimetri. Adsorpcija teških kovina na TEHNIKE IZDVAJANJATEKUĆE FAZE TLA keramičke i aluoksidne može izaz Poljski kapacitet vati probleme (Grossman i dr. 1994). To ovisi i o pH-vrijednostima. Prirodni procesi u tlu mogu donijeti i promjene u kvaliteti lizimetara. Npr. tekućine koje prolaze kroz B-horizont tala mogu uslijed povišenja organske materije, aluminijevih i željeznih hidroksida promijeniti veličinu pora u određenom razdoblju na površini lizimetra. Ovisno o uvjetima gdje su postavljeni lizimetri, uvijek možemo nakon desetak godina očekivati promjene u uzorcima otopine tla. Slika 7. Prikaz tekuće faze tla s različitim lizimetrijskim frakcijama Figure 7 Scema of soil solution fractions in different lyzimeters |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 32 <-- 32 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 Sadržaj SUHO VLAŽNO MOKRO vlage % Slobodna Suvišna u tlu voda voda Vrsta vode Adsorbirana Mikropore (kapilare) Makropore Podzemna u tlu voda ili nivo Voda procjedna Voda zadržana ili držana zasiaenja do sloja zasićenja kapilarnim silama ili podzemne vode Razina podzemnih Nula-tezioni voda gravitacijski Tenzioni lizimetri Nedostupno Centrifugalna drenaža Slika 8. Frakcije vode u različitim tipovima lizimetara (Derome i dr. 2001) Figure 8 Soil water fractions in some kinds of lysimeters(Derome at all 2001) Osim ovih navedenih lizimetara koji su zapravo za šumske ekosustave, postoje i druge vrste lizimetara (Klaghofer 1991). Oni se, prema kriterijima DVWK (1980), dijele: – prema veličini i izgradnji posude lizimetra, (mali lizimetri prema Popovu, ljevkasti lizimetri, standardni lizimetri prema Friedrichu-Franzenu, veliki lizimetri). – prema stabilnosti odnosno pokretljivosti lizimetra – prema prisutnosti podzemne vode ili podtlaka (lizimetar bez podzemne vode te lizimetar sa i bez podtlaka) – prema vrsti tla unosa tla u lizimetar, (ako je tlo razoreno pa je lizimetar ponovno napunjen ili ako je tlo nerazoreno pa je u lizimetar ugrađen monolit tla). – prema tipu tala, npr. uslojeno (neuslojeno, glinasto, muljevito, pjeskovito). – prema vegetacijskom pokrovu (bez raslinja, oranice, šuma, i td.) Aboukhaled i dr. (1892), glede mjerenja promjena sadržaja vlage u tlu, dijele lizimetre u dvije velike kategorije: nevagajući i vagajući lizimetri. Od njih su se u zadnja tri-četiri desetljeća razvile različite varijante. Nevagajući lizimetri još se nazivaju volumetrijski, drenirajući ili kompenzirajući. Oni se dijele na sljedeće tipove: – kompenzirajući lizimetri bez vodenog sloja predstavljaju najjednostavniji tip lizimetara koji su na dnu opskrbljeni posudom za sakupljanje perkolata; – kompenzirajući lizimetri s konstantnim slojem podzemne vode koja je održavana u donjem dijelu lizimetra, a svaki gubitak vode uslijed kapilarnog dizanja i potrošnje na evapotranspiraciju kompenzira se i mjeri volumetrijski; – kompenzirajući lizimetri s površinskim vodenim slojem, gdje je konstantna razina vode održavana iznad površine tla u lizimetrima bilo periodičnim dodavanjem vode ili posebnim uređajima za regulaciju; – specijalni tip kompenzirajćih lizimetara u koje pripadaju svi oni drenirajući lizimetri koji imaju neka neobična obilježja (nema zidova ili stranica i nema dno te ima velike dimenzije). Vagajući lizimetri izravno mjere sve ulazne (padaline, navodnjavanje, itd.) i izlazne (evapotranspiracija, drenaža) vodene tijekove promjenom težine. Drenažna tekućina sakuplja se u posebnim posudama i mjeri u određenom razmaku. Ovakvi se lizimetri postavljaju samo na istraživačkim postajama i vrlo su rijetki. Jedan od prvih i najstarijih je onaj u Eberswaldu i Britzu u Njemačkoj, a datira od 1929. godine (Lützke 1992). Do 1953. godine na tom je području postavljeno ukupno 7 velikih lizimetara. Površina im iznosi 100 m2, a dubina 5 m. U Austriji također postoji dugogodišnja tradicija lizimetarskih istraživanja velikim lizimetrima (Zojer i dr. 1991; Merkel 1991; Cepuder 1991, 1992; Gerzabek 1991). Vagajući lizimetri izravno mjere sve ulazne (padaline ili navodnjavanje) i izlazne (evapotranspiracija i drenaža) vodene tijekove promjenom težine. Drenažna voda sakuplja se u kontejnere i mjeri periodično. A boukhaled i dr. (1982) navode kako ovi lizimetri omogućuju vrlo precizno mjerenje evapotranspiracije za kratke intervale, ali zbog kompleksnosti instaliranja i visoke cijene njihova je primjena ograničena na specijalizirane istraživačke stanice. Glavna teškoća javlja se pri |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 33 <-- 33 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 mjerenju i registriranju malih promjena težine u odnosu na veliku težinu tala koje se nalaze u lizimetrima. Prema različitim načelima vaganja, sve ove lizimetre možemo podijeliti na: – mehaničke vagajuće lizimetre koji koriste različite tipove mehaničkih vaga za izravno mjerenje promjena težine prouzročenih evapotranspiracijom, padalinama ili navodnjavanjem; – elektroničke vagajuće lizimetre koji promjene u težini unutar kontejnera s tlom mjere elektronički mjeračem naprezanja ili električnim ćelijama; hidraulične vagajuće lizimetre koji se temelje na sustavima hidrauličnog registriranja promjene teži ne te se svaki pritisak na tekućinu, odnosno sve promjene unutar lizimetra, registriraju manometrom; plutajuće vagajuće lizimetare – plutaju u H2O ili ZnCl2 koji se nalaze u drugom kontejneru, a promjene težine registriraju se kao promjene uzgona i flotacije razine tekućine u kojoj plutaju. Pregled lizimetrijskih istraživanja u šumskim ekosustavima Hrvatske Lizimetri su primijenjeni i u istraživanjima šumskih ekosustava u Nacionalnom parku “Plitvice” (Martinović 1979; Martinović i Vranković 1986). U svojim su istraživanjima pokušali ustanoviti utjecaj automobilskog prometa na tlo u Nacionalnom parku. Podprojektom “Ekološko-ekonomske valencije tipova šuma Republike Hrvatske” u Šumarskom institutu Jastrebarsko, 1991. godine započela su sustavna i detaljna lizimetrijska istraživanja u šumi hrasta lužnjaka i običnoga graba. Praćenje kvalitete tekuće faze tla te unosa taložnih tvari obavljalo se na pokusnim plohama. Lizimetri su postavljeni u šumskoj zajednici hrasta lužnjaka i običnoga graba, u šumskim zajednicama bukve i jele na Medvednici, hrasta kitnjaka i obič noga graba kraj Jastrebarskog, pretplaninske šume bukve kod Zavižana i u šumskoj zajednici alepskog bora i crnike na području Korčule. Nekoliko je njih u sastavnom dijelu praćenja ICP Forest (International Co-operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forest). Također su opremljene i pokusne lizimetrijske plohe na području Nacionalnih parkova “Risnjak”, “Plitvice”, “Mljet”, “Brijuni”, i “Paklenica” (Tablica 1). Modificirani Ebermayerovi lizimetri postavljeni su na dvjema dubinama u pedološkom profilu tla: ispod humusnog horizonta na 10 cm te u mineralnom dijelu tla na 100 cm. Uzorkovanje se obavlja jednom mjesečno, a u perkolatu se određuju anioni i kationi. Slika 9. Protočni površinski lizimetri na pokusim plohama u šumskom ekosustavu Figure 9 Zero tension surface lysimeters on research plots in forest ecosystems Tablica 1. Pregled ploha s ugrađenim lizimetrijskim praćenjem u šumskim ekosustavima Hrvatske Table 1 Plots review with incorporatet lysimeters in forest ecosystems in Croatia Godina Lokalitet i br. ugradnje plohe Tip tla WRB klasifikacija Year of Lokality and Soil type WRB classification instalation No. of plot 1992 Česma (Pl-1) Pseudogley-gley Gleysol Šumska zajednica Forest community Hrast lužnjak i obični grab Pedunculate oak and Common Hornbeam Dubina lizimetra (cm) Lysimeter at depth (cm) 10, 100 403 |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 34 <-- 34 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 1992 čazmanske nizinske šume (Pl-6) Pseudogley na zaravni Planosol Hrast lužnjak i obični grab Pedunculate oak and Common Hornbeam 10, 100 1992 Česma (Pl-15) Pseudogley na zaravni Planosol Hrast lužnjak i obični grab Pedunculate oak and Common Hornbeam 10, 100 1992 Šiljakovačka dubrava (Pl-23) Pseudogley na zaravni Albeluvisol Hrast lužnjak i obični grab Pedunculate oak and Common Hornbeam 10, 100 1993 Repaš (Pl-25) Fluvisol Fluvisol Hrast lužnjak i obični grab Pedunculate oak and Common Hornbeam 10, 100 Jastrebarske Pseudogley na Hrast lužnjak i obični grab 1993 nizinske šume zaravni Planosol Pedunculate oak and 3 X 10 (Pl-36) Common Hornbeam 1996 Jastrebarske prigorske šume (ICP-102) Pseudogley of sloping terrains Albeluvisol Hrast kitnjak i obični grab Sessile-flowered Oak and common Hornbeam 10 1996 Medvednica (ICP-103) Kiselo smeđe na zelenim škriljevcima Dystric cambisol Bukva i jela Beech and Fir 3 X 10 Korčula, Alepskog bora i crnike 1996 Šakanj rat Crvenica Chromic cambisol Aleppo Pine and 10 (ICP-111) Evergreen Oak 1996 ,Č:-, Smeđe tlo na vapnencima Cambisol Subalska bukva Sub-Alpine Beech 10 1997 Lividraga (ICP-106) Lesivirano tlo Luvisol Bukva i jela Beech and Fir 10 1998 N.P. Risnjak (Pl-01) Lesivirano tlo Luvisol Bukva i jela Beech and Fir 10 1998 N.P. Mljet (P-02) Smeđe tlo na dolomitu Cambisol Crnika Evergreen Oak 10 1998 N.P. Plitvice Medveđak Lesivirano tlo Luvisol Bukve Beech 10 1998 N.P. P„n,o. Corkova uvala Smeđe tlo na vapnencima Cambisol Bukva i jela Beech and Fir 10 1999 Umag (ICP-107) Crvenica Chromic cambisol Medunca Pubescent oak 10 2004 Poreč Crvenica Chromic cambisol Medunca Pubescent oak 10 1999 N.P Paklenica Smeđe tlo na vapnencima Cambisol Bukva i jela Beech and Fir 10 2004 Bjelovar Rogović kut Lesivirano tlo Luvisol Bukve Beech 3 X 10 ZAKLJUČCI - Conclusions Potprojektom “Ekološko-ekonomske valencije tiuzrokovanih utjecajem štetnih činitelja” i “Izloženost pova šuma Republike Hrvatske” u Šumarskom institušuma štetnim utjecajima i povećanje njihove zaštite”, tu, Jastrebarsko, 1991. godine započela su prva sustavlizimetrima je opremljeno 5 pokusnih ploha u šumskim na i detaljna lizimetrijska istraživanja u šumi hrasta zajednicama bukve i jele (Abieti-Fagetum illyricum/Ht.) lužnjaka i običnoga graba (Carpino betuli-Quercetum na Medvednici (1 ploha), hrasta kitnjaka i običnog robori /Anić/emed. Rauš 1969) (Rauš i dr. 1992). graba (Epimedio-Carpinetum betuli/Ht 1938/Borh. Osim lizimetara u šumskoj zajednici hrasta lužnjaka 1963) kraj Jastrebarskog u jastrebarskim prigorskim šu- i običnog graba, u 1996. i 1997. godini unutar potpro-mama (1 ploha), pretplaninska šuma bukve (Homoginojekata “Vrednovanje kapitalnih dobara šume i gubitaka alpine-Fagetum sylvaticae/Ht 1938/Borh. 1963) kod |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 35 <-- 35 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 Zavižana na Velebitu (1 ploha) i u šumskoj zajednici alepskog bora i crnike (Querco ilicis-Pinetum halepensis/ Lasiel 1971) na području otoka Korčule (1 ploha). Nekoliko je njih u sastavnom dijelu praćenja ICP Forest (International Co-operative Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forest). Praćenje ovom metodom trebalo bi proširiti na ostale važnije šumske zajednice u Hrvatskoj, kako bi se do bio što bolji uvid u utjecaj vrste šumskog pokrova na otopinu tla, a ujedno na stanje oštećenosti naših tala. Lizimetrijskom pedologijom moguće je ustanoviti trend zakiseljavanja tala te kvalitetu vode koja cirkulira kroz neki šumski ekosustav. Na taj način moguće je ustanoviti pufernu spodobnost tla te u kojoj mjeri je došlo do zakiseljavanja. LITERATURA – References Aboukhaled, A., A. Altaro, M. Smith, 1982: Lysimeters FAO irrigation and drainage. Paper No 39, Roma. Angelov, E., 1973: O sezonioi dinamike iononogo sostava lizimetričeskih vod v svetlo-seroi lesnoi počve, počvovedenie. No 12. B aš i ć , F., 1976: Pedologija. Viša poljoprivredna škola, Križevci. Beier, C., M. Butts, N.E. Von Freiesleben, K.H. Jensen, L. Rasmussen, 1988: Monitoring of soil water chemistry and ion fluxes in forest. Nordic Council of Ministers, Miljörapport 1989: 11. Cepuder, P., H. Supersperg, 1991: Erfahrungen mit der Lysimeteranlange Gross-Enzersdorf “Über die Lisimetertagung im Sickerwassergewinnung und Ergebnisinterpretation” am 16 und 17 April 1991. Irdning. Cepuder, P., 1992: Lysimeteranlange Gross-Enzersdorf, Ergnebnisse 1990 und 1991. Über die 2 Lisimetertagung im “Praktische ergebnisse aus der arbeut mit lysimetern” am 28 und 29 April 1992. Irdning. Ć i r ić , M., 1984: Pedologija. Sarajevo. Derome, J., A.J. Lindroos, K. Niske, 1999: Comparison of soil water percolation water quality. 743: 132–137. The Finnish Forest Research Institute, Research Papers. D e r om e , J., J. B i l l e -Ha ns e n , L. An t ti -J us s i , 2001: Evaluation of the lysimeter techniques employed in monitoring soil-solution quality in the European levelII intensive plot netvork, and assesment of the future intercompatibility of the soil solution data. European programme for the intensive monitoring of forest ecosystems (Level II). Tehnical report, 1–36. DWK, 1980: Empfehlugen zum Bau und Betrieb von Lysimeteren. DWK-Regeln zur Wasserwirtschaft, Heft 114, Verlag Paul parey. Ebermayer, E., 1879: Wie kann man den Einfluss der Wälder auf den Quellenrechtum ermitteln? Forstw. Centralbl., 1: 77–81. Geisler, R., U.S. Lundström, H. Grip, 1996: Comparison of soil solution chemistry assesment using zero-tension lysimeters or centrifugation. European Journal of Soil Science, 47: 395–405. Gerzabek, M., 1991: Die Lysimeteranlange des Osterreichischen Forschungszentrum Selbesdorf Über die Lisimetertagung im Sickerwassergewinnung und Ergebnisinterpretation” am 16 und 17 April 1991. Irdning. G ro s s m a n , J., R. Kl o ss , 1994: Variability of water quality in a spruce stand. Zeitschr. Pflanzenernahr. Bodenk. 157: 47–51. Joffe, J.S., 1929: A new type of lysimeter at the New Jersey Agricultural Experiment Station. Science, 70: 147–148. J o r da n, C.F., (1968): A simple, tension-free lysimeter. Soil Science, 105, 81–86. Kauričev, I.S., E.M. Nozdrunova, (1960): Učet migracii nekotornjih soedinenii v počve s pomošljo lizimetričeskih hromatografičeskih kolonok. Počvovedenie, No 12. Klaghofer, E., 1991: Bodenphysikalische Aspekte bei der Erfassung von gelösten Stoffen von Lysimetern. Bericht uber die lysimetertagung. “Art der Sickerwassergewinnung und Ergebnisinterpretation”, BAL Gumpeinstein, 16.–17. April 1991, 19–23. Koutev, V., E. Ikonomova, Z. Popova, V. Varlev, B. Mladenova, 1999: Nitrates Movement in Conditions of Every-Furrow and Alternate- Furrow Irrigation and Fertilization. Bericht uber die 8. lysimetertagung. “Stoffflusse und ihre regionale Bedeutung fur die Landwirtschaft”, BAL Gumpeinstein, 13.–14. April 1999, 161–162. Kovda, V.A., 1973: Osnovi učenija o počvah. Nauka, 1–468, Moskva. Krenn, A., G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, (1999): Konstruktion eines Waldlysimeters zur Untersuchung des Stickstoffhaushaltes mit 15N. Bericht Über die 8. Lisimetertagung im “Stof |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 36 <-- 36 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 flüsse und ihre regionale bedeutung für die Land wirtschaft” am 13 und 14 April 1999. Irdning. Lindroos, A.J., J. Derome, M. Starr, L. Ukonmaanaho, 2000: Efects of acidic deposition on soil solution quality and nutrient leaching in forest soils. U: Malkonen, E. (ed). Forest Condition in a Changing Environment-The Finish Case, Forestry Sciences, 65: 183–199. L ut z , H.J., R.F. C h a n d l e r, 1959: Forest soils. New York, London. Lützke, R., 1992: Lysimeter measurements at Britz and Eberswalde. IUFRO Centennial Meeting Berlin and Eberswalde. M a y er, B., 1979: Utjecaj kultura alepskog i brucijskog bora na tlo primorskih kamenjara izloženih zasoljavanju kod Rapca, Zemljište i biljka 28 (1–2): 99–106. M a r t i no v ić , J., 1979: Lizimetrijska istraživanja u NP Plitvičke jezera. Izvještaj za 1978. i 1979. godinu (rukopis), 1–12, Zagreb. M a r t i no v ić , J., A. Vr a n ko v i ć, 1986: Lizimetrijska istraživanja u N. P. Plitvička jezera. Izvještaj za razdoblje 1982. – 1986. (rukopis), 1–8. Merkel, B., 1991: Sickerwassergewinnung und Interpretation der Ergebnisse. Über die “Lisimetertagung im Sickerwassergewinnung und Ergebnisinterpretation” am 16 und 17 April 1991. Irdning. Penka, M., M. Vyscot, E. Klimo, F. Vašiček, 1985: Floodplain forest ecosystem. Prague. Raulund-Rasmussen, K., 1989: Aluminium contamination and other changes of acid soil solution isolated by means of porcelain suction cups. Journal of Soi Science, 40: 95–101. Smith, W.H., 1990: Air pollution and forest. Springer Verlag, Second edition, New York. Sparks, D.L., 1995: Environmental soil chemistry, Academic Press Limited, London. Sposito, G., 1989: The chemistry of soils. Oxford University Press, New York. Sraka, M., 1996: Lizimetrijska mjerenje i metode proračuna bilance vode u tlu. Magisterij. Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu. S r a k a , M., 2002: Lizimetrijsko testiranje modela proračuna bilance vode u tlu. Disertacija. Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu. Šestić, S., M. Leskošek, V. Mihalić, I. Mušac, H. Resulović, 1989: Gubici hraniva ispiranjem iz oraničnog sloja zemljišta. Poljoprivredne aktualnosti. 33 (1–2): 211–221, ?. Šilova, E.I., 1955: Metod polučenia počvenogo rastvora v prirodnih usloviah. Počvovodenie, No. 11. 86–90. (Ruski). Vidaček, Ž., M. Sraka, S. Husnjak, M. Pospiši l , 1994: Lizimetrijsko mjerenje otjecanja vode iz tla u uvjetima agroekološke postaje Zagreb- Maksimir. Poljoprivreda i gospodarenje vodama, 223–232, Bizovačke toplice. Vidaček, Ž., M. Bogunović, M. Sraka, S. Husnj ak, 1996: Water discharges and nitrates from some soils of the Sava river valey, . Bericht Über die 6. Lisimetertagung im Dienste des Grundwasserschutzes” am 16 und 17 April 1996. Irdning. Vr ankovi ć, A., J. M a rti n o v i ć , N. P er n a r, 1991: Neki pokazatelji ekoloških promjena tla u Nacionalnom parku Plitvička jezera. Akademija nauka i umjetnosti Bosne i Hercegovine, Posebna izdanja, knjiga XCVIII, Odjeljenje prirodnih nauka, knjiga 15: 133–143, Sarajevo. Vrbek, B., 1992: Metoda pedoloških istraživanja u projektu ekonomsko-ekološke valencije tipova šuma (EEVTŠ). Rad. Šumar. inst. Jastrebarsko, 27 (1): 65–75, Zagreb. Vr be k , B., 1993: Praćenje depozicije taloženih tvari u zajednici hrasta lužnjaka iobičnoga graba na području Uprave šuma Bjelovar. Rad. Šumar. inst. 28 (1–2): 129–145, Jastrebarsko. Vrbek, B., 1996: Small lysimeters monitoring in a forest of Pedunculate Oak and Common Hornbeam in North-West Croatia. Bericht Über die 6. Lisimetertagung im Dienste des Grundwasserschutzes” am 16 und 17 April 1996. Irdning. Vr be k , B., 1998: Lizimetrijska istraživanja kvalitete vode u tlu nekih šumskih zajednica, Rad. Šumar. inst. 33 (1): 59–72, Jastrebarsko. Vrbek, B., 1998: Lysimetric monitoring in Forest Ecosystems in International Conference on water protection in National parks and other protected areas. Primošten 20–23 May, Croatia, Book of abstracts. Vrbek, B., 1999: Cation and anion compounds in lysimeter waters of Pedunculate Oak and Common Hornbeam Community on the North-West Croatia. Abstracts 36-37, COST E6, Eurosilva forest treephysiology research, workshop: Root-Soil interactions in trees, Slovenia, Gozd Martuljek. Vrbek, B., 2000: A Method for monitoring deposited matter in forest Ecosystems. Arh. Hig Rada Toksikol Vol 51: No. 2 pp 207–216, Zagreb. Vr b ek, B., I. P i l a š , 2000: Praćenje taloženih tvari u nacionalnim parkovima u Hrvatskoj. 7. Hrvatski biološki kongres Hvar od 24. do 29. rujna, Zbornik, 234–235. Vr b ek, B., I. P il aš, 2001: Praćenje utjecaja taložnih tvari na pokusnim plohama u Hrvatskoj. Znanost |
| ŠUMARSKI LIST 7-8/2005 str. 37 <-- 37 --> PDF |
B. Vrbek: LIZIMETRIJSKA PEDOLOGIJA KAO METODA ISTRAŽIVANJA KVALITETE PROCJEDNIH . Šumarski list br. 7–8, CXXIX (2005), 397-407 u potrajnom gospodarenju, znanstvena knjiga, Zabowski, D., F.C. Ugolini, 1990: Lysimeter and 388–394, Zagreb. centrifuge soil solution: Seasonal differences Vr b e k , B., 2002: Utjecaj padalina na kemijski sastav between methods. Soil Science Society of Ametekuće faze tala šumske zajednice (Carpino betu-rica Journal, 54: 1130–1135. li-quercetum roboris, Anić 1956 ex. Rauš 1969 u Zojer, H., P. Ramspacher, J. Fank, 1991: Die sjeverozapadnoj Hrvatskoj, disertacija, Sveučili-kombinierte Lysimeteranlage Wanga. Über die šte u Zagrebu, Šumarski fakultet 1–272, Zagreb. Lisimetertagung im Sickerwassergewinnung und Ergebnisinterpretation” am 16 und 17 April Yanai, J, D.J. Linehan, D. Robinson, I.M. 1991. Irdning. Young, C.A. Hacket, 1996: Effects of inorganic nitrogen application on the dynamics of the soil solution composition in the root zone of maize, Plant and soil 180: 1–9 SUMMARY: Systematic and elaborate multidisciplinary researches of peduncled oak and common hornbeam have begun in Forest Research Institute in Jastrebarsko in 1991. The method of monitoring matter sedimentation in forest and soil solution by lysimeters was worked out at that time. This method, which is nowadays closely related to ICP-Forest monitoring, has to date included several forest communities on the territory of Croatia. The following deposited matters were monitored: Cl-,SO42--S, NH4+-N, Na+,K+, Ca2+, Mg2+. Plastic lysimeters are placed in the soil at the depth of 10 cm or beneath the humus layer and in mineral part of soil (100 cm). They collect the seeped liquid (seepage) in the soil. The surface of the collector- tubs (baths) is 1093 cm2. The plastic container contains 96 % clean quartz sand, which acts as a filter for purification of liquids from soil particles. Sampling is carried out once a month. According to the obtained data of monitoring, our forest ecosystems absorb more deposited particles (wet and dry sedimentation) in comparison to control samples in the open area. K ey w o rds : monitoring, deposition, lysimeters, forest communities |