Głównym celem monitoringu lasów w Polsce jest systematyczne gromadzenie, analiza i ocena informacji o stanie i zmianach zachodzących w ekosystemach leśnych. Celem nadrzędnym jest dostarczanie wiarygodnych danych niezbędnych do:
* Oceny stanu zdrowotnego i żywotności lasów.
* Rozpoznawania i prognozowania zagrożeń (naturalnych i antropogenicznych, np. zanieczyszczenia powietrza, zmiany klimatu, gradacje owadów, choroby).
* Wspierania zrównoważonej gospodarki leśnej i podejmowania decyzji zarządczych.
* Oceny różnorodności biologicznej.
* Realizacji krajowych i międzynarodowych zobowiązań w zakresie ochrony środowiska i raportowania o stanie lasów (np. w ramach programu ICP Forests).
Monitoring lasu stanowi kluczowy element Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ) koordynowanego przez GIOŚ.
Cele szczegółowe:
* Ocena dynamiki zmian stanu zdrowotnego drzewostanów w skali kraju i regionów.
* Określenie wpływu czynników stresowych (abiotycznych i biotycznych) na lasy.
* Monitorowanie stanu gleb leśnych i ich zmian.
* Ocena poziomu zanieczyszczeń w różnych elementach ekosystemu leśnego (aparaty asymilacyjne, gleba).
* Obserwacja zmian różnorodności biologicznej (np. skład gatunkowy runa).
* Dostarczanie danych do modeli prognostycznych dotyczących rozwoju lasów i potencjalnych zagrożeń.
* Ocena skutków gospodarki leśnej i działań ochronnych.
Zadania monitoringu:
* Prowadzenie regularnych obserwacji i pomiarów na stałych powierzchniach obserwacyjnych (SPO).
* Ocena wizualna stanu zdrowotnego drzew (zwłaszcza defoliacji i odbarwienia koron).
* Pomiary parametrów drzew i drzewostanów (np. przyrosty).
* Pobieranie i analiza prób glebowych.
* Pobieranie i analiza prób aparatu asymilacyjnego (liści/igieł).
* Analiza składu gatunkowego i stanu roślinności runa leśnego.
* Gromadzenie danych meteorologicznych i o depozycji zanieczyszczeń.
* Przetwarzanie, analiza i interpretacja zebranych danych.
* Opracowywanie raportów i udostępnianie wyników.
(Powierzchnie Obserwacyjne)
Podstawowym elementem struktury terenowej monitoringu lasów w Polsce jest sieć Stałych Powierzchni Obserwacyjnych (SPO). Sieć ta jest zorganizowana hierarchicznie, zazwyczaj obejmując:
* SPO I rzędu (monitoring ekstensywny): Gęsta sieć (np. w siatce 8×8 km lub 16×16 km), rozmieszczona systematycznie na terenie całego kraju. Służy głównie do oceny stanu zdrowotnego drzew (defoliacja, odbarwienia) i reprezentatywnej oceny stanu lasów w skali regionalnej i krajowej.
* SPO II rzędu (monitoring intensywny): Znacznie mniej liczne powierzchnie (kilkadziesiąt do stu kilkudziesięciu w kraju), zlokalizowane w reprezentatywnych ekosystemach leśnych. Prowadzi się na nich znacznie szerszy zakres badań, obejmujący szczegółowe pomiary drzew, analizy gleb, aparatu asymilacyjnego, opadu podkoronowego, wód glebowych, różnorodności biologicznej itp.
* Rozmieszczenie: Systematyczne, w regularnej siatce geograficznej, obejmujące różne typy siedliskowe lasu i gatunki drzew.
* Wielkość: Zwykle okrągłe lub kwadratowe powierzchnie o określonym promieniu/boku, na których ocenia się wyznaczoną liczbę drzew głównych gatunków.
* Zakres obserwacji: Głównie ocena wizualna defoliacji i odbarwienia koron drzew, rejestracja widocznych uszkodzeń (szkodniki, choroby, czynniki abiotyczne), podstawowe dane o drzewostanie.
* Częstotliwość: Obserwacje prowadzone corocznie, w pełni sezonu wegetacyjnego.
* Rozmieszczenie: Wybrane celowo, aby reprezentować główne typy ekosystemów leśnych i być potencjalnie narażone na różne czynniki stresowe; często lokalizowane w pobliżu stacji monitoringu zanieczyszczeń powietrza.
* Wielkość: Zazwyczaj większe niż SPO I rzędu, mogą obejmować ogrodzone poletka badawcze.
* Zakres obserwacji: Bardzo szeroki – oprócz ocen wizualnych jak na SPO I rzędu, obejmuje m.in.: szczegółowe pomiary dendrometryczne (wysokość, pierśnica, przyrosty), analizy chemiczne gleby (pH, Corg, N, P, K, Mg, Ca, metale ciężkie), analizy chemiczne igliwia/liści (składniki odżywcze, zanieczyszczenia), monitoring opadu atmosferycznego i depozycji zanieczyszczeń, monitoring wód glebowych, badania fitosocjologiczne runa, ocena różnorodności biologicznej.
* Częstotliwość: Różna w zależności od parametru – oceny wizualne drzew corocznie, analizy gleb co kilka-kilkanaście lat, analizy aparatu asymilacyjnego co kilka lat, inne pomiary zgodnie z metodyką (np. ciągłe pomiary meteorologiczne).
Wyniki monitoringu lasu są ściśle powiązane z gospodarką leśną i mają bezpośredni wpływ na planowanie i realizację zadań gospodarczych:
* Planowanie Urządzeniowe: Dane o stanie zdrowotnym, przyrostach, stanie siedlisk i potencjalnych zagrożeniach są wykorzystywane przy tworzeniu Planów Urządzenia Lasu (PUL), które określają cele i zadania gospodarcze dla nadleśnictw na okres 10 lat.
* Zabiegi Hodowlane i Ochronne: Informacje o wysokiej defoliacji, występowaniu szkodników czy chorób mogą skutkować decyzjami o przeprowadzeniu cięć sanitarnych, trzebieży pielęgnacyjnych, zabiegów ochronnych (chemicznych lub biologicznych) lub zmianie planowanych cięć.
* Dobór Gatunków i Przebudowa Drzewostanów: Długoterminowe dane o wpływie np. suszy czy zanieczyszczeń na poszczególne gatunki drzew pomagają w podejmowaniu decyzji o przebudowie drzewostanów i wprowadzaniu gatunków lepiej przystosowanych do zmieniających się warunków środowiska.
* Ochrona Przeciwpożarowa: Monitoring wilgotności ściółki i warunków meteorologicznych jest elementem systemu prognozowania zagrożenia pożarowego.
* Ocena Skuteczności Działań: Monitoring pozwala ocenić efektywność zastosowanych zabiegów gospodarczych i ochronnych.
* Certyfikacja Lasów: Dane z monitoringu są wykorzystywane do potwierdzenia spełniania standardów zrównoważonej gospodarki leśnej w ramach systemów certyfikacji (np. FSC, PEFC).
Defoliacja to utrata aparatu asymilacyjnego (liści lub igieł) w koronie drzewa w stosunku do drzewa referencyjnego (modelowego) tego samego gatunku, w pełni zdrowego, rosnącego w podobnych warunkach. W monitoringu lasów w Polsce i Europie (ICP Forests) stosuje się najczęściej 5-stopniową skalę klas defoliacji:
* Klasa 0 (brak defoliacji): Utrata aparatu asymilacyjnego 0 – 10% (drzewo zdrowe).
* Klasa 1 (defoliacja słaba/początkowa): Utrata >10 – 25% (drzewo lekko uszkodzone/ostrzegawcza).
* Klasa 2 (defoliacja umiarkowana): Utrata >25 – 60% (drzewo średnio uszkodzone).
* Klasa 3 (defoliacja silna): Utrata >60 – <100% (drzewo silnie uszkodzone).
* Klasa 4 (drzewo martwe): Utrata 100% (drzewo martwe).
Uwaga: Czasami stosuje się podział klasy 2 na 2a (>25-40%) i 2b (>40-60%), lub drobniejsze kroki co 5%. Jednak podział na klasy 0-4 jest standardem raportowania.
Oprócz defoliacji ocenia się często również stopień odbarwienia aparatu asymilacyjnego (np. żółknięcie, brązowienie) w podobnej skali.
Monitoring gleb leśnych jest integralną częścią intensywnego monitoringu lasów (realizowanego głównie na SPO II rzędu). Jego główne cele to:
* Ocena stanu chemicznego i fizycznego gleb leśnych.
* Śledzenie długoterminowych zmian właściwości gleb pod wpływem czynników naturalnych i antropogenicznych (np. depozycji zanieczyszczeń, zmiany klimatu, gospodarki leśnej).
* Ocena zasobności gleb w składniki pokarmowe i ich dostępności dla drzew.
* Wykrywanie i ocena skażenia gleb metalami ciężkimi i innymi substancjami toksycznymi.
* Dostarczanie danych do oceny stanu ekosystemów leśnych i modelowania ich funkcjonowania.
Zakres badań w monitoringu gleb leśnych obejmuje zazwyczaj:
* Opis profilu glebowego i jego klasyfikację.
* Analizy fizyczne: uziarnienie, gęstość objętościowa, wilgotność.
* Analizy chemiczne:
* Odczyn (pH w H₂O i KCl).
* Zawartość węgla organicznego (Corg) i azotu całkowitego (N).
* Zawartość przyswajalnych form makroelementów (P, K, Mg, Ca).
* Pojemność sorpcyjna kationów (CEC) i wysycenie zasadami (BS).
* Zawartość metali ciężkich (np. Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Hg).
* Czasami zawartość siarki, glinu ruchomego.
Próbki gleby pobierane są z określonych poziomów genetycznych profilu glebowego (np. poziom organiczny, poziom próchniczny, poziom wymywania, poziom wmywania, skała macierzysta) w regularnych odstępach czasu (np. co 10 lat), co pozwala na ocenę dynamiki zmian. Wyniki monitoringu gleb są kluczowe dla zrozumienia stanu odżywienia drzew, reakcji ekosystemów na zanieczyszczenia i zmiany klimatu oraz planowania działań gospodarczych (np. nawożenia czy doboru gatunków).