Embed Size (px)
Citation preview
Jerzy LechnioWydział Geografii i Studiów RegionalnychUniwersytet Warszawski00-927 Warszawaul. Krakowskie Przedmieście 30
HydroLogiczne warunki obiegu substancJi
w obrębie wariantów krajobrazu
Wprowadzenie
Obieg wody, obok dostawy i przepływu energii słonecznej, transformacji energii związanej z siłą ciążenia, działalności potoków grawitacyjnych i cyklu biologicznego, zaliczany jest przez T. Isaczenkę do grupy procesów decydujących o funkcjonowaniu krajobrazu (Richling, Solon 1993). Wielkość zasilania obszarowego oraz dynamika dystrybucji wody w systemie środowiska decydują bowiem o tempie transformacji cech biogeochemicznych i strukturalnych ekosystemów (Hesterberg 1998, Moldan et al. 1994).
Należy też zauważyć, że odpowiednio zestawione parametry charakteryzujące tempo obiegu wilgoci oraz efektywność jej wykorzystania przez systemy przyrodnicze są wartościami, które informują o stanie rozwoju i dynamice funkcjonowania systemów krajobrazowych (por. rozdz. 4 ).
Z punktu widzenia praktyki hydrologicznej, identyfikacja poszczególnych faz obiegu wody jest zadaniem metodycznie jednoznacznym i sprowadza się do ustalenia składowych bilansu wodnego zlewni, który można zapisać za pomocą równania:
ΔREHP ++=
gdzie: P – opad atmosferyczny, H – odpływ, E – parowanie terenowe, ΔR – zmiany poziomu retencji. Trudności pojawiają się w sytuacji obiektów otwartych hydraulicznie,
do których zaliczyć trzeba też warianty krajobrazu. W tym przypadku nie jest możliwe zastosowanie metody obszarowego bilansu wodnego ponieważ odpływ nie jest parametrem weryfikującym. Konieczne jest więc wykorzystanie metod pośrednich służących wyliczeniu pozostałych składowych równania, tj.: parowania terenowego oraz zmian poziomu retencji (Addiscot et al. 1995, Aggarwal 1995, Jhorar et Al. 2002).
Jak wiadomo, parowanie terenowe jest przede wszystkim utożsamiane z ewaporacją i transpiracją oraz intercepcją. Jego przebieg zależy głównie od czynników atmosferycznych, glebowo-wodnych i fizjologicznych, ale także od tych cech fizycznogeograficznych terenu, które wpływają na warunki dystrybucji energii słonecznej, właściwości aerodynamiczne podłoża itp. (Jaworski 1989).
Teoretycznie rzecz ujmując, metoda służąca oszacowaniu ewapotranspiracji
J. Lechnio96
obszarowej powinna, zależnie od specyfiki obiektu badań, uwzględniać rozkład przestrzenny wymienionych wyżej uwarunkowań środowiskowych. Jednocześnie musi ona oddawać sens fizyczny analizowanego procesu, odpowiednio do przewidywanego zastosowania uzyskanych wyników, wymaganej dokładności obliczeń oraz rodzaju i jakości posiadanych danych pomiarowych (Moldan et al. 1994).
Teren badań
Badaniami objęto obszar wokół PZM-P, w którego zasięgu wydzielono jednostki krajobrazowe rangi wariantu krajobrazu. Reprezentuje on typowe dla Nizin Środkowopolskich tereny o utrwalonym kierunku i strukturze użytkowania (Richling, Malinowska, Lechnio, ibidem, Lechnio - Użytkowanie terenu..., ibidem). Dominujące znaczenie mają tutaj użytki rolne (blisko 85 % powierzchni), a wśród nich grunty orne wykorzystywane pod uprawę zbóż i upraw okopowych. Stosunkowo mały areał przypada na użytki zielone (łąki i pastwiska) oraz powierzchnie leśne.
Ze względu na warunki hydrologiczne teren znajduje się w zasięgu ponad 20 różnego rzędu zlewni rzecznych (wliczając w to przyrzecze Wisły), wśród których największe znaczenie hydrologiczne odgrywają: Brzeźnica, Jeżówka, Mołtawa, Płonka, Raksa, Rosica, Skrwa Lewa, Skrwa Prawa, Słudwia, Słupianka i Wierzbica (Magnuszewski et al. 1992, Stachy 1986).
Należy podkreślić, że tylko nieliczne z wymienionych rzek były w przeszłości objęte kontrolą hydrometryczną, a i w tym przypadku dane są często fragmentaryczne i charakteryzują stosunkowo krótki okres.
Największą gęstością i częstością pomiarów charakteryzuje się dwudziestolecie 1965-1985. W okresie tym opady wahały się od 370, 385 i 398 mm do 883, 1048 i 975 mm, odpowiednio w części południowej, centralnej i północnej terenu.
Analizując średnie miesięczne wartości sum opadów, wyrażone w % sumy rocznej, uwidacznia się wyraźne maksimum letnie (czerwiec, lipiec). Minimum przypada zaś na okres wiosenny (marzec, kwiecień) oraz listopad, co świadczy niezbicie o jednorodności klimatycznej omawianego obszaru (Tabela 1).
Z kolei zróżnicowanie w regionalnym rozkładzie wysokości opadów, wyrażone jako odchylenie od średniej, wynosiło w analizowanym okresie 4% dla opadów minimalnych i 8% dla maksymalnych.
W tym samym okresie najniższe wartości średniego rocznego odpływu jednostkowego zanotowano w zlewni rzeki Słudwi (2,2 dm3/s km2), najwyższe w zlewni Skrwy Prawej (4,4 dm3/s km2) i Słupianki (4,3 dm3/s km2). Wartości przeciętne odpływu jednostkowego w pozostałych zlewniach układały się na poziomie od 2,6 do 3,8 dm3/s km2 (Magnuszewski et al. 1992, Stachy 1989).
Założenia, materiały i metody badawcze
Wychodząc z przesłanek sformułowanych we wstępie, postępowanie związane z wyznaczeniem składowych obiegu wody w obrębie wariantów krajobrazu przeprowadzono w następujących etapach:
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 97
Tabela 1. Rozkład procentowy średniej miesięcznej sumy opadu atmosferycznego (Magnuszewski et al. 1992)
Miesiąc Posterunek Mochowo
(część północna)
Posterunek Płock(część centralna)
Posterunek Żychlin(część południowa)
Listopad 6,15 5,91 6,31Grudzień 8,94 7,90 8,58Styczeń 7,74 6,66 6,61Luty 4,75 4,01 5,66Marzec 7,40 7,32 6,08Kwiecień 4,75 3,97 3,04Maj 6,68 10,42 11,51Czerwiec 14,34 14,30 14,16Lipiec 14,90 13,35 12,55Sierpień 8,83 11,74 11,47Wrzesień 8,15 7,81 7,76Październik 7,36 6,32 6,24
określenie niezbędnego zakresu parametryzacji obiegu wody,dobór formuły obliczeniowej służącej wyznaczeniu niezbędnych charakterystyk
hydrologicznych,ustalenie parametrów modelu,wyliczenie składowych bilansu wodnego.
Przyjęto, że podstawowe znaczenie należy przypisywać wyznaczeniu pionowych składowych obiegu wody. Charakterystyki te informują bowiem o termodynamicznej efektywności funkcjonowania krajobrazu (Müller et al. 2000, Müller 2005, Wagendorp et al. 2006). Ponadto są wykorzystywane jako podstawowe parametry w modelowaniu procesów biogeochemicznego obiegu substancji. Postępowanie takie powoduje konieczność operowania danymi dotyczącymi różnych przedziałów czasowych: od wartości średnich dobowych, do średnich rocznych i wieloletnich (Chow et al. 1988, Moldan et al. 1994, Soczyńska 1989).
Parowanie terenowe obliczono stosując metodę kombinowaną Penmana-Monteith’a. W przyjętym modelu ewapotranspiracja wyliczana jest z zależności operującej parowaniem potencjalnym eo (odnoszącym się do hipotetycznej powierzchni porośniętej trawą – Ryc. 1) i współczynnikiem korekcyjnym Kc (tzw. dual crop coefficient, jego interpretacja omówiona jest w dalszej części tekstu), pozwalającym na odniesienie uzyskanych wartości ewapotranspiracji do rzeczywistych warunków terenowych (Allen et al. 1998, Allen 2000), ze wzoru:
coKETET =
Ważne jest to, że konstrukcja modelu umożliwia ustalenie intensywności procesu ewapotranspiracji przez wyliczenie poszczególnych składowych parowania terenowego w postaci transpiracji i ewaporacji dla dowolnego typu fitocenoz oraz typu gleby i lokalizacji terenu w przestrzeni. Formuła ta uwzględnienia ponadto zmiany poziomu retencji glebowej oraz czynników
1)2)
3)4)
J. Lechnio98
meteorologicznych, glebowo-wodnych i fizjologicznych. Jej zaletą jest również fakt, że wykorzystuje ona stosunkowo niewielką liczbę parametrów, dając tym samym szerokie pole dla analiz krajobrazowych.
Przy tym metoda jest elastyczna i umożliwia obliczanie bilansu pionowego przepływu wody w różnych przedziałach czasu, a także charakteryzuje się bardzo dobrym poziomem wiarygodności uzyskanych wyników (Eitzinger 2001, Jensen et al. 1990), na co wskazuje m.in. porównanie wyników dla tzw. parowania potencjalnego dla powierzchni referencyjnej – Tabela 2.
Niezbędna parametryzacja warunków fizycznogeograficznych terenu dla potrzeb oceny dynamiki analizowanych procesów została przeprowadzona przy założeniu, że warianty krajobrazu (z racji sposobu ich delimitacji) zapewniają niskim poziomem anizotropowości atrybutów litologiczno-glebowych i ukształtowania. (por. rozdz. 3).
Ze względów metodycznych wynikających z zastosowania wspomnianej wyżej procedury obliczeniowej w stosunku do terenów użytkowanych rolniczo konieczne było uszczegółowienie informacji polegające na określeniu udziału określonych agrocenoz. Odpowiednie dane uzyskano z klasyfikacji zdjęć satelitarnych oraz interpretacji materiałów statystycznych (Lechnio - Użytkowanie terenu..., ibidem). Przyjęto przy tym, iż każdy z indywidualnych płatów charakteryzuje wykorzystanie typowe dla struktury upraw wynikającej z zestawień statystycznych sporządzanych przez gminne i powiatowe wydziały rolnictwa. Te same dane wykorzystano do określenia sezonowej zmienność kierunków wykorzystania terenu w kolejnych latach.
W przypadku obszarów leśnych oraz trwałych użytków zielonych założono, że dane opracowane na etapie delimitacji jednostek krajobrazowych nie wymagają uszczegółowienia. Charakterystykę wieku i składu gatunkowego oraz ocenę zwartości zbiorowisk leśnych określano na podstawie informacji zawartych w operatach urządzeniowych lasu. W przypadku braku danych niezbędne parametry uzupełniano wykorzystując techniki porównawcze, w tym z dziedziny interpretacji i klasyfikacji zdjęć satelitarnych (klasyfikacja nadzorowana, techniki spektralne – NDVI, veg. Index, analizy z zakresu GIS – m.in. analiza sąsiedztwa), które są omówione w odpowiednich rozdziałach niniejszej publikacji.
Po przeprowadzeniu parametryzacji użytkowania ziemi, uznano, że jednostki krajobrazowe spełniają wymogi stawiane dyskretyzacji cech fizycznogeograficznych terenu i mogą być traktowane jako quasi-jednorodne pola warunków parowania terenowego (Soczyńska 1989, 1990).
Obliczenia zostały wykonane zgodnie z zaleceniami zawartymi w instrukcji opublikowanej przez FAO (Allen et al. 1998). Zastosowana procedura jest zestawiona i opisana w Tabeli 3.
Z powodu braku komplementarnej do obserwacji parametrów meteorolo-gicznych serii pomiarów promieniowania krótkofalowego, niezbędne wartości wyliczono na podstawie oceny warunków nasłonecznienia, stosując sposób postępowania opisany w wytycznych do wyliczania parowania terenowego (Allen et al. 1998). Parametry „a” i „b” odnoszące się do wartości promieniowania docierającego do powierzchni terenu przyjęto za Podogrodzkim (1970, 1978).
Procedura określania ewapotranspiracji dla wariantów geokompleksów obejmowała sześć poniżej omówionych etapów.
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 99
1. Etap pierwszy
Polegał on na określeniu parowania potencjalnego ETo dla powierzchni wzorcowej (powierzchnia referencyjnej - Ryc. 1) ze wzoru (Allen at al. 1998):
Tabela 2. Porównanie metod obliczania parowania potencjalnego ETo (za Jensen et al. 1990)
Lokalizacja Strefa wilgotna Strefa sucha
Procedura obliczeniowa
Pozycja rankin-gowa
Błąd oszaco-
wania (%)
Błąd standar-dowy
Pozycja rankin-gowa
Błąd oszaco-
wania (%)
Błąd standar-dowy
Metody kombinowane - pośredniePenman–Monteith 1 +4 0.32 1 −1 0.49
FAO-24 Penman (cD1) 14 +29 0.93 6 +12 0.69
FAO-24 Penman (skorygowana)
19 +35 1.14 10 +18 1.1
FAO–PPP-17 Penman 4 +16 0.67 5 +6 0.68
Penman 1963 3 +14 0.60 7 −2 0.70 Penman 1963, VPD #3 6 +20 0.69 4 +6 0.67
1972 Kimberley Penman 8 +18 0.71 8 +6 0.73
1982 Kimberley Penman
7 +10 0.69 2 +3 0.54
Businger-van Bavel
16 +32 1.03 11 +11 1.12
Metody radiacyjnePriestley Taylor 5 −3 0.68 19 −27 1.89 FAO-Radiation 11 +22 0.79 3 +6 0.62
Metody termiczneJensen-Haise 12 −18 0.84 12 −12 1.13 Hargreaves 10 +25 0.79 13 −9 1.17 Turc 2 +5 0.56 18 −26 1.88 SCS Blaney-Crddle 15 +17 1.01 15 −16 1.29
FAO Blaney-Criddle
9 +16 0.79 9 0 0.76
Thornwaite 13 −4 0.86 20 −37 2.4 Metody ewaporometryczne – parowanie z powierzchni wody
Class A pan 20 +14 1.29 17 +21 1.54 Christiansen 18 −10 1.12 16 −6 1.41 FAO Class A 17 −5 1.09 14 +5 1.25
J. Lechnio100
gdzie objaśnienie symboli jak w Tabeli 3.W obliczeniach wykorzystano dane meteorologiczne pochodzące z pomiarów
wykonywanych w stacji Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych w Murzynowie, uznając, że zgodnie z prezentowanymi wyżej ustaleniami są one charakterystyczne dla terenu badań. Analiza objęła okres dziesięciolecia 1981-1990 (dane zawiera publikacja Danielak, Lenart 1992) oraz lata 2000-2004, kiedy prowadzono prace terenowe.
Wartość parowania referencyjnego obliczano dla 10-dniowego kroku czasowego, uznając, że zapewni to odpowiedni poziom szczegółowości wyników.
2.Etap drugi
Ze względu na konieczność oceny wpływu użytkowania na przebieg parowania terenowego, konieczne było określenie stadiów rozwojowych roślinności (początkowego, wzrostu, maksimum biomasy i dojrzałości - data, długość) dla poszczególnych agro- i fitocenoz. Wyznaczono je na podstawie danych fenologicznych (Tomaszewska et al. 1992) oraz oceny warunków termicznych, posiłkując się wytycznymi zawartymi w publikacji FAO Irrigation and Drainage Paper 56 (Allen et al. 1998). W tym celu, jak uprzednio, wykorzystano także dostępne obserwacje i dane pomiarowe ze stacji w Murzynowie oraz posterunku IMGW w Trzepowie. Orientacyjne, uśrednione wartości dla analizowanych okresów i terenu przedstawia Tabela 4.
Ryc. 1. Powierzchnia wzorcowa do obliczania parowania potencjalnego ETo (Allen At al. 1998 ). Objaśnienia symboli w Tabeli 3.
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 101
Tabela 3. Schemat do obliczenia parowania potencjalnego ETo (wg Allen et al. 1998)
Stacja Murzynowo (52°34’N 19°31’S, z=92 m n.p.m., wysokość pomiaru Z= 2 m: ϕ =52°34’N= 52�� 34���= 52�5�52�� 34���= 52�5�52�5� -średnia temperatura maksymalna (Tmax) = °C średnia temperatura minimalna (Tmin) = °C średnie ciśnienie pary wodnej (ea) = kPa
średnia prędkość wiatru dla wysokości 2 m
m�s
liczba godzin ze słońcem (n) = h/dzień średnia temperatura okresu aktualnego (Tm, i) = °C średnia temperatura okresu następnego (Tm, i+1) = °Cśrednia temperatura okresu poprzedzającego(Tm, i-1) = °C
obliczenia ETo
temperatura średnia Ts = [(Tmax ) + (Tmin )]�2 = °C wsp. kierunkowy krzywej ciśnienia pary wodnej
kPa�°C
Ciśnienie atm.
Stała psychrometryczna
wysokość = m
kPa
kPa�°C
(1 �� �.34 u2) = (1 �� rs�ra) - ∆ �[∆ �� γ (1 �� �.34u2)] = �.�39�[(�.�39 �� �.���4 (1.�8)] - γ �[∆ �� γ (1 �� �.34u2)] = �.�����[�.�39 �� �.���� (2��2)]�.�����[�.�39 �� �.���� (2��2)]�[�.�39 �� �.���� (2��2)] - 900/(Tmean �� 2�3) u2 = -
niedosyt ciśnienia pary wodnejTmax = °C e°(Tmax) = kPa
Tmin = °C kPa
prężność pary nasyconej es = (e°(Tmax) + e°(Tmin))�2 = kPa pomiar – prężność pary ea = kPa niedosyt (es - ea) = kPa
J. Lechnio102
Radiacjadzień roku J = (połowa okresu obl.) - szerokość geograficzna = (π �18�) 52�5�=��918 rad stała słoneczna Gsc=�.�82 MJ m-2
min-1
względna odl. kątowa Ziemia-Słońce
rad
deklinacja rad
wysokość kątowa słońca ω s = arccos [-tan (ϕ) tan (δ)] radsin(ϕ)sin(δ) =
cos(ϕ)cos(δ) =
radiacja słoneczna MJ m-2 dzień-1
Promieniowanie
krótkofalowe
as=0.17-0.225, bs=�.53-�.599
MJ m-2 dzień-1
radiacja dla czystego nieba dla n=N
Rso = (as+bs)Ra MJ m-2 dzień-1
- Rs�Rso = - Promieni. krótkofalowe Rns = �.��Rs MJ m-2
dzień-1
radiacja długofalowa netto: Rnl z σ = 4.9�3 1�-9 MJ K-4 m-2 dzień-1 i TK = T[°C] + 273.16temperatura max. Tmaxk =Tmax��2�3�1� Ktemperatura min. Tmink = Tmin��2�3�1� K
MJ m-2 dzień-1
MJ m-2 dzień-1
MJ m-2 dzień-1
Rn = Rns - Rnl MJm-2 dzień-1
Gmonth, i = 0.14 (Tmonth, i - Tmonth, i-1) MJ m-2 dzień-1
(Rn - G) = MJ m-2 dzień-1
�.4�8 (Rn - G) = mm�
dzień
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 103
ewapotranspiracja potencjalna z powierzchni wzorcowej (Ryc. 1)ewapotranspiracja z powierzchni pokrytej trawą (Ryc. 1)
mm�
dzień
3. Trzeci etap
Polegał na estymacji współczynników korekcyjnych Kc odpowiadających poszczególnym stadiom rozwojowym roślinności: początkowemu, dojrzałemu i końcowemu Odpowiednie dane przyjęto zgodnie z zaleceniami metody (Allen et al. 1998, Ryc. 2, Tabela 5).
Prezentowane wartości (Tabela 5) są pogrupowane ze względu na typ zbiorowiska (agrocenozy) oraz ich właściwości określające proporcje rozdziału (pionowego) strumienia wilgoci.
Aktualną wartość Kc wyznaczano zakładając, że zmiana zdolności ewapotranspiracji następuje w sposób linearny, a zatem kolejne wartości układają się proporcjonalnie pomiędzy wartością Kc ini i wartością Kc mid, co można zapisać wzorem:
)K(KL
)(LiKK cprevcnext
stage
prevcprevci −
−+= ∑
gdzie: i - numer dnia okresu wegetacyjnego (Li.. długość okresu wegetacyjnego),
Kc i - współczynnik odpowiadający stadium rozwoju w dniu i, Lstage - długość stadium rozwojowego uprawy (dni), Lprev - długość poprzedzającego okresu rozwojowego (dni).
4. Czwarty etap
Kolejny krok obliczeniowy polegał na określeniu współczynnika Ke, opisującego względną zmianę ewaporacji w stosunku do warunków powierzchni referencyjnej, w zależności od stopnia pokrycia terenu roślinnością, jej charakteru i typu podłoża.
Współczynniki ewaporacji Ke dla analizowanego typu gleby i litologii wyznaczono z zależności (Allen et al. 1998, Ryc. 3):
)Kf);K(Kmin(KK cmaxewcbcmaxre −=gdzie: Ke - współczynnik ewaporacji, Kcb - współczynnik transpiracji,
Kcmax - maksymalna wartość Kc odpowiadająca epizodom opadowym, Kr - bezwymiarowy współczynnik redukcyjny Ke zależny od stopnia wyczerpania wody dostępnej dla ewaporacji w powierzchniowej warstwie gleby, few - współczynnik określający udział nieosłoniętej powierzchni gleby, z której następuje ewaporacja:
J. Lechnio104
few=1-fc,gdzie:
gdzie: fc oznacza powierzchnię gleby osłoniętą przez roślinność [0-0.99], Kcb
współczynnik transpiracji, Kc min minimalna wartość Kc odpowiadająca glebie bez pokrycia [0.15 - 0.20],Kc max maksymalna wartość Kc bezpośrednio po opadzie, h średnia wysokość pokrycia terenu [m].
Zgodnie z tym co powiedziano, wyznaczenie wielkości ewaporacji wymagało określenia zapasu wody dostępnej dla procesu parowania z powierzchni gruntu:
TEW = 1000 (F FC - 0.5 F WP) Ze
gdzie:TEW – maksymalna ilość wody jaka może podlegać ewaporacji z powierzchniowej warstwy gleby [mm], F FC - polowa pojemność wodna powierzchniowej warstwy gleby [m3 m-3], F WP - pojemność wodna gleby odpowiadająca punktowi więdnięcia [m3 m-3], Ze - miąższość powierzchniowej warstwy gleby, z której może zachodzić ewaporacja [0.10-0.15m].
Ocena zapasu wody dostępnej dla ewaporacji uwzględniała dane litologiczne oraz charakterystykę wodną gleb w obrębie wydzielonych typów i wariantów terenu, które uzyskano w wyniku rozpoznania terenowego. Przedział wartości typowych dla poszczególnych utworów przedstawia Tabela 6.
Ryc. 2. Schemat ilustrujący zasadę ustalania wartości współczynnika Kc do wzoru na ewapotranspirację. Długość poszczególnych stadiów wegetacji wynika z danych zawartych w Tabeli 4, zaś wartości współczynnika Kc z Tabeli 5.
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 105
Tabela. 4. Stadia wegetacji wybranych upraw i drzewUprawa,
zbiorowisko Lini Ldev Lmid LlateDługość
wegetacjiOrientacyjny termin początku wegetacji
Kapusta 40 60 50 15 120-165 kwiecieńMarchew 20 30 50/
30 20 100 kwiecieńKalafior 35 50 40 15 140 kwiecieńSeler 25 40 45 15 125 kwiecieńSałata 20 30 15 10 75 kwiecieńCebula 30 55 55 40 180 marzec/kwiecieńRzodkiewka 5 15 15 5 40 kwiecieńPomidory 30 40 45 30 145 kwiecień/majOgórek 20 30 40 15 105 kwiecieńDynia 20 30 30 20 100 kwiecień/majCukinia 25 35 25 15 100 kwiecień/majWarzywa niskie (średnia) 25 40 40 20 125 kwiecień
Ziemniaki 30 35 50 30 145 połowa kwietnia
Buraki cukrowe 30 35 80 35 180 połowa kwietnia
Fasola, bób, groszek 15 25 35 15 90 kwiecieńSoczewica 20 30 60 40 150 kwiecieńGroch 15 25 35 15 90 kwiecieńLen 25 35 50 40 150 kwiecieńSłonecznik 25 35 45 25 130 kwiecieńJęczmień/owies/pszenica 20 25 60 30 135 kwiecień
Pszenica ozima, żyto 160 75 75 25 335
wrzesień/marzec/kwiecień
Zboża (niskie) 20 30 60 40 150 kwiecieńKukurydza (na ziarno) 30 40 50 50 170 kwiecień
Lucerna (cały sezon) 10 30 -- -- --
ostatnie -4°C wiosną do wystąpienia –4°C jesienią
Lucerna– pierwszy pokos
10 30 25 10 75 ostatnie -4°C wiosną
Lucerna– kolejne pokosy
5 10 10 5 30 lipiec5 20 10 10 45 sierpień/wrzesień
Trawy (pastwiska) 10 20 -- -- --
7 dni przed ostatnim -4oC wiosną do 7 dni po pierwszym –4oC jesienią
Sady 20 70 80 30 200 kwiecieńMokradła, torfowiska 10 30 90 60 210
marzec/kwiecień do pierwszych przymrozków
Drzewa liściaste 15 50 95 50 210 marzec/kwiecień
Objaśnienia do tabeli: L – długość określonego stadium rozwoju: ini- początkowe, dev – wzrost, mid – maksymalny poziom biomasy, late – dojrzałość.
J. Lechnio106
Tabela. 5. Wartości współczynnika Kc do wzoru Penman’a-Monteith’a oraz średnia z maksymalnych wysokość upraw w warunkach braku szkodliwego oddziaływania czynników zewnętrznych, przy prawidłowo prowadzonej uprawie, w klimacie umiarkowanie wilgotnym (rmin = 45%, u2 = 2 m/s)Uprawa Kc ini Kc mid Kc end Maks. wysokość (h) (m)
warzywa 0.7 1.05 0.95 n.d.kapusta 1.05 0.95 0.3marchwe 1.05 0.95 0.3kalafior 1.05 0.95 0.4seler 1.05 1.00 0.6sałata 1.00 0.95 0.3cebula 1.00 0.95 0.3szpinak 1.00 0.95 0.3rzodkiewka 0.90 0.85 0.3pomidory 1.15 0.70-0.90 0.6warzywa 0.5 1.00 0.80 n.d.ogórek 0.6 1.00 0.75 0.3dynia 1.00 0.80 0.4cukinia 0.95 0.75 0.3okopowe 0.5 1.10 0.95 n.d.burak ćwikłowy 1.05 0.95 0.4ziemniaki 1.15 0.754 0.6rzepa 1.10 0.95 0.6burak cukrowy 0.35 1.20 0.705 0.5strączkowe 0.4 1.15 0.55 n.d.groszek 0.5 1.05 0.90 0.4groch 0.4 1.15 0.35 0.4bób n.d.- spożywczy 0.5 1.15 1.10 0.8- na ziarno 0.5 1.15 0.30 0.8soczewica 1.10 0.30 0.5byliny (zimowy okres spoczynkowy, wiosną odsłonięta, nieporośnięta gleba, nierozłożone rosl.)
0.5 1.00 0.80 n.d.
mięta 0.60 1.15 1.10 0.6-0.8truskawki 0.40 0.85 0.75 0.2rośliny oleiste 0.35 1.15 0.35rzepak 1.0-1.15 0.35 0.6słonecznik 1.0-1.15 0.35 2.0zboża 0.3 1.15 0.4 n.d.jęczmień 1.15 0.25 1
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 107
owies 1.15 0.25 1pszenica jara 1.15 0.25-0.4 1pszenica ozima- przemarznięty grunt 0.4 1.15 0.25-0.4 1- grunt nie przemarznięty
0.7 1.15 0.25-0.4
kukurydza 1.20 0.60-0.35 2kukurydza spożywcza
1.15 1.05 1.5
proso 1.00 0.30 1.5paszowelucerna- średnie ze wszystkich pokosów
0.40 0.95 0.90 0.7
- pojedyncze pokosy 0.4014 1.20 1.15 0.7- na nasienie 0.40 0.50 0.50 0.7koniczyna- średnie ze wszystkich pokosów
0.40 0.90 0.85 0.6
- indywidualne pokosy
0.4014 1.15 1.10 0.6
trawy- średnie ze wszystkich pokosów
0.95 1.05 1.00 0.3
pastwiska- wypas rotacyjny 0.40 0.85-1.05 0.85 0.15-0.30- wypas ekstensywny
0.30 0.75 0.75 0.10
darń (torfowisko)- półrocze zimowe 0.90 0.95 0.95 0.10- półrocze letnie 0.80 0.85 0.85 0.10drzewa owocowe (sady)jabłonie, wiśnie, grusze- brak pokrycia terenu, przemarznięty grunt
0.45 0.95 0.70 4
- brak pokrcia trenu, nie przemarzniety grunt
0.60 0.95 0.75 4
- z pokryciem, przemarznięty grunt
0.50 1.20 0.95 4
- z pokryciem, nie przemarznięty grunt
0.80 1.20 0.85 4
morele, śliwy
J. Lechnio108
- brak pokrycia , przemarznięty grunt
0.45 0.90 0.65 3
- brak pokrycia , nie przemarznięty grunt
0.55 0.90 0.65 3
- z pokryciem, przemarznięty grunt
0.50 1.15 0.90 3
- z pokryciem, nie przemarznięty grunt
0.80 1.15 0.85 3
drzewa iglaste 0.7 0.65 0.65 10drzewa liściaste 0.15 0.7 0.15 10mokradłaroslinność wysoka, przemarznięty grunt
0.30 1.20 0.30 2
roślinność niska., 0.20 1.10 1.10 0.3roślinność bagienna, lustro wody
1.00 1.20 1.00 1-3
roslinność bagienna, brak stojącej wody
0.90 1.20 0.70 1-3
innewoda, < 2 m p.p.t. 1.05 1.05woda, > 5 m p.p.t. 0.65 1.25
Ryc. 3. Schemat do obliczania składowych ewapotranspiracji. Poszczególne symbole oznaczają: Tfw - transpiracja, Ei - ewaporacja, Dp,i – perkolacja, Roi – odpływ powierzchniowy, Ze – miąższość strefy odpowiadającej za ewaporację, Zr – miąższość strefy korzeniowej, Pi – opad, i – indeks określający kolejne kroki obliczeniowe. Pozostałe symbole są objaśnione w tekście.
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 109
Tabela 6. Charakterystyka pojemności wodnej wybranych utworów glebowych
Utwór
Parametry opisujące pojemność wodną wybranych utworów glebowych
θFC θWP (θFC- θWP)
zapas wody dostępnej dla ewaporacji
REW* TEW**(Ze = 100
mm) m3/m3 m3/m3 m3/m3 mm mm
piask luźny 0.07 - 0.17
0.02 - 0.07
0.05 - 0.11
2 - 7 6 - 12
piasekgliniasty
0.11 - 0.19
0.03 - 0.10
0.06 - 0.12
4 - 8 9 - 14
glina piaszczysta
0.18 - 0.28
0.06 - 0.16
0.11 - 0.15
6 - 10 15 - 20
glina 0.20 - 0.30
0.07 - 0.17
0.13 - 0.18
8 - 10 16 - 22
glina pylasta 0.22 - 0.36
0.09 - 0.21
0.13 - 0.19
8 - 11 18 - 25
pył 0.28 - 0.36
0.12 - 0.22
0.16 - 0.20
8 - 11 22 - 26
pył ilasty 0.30 - 0.37
0.17 - 0.24
0.13 - 0.18
8 - 11 22 - 27
ił pylasty 0-30 - 0.42
0.17 - 0.29
0.13 - 0.19
8 - 12 22 - 28
ił 0.32 - 0.40
0.20 - 0.24
0.12 - 0.20
8 - 12 22 - 29
*- REW oznacza łatwo dostępny, aktualny zapas ewaporacji (readily evaporated water)** - TEW oznacza całkowity zapas ewaporacji (total evaporated water)
Dla okresu zimowego, charakteryzującego się mniejszym dopływem energii do powierzchni gleby, a przez to limitującym przebieg ewaporacji, wartość TEW jest niższa. Dlatego w okresie tym, kiedy wartość ETo < 5 mm d-1, TEW jest określane z zależności (Allen et al. 1998):
Bezwymiarowy współczynnik redukcji ewaporacji, Kr, opisujący zmianę warunków przebiegu procesu parowania w stosunku do stanu pełnego uwodnienia powierzchniowej warstwy gleby wyznaczano z zależności (Allen et al. 1998):
J. Lechnio110
gdzie: Kr - współczynnik redukcyjny zależny od tempa ubytku wody dostępnej
dla ewaporacji z powierzchniowej warstwy gleby (Kr = 1 dla De, i-1 < REW), De,i-1 - głębokość wyczerpania wody dostępnej dla ewaporacji na początku poprzedzającego (i-1) kroku obliczeniowego [mm], TEW - maksymalny zapas wody dla ewaporacji tj. Kr = 0 (TEW = całkowity zapas ewaporacji) [mm], REW - skumulowana głębokość ewaporacji (wyczerpania) wody glebowej (REW -aktualny zapas ewaporacji) [mm].
5. Etap piąty
Ponieważ ewapotranspiracja zależy od proporcji udziału transpiracji i ewaporacji konieczne było przeprowadzenie oceny wspomnianych procesów poprzez wyznaczenie współczynników Kcb i Ke, przy czym Kc = Kcb + Ke, (Rysunek 4). Wartości wspomnianych współczynników były ustalane indywidualnie w stosunku do każdej jednostki rangi wariantu krajobrazu, zgodnie z wytycznymi zawartymi w instrukcji do obliczania parowania terenowego (Allen et al. 1998) oraz opisanym wyżej sposobem analizy użytkowania terenu.
Pozwoliło to na obliczenie proporcji udziału ewaporacji (E), transpiracji (T), a w konsekwencji perkolacji (Dp), zgodnie ze schematem przedstawionym na Ryc. 3.
6. Etap szósty
Ostatni etap polegał na obliczeniu wielkości ewapotranspiracji w odniesieniu do powierzchni wcześniej wydzielonych jednostek rangi wariantu krajobrazu z zależności:
∑ =
+=1i
ij,ij,ji )KeETo(KcbAET
gdzie: ET – ewapotranspiracja (mm) ETo- ewapotranspiracja z powierzchni wzorcowej (mm), Ke,i – współczynnik ewaporacji (-), Kcb,i – współczynnik transpiracji (-), Aj – udział powierzchni zajętej przez uprawę w obrębie jednostki rangi wariantu krajobrazu (0-1), i – oznacza kolejne przedziały (kroki) obliczeniowe, j – oznacza uprawę lub typ zbiorowiska zgodnie z przyjętym sposobem dyskretyzacji użytkowania.
Przy wyliczeniu wartości parowania terenowego uwzględniano ponadto wpływ deficytu wody na wielkość ewaporacji i transpiracji, w tym również kondycji roślinności limitujących przebieg wspomnianych procesów.
Zgodnie z zasadą obliczania parowania terenowego, którą ilustruje Ryc. 3, w przypadku jednostek krajobrazowych charakteryzujących się spadkiem przekraczającym 3% oraz cechami ukształtowania umożliwiającymi wystąpienie spływu po powierzchni, wprowadzano korektę opadu. Dotyczyła ona
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 111
wyłącznie sytuacji, w której poszczególne epizody opadowe miały odpowiednią intensywność, zapewniającą przebieg wspomnianego zjawiska, zaś cechy ukształtowania analizowanej jednostki nie zapewniały możliwości retencji całości wody opadowej. Parametr Ro,i (Ryc. 3) wyznaczano indywidualnie dla każdej jednostki krajobrazowej i kolejnych epizodów opadowych zgodnie z zasadą opisaną przez Dynowską et al. (1982) oraz Chow et al. (1988).
Wyniki działań opisanych w poszczególnych etapach zostały zestawione w formie arkuszy kalkulacyjnych charakteryzujących poszczególne warianty geokompleksów. Były podstawą wyznaczenia parametrów wykorzystywanych w modelowaniu procesów biogeochemicznych.
Wyniki
Zastosowana metoda obliczeniowa ewapotranspiracji pozwoliła na uzyskanie oceny intensywności procesu parowania terenowego w zakresie wartości średnich wieloletnich oraz krótkookresowych. Odnoszą się one do obserwowanego zróżnicowania jednostek krajobrazowych.
Względy praktyczne w zakresie parametryzacji procesów biogeochemicznych, omawiane w dalszej części niniejszej publikacji, zdecydowały, że uzyskane wyniki są prezentowane w układzie lat kalendarzowych nie zaś bilansowych okresów hydrologicznych. Biorąc pod uwagę, że niezależnie od długości okresu uśredniania wyników, wszystkie obliczenia w zakresie oceny parowania terenowego były wykonywane dla dobowego kroku czasowego, nie ma to zdaniem autora wpływu na wartość ocen merytorycznych.
Przyjęty sposób postępowania umożliwił precyzyjne wyznaczenie zarówno zapasu wody glebowej, jak i wielkości infiltracji poza strefę korzeniową – perkolacji, uwzględniając przy tym wpływ poziomu retencji glebowej na przebieg procesu parowania.
Biorąc pod uwagę wielkość wygenerowanej bazy danych, ze względów technicznych w niniejszym opracowaniu omówiono tylko wybrane wyniki, które ukazują najlepiej osiągnięte efekty oraz dokumentują materiał dyskutowany w innych rozdziałach.
Zgodnie z tym, co wcześniej powiedziano, referencyjnym okresem ocen długookresowych było dziesięciolecie 1981-1990. Rezultaty modelowania parowania potencjalnego w postaci sum miesięcznych przedstawia Ryc. 4.
Z uzyskanych danych wynika, że maksymalne wartości parowania potencjalnego występowały zazwyczaj w lipcu, przekraczając w 1983 roku 120 mm i odpowiadały okresowi pojawiania się najwyższych sum opadu. Wartości minimalne przypadają na grudzień 1983 roku, niezależnie od tego, że zasilanie opadami nie należało do najniższych (Ryc. 4 i 5). W przebiegu miesięcznych sum parowania potencjalnego, obok wpływu wysokości opadów wyraźnie zaznacza się więc oddziaływanie innych parametrów meteorologicznych. Świadczy o tym chociażby rozkład parowania w miesiącu wrześniu, objawiający się dysproporcją pomiędzy wysokością parowania i opadu. Podobna prawidłowość występuje w przypadku miesięcy wczesnowiosennych i jesiennych.
Podobnie duże zróżnicowanie dotyczy kolejnych miesięcy poszczególnych lat. Największe dysproporcje mają miejsce w grudniu, a rozbieżność pomiędzy
J. Lechnio112
najniższą i najwyższą wartością parowania potencjalnego jest sześciokrotna.Sumy roczne parowania potencjalnego dla analizowanego okresu układają
się w przedziale od około 550 mm w roku 1987, do blisko 700 mm w roku 1990.
Należy podkreślić, że wartości te są zbliżone do tych, które otrzymali inni autorzy dla terenu Polski (Jaworski 1989), chociaż niewątpliwie ma na nie wpływ długość okresu uśredniania, a także reprezentatywność analizowanego dziesięciolecia i stacji meteorologicznej .
Wyżej zarysowane prawidłowości jeszcze pełniej uwidaczniają się w przypadku parowania terenowego (Tabela 7). Ze względu na przyjęty sposób dyskretyzacji cech fizycznogeograficznych obszaru, w pierwszej kolejności zestawione są one w odniesieniu do głównych typów użytkowania, odpowiadających występującemu zróżnicowaniu agro i fitocenoz. Ujmują ponadto dane opisujące zmienność warunków i intensywności perkolacji oraz korespondujących z wymienionymi parametrami bilansowych wartości retencji glebowej.
Ryc. 4. Rozkład miesięcznych sum parowania potencjalnego w dziesięcioleciu 1981-1990
Z załączonego zestawienia wynika, że najniższe wartości parowania tere-nowego charakteryzują uprawy warzyw i roślin okopowych, na glebach wytworzonych z utworów piaszczystych. Układają się one dla poszczególnych lat w zakresie od 230 do ponad 350 mm. Najwyższe parowanie notowane jest w przypadku lasów oraz sadów z towarzyszącą uprawą w formie łąk wielokośnych, roślin motylkowych lub innych roślin paszowych na zielonkę na glebach wytworzonych z glin ciężkich oraz utworów ilastych i pylastych. Wartości
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 113
Ryc. 5. Miesięczne sumy opadów w dziesięcioleciu 1981-1990
parowania wahają się tutaj od około 380 do blisko 540 mm na rok. Należy przy tym zauważyć, że wartości ekstremalne ewapotranspiracji nie odpowiadają okresowi występowania korespondujących z nimi minimalnych i maksymalnych wartości opadu, lecz w zależności od specyfiki termicznej i wilgotnościowej oraz sytuacji anemologicznej roku, osiągane są głównie poprzez zwiększenie deficytu wody glebowej. Sytuacja taka ma miejsce m.in. w latach 1982-84 oraz 1987-90. Wynika stąd, że minimalne wartości parowania występują po osiągnięciu lokalnego maksimum ewapotranspiracji, kiedy jednocześnie występują stosunkowo niskie opady i zaznacza się zmniejszenie zapasu wilgoci glebowej.
Wpływ tego mechanizmu w mniejszym stopniu dotyczy terenów chara-kteryzujących się małą pojemnością wodną, gdzie szybciej przebiega proces uzupełniania deficytów retencji glebowej. Zauważane jest to przeważnie w przypadku obszarów wykorzystywanych rolniczo, kiedy szczyt ewapotranspiracji przypada na miesiące wiosenne i letnie, a więc opady wiosenne i woda pochodząca z topnienia śniegu mogą uzupełnić deficyt wilgoci glebowej z poprzedniego okresu.
Omówione wyżej zależności są dobrze zilustrowane na przykładowych wykresach ukazujących przebieg sum rocznych opadu, parowania, perkolacji i zapasu wody glebowej lasów (w grupie wiekowej 20-40 lat) (Ryc. 6) oraz upraw zbożowych (Ryc. 7).
Zamieszczone wykresy uwidaczniają, że opisany wcześniej mechanizm, w zależności od charakteru pokrycia terenu i litologii, w pierwszej kolejności wpływa na amplitudę zmian proporcji poszczególnych składowych bilansu wodnego, aprzezto dynamikę wieloletniego cyklu odbudowy retencji glebowej. W analizowanym dziesięcioleciu zaznaczają się dwa takie okresy, z maksimum w 1983 i 1989 roku.
J. Lechnio114Ta
bela
7. B
ilan
s ob
iegu
wilg
oci w
ybra
nyc
h t
ypów
pok
ryci
a te
ren
u i
utw
orów
gle
bow
ych
Utw
órU
żytk
o-w
anie
Para
-m
etr
Rok
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1981
- 90
1
23
45
67
89
1011
1213
14
piasek lużny
zboż
aE
T30
4,6
270,
235
6,4
349,
431
3,3
380,
037
0,2
377,
733
7,7
312,
333
7,2
q21
3,5
120,
115
0,4
175,
620
0,8
159,
923
2,5
126,
058
,511
9,6
155,
7D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
0-0
,2-0
,1
ziem
nia
ki
(oko
pow
e)
ET
301,
223
0,0
309,
229
5,5
317,
732
1,0
352,
431
7,3
298,
128
5,5
302,
8q
216,
716
1,3
197,
622
9,4
195,
821
8,9
249,
918
6,4
98,2
148,
519
0,3
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
bura
ki
cukr
owe
ET
375,
029
0,8
385,
737
1,8
382,
237
5,6
404,
739
3,0
341,
834
9,2
367,
0q
142,
710
0,5
121,
115
3,1
131,
916
4,3
196,
611
0,7
54,5
83,3
125,
9D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
0-0
,2-0
,1
mot
ylko
we
ET
356,
327
2,4
367,
335
0,7
349,
738
6,6
390,
934
7,0
339,
232
0,7
348,
1q
161,
411
8,9
139,
517
4,2
164,
415
3,1
210,
415
6,7
57,1
111,
814
4,8
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
śr. E
T za
siew
y i o
kopo
we
339,
428
4,9
378,
136
7,5
347,
239
7,6
398,
939
1,0
355,
233
4,2
359,
4
łąki
i pa
stw
iska
ET
358,
030
4,2
391,
237
1,5
350,
939
9,1
404,
135
5,3
336,
935
1,8
362,
3q
159,
787
,111
5,6
153,
415
9,9
140,
419
4,8
148,
659
,480
,713
0,0
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
war
zyw
aE
T31
8,2
252,
333
7,4
299,
130
5,9
332,
433
4,1
329,
031
0,6
294,
931
1,4
q19
9,5
139,
016
9,4
225,
720
8,2
207,
526
1,2
174,
585
,713
7,7
180,
8D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
0-0
,2-0
,1
sady
ET
405,
934
7,8
425,
242
2,3
416,
546
2,4
471,
042
4,1
390,
638
0,5
414,
6q
101,
865
,566
,895
,396
,882
,012
5,8
71,7
25,2
32,4
76,3
Dr,
end
0,0
-22,
0-7
,2-0
,30,
0-4
,50,
00,
0-1
9,6
-0,1
-5,4
lasy
igla
ste
ET
436,
640
4,0
460,
542
9,5
419,
251
2,1
441,
644
9,0
426,
040
1,8
438,
0q
83,6
36,1
32,3
56,1
91,6
68,4
117,
057
,813
,80,
055
,7D
r,en
d-0
,5-4
9,3
-37,
4-0
,30,
0-4
0,6
0,0
-8,0
-51,
5-2
0,8
-20,
8
lasy
liśc
iast
eE
T42
7,0
377,
145
1,1
425,
842
0,1
483,
742
1,6
446,
841
9,9
400,
542
7,4
q90
,258
,642
,262
,393
,590
,114
1,4
58,1
22,7
0,0
65,9
Dr,
end
-0,5
-44,
9-3
1,4
-0,3
0,0
-33,
90,
0-6
,1-4
7,4
-15,
5-1
8,0
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 115
1
23
45
67
89
1011
1213
14
piasek gliniasty
zboż
aE
T33
4,4
310,
239
1,7
371,
434
7,5
412,
738
8,6
407,
036
2,6
357,
236
8,3
q18
3,3
80,1
111,
115
3,6
166,
612
7,2
212,
796
,739
,970
,912
4,2
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
-6,2
-0,2
-0,7
ziem
nia
ki
(oko
pow
e)
ET
316,
925
1,0
320,
132
4,8
325,
733
8,5
362,
534
7,7
309,
230
4,0
320,
0q
200,
814
0,3
182,
720
0,1
188,
420
1,4
239,
315
6,0
87,0
124,
117
2,0
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
bura
ki
cukr
owe
ET
403,
532
0,8
412,
540
9,3
407,
039
9,5
415,
442
3,7
369,
037
3,6
393,
4q
114,
282
,890
,311
5,6
107,
214
1,1
185,
980
,042
,154
,510
1,4
Dr,
end
0,0
-12,
30,
0-0
,40,
00,
00,
00,
0-1
4,9
-0,2
-2,8
mot
ylko
we
ET
373,
229
6,6
382,
937
9,6
364,
841
1,5
401,
337
3,4
347,
933
5,7
366,
7q
144,
594
,712
3,9
145,
314
9,3
128,
319
9,4
130,
347
,691
,512
5,5
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
śr. E
T za
siew
y i o
kopo
we
367,
132
1,5
408,
439
4,6
376,
142
8,2
415,
342
2,1
377,
537
1,7
388,
3
łąki
i pa
stw
iska
ET
375,
032
4,7
408,
140
6,1
369,
442
2,5
418,
438
7,3
352,
036
2,7
382,
6q
142,
766
,698
,711
8,7
142,
111
7,4
180,
711
6,4
44,3
68,2
109,
6D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
00,
00,
0
upr
awy
ogro
dow
e
ET
338,
627
6,1
354,
733
0,6
323,
335
0,1
341,
535
6,5
330,
031
5,9
331,
7q
179,
111
5,2
152,
119
4,2
190,
818
9,8
259,
814
6,9
66,3
116,
716
1,1
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
Sad
y i
tow
arzy
sząc
e im
upr
awy
ET
449,
938
9,1
462,
246
0,3
450,
549
7,6
474,
646
6,4
432,
939
5,3
447,
9q
67,8
63,9
27,6
28,2
62,2
72,9
87,8
56,5
0,1
0,0
46,7
Dr,
end
0,0
-61,
7-4
4,8
-8,8
-8,2
-38,
80,
0-2
4,2
-61,
0-2
3,9
-27,
1
lasy
igla
ste
ET
474,
545
9,4
491,
444
2,1
429,
553
2,1
446,
247
9,0
465,
539
7,8
461,
8q
63,3
13,8
0,0
0,0
77,1
68,2
94,7
55,8
0,0
0,0
37,3
Dr,
end
-20,
1-1
02,0
-86,
6-4
,20,
0-6
0,4
0,0
-36,
0-1
05,3
-70,
7-4
8,5
lasy
liśc
iast
eE
T46
8,7
428,
248
9,2
442,
043
5,7
501,
642
4,5
474,
646
2,4
394,
545
2,1
q70
,635
,20,
05,
579
,892
,511
8,2
56,1
0,0
0,0
45,8
Dr,
end
-22,
2-9
4,3
-76,
7-0
,30,
0-5
4,2
0,0
-31,
9-9
8,1
-60,
2-4
3,8
Cd.
Tab
ela
7
J. Lechnio116
1
23
45
67
89
1011
1213
14
glina piaszczysta / piasek gliniasty mocny
Zboż
aE
T36
1,0
335,
540
9,3
378,
736
6,8
433,
639
4,9
420,
538
0,2
379,
438
6,0
q15
6,7
75,7
84,5
143,
214
7,3
106,
320
4,0
83,2
38,2
41,2
108,
0D
r,en
d0,
0-2
0,7
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
-22,
1-0
,2-4
,3
ziem
nia
ki
(oko
pow
e)
ET
334,
026
5,5
324,
433
9,8
327,
635
2,1
371,
136
3,1
317,
731
4,2
331,
0q
183,
712
5,8
169,
418
5,2
186,
518
7,8
226,
414
0,6
78,6
106,
415
9,0
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
bura
ki
cukr
owe
ET
426,
734
2,4
427,
542
6,2
422,
441
5,1
416,
844
0,9
388,
038
9,8
409,
6q
91,0
81,3
78,7
95,7
91,7
140,
418
0,5
62,8
40,4
30,8
89,3
Dr,
end
0,0
-32,
4-1
2,4
-0,4
0,0
-15,
90,
00,
0-3
2,2
-0,2
-9,4
mot
ylko
we
ET
388,
831
1,0
391,
639
3,4
374,
942
2,9
411,
338
9,3
358,
134
1,5
378,
3q
128,
980
,311
5,2
128,
513
9,2
117,
018
5,4
114,
437
,478
,211
2,5
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
śr. E
T za
siew
y i o
kopo
we
392,
134
4,9
423,
740
5,4
392,
544
7,5
422,
543
7,5
394,
039
0,6
405,
1
łąki
i pa
stw
iska
ET
389,
433
6,8
417,
542
3,2
381,
243
2,2
425,
740
7,9
362,
537
2,1
394,
9q
128,
354
,589
,310
1,7
130,
610
7,7
173,
595
,833
,858
,897
,4D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
00,
00,
0
upr
awy
ogro
dow
e
ET
354,
929
1,4
362,
934
6,1
332,
336
4,2
343,
336
6,6
342,
432
8,4
343,
3q
162,
899
,914
3,9
178,
818
1,8
175,
725
8,0
136,
953
,910
4,2
149,
6D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
0-0
,2-0
,1S
ady
owar
zysz
ące
im u
praw
y
ET
468,
641
7,6
484,
947
5,7
464,
251
9,9
475,
449
2,1
437,
139
0,4
462,
6q
65,2
46,4
0,0
0,0
15,2
63,6
65,1
54,7
0,0
0,0
31,0
Dr,
end
-16,
1-8
8,8
-66,
9-1
8,1
-17,
2-6
0,8
0,0
-48,
0-8
8,8
-46,
7-4
5,1
lasy
igla
ste
ET
478,
949
1,6
492,
144
1,5
432,
253
3,0
446,
748
0,1
499,
739
5,8
469,
2q
60,3
9,7
0,0
0,0
48,1
68,3
94,2
54,5
0,0
0,0
33,5
Dr,
end
-21,
5-1
31,5
-116
,8-3
3,8
0,0
-61,
40,
0-3
5,8
-139
,2-1
02,6
-64,
3
lasy
liśc
iast
eE
T47
9,4
459,
548
7,0
448,
043
6,3
501,
342
4,0
478,
849
0,8
393,
545
9,9
q64
,629
,70,
00,
051
,092
,511
9,1
54,3
0,0
0,0
41,1
Dr,
end
-26,
7-1
24,6
-104
,8-2
8,3
0,0
-53,
80,
0-3
4,2
-128
,7-8
9,8
-59,
1
Cd.
Tab
ela
7
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 117
1
23
45
67
89
1011
1213
14
glina średnia
zboż
aE
T37
8,9
358,
443
4,6
381,
538
7,6
450,
739
7,2
427,
440
0,7
406,
840
2,4
q13
8,8
74,7
61,0
131,
512
6,5
100,
419
2,1
76,3
37,4
18,6
95,7
Dr,
end
0,0
-42,
6-1
3,8
-0,4
0,0
-11,
20,
00,
0-4
1,8
-14,
0-1
2,4
ziem
nia
ki
(oko
pow
e)
ET
339,
127
9,7
334,
034
8,3
331,
836
3,8
377,
037
4,9
329,
332
6,0
340,
4q
178,
611
1,6
147,
816
4,7
182,
317
6,1
212,
511
6,8
66,9
85,6
144,
3D
r,en
d0,
00,
00,
0-0
,40,
00,
00,
00,
00,
0-0
,2-0
,1
bura
ki
cukr
owe
ET
449,
136
7,0
450,
244
3,4
440,
543
7,9
416,
946
5,3
413,
241
2,0
429,
6q
68,6
80,1
65,6
69,5
74,0
138,
617
2,4
54,8
39,5
19,8
78,3
Dr,
end
0,0
-55,
9-3
4,1
-0,4
-0,3
-36,
60,
0-1
6,4
-56,
4-2
0,4
-22,
1
mot
ylko
we
ET
402,
132
4,4
403,
140
7,6
387,
843
3,1
421,
540
6,8
371,
035
1,5
390,
9q
115,
669
,910
3,7
105,
312
6,3
106,
816
7,2
96,9
24,9
59,8
97,6
Dr,
end
0,0
-3,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,4
-0,2
-0,4
śr. E
T za
siew
y i o
kopo
we
409,
136
6,7
446,
141
2,4
410,
846
4,5
426,
444
8,9
413,
941
4,4
421,
3
łąki
i pa
stw
iska
ET
403,
635
0,9
430,
143
8,9
395,
444
3,6
432,
042
5,2
376,
338
5,2
408,
1q
114,
142
,574
,686
,011
6,6
96,3
167,
278
,522
,443
,384
,2D
r,en
d0,
0-2
,10,
0-0
,40,
00,
00,
00,
0-2
,40,
0-0
,5
upr
awy
ogro
dow
e
ET
380,
530
5,4
375,
735
8,4
343,
637
7,3
344,
237
9,8
357,
034
2,7
356,
5q
137,
287
,212
9,0
166,
517
0,5
162,
625
7,1
123,
841
,287
,913
6,3
Dr,
end
0,0
-1,3
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
-1,9
-0,2
-0,4
Sad
y i
tow
arzy
sząc
e im
upr
awy
ET
483,
845
3,3
484,
647
4,5
462,
954
6,4
475,
052
3,5
444,
838
5,8
473,
5q
63,1
32,5
0,0
0,0
50,4
63,3
38,6
53,9
0,0
0,0
30,2
Dr,
end
-29,
2-1
23,7
-101
,5-5
1,5
-17,
8-8
7,7
0,0
-78,
6-1
27,2
-80,
6-6
9,8
lasy
igla
ste
ET
481,
450
2,4
507,
144
2,8
433,
953
2,0
447,
648
2,7
536,
640
4,6
477,
1q
60,1
6,4
0,0
0,0
20,3
68,3
93,3
53,7
0,0
0,0
30,2
Dr,
end
-23,
8-1
41,3
-141
,6-5
9,9
0,0
-60,
40,
0-3
7,6
-177
,9-1
50,1
-79,
3
lasy
liśc
iast
eE
T48
2,4
492,
249
7,3
449,
443
7,6
500,
742
4,3
481,
052
4,4
401,
446
9,1
q62
,528
,40,
00,
04,
392
,911
8,9
53,5
0,0
0,0
36,1
Dr,
end
-27,
4-1
56,8
-147
,3-7
2,2
0,0
-53,
70,
0-3
5,7
-163
,8-1
32,8
-79,
0
Cd.
Tab
ela
7
J. Lechnio118
1
23
45
67
89
1011
1213
14
glina ciężka
zboż
aE
T39
0,6
370,
544
9,7
382,
940
7,8
453,
939
8,4
431,
941
1,7
426,
341
2,4
q12
7,1
72,6
51,5
142,
910
6,3
101,
519
1,2
71,8
35,0
11,9
91,2
Dr,
end
0,0
-52,
3-2
6,4
-3,4
0,0
-15,
50,
00,
0-5
0,4
-30,
8-1
7,9
ziem
nia
ki
(oko
pow
e)
ET
346,
129
2,2
352,
336
0,8
340,
537
0,7
381,
238
4,0
336,
833
6,9
350,
2q
171,
699
,112
2,5
146,
117
3,6
169,
220
4,3
101,
759
,570
,713
1,8
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
bura
ki
cukr
owe
ET
460,
738
5,6
464,
945
0,6
444,
647
2,7
434,
948
1,3
430,
042
7,7
445,
3q
60,0
75,5
56,7
59,2
71,7
112,
115
0,4
53,1
36,8
11,5
68,7
Dr,
end
3,0
-69,
8-4
6,9
-3,4
-3,2
-48,
10,
0-3
0,7
-70,
5-3
1,8
-30,
1
mot
ylko
we
ET
411,
333
3,3
411,
141
4,2
396,
243
7,0
428,
241
6,0
379,
335
8,4
398,
5q
106,
467
,763
,792
,711
7,9
102,
917
2,9
87,7
22,8
47,3
88,2
Dr,
end
0,0
-9,7
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
-6,7
-0,2
-1,7
śr. E
T za
siew
y i o
kopo
we
420,
537
9,8
461,
441
6,8
427,
347
1,6
430,
745
6,3
425,
343
1,6
432,
1
łąki
i pa
stw
iska
ET
415,
636
0,7
438,
444
5,3
401,
544
9,5
432,
943
6,9
385,
639
5,2
416,
2q
102,
140
,363
,674
,610
9,8
92,9
163,
666
,820
,226
,276
,0D
r,en
d0,
0-9
,7-4
,9-0
,40,
0-2
,60,
00,
0-9
,50,
0-2
,7
upr
awy
ogro
dow
e
ET
363,
030
9,9
374,
836
0,7
344,
137
8,6
341,
838
4,6
357,
834
5,7
356,
1q
154,
781
,412
2,3
164,
217
0,0
161,
325
9,5
118,
938
,586
,913
5,8
Dr,
end
0,0
0,0
0,0
-0,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-0,2
-0,1
Sad
y i
tow
arzy
sząc
e im
upr
awy
ET
490,
547
5,8
485,
747
1,9
462,
755
7,0
475,
854
1,9
451,
138
6,8
479,
9q
59,9
26,8
0,0
0,0
0,0
63,6
25,8
52,2
0,0
0,0
22,8
Dr,
end
-32,
7-1
44,0
-122
,9-7
0,3
-18,
9-9
9,6
0,0
-95,
3-1
50,1
-104
,5-8
3,8
lasy
liśc
iast
eE
T48
5,6
492,
852
2,1
449,
543
7,5
498,
842
2,3
484,
853
8,0
413,
947
4,5
q59
,925
,80,
00,
00,
075
,112
1,5
51,9
0,0
0,0
33,4
Dr,
end
-28,
0-1
55,2
-170
,5-9
5,5
-18,
9-5
3,0
0,0
-37,
9-1
79,6
-161
,1-9
0,0
Cd.
Tab
ela
7
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 119
Ryc. 6. Składowe bilansu wodnego lasów liściastych w dziesięcioleciu 1981-1990 w zależności od warunków litologicznych siedliska
J. Lechnio120
•
Ryc. 7. Składowe bilansu wodnego upraw zbożowych w dziesięcioleciu 1981-1990 w zależności od warunków litologicznych siedliska
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 121
Ogólne prawidłowości dziesięciolecia potwierdzają również rozkłady sum dobowych rocznego cyklu parowania. Jak poprzednio zaznacza się wyraźnie okres wegetacyjny (Ryc. 8). Najwyższe wartości sum dobowych, przekraczające 6 mm w przypadku lasów iglastych, pojawiają się w okresie późnowiosennym i na początku lata, chociaż, jak pamiętamy, maksymalne wartości sum miesięcznych występują w lipcu i sierpniu. Minima przypadających na miesiące zimowe, w tym szczególnie grudzień.
Ocena parowania dla poszczególnych typów użytkowania i warunków litologiczno glebowych, rozpatrywana w dziesięcioleciu 1981-1990 oraz w latach 2000-2004, pozwoliła ponadto na przeprowadzenie analizy przestrzennego rozkładu warunków hydrologicznych obiegu substancji w obrębie wariantów krajobrazu (Richling, Malinowska, Lechnio, ibidem).
Średnie wieloletnie z rocznych sum parowania terenowego zmieniają się od 180 do 490 mm, a przeciętnie dla terenu badań osiągają niespełna 400 mm (Ryc. 9 i 10, Zał. 10). W 25% przypadków suma roczna nie przekracza 385 mm, a 75% jednostek charakteryzuje parowanie niższe od 420 mm na rok. Obszary użytkowane rolniczo (z przewagą gruntów ornych) bądź z częściowym udziałem gruntów ornych i trwałych użytków zielonych (wariant 3, 4 i 5) charakteryzuje największa rozpiętość obserwowanych wysokości parowania. Układają się one w przedziale od około 300 do 480 mm, przy czym maksymalne zróżnicowanie dotyczy gruntów ornych i wariantów rolniczo-leśnych. Największa spójność obserwowana jest z kolei w obrębie trwałych użytków zielonych Największa spójność obserwowana jest z kolei dla trwałych użytków zielonych, gdzie parowanie osiąga wartości od ok. 360 do niespełna 420 mm, co wskazuje na oddziaływanie czynników fizycznogeograficznych.
<= � (�;1�] (1�;2�] (2�;3�] (3�;4�] (4�;5�] (5�;��] (��;��] (��;8�] (8�;9�] > 9� -1 � 1 2 3 4 5 � � 8
WARIANT
15�
2��
25�
3��
35�
4��
45�
5��
55�
ETc (mm)
Ryc. 9. Wykres rozrzutu liczebności parowania terenowego w obrębie wariantów krajobrazu (tereny: 1 – rolnicze, 2 – leśne, 3 – łąkowe, 4- rolniczo-leśne, 5- rolniczo-łąkowe, 6 – leśno-łąkowe, 0 i 7 – tereny zabudowane i nieużytki)
J. Lechnio122
a
b
c
Ryc. 8. Przebieg dobowych sum ewapotranspiracji lasów liściastych na glinie lekkiej w a) 2002 i b) 2003 oraz lasów iglastych na piasku luźnym c) w 2001 roku (linia ciągła –ewapotranspiracja, słupki – opad)
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 123
W przypadku obszarów leśnych zaznacza się koncentracja wartości w przedziale 420 – 480 mm/rok. Wydaje się, że ma na to wpływ stosunkowo małe zróżnicowanie warunków siedliskowych oraz duża jednorodność gatunkowa i wiekowa drzewostanów. Zdarzają się jednak powierzchnie leśne, na których parowanie nie przekracza 350 mm/rok. Związane są one z terenami zajętymi przez młodniki bądź szkółki lub wyręby, które są zlokalizowane w strefie występowania gleb wytworzonych z piasków, z głęboko występującym poziomem wód gruntowych.
W następstwie wykonanych obliczeń możliwe było ustalenie wysokości odpływu wód poza strefę saturacji. Jak uprzednio, wyznaczono średnie sum rocznych w dziesięcioleciu 1981-1990 oraz sumy roczne z wartości dobowych dla okresu, w którym prowadzono badania polowe. Ich wyniki przedstawione są na przykładzie dwóch map prezentujących odpływ w układzie wariantów krajobrazu (Zał. 11 i 12). Charakterystykę rozkładu wartości średnich wielo-letnich prezentuje Ryc. 10.
Należy wyjaśnić, że użyte jednostki w postaci (m3ha-1rok-1) wynikają z potrzeby zastosowania wyników niniejszych obliczeń w modelowaniu m.in. procesów zakwaszania, które są omówione w kolejnych rozdziałach. Zwróćmy jednak uwagę, że jednostki te można w łatwy sposób transponować w powszechnie używane (mm rok-1) dzieląc pierwszą z jednostek przez 10.
Zamieszczone przykłady są w uproszczeniu lustrzanym odbiciem mapy rocznych sum parowania. Minimalne wartości układają się poniżej 30 mm rok-1, zaś maksymalne przekraczają 200 mm rok-1 i związane są z terenami miejskimi. Przy tym średnia wartości z wielolecia dla terenu badań wynosi około 90 mm/rok (Ryc. 10).
(�;5] (5;1�] (1�;15] (15;2�] (2�;25] (25;3�] (3�;35] (35;4�] (4�;45] (45;5�] > 5� � 2 4 � 8 1� 12 14 1�
TYP
15�
2��
25�
3��
35�
4��
45�
5��
55�
ETc (mm)
Ryc. 10. Wykres rozrzutu liczebności perkolacji (Qw mm/rok) w obrębie wariantów krajobrazu. Średnie z sum rocznych w latach 1981-1990. (tereny: 1 – rolnicze, 2 – leśne, 3 – łąkowe, 4- rolniczo-leśne, 5- rolniczo-łąkowe, 6 – leśno-łąkowe, 0 i 7 – tereny zabudowane i nieużytki)
J. Lechnio124
Jak poprzednio, największe zróżnicowanie odpowiada terenom rolniczym. Odpływ poniżej 90 mm/rok notowany jest w przypadku jednostek z przewagą glin i utworów pylastych w obrębie wysoczyznowych terenów równinnych i pagórkowatych. Wartości powyżej przeciętnej występują z kolei w zasięgu równin oraz terenów wysoczyznowych falistych i pagórkowatych z przewaga piaszczystych utworów wodnolodowcowych.
Porównanie mapy odpływu wieloletniego z okresem roku 2000 dowodzi, ze reakcja wahań sezonowych perkolacji jest o wiele bardziej czuła na zmianę proporcji opadów i warunków do ewapotranspiracji niż ma to miejsce w przypadku hydrometeorologicznych uwarunkowań sum rocznych parowania terenowego. Wskazuje na to wzrost udziału powierzchni o najniższym poziomie infiltracji efektywnej w zasięgu zwartych kompleksów leśnych w obrębie terenów równin piaszczysto-żwirowych i równinnych wyższych poziomów tarasów z piaskami eolicznymi na lewym brzegu Wisły.
Wnioski
Wykorzystany model parowania terenowego pozwala na przeprowadzenie kompleksowej oceny hydrologicznych warunków funkcjonowania terenów o zróżnicowanym sposobie użytkowania. Podstawowe znaczenie z punktu widzenia jakości uzyskanych wyników odgrywa prawidłowa parametryzacja cech fizycznogeograficznych terenu oraz stosowany krok czasowy obliczeń ewapotranspiracji.
Osiągnięte efekty dowodzą, że zastosowanie średnich dobowych wartości parametrów meteorologicznych pozwala na dokładne oszacowanie składowych atmosferycznej i glebowej fazy obiegu wody. Uzyskane rezultaty mogą być następnie agregowane do postaci charakterystycznej dla różnych przedziałów czasowych, zależnie od wymogów wynikających z prowadzonych badań.
Uzyskane wyniki umożliwiają ponadto określenie potrzeb nawadniania, a więc mają znaczenie praktyczne, ale również posiadają walor indykacyjny z punktu widzenia wpływu procesów biogeochemicznych i czynników antropogenicznych na cechy wizualne i potencjał krajobrazu (Richling, Lechnio, ibidem). Niskie wartości ewapotranspiracji odpowiadają bowiem mniejszej wydolności energetycznej ekosystemów. W takim ujściu prawidłowa parametryzacja hydrologicznych warunków obiegu substancji daje sposobność do interpretacji obserwowanej reakcji krajobrazu na czynniki zewnętrzne.
Literatura
Addiscot, T., J. Smith and N. Bradbury, 1995: Critical evaluation of models and their parameters. Journal of Environmental Quality 24, pp. 803-807.
Aggarwal. P.K., 1995: Uncertainties in crop, soil and weather inputs used in growth models implications for simulated outputs and their applications. Agricultural systems 48 [3], pp. 361-384.
Allen R. G., Pereira L. S., Raes D., Smith M., 1998: Crop evapotranspiration
hydRoLoGiczne WaRUnKi obieGU... 125
- Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
Allen R.G., 2000: Using the FAO-56 dual crop coefficient method over an irrigated region as part of an evapotranspiration intercomparison study. Journal of Hydrology 229.
Chow Te V., Maidment D. R., Mays L. W., 1988: Applied Hydrology. McGraw-Hill Book Company.
Danielak D., Lenart W., (red.) 1992: Biuletyn meteorologiczny 1981-1990. Uniwersytet Warszawski Wydział Geografii i Studiów Regionalnych Mazowieckie Obserwatorium Geograficzne w Murzynowie k. Płocka. Murzynowo.
Dynowska I., Tlałka A., 1982: Hydrografia. PWN. Warszawa.Eitzinger J., Marinkovic D., Hösch J., 2001: Sensitivity of different evapo-
transpiration calculation methods in different crop-weather models. (www. boku.ac.at).
Hesterberg D.,1998: Biogeochemical cycles and processes leading to changes in mobility of chemicals in soils. Agriculture, Ecosystems and Environment 67. pp. 121 – 133.
Hupet F., Vanclooster M., 2001: Effect of the sampling frequency of meteorological variables on the estimation of the reference evapotranspiration. Journal of Hydrology 243. pp. 192-204.
Jaworski J., 1989: Parowanie terenowe. [w:] Soczyńska U., (red): Procesy hydrologiczne. PWN, Warszawa.
Jensen, M.E., Burman, R.D., Allen, R.G., 1990. Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements. ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 70, 332 pp.
Jhorar R.K., Bastiaanssen WGM, Feddes R.A., Van Dam J.C., 2002: Inversely estimating soil hydraulic functions using evapotranspiration fluxes. Journal of Hydrology 256, pp. 198-213.
Magnuszewswki A. et al., 1992: Zasoby wodne województwa płockiego. TNP, Płock-Warszawa (maszynopis).
Moldan B., Cerny J,. (red) 1994: Biogeochemistry of Small Catchments. A tool for environmental research. Scientific Committee On Problems of the Environment. SCOPE 51.
Müller F., 2005: Indicating ecosystem and landscape organization. Ecological Indicators 5. Elsevier.
Müller F., Hoffmann-Kroll R., Wiggering H., 2000: Indicating ecosystem integrity - theoretical concepts and environmental requirements. Ecological Modelling 130
Podogrodzki J., 1970: Przebieg roczny promieniowania całkowitego w Polsce. Prace PIHM, z.100, Warszawa.
Podogrodzki J., 1978 - Spatial distribution of global solar radiation in Poland. Publ. Inst. Geophys. Acad. Sc., D-5 (120), p.17-30.
Richling A., Solon J. 1993: Ekologia krajobrazu. PWN, Warszawa.Smith M., 2000: The application of climatic data for planning and
management of sustainable rainfed and irrigated crop production. Agricultural and Forest Meteorology 103. pp. 99–108.
Soczyńska U. (red.), 1990:Podstawy hydrologii dynamicznej. Wyd. UW.
J. Lechnio126
Warszawa.Soczyńska U. (red.), 1989: Procesy hydrologiczne. PWN, Warszawa.Stachy J., 1986: Atlas hydrologiczny Polski. Wydawnictwa Geologiczne,
Warszawa.Stachy J. (red.), 1989: Przepływy średnie niskie i najniższe rzek Polskich.
IMGW. Warszawa.Tomaszewska T., Rutkowski Z., 1992. Fenologiczne pory roku i ich zmienność
w okresie 1951-1990. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Warszawa.Wagendorp T., Gulinck H., Coppin P., Muys B., 2006: Land use impact
evaluation in life cycle assessment based on ecosystem thermodynamics. Energy 31.
