Reductions in tree-ring widths of silver fir (Abies alba Mill.) as an indicator of air pollution in southern Poland

• Autorzy: Katarzyna Łuszczyńska , Małgorzata Wistuba , Ireneusz Malik
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to investigate how the emission of pollutants to the atmosphere from the late 19th century until modern times has been recorded in rings of silver fir trees growing in southern Poland. Samples were collected from 24 firs growing in the Beskid Niski Mountains (Western Carpathians). Using a Pressler borer, a single core was collected from each tree. Within the samples, tree-ring widths were measured. On this basis, reductions of tree-ring widths were calculated and subsequently divided into three classes according to their severity. Study results indicate that growth reductions at the site studied were influenced by the pollution emitted from the now-defunct Central Industrial Region, which developed most rapidly from 1920 to 1940, and began to decline after World War II. These emissions were probably responsible for reductions in the trees sampled in the years 1928-1947. On the other hand, reductions of tree-ring widths dating from 1951 to 1989 were caused by the post-war development of heavy industry throughout Poland, and in particular in the Upper Silesian Industrial Region, which developed at its most rapid rate from 1960 to 1990. The results obtained demonstrate that reductions of tree-ring widths in the silver firs studied are related to industrial air pollution in the 20th century. As industrial production declined and environmentally friendly technologies were introduced in the early 1990s, air pollution levels decreased and an increase in tree-ring widths followed in the silver firs studied. Further reductions of tree-ring widths have been observed in recent years (since 2009), which may be caused by air pollution due to low-stack emissions from domestic boilers. The analysis conducted demonstrates that a reduction in tree-ring widths in silver fir is a sensitive bioindicator of air pollution.(original abstract)

Słowa kluczowe

EN

Air pollution; Pollution emission; Industry

PL

Zanieczyszczenie powietrza; Emisja zanieczyszczeń; Przemysł

• Czasopismo: Environmental & Socio-economic Studies
• Rocznik: 2018
• Tom: 6
• Numer: nr 3
• Strony: 44--51

Twórcy

autor

Katarzyna Łuszczyńska

• University of Silesia in Katowice, Sosnowiec, Poland

autor

Małgorzata Wistuba

• University of Silesia in Katowice, Sosnowiec, Poland

autor

Ireneusz Malik

• University of Silesia in Katowice, Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• Ashby W.C., Fritts H.C. 1972. Tree growth, air pollution, and climate near LaPorte, Indiana. "Bulletin American Meteorological Society", 53, 3: 246-251.Google Scholar
• Bis R., Dobrowolska D. 2012. Przyrost radialny jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w Puszczy Iłżeckiej. Leśne Prace Badawcze, 73, 3: 201-208.Google Scholar
• Bošeľa M., Petráš R., Sitková Z., Priwitzer T., Pajtík J., Hlavatá H., Sedmák R., Tobin B. 2014. Possible causes of the recent rapid increase in the radial increment of silver fir in the Western Carpathian. "Environmental Pollution", 184: 211-221.Google Scholar
• Danek M. 2007. The influence of industry on Scots Pine stands in the south-eastern part of the Silesia-Krakow Upland (Poland) on the basis of dendrochronological analysis. "Water Air Soil Pollution", 185: 265-277.Google Scholar
• Duszyński F. 2014. Zapis zanieczyszczenia powietrza w przyrostach rocznych drzew. "Przegląd Geograficzny", 86, 3: 317-338.Google Scholar
• Elling W., Dittmar CH., Pfaffelmoser K., Rotzer T. 2009. Dendroecological assessment of the complex causes of decline and recovery of the growth of silver fir (Abies alba Mill.) in southern Germany." Forest Ecology and Management", 257: 1175-1187.Google Scholar
• Emberson L. 2003. Air pollution impacts on crops and forests: an introduction. [in:] Emberson L., Ashmore M., Murray F. (eds) Air Pollution Impacts on Crops and Forests: A Global Assessment. Imperial College Press, London: 3-29.Google Scholar
• Evertsen J.A., Mac Siurtain M.P., Gardiner J.J. 1986. The effect of industrial emission on wood quality in norway spruce (Picea abies). "IAWA Bulletin", 7, 4: 399-404.Google Scholar
• Feliksik E. 1995. Próba oceny zagrożenia lasów beskidzkich przez emisje przemysłowe w oparciu o analizy dendro-chronologiczne. [in:] Materiały konferencyjne "Ekologiczne i ekonomiczne uwarunkowania rozwoju gospodarczego Karpat południowo-wschodnich". Centrum Edukacji Ekologicznej Wsi, Krosno: 117-124.Google Scholar
• Feliksik E., Wilczyński S., Podlaski R. 2000. Wpływ warunków termiczno-pluwialnych na wielkość przyrostów radialnych sosny (Pinus sylvestris L.), jodły (Abies alba Mill.) i buka (Fagus sylvatica L.) z Świętokrzyskiego Parku Narodowego. Sylwan, 9: 53-64.Google Scholar
• Filipiak M. 2002. Age structure of natural regeneration of European silver-fir (Abies alba Mill.) in Sudety Mts. "Dendrobiology", 48: 9-14.Google Scholar
• Gärthner H. 2007. Glacial landforms, tree rings: dendro-geomorphology. [in:] S.A. Elias (ed.) Encyclopedia of Quaternary Science. Elsevier Scientific: 979-988.Google Scholar
• Godzik S. 1981. Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na rośliny - aktualne problemy i poglądy. Wiadomości Botaniczne, 25, 3: 197-208.Google Scholar
• Gołębiowski J. 2000. COP: Dzieje industrializacji w rejonie bezpieczeństwa 1922-1939. "Prace Monograficzne Uniwersytetu Pedagogicznego im. KEN", 284.Google Scholar
• Hauck M., Zimmermann J., Jacob M., Dulamsuren C., Bade C., Ahrends B., Leuschner C. 2012. Rapid recovery of stem increment in Norway spruce at reduced SO2 levels in the Harz Mountains, Germany. "Environmental Pollution", 164: 132-141.Google Scholar
• Hess M. 1965. Piętra klimatyczne w Polskich Karpatach Zachodnich. "Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne", 11.Google Scholar
• Hess M., Niedźwiedź T., Obrębska-Starklowa B. 1977. Stosunki termiczne Beskidu Niskiego. Prace Geograficzne, 123.Google Scholar
• Jaworski A., Podlaski R., Zych M. 2000. Ocena żywotności jodły (Abies alba Mill.) w drzewostanach o charakterze pierwotnym w rezerwacie "Święty Krzyż" (Świętokrzyski Park Narodowy)." Rocznik Świętokrzyski", Seria B, Nauki przyrodnicze, 27: 29-38.Google Scholar
• Kalda G., Łopuszyńska P. 2014. Analiza zagrożeń środowiska Podkarpacia. "Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury", 31, 61 (1/14): 101-117.Google Scholar
• Karpiński A., Paradysz S., Soroka P., Żółkowski. 2013. Jak powstawały i jak upadały zakłady przemysłowe w Polsce. Losy po 1989 roku zakładów budowanych w PRL-u. Muza SA, Warszawa.Google Scholar
• Krąpiec M., Szychowska-Krąpiec E. 2001. Tree-ring estimation of the effect of industrial pollution on pine (Pinus sylvestris) and fir (Abies alba) in the Ojców National Park (southern Poland). Nature Conservation, 58, 1: 33-42.Google Scholar
• Malik I., Wistuba M., Danek M., Danek T., Krąpiec M. 2011. Wpływ emisji zanieczyszczeń atmosferycznych przez zakłady chemiczne w Tarnowskich Górach (północna część Wyżyny Śląskiej) na szerokość przyrostów rocznych sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.). "Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych", 47: 9-21.Google Scholar
• Malik I., Danek M., Marchwińska-Wyrwał E., Danek T., Wistuba M., Krąpiec M. 2012. Scots pine (Pinus sylvestris L.) growth suppression and adverse effects on human health due to air pollution in the Upper Silesian Industrial District (USID), southern Poland. Water Air Soil Pollut, 223: 3345-3364.Google Scholar
• Michalik S. 2003. Zbiorowiska roślinne. [in:] Górecki A., Krzemień K., Skiba S., Zemanek B. (eds) Przyroda Magurskiego Parku Narodowego. MPN, UJ, Krempna-Kraków: 73-84.Google Scholar
• Nash T.H., Fritts H.C., Stokes M.A. 1975. A technique for examining nonclimatic variation in widths of annual tree rings with special reference to air pollution. "Tree-Ring Bulletin", 35: 15-24.Google Scholar
• Opała M. 2009. Wpływ warunków klimatycznych na kształtowanie się szerokości przyrostu rocznego Fagus sylvatica, Pinus sylvestris i Abies alba z Ojcowskiego Parku Narodowego, Prądnik. "Prace i materiały Muzeum im. Prof. Władysława Szafera", 19: 219-230.Google Scholar
• Podlaski R. 2003. Przyrost promienia pierśnicy jodły (Abies alba Mill.), buka (Fagus sylvatica L.) i sosny (Pinus sylvestris L.) w Świętokrzyskim Parku Narodowym. "Acta Scientiarum Polonorum", 2: 71-79.Google Scholar
• Pukowska-Mitka M., Tkocz M. 2008. Przemysł. [in:] Tkocz M. (ed.) Województwo śląskie. Zarys geograficzno-ekonomiczny. Wydział Nauk o Ziemi UŚ, Sosnowiec: 68-86.Google Scholar
• Raport o stanie środowiska w województwie podkarpackim w 2012 roku. 2013. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska, Rzeszów, source of data: www.wios.rzeszow.pl [access: 06.05.2018].Google Scholar
• Rutkiewicz P., Malik I., Wistuba M. 2016. Redukcje przyrostów rocznych świerka pospolitego na tle zmian zanieczyszczenia powietrza w relacji do liczby zachorowań ludzi - przykład z Zakopanego. "Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej w Rogowie", 48, 3: 194-200.Google Scholar
• Rydval M., Wilson R. 2012. The impact of industrial SO2 pollution on north bohemia conifers. "Water, Air and Soil Pollution", 223(9): 5727-5744.Google Scholar
• Samecki W. 1998. Centralny Okręg Przemysłowy 1936-1939: wstępna faza programu uprzemysłowienia Polski. "Ekonomia", 3.Google Scholar
• Schweingruber F.H., Albrecht H., Beck M., Hessel J., Joos K., Keller D. 1985. Diagnosis and distribution of conifer decay in the Swiss Rhone Valley, a dendrological study. Eidgenössische Anstalt für das Fortliche Versuchswesen, 270: 189-192.Google Scholar
• Stoeckhardt J. A. 1871. Untersuchungen uber die schadliche Einwirkung des Hutten- und Steinkohlenrauches auf das Wachsthum der Pflanzen, insbesondere der Fichte und Tanne. Tharandter forstliches Jahrbuch, 21: 218-254.Google Scholar
• Szychowska-Krąpiec E. 2009. Monitoring drzewostanów zagrożonych przez emisje przemysłowe. [in:] Zielski A., Krąpiec M. (eds) Dendrochronologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa: 243-250.Google Scholar
• Szychowska-Krąpiec E., Wiśniewski Z. 1996. Zastosowanie analizy przyrostów rocznych sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris) do oceny wpływu zanieczyszczeń przemysłowych na przykładzie zakładów chemicznych "Police" (woj. szczecińskie). Kwartalnik Akademii Górniczo-Hutniczej Geologia, 22, 3: 281-299.Google Scholar
• Tkocz M. 2012. Śląsk jako przykład regionu przemysłowego i jego rola w procesach modernizacyjnych XIX, XX i XXI wieku. Uniwersytet Śląski. source of data: https://men.gov.pl/wp-content/uploads/2012/11/referat_ukraina_xv_02.pdf [access: 06.05.2018].Google Scholar
• Wertz B., Wilczyński S. 2012. Dendrochronologiczna ocena zmian przyrostu radialnego jodły (Abies alba Mill.) i modrzewia (Larix decidua Mill.) znajdujących się pod wpływem immisji. "Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej w Rogowie", 14, 1(30): 268-278.Google Scholar
• Wimmer R. 2002. Wood anatomical features in tree-rings as indicators of environmental change. Dendrochronologia, 20, 1-2: 21-36.Google Scholar
• Zawada J. 2001. Przyrostowe objawy rewitalizacji jodły w lasach Karpat i Sudetów oraz wynikające z nich konsekwencje hodowlane." Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa", Seria A, 922: 79-101.

Identyfikatory

DOI

https://doi.org/10.2478/environ-2018-0022