Embed Size (px)
Citation preview
BARBARA GODZIK i KRYSTYNA GRODZIÑSKA
Zak³ad Ekologii
Instytut Botaniki im. W. Szafera PAN
Lubicz 46, 31-512 Kraków
e-mail: [email protected]
OZON W PRZYGRUNTOWEJ WARSTWIE TROPOSFERY I JEGO WP£YW NA ROŒLINYPOLSKICH PARKÓW NARODOWYCH
WPROWADZENIE
W okresie powojennym, w pañstwach so-cjalistycznych Europy Œrodkowej, wykorzy-stywane by³y przestarza³e technologie prze-mys³owe, w wyniku czego emisje szkodliwychpy³ów i gazów plasowa³y te kraje pod wzglê-dem zanieczyszczenia œrodowiska na jednychz czo³owych miejsc na œwiecie. W latach 70. i80. XX w. zwracano g³ównie uwagê naobci¹¿enie œrodowiska metalami ciê¿kimi isiark¹ oraz œledzono wp³yw tych pierwiast-ków na funkcjonowanie ekosystemów. Wci¹gu ostatnich 10 lat, w wyniku recesji gospo-darczej oraz przejœcia szeregu zak³adów prze-mys³owych na nowe technologie, nast¹pi³aznacz¹ca redukcja emisji py³ów i gazów, aprzy ni¿szej dostawie zwi¹zków zawie-raj¹cych metale i siarkê, postêpowa³a popra-wa jakoœci œrodowiska. Pomimo ograniczonejemisji przemys³owych zanieczyszczeñ powie-trza nadal obserwowany jest wysoki poziomuszkodzeñ drzewostanów w krajach EuropyŒrodkowej. Jedn¹ z przyczyn tego stanu mo¿ebyæ wzrastaj¹cy poziom ozonu w przygrunto-wej warstwie troposfery. Jego toksyczne od-dzia³ywanie na roœlinnoœæ jest od dawna udo-kumentowane (GUDERIAN 1985, KRUPA iMANNING 1988). Uszkodzenia drzewostanówmog¹ byæ efektem synergistycznego od-dzia³ywania kwaœnych zanieczyszczeñ powie-trza (g³ównie SO2, NOx) i ozonu.
Ozon w dolnej warstwie atmosfery powsta-je w niewielkich iloœciach wskutek wy³adowañatmosferycznych oraz w reakcjach fotoche-micznych, w których bior¹ udzia³ tlenki azotupochodz¹ce z naturalnych Ÿróde³. Stê¿enia ozo-nu w powietrzu, przy braku antropogenicz-nych zanieczyszczeñ, wahaj¹ siê zwykle od 20do 40, maksymalnie 80 �g m-3. W naszych szero-koœciach geograficznych wy¿sze stê¿enia ozo-nu przygruntowego pojawiaj¹ siê wraz ze zwiê-kszon¹ insolacj¹ i zwi¹zanymi z tym wy¿szymitemperaturami powietrza, tj. z koñcem kwiet-nia i trwaj¹ z regu³y przez ca³e lato. Stê¿eniaozonu maj¹ równie¿ charakterystyczny prze-bieg w ci¹gu doby: w nocy, przy braku promie-niowania s³onecznego niezbêdnego do jegosyntezy, s¹ niskie, natomiast najwy¿sze reje-strowane s¹ z regu³y miêdzy godzin¹ 12 a 16.Stê¿enia ozonu s¹ modyfikowane przez warun-ki meteorologiczne (temperaturê, opady),znacznie wzrastaj¹ wskutek nadmiaru tlenkówazotu i lotnych zwi¹zków organicznych po-chodz¹cych ze Ÿróde³ antropogenicznych, któ-re s¹ prekursorami do syntezy ozonu za-chodz¹cej w wyniku z³o¿onych reakcji foto-chemicznych. Niebagateln¹ rolê w emisjachsubstratów do syntezy O3 odgrywa transportsamochodowy. W Polsce liczba samochodówosobowych wzros³a z 2,4 mln w 1980 r. do 10mln w 2000 r. (GUS 2001). Ozon jest tzw. wtór-
Tom 51, 2002
Numer 4 (257)
Strony 427–434
nym utleniaczem fotochemicznym, g³ównymsk³adnikiem smogu letniego, w sk³ad któregowchodz¹ tak¿e inne utleniacze: azotan nadtlen-ku acetylu (PAN), azotan nadtlenku propiony-
lu (PPN), azotan nadtlenku benzoilu (PBN).Ozon powsta³y w oœrodkach miejsko-prze-mys³owych mo¿e byæ transportowany z masa-mi powietrza na dalekie odleg³oœci.
POZIOM OZONU PRZYGRUNTOWEGO A ZAGRO¯ENIE ORGANIZMÓW ¯YWYCH
Zgodnie z norm¹ przyjêt¹ w Polsce od2001r., maj¹c na wzglêdzie ochronê zdrowialudzi, œrednie 8-godzinne stê¿enie ozonu przy-gruntowego nie mo¿e przekroczyæ 120 �g m–3.Poziom dopuszczalny ozonu przygruntowego,ze wzglêdu na ochronê roœlin, wynosi 24000�g m–3 h. Jest on wyra¿ony jako suma ró¿nicpomiêdzy stê¿eniem œrednim godzinnym awartoœci¹ 80 �g m–3, obliczan¹ dla ka¿dej go-dziny miêdzy 8 a 20, dla której stê¿enie jest wy-¿sze ni¿ 80 �g m–3 (Dziennik Ustaw 87/2001,poz. 798). WskaŸnik ten obliczany jest dla okre-su wegetacyjnego (od l maja do 31 lipca). Odstycznia 2010 r. obowi¹zuj¹ca norma, ze wzglê-du na ochronê roœlin, wynosiæ bêdzie 18000 �gm–3 h. Norma ta wynika ze wskaŸnika AOT40,który oznacza, ¿e stê¿enie ozonu wyra¿onejako kumulacyjna dawka, w której zlicza siêwszystkie stê¿enia wy¿sze ni¿ 40 ppb (czêœcina bilion, l ppb = l,96 �g m–3) w okresie sezonuwegetacyjnego (kwiecieñ–wrzesieñ) nie mo¿eprzekraczaæ 10 ppm (czêœci na milion)(STANNERS i BORDEAU 1995). Jeszcze innywskaŸnik okreœla, ¿e œrednie stê¿enie ozonuwy¿sze ni¿ 60 w ci¹gu okresu wegetacyjnegopowoduje widoczne uszkodzenia roœlinnoœci(FUHRER i wspó³aut. 1997).
Ozon, dostaj¹c siê przez otwarte w ci¹gudnia szparki po³o¿one po spodniej czêœci w liœ-ciach roœlin, uszkadza b³ony komórkowe i innewewnêtrzne struktury, jak chloroplasty i mito-chondria. Dyfunduj¹c miêdzy komórkami miê-kiszu g¹bczastego (po³o¿onymi bezpoœredniowokó³ i nad szparkami) dociera do miêkiszupalisadowego (który znajduje siê bli¿ejwierzchniej powierzchni liœcia), powoduj¹cjego uszkodzenia (Ryc. 1). Ozon zak³óca zatemprocesy fotosyntezy, a tak¿e oddychania. W wy-niku tych zmian, przy krótkotrwa³ych, lecz wy-sokich stê¿eniach ozonu (> 50 �g m–3) nawierzchniej stronie liœci, miêdzy nerwami, wmiejscach obumarcia komórek, pojawiaj¹ siênekrozy. Pocz¹tkowo s¹ to bia³e, metaliczniepo³yskuj¹ce plamki, z czasem ciemniej¹ce. Ichwielkoœæ jest zwi¹zana z liczb¹ obumar³ych ko-mórek. Inny zwi¹zek, który jest tak¿e obecny wsmogu fotochemicznym — PAN (azotan nad-
tlenku acetylu), powoduje uszkodzenia komó-rek po³o¿onych w bezpoœrednim otoczeniuszparek, po³o¿onych po spodniej stronie liœcia(Ryc. 1). Po obumarciu tych komórek po-
wstaj¹ce nekrozy widoczne s¹ po spodniejstronie liœcia. W zale¿noœci od po³o¿enia ne-kroz (górna lub dolna powierzchnia liœcia) mo-¿na zatem okreœliæ zwi¹zek, który by³ przy-czyn¹ ich powstania. Przy d³ugotrwa³ych, choæniskich stê¿eniach ozonu liœcie staj¹ siê¿ó³tawe lub br¹zowe w wyniku zaburzenia pro-cesów fotosyntezy i wczeœniej opadaj¹. Za-chwianie procesów ¿yciowych roœlin (fotosyn-teza, oddychanie) mo¿e spowodowaæ zwiêk-szon¹ wra¿liwoœæ roœlin na choroby i szkodni-ki, jak równie¿ zmniejszenie wysokoœci plo-nów, tak roœlin uprawnych, jak i dzikorosn¹cych.
Stê¿enie ozonu przygruntowego w wyso-koœci 50 ppb (� 100 �g m–3) powoduje u ludzibóle g³owy, przy stê¿eniach 60 ppb (�120 �gm–3) podra¿nienie oczu, kaszel i dusznoœci u
428 BARBARA GODZIK i KRYSTYNA GRODZIÑSKA
Ryc. 1. Przekrój blaszki liœciowej – uszkodzeniakomórek miêkiszu palisadowego spowodowaneprzez ozon (O3) i miêkiszu g¹bczastego wokó³szparek w wyniku oddzia³ywania azotanu nad-tlenku acetylu (PAN).
osób wra¿liwych i chorych na astmê, a przy stê-¿eniach powy¿ej 100 ppb (�200 �g m–3) bóleklatki piersiowej, podra¿nienie œluzówki, swê-dzenie oczu, choroby dróg oddechowych(nosa, gard³a, p³uc). Szczególnie nara¿one naszkodliwy wp³yw ozonu przygruntowego s¹dzieci i s³absze, starsze osoby. Z tego wzglêduprzy wysokich stê¿eniach tego gazu w powie-trzu nie powinny one przebywaæ poza po-mieszczeniami.
Ozon troposferyczny ma równie¿ swójudzia³ w tzw. globalnych zmianach klimatycz-
nych. Jest jednym z gazów szklarniowych. Ichoæ w tych przemianach pe³ni mniejsz¹ rolê,gdy¿ efekt szklarniowy powoduje g³ówniepara wodna zawarta atmosferze, to jednakdu¿y wp³yw na wzrost globalnej temperaturymaj¹ gazy pochodzenia antropogenicznego,jak dwutlenek wêgla, metan, podtlenek azotu iozon. W stosunku do wyników badañ prowa-dzonych w drugiej po³owie XIX w., odpocz¹tku lat 70. przybywa w troposferze œred-nio 0,5–1,0% ogólnej iloœci ozonu (OBRÊBSKA-STARKEL i STARKEL 1991).
METODY POMIARU OZONU PRZYGRUNTOWEGO
Stê¿enie ozonu przygruntowego okreœlasiê metod¹ pasywn¹ i ci¹g³¹. Metoda pasywnapolega na ekspozycji w terenie, w dwutygo-dniowych lub miesiêcznych odcinkach czaso-wych od pocz¹tku maja do koñca wrzeœnia,próbników (Ogawa & Co, Pompano Beach, FL,USA) (Ryc. 2) zawieraj¹cych filtry nas¹czonezwi¹zkami azotynowymi, które w obecnoœciozonu w powietrzu tworz¹ zwi¹zki azotano-we. Ich stê¿enie okreœla siê metod¹ chromato-grafii jonowej (Dionex-100) i przelicza na-stêpnie na stê¿enie ozonu. Stosuj¹c t¹ metodêpomiaru otrzymujemy œrednie stê¿enie dlaokresu ekspozycji próbników w terenie. Po-miar ci¹g³y, wymagaj¹cy dostêpu do energiielektrycznej, jest zapisem stê¿eñ ozonu doko-nywanym przy pomocy miernika (UV O3-The-rmo Environmental Model 49C). Pomiarci¹g³y pokazuje, jakie s¹ przebiegi stê¿eñ ozo-nu w ci¹gu godziny, doby, czy miesi¹ca. Do-wiadujemy siê z niego, kiedy wyst¹pi³y i jakd³ugo siê utrzymywa³y wartoœci maksymalne,jak i minimalne. Pomiar ci¹g³y jest równie¿ ko-nieczny do kalibracji wyników uzyskanych zpomiarów pasywnych.
BADANIA OZONU PRZYGRUNTOWEGO W POLSCE
Jeœli pomin¹æ badania wykonane w dru-giej po³owie XIX w. (DEGÓRSKA i wspó³aut.1996), wspó³czesne pomiary ozonu przy-gruntowego wykonywane s¹ od niedawna(pocz¹tek lat 90.). Zapocz¹tkowano je w Kra-kowie i rejonie dawnego województwa kra-kowskiego (BYTNEROWICZ i wspó³aut. 1993;GODZIK 1997a, b, 1998a, 2000; TURZAÑSKI iPAULI-WILGA 1999), a nastêpnie przeniesio-
no je poza tereny miejskie i podmiejskie orazdo obszarów chronionych — wybranych par-ków narodowych (BYTNEROWICZ i wspó³aut.1998, 2002; GODZIK 1998b, 2000). Badania tes¹ prowadzone w ramach programów miê-dzynarodowych sponsorowanych przez USForest Service i II Fundusz im. Marii Sk³odow-skiej-Curie.
Ozon w przygruntowej warstwie troposfery i jego wp³yw na roœliny polskich parków narodowych 429
Ryc. 2. Próbniki pasywne do pomiaru ozonu(OGAWA & Co., Pompano Beach, FL, USA).
STʯENIA OZONU PRZYGRUNTOWEGO W PARKACH NARODOWYCH
NIZINNE I GÓRSKIE PARKI NARODOWE WPOLSCE (SEZON WEGETACYJNY 1996)
Stê¿enia ozonu przygruntowego mierzonow czterech parkach narodowych po³o¿onychna transekcie poprowadzonym z po³udniowe-go zachodu (park Karkonoski) i po³udnia(park Babiogórski), poprzez centrum (parkKampinoski), ku pó³nocno-wschodnim obsza-rom naszego kraju (park Bia³owieski). Okaza³osiê, ¿e œrednie stê¿enia ozonu za okres od 1czerwca do 30 wrzeœnia wyraŸnie mala³ywzd³u¿ tego transektu. Najwy¿sze stê¿enia ozo-nu wystêpowa³y w parkach górskich (Karko-noski — 48 �g m-3; Babiogórski — 46 �g m-3), nie-co ni¿sze w nizinnym parku Kampinoskim (40�g m-3) i dwukrotnie ni¿sze, w stosunku do par-ku Karkonoskiego, w parku Bia³owieskim (25�g m-3). Taki rozk³ad przestrzenny stê¿eñ ozo-nu jest zgodny ze stopniem uszkodzenia drze-wostanów (WAWRZONIAK i wspó³aut. 1996,2000; ELVINGSON 1998).
PARKI NARODOWE W KARPATACH (REPUBLIKACZECH, S£OWACJA, POLSKA, UKRAINA,
RUMUNIA; SEZONY WEGETACYJNE 1996–1999)
Stê¿enia ozonu przygruntowego by³y mie-rzone metod¹ pasywn¹, w trzech kolejnych se-zonach wegetacyjnych (1997–1999), w 26 sta-nowiskach leœnych rozmieszczonych w ca³ym³uku Karpat (Ryc. 3). W dwóch stanowiskachby³ dokonywany równie¿ pomiar ci¹g³y ozonu.Œrednie stê¿enia ozonu za okres wegetacyjnywaha³y siê od 40 do ponad 100 �g m-3
(BYTNEROWICZ i wspó³aut. 1998, 2002). Stê¿e-nia dwutygodniowe by³y najwy¿sze (> 100 �gm-3) w Karpatach Zachodnich; w KarpatachWschodnich i Po³udniowych by³y ni¿sze, aleprzekracza³y na ogó³ 80 �g m-3 (Ryc. 3). W kar-
packich parkach narodowych po³o¿onych wPolsce (Babiogórskim, Tatrzañskim, Pieniñ-skim, Magurskim i Bieszczadzkim), gdzie po-miary prowadzono w latach 1996–1999, stê¿e-nia ozonu by³y równie¿ zró¿nicowane(GODZIK 1998b, 2000; BYTNEROWICZ iwspó³aut. 2002) (Ryc. 4). Zró¿nicowanie to
by³o zwi¹zane g³ównie z po³o¿eniem stano-wisk (wysokoœæ nad poziomem morza, reliefterenu). Wysokie stê¿enia ozonu w Bieszczadz-kim Parku Narodowym odleg³ym od oœrodkówmiejsko-przemys³owych, by³y spowodowaneobecnoœci¹ w dolnej warstwie troposfery tlen-ków azotu i lotnych zwi¹zków organicznychpochodz¹cych z wypalarni wêgla drzewnego,których ponad 200 jest zlokalizowanych naca³ym obszarze Bieszczad.
TATRZAÑSKI PARK NARODOWY (POLSKA — TPN,S£OWACJA — TANAP; SEZONY WEGETACYJNE
1998–2000)
Stê¿enia ozonu przygruntowego, mierzonerównie¿ metod¹ pasywn¹, w 18 stanowiskachrozmieszczonych w polskiej i s³owackiej czêœciTatr wykazywa³y du¿e zró¿nicowanie w zale-
430 BARBARA GODZIK i KRYSTYNA GRODZIÑSKA
Ryc. 3. Œrednie dla sezonu wege-tacyjnego (maj–wrzesieñ 1998)stê¿enia ozonu w Karpatach.
Ryc. 4. Œrednie dla sezonów wegetacyjnych(1997–1999) stê¿enia ozonu (±SD) w górskichparkach narodowych
¿noœci od warunków lokalnych (wysokoœæ nadpoziomem morza, temperatura, opady, itp.)oraz od okresu pomiaru (miesi¹c, rok). Œredniestê¿enia ozonu za okres wegetacyjny (1 maj —30 wrzesieñ) w latach 1998–2000 wynosi³y od64 do 122 �g m-3 (Tabela 1). Najwy¿sze stê¿eniaozonu stwierdzono w polskiej czêœci Tatr na
Ma³ej Krokwi i Sarniej Skale, a tak¿e na przy-leg³ej do Tatr Guba³ówce. Wszystkie te stano-wiska usytuowane by³y na szczytach, w miej-scach dobrze nas³onecznionych i przewietrza-nych. W Tatrach s³owackich maksymalne war-toœci wystêpowa³y te¿ na najwy¿ej po³o¿onychstanowiskach (Tabela 1). Najni¿sze stê¿eniaozonu rejestrowano natomiast w ni¿ejpo³o¿onych, mniej wystawionych na dzia³aniepromieni s³onecznych i os³oniêtych odnap³ywu zanieczyszczeñ dolinach. W dwóchstanowiskach (Guba³ówka, Równia Krupo-wa-Zakopane) stê¿enia ozonu przygruntowe-go okreœlano równie¿ metod¹ ci¹g³¹. Wed³ug
tych pomiarów najwy¿sze stê¿enia godzinne wposzczególnych miesi¹cach waha³y siê od 160do 200 �g m-3, a œrednie miesiêczne stê¿eniaosi¹ga³y wartoœæ 100 �g m-3. Krzywe przebiegudobowych stê¿eñ ozonu by³y odmienne dlaobu stacji. Na Równi Krupowej minimalne stê-¿enia wystêpuj¹ce w nocy by³y czêsto bliskie
zeru, podczas gdy na Guba³ówce z regu³y niespada³y poni¿ej 40 �g m-3 (Ryc. 5). Jest tozwi¹zane z rozk³adem ozonu w ci¹gu nocywskutek reakcji z tlenkiem azotu, którego stê-¿enie w mieœcie jest zwykle wy¿sze ni¿ w stano-wiskach pozamiejskich.
TATRY WYSOKIE — OBIEKT WIELOSTRONNYCHBADAÑ PRZYRODNIKÓW POLSKICH I
S£OWACKICH
Badania poziomu ozonu przygruntowego,a tak¿e dwutlenku siarki (SO2) i dwutlenku azo-tu (NO2), koncentruj¹ siê obecnie w Tatrach
Ozon w przygruntowej warstwie troposfery i jego wp³yw na roœliny polskich parków narodowych 431
Tabela 1. Stê¿enia ozonu przygruntowego (�g m–3) w Tatrach polskich i s³owackich oraz naGuba³ówce.A — zakresy stê¿eñ dla dwutygodniowych okresów ekspozycji próbników pasywnych, B — wartoœci œrednie dlasezonów wegetacyjnych.
Stanowisko WysokoϾ 1998 1999 2000
m n. p. m. A B A B A B
Guba³ówka 1120 43–106 90 63–122 90 78–116 94
Dolina Chocho³owska 1340 78–118 100 56–107 84 59–123 98
Dolina Koœcieliska 1050 59–88 72 53–102 76 41–120 76
Sarnia Ska³a 1370 83–116 98 78–118 91 61–200 109
Ma³a Krokiew 1360 80–123 101 63–118 90 59–157 101
Morskie Oko 1410 80–103 90 61–100 74 60–121 93
G³odówka 1080 67–107 85 58–97 80 52–106 84
Biela Skala 870 76–113 97 66–104 85 61–127 97
Rohacska Dolina 1370 79–127 100 72–108 83 69–126 97
Podbanske 1240 75–121 96 48–119 77 72–125 94
Strbske Pleso I 1350 75–125 104 46–124 92 68–138 105
Strbske Pleso II 1560 – – 74–131 90 68–132 106
Vysne Hagy I 1160 58–89 78 54–92 69 41–99 74
Vysne Hagy II 1480 – – 77–114 94 60–129 101
Skalnate Pleso 1770 98–127 112 74–140 102 85–138 112
Start 1230 85–190 121 85–157 122 39–192 122
Stara Lesna 810 47–83 64 50–87 66 31–90 70
Javorina 1170 – – 49–100 83 60–133 99
Wysokich. S¹ one prowadzone w górnoreglo-wych borach œwierkowych i œwierkowo-mo-drzewiowych reprezentuj¹cych zarówno drze-wostany naturalne, jak i przekszta³cone przezcz³owieka. Obok pomiarów zanieczyszczeñpowietrza, w kilku stanowiskach prowadzones¹ pomiary meteorologiczne (temperatura,opady, si³a i kierunki wiatrów, natê¿enie pro-mieniowania ca³kowitego i UV-B i inne), pracebotaniczne: florystyczno-fitosocjologiczne,dendrologiczne, genetyczne, szacowanieuszkodzeñ drzewostanów, badanie populacjiowadów masowo pojawiaj¹cych siê (szczegól-nie kornika drukarza) w drzewostanachos³abionych i wreszcie badania chemiczne wy-branych wskaŸników roœlinnych i œció³ki le-œnej. Wyniki tego szerokiego programu powin-ny pomóc w wyt³umaczeniu przyczyn zmianzachodz¹cych w drzewostanach, w poznaniuzale¿noœci pomiêdzy zanieczyszczeniami po-wietrza (w tym przede wszystkim poziomuozonu) a czynnikami meteorologicznymi, sie-dliskowymi i genetycznymi.
USZKODZENIA ROŒLIN W PARKACH NARODOWYCH
Stê¿enia œrednie ozonu dla okresu wegeta-cyjnego by³y w wiêkszoœci badanych stano-wisk wy¿sze ni¿ 60 �g m-3 przekracza³y te¿ war-toœci wskaŸnika AOT40. Zatem istnieje w tychterenach zagro¿enie dla wra¿liwych na ozongatunków roœlin. Potencjalne uszkodzenia ozo-nowe s¹ stwierdzane na liœciach roœlin wystê-puj¹cych w lasach tatrzañskich lub na ichobrze¿ach. Reprezentuj¹ je m. in. limba (Pinus
cembra), jarzêbina (Sorbus aucuparia)(Ryc. 6), jaskry (Ranunculus repens i R. lanugi-
nosus), starzec (Senecio subalpinus). W in-nych parkach narodowych (Pieniñski, Magur-ski, Bieszczadzki) potencjalnymi roœlinamiwskaŸnikowymi dla ozonu s¹ równie¿ leszczy-na (Corylus avellana), bez koralowy (Sambu-
cus racemosa), olcha szara (Alnus incana), bo-rówka czarna (Vaccinium myrtillus), goryczka(Gentiana asclepiadea), chaber (Centaurea
jacea), a z roœlin nierodzimych, zawleczonychdo Polski, niecierpek drobnokwiatowy (Impa-
tiens parviflora). Uszkodzenia wymienionychgatunków s¹ zbli¿one w wielu przypadkach doopisywanych przez INNES i wspó³aut. (1997,
1998, 2001), SKELLY’EGO i wspó³aut. (1998,1999) oraz COZZI’EGO i wspó³aut. (2000). Prze-prowadzone eksperymenty w kontrolowa-nych warunkach laboratoryjnych (UniversytetMassachusetts) potwierdzi³y wartoœæ wskaŸni-kow¹ kilku gatunków roœlin (MANNING iwspó³aut. 2002; Godzik i Manning, dane niepu-blikowane).
432 BARBARA GODZIK i KRYSTYNA GRODZIÑSKA
Ryc. 5. Porównanie dobowych przebiegów stê-¿eñ ozonu na stacji Guba³ówka i Równia Krupo-wa w sierpniu 2000 roku
Ryc. 6. Jarzêbina (Sorbus aucuparia).
A — liœæ zdrowy, B — liœæ uszkodzony przez O3.
WNIOSKI
Stê¿enia ozonu przygruntowego w parkachnarodowych okreœlane metod¹ pasywn¹ ici¹g³¹ przekraczaj¹ w wiêkszoœci stanowiskprzyjête normy. Istnieje zatem potencjalne za-gro¿enie wra¿liwych gatunków roœlin wystê-puj¹cych w parkach narodowych, szczególniew parkach górskich. Wiele gatunków roœlin
wystêpuj¹cych w tych parkach wykazuje symp-tomy uszkodzeñ spowodowanych przez ozon.U kilku z nich efekt taki zosta³ potwierdzony wbadaniach eksperymentalnych. Dalszy wzroststê¿eñ ozonu bêdzie prawdopodobnie potêgo-waæ szkodliwy wp³yw ozonu na roœliny.
GROUND LEVEL OZONE CONCENTRATION AND ITS EFFECT ON PLANTS OF POLISHNATIONAL PARKS
S u m m a r y
Ozone concentrations were determined duringthe 1997–1999 growing seasons in 26 forest sites ofthe Carpathian Mountains using passive samplers(Ogawa & Co, Pompano Beach, FL, USA). In addition,in two western Carpathian sites ozone was continu-ously monitored (UV O3 Thermo EnvironmentalModel 49C). Highest hourly ozone concentrationsreached 160 and 200 �g m
–3; ozone concentrations
fluctuated over the whole growing seasons between40 and 100 �g m
–3and showed significant differences
between individual monitoring years, monitoring pe-riods and geographic location of the sites. The highestozone concentrations appeared in Western Carpa-thians. In the Tatra Mountains (18 forest sites in Polishand Slovak parts) ozone concentrations fluctuatedover the whole season between 65 and 122 �g m
–3, av-
erage monthly concentrations reached 100 �g m–3
,and the highest 1-hour concentrations were close to200 �g m
–3. The sites equipped with active monitors
showed different patterns of diurnal ozone distribu-tion. The results of studies show that high ozone con-centrations appeared in many parts of the Carpathianrange, and potential phytotoxic effects of ozone onforest stands (trees, herb layer) can be expected to ap-pear on almost the entire territory of the CarpathianMountains. The following species showed ozone-likeinjury symptoms: Pinus cembra, Sorbus aucuparia,Corylus avellana, Sambucus racemosa, Ranunculus
repens and R. lanuginosus, Senecio subalpinus,Vaccinium myrtillus, Gentiana asclepiadea, Centa-
urea jacea, Impatiens parviflora.
LITERATURA
COZZI A., FERRETTI M., INNES J. L., 2000. Sintomi fogliari
attribuibili ad ozono sulla vegetazione sponta-
nea in Valtellina. Monti e Boschi 51, 42–49.BYTNEROWICZ A., MANNING W. J., GROSJEAN D.,
CHMIELEWSKI W., DMUCHOWSKI W., GRODZIÑSKA K.,GODZIK B., 1993. Detecting ozone and demonstra-
ting its phytotoxicity in forested areas of Poland: a
pilot study. Environ. Pollut. 80, 301–305.BYTNEROWICZ A., GRODZIÑSKA K., GODZIK B., KRYWULT
M., 1998. Monitoring of tropospheric ozone and
evaluation of its effects on forests in the Carpa-
thian Mountains. Proceeding of the ILTER Regio-nal Workshop, 16–18 September 1998, M¹dralin(Poland), International Centre of Ecology, PASci.,US LTER Network Office, Dziekanów Leœny,143–151.
BYTNEROWICZ A., GODZIK B., FR¥CZEK W., GRODZIÑSKA K.,KRYWULT M., BADEA O., BARANCOK P., BLUM O., ERNY
M., GODZIK S., MANKOVSKA B., MANNING W.,MORAVCIK P., MUSSELMAN R., OSZLANYI J., POSTELNICU
D., SZD¯UJ J., VARSAVOVA M., ZOTA M., 2002. Distribu-
tion of ozone and other pollutants in forests of the
Carpathian Mountains in central Europe. Envi-ron. Pollut. 116, 3–25.
DEGÓRSKA M., RAJEWSKA-WIÊCH B., KRZYŒCIN J., 1996. Se-
ria obserwacji ozonu przyziemnego wykonana w
Krakowie w latach 1854–1878 i próba oceny jej
wspó³czesnej wartoœci. Publs. Inst. Geophys. Pol.Acad. Sc., M-18, 55–60.
ELVINGSON P., 1998. Damage has steadily increased.Acid News 4, 14.
FUHRER J., SKÄRBY L., ASHMORE M., 1997. Critical levels
for ozone effects on vegetation in Europe. Envi-ronm. Pollut. 97, 91–106.
GODZIK B.,1997a. Surface ozone concentrations in so-
uthern Poland: tobacco cultivar exposure study.Fragm. Flor. Geobot. 42, 161–172.
GODZIK B.,1997b. Ground level ozone concentrations
in the Kraków region, southern Poland. Envi-ronm. Pollut. 98, 273–280.
GODZIK B.,1998a. Ozone concentrations in the Kra-
ków Province in 1996. Fragm. Flor. Geobot. 43,159–168.
GODZIK B., 1998b. Tropospheric ozone concentrations
in mountain national parks in Poland and their
effects on the plants. Fragm. Flor. Geobot. 43,169–179.
GODZIK B., 2000. The measurement of tropospheric
ozone concentrations in southern Poland using
the passive samplers and plant bioindicators. Ar-chiwum Ochrony Œrodowiska 26, 7–19.
GUDERIAN R., 1985. Air pollution by photochemical
oxidants. Formation, transport, control, and
Ozon w przygruntowej warstwie troposfery i jego wp³yw na roœliny polskich parków narodowych 433
effects on plants. Ecological Studies 52. SpringerVerlag.
GUS (G³ówny Urz¹d Statystyczny), 2001. Ochrona Œro-
dowiska 2001. Warszawa.INNES J. L., SKELLY J. M., LANDOLT W., HUG C., SNYDER K. R.
SAVAGE J. E., 1997. Developmant of visible injury
on the leaves of Prunus serotina in Ticino, so-
uthern Switzerland, as a result of ozone exposure.
Preliminary studies. [W:] Exceedances of critical
loads and levels. G. SOJA, KNOFLACHER M. (red.)Forschungzentrum Seibersdorf, Vienna, 146–154.
INNES J. L., SKELLY J. M., CHERUBINI P., 1998. L’ozono cau-
sa danni nel bosco ticinese. Mostra itinerante.Swiss Federal Institute for Forest, Snow andLandscape Research. Birmensdorf.
INNES J. L., SKELLY J. M., SCHAUB M., 2001. Ozone and bro-
adleaves species. A guide to the identification of
ozone-induced foliar injury. Bern, Stuttgart,Wien, Haupt, 1–136.
KRUPA S. V., MANNING W. J., 1988. Atmospheric ozone:
formation and effects on vegetation. Environ. Pol-lut. 50, 101–137.
MANNING W. J., GODZIK B., MUSSELMAN R., 2002. Poten-
tial bioindicator plant species for ambient ozone
in forested mountain areas of central Europe.Environ. Pollut. 119, 283–290.
SKELLY J. M., INNES J. L., SNYDER K. R., SAVAGE J. E., HUG C.,LANDOLT W., BLEULER P., 1998. Investigations of
ozone induced injury in forests of southern Swit-
zerland: Field surveyes and open-top chamber
experiments. Chemosphere 36, 995–1000.SKELLY J. M., INNES J. L., SAVAGE J. E., SNYDER K. R.,
VANDERHEYDEN D., ZHANG J., SANZ M. J., 1999. Obse-
rvation and confirmation of foliar ozone symp-
toms on native plant species of Switzerland and
southern Spain. Water, Air, and Soil Pollution 116,227–234.
STANNERS D., BORDEAU P., 1995. Europe’s environment.
The Dobris assessment. European EnvironmentalAgency. Copenhagen 1995, 547–551.
OBRÊBSKA-STARKEL B., STARKEL L., 1991. Efekt cieplarnia-
ny a globalne zmiany œrodowiska przyrodnicze-
go. Zeszyty Instytutu Geografii i PrzestrzennegoZagospodarowania PAN 4, 1–71.
TURZAÑSKI K. P., PAULI-WILGA J., 1999. Report on the
environment in Kraków 1994–1998. Current sta-
tus and trends. The Environmental Monitoring Li-brary, Kraków.
WAWRZONIAK J., MA£ACHOWSKA J., WÓJCIK J., LEWIÑSKA A.,1996. Stan uszkodzenia lasów w Polsce w 1995 r.
Na podstawie badañ monitoringowych. Bibliote-ka Monitoringu Œrodowiska, Warszawa.
WAWRZONIAK i wspó³aut., 2000. Forest condition in Po-
land in 1999. Biblioteka Monitoringu Œrodowiska,Warszawa.
434 BARBARA GODZIK i KRYSTYNA GRODZIÑSKA
