Początek/koniec realizacji projektu | Lipiec 2019/czerwiec 2022 |
Lider projektu | SGGW |
Kierownik projektu | Jerzy Jonczak (SGGW, Katedra Gleboznawstwa) |
Zespół badawczy | Lidia Oktaba (SGGW, Katedra Gleboznawstwa), Bogusława Kruczkowska (SGGW, Katedra Gleboznawstwa), Marek Kondras (SGGW, Katedra Gleboznawstwa), Edyta Pawłowicz (SGGW, Katedra Gleboznawstwa), Urszula Jankiewicz (SGGW, Katedra Biochemii i Mikrobiologii), Jarosław Oktaba (SGGW, Katera Użytkowania Lasu), Izabella Olejniczak (UKSW), Edyta Regulska (IGiPZ PAN) |
Budżet projektu | 470 069 PLN |
Źródło finansowania | NCN, umowa nr 2018/31/B/NZ9/01994 |
Opis projektu
Celem proponowanego projektu jest ocena wpływu zalesień terenów porolnych brzozą brodawkowatą (Betula pendula Roth) na właściwości gleb, wybrane elementy biogeochemicznego obiegu pierwiastków, zgrupowania kluczowych organizmów wskaźnikowych i zdolności do pełnienia różnorodnych funkcji w ekosystemie. Badaniami objęte zostały wybrane właściwości fizyczne gleb, wskaźniki stanu ekochemicznego, zawartość i dynamika węgla organicznego oraz głównych makro- i mikroelementów, cechy ilościowe i jakościowe glebowej materii organicznej oraz aktywność enzymatyczna. Ponadto badana jest produkcja i rozkład opadu roślinnego oraz zgrupowania dżdżownic (Lumbricidae) i skoczogonków (Collembola), jako kluczowych wskaźników kondycji ekologicznej i jakości gleb. Na podstawie uzyskanych wyników dokonana zostanie ocena potencjału zalesień brzozowych w zakresie sekwestracji węgla i świadczeń ekosystemowych.
Badania prowadzone są na 10 stanowiskach w nadleśnictwach Brzeziny i Skierniewice. Czynnikami różnicującymi stanowiska jest typ gleby (rdzawe i brunatne), wiek zalesienia i historia użytkowania terenu. 5 stanowisk zostało wytyczonych w obrębie gleb rdzawych reprezentujących gleby o lekkim uziarnieniu i małej zasobności w składniki pokarmowe i 5 w kompleksie gleb brunatnych reprezentujących gleby o średniej ciężkości agrotechnicznej i większej zasobności w nutrienty. W obrębie każdego z typów gleb badane są zróżnicowane wiekowo stanowiska na gruntach porolnych. W przypadku najstarszej klasy wieku wytyczone zostały również powierzchnie badawcze na siedliskach typowych. Każde stanowisko badawcze obejmuje dwie powierzchnie usytuowane w tym samym kompleksie gleb – jedną w obrębie zalesienia/lasu i drugą na polu uprawnym.
Badania obejmują będą różne aspekty interakcji w układzie drzewo-gleba i pewne bardziej utylitarne aspekty w zakresie biogeochemicznego obiegu pierwiastków w skali globalnej oraz zrównoważonego zarządzania zasobami naturalnymi. Szczegółowe cele projektu obejmują:
- Ocenę wpływu brzozy na właściwości fizyczne gleb.
- Ocenę wpływu brzozy na cech ilościowe i jakościowe glebowej materii organicznej.
- Ocenę wpływu brzozy na stan ekochemiczny gleb, w tym pH, właściwości sorpcyjne i właściwości buforowe.
- Ocenę wpływu brzozy na zasobność i dynamikę zawartych w glebie N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu i Zn.
- Ocenę wielkości produkcji i wybranych właściwości opadu roślinnego, w tym zawartości lignin oraz głównych pierwiastków – C, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu i Zn.
- Ocenę tempa dekompozycji opadu roślinnego oraz dynamiki uwalniania C, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu i Zn.
- Ocenę wpływu brzozy na aktywność glebowej dehydrogenazy i kwaśnej fosfatazy.
- Ocenę wpływu brzozy na zgrupowania dżdżownic.
- Ocenę wpływu brzozy na zgrupowania skoczogonków.
- Ocenę potencjału sekwestracji węgla przez zalesienia brzozowe.
- Ocenę świadczeń ekosystemowych pełnionych przez gleby zalesione brzozą na tle gleb rolnych.
Realizacja proponowanego projektu jest uzasadniona wzrastającym w ostatnich dekadach zainteresowaniem zalesieniami gleb rolnych o niskiej jakości. Według wielu autorów, proces ten jest jednym z kluczowych wyzwań współczesnego leśnictwa. Zalesienia terenów porolnych są wpisane w politykę leśną Polski i wielu krajów europejskich. Wyniki licznych badań dowodzą, że zalesienie może stanowić efektywne narzędzie poprawy jakości gleb, pozwalając łączyć korzyści ekonomiczne i ekologiczne. Jednakże wyniki długoterminowych doświadczeń dowodzą, że roślinność leśna może silnie oddziaływać na jakość gleb. Dobór odpowiednich gatunków ma więc kluczowe znaczenie. Skład gatunkowy powinien gwarantować pewien kompromis pomiędzy korzyściami ekonomicznymi i skutkami ekologicznymi. Obecnie tereny porolne zalesiane są najczęściej sosną, jednakże gatunek ten sprawia wiele kłopotów hodowlanych. W związku z tym w ostatnim czasie wzrasta zainteresowanie brzozą, jako gatunkiem tolerującym szerokie spektrum warunków środowiskowych, odpornym na „porolne” cechy gleb i nie przejawiający problemów zdrowotnych. Pomimo, że interakcje w układzie brzoza-gleba były przedmiotem licznych badań, nadal istnieje wiele luk w wiedzy z tego zakresu, które powinny być zweryfikowane zanim gatunek ten zostanie wprowadzony na szerszą skalę. Luki te dotyczą w szczególności wpływu brzozy na stan ekochemiczny gleb, zasobność i obieg składników pokarmowych, cechy ilościowe i jakościowe glebowej materii organicznej, aktywności enzymatycznej gleb i zgrupowań organizmów żywych. Realizacja projektu przyczyni się do znacznego poszerzenia wiedzy gleboznawczej oraz w zakresie biogeochemii krajobrazu, ekologii lasu i ekologii krajobrazu. Wiedza ta może znaleźć praktyczne zastosowanie w zrównoważonym zarządzaniu glebami, jako wrażliwym na zmiany środowiskowe, trudno odnawialnym zasobie naturalnym.
