Zmienność opadów i położenia wód gruntowych w Białowieskim Parku Narodowy.pdf

Tom 51, 2002

Numer 4 (257)

Strony 415–425

E DWARD P IERZGALSKI ,A NDRZEJ B OCZOÑ iJ AN T YSZKA

Zak³ad Siedliskoznawstwa

Instytut Badawczy Leœnictwa

Bitwy Warszawskiej 1920 r. 3, 00-973 Warszawa

E.Pierzgalski@ibles.waw.pl

ZMIENNOŒÆ OPADÓW I PO£O¯ENIA WÓD GRUNTOWYCH W BIA£OWIESKIM PARKU

NARODOWYM

WPROWADZENIE

Na stosunki wodne panuj¹ce w Puszczy

Bia³owieskiej od stuleci wywiera³ wp³yw

cz³owiek, który w celu korzystania z bogactw

Puszczy musia³ pokonaæ jej dzikoœæ i niedo-

stêpnoœæ. Pierwszymi pracami in¿ynierskimi

ingeruj¹cymi w naturalne stosunki wodne

Puszczy Bia³owieskiej by³y wykonywane regu-

lacje rzek, zwi¹zane z transportem wodnym

drewna. W XVIII w. wybudowano kana³ Na-

rew-Narewka oraz regulowano Narewkê

(H EDEMANN 1939). Pod koniec XIX w. dostoso-

wano dla potrzeb sp³awu drewna rzeki £utow-

niê i HwoŸn¹ oraz ponownie regulowano Na-

rewkê likwiduj¹c znaczn¹ czêœæ jej zakoli

(B UDZYÑSKI iB UDZYÑSKI 1961).

Wraz z usp³awnianiem rzek, w XIX w. poja-

wi³y siê rozwa¿ania nad koniecznoœci¹ osusze-

nia mokrade³. Celem planowanych prac by³o

umo¿liwienie prowadzenia gospodarstw ³¹kar-

skich dla ¿ubrów oraz zahamowanie postê-

puj¹cego procesu zabagniania siê gr¹dów i bo-

rów (B UDZYÑSKI iB UDZYÑSKI 1961).

Ponowne koncepcje osuszania bagien w

Puszczy Bia³owieskiej zawiera³ „Operat defini-

tywnego urz¹dzania lasów Puszczy Bia³owie-

skiej” z 1933 r., w którym zakwalifikowano do

melioracji odwadniaj¹cych obszar 10 000 ha

³¹k i bagien oraz tereny leœne po³o¿one wzd³u¿

cieków, których powierzchniê (w granicach

Polski przedwojennej) szacowano na oko³o

14 000 ha. Po drugiej wojnie œwiatowej zmiana

granic pañstwa spowodowa³a podzielenie

Puszczy i najwiêksze tereny bagienne (Bagna

Dziki Nikor i Bagna Kuty) znalaz³y siê poza te-

rytorium Polski. Zosta³y one w latach

1950–1970 bardzo intensywnie odwodnione

g³êbokimi kana³ami, co doprowadzi³o do

zmian re¿imów wodnych rzek Narwi, Narewki

i HwoŸnej, których Ÿródliska znajduj¹ siê na

tych bagnach.

W polskiej czêœci Puszczy, wskazywano na

koniecznoœæ przeprowadzenia regulacji sto-

sunków wodnych na powierzchni oko³o

18 000 ha w celu uproduktywnienia siedlisk.

Zrealizowano jedynie niewielk¹ czêœæ plano-

wanych inwestycji. Wed³ug K OSSAK (2001)

melioracjami objêto 3371 ha Puszczy.

W dzisiejszy obraz Puszczy wkomponowa-

nych jest kilka zbiorników wodnych. Na Pola-

nie Bia³owieskiej znajduj¹ siê dwa stawy po-

wsta³e poprzez spiêtrzenie Narewki, a których

powstanie zwi¹zane jest z za³o¿eniem Parku

Pa³acowego pod koniec XIX w. W latach

1935–1936, poprzez spiêtrzenie wód rzeki Pe-

rebel, utworzono zbiornik w miejscowoœci

Topi³o. Zbiornik ten o powierzchni 15 ha

s³u¿y³ jako basen do przechowywania drewna

pozyskanego w miesi¹cach zimowych do mo-

mentu zaistnienia mo¿liwoœci transportu su-

rowca do miejsc docelowych. Na rzece Jelon-

416

E DWARD P IERZGALSKI i wspó³aut.

ce, w okolicy wsi Janowo, wybudowano nie-

wielki zbiornik, bêd¹cy rezerwuarem wody dla

szkó³ki leœnej. W niewielkiej odleg³oœci, za gra-

nic¹ pañstwa, znajduje siê du¿y zbiornik na rze-

ce Przew³oce.

Du¿¹ inwestycj¹ hydrotechniczn¹, mog¹c¹

mieæ wp³yw na warunki wodne w Puszczy Bia-

lowieskiej, by³ zbiornik Siemianówka o pojem-

noœci 79,5 mln m 3 , wykonany na pó³nocnych

obrze¿ach Puszczy w latach 1975–1992. Zbior-

nik zosta³ wybudowany na Narwi w odleg³oœci

ok. 10 km od granicy Bia³owieskiego Parku Na-

rodowego. Celem budowy zbiornika by³o

z³agodzenie wystêpuj¹cych cyklicznie w tym

regionie niedoborów wody w okresach ni-

skich przep³ywów, a tak¿e zaspokojenie syste-

matycznie wzrastaj¹cych potrzeb rolnictwa,

gospodarki

komunalnej

przemys³u.

(B IA£KIEWICZ iK RAJEWSKI 1991).

HISTORIA BADAÑ WÓD GRUNTOWYCH W PUSZCZY BIA£OWIESKIEJ

Warunki wodne zaliczane s¹ do najwa¿niej-

szych czynników kszta³tuj¹cych ekosystemy

Bia³owieskiego Parku Narodowego (P RUSIN-

KIEWICZ iM ICHALCZUK 1998). Szczególnie

istotny wp³yw na zbiorowiska roœlinne ma

po³o¿enie wody gruntowej w glebach hydro-

genicznych i semihydrogenicznych stano-

wi¹cych wiêkszoœæ gleb BPN. Warunki wodne,

pomimo ich du¿ego znaczenia dla trwa³oœci

BPN, by³y dotychczas przedmiotem stosunko-

wo nielicznych badañ. Badaniami nad dyna-

mik¹ wody gruntowej zaj¹³ siê w latach

1948–1957 O BMIÑSKI (1960), który prowadzi³

badania w 8 biotopach BPN. Podzieli³ je na

„biotopy niebagienne” i „biotopy bagienne”,

zaliczaj¹c do pierwszej grupy biotopy boru so-

snowego, boru iglastego, boru mieszanego, ni-

by-d¹browy, gr¹du wysokiego i gr¹du niskiego,

a do drugiej grupy biotopy bagienne olsu i

boru bagiennego. Obmiñski szczegó³owo scha-

rakteryzowa³ wahania wód gruntowych i czyn-

niki, które na nie wp³ywaj¹. Na podstawie

10-letnich badañ stwierdzi³, ¿e w „biotopach

niebagiennych” przeciêtne po³o¿enie wody

gruntowej wynosi, w zale¿noœci od biotopu, od

1 do 4 m poni¿ej powierzchni terenu, przy am-

plitudzie rocznej wahañ wynosz¹cej od 0,5 do

2,0 m. W biotopach olsu i boru bagiennego

zwierciad³o wody zalega³o w okresie badañ bli-

sko powierzchni terenu, a amplituda roczna

wahañ nie przekracza³a 0,5 m.

W latach 1975 i 1976 badania dynamiki i

chemizmu wody gruntowej w siedlisku gr¹du

niskiego w oddziale 340 BPN prowadzi³

W AWRZONIAK (1995). Zarówno badania Ob-

miñskiego, jak i Wawrzoniaka by³y jednak zbyt

krótkotrwa³e, aby mo¿na na ich podstawie wy-

kazaæ, czy w BPN wystêpuj¹ kierunkowe zmia-

ny zasobów wodnych, co powinno siê obja-

wiaæ siê m.in. zmianami po³o¿enia zwierciad³a

wody gruntowej. W celu sprawdzenia tej hipo-

tezy od 1985 r. prowadzone s¹ przez Instytut

Badawczy Leœnictwa systematyczne pomiary

wody gruntowej w wybranych siedliskach

BPN. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki

z okresu 1985–2001, z nawi¹zaniem do prac

Obmiñskiego i Wawrzoniaka.

MATERIA£ I METODY BADAÑ

W pracy wykorzystano wyniki pomiarów

zwierciad³a wody w Bia³owieskim Parku Naro-

dowym, prowadzonych od 1985 r. w 16 stu-

dzienkach zlokalizowanych w charakterystycz-

nych siedliskach (Ryc. 1). Pomiary stanów wód

gruntowych s¹ prowadzone z ró¿n¹ czêstotli-

woœci¹, od pomiarów dekadowych do ci¹g³ych

pomiarów limnigraficznych. Na podstawie

uzyskanych wyników obliczono miesiêczne i

roczne œrednie g³êbokoœci zalegania wód grun-

towych. Jako miarê zmiennoœci przyjêto

wspó³czynnik zmiennoœci (iloraz odchylenia

standardowego i wartoœci œredniej).

Do analizy zmiennoœci po³o¿enia wód

gruntowych wybrano wyniki pomiarów w

okresie 1985–2001 w studzienkach reprezen-

tuj¹cych siedliska œwie¿e (BMœw, studzienka nr

204), wilgotne (LMw, studzienka nr 202) i ba-

gienne (ols, studzienka nr 206). Dane do-

tycz¹ce opadu i temperatury uzyskano ze stacji

IMiGW w Bia³owie¿y. W celu okreœlenia tren-

dów wieloletnich wykorzystano wyniki pomia-

rów Wawrzoniaka z lat 1975–1976 w studzien-

ce 207 oraz wyniki Obmiñskiego wykonane w

biotopie V w niewielkiej odleg³oœci od stu-

dzienki nr 210.

Zmiennoœæ opadów i po³o¿enia wód gruntowych w Bia³owieskim Parku Narodowym

417

Ryc. 1. Miejsca pomiarów poziomu wód gruntowych na terenie BPN.

CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH

Charakterystykê meteorologiczn¹ Bia³o-

wieskiego Parku Narodowego opracowano na

podstawie danych ze stacji w Bia³owie¿y, zlokali-

zowanej w punkcie o wspó³rzêdnych 52 o 42’N,

23 o 51’E na wysokoœci 163 m npm. Okreœlane

s¹ tam wszystkie elementy klimatu, za

wyj¹tkiem promieniowania s³onecznego. O

stanie zasobów wodnych decyduj¹: opad at-

mosferyczny, parowanie terenowe oraz

odp³yw wody ze zlewni. Najbardziej istotnymi

czynnikami meteorologicznymi dla zmian za-

sobów wodnych s¹: temperatura powietrza i

opad atmosferyczny.

6,8 o C. Najzimniejszym miesi¹cem jest styczeñ

— œrednia temperatura wynios³a –4,2 o C, nato-

miast najcieplejszym miesi¹cem jest lipiec —

17,7 o C. Œrednia temperatura pó³rocza letniego

wynosi 13,7 o C, a pó³rocza zimowego –0,2 o C. W

analizowanym okresie wystêpowa³a du¿a

zmiennoœæ œrednich temperatur rocznych.

Najch³odniejsze by³y lata 1956 i 1969, kiedy

œrednia temperatura roczna wynios³a 5,1 o C,

natomiast najcieplejszym rokiem by³ 1989 o

œredniej temperaturze 9,2 o C. Rozk³ad œrednich

temperatur rocznych wskazuje na podwy¿sza-

nie siê w ostatnim dwudziestoleciu temperatu-

ry powietrza w Bia³owie¿y, spowodowane

g³ównie ciep³ymi zimami. W okresie

1951–1980 œrednie temperatury w poszczegól-

nych dziesiêcioleciach waha³y siê od 6,2 do

6,6 o C. Natomiast w ostatnich dwóch dziesiê-

cioletnich okresach temperatura by³a znacznie

TEMPERATURA POWIETRZA

Œrednia temperatura powietrza na stacji w

Bia³owie¿y w okresie 1955–2001 wynios³a

418

E DWARD P IERZGALSKI i wspó³aut.

wiêksza (Ryc. 2): 7,4 o C (1981–1990) oraz

7,1 o C (1991–2001). Najwiêkszy wp³yw na

wzrost temperatury w ostatnich dziesiêciole-

ciach maj¹ temperatury piêciu pierwszych

miesiêcy w roku. Œrednie temperatury w okre-

natomiast opad pó³rocza letniego mia³ najwiê-

kszy udzia³ w opadzie rocznym w 1974 r. —

77%. Najni¿sz¹ wartoœæ opad pó³rocza letniego

osi¹gn¹³ w 1964 r. — 240 mm, natomiast naj-

wiêkszy zanotowany opad pó³rocza letniego

Ryc. 2. Zmiany œrednich

temperatur powietrza w

okresach dziesiêciolet-

nich w Bia³owie¿y.

sie od stycznia do maja by³y w latach 90. o 2 o C

wy¿sze, ni¿ w latach 60. Temperatura w pozo-

sta³ych siedmiu miesi¹cach roku nie wykazuje

wyraŸnych tendencji wzrostowych, zaœ ampli-

tuda wahañ nie przekracza 0,6 o C. Znaczne

ocieplenie miesiêcy zimowych (styczeñ-ma-

rzec) powoduje, i¿ zmniejsza siê liczba dni z

pokryw¹ œnie¿n¹ i maleje maksymalna gruboœæ

zalegaj¹cej pokrywy œnie¿nej, a wzrasta udzia³

deszczu w opadach atmosferycznych. Wzrost

temperatury mo¿e powodowaæ zmniejszanie

zasobów wodnych wskutek wzrostu parowa-

nia terenowego.

wyst¹pi³ w 1974 r. — 722 mm. Do charaktery-

styki zmiennoœci opadów zastosowano kryte-

rium wprowadzone przez K ACZOROWSK¥

(1962):

— rok skrajnie suchy — opad poni¿ej 50% opa-

du œredniego z wielolecia

— rok bardzo suchy — opad od 51% do 74%

opadu œredniego

— rok suchy — opad od 75% od 89% opadu

œredniego

— rok przeciêtny — opad w zakresie

90%–110% opadu œredniego

— rok mokry — opad od 111% do 125% opadu

œredniego

— rok bardzo mokry — opad od 126% do 149%

opadu œredniego

— rok skrajnie mokry — opad powy¿ej 150%

opadu œredniego.

Wed³ug tego kryterium w analizowanym

okresie na stacji Bia³owie¿a odnotowano 20 lat

przeciêtnych, 15 suchych, 1 bardzo suchy, 7

mokrych i 4 bardzo mokre. Natomiast nieco

inaczej sklasyfikowaæ mo¿na pó³rocza letnie,

wœród których by³o 13 przeciêtnych, 13

suchych, 7 bardzo suchych, 6 mokrych, 5 bar-

dzo mokrych i 2 skrajnie mokre.

Wobec danych wskazuj¹cych na wzrost

temperatury powietrza w ostatnim dwudzie-

stoleciu, istotne jest równie¿ okreœlenie tren-

du wystêpowania opadów.

OPAD ATMOSFERYCZNY

Wed³ug pomiarów w stacji Bia³owie¿a œred-

ni opad roczny w wieloleciu 1955–2001 wyno-

si³ 633 mm. Najni¿szy opad zanotowano w

1991 r. i wyniós³ on wówczas 448 mm, najwy¿-

szy opad wyst¹pi³ w 1974 r. i osi¹gn¹³ wartoœæ

933 mm.

Œrednia wieloletnia suma opadu pó³rocza

letniego (maj–paŸdziernik) wynios³a 394 mm,

co stanowi 62% œredniego wieloletniego opa-

du rocznego. Najwiêksza ró¿nica miêdzy opa-

dem w pó³roczu letnim a ca³orocznym

wyst¹pi³a w 1966 r., kiedy opad pó³rocza let-

niego stanowi³ zaledwie 45% opadu rocznego,

Zmiennoœæ opadów i po³o¿enia wód gruntowych w Bia³owieskim Parku Narodowym

419

Przebieg rocznych sum opadu w okresie

1955–2001 (Ryc. 3) wskazuje na ich periodycz-

noœæ. Mo¿na wyró¿niæ trzy okresy:

— 1955–1966 — wiêkszoœæ sum rocznych w

tym okresie by³a ni¿sza od œredniej wielo-

letniej (tylko w ci¹gu trzech lat roczna

suma opadów by³a wy¿sza od œredniej), a

œredni opad roczny w tym okresie wyniós³

580 mm;

— 1967–1982 — sumy œrednich opadów w

roku by³y w wiêkszoœci lat wy¿sze od œred-

niej z wielolecia (12 lat z opadem wy¿szym

od œredniej), a œredni opad roczny osi¹gn¹³

720 mm;

— 1983–2001 — opady roczne, podobnie, jak

w latach 1955–1966, znów rzadko przekra-

cza³y œredni¹ wieloletni¹ (7 lat z opadem

wy¿szym od œredniej), a œredni roczny opad

wynosi³ 601 mm.

Podobna cyklicznoœæ, jak opadów rocz-

nych, wystêpowa³a w przypadku opadów

pó³rocza letniego (Ryc. 3). Ma³¹ zmiennoœci¹

charakteryzowa³y siê natomiast opady zimo-

we, które najlepiej charakteryzuje trend linio-

Ryc. 3. Sumy opadów atmosferycznych na stacji w Bia³owie¿y w okresie 1955–2001.

a) opady roczne; b) opady pó³roczy letnich; c) opady pó³roczy zimowych.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: