pwsz ioś kalisz Monitorowanie gleb i terenow lesnych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI

Ligia Tuszyńska

Monitorowanie gleb i terenów leśnych
311[24].Z3.03

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Elwira Krzemieniewska
mgr inż. Marzena Baranowska

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska

Konsultacja:
dr hab. Barbara Baraniak
mgr inż. Teresa Sagan

Korekta:
mgr Edyta Kozieł

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[24].Z3.03.
Monitorowanie gleb i terenów leśnych zawartego w programie nauczania dla zawodu technik
ochrony środowiska.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

PIS TREŚCI

1. Wprowadzenie
2. Wymagania wstępne
3. Cele kształcenia
4. Materiał nauczania
4.1. Cel i zasady monitorowania gleb
4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia
4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Stan gleb w Polsce

4.2.1. Materiał nauczania
4.2.2. Pytania sprawdzające
4.2.3. Ćwiczenia
4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Lokalizacja punktów pomiarowych

4.3.1. Materiał nauczania
4.3.2. Pytania sprawdzające
4.3.3. Ćwiczenia
4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Organizacja monitoringu gleb

4.4.1. Materiał nauczania
4.4.2. Pytania sprawdzające
4.4.3. Ćwiczenia
4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Metody badania gleb

4.5.1. Materiał nauczania
4.5.2. Pytania sprawdzające
4.5.3. Ćwiczenia
4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb

4.6.1. Materiał nauczania
4.6.2. Pytania sprawdzające
4.6.3. Ćwiczenia
4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Zmiany w środowisku glebowym, zachodzące pod wpływem zanieczyszczeń

4.7.1. Materiał nauczania
4.7.2. Pytania sprawdzające
4.7.3. Ćwiczenia
4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Zasady monitoringu lasów

4.8.1. Materiał nauczania
4.8.2. Pytania sprawdzające
4.8.3. Ćwiczenia
4.8.4. Sprawdzian postępów

4.9. Rodzaje monitoringu lasu

4.9.1. Materiał nauczania
4.9.2. Pytania sprawdzające

4
6
7
8
8
8

10
11
12
13
13
14
15
16
17
17
18
19
20
21
21
22
22
23
24
24
26
27
30
31
31
32
33
35
36
36
38
38
39
41
41
42
42
43
45
45
46

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.3. Ćwiczenia
4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10. Ocena zdrowotności ekosystemu leśnego

4.10.1. Materiał nauczania
4.10.2. Pytania sprawdzające
4.10.3. Ćwiczenia
4.10.4. Sprawdzian postępów

4.11. Zmiany zachodzące w ekosystemach leśnych

4.11.1. Materiał nauczania
4.11.2. Pytania sprawdzające
4.11.3. Ćwiczenia
4.11.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć
6. Literatura

47
48
49
49
52
53
55
56
56
57
57
58
60
70

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o monitorowaniu gleb i terenów

leśnych, metodach badania gleb i rodzajach monitoringu lasu oraz w kształtowaniu
umiejętności oceny stopnia zanieczyszczenia gleb i zdrowotności ekosystemu leśnego.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś
bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania, „pigułkę” wiadomości teoretycznych niezbędnych do opanowania
treści jednostki modułowej,

−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś podane treści,

−

ćwiczenia pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik sprawdzianu
potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas lekcji i że nabrałeś wiedzy i umiejętności
z zakresu tej jednostki modułowej,

−

literaturę uzupełniającą.

W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące stanu gleb w Polsce,

celu i zasad monitorowania gleb i terenów leśnych, organizacji monitoringu gleb, lokalizacji
punktów pomiarowych, metod badania gleb, i oceny stopnia zanieczyszczenia gleb
i zdrowotności lasu oraz zmian zachodzących w ekosystemach leśnych. Zakres treści
kształcenia jest bardzo szeroki, ponieważ stopień zanieczyszczenia gleb i stan zdrowotny
ekosystemów leśnych w Polsce wymaga przewidywania zmian, jakie zachodzą w środowisku
w wyniku działalności człowieka i podejmowania działań ochronnych.

Przy wyborze odpowiednich treści niewątpliwie pomocny będzie nauczyciel, który

wskaże Ci metody badania gleb i oceny zdrowotności lasu te szczególnie ważne, jak
i pomocnicze potrzebne do oceny stopnia zanieczyszczenia oraz podjęcia czynności
określonych wybranym zawodem technika ochrony środowiska.

Z rozdziałem Pytania sprawdzające możesz zapoznać się:

−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania – poznając przy tej okazji
wymagania wynikające z potrzeb zawodu, a po przyswojeniu wskazanych treści,
odpowiadając na te pytania sprawdzisz stan swojej gotowości do wykonywania ćwiczeń,

−

po zapoznaniu się z rozdziałem Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy,
która będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.

Kolejny etap poznawania przez Ciebie monitorowania gleb i terenów leśnych to
wykonywanie ćwiczeń, których celem jest uzupełnienie i utrwalenie informacji o poznanych
celach zasadach i metodach monitorowania.

Wykonując ćwiczenia przedstawione w poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela,

będziesz poznawał cele, stan, organizację monitorowania gleb i terenów leśnych oraz zmiany
zachodzące w środowisku glebowym i leśnym między innymi na podstawie informacji
podanych w materiale nauczania i w instrukcjach ćwiczeń dotyczących:

−

pobierania, znakowania i przechowywania próbek gleby do badań laboratoryjnych,

−

badania składu mechanicznego wybranych próbek,

−

oznaczania zawartości próchnicy i odczynu próbek gleby,

−

wykrywaniu obecności ołowiu w próbach gleby pobranych z terenów skażonych,

−

porównywaniu otrzymanych wyników w określonych odstępach czasu,

−

prognozowaniu zmian w ekosystemie leśnym na podstawie aktualnych wyników badań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów wykonując

test Sprawdzian postępów, zamieszczony zawsze po podrozdziale Ćwiczenia. W tym celu:

−

przeczytaj pytania i odpowiedz na nie,

−

podaj odpowiedź wstawiając X w podane miejsce,

− wpisz TAK, jeśli Twoja odpowiedź na pytanie jest prawidłowa,

− wpisz NIE, jeśli Twoja odpowiedź na pytanie jest niepoprawna.

Odpowiedzi NIE wskazują luki w Twojej wiedzy, informują Cię również, jakich

elementów monitoringu jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to także konieczność powrotu
do treści, które nie są dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości o monitorowaniu

gleb i terenów leśnych będzie stanowiło dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia
sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości i ukształtowanych umiejętności. W tym
celu nauczyciel posłuży się Zestawem testów zawierającym różnego rodzaju zadania.
W rozdziale 5. tego poradnika jest zamieszczony przykład takiego testu (Zestaw zadań
testowych), zawierającego:
− instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,
− przykładową kartę odpowiedzi, w której, w wolnych miejscach wpisz odpowiedzi na

pytania – zadania; będzie to stanowić dla Ciebie trening przed sprawdzianem
zaplanowanym przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− poszukiwać informacji w różnych źródłach,
− selekcjonować, porządkować i przechowywać informacje,

− dokumentować, notować i selekcjonować informacje,

− przeprowadzać nieskomplikowane rozumowania matematyczne,
− posługiwać się Rocznikiem statystycznym, komputerem podczas wyszukiwania danych

i przeprowadzania ćwiczeń,

− interpretować związki wyrażone za pomocą wzorów, wykresów, schematów, diagramów,

tabel,

− obserwować i opisywać zjawiska przyrodnicze,
− dostrzegać i opisywać związki między naturalnymi składnikami środowiska, człowiekiem

i jego działalnością,

− oceniać własne możliwości sprostania wymaganiom stanowiska pracy i wybranego

zawodu,

− posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu ochrony środowiska, a także

bezpieczeństwa i higieny pracy,

− określać skład mineralny profilu glebowego,

− oceniać właściwości gleby,

− oznaczać odczyn pH próbki gleby,
− określać przydatność gleb do użytkowania rolniczego na podstawie ich żyzności,

− oceniać wpływ środków ochrony roślin na stan gleby,

− planować sposoby ochrony gleb przed zanieczyszczeniami,
− planować zabiegi rekultywacyjne na obszarach zdegradowanych przez przemysł

i rolnictwo.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji ćwiczeń podanych w poradniku uczeń powinien umieć:

− określić cel i zasady monitorowania gleb i terenów leśnych,

− określić zasady lokalizacji punktów pomiarowych,
− rozróżnić źródła i rodzaje zanieczyszczeń gleby na monitorowanym obszarze,

− zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej oraz wymaganiami ergonomii,

− posłużyć się aparaturą pomiarową do badania jakości gleby,
− dobrać metody badania gleby,

− zinterpretować wyniki badań gleby,

− ocenić stopień zanieczyszczenia gleb na monitorowanym obszarze,
− przewidzieć zmiany w środowisku glebowym zachodzące pod wpływem

zanieczyszczenia środowiska,

− ocenić wpływ zanieczyszczeń wody, gleby i powietrza na ekosystem leśny,

− posłużyć się aparaturą pomiarową do badania terenów leśnych,
− opracować wyniki badań terenów leśnych,

− zinterpretować wyniki monitoringu ekosystemów leśnych,

− opracować wyniki badań laboratoryjnych i terenowych z wykorzystaniem technik

komputerowych,

− przewidzieć zmiany w środowisku spowodowane zanieczyszczeniem gleb i terenów

leśnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Cel i zasady monitorowania gleb

4.1.1. Materiał nauczania

W Polsce obowiązuje zintegrowany system monitoringu środowiska, uwzględniający

wymagania Unii Europejskiej, dlatego niezmiernie ważna jest znajomość zasad jego
funkcjonowania i stosowanie porównywalnych metod badawczych.

Państwowy monitoring środowiska (PMŚ) jest systemem pomiarów, ocen i prognoz stanu

środowiska oraz gromadzenia, przetwarzania i rozpowszechniania wyników badań i oceny
następujących elementów środowiska: gleby, wody, powietrza, hałasu, promieniowania
jonizujące, odpadów, przyrody.

PMŚ wspomaga działania na rzecz ochrony środowiska poprzez informowanie

administracji rządowej, samorządowej i społeczeństwa o:

−

stanie środowiska w Polsce,

−

dotrzymywaniu standardów jakości środowiska oraz obszarach występowania
przekroczeń tych standardów,

−

skuteczności realizowanych programów naprawczych,

−

skuteczności realizowania polityk, programów i strategii ochrony środowiska na każdym
szczeblu zarządzania,

−

występujących zmianach jakości wszystkich elementów środowiska i ich przyczynach,

−

powiązaniach przyczynowo-skutkowych występujących pomiędzy emisją i imisją w celu
określenia trendów zmian środowiska.
Monitoring glebowy jest jedną z form długoterminowych badań ekologicznych (Faliński

2001). Jest coraz powszechniej stosowanym sposobem śledzenia dynamiki procesów
zachodzących w glebach.

Celem monitorowania gleb jest obserwacja oraz badanie zmian zachodzących w wyniku

procesów fizyko-chemicznych gleb na skutek działalności rolniczej i pozarolniczej,
wpływającej negatywnie na stan środowiska glebowego, a w konsekwencji na wody
podziemne i powierzchniowe.

Podstawowe cele monitoringu gleb:

−

ocena kierunku i szybkości zmian gleby pod wpływem czynników zewnętrznych,

−

ustalenie granic tolerancji różnych środowisk przyrodniczych na działanie czynników
zewnętrznych,

−

przewidywanie i wczesne ostrzeganie o nadchodzących zmianach,

−

systematyczne dostarczanie danych o wielkości zanieczyszczeń odprowadzanych do
gleby,

−

opracowywanie wskazań i środków zapobiegawczych w przypadku przewidywanych
zmian niekorzystnych,

−

wykorzystywanie informacji w procesach decyzyjnych, umożliwiających wybór
właściwej strategii rozwoju gospodarczego i przestrzennego kraju z uwzględnieniem
kryteriów ekologicznych.
Informacje o środowisku i jego ochronie, pozyskane w wyniku badań monitoringowych,

stanowią podstawę opracowywania cyklicznych opracowań o stanie środowiska w postaci
raportów i komunikatów publikowanych w serii Biblioteki Monitoringu Środowiska.
Informacje o stanie środowiska mogą stanowić podstawę wyboru właściwej strategii rozwoju
gospodarczego i przestrzennego, zarówno w skali kraju, jak i poszczególnych regionów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasady Państwowego Monitoringu Środowiska określa Ustawa o Inspekcji Ochrony

Środowiska (tj. Dz. U. Nr 112, poz. 982 z 2002 r. z późn. zm.).
Zasady te odnoszą się do wszystkich monitorowanych elementów środowiska, w tym również
do monitorowania gleb.

Państwowy monitoring środowiska realizowany jest na podstawie:

−

wieloletnich programów państwowego monitoringu środowiska opracowanych przez
Głównego Inspektora Ochrony Środowiska,

−

wojewódzkich programów monitoringu opracowanych przez wojewódzkiego inspektora
ochrony środowiska i zatwierdzonych przez Głównego Inspektora Ochrony Środowiska,
Wojewódzkie programy monitoringu zawierają zadania określone w wieloletnich

programach państwowego monitoringu środowiska.

Programy państwowego monitoringu środowiska obejmują, zadania dla poszczególnych

elementów środowiska, realizowane w sieciach:

−

krajowych
Celem sieci krajowych jest monitorowanie głównych elementów środowiska,
z uwzględnieniem zobowiązań międzynarodowych wynikających z umów i konwencji
wiążących Rzeczpospolitą Polską, dla potrzeb oceny skuteczności działań
podejmowanych w skali kraju na rzecz ochrony środowiska.

−

regionalnych (wojewódzkich i międzywojewódzkich)
Celem sieci regionalnych jest monitorowanie głównych elementów środowiska na
obszarze województwa (sieci wojewódzkie) lub kilku województw (sieci
międzywojewódzkie), dla oceny wojewódzkich i międzywojewódzkich działań
podejmowanych na rzecz ochrony środowiska.

−

Lokalnych.
Celem sieci lokalnych jest monitorowanie wybranych elementów środowiska istotnych
z uwagi na lokalne uwarunkowania.

Inspekcja Ochrony Środowiska prowadzi samodzielnie badania jakości środowiska

i obserwacje jego stanu lub korzysta z wyników badań i obserwacji prowadzonych przez inne
organy administracji rządowej oraz samorządowej, które są obowiązane do nieodpłatnego
udostępniania danych o stanie środowiska uzyskiwanych w wyniku wykonywania ich zadań
własnych.
Parametry oceniane podczas monitoringu gleb:

−

tendencje i szybkość zmian użytkowania ziemi,

−

postępy erozji,

−

zmiany struktury gleby,

−

zmiany tempa akumulacji i ubytków próchnicy,

−

bilans zasobów azotu, fosforu, potasu,

−

zmiany stosunków wodnych i termicznych w glebach nawadnianych lub odwadnianych,

−

dynamika skażeń gleby imisjami przemysłowymi i innymi polutantami,

−

dynamika skażeń gleby substancjami radioaktywnymi,

−

zmiany odczynu gleby,

−

zmiany potencjału redoks,

−

zmiany składu i aktywności mikroflory i fauny glebowej.
Wyniki monitorowania pozwalają na określenie właściwości fizycznych, chemicznych

i biologicznych gleb oraz ich dynamiczność w środowisku przyrodniczym. Badania prowadzi
się za pomocą specjalistycznej aparatury, która pozwala na ocenę zmian i stanu
zanieczyszczenia metalami ciężkimi (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) siarką (S-SO

)

i wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA) w danym okresie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Niektóre organizmy żywe, rośliny i zwierzęta, reagując na zmiany środowiskowe gleby

mogą wykazywać różne przystosowania wskazując jakie zmiany następują w środowisku.
Takie organizmy nazywamy bioindykatorami a systematyczny proces kontrolowania stanu
środowiska za pomocą organizmów żywych nazywamy biomonitoringiem. W następnych
rozdziałach zostaną przedstawione przykłady monitorowania gleb za pomocą organizmów
żywych.

Biomonitoring to regularnie prowadzone obserwacje wpływu emitowanych

zanieczyszczeń do wybranego środowiska przyrodniczego na ograniczenie występowania,
a nawet eliminację poszczególnych gatunków organizmów o określonej wrażliwości
(tolerancji ekologicznej).

Przemiany w strukturze zespołów flory i fauny glebowej zachodzą powoli i wymagają

wieloletnich obserwacji, dlatego należy wybierać do badań kilka stanowisk obserwacyjnych
o różnym stopniu antropopresji i na nich prowadzić obserwacje porównawcze.

Podczas monitorowania gleby należy brać pod uwagę:

1) właściwy wybór stanowisk badawczych,
2) wykonanie badań wstępnych (skład mechaniczny, ciężar, stopień wilgotności, pH,

temperatura),

3) systematyczne pobieranie prób do badań,
4) systematyczne prowadzenie badań i analiz,
5) opracowywanie wyników,
6) interpretacja danych,
7) dokumentacja kartograficzna zagrożonej i zdegradowanej struktury ekologicznej,
8) sporządzanie syntetycznych operatów, stanowiących podstawę do konstruowania planów

gospodarowania na gruntach rolnych w obszarach degradowanych działalnością
przemysłową,

9) przekazywanie wyników do PMŚ,
10) wykorzystywanie wyników do celów naukowych i dydaktycznych w ochronie

środowiska.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega Państwowy Monitoring Środowiska?
2. O czym informuje PMŚ?
3. Jakie są cele PMŚ?
4. Jakie są zasady PMŚ ?
5. Jaka instytucja jest koordynatorem PMŚ w Polsce?
6. Jakie komponenty środowiska uwzględnione są w strukturze PMŚ?
7. Na czym polega monitorowanie gleb?
8. Jakie są cele monitorowania gleb?
9. Jakie parametry gleb są kontrolowane podczas monitoringu?
10. Na czym polega biomonitoring?
11. Jakie grupy organizmów mogą być wskaźnikami zanieczyszczeń środowiska?
12. Jakie zasady obowiązują podczas monitorowania gleb?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ hierarchię pojęć umieszczonych w ramce poniżej i wyjaśnij ich znaczenie:

bioindykator monitoring biomonitoring

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś

1) przeczytać określenia w ramce,
2) zastanowić się i zapisać je w odpowiedniej kolejności od najbardziej ogólnego do

szczegółowego,

3) podać kolejno definicje wpisanych powyżej pojęć.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

Ustawa o Inspekcji Ochrony Środowiska.

Ćwiczenie 2

Przedstaw, jakiego rodzaju informacje PMŚ mogą mieć znaczenie w podejmowaniu

decyzji o wyborze właściwej strategii rozwoju gospodarczego i przestrzennego kraju.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zastanowić się, o czym informuje PMŚ,
2) ustalić, które z tych informacji mają znaczenie gospodarcze,
3) ustalić, które informacje PMŚ, według kryteriów ekologicznych, mogą mieć wpływ na

decyzje o rozwoju przestrzennym kraju,

4) przedstawić te informacje w zależności od stopnia ważności.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

Ustawa o Inspekcji Ochrony Środowiska.

Ćwiczenie 3

Przedstaw cele monitoringu gleb i określ, które elementy środowiska mają wpływ na stan

gleby.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wynotować cele monitorowania gleb,
2) wynotować elementy środowiska, które są objęte PMŚ,
3) ustalić, które z nich mają wpływ na zanieczyszczanie gleby,
4) wykonać schemat przedstawiający powiązania pomiędzy tymi elementami a glebą.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna punktem 6 poradnika ucznia,

−

Ustawa o Inspekcji Ochrony Środowiska,

−

notes, linijka, ołówek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

Przedstaw cele programów monitorowania gleb biorąc pod uwagę PMŚ w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeczytać zasady PMŚ,
2) wynotować, jaki zasięg mają poszczególne programy wchodzące w skład PMŚ,
3) przedstawić na schemacie cele programów monitorowania gleby w PMŚ.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

Ustawa o Inspekcji Ochrony Środowiska,

−

notes, linijka ołówek.

Ćwiczenie 5

Przedstaw 5 symboli metali ciężkich zanieczyszczających glebę

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z układem pierwiastków Mendelejewa,
2) wynotować na podstawie tablic symbole metali,
3) wybrać metale ciężkie zanieczyszczające glebę,
4) zanotować symbole i podać pełne nazwy tych pierwiastków.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

podręcznik chemii,

−

Ustawa o Inspekcji Ochrony Środowiska,

−

notes, ołówek.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować pojęcie – monitoring?
2) zdefiniować pojęcie – biomonitoring?
3) zdefiniować pojęcie – bioindykacja?
4) zdefiniować pojęcie – bioindykator?
5) zdefiniować pojęcie

–

zintegrowany

system

monitoringu?

6) wymienić cele monitorowania gleb?
7) wymienić zasady monitorowania gleb?
8) wymienić cele PMŚ w Polsce?
9) wymienić parametry kontrolowane podczas monitoringu gleb?

10) wymienić metale ciężkie zanieczyszczające glebę?
11) wymienić grupę organizmów używanych do biomonitoringu gleb?
12) określić sieć PMŚ monitoringu gleb?
13) określić pojęcia monitoring i biomonitoring?
14) określić ogólne zasady monitoringu gleb?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Stan gleb w Polsce

4.2.1. Materiał nauczania

Typy gleb w Polsce:

−

gleby brunatne i bielicowe – około 82%,

−

gleby bagienne – około 9%,

−

mady – około 5%,

−

czarne ziemie – około 2%,

−

czarnoziemy – około 1%,

−

rędziny – około 1%.
W Polsce, mimo zmian, największą powierzchnię zajmują nadal użytki rolne (51,7%

w 2003 roku). Te gleby klasyfikuje się według sześciu klas bonitacyjnych:
Klasa I

– gleby orne najlepsze

Klasa II

– gleby orne bardzo dobre

Klasa IIIa

– gleby orne dobre

Klasa IIIb

– gleby orne średnio dobre

Klasa IVa

– gleby orne średniej jakości – lepsze

Klasa IV-

– gleby orne średniej jakości – gorsze

Klasa V

– gleby orne słabe

Klasa VI

– gleby orne najsłabsze

Jakość użytków rolnych w Polsce nie jest najlepsza, gleby orne I klasy stanowią zaledwie
0,4% a II klasy 2,9% powierzchni rolnych.
Największą powierzchnię zajmują gleby IV klasy (39,9%) czyli gleby orne średniej jakości
(GUS 2004).

Z analizy wyników monitoringu chemizmu gleb ornych Polski wynika, że:

−

w pokrywie glebowej kraju dominują gleby płowe, brunatne i rdzawe,

−

zdecydowana większość gleb wykazuje skład granulometryczny piasku gliniastego, pyłu,
glin lekkich i piaszczystych oraz piasku słabo gliniastego.
Wyniki badań warstwy gleb 0–20 cm wskazują na duże zróżnicowanie fizyko-

chemicznych właściwości gleb, co spowodowane jest dużą zmiennością gleb oraz
oddziaływaniem określonych zanieczyszczeń.

Najważniejsze czynniki zanieczyszczające i ograniczające produkcję roślinną to:

−

zakwaszenie gleb w Polsce,

−

wielkość zużycia nawozów sztucznych,

−

degradacja gleby.

Udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych przekracza w Polsce 50% użytków rolnych,

gleby słabo kwaśne stanowią 30%, a zasadowe 20%. W niektórych rejonach udział gleb
kwaśnych sięga nawet ponad 80%.

Przyczyny zakwaszenia gleb :

−

warunki naturalne - klimatyczno-glebowe, opady, niskie temperatury, procesy
mikrobiologiczne,

−

wymywanie kationów o charakterze zasadowym - ponad 90% obszaru kraju stanowią
gleby wytworzone z kwaśnych skał osadowych,

−

działalność człowieka - stosowanie nawożenia oraz odprowadzanie z plonem kationów
zasadowych, wykorzystywanie nawozów fizjologicznie kwaśnych przy niedostatecznych
dawkach nawozów wapniowych, których zużycie dalece odbiega od faktycznych potrzeb,
a różnice zużycia w poszczególnych rejonach kraju sięgają nawet 600% .

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na zanieczyszczenie gleb w Polsce wpływa również wielkość zużycia nawozów

sztucznych (N,P,K). Zużycie nawozów sztucznych w Polsce wynosi ok. 88 kg/ha. Wskaźnik
ten, na przykład w Wielkiej Brytanii jest dwukrotnie wyższy. Jednak w Polsce około 90%
powierzchni gleb uprawnych można zaliczyć do nie zanieczyszczonych. Oznacza to, że gleby
te nadają się do produkcji bezpiecznej żywności, tzn. takiej, która spełnia normy, zarówno
Polski jak i UE (W. Lenart 2004).

Gleby zdegradowane przez człowieka i przemysł – znajdują się one w okręgach

przemysłowych i na terenach aglomeracji miejskich.

Na terenie Polski wyodrębniono wiele obszarów ekologicznego zagrożenia. Zagrożenia

wynikają tu z nadmiernego zanieczyszczenia atmosfery, wód powierzchniowych oraz
wysokiej kumulacji składowanych odpadów przemysłowych. Gleby wykazujące degradację
występują głównie na południu kraju wokół dużych zakładów przemysłowych. Lokalnie
obserwuje się zanieczyszczenia gleb substancjami ropopochodnymi, które przedostały się do
środowiska glebowego wskutek przypadków nadzwyczajnych zagrożeń środowiska.
Szczegółowe sprawozdania z monitoringu gleb Polski są opracowywane dla regionów
i województw, są publikowane i dostępne w:

−

Wojewódzkich Inspektoratach Ochrony Środowiska,

−

Na stronach internetowych Państwowej Inspekcji Środowiska,

−

W serii publikacji Biblioteki Monitoringu Środowiska.
Na przykład opublikowane badania gleb użytkowanych rolniczo w województwie

wielkopolskim, prowadzone w ramach Regionalnego Monitoringu Środowiska przez Stację
Chemiczno-Rolniczą wykazały:

−

występowanie w południowej części województwa rejonów o glebach bardzo kwaśnych
(odczyn pH poniżej 4,5),

−

występowanie gleb zasadowych głównie w części zachodniej i centralnej województwa,

−

stosunkowo niewielką zawartość metali ciężkich w glebach w Wielkopolsce –
kształtującą się głównie na poziomie zawartości naturalnej (dotyczy miedzi, kadmu,
żelaza, chromu i arsenu),

−

podwyższoną zawartość metali ciężkich (I stopień) tylko w nieznacznej liczbie próbek,

−

podwyższoną zawartość cynku w ośmiu próbkach, w czterech - niklu, dwóch - chromu,
w jednej próbce - manganu i ołowiu,

−

występowanie w wysokim procencie badanych gleb siarki siarczanowej na poziomie
niskiej zawartości,

−

niewielkie zanieczyszczenie pól uprawnych Wielkopolski metalami ciężkimi, dzięki
czemu gleby spełniają warunki dla produkcji zdrowej żywności.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie klasy bonitacyjne gleb występują w Polsce?
2. Jaki procent powierzchni rolnych stanowią gleby I klasy?
3. Jakiej klasy gleby orne zajmują największą powierzchnię w Polsce?
4. Jakie czynniki zanieczyszczają glebę i ograniczają produkcję roślinną w Polsce?
5. Jaki wpływ na gleby ma wielkość zużycia nawozów sztucznych zawierających N, P, K?
6. Jaki % gleb uprawnych w Polsce nie jest zanieczyszczonych?
7. Gdzie należy szukać informacji o stanie gleb w poszczególnych regionach Polski?
8. Jak odszukać stronę internetową Inspekcji Ochrony Środowiska?
9. W jakich regionach Polski występuje największa degradacja gleb?
10. Jakie czynniki lokalne wpływają na degradację gleb w Polsce?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ najważniejsze przyczyny zakwaszenia gleb w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na temat warunków naturalnych sprzyjających

zakwaszeniu gleby,

2) odszukać informacje o działalności człowieka sprzyjającej zakwaszeniu gleby,
3) wymienić te informacje.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Z grupy 6 przedstawionych klas bonitacyjnych wybierz gleby stanowiące największy

i najmniejszy procent użytków rolnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na temat klasyfikacji gleb wg. klas bonitacyjnych,
2) odszukać na mapie klasy bonitacyjne gleb,
3) ocenić, które stanowią największy i najmniejszy procent użytków rolnych w Polsce,
4) zapisać te informacje.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

mapa klas bonitacyjnych gleb Polski.

Ćwiczenie 3

Podaj ogólne informacje na temat stanu gleb w Twoim województwie. Określ:

− średnie pH,
− zawartość metali ciężkich,

− warunki do produkcji zdrowej żywności.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w Internecie dowolną wyszukiwarkę,
2) w wolnym okienku wpisać: monitoring gleb w województwie,
3) wybrać stronę z najbardziej zbliżonym tytułem,
4) odszukać interesujące Cię informacje,
5) jeżeli ich nie uda się ich odnaleźć, wróć do okienka wyszukiwarki,
6) wpisać słowa: inspekcja ochrony środowiska,
7) dalej postępować jak poprzednio,
8) wynotować interesujące Cię informacje na temat oceny gleb.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

notes.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić klasy bonitacyjne gleb Polski?
2) wskazać przyczyny zakwaszenia gleb?
3) wymienić przyczyny zanieczyszczenia gleb?
4) wymienić przyczyny degradacji gleb?
5) rozróżniać i charakteryzować jakość użytków rolnych?
6) wymienić typy gleb w Polsce?
7) scharakteryzować degradację, zakwaszenie, zanieczyszczenie gleb?
8) odszukać na mapie rejony Polski o glebach najbardziej zdegradowanych?
9) odszukać informacje o stanie gleb w swoim województwie?
10) ocenić, jaki procent powierzchni uprawnych w Polsce nadaje się

do produkcji bezpiecznej żywności?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Lokalizacja punktów pomiarowych

4.3.1. Materiał nauczania

Bazę krajowego systemu monitoringu chemizmu gleb stanowi sieć punktów kontrolno-

-pomiarowych, reprezentowana przez 216 profili glebowych zlokalizowanych na gruntach
ornych całego kraju.

Podstawę wyboru punktów pomiarowych stanowi analiza warunków glebowych,

fizjografia oraz występowanie obszarów ekologicznego zagrożenia, w wyniku działalności
gospodarczej człowieka.

Rozmieszczenia punktów kontrolno-pomiarowych na badanym obszarze powinno

obejmować różne typy gleb.

Punkty kontrolno-pomiarowe do monitorowania wartości i przydatności rolniczej oraz

właściwości gleb należy lokalizować na glebach ornych, o dużym zróżnicowaniu:

−

typologicznym,

−

granulometrycznym

−

wartości rolniczej

−

przydatności rolniczej.
Przykład rozmieszczenia punktów pomiarowych dla regionalnego monitoringu gleb

obejmującego województwo wielkopolskie przedstawia poniższa mapa:

Rys. 1. Na rysunku lokalizacja punktów pomiaru zanieczyszczenia gleb w sieci monitoringu regionalnego
w województwie wielkopolskim – badania w 2000 roku (www.poznan.pios.gov.pl)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cykliczne analizy stanu chemicznego gleb prowadzone są w wytypowanych punktach

pomiarowych, a zebrany materiał badawczy wykorzystywany jest do określenia, jakie
zagrożenia dla produkcji rolnej stanowi poziom zawartości w glebie metali ciężkich i innych
pierwiastków śladowych.

Wybór i oznaczenie punktów pomiarowych:

−

Za punkt pomiarowy przyjmuje się poletko o powierzchni jednego ara (10 m x 10 m)
wyznaczone na jednolitej typologicznie glebie,

−

Z każdego punktu pomiarowego pobiera się próbki glebowe z dwóch warstw:

pierwsza próbka z warstwy od 0 do20 cm,

druga z warstwy 40 do 60 cm.

−

Punkty pomiarowe rozmieszcza się średnio, po jednym w gminie,

−

Warunkiem wyboru punktu pomiarowego chemizmu gleb ornych jest zapewnienie
gospodarza, że będzie prowadził na wybranym polu normalną gospodarkę uprawową
i nawożenie mineralne, nie stosując w celach nawozowych odpadów przemysłowych,
komunalnych, a także nie będzie stosować nawozów mineralnych i wapna nawozowego
nieznanego pochodzenia.

Lokalizacja punktów pomiarowych do biomonitoringu gleb:

−

Do prowadzenia lokalnego biomonitoringu gleby niezbędny jest wybór kilku
powierzchni, na których będą pobierane próby.

−

Punkty badawcze muszą być usytuowane w miejscach o różnym stopniu degradacji gleby
np.:

w miejscach mało zmienionych w wyniku działalności człowieka takich jak:

−

Łąka,

−

brzeg rzeki,

−

brzeg jeziora,

−

las.

oraz w miejscach silnie zmienionych działalnością człowieka, takich jak:

−

w pobliżu wysypiska odpadów,

−

blisko zakładu przemysłowego,

−

przy ruchliwej drodze,

−

obok stacji benzynowej itp.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co stanowi bazę krajowego systemu monitorowania chemizmu gleb?
2. Jakie kryteria bierze się pod uwagę przy wyborze lokalizacji punktów pomiarowych?
3. Na jakich glebach należy lokalizować punkty kontrolno-pomiarowe do badania

przydatności rolniczej gleb?

4. Ile m

zajmuje 1 ar?

5. Z jakich warstw pobiera się próbki glebowe w punktach pomiarowych?
6. Jakie wymiary powinien mieć punkt kontrolno-pomiarowy do monitoringu gleb?
7. Jakie warunki powinien spełniać punkt kontrolno-pomiarowy?
8. Na czym polega biomonitoring gleb?
9. Jakie są zasady lokalizacji punktów pomiarowych do lokalnego biomonitoringu gleb?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj plan lokalizacji punktów pomiarowych dla biomonitoringu gleb na terenie

Twojej miejscowości.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z przekazaną przez nauczyciela mapą miejscowości,
2) naszkicować plan miejscowości na papierze A-4, na podstawie mapy,
3) zaznaczyć miejsca w małym stopniu zmienione przez człowieka,
4) zaznaczyć miejsca silnie zmienione przez człowieka,
5) wybrać 5 – 6 miejsc o różnym stopniu zmian antropogenicznych,
6) zaznaczyć je na planie miejscowości jako punkty pomiarowe.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa miejscowości,

−

kredki,

−

linijka,

−

papier kratkowany.

Ćwiczenie 2

Określ średnią liczbę punktów pomiarowych w gminie dla województwa

wielkopolskiego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) policzyć wszystkie punkty kontrolno-pomiarowe na mapie lokalizacji punktów pomiaru

województwa wielkopolskiego,

2) odszukać w Internecie liczbę gmin województwa wielkopolskiego,
3) podzielić liczbę punktów przez liczbę gmin,
4) zapisać wynik.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa lokalizacji punktów pomiaru zanieczyszczenia gleb województwa wielkopolskiego,

−

notes,

−

komputer z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 3

Oblicz, ile prób glebowych z warstwy 0 – 20 cm i 40 – 60 cm łącznie należy pobrać ze

wszystkich punktów pomiarowych zlokalizowanych na mapie województwa wielkopolskiego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) policzyć wszystkie punkty kontrolno – pomiarowe na mapie lokalizacji punktów pomiaru

województwa wielkopolskiego,

2) pomnożyć liczbę punktów razy 2,
3) zapisać wynik.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa lokalizacji punktów pomiaru zanieczyszczenia gleb województwa wielkopolskiego,

−

notes.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) zdefiniować pojęcie – punkt pomiarowy?
2) zdefiniować przydatność rolniczą gleby?
3) scharakteryzować zróżnicowanie granulometryczne?
4) opisać materiał badawczy?
5) scharakteryzować profil glebowy?
6) wymienić przykłady miejsc mało zmienionych antropogenicznie?
7) wskazać przykłady miejsc degradacji gleb na terenie miejscowości?
8) obliczyć liczbę prób pobieranych w punktach pomiarowych
na danym terenie?
9) obliczyć liczbę punktów zlokalizowanych na terenie gminy?
10) odszukać w Internecie liczbę gmin w poszczególnych województwach?
11) odszukać w Internecie wyniki monitoringu gleb w danym województwie?
12) określić zasady lokalizacji punktów badawczych do monitoringu gleb?
13) określić sposób rozmieszczenia punktów badawczych do monitoringu
gleb na terenie województwa?
14) określić zasady lokalizacji punktów do biomonitoringu na terenie

miejscowości?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Organizacja monitoringu gleb

4.4.1. Materiał nauczania

Założenia monitoringu gleb

Monitoring gleb jest jednym z elementów Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ).
Programy państwowego monitoringu środowiska obejmują zadania, dla poszczególnych
elementów środowiska, realizowane w sieciach: krajowych, regionalnych (wojewódzkich
i międzywojewódzkich) oraz lokalnych.

Rys. 2. Struktura organizacyjna monitoringu gleb w Polsce (Monitoring chemizmu gleb ornych Polski., IOŚ,
Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 1999

Zadaniem sieci krajowych jest monitorowanie głównych elementów środowiska, w tym

gleby, z uwzględnieniem zobowiązań międzynarodowych wynikających z umów i konwencji
wiążących Rzeczpospolitą Polską, dla potrzeb oceny skuteczności działań podejmowanych
w skali kraju na rzecz ochrony środowiska.

Zadaniem sieci regionalnych jest między innymi monitorowanie gleby na obszarze

województwa (sieci wojewódzkie) lub kilku województw (sieci międzywojewódzkie), dla
oceny wojewódzkich i międzywojewódzkich działań podejmowanych na rzecz ochrony
środowiska.

Zadaniem sieci lokalnych jest monitorowanie gleb z uwagi na lokalne uwarunkowania.

Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska prowadzi badania jakości gleb samodzielnie

lub korzysta z wyników badań i obserwacji prowadzonych przez inne organy administracji
rządowej oraz samorządowej, które są obowiązane do nieodpłatnego udostępniania danych
o stanie środowiska uzyskiwanych w wyniku wykonywania ich zadań własnych.

Państwowy Monitoring Środowiska

Inspekcja Ochrony Środowiska

Regionalne Programy Monitoringu Gleb

Wojewódzki Program

Monitoringu Gleb

Wojewódzki Program

Monitoringu Gleb

Lokalne

Programy

Monitoringu

Gleb

Lokalne

Programy

Monitoringu

Gleb

Lokalne

Programy

Monitoringu

Gleb

Lokalne

Programy

Monitoringu

Gleb

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Informacje o glebach i ich ochronie, pozyskane w wyniku badań monitoringowych,

stanowią podstawę cyklicznych opracowań o stanie gleb w postaci raportów i komunikatów
publikowanych w serii Biblioteki Monitoringu Środowiska oraz na stronach internetowych
Inspektoratu Ochrony Środowiska.

Struktura funkcjonalna systemu monitorowania gleb w PMŚ obejmuje:

−

Blok emisji, czyli ilościową i jakościową charakterystykę zanieczyszczeń
odprowadzanych przez określone źródła do środowiska. Są to zanieczyszczenia
wprowadzane do powietrza, ścieki wprowadzane do wód i gleby, odpady wytwarzane,
składowane lub wylewane oraz wykorzystywane gospodarczo, hałas przenikający do
środowiska.

−

Blok jakości środowiska określa rzeczywiste zanieczyszczenia poszczególnych
komponentów środowiska, stężenia zanieczyszczeń w powietrzu, stan klimatu
akustycznego, stężenia zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych i podziemnych,
ilości i skład chemiczny odpadów gromadzonych na składowiskach, zawartość metali
ciężkich w glebach.

−

Blok prognozy opracowywany jest na podstawie danych zgromadzonych

w wymienionych dwóch blokach informacyjnych. Umożliwia opracowywanie raportów,
komunikatów i informacji o aktualnym stanie środowiska, w tym gleb, na terenie
województwa.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie elementy środowiska badane są w ramach PMŚ?
2. Jaka jest struktura organizacyjna PMŚ?
3. Jakie miejsce zajmuje monitoring gleb w PMŚ?
4. Jakie są zadania sieci krajowych monitoringu gleb?
5. Jakie są zadania sieci regionalnych monitoringu gleb?
6. Jakie są zadania sieci lokalnych monitoringu gleb?
7. Gdzie publikowane są wyniki badań monitoringowych?
8. Jakie bloki wchodzą w skład struktury funkcjonalnej PMŚ?
9. W jaki sposób blok emisji PMŚ charakteryzuje glebę?
10. Jakich informacji o glebie dostarcza blok jakości środowiska PMŚ?
11. Jakie są zadania bloku prognozy PMŚ w stosunku do gleb na terenie województwa?
12. Jak odszukać na stronach internetowych wyniki badań monitoringowych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ miejsce programu monitoringu gleb w Twojej miejscowości w strukturze

organizacyjnej PMŚ w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) narysować schemat organizacyjny PMŚ,
2) sprawdzić w Internecie, czy w okolicach Twojej miejscowości są zlokalizowane punkty

pomiarowe monitoringu,

3) wpisać w programie lokalnym monitoringu gleb nazwę swojej miejscowości,
4) wpisać nazwę swojego województwa w strukturze organizacyjnej w odpowiednim

miejscu,

5) wpisać nazwę regionu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schemat struktury organizacyjnej PMŚ,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

papier w kratkę.

Ćwiczenie 2

Przedstaw na schemacie monitorowanie gleby w sieci krajowej, regionalnej i lokalnej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wykonać pusty schemat składający się z 3 ramek, kolejno jedna pod drugą,
2) zaznaczyć w ramkach zadania poszczególnych sieci,
3) wpisać kolejno zadania wynikające z zasięgu lub sposobu ich wykonywania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

papier w kratkę,

−

linijka.

Ćwiczenie 3

Sprawdź na stronach internetowych wyniki badań monitoringowych gleb swojego

województwa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) w dowolnej wyszukiwarce internetowej wpisać słowa kluczowe dotyczące monitoringu

gleb swojego województwa,

2) odszukać raport lub komunikat w Bibliotece Monitoringu Środowiska,
3) wynotować wyniki dotyczące gleb województwa ucznia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,

−

komputer z dostępem do Internetu, notes.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) definiować pojęcie struktura organizacyjna monitoringu środowiska?
2) definiować pojęcie struktura funkcjonalna monitoringu?
3) definiować termin sieć monitoringu gleb?
4) przedstawić sieć monitoringu gleb?
5) opisać strukturę organizacyjną monitoringu gleb?
6) scharakteryzować strukturę funkcjonalną monitoringu gleb?
7) określić zadania sieci krajowej?
8) wskazać zadania sieci regionalnych?
9) wskazać zadania sieci lokalnych?
10) określić zadania Biblioteki Monitoringu Środowiska?
11) odszukać w Internecie wyniki badań monitoringu

gleb w swoim regionie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Metody badania gleb

4.5.1. Materiał nauczania

W terenie wykonuje się wstępny opis gruntu i pobiera się próby do badań

laboratoryjnych.

Metody badań stosowane podczas monitorowania gleb dotyczą przede wszystkim:

−

makroskopowego badania gleb w celu określenia: rodzaju, stanu, barwy i wilgotności
gruntu oraz zawartości węglanu wapnia bez pomocy przyrządów,

−

właściwości podstawowych gleb (skład granulometryczny, zawartość próchnicy, odczyn
pH, zawartość przyswajalnych dla roślin form P, K, Mg, i S, radioaktywność itp.),

−

zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn), wielopierścieniowymi
węglowodorami aromatycznymi (WWA) i siarką siarczanową (S-SO

) w 0-20 cm

warstwie gleb.
Pobieranie prób glebowych
Do pobierania powierzchniowych prób gleby można stosować małe łopatki.

Pobieranie prób z głębszych warstw gleby wymaga zastosowania specjalnych pobieraków
o cylindrycznym kształcie o średnicy około 10 cm. Można je wykonać z metalowych puszek.
Na zewnętrznej powierzchni pobieraka należy zaznaczyć tuszem dwie linie poziome
wyznaczające od górnego brzegu puszki wysokość 5 cm i 10 cm. Pozwoli to na określenie,
z jakiej warstwy gleby pochodzi pobrana próba.
Sposób pobierania prób glebowych:
Wbić w glebę puszkę pobieraka odwróconą dnem do góry na zaznaczoną na ściance puszki
głębokość. Następnie za pomocą łopatki wyjąć napełnioną puszkę z gleby i przełożyć jej
zawartość na przygotowaną plastikowa płachtę lub do foliowego woreczka, jeśli dalsze
badania będą prowadzone w laboratorium.
Zastosowanie jednakowych pobieraków gleby na wszystkich stanowiskach badawczych
pozwala na porównywanie uzyskanych wyników.
Postępowanie z próbkami w laboratorium

Próbki gleby należy przechowywać w specjalnym miejscu przeznaczonym do suszenia

materiału glebowego. Próbki przeznaczone do analiz świeżych przechowuje się w chłodni
w temperaturze 0

- 5

C. Przez krótki okres próbki mogą być transportowane i

przechowywane w szczelnie zamkniętych woreczkach plastikowych. W laboratorium
wybiera się metodę badań w zależności od rodzaju gruntu lub wybranej jego cechy.
Wyniki badań makroskopowych wpisuje się w odpowiedni formularz.

Prowadząc badania gleby, możemy określić m.in.:

−

Gęstość (ciężar) - czyli masa 1cm

gleby o nienaruszonej strukturze zależy od uziarnienia

i struktury gleby.

W zależności od gęstości wyróżnia się gleby lekkie (puszyste) i gleby ciężkie (zbite) np.
gęstość gleby ornej wynosi 1,0 – 1,5 g/cm

Gęstość gleby lekkiej wynosi mniej niż 1,0 g/cm

Gęstość gleby ciężkiej wynosi więcej niż 2,0 g/cm

−

Wilgotność gleby – to zawartość wody w postaci ciekłej i gazowej (para wodna) w glebie.
Woda glebowa warunkuje życie fauny glebowej oraz stanowi rozpuszczalnik dla soli
mineralnych, które wraz z wodą pobierane są przez rośliny.

−

Zawartość próchnicy - oznaczenie C-organicznego metodą Tiurina służy do obliczania
ilości próchnicy w próbie gleby.

Zasada metody oznaczania węgla organicznego metodą Tiurina opiera się na utlenianiu

węgla 0,4 N roztworem K

,w środowisku kwaśnym w obecności HgSO

lub Ag

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jako katalizatorów. Nadmiar niezredukowanego utleniacza miareczkuje się solą Mohra
w obecności orto-fenantroliny. Zachodzą przy tym reakcje:

3C + 2K

+ 8H

-> 2K

+ 2Cr

(SO

)

+ 8H

O + 3CO

Metoda Tiurina nie daje prawidłowych wyników w glebach zawierających powyżej 15%
próchnicy lub zawierających zredukowane formy niektórych składników, np. Fe

, Mn

−

Barwa gleby – zależy od składników, wilgotności naświetlenia i rozdrobnienia gleby. Np.
próchnica nadaje glebie barwę czarną, lub ciemno szarą, związki żelaza – barwę od
żółtej do rdzawo czerwonej, związki kwarcu i węglanu wapnia – barwę białą lub szarawo
białą.

−

Odczyn pH – odczyn środowiska glebowego określa aktywność biologiczna gleby, czyli
warunki bytowania roślin, mikroorganizmów i fauny glebowej. Odczyn gleby oznacza się
w zawiesinie wodnej (kwasowość czynna roztworu glebowego) lub w 1-normalnym
roztworze KCl (kwasowość wymienna). Podział gleb według oznaczonego pH w 1n
roztworze KCl stosuje się w oparciu o liczne wyniki.

W zależności od kwasowości wymiennej wyróżniamy gleby:
− bardzo kwaśne pH 4,0 i poniżej,

− kwaśne pH 4,1 –4,5,

− średnio kwaśne pH 4,6 – 5,0,
− słabo kwaśne pH 5,1 – 6,0,

− obojętne pH 6,1- 6,5,

− słabo zasadowe pH 6,6 – 7,0,
− średnio zasadowe pH 7,1 – 7,5,

− zasadowe pH powyżej 7,5.

Metody bioindykacyjne

Zmiany zachodzące w strukturze gleb oraz zespołów flory i fauny glebowej zachodzą
powoli i wymagają wieloletnich obserwacji. Do badań wybiera się stanowiska w różnym
stopniu zmienione w efekcie antropopresji i prowadzi się na nich obserwacje
porównawcze.

Organizacja biomonitoringu za pomocą fauny glebowej:

Badania biomonitoringowe mogą być prowadzone na wybranych poletkach przez kilka lat.
Na każdym stanowisku należy pobierać do 10 prób glebowych. Taka ilość prób eliminuje
przypadkowość oraz umożliwia wykonanie prostych analiz statystycznych.
Wypłaszanie fauny

Każdą próbę należy umieścić darnią do dołu na sitku wypłaszacza fauny (aparat

Tullgrena)

Zaleca się stosowanie żarówki o małej mocy aby zbyt szybko nie przesuszyć

gleby. Pod sitkiem umieszcza się dopasowaną miseczkę z wodą lub lejek i naczynko z płynem
konserwującym (np. spirytus denaturowany lub salicylowy rozcieńczony wodą destylowaną
lub przegotowaną do wartości 50 – 70%). Wypłaszanie organizmów z gleby, w zależności od
jej wilgotności, powinno trwać od 3 do 5 dni. Faunę wypłoszoną do wody oznacza się
bezpośrednio po wypłoszeniu, natomiast zakonserwowana może być oznaczana później.
Oznaczanie fauny – przeprowadza się z użyciem lupy binokularowej lub ręcznej w oparciu
o klucz do rozpoznawania fauny glebowej, a także o rysunki przedstawiające przedstawicieli
poszczególnych grup fauny.
Dokumentacja monitoringu
Karta monitoringu
Ankieta oceny ilościowego udziału i zróżnicowania fauny w glebie i ściółce
Zestawienie wyników biomonitoringu gleby

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dla każdego stanowiska badawczego należy wypełnić dokumentację, w której wpisuje się
liczbę zidentyfikowanych organizmów glebowych, a w rubryce inne liczbę osobników
niezidentyfikowanych. Po wypełnieniu karty monitoringu w kolumnach pionowych otrzymuje
się liczbę osobników w próbie, a w kolumnach poziomych liczbę osobników w obrębie
wyróżnionych grup systematycznych.
Łączna suma bezkręgowców i sumy kolumn poziomych posłużą do obliczenia składu
procentowego każdej z wyróżnionych grup organizmów w zespole zebranej fauny.
Zestawienie wyników biomonitoringu gleby :

Stanowisko:

………………………

Data

…………………….

Struktura
gleby

Wilgotność Temp.

gleby

Temp.
powietrza

pH Łączna

liczba
osobników

Średnia
liczebność
w próbie

L.
grup

Wskaźnik
różnorodności

Uwagi

Opracowanie wyników

Po oznaczeniu zebranej fauny należy dokonać analizy liczebności i zróżnicowania fauny

glebowej z odniesieniem do warunków środowiskowych i stopnia degradacji badanych
siedlisk przez zestawienie danych z poszczególnych stanowisk badawczych. Wskaźnik
bioróżnorodności dla danego okresu i dla danego stanowiska oblicza się według
uproszczonego wzoru, czyli stosunku łącznej liczby zebranych osobników do liczby
oznaczonych przedstawicieli różnych grup bezkręgowców glebowych na badanym
stanowisku w określonym czasie.
Analiza porównawcza
Zestawienie danych biomonitoringu stanowi podstawę do przeprowadzenia porównania
struktury zespołów fauny glebowej, ich bioróżnorodności w badanych środowiskach
naturalnych i zdegradowanych oraz do porównania składu struktury zespołów w różnych
okresach czasu (porach roku).

4.5.2

Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są podstawowe właściwości gleb?
2. Jak wykonać opis gruntu?
3. Jak pobiera się próby glebowe?
4. Jak postępować z próbami glebowymi?
5. Jak przechowywać próby glebowe?
6. Jak przygotować formularz badań laboratoryjnych?
7. Jakie frakcje występują w składzie mechanicznym gleby?
8. Co to jest struktura gleby?
9. Od czego zależy porowatość gleby?
10. Od czego zależy gęstość gleby?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oceń gęstość pobranej próby glebowej:

−

gęstość gleby ornej wynosi 1,0 – 1,5 g/cm

−

gęstość gleby lekkiej wynosi mniej niż 1,0 g/cm

−

gęstość gleby ciężkiej wynosi więcej niż 2,0 g/cm

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wysuszyć próbę o wielkości 5 cm

- przez jedną dobę, w temperaturze 10

2) zważyć 1cm

gleby,

3) określić, czy badana gleba jest ciężka, lekka.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki gleby,

−

suszarka,

−

waga laboratoryjna,

−

notes.

Ćwiczenie 2

Oznacz wilgotność gleby na podstawie skali czterostopniowej:

−

I stopień – wilgotna plama jest dwukrotnie większa od powierzchni próbki gleby;

−

II stopień – wilgotna plama jest w przybliżeniu równa wielkości próbki gleby;

−

III stopień – wilgotna plama jest mniejsza od wielkości próbki gleby;

−

IV stopień – brak wilgotnej plamy, gleba sucha.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) położyć na bibule filtracyjnej grudkę ziemi wielkości orzecha włoskiego,
2) odczekać10 minut,
3) określ wilgotność gleby w skali I – IV na podstawie wielkości plamy na bibule, powstałej

pod próbą gleby,

4) zanotować wynik obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka gleby,

−

bibuła filtracyjna,

−

zegar,

−

notes.

Ćwiczenie 3

Zmierz temperaturę w punkcie pobierania prób gleby.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zmierzyć temperaturę powietrza za pomocą termometru,
2) trzymaj termometr przez 10 minut na wysokości 50 cm ponad gruntem, z którego

pobierane są próby gleby,

3) zmierzyć temperaturę gleby na głębokości około 5 cm, zanurzając w glebie koniec

termometru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

termometr,

−

notes.

Ćwiczenie 4.

Na podstawie danych o zawartości węgla organicznego oblicz ilość próchnicy w próbie

gleby.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) otrzymać od nauczyciela dane do obliczenia zawartości węgla organicznego w próbie

gleby,

2) obliczyć zawartość procentową C-organicznego w następujący sposób:

gdzie:
M

- ilość cm

soli Mohra zużyta do miareczkowania próby kontrolnej,

- ilość cm

soli Mohra zużyta do miareczkowania próby glebowej,

n - miano roztworu soli Mohra,
0,003 - miligramorównoważnik węgla,
a - naważka gleby,
100 - przeliczenie na procenty,

3) na podstawie oznaczonej zawartości C-organicznego obliczyć ilość próchnicy zakładając,

że zawiera ona średnio ok. 58% węgla,

4) zastosować współczynnik przeliczeniowy 1,724, a zawartość próchnicy wyliczyć

następująco:

% próchnicy = % C · 1,724

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane do obliczenia zawartości C-organicznego w próbie gleby o przypuszczalnej
zawartości np. około 5-7% próchnicy,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

- M

) · n · 0,003

% C = x 100
a

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

- M

) · n · 0,014

%N = x 100
m

Ćwiczenie 5

Oznacz zawartość azotu w glebie metodą Kjeldahla.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wsypać do kolby Kjeldahla o pojemności 250 cm

, próbę suchej gleby w ilości 10 g,

2) zwilżyć glebę 10 cm

O destylowanej i pozostawić na 30 min,

3) dodać 5 cm

stężonego H

oraz szczyptę zmielonego żelaza i pozostawić na dalsze 15

minut mieszając kilkakrotnie zawartość kolby,

4) dodać 30 cm

stężonego H

oraz 1,0 g K

, 0,2 g mieszaniny selenowej lub 1,0 g

CuSO

i rozpocząć spalanie,

5) ogrzewać na małym płomieniu, a następnie stopniowo go zwiększać doprowadzając

zawiesinę do stanu wrzenia utrzymywać do momentu odbarwienia cieczy,

6) po ostygnięciu, zawartość kolby ostrożnie rozcieńczyć wodą destylowaną i przenieść do

kolby miarowej o pojemności 100 cm

7) doprowadzić temperaturę roztworu do 20

C i dodać 2-3 krople czerwieni metylowej,

uzupełnić H

O destylowaną i dokładnie wymieszać,

Oznaczanie azotu N:
8) pod chłodnicą aparatu Kjeldahla-Parnasa umieść kolbę stożkową o pojemności 200 cm

zawierająca 25 cm

0,1N H

z dodatkiem 3-4 kropli wskaźnika Tashiro,

9) pobrać pipetą 50 cm

roztworu i wprowadzić przez lejek tulipanowy do kolby

destylacyjnej,

10) opłukać lejek H

O destylowaną, dodać 50 cm

33% NaOH, barwa roztworu powinna

zmienić się z czerwonej na żółtą, powtórnie przepłukać lejek H

O destylowaną i zamknąć

kran (3a),

11) zamknąć kran (3c), otworzyć kran (3b) i ogrzać kolbę z wodą do wrzenia,
12) zamknąć kran (3b) wskutek czego powstająca para wodna doprowadzi do wrzenia

zawartość kolby destylacyjnej. Uwolniony w środowisku alkalicznym NH

wraz z parą

wodną przechodzi poprzez deflegmator i chłodnicę do odbieralnika,

13) destylację należy prowadzić do zwiększenia o 1/4 pierwotnej objętości roztworu

w odbieralniku, po czym koniec chłodnicy należy spłukać przy pomocy tryskawki wodą
destylowaną,

14) odmiareczkować kwas siarkowy nie związany przez amoniak, 0,1N NaOH, do uzyskania

zielonego zabarwienia,

15) obliczyć wyniki:

gdzie:
M

- ilość cm

0,1N NaOH, zużyta na miareczkowanie próby kontrolnej,

- ilość cm

0,2N NaOH, zużyta podczas miareczkowania próby glebowej,

n - miano roztworu NaOH,
0,014 - miligramorównoważnik azotu,
100 - przeliczenie na procenty
m - masa gleby według odpowiadająca 50 cm

roztworu pobranego do destylacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

0,1N H

−

0,1N NaOH,

−

33% NaOH,

−

0,03% roztwór czerwieni metylowej,

−

wskaźnik Tashiro,

−

CuSO

- sproszkowany,

−

Fe metaliczne - sproszkowane.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy

potrafisz:

1) wymienić podstawowe właściwości gleb?
2) opisać strukturę gleby?
3) wykonać opis gruntu?
4) pobrać próby glebowe?
5) postępować z próbami glebowymi?
6) przechowywać próby glebowe?
7) przygotować formularz badań laboratoryjnych?
8) określić frakcje występujące w składzie mechanicznym gleb?
9) określić porowatość gleby?
10) określić gęstość gleby?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb

4.6.1. Materiał nauczania

Zanieczyszczenia gleb to przede wszystkim wynik niewłaściwej działalności ludzkiej,

prowadzącej do ich degradacji.
Przyczyny zanieczyszczenia gleb

Głównym źródłem zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi (Cd, Cu, Ni, Zn, Pb) są

przemysłowe emisje pyłów i gazów. Nadmierna akumulacja metali ciężkich w warstwie
powierzchniowej gleb stanowi jedną z podstawowych właściwości chemicznej degradacji
właściwości gleb.

Nagromadzenie w glebach metali ciężkich, szczególnie w formie łatwo dostępnej dla

roślin może być przyczyną ich nadmiernego pobierania przez rośliny i stanowić poważne
zagrożenie dla ludzi i zwierząt.

O dostępności metali ciężkich dla roślin decyduje wiele czynników środowiska

przyrodniczego, trzy z nich mają znaczenie szczególne. Są to:

−

skład granulometryczny gleby (kształtuje zdolności sorpcyjne gleby, ograniczając
dostępność metali ciężkich dla roślin)

−

odczyn pH gleby (większość metali ciężkich jest łatwo pobierana przez rośliny
w warunkach kwaśnego odczynu gleby)

−

zasobność gleby w próchnicę (zawartość substancji organicznych ogranicza
rozpuszczalność metali ciężkich zmniejszając ich dostępność dla roślin).

Ocena jakości gleb

W zależności od stopnia zanieczyszczenia wyróżnia się trzy grupy jakości gleb:

Jakość A

−

gleby bardzo lekkie, zawierające do 10% frakcji spławialnej (grudki < 0,02 mm),
niezależnie od pH,

−

gleby lekkie zawierające 11 – 20 % frakcji spławialnej (grudki < 0,02 mm), bardzo
kwaśne (pH< 4,5), kwaśne (pH 4,6 – 5,5 ) i słabo kwaśne (pH 5,6 – 6,5 ),

Jakość B

−

gleby lekkie, zawierające 11 – 20 % frakcji spławialnych (< 0,02 mm), odczyn obojętny
(pH> 6,4),

−

gleby średnie, zawierające 21 – 35 % frakcji spławialnych (< 0,02 mm), bardzo kwaśne
(pH < 4,5) i kwaśne (pH 4,6 – 5,5),

−

gleby ciężkie, zawierające > 35 % frakcji spławialnych (< 0,02 mm), bardzo kwaśne (pH
< 4,5) i kwaśne (pH 4,6 – 5,5),

−

gleby mineralno-organiczne zawierające 6 – 10% substancji organicznej, bez względu na
pH,

Jakość C

−

gleby średnio ciężkie, zawierające 21 – 35 % frakcji spławialnych (< 0,02 mm) i ciężkie
zawierające 21 – 35 % frakcji spławialnych (< 0,02 mm ), słabo kwaśne (pH 5,6 – 6,5)
lub obojętne (pH>6,5),

−

gleby organiczno-mineralne i organiczne zawierające ponad 10% substancji organicznej,
bez względu na pH.

Frakcja spławialna – zbiór ziaren gleby o najmniejszej średnicy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 1. Graniczne zawartości metali ciężkich w 0 – 20 cm warstwie gleb (Raport o stanie środowiska
w Wielkopolsce 2004, BIP, WWW.bip.gov.pl)

Gleby Stopień zanieczyszczenia gleb w mg/kg gleby

Metal

Klasa

III

Ołów- Pb

A (lekkie)
B (średnie)
C (ciężkie)

30
50
70

70
100
200

100
250
500

500
1000
2000

2500
5000
7000

>2500
>5000
>7000

Cynk - Zn

A
B
C

50
70
100

100
200
300

300
500
1000

700
1500
3000

3000
5000
8000

>3000
>5000
>8000

Miedź - Cu

A
B
C

15
25
40

30
50
70

50
80
100

80
100
150

300
500
750

>300
>500
>750

Nikiel -Ni

A
B
C

10
25
50

30
50
75

50
75
100

100
150
300

400
600
1000

>400
>600
>1000

Kadm Cd

A
B
C

0,3
0,5
1,0

1,0
1,5
3,0

2,0
3,0
5,0

3,0
5,0
10,0

5,0
10,0
20,0

>5,0
>10,0
>20,0

Stopnie zanieczyszczenia gleb:
O – zawartość naturalna (gleby nie zanieczyszczone),
I – zawartość podwyższona,
II – słabe zanieczyszczenie,
III – średnie zanieczyszczenie,
IV – silne zanieczyszczenie,
V – bardzo silne zanieczyszczenie.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie cechy gleby wskazują na jej degradację?
2. Jakie metale ciężkie zanieczyszczają gleby?
3. Co określa wielkość frakcji spławialnej?
4. Jakie czynniki decydują o dostępności metali ciężkich dla roślin?
5. Jakie grupy jakości gleb wyróżnia się w zależności od stopnia zanieczyszczenia?
6. W jakich jednostkach określa się stopień zanieczyszczenia gleby?
7. Która z trzech grup jakości gleby i który stopień zanieczyszczenia wskazują na gleby nie

zanieczyszczone?

8. Która z trzech grup jakości gleby i który stopień zanieczyszczenia wskazują na gleby

bardzo silnie zdegradowane?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Jaka wartość pH określa gleby kwaśne?
10. Jaka wartość pH określa gleby bardzo kwaśne?
11. Jaka wartość pH określa gleby obojętne?
12. Jaka wartość pH określa gleby słabo kwaśne?
13. Jak odczytać z tabeli graniczne zawartości metali ciężkich dla określenia stopnia

zanieczyszczenia gleb?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie podanych wyników badań w 3 grupach jakości gleb określ stopień

zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi:

−

próba A zawiera 50 mg Pb/kg gleby

−

próba B zawiera 500 mg Pb/kg gleby

−

próba C zawiera 1000 mg Pb/kg gleby

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z wynikami badań,
2) odczytać w tabeli granicznych zawartości metali ciężkich stopień zanieczyszczenia

zależnie od grupy gleb A, B, C,

3) określić stopień zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi,
4) zapisać stopień zanieczyszczenia gleb w ramkach poleceń.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

tabela zawartości metali ciężkich w 0 – 20 cm warstwie gleby,

−

wyniki badań prób gleby,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Na podstawie podanych wyników badań w 3 grupach jakości gleb określ stopień

zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi:
− próba A zawiera 100 mg Zn/kg gleby

− próba B zawiera 1500mg Zn/kg gleby

− próba C zawiera 8000 mg Zn/kg gleby

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z wynikami badań,
2) odczytać w tabeli granicznych zawartości metali ciężkich stopień zanieczyszczenia

zależnie od grupy gleb A, B, C,

3) określić stopień zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi,
4) zapisać stopień zanieczyszczenia gleb w ramkach poleceń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik ucznia,

−

tabela zawartości metali ciężkich w 0 – 20 cm warstwie gleby,

−

wyniki badań prób gleby,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Na podstawie podanych wyników badań w 3 grupach jakości gleb określ stopień

zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi:

−

próba A zawiera 30 mg Ni/kg gleby

−

próba B zawiera 27mg Ni/kg gleby

−

próba C zawiera 150 mg Ni/kg gleby

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z wynikami badań,
2) odczytać w tabeli granicznych zawartości metali ciężkich stopień zanieczyszczenia

zależnie od grupy gleb A, B, C,

3) określić stopień zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi,
4) zapisać stopień zanieczyszczenia gleb w ramkach poleceń.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik ucznia,

−

tabela zawartości metali ciężkich w 0–20 cm warstwie gleby,

−

wyniki badań prób gleby,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 4

Na podstawie podanych wyników badań w 3 grupach jakości gleb określ stopień

zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi:

−

próba A zawiera 1,0 mg Cd/kg gleby

−

próba B zawiera 2,5 mg Cd/kg gleby

−

próba C zawiera 15,0 mg Cd/kg gleby

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z wynikami badań,
2) odczytać w tabeli granicznych zawartości metali ciężkich stopień zanieczyszczenia

zależnie od grupy gleb A, B, C,

3) określić stopień zanieczyszczenia poszczególnych prób metalami ciężkimi,
4) zapisać stopień zanieczyszczenia gleb w ramkach poleceń.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

tabela zawartości metali ciężkich w 0–20 cm warstwie gleby,

−

wyniki badań prób gleby,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować pojęcie chemiczna degradacja gleb?
2) opisać dostępność metali ciężkich dla roślin?
3) opisać skład granulometryczny gleby?
4) zdefiniować odczyn pH?
5) opisać zasobność gleby w próchnicę?
6) zdefiniować termin frakcja spławiana?
7) wymienić cechy gleb wskazujące na ich degradację?
8) wskazać źródła zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi?

9) wymienić metale ciężkie zanieczyszczające gleby?
10) wskazać cechy gleby decydujące o dostępności metali ciężkich

dla korzeni roślin?

11) scharakteryzować grupy gleb w zależności od stopnia zanieczyszczenia?
12) określić jakość gleby na podstawie danych?
13) określić stopień zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi

na podstawie tabeli zawartości granicznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Zmiany w środowisku glebowym zachodzące pod wpływem

zanieczyszczeń

4.7.1. Materiał nauczania

Zanieczyszczenia gleby prowadzą do zmian właściwości fizycznych, chemicznych

i mikrobiologicznych gleby.
Zmiany fizyczne :

−

obniżenie urodzajności powodujące zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości,

−

zakłócenie przebiegu wegetacji roślin,

−

niszczenie walorów ekologicznych i estetycznych szaty roślinnej,

−

korozje fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.

Zmiany chemiczne:

−

zmiana odczynu gleby (zakwaszenie albo alkalizacja),

−

zasolenie,

−

zatrucie w wyniku antropopresji.

Odczyn gleby wpływa na kierunek procesów glebowych, tj.:

−

wietrzenie skał macierzystych,

−

mineralizację i humifikację szczątków organicznych,

−

nitryfikację (utlenianie jonów amonowych do azotanów),

−

denitryfikację (redukcję azotanów do amoniaku lub azotu),

−

rozwój organizmów żyjących stale lub przejściowo w glebie (edafonu),

−

wzrost roślin.

Zakwaszenie gleby jest wynikiem:

−

zachodzących w niej procesów rozkładu substancji organicznych,

−

procesów życiowych roślin, których produktami są kwasy organiczne i nieorganiczne,

−

nitryfikacji oraz hydrolizy soli glinu i żelaza (np. chlorku glinu AlCl

−

kwaśnych opadów, które wprowadzają do gleby jony siarczanowe, azotanowe,

chlorkowe i wodorowe oraz inne zanieczyszczenia wymywane z atmosfery.

Alkalizacja gleby jest wynikiem:

−

wymywania z atmosfery pyłów, np. cementowych,

−

nadmiernego wapnowania.

Zasolenie gleby powodują:

−

związki organiczne (np. pestycydy – środki ochrony roślin),

−

metale ciężkie (Pb, Hg, Zn, Cu, Ni, Cd),

−

azotany, których źródłem jest nadmierne nawożenie gleb azotem, zanieczyszczona
atmosfera lub ścieki. Azotany opóźniają dojrzewanie roślin zmniejszając ich odporność
na choroby, szkodniki. Spożywanie roślin uprawianych na glebach o nadmiernej
zawartości azotu szkodzi zdrowiu ludzi i zwierząt.

W wyniku powyższych zmian dochodzi do uszkodzeń mechanicznych gleby.
Uszkodzenia mechaniczne spowodowane są przez:

−

nadmierne nawożenie i zanieczyszczenie gleby, pogarszające stan jej warstwy
powierzchniowej (poziom akumulacyjny, próchniczy), w której gromadzą się związki
mineralne i organiczne mające znaczenie dla żyzności gleby oraz większość
zanieczyszczeń,

−

trwały spadek żyzności gleby w wyniku procesów ługowania np. bielicowania jest
spowodowany obniżeniem ilości i jakości próchnicy w glebie, zakwaszeniem,
wymywaniem kationów zasadowych (wapnia, magnezu, potasu),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zniszczenie struktury gleby, co oznacza degradację gleby oraz obniżenie jej wartości
użytkowej (stopnia bonitacji), na znacznym zmniejszaniu aktywności mikroorganizmów.

Bielicowanie - polega na wypłukiwaniu z górnych części gleby (z poziomu aluwialnego)
niektórych produktów rozkładu minerałów glebowych, głównie tlenków i wodorotlenków
glinu i żelaza, krzemionki, fosforu, manganu i in., przemieszczaniu ich w dół i wytrącaniu
w środkowej części profilu (w poziomie iluwialnym). Górne warstwy gleby, zubożone w te
składniki, ulegają charakterystycznemu wybieleniu (stąd polska nazwa procesu i typu gleby),
a poziom wzbogacony uzyskuje barwę rdzawą, aż do czarnej i zostaje mniej lub bardziej
silnie scementowany.
Pod wpływem zanieczyszczeniami środowiska dochodzi do degradacji gleby.
Degradacja gleby polega na:

−

spadku urodzajności spowodowanym czynnikami środowiska – zanieczyszczeniami,

−

pogorszeniu warunków życia roślin uprawnych,

−

spadku plonów,

−

trwałej zmianie składu gatunkowego roślinności,

−

zmniejszeniu wartości użytkowej płodów rolnych i leśnych,

−

pogorszeniu ekologicznej funkcji pokrywy glebowo-roślinnej w ekosystemach,

−

zmniejszeniu różnorodności fauny glebowej.

Przyczyną degradacji gleb są:

−

zmiany klimatu,

−

rabunkowa gospodarka rolna,

−

obniżenie poziomu wód gruntowych,

−

antropopresja.

Przykłady antropopresji:

−

nadmierne zanieczyszczenie atmosfery (emisja pyłów i gazów przemysłowych),

−

zanieczyszczenie wód powierzchniowych nie oczyszczonymi ściekami przemysłowymi
i komunalnymi,

−

wysoka kumulacja składowanych odpadów przemysłowych,

−

wylesianie na skutek: wyrębu lasu, selektywnego pozyskiwania drewna, degradacji lasów
przez czynniki antropogeniczne.

Zdegradowane gleby wykazują niekorzystne zmiany aktywności biologicznej i zmiany
właściwości fizycznych. Stają się bardziej podatne na erozje, zarówno wodne, jak
i powietrzne.
W glebach zdegradowanych następuje zatrucie, ograniczenie możliwości życia i rozwoju
organizmów glebowych, zarówno drobnoustrojów, jak i fauny glebowej – czyli zmniejszenie
bioróżnorodności.

Tabela 2. Czynniki antropogeniczne zagrażające glebom (Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U.,
Prusinkiewicz Z., Badania ekologiczno - gleboznawcze, PWN 2004)

Lp.

Źródła degradacji gleb

Przemysł, komunikacja

Skażenie metalami ciężkimi Obecność trujących metali

ciężkich w materiałach
zapasowych roślin uprawnych

2 Nawozy

sztuczne

Skażenie chemicznymi
substancjami toksycznymi

Spadek różnorodności flory i
fauny glebowej

3 Chemiczne

środki ochrony roślin Zatrucie

organizmów

glebowych

Zmniejszenie wartości
użytkowej płodów rolnych

4 Eksploatacja

kopalń Zaburzenie

stosunków

glebowych, zanieczyszczenie

Pogorszenie ekologicznej
funkcji pokrywy glebowo-
-roślinnej w ekosystemach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5 Zabudowa

miejska

Zanieczyszczenie,

odpady,

wylesianie

Zmniejszenie
bioróżnorodności

6 Składowanie odpadów

Skażenie gleby i wód
gruntowych

Trwała zmiana składu
gatunkowego roślinności
i fauny glebowej

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie właściwości gleby zmieniają się pod wpływem zanieczyszczeń?
2. Jakie zmiany fizyczne gleby zachodzą pod wpływem zanieczyszczeń?
3. Jakie zmiany chemiczne gleby zachodzą pod wpływem zanieczyszczeń?
4. Jaki wpływ na procesy glebowe ma odczyn gleby?
5. Jakie wartości pH określają odczyn kwaśny?
6. Jakie wartości pH określają odczyn zasadowy?
7. Jakie wartości pH określają odczyn obojętny?
8. Jakie czynniki wpływają na zakwaszenie gleby?
9. Jakie czynniki wpływają na alkalizację gleby?
10. Jakie grupy związków chemicznych powodują zanieczyszczenie gleby?
11. Jaki czynniki powodują uszkodzenia mechaniczne gleby?
12. Na czym polega bielicowanie gleby?
13. Na czym polega degradacja gleby?
14. Jakie są przyczyny degradacji?
15. Co to jest antropopresja?
16. Jakie czynniki antropogeniczne zagrażają glebom?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Porównaj pH próbek gleby pochodzących z miejsc o różnym stopniu antropopresji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z dostarczonymi przez nauczyciela trzema próbkami gleby:

−

glebą z lasu iglastego,

−

glebą wapnowaną,

−

glebą ogrodową,

2) przygotować roztwór dla każdej próby -1cm

gleby wymieszać w probówce z 3 cm

wody

destylowanej,

3) po opadnięciu ziemi na dno probówki, zanurzyć w górnej warstwie cieczy koniec

pehametru,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4) odczytać wynik w okienku i zapisać w notesie,
5) porównać wyniki i ocenić próby gleby.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbka ziemi,

−

woda destylowana,

−

probówki,

−

pehametr,

−

notes.

Ćwiczenie 2

Porównaj zawartość organizmów glebowych w glebie naturalnej i zmienionej

antropogenicznie.

Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z dwiema próbkami gleby przygotowanymi przez nauczyciela

pochodzącymi:

− z okolicy zbiornika wodnego (lub ogrodu),

− z okolicy stacji benzynowej,

2) wysypać glebę na folię,
3) policzyć żywe organizmy w każdej próbie - używając lupy,
4) zapisać wynik,
5) podać wniosek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

klucz do oznaczania fauny glebowej,

−

folia,

−

próbki gleby,

−

notes.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić właściwości gleby?
2) wskazać zmiany fizyczne gleby zachodzące

pod wpływem zanieczyszczeń?

3) wskazać zmiany chemiczne gleby zachodzące pod wpływem zanieczyszczeń?

4) wymienić przyczyny zakwaszenia gleb?
5) wymienić przyczyny alkalizacji gleb?
6) wskazać przyczyny uszkodzeń mechanicznych gleb?
7) opisać skutki zanieczyszczenia gleb?
8) wymienić metale ciężkie?
9) zdefiniować pojęcie – odczyn gleby?
10) zdefiniować termin – zakwaszenie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11) zdefiniować termin – alkalizacja?

12) zdefiniować termin – bielicowanie?

13) zdefiniować termin – degradacja?

14) zdefiniować termin – antropopresja?
15) zdefiniować termin – poziom aluwialny?

16) zdefiniować termin – poziom iluwialny?
17) zdefiniować termin – bioróżnorodność?
18) podać przykłady antropopresji?
19) wymienić przykłady degradacji gleb?
20) wskazać przykłady zakwaszenia gleb?
21) podać przykłady alkalizacji gleb?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Zasady monitoringu lasów

4.8.1. Materiał nauczania

Monitoring lasu polega na obserwacji, prowadzeniu badań i systematycznym zbieraniu

informacji o stanie środowiska leśnego i stanie zdrowotności drzewostanów.
Ocena stanu uszkodzenia lasów w Polsce dokonywana jest co roku w ramach monitoringu
lasu, który funkcjonuje w systemie Państwowego Monitoringu Środowiska.
Cele monitoringu lasów:

– określenie przestrzennego zróżnicowania stanu uszkodzeń lasów,
– określenie kierunków i dynamiki zmian stanu uszkodzeń lasów,
– ustalenie związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy stanem zdrowotnym

drzewostanów a czynnikami środowiska,

–

określenie reakcji ekosystemów leśnych na zróżnicowaną dawkę zanieczyszczeń
powietrza w różnych warunkach ekologicznych

Zasady monitorowania lasów w ramach monitoringu przyrody:

−

W ekosystemach leśnych prowadzi się obserwacje:

−

struktury drzewostanu,

−

szaty roślinnej,

−

porostów i grzybów,

−

fauny glebowej.

−

Sieć ekosystemów leśnych, uporządkowana jest według stanowisk monitoringowych,
określanych jako obszar prowadzenia wielu obserwacji:

−

każde stanowisko jest identyfikowane poprzez kolejny numer porządkowy pomnożony

przez liczbę 100. Natomiast powierzchnie monitoringowe otrzymują kolejny numer
w obrębie stanowiska,

−

w ten sposób pełny identyfikator danej powierzchni stanowi jedną liczbę składającą

się z członu stanowiska (powyżej 100) i członu powierzchni (1do 99). Np. 101.1,
101.2, lub 102.1, 102.2 itd.

−

Powierzchnia obserwacyjna:

−

oznacza obszar obejmujący jedno lub więcej zbiorowisk tego samego zespołu

roślinnego,

−

ma wyraźnie oznaczone granice w terenie i na mapach, na których wykonywane są

zdjęcia fitosocjologiczne.

−

Typując obiekty, w których będą zlokalizowane stałe powierzchnie obserwacyjne, należy
brać pod uwagę:

−

zróżnicowanie typów siedliskowych,

−

różnorodność fitocenoz,

−

zróżnicowanie składu gatunkowego,

−

stopień ingerencji człowieka (różne formy ochrony i użytkowania).

−

Zakłada się, że docelowo powierzchnie obserwacyjne obejmować będą pełne spektrum
zróżnicowania przyrodniczego Polski.

−

Przyjmuje się, że poszczególne powierzchnie badawcze powinny obejmować obszar z
możliwością odstępstw podyktowanych warunkami terenowymi 1 ha i mieć kształt
zbliżony do prostokąta lub kwadratu.

−

Dokumentację monitoringu stanowią:

−

karta ewidencyjna stałych powierzchni obserwacyjnych,

−

mapa lokalizacyjna,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

plan sytuacyjny powierzchni,

−

dokumentacja fotograficzna.

−

Granice powierzchni badawczych w terenie:

−

znakowane są paskami zielonej farby na wysokości 1,3 m nad ziemią, na drzewach

granicznych, ale nie wchodzących w skład powierzchni,

−

w narożnikach powierzchni badawczych wkopane są rurki plastikowe wysokości 50

cm, wystające nad ziemią około 15 cm,

−

podczas monitoringu wykonuje się szkice stanowisk obserwacyjnych z zaznaczeniem

odległości od dróg lub linii oddziałowych.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega monitoring lasu?
2. Jak często dokonuje się oceny stanu lasów w Polsce?
3. Jakie są cele monitoringu lasów?
4. Jakie elementy środowiska leśnego poddaje się obserwacji w ramach monitoringu lasów?
5. Jak oznakowane są granice powierzchni badawczych w terenie?
6. Jak wykonać szkic stanowisk obserwacyjnych?
7. Jakie są zasady monitoringu lasów?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ miejsce monitoringu lasów w strukturze organizacyjnej Państwowego

Monitoringu Środowiska.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w Internecie strukturę organizacyjną PMŚ,
2) odszukać w tej strukturze miejsce monitoringu lasów,
3) zwrócić uwagę, w jakim bloku organizacyjnym jest umieszczona,
4) wykonać schemat PMŚ i zaznaczyć w nim miejsce monitoringu lasów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

papier,

−

linijka.

Ćwiczenie 2

Wytypuj stałą powierzchnię obserwacyjną dla najbliższego Nadleśnictwa w Twoim

województwie.

Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) określić wielkość powierzchni lasów swojego województwa na podstawie mapy leśnej,
2) typując miejsce na stałą powierzchnię obserwacyjną, zwrócić uwagę na:

−

zróżnicowanie typów siedlisk,

−

różnorodność roślinności,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

skład gatunkowy lasów,

−

formy ochrony przyrody,

−

ingerencję człowieka,

3) wybrać powierzchnię najbardziej zróżnicowaną,
4) uzasadnić swój wybór.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa leśna województwa lub gminy.

Ćwiczenie 3

Opracuj dokumentację monitoringu lasu dla wybranej w poprzednim ćwiczeniu

powierzchni obserwacyjnej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze spisem dokumentacji monitoringu lasów w rozdziale: Zasady monitoringu

lasów,

2) przygotować kartę ewidencyjną, w której odnotujesz:

−

numer powierzchni obserwacyjnej,

−

ocenę struktury drzewostanu,

−

ocenę szaty roślinnej,

−

ocenę porostów i grzybów,

−

ocenę fauny glebowej,

3) na podstawie mapy leśnej naszkicować mapę lokalizacyjną i plan sytuacyjny,

umieszczając poszczególne punkty obserwacyjne na wybranej powierzchni,

4) wykonać w terenie dokumentację fotograficzną.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa leśna,

−

linijka,

−

papier milimetrowy,

−

fotografie siedlisk leśnych.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować pojęcie – monitoring lasów?
2) zdefiniować pojęcie – struktura drzewostanu?
3) zdefiniować pojęcie – szata roślinna?
4) zdefiniować pojęcie – fauna glebowa?
5) zdefiniować pojęcie – powierzchnia badawcza?
6) zdefiniować pojęcie – sieć ekosystemów?
7) zdefiniować pojęcie – siedlisko?
8) zdefiniować pojęcie – fitocenoza?
9) zdefiniować pojęcie – skład gatunkowy?
10) wymienić cele monitoringu lasów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11) wskazać rodzaje obserwacji prowadzonych w ekosystemach leśnych?
12) wymienić warunki lokalizowania powierzchni badawczych?
13) wymienić elementy dokumentacji monitoringu?
14) określić granice powierzchni badawczych w terenie?
15) określić miejsca znakowania powierzchni badawczych?
16) określić zasady monitoringu lasów?
17) wykonać szkic stanowiska obserwacyjnego?
18) czytać mapę terenów leśnych?
19) czytać schemat organizacji monitoringu lasów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Rodzaje monitoringu lasu

4.9.1. Materiał nauczania

W Unii Europejskiej wprowadzono nowe rodzaje pomiarów umożliwiające

precyzyjniejszą ocenę stanu środowiska.
Polska realizuje program oceny lasu przez stosowanie systemu monitoringu.
System monitoringu lasów tworzą:

– monitoring zintegrowany ekosystemów leśnych,
– monitoring techniczny -pomiary zanieczyszczeń powietrza,
– monitoring biologiczny - system stałych powierzchni obserwacyjnych (SPO).

Zintegrowany monitoring ekosystemów leśnych ma na celu:

−

inwentaryzację stanu zdrowotnego i sanitarnego lasu,

−

poznanie reakcji ekosystemów leśnych na zróżnicowane nasilenie zanieczyszczenia
powietrza.

Ten rodzaj monitoringu jest przeprowadzany okresowo (co 3 lata) metodą matematyczno-
- statystyczną. Stosuje się tu powierzchnie badawcze próbne w postaci koła.

Monitoring techniczny

W lasach państwowych na terenie Polski, w ramach monitoringu lasu, w 148 punktach
pomiarowych rejestruje się:

−

rozkład powierzchniowy koncentracji gazowych zanieczyszczeń powietrza (depozycja
sucha),

−

rozkład powierzchniowy depozytu mineralnego docierającego do ekosystemu leśnego
z opadami atmosferycznymi (depozycja mokra),

−

zmienność w czasie koncentracji gazowych zanieczyszczeń powietrza,

−

zmienność w czasie depozytu mineralnego.
Monitoring biologiczny
Na wytypowanych, stałych powierzchniach obserwacyjnych (SPO) lasu,

w drzewostanach starszych niż 40 letnie, lasów sosnowych, świerkowych, jodłowych,
dębowych, bukowych i brzozowych co roku przeprowadza się ocenę zdrowotności drzew na
podstawie następujących rodzajów monitoringu:
Monitoring uszkodzeń drzewostanów
- polega na ocenie stopnia defoliacji, odbarwienia i innych cech morfologicznych koron

drzew oraz pomiarów pierśnicy.

Monitoring chemizmu aparatu asymilacyjnego drzew
- obejmuje analizy chemiczne igliwia pobranego z powierzchni sosnowych i powierzchni
świerkowych. Analizy chemiczne obejmują zawartość: N, P, K, Ca, Mg, S, B, Fe, Mn, Zn,
Al, Cu, Pb i Cd w igliwiu sosen i świerków.
Monitoring zdrowotności nasion sosny
- obejmuje ocenę jakości szyszek i nasion pozyskanych w drzewostanach sosnowych na
SPO.
Monitoring entomologiczny
- przeprowadza się w drzewostanach iglastych, obejmuje ocenę gęstości populacji owadów
liściożernych: brudnicy mniszki (z zastosowaniem pułapek feromonowych), boreczników,
strzygonii choinówki, poprocha cetyniaka, zawisaka borowca, barczatki sosnówki, osnui
gwiaździstej (na podstawie jesiennych poszukiwań) oraz ocenę liczebności cetyńców (na
podstawie ilości zebranej cetyny). Ponadto, na wybranych SPO dokonuje oceny liczebności
biegaczowatych (owady drapieżne, zjadające larwy foliofagów).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Monitoring fitopatologiczny
- polega na ocenie zagrożenia drzewostanów przez grzyby wywołujące zamieranie pędów
sosny, ocenie zasiedlania pniaków przez grzyby oraz ocenie zagrożenia ze strony patogenów
korzeni.
Monitoring depozytu zanieczyszczeń
- polega na pomiarach stężeń SO

i NO

, określeniu pH wody oraz składu chemicznego

opadów atmosferycznych: zawartości Ca, K, Mg, Na, NH

, Cl, NO

, SO

, Al, Mn, Fe oraz

metali ciężkich (Cd, Pb, Cu, Zn).

Monitoring biologiczny lasów (biomonitoring) ma na celu zbieranie informacji potrzebnych
do oceny zdrowotności drzew.
Na wytypowanych, stałych powierzchniach lasu, w drzewostanach starszych niż 40 letnie,
lasów sosnowych, świerkowych, jodłowych, dębowych, bukowych i brzozowych co roku
przeprowadza się ocenę zdrowotności drzew na podstawie:

−

stopnia defoliacji,

−

odbarwienia aparatu asymilacyjnego drzew.

Defoliacja – to pozbawienie ulistnienia rośliny, spowodowane najczęściej żerowaniem
owadów lub stosowaniem środków chemicznych (tzw. defoliantów), na przykład w szkółkach
leśnych w celu przyspieszenia zakończenia wegetacji sadzonek drzew liściastych.
Przy ocenie defoliacji drzew należy określić:

−

powierzchnię badawczą,

−

gatunek i wiek badanych drzew,

−

średnią defoliację drzew na danym terenie

−

oraz udział drzew przekraczających 25% defoliacji.

Monitoring biologiczny stanu środowiska leśnego.
Bioindykator to żywy organizm, który może wskazywać na stopień zanieczyszczenia
środowiska, na przykład obecność form krzaczkowatych porostów może świadczyć o czystym
powietrzu na danym terenie. Brak zwierząt bezkręgowych w ściółce leśnej zewnętrznej
warstwy gleby może świadczyć o silnym zakwaszeniu.
Obserwacje bioindykatorów prowadzone są przez Lasy Państwowe w ramach programu
monitoringu biologicznego w ścisłym powiązaniu z innymi obserwacjami elementów
środowiska.
Dla potrzeb racjonalnej gospodarki leśnej istnieje potrzeba rozszerzenia tych programów,
m.in. o następujące zadania:

−

monitoring stanu środowiska leśnego ocenianego na podstawie biomasy wybranych
gatunków i ich zespołów (głównie biegaczowatych),

−

monitoring stanu środowiska leśnego ocenianego na podstawie biomasy wybranych
gatunków zwierząt łownych.

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie pomiary umożliwiają ocenę ekosystemów leśnych w ramach monitoringu?
2. Jakie są rodzaje monitoringu lasu?
3. Na czym polega zintegrowany monitoring ekosystemów leśnych?
4. Na czym polega monitoring techniczny systemów leśnych?
5. Na czym polega monitoring biologiczny systemów leśnych?
6. Jakie są cele zintegrowanego monitoringu środowiska leśnego?
7. Jaki kształt mają powierzchnie badawcze w zintegrowanym monitoringu środowiska

leśnego?

8. Jakie są cele monitoringu technicznego lasów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Jakie są cele monitoringu biologicznego lasów?
10. Na czym polega depozycja sucha?
11. Na czym polega depozycja mokra?
12. Co rozumiesz przez pojęcie depozyt mineralny?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj schemat systemu monitoringu lasów z uwzględnieniem celów 3 rodzajów

monitoringu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapisać tytuł schematu,
2) wynotować 3 rodzaje monitoringu lasów składające się na system,
3) wypisać cele każdego rodzaju monitoringu pod zanotowanymi nazwami,
4) otoczyć ramkami wszystkie napisy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

linijka,

−

papier w kratkę,

−

Poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Zaklasyfikuj wymienione niżej rodzaje pomiarów do dwóch rodzajów monitoringu:

technicznego i biologicznego:

−

stopień defoliacji,

−

rozkład powierzchniowy koncentracji gazowych,

−

depozyt mineralny,

−

pH,

−

odbarwienia aparatu asymilacyjnego,

−

stężenie w wodzie Ca, Mg, Na, S – SO

−

stężenie metali ciężkich,

−

biomasa wybranych gatunków zwierząt łownych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wypisać na kartce papieru 2 rodzaje monitoringu,
2) zastanowić się nad istotą podanych pomiarów,
3) wpisać je pod odpowiednim rodzajem monitoringu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

papier,

−

długopis.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Wskaż różnicę między depozycją mokrą i suchą. Wyjaśnij, która z nich jest bardziej

niebezpieczna dla aparatu asymilacyjnego drzew.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) podać definicję depozycji suchej,
2) podać definicję depozycji mokrej,
3) zastanowić się, która prowadzi do zakwaszenia liści,
4) zapisać uzasadnienie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować termin – ekosystem leśny?
2) zdefiniować termin – monitoring lasu?
3) zdefiniować termin – monitoring techniczny?
4) zdefiniować termin – monitoring biologiczny?
5) zdefiniować termin – monitoring zintegrowany?
6) zdefiniować termin – depozycja sucha?
7) zdefiniować termin – depozycja mokra?
8) zdefiniować termin – depozyt mineralny?
9) zdefiniować termin – pH?
10)zdefiniować termin – system stałych powierzchni obserwacyjnych?
11)opisać uszkodzenia drzewostanów?
12)opisać chemizm aparatu asymilacyjnego drzew?
13)scharakteryzować zdrowotność nasion sosny?
14)zdefiniować pojęcie – depozyt zanieczyszczeń?
15)zdefiniować pojęcie – biomasa?
16)wymienić metale ciężkie?
17)wymienić zanieczyszczenia mineralne gleby?
18)wskazać elementy oceny defoliacji drzew?
19)wskazać bioindykatory lasów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Ocena zdrowotności ekosystemu leśnego

4.10. Materiał nauczania

Stan zdrowotny ekosystemu leśnego określa ogólną kondycję drzewostanu, która jest

wypadkową wielu czynników.

Za miernik kondycji lasów uznaje się poziom powierzchni asymilacyjnej (stan ulistnienia

i defoliacji koron) drzew w stosunku do drzew zdrowych w danych warunkach siedliskowych
i klimatycznych.
Stopień defoliacji określa się jako % braku ulistnienia w koronie danego drzewa.
Lasy polskie znajdują się w sytuacji stałego zagrożenia przez czynniki abiotyczne, biotyczne
i antropogeniczne.
Czynniki abiotyczne – to elementy przyrody nieożywionej, np. zasobność gleby, stosunki
wodne, warunki atmosferyczne.
Czynniki biotyczne – to elementy przyrody ożywionej, np. liczebność szkodników, nasilenie
chorób grzybowych, skład gatunkowy drzewostanu, jego pochodzenie, właściwości
fizjologiczne.
Czynniki antropogeniczne – powstające w wyniku działalności człowieka, np. emisje
przemysłowe, spaliny komunikacyjne, odwodnienie, penetracja lasu związana z turystyką,
rekreacją i zbieractwem płodów runa leśnego.

Zagrożenie ekosystemów leśnych w Polsce należy do najwyższych w Europie.

Zagrożenia biotyczne ekosystemów leśnych:
1. Zagrożenia lasów przez owady:
Najbardziej zagrożone przez owady ekosystemy leśne znajdują się – w zachodniej części
Pojezierza Mazurskiego, na Pojezierzu Pomorskim i Wielkopolskim oraz w Sudetach na
Śląsku Opolskim i w Beskidzie Wysokim.
Owady najczęściej atakujące ekosystemy leśne to:

−

szkodniki liściożerne drzewostanów sosnowych, na przykład strzygonia choinówka,
brudnica mniszka, barczatka sosnówka, boreczniki, osnuje i mszyce,

−

szkodniki liściożerne drzewostanów świerkowych i modrzewiowych, na przykład
zawodnica świerkowa, korbik modrzewiowiec, i zasnuje,

−

szkodniki drzewostanów liściastych, na przykład chrabąszcze, zwójki dębowe, mszyce,
naliściaki, hurmak olchowiec, listnik zmiennobarwny,

−

szkodniki korzeni leśnych,

−

szkodniki upraw i młodników sosnowych, na przykład szczeliniak sosnowiec, smolik
znaczony, smolik drągowiec, korowiec sosnowy, zwójki sosnowe, skoczogonki.

2. Zagrożenia lasów przez infekcje grzybowe to przede wszystkim:

−

choroby korzeni,

−

choroby kłód i strzał,

−

choroby aparatu liściowego,

−

zjawisko zamierania drzew liściastych.

W ostatnich latach obserwuje się wzrost chorób infekcyjnych spowodowanych głównie

przez skrętaka sosny oraz mączniaka dębu, który powoduje choroby aparatu asymilacyjnego
drzew. W większym nasileniu nastąpiło zjawisko zamierania dębów, brzóz i jesionów,
natomiast nieznacznie poprawiła się kondycja drzewostanów bukowych, z domieszką olszy,
jaworu, modrzewia, czy świerka. Powierzchnia drzewostanów, w których stwierdzono
choroby korzeni utrzymuje się na stałym poziomie natomiast zwiększa się powierzchnia
wzmożonego występowania chorób kłód i strzał.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3. Zmiany powierzchni chorób infekcyjnych w 2003 r. w porównaniu z 2002 roku (%) (Lasy w Polsce
2004. Broszura Centrum Informacyjne Lasów Państwowych IBL)

3. Szkody spowodowane przez zwierzynę:
Szkody w ekosystemach leśnych wyrządzają głównie zwierzęta łowne.
Najbardziej zagrożone są młodsze drzewostany w wieku 1-20 lat ze względu na specyfikę
uszkodzeń ( zgryzanie przez zwierzęta).
Zagrożenia antropogeniczne :
1. Pożary lasów

W Polsce w roku 2003 zarejestrowano o 75% większą liczbę pożarów lasów niż w roku
poprzednim. W porównaniu z innymi krajami Europy polskie lasy zaliczane są do
najbardziej palnych. Wynika to z dużego udziału siedlisk borowych w polskich lasach
oraz z wieku drzewostanów (najłatwiej palą się lasy do 40 roku życia), które stanowią
obecnie prawie 35% powierzchni leśnej (Lasy w Polsce 2004).

Rys. 4. Liczba pożarów i powierzchnia spalona lasów w latach 1998-2003 (Lasy w Polsce 2004. Broszura
Centrum Informacyjne Lasów Państwowych IBL)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. Zanieczyszczenia powietrza

Główne zanieczyszczenia powietrza wpływające na stan zdrowotny ekosystemów
leśnych pochodzą z emisji dwutlenku siarki (SO

), tlenków azotu (NO

Antropogeniczne emisje kwasogenne powstają w wyniku:

−

spalania paliw kopalnych, w zakładach przemysłowych i elektrowniach,

w paleniskach domowych oraz w sektorze handlu i usług,

−

emisji dwutlenku azotu przez transport lądowy, morski oraz lotnictwo,

−

emisji amoniaku związanej z nawożeniem upraw i plantacji oraz dużymi gospodarstwami
hodowli zwierząt.

W Polsce od końca lat osiemdziesiątych stale zmniejsza się emisja SO

i NO

Rys. 5. Emisja SO

i NO

do atmosfery z obszaru Polski w latach 1987- 2001 (Lasy w Polsce 2004. Broszura

Centrum Informacyjne Lasów Państwowych IBL)

Szkodliwe gazy, które w postaci kwaśnych roztworów docierają do ekosystemów

leśnych, inicjują procesy chorobowe lasów, obniżają przyrost drzewostanów prowadząc
w skrajnych przypadkach do ich zamierania.

Depozycja składników azotanowych i amonowych nawozów powoduje eutrofizację, czyli

przenawożenie ekosystemu co w efekcie może doprowadzić do zmiany składu gatunkowego
roślinności dna lasu oraz przemiany siedlisk.

Rys. 6. Średnie dla kraju koncentracje NO

i SO

w latach 1998-2003 (Lasy w Polsce 2004. Broszura Centrum

Informacyjne Lasów Państwowych IBL)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wykres przedstawia wyniki pomiarów średnich koncentracji NO

i SO

w Polsce w

latach 1998 – 2003. Wynika z tego, że w roku 2003 nastąpił wzrost zanieczyszczeń gazowych
w powietrzu atmosferycznym nad obszarami leśnymi. Zmiany te są odpowiedzialne za
zakwaszanie opadów atmosferycznych.
Stan uszkodzenia lasów

Kondycja zdrowotna drzewostanów oceniana na podstawie stopnia defoliacji koron

drzew w roku 2003 była nieco gorsza niż w roku poprzednim. Średni wskaźnik defoliacji dla
całego kraju wynosił 2,84.

Rys 7. Wskaźnik defoliacji drzewostanów w Polsce w latach 1999 – 2003 (Lasy w Polsce 2004. Broszura
Centrum Informacyjne Lasów Państwowych IBL)

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie czynniki wpływają na stan zdrowotny lasów?
2. Jakie są przykłady czynników abiotycznych?
3. Jakie są przykłady czynników biotycznych?
4. Jakie są przykłady czynników antropogenicznych?
5. Jakie owady najczęściej atakują drzewa sosnowe?
6. Jakie owady najczęściej atakują drzewostany świerkowe i modrzewiowe?
7. Jakie owady najczęściej atakują drzewa liściaste?
8. Jakie zagrożenia zdrowotności lasów powodują infekcje grzybowe?
9. Jakie szkody w ekosystemach leśnych wyrządza zwierzyna łowna?
10. Jakie są zagrożenia antropogeniczna lasów?
11. Jaka jest kondycja lasów w Polsce?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Podaj, jakie gatunki grzybów powodują choroby infekcyjne drzew oraz, jakie rodzaje

drzew w Polsce są najbardziej zagrożone chorobami infekcyjnymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wypisać z Poradnika dla ucznia nazwy grzybów wywołujących choroby korzeni drzew,

2) zobaczyć na wykresie w Poradniku dla ucznia, które drzewa w najwyższym stopniu

narażone są na zamieranie – zapisać nazwy 2 rodzajów,

3) dopasować nazwę grzyba do nazwy drzewa, które atakuje.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

notes.

Ćwiczenie 2

Oceń stopień zanieczyszczenia powietrza SO

na terenie 2 typów lasu na podstawie

następujących danych:

I. Na korze drzew występują porosty skorupiaste, takie jak: misecznica proszkowata, obrost

wzniesiony, a na wielu pniach drzew pojawiają się porosty listkowate, takie jak: złotorost

ścienny i pustułka pęcherzykowa oraz mąkla tarniowa.

II. Pnie i gałęzie drzew obficie pokryte są porostami o plechach skorupiastych, listkowatych

i krzaczkowatych – brodaczka nadobna i odnożyca jesionowa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać na skali porostowej podane gatunki porostów,

2) sprawdzić, czy poprawnie podano typ plechy,

3) zaklasyfikować las I i II do odpowiedniej klasy zanieczyszczenia,

4) zapisać wynik w następujący sposób:

−

skażenie powietrza SO

na terenie lasu I wynosi: ……...

−

skażenie powietrza SO

na terenie lasu II wynosi: ............

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

skala porostowa,

−

notes.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Wykonaj wykres wskaźnika defoliacji drzewostanów w Polsce na podstawie danych

z poszczególnych lat, a następnie określ, czy wartości te świadczą o poprawie, czy

pogorszeniu się stanu zdrowotnego lasu.

rok

średnia wartość współczynnika (wskaźnika)defoliacji

dla całego kraju

2000 2,75
2001 2,73
2002 2,79
2003 2,84
2004 2,86

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zaznaczyć na osi x kolejne lata pomiarów,
2) zaznaczyć na osi y wartości współczynnika defoliacji,
3) nanieść podane wartości,
4) połączyć je za pomocą linii,
5) ocenić wykres i napisać wniosek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier milimetrowy,

−

linijka,

−

ołówek.

Ćwiczenie 4

Przedstaw kolejno 5 województw o największej lesistości w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z legendą mapy lesistości,
2) wypisać kolejno województwa o największej lesistości,
3) wypisać województwa w kolejności alfabetycznej w przypadku takiej samej skali

lesistości.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mapa lesistości kraju,

−

notes.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować pojęcie – stan zdrowotny lasów?
2) zdefiniować pojęcie – czynniki abiotyczne?
3) zdefiniować pojęcie – czynniki biotyczne?
4) zdefiniować pojęcie – czynniki antropogeniczne?
5) zdefiniować pojęcie – ekosystem leśny?
6) zdefiniować pojęcie – infekcje grzybowe?
7) zdefiniować zagrożenia antropogeniczne?
8) zdefiniować termin – kondycja lasów?
9) opisać zanieczyszczenia powietrza?
10) zdefiniować pojęcie – skala porostowa?
11)zdefiniować pojęcie – zakwaszenie opadów atmosferycznych?
12)zdefiniować pojęcie – defoliacja?
13)zdefiniować pojęcie – wskaźnik defoliacji?
14) wymienić czynniki abiotyczne zagrażające lasom?

15)wymienić czynniki biotyczne zagrażające lasom?
16)wymienić czynniki antropogeniczne zagrażające lasom?

17)wskazać zanieczyszczenia powietrza odpowiedzialne

za zakwaszenie opadów atmosferycznych?

18)ocenić stopień zanieczyszczenia powietrza?
19)ocenić wskaźnik defoliacji?

20)ocenić zmiany powierzchni zainfekowanych drzew?
21)posługiwać się wykresem wskaźnika defoliacji?
22)posługiwać się skalą porostową?
23)posługiwać się mapą lesistości?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Zmiany zachodzące w ekosystemach leśnych

4.11.1. Materiał nauczania

Ekosystemy leśne stanowią w Polsce najliczniej reprezentowany składnik wszystkich

form ochrony przyrody. Są niezbędnym czynnikiem równowagi ekologicznej, ciągłości życia,
różnorodności krajobrazu, a także neutralizacji zanieczyszczeń, przez co przeciwdziałają
degradacji środowiska.
Zmiany zachodzące w ekosystemach leśnych w Polsce
I. Zasoby drzewne kraju sukcesywnie się zwiększają.
Wyrazem tego jest:

−

wzrost miąższości (objętości drewna mierzonej w m

) do 1,79 mld m

−

wzrost zasobności (łączna miąższość drzew lasu) do 218 m

/ha,

−

przeciętny wiek drzewostanów wynosi 59 lat,

−

realizacja krajowego programu zwiększania lesistości kraju, który zakłada wzrost

lesistości do 30% do roku 2020. Zalesiane są grunt porolne, nieużytki i grunty
nieprzydatne dla rolnictwa.

II. Zagrożenia lasów w Polsce należy do najwyższych w Europie ze względu na:

−

masowe pojawianie się szkodników owadzich szczególnie w wyniku korzystnych dla

danego gatunku czynników ekologicznych. W roku 2003 aktywność szkodników
uległa zwiększeniu – przede wszystkim dotyczy to brudnicy mniszki (w 2002 roku
występowała na 27 tys. ha w roku 2003 na 121tys. ha). Na terenach górskich pojawiły
się szkodniki wtórne świerka,

−

grzybicze choroby systemów korzeniowych drzew wywoływane głównie przez huby

korzeniowe i opieńki (w roku 2002 – 679 tys. ha, w roku 2003 – 705 tys. ha),

−

wzrost znaczenia chorób aparatu asymilacyjnego,

−

zjawisko zamierania dębów i brzóz,

−

szkody wyrządzane przez roślinożerne ssaki, głównie jelenie i sarny oraz lokalne

gryzonie – bobry.

Również zakwaszone środowisko glebowe lasu w powiązaniu z trującym działaniem

metali ciężkich prowadzi do uszkodzenia korzeni drzew, co powoduje, że nie mogą one
pobrać wystarczających ilości pożywienia i wody. Symbioza korzeni i grzybów
mikoryzowych może być ograniczona a nawet ustać całkowicie.
Wszystko to powoduje:

−

mniejszą żywotność drzew,

−

zmniejsza ich odporności na choroby i szkodniki, które z łatwością atakują drzewa

osłabione.

Drzewa liściaste są na ogół mniej wrażliwe niż drzewa iglaste między innymi dlatego, że

całkowita powierzchnia ich liści, czyli powierzchnia narażona na działanie zanieczyszczeń
jest mniejsza niż powierzchnia wszystkich igieł, poza tym drzewa liściaste zrzucają okresowo
liście co roku i dlatego są pod działaniem zanieczyszczeń przez krótszy okres niż drzewa
iglaste. Największych uszkodzeń dotychczas doznały świerk i sosna.
1. Struktura gatunkowa polskich lasów:
- zwiększa się udział drzewostanów liściastych, co jest ważnym elementem w podnoszeniu
stanu zdrowotnego lasu.
2. Struktura wiekowa lasu:

−

wzrost udziału drzewostanów w wieku powyżej 80 lat,

−

wzrost przeciętnego wieku drzewostanów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. Powierzchniowa struktura zasobów drzewnych:

w strukturze siedliskowej lasów przeważają

−

siedliska borowe (58,7 %) powierzchni lasów),

−

siedliska lasowe (41,3 %), z czego olsy i łęgi stanowią 3,7 %.

4.11.2 . Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Czego dotyczą zmiany zachodzące w ekosystemach leśnych?
2. Jaki jest skład ekosystemu leśnego?
3. Jaka jest rola ekosystemów leśnych?
4. W jakich jednostkach mierzy się zasobność lasu?
5. Jakie są zasoby drzewne kraju?
6. Jaki jest obecnie przeciętny wiek drzewostanów w Polsce?
7. Jakie są przyczyny zagrożeń lasów w Polsce?
8. W jaki sposób można zwiększyć zasoby drzewne kraju?
9. Jakie skutki dla lasu powoduje masowe pojawianie się owadów szkodników?
10. W jakich jednostkach mierzy się miąższość lasu?
11. Jakie choroby drzew powodują grzyby?
12. Jakie są przyczyny defoliacji?
13. Jakie ssaki roślinożerne wyrządzają największe szkody w lasach?
14. Jakie są skutki zakwaszenia środowiska glebowego lasu?
15. Jakie drzewa są mniej wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza ?
16. Jakie gatunki drzew doznały dotychczas największych uszkodzeń liści?
17. Jakie gatunki drzew najczęściej narażone są na zamieranie?
18. Jakie zagrożenia mają wpływ na negatywne zmiany w ekosystemach leśnych?

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz, jaki będzie poziom miąższości lasów w Polsce (w mld

) w roku 2020 przy

założeniu, że obecnie objętość drewna wynosi 1,79mld m

, a do roku 2020 zwiększy się

o 30 %.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) ustalić, jaka jest wartość 100% miąższości obecnie,
2) obliczyć 30 % tej wartości,
3) dodać wartość100% i 30 % miąższości.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

długopis,

−

Poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Opracuj metaplan zmian zachodzących w ekosystemach leśnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapisać szkielet metaplanu na kartce papieru, uwzględniając następujące punkty:

−

jak było,

−

jak jest,

−

jak powinno być,

−

dlaczego nie jest tak, jak być powinno,

−

co zrobić, żeby było tak, jak być powinno,

2) pod każdym hasłem metaplanu wpisać informacje, jakie posiadasz na ten temat,
3) korzystać z materiału poradnika i z Rocznika statystycznego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Rocznik statystyczny – ochrona środowiska,

−

Poradnik dla ucznia,

−

mapa lesistości kraju.

Ćwiczenie 3

Opracuj tabelę przedstawiającą pozytywne zmiany w ekosystemach leśnych w Polsce.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wynotować z Rocznika statystycznego dane o czynnikach powodujących zmiany

w ekosystemach leśnych,

2) wybrać te, które w ostatnich latach wpłynęły na poprawę stanu lasów,
3) skonstruować tabelę: w tytułach kolumn wypisać nazwy czynników, a w tytułach wierszy

kolejne lata pomiarów,

4) wpisać w odpowiednie miejsca dane z Rocznika statystycznego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Rocznik statystyczny- ochrona środowiska,

−

linijka,

−

papier w kratkę.

4.11.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz

1) zdefiniować pojęcie – miąższość lasu?
2) zdefiniować termin – zasobność lasu?
3) wskazać przeciętny wiek drzewostanów?
4) zdefiniować termin – lesistość?
5) zdefiniować termin – struktura wiekowa lasu?
6) zdefiniować termin – struktura siedliskowa lasu?
7) zdefiniować termin – siedlisko borowe?
8) wymienić zmiany zachodzące w ekosystemach leśnych?
9) wymienić czynniki powodujące zmiany pozytywne

w ekosystemach leśnych?

10) wymienić czynniki powodujące zmiany negatywne

w ekosystemach leśnych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11) wskazać zagrożenia lasów?
12) wskazać skutki zakwaszenia środowiska glebowego lasu?
13) obliczyć przewidywany wzrost miąższości lasów?
14) obliczyć przewidywany wzrost zasobności lasów?
15) posługiwać się mapą lesistości kraju?
16) posługiwać się mapą wielkości zalesień w województwach?
17) posługiwać się wykresem zasobów drzewnych w lasach Polski?
18) posługiwać się rocznikiem statystycznym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 9 pytań. Do każdego pytania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 30 min.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zestaw zadań testowych

1. Celem monitorowania jest:

a) ocena stanu wód gruntowych i granic tolerancji gleby,
b) badanie zmian fizyko-chemicznych gleb zachodzących wskutek działalności

rolniczej i pozarolniczej,

c) obserwacja wpływu zanieczyszczeń powietrza na rośliny,
d) badanie wpływu działalności rolniczej i pozarolniczej na wody podziemne

i powierzchniowe.

2. W skład systemu PMŚ wchodzą:

a) pomiary, oceny i prognozy stanu gleb, wody, powietrza, hałasu, promieniowania

jonizującego, odpadów i przyrody,

b) prognozy stanu gleb, wody i powietrza,
c) ocena hałasu, promieniowania jonizującego i odpadów,
d) systematyczne oceny danych statystycznych o środowisku.

3. Klasy bonitacyjne gleb określają:

a) jakość użytków rolnych w Polsce,
b) zróżnicowanie fizyczne gleb,
c) zróżnicowanie chemiczne gleb,
d) skład granulometryczny gleb.

4. Do czynników biotycznych zaliczamy:

a) klimat, wilgotność, ciśnienie atmosferyczne,
b) flora, fauna glebowa, skład granulometryczny gleb,
c) rośliny, zwierzęta, drobnoustroje,
d) wilgotność, stan gleby, skład ściółki leśnej.

5. Lokalizując punkty pomiarowe do prowadzenia lokalnego biomonitoringu gleb należy

brać pod uwagę:
a) typ gleby i stopień degradacji,
b) rodzaj roślinności, warstwy profilu glebowego,
c) faunę glebową, typ skały macierzystej,
d) żadna z odpowiedzi nie jest poprawna.

6. O glebach bardzo kwaśnych świadczy wartość pH:

a) = 6,0,
b) > 7,0,
c) = 9,0,
d) = 3,5.

7. Monitoring techniczny lasu bada:

a) stopień defoliacji drzew,
b) stężenie metali ciężkich,
c) biomasę wybranych gatunków zwierząt łownych,
d) odbarwienie aparatu asymilacyjnego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Przykładem biowskaźników gleb i lasów należą:

a) wilgotność gleby i porowatość,
b) drzewa i pH gleby,
c) porosty i fauna glebowa,
d) biegaczowate i wilgotność gleby.

9. Do metali ciężkich zanieczyszczających glebę należą:

a) Cd, Cu, Ni, Pb,
b) Cu, S, K, Mn,
c) Al., Na, N, O,
d) C, Ca, Cd, Pb.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ...............................................................................

Monitorowanie gleb i terenów leśnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź Punkty

1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 10 pytań o różnym stopniu trudności. Są to pytania: otwarte, z luką

i wielokrotnego wyboru.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedź. W przypadku pomyłki należy
błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź
prawidłową.

6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część – poziom

podstawowy, II część - poziom ponadpodstawowy.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

A –

Zestaw zadań testowych

I część

1. Frakcja spławialna gleby to:

a) próba gleby zawierająca 10% substancji organicznej,
b) zbiór ziaren gleby o najmniejszej średnicy,
c) próba gleby o wysokim pH,
d) zbiór ziaren gleby rozpuszczalny w wodzie.

2. Stopień defoliacji drzew określa się jako:

a) % opadłych gałęzi drzewa,

b) % wysokości pnia drzewa w stosunku do korony,

c) % występowania liści w koronie drzewa,

d) % braku ulistnienia w koronie drzewa.

3. Gleby średnio kwaśne mają wartość pH:

a) 6,1 – 6,5,

b) 5,1 - 6,0,

c) 4,6 – 5,0,

d) 4,1 – 4,5.

4. Do oznaczania fauny glebowej należy użyć:

a) lupy, klucza do rozpoznawania fauny glebowej,

b) mikroskopu, lejka i miseczki,

c) miseczki z wodą i spirytusu salicylowego,
d) wypłaszacza fauny i wody destylowanej.

5. Nazwij poszczególne poziomy profilu glebowego:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Cztery miejsca o przypuszczalnie, najbardziej zróżnicowanym stopniu degradacji gleby,

w których należy umieszczać punkty badawcze to:

a) łąka, brzeg jeziora, brzeg rzeki, las,
b) ruchliwa droga, las, łąka, okolica stacji paliw,
c) ruchliwa droga, tory kolejowe, okolica stacji paliw, w pobliżu warsztatu

samochodowego,

d) tory kolejowe, brzeg lasu, stacja paliw, zakład przemysłowy.

II część

7. Przemysł i komunikacja zanieczyszczają gleby ………………….…….………………..
…………………… Nawozy mineralne powodują skażenie gleb substancjami
…………………………………………………. Chemiczne środki ochrony roślin powodują
zatrucie ………………………….. glebowych.

8. Przedstaw schemat organizacyjny monitoringu gleb w Polsce

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Przedstaw na wykresie emisję SO

do atmosfery w poszczególnych latach:

1995 – emisja 8, 0 mg/m

2000 – emisja 5,4 mg/m

2003 – emisja 4,3 mg/m

10. Wykonaj wykres przedstawiający wskaźnik defoliacji drzewostanów w Polsce w latach
1999 – 2003 zakładając, że najniższy wskaźnik defoliacji był w roku 1999 i wynosił – 2,70,
a w kolejnych latach wzrastał o 0,05 rocznie.

1995

2000

2003

emisja

1999

2000

2003

defoliacja
drzewostanów

2001 2002

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ...............................................................................

Monitorowanie gleb i terenów leśnych

Zakreśl poprawną odpowiedź, wpisz brakujące części zdania lub wykonaj rysunek.

zadania

Odpowiedź Punktacja

1 a b c

2 a b c

3 a b c

4 a b c

6 a b c

………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Biuletyn monitoringu środowiska.
2. Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z.: Badania ekologiczno –

gleboznawcze. PWN 2004

3. Ekologiczne znaczenie gleby – materiały IX szkoły problemów dydaktyki chemii.

Sobieszewo, czerwiec 1995

4. Ciesielska Z., Marko-Worłowska M., Trzaska R.: Szkolny biomonitoring gleby. Zeszyt nr

2. FCEW, Krosno 2001

5. Faliński J.B., Przewodnik do długoterminowych badań ekologicznych. Vademecum

Geobotanicum. PWN Warszawa 2001

6. Faltynowicz W.: Monitoring powietrza – porosty jako biowskaźnik zanieczyszczenia.

Fundacja CEEW, Krosno 1994

7. Filipek T.: 2001. Przyrodnicze i antropogeniczne przyczyny oraz skutki zakwaszenia gleb.

Nawozy i Nawożenie. 3 (8), 5-26

8. Grochowicz E., Korytkowski J., Ochrona gleb. WSiP, Warszawa 1997
9. GUS: 2004., www.stat.gov.pl
10. Kowalak A.: Szkolny monitoring środowiska. FCEEW, Krosno 2001
11. Łopata K., Rudnik E., Nowak E.: Tajemnice gleby – Chroń swoje środowiska. WSiP,

Warszawa 1997

12. Lasy w Polsce 2004. Wyd. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych
13. Lenart W.: Zielona Polska. NFOŚiGW, Warszawa 2005
14. Lityński T., Jurkowska H., Gorlach E.: Analiza chemiczna, gleba i nawozy. PWN,

Warszawa 1976

15. Monitoring chemizmu gleb ornych Polski. IOŚ. Biblioteka Monitoringu Środowiska,

Warszawa 1999

16. Myślińska E.: Laboratoryjne badania gruntów. PWN, Warszawa 1998
17. Ostrowska A., Gawliński S., Szczubialko Z.: ,Metody analizy i oceny właściwości gleb

i roślin. IOŚ, Warszawa 1991

18. Raport o stanie środowiska w Wielkopolsce 2004. BIP, www.bip.gov.pl
19. Rocznik statystyczny. Ochrona Środowiska, GUS
20. Paschalis-Jakubowicz P.: Polskie leśnictwo w Unii Europejskiej. Centrum Informacyjne

Lasów Państwowych, Warszawa 2004

21. Stępczak A.: Ochrona i kształtowanie środowiska. WSiP, Warszawa 1995
22. Terelak H., Motowicka-Terelak T., Maliszewska Kordybach B., Pietruch Cz.: Monitoring

chemizmu gleb ornych Polski. Program badań i wyniki 1995-2000. Biblioteka
Monitoringu Środowiska, Warszawa 2002

23. Ustawa o Państwowej Inspekcji Środowiska

Internet: www.ibl.gov.pl; www. poznan.pios.gov.pl, www.bip.gov.pl