GDK:114.7:425 Uvajanje monitoringa gozdnih tal na stalnih raziskovalnih objektih v Sloveniji Mihej URBANČIČ* Izvleček Urbančič, M.: Uvajanje monitoringa gozdnih tal na stalnih raziskovalnih objektih v Sloveniji. Go- zdarski vestnik, št. 5-6/1992. V slovenščini s povzetkom v angleščini, cit. lit. 5. V Sloveniji spremljamo zdravstveno stanje go- zdov na trajnih ploskvah bioindikacijske mreže. Leta 1988 je bila izdelana metodologija za moni- toring gozdnih taL Preverjena je bila na petih gozdnih objektih. Prikazani so rezultati te pilotske raziskave, ki kažejo na vplive odložin iz onesna- ženega zraka na gozdna tla. Ključne besede: monitoring gozdnih tal, onesna- ženost zraka, Slovenija 1. UVOD številni abiotski in biotski vplivi škodljivo učinkujejo na stanje, stabilnost in razvoj gozdov, mestoma celo toliko, da ti propada- jo. Degradacijski procesi v tleh lahko pov- zročijo poškodbe na gozdnem drevju. Slovenski gozdarji redno letno ali perio- dično spremljamo stanje gozdov na popisni 4 x 4 kilometrski mreži, na bioindikacijski 16 x 16 kilometrski mreži ter na stalnih raziskovalnih objektih in ploskvah za spe- cialna in interdisciplinarna ekološka in eko- fiziološka proučevanja gozdov. Na stalnih raziskovalnih objektih podrob- neje preučujemo stanje tal in zasledujemo morebitne spremembe v talnih lastnostih, da bi lahko pojasnili vzroke nekaterih de- gradacijskih procesov v gozdu. Metodologijo za izbiro objektov, za teren- sko proučevanje in vzorčenje tal ter za laboratorijske preiskave, namenjeno moni- toringu gozdnih tal na stalnih raziskovalnih ploskvah, smo na gozdarskem inštitutu v w M. U., dipl. inž. gozd. , Inštitut za gozdno in lesno gospodarstvo, Večna pot 2, 61000 Ljublja- na, Slovenija 258 G. V. 5-6/92 Synopsis Urbančič, M. : Introduction of the Forest Soil Monitoring on the Permanent Research Objects in Slovenia. Gozdarski vestnik, No. 5-6/1992. ln Slovene with a summary in English, lit. quot. 5. The condition of forests has been studied on the permanent research objects. ln the year 1988 the me1hodology of forest soil monitoring was designed and checked on 5 forest objects. The results of this pilot research are presented in this paper. They indicate the influences of deposits from polluted air on the forest soils . Key words: forest soil monitoring, air pollution, Slovenia Ljubljani izdelali leta 1988 in jo istega leta preverili na petih raziskovalnih objektih. Metodologija se je izkazala za dovolj upo- rabno, zato jo od leta 1989 naprej, nekoliko dopolnjeno, uporabljamo na vseh stalnih raziskovalnih objektih. V tem prispevku pri- kazujemo zanimivejše izsledke iz omenjene pilotske raziskave. 2. RAZISKOVALNI OBJEKTI IN METODE DELA Trije raziskovalni objekti (nad Gavcami, na Velikem vrhu in pri Zavodnjah) so bili izbrani v ožjem imisijskem območju termo- elektrarne šoštanj, ki je največji onesnaže- valec zraka v Sloveniji. Četrti objekt leži v nekoliko manj onesnaženem visokogor- skem svetu Pohorja pod Malo Kopo. Peti objekt je bil postavljen v Prelesju pri Bohinj- ski Beli, kjer je okolje še razmeroma čisto. Onesnaženost okolja na območju objektov smo najprej ugotavljali z bioindikacijskimi ocenami stanja gozdnega drevja in lišajev ter z analizami vsebnosti skupnega žvepla v vzorcih smrekovih iglic. Osnovne rastiš- čne značilnosti objektov so prikazane v preglednici 1. Preglednica 1. Rastiščne značilnosti raziskovalnih objektov The characteristics of the sites on the research objects Ime objekta Nadmor. višina Matična podlaga Name ol the Elevation Parentrock object Gavce 480m dolomit Veliki vrh 470m dolomit Prelesje SSOm dolomit Zavodnje 840m tonalit Mala Kopa 1250m dacit Sestava sestaja The mixture of the stand Fagus sylvatica 80%, Pinus sylvestris 15% Picea abies 5% Fagus syl. 70%, Pinussylv. 10%, Piceaabies 10% Acer pseudoplatanus 5 %, F raxinus ornus S % Fagus sylv. 60%, Sorbus aria 15%, Ostrya carp. 1 o% Picea abies 5%, Quercus sessilillora 5%, Fraxinus or. S% Fagus sy1v. 15%, Picea abies 60%, Larix dec. 1 S% Pinus sylv. 5 %, Betula ver ru cosa 5% F agus sylvatica 60 %, Acer pseudoplatanus 30% Abies alba 5 %, Picea abies 5% Na vsakem izbranem raziskovalnem objektu smo izkopali po en, za tisto rastišče reprezentančni talni proti! in ga opisali ter iz njegovih genetskih plasti odvzeli vzorce tal. V bližini tega profila smo odvzeli iz ploskve, velike 25 x 25 cm, kvantitativne vzorce tal iz slojev z vnaprej določenimi globinami (0-5cm, 5-10cm, 10-20cm) ta- ko, da poznamo prostorninsko maso tal (brez skeleta in korenin) . Poleg tega smo na vsakem objektu na treh mestih odvzeli talne vzorce iz mikro- in makrorastišča po t. i. »metodi mikrorastišča« (Glavač in so- del. 1985). Ta temelji na pojavu, da se še posebno po starejših bukovih deblih cedi padavinska voda, ki se izliva pri koreničniku v tla. Tu se oblikuje mikrorastišče, ki vsebuje v zgor~ njih talnih plasteh zaradi večje količine padavinske vode tudi več odložin iz one- Talnitip Rastišče gozdne združbe Type of the soil Site of the forest association kalkokambisol Fagetum submontanum praealpinum Ca/cie Cambisol var. V inca minor rendzina Ostryo-F agetum Orthic Rendzina caricetosum albae rendzina Ca rici albae- F agetum Orthic Rendzina var. Anemone trifolia distrični kambisol Luzulo albidae- F agetum s. lal., Dystric Cambisol stadij s Picea abi es distrični kambisol Savensi- F agetum leucoietosum Dystric Cambisol var. Abies alba Prevladujoče drevje Onesnaženost Dominant trees Pollution d h di ame ter in br east height 15cm 17m Močno onesnažen gozd Strongly polluted forest 15cm 10m Močno onesnažen gozd Strongly polluted forest 15cm 12m Malo onesnažen gozd Slighty polluted forest 20cm 18m Močno onesnažen gozd Strongly polluted forest ; 30cm 25m Malo onesnažen gozd Slighty polluted lorest snaženega zraka od okolnega makrorastiš- ča . Nabrani vzorci so bili analizirani v pedo~ loškem laboratoriju inštituta, deloma pa ar- hivirani za prihodnje primerjalne in dopol- nilne analize. Vzorcem so bile določene naslednje lastnosti: tekstu ra, reakcija (pH v vodi, KCI in CaCI2), količina organskega ogljika (C) in skupnega dušika (N), ogljik- dušikovo razmerje (C/N), rastlinam lahko dostopen kalij (K20), fosfor (P20 5) in mag- nezij (Mg), izmenljivi kovinski kationi (Ca++, Mg++, K+, Na+) in izmenljiv vodik (H 1.), vsota izmenljivih baz, kationska izmenjalna kapaciteta (KIK), stopnja nasičenosti z ba- zami (V), navidezna gostota in masa tal za sloje z vnaprej določenimi globinami, vseb- nost skupnega žvepla, vsebnost kalcije- vega karbonata ( CaC03), žveplo-dušikovo razmerje (S/N). G. V. 5-6192 259 3. REZULTATI IN RAZPRAVA Na objektu nad Gavcami prevladujejo tipična pokarbonatna rjava tla na dolomitu. Na reprezentančnem profilu so bila globo- ka, z melastoilovnato (mi) do melastogli- nastno (mg) teksturo, s slabo kislo reakcijo in sprsteninasto obliko humusa. Zelo slabo so oskrbljena z rastlinam lahko dostopnimi fosforjevimi spojinami, dobro s kalijevimi in bogato z magnezijem. Imajo srednjo kation- ska izmenjal no sposobnost (KI K) in srednjo do visoko stopnjo nasičenosti z bazami (V). V izmenjavah imajo največji delež kalcijevi ioni in protoni. Na objektu na Velikem vrhu prevladujejo prhlinasto-sprsteninaste in prhlinaste rend- zine. Na reprezentančnem profilu je rend- zina srednje globoka, srednje skeletna, s slabo kislo do nevtralno reakcijo, v spod- njem delu karbonatna, zelo slabo oskrb- ljena z dostopnim fosforjem, vendar bogato oskrbljena z dostopnim kalijem in magnezi- jem. Je zelo nasičena z izmenljivimi baza- mi. Pri izmenjavah imajo največji delež ca++. Na objektu v Prelesju so razvite rendzine, ki imajo zelo podobne lastnosti kot tiste na Velikem vrhu. Na objektu pod Malo Kopo so se razvila distrična rjava tla na dacitu. Na reprezen- tančnem profilu so bila globoka, z velikim deležem drobnega skeleta, koluvialnega porekla in pod vplivom intenzivnejših soli- flukcijskih procesov, z ilovnatopeščeno (ip) do peščeno (p) teksturo in s srednjo stopnjo nasičenosti z izmenljivimi bazami (V). Pri izmenjavah imajo največji delež protoni (H+) in kalcijevi kationi (Ca++). Na objektu pri Zavodnjah prevladujejo distrična rjava tla na tonalitu. Na reprezen- tančnem profilu so bila globoka, skeletna, zmerno do zelo kisla. Imela so 9 cm debel humificiran Oh horizont in prhlinast Ah hori- zont, peščenoilovnato (pi) do ilovnatopeš- čeno (ip) teksturo ter zelo nizko stopnjo nasičenosti z izmenljivimi bazami (V). Pri kationskih izmenjavah so imeli daleč naj- večji delež protoni (H+). Ker smo vzorce iz ploskev velikosti 25 x 25 cm odvzeli tako, da za večino po- znamo njihovo prostorninsko maso, smo analizne razultate izrazili tudi z vrednostmi na hektar. Rastišče na Prelesju je zelo 260 G. V. 5-6/92 podobno tistemu, ki leži na Velikem vrhu, le manj onesnaženo. Iz analiznih podatkov talnih vzorcev, odvzetih na ploskvah, veli- kosti 25 x 25 cm, je razvidno, da je bila rendzina iz onesnaženega Velikega vrha bolj kisla, da je vsebovala manj organske snovi, manj rastlinam dostopnega magne- zija ter manj izmenljivih baz. Imela pa je višji odstotni delež skupnega žvepla v tleh od rendzine v Prelesju. Z mikrorastišč (mi) ob vznožjih starejših bukovih debel ter s primerjalnih makrora- stišč (ma), oddaljenih od teh debel okoli 2 do 3 metre, smo odvzeli vzorce opada (Ol) skupaj s fementacijsko plastjo (Of), ter vzorce in pod njimi ležeče plasti. Na večini objektov je to plast tvoril podhorizont s humificirano organsko snovjo (Oh), le na Mali Kopi je bil tu že razvit humozni površin- ski horizont (Ah). V preglednici 6 prikazani podatki so aritmetične sredine, katerih vsaka je izračunana iz podatkov za tri vzorce. V preglednici 7 so na osnovi teh aritmetičnih sredin za vsak objekt prikazane razlike med mikro- in makrorastišči. Vzorci iz mikrorastišč so v primerjavi z ustreznimi vzorci iz makrorastišč bolj kisli, imajo širša ogljik-dušikova razmerja (C/N) in večinoma vsebujejo večji delež skupnega žvepla (S) in skupnega dušika (N) . Vzroke za nastanek teh razlik v kemičnih Jastnostih v veliki meri pripisujemo škodljivim učinkom kislih padavin. 4. SKLEP V zvezi s proučevanjem problemov pro- padanja gozdov in onesnaženosti okolja ugotavljamo in spremljamo lastnosti tal na stalnih raziskovalnih ploskvah. Metodolo- gijo za opazovanje gozdnih tal na stalnih raziskovalnih ploskvah smo pred uvedbo preverili leta 1988 na petih raziskovalnih objektih. Pri tej pilotski raziskavi smo pri- merjali lastnosti rendzin iz dveh različno onesnaženih objektov s podobnimi rastišč­ nimi razmerami. Rendzina iz bolj onesnaže- nega okolja je bila bolj kisla, vsebovala je manj organske snovi, manj rastlinam do- stopnega magnezija ter manj izmenljivih baz, imela pa je višji odstotni delež skup- nega žvepla v primerjavi z rendzino iz čistega okolja. r. Preglednica 2 : Kemične lastnosti vzorcev iz reprezentančnih talnih profilov Chemical properties of the samples from the representative soil profiles Kraj Horizont Globina pH Humus Skupni PzOs K20 Hg Skupno žveplo SIN Location Depth CIN Total v mg na 100gtal Total sulphur cm H20 % N%of soil mg in 100 g of soil %ofsoil "'o of org. matter Gavce Ol 4-0 5,42 79,3 29 1,57 - - - 0,19 0,25 0,13 Oh/Ah 0-4 5,95 20,9 18 0,66 si 25 60 0,079 0,38 0,12 Ah/(B)rz 4-16 6,45 7,2 15 0,28 si 13 63 0,041 0,57 0,15 {B)rz1 16-40 6,95 2,4 8 0,18 si 10 62 (B)rz2 40-80 6,81 1,7 10 0,10 si 9 59 Veliki vrh Ol 20-14 4,87 77,6 24 1,88 - - - 0,234 0,30 0,12 Oh 14-0 6,11 44,8 21 1,25 1 30 34 0,148 0,33 0,12 Ah Q-10 7,51 24,0 20 0,69 1 17 33 0,062 0,26 0,09 Ah!C 1Q-21 7,52 15,3 15 0,61 SI 14 32 Prelesje Ol 6-1 5,86 84,5 36 1,35 - - - 0,134 0,16 0,10 Oh 1--0 5,20 69,0 29 1,36 12 40 37 0,185 0,27 0,14 Ah 0-14 6,90 22,9 29 0,46 si 10 35 0,062 0,27 0,13 C/Ah 14-24 7,61 21,6 41 0,30 si 6 32 Zavodnje Ol 13-9 4,40 77,6 30 1,51 - - - 0,163 0,21 0,11 Oh1 9-7 4,47 72,4 24 1,76 10 60 17 0,201 0,28 0,11 Oh2 7--0 3,75 50,0 37 0,77 si 40 3 0,175 0,35 0,23 Ah o-7 4,56 16,2 22 0,42 si 10 2 0,071 0,44 0,17 (B)v 7-35 5,12 5,2 19 0,16 SI 4 1 C/(B)v 35-79 5,32 3,5 15 0,13 si 2 2 Mala Kopa Ol 2--0 4,73 58,6 27 1,25 - - - 0,138 0,24 o, 11 Ahi 0-3 4,60 19,8 13 0,87 5 24 22 0,119 0,60 0,14 Ah2 3-9 4,16 13,8 12 0,68 2 13 19 0,093 0,67 0,14 p Ahl(B)v 9--22 5,76 10,2 10 0,57 1 7 18 0,080 0,79 0,14 ~ (B)v1 22-50 6,25 7,4 11 0,41 si 4 14 Cf (B)\12 5o-75 6,53 4,8 9 0,30 si 3 15 - Q) (O 1\:1 N ~ 1\) en 1\) 0 ~ V'l Preglednica 3 : Kationska izmenjalna kapaciteta (KIK), stopnja nasičenosti z bazami (V) in druge lastnosti vzorcev mineralnega dela tal iz a.