The effect of various origins deforestation on the temporal and spatial variability of characteristics and chemical compositions of waters in the elementary catchments of the Kościeliska Valley

W pracy zbadano wpływ wylesienia różnej genezy (wiatrołomu z 2013 roku i gradacji kornika) na zróżnicowanie czasowo-przestrzenne cech i składu chemicznego wód w zlewniach elementarnych Doliny Kościeliskiej w Tatrzańskim Parku Narodowym. Sezonowe badania terenowe przeprowadzono czterokrotnie (22-23.11.2019, 18-19.02.2020, 14.07.2020, 30.09.2020) i pobrano podczas nich 100 próbek wody. Następnie w Laboratorium Hydrologiczno-Chemicznym IGIGP UJ oznaczono skład chemiczny wód metodą chromatografii jonowej (DIONEX 2000) w zakresie kationów: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, Li+ oraz anionów: HCO3-, SO42, Cl-, NO3-, NO2-, PO43-, F-, Br-. Po zinterpretowaniu jonów głównych, dla określenia wpływu wylesienia na skład chemiczny wód, wybrano do bardziej szczegółowych analiz jon NO3-. Badania wykazały, że jego stężenie w wodach jest ściśle związane z sezonowym poborem związku przez rośliny w procesie wegetacji. Wylesienia zaburzają proces poboru azotanów przez rośliny powodując uwalnianie dużej ich ilości do wód. Bezpośrednio po wiatrołomie z 2013 roku obserwowano w czasie kilku lat wysokie stężenia NO3- w wodach, jednak aktualnie są one kilkukrotnie niższe co jest spowodowane intensywną sukcesją roślinności. Wysokie stężenia azotanów w dalszym ciągu obserwuje się w zlewniach Małego Regla, Hrubego Regla i Kończystej Turni co świadczy o rozpadzie drzewostanu na skutek działalności kornika.

The study concerns the impact of various origins deforestation (windfall from the 2013 and bark beatle outbreak) on the temporal and spatial variation of characteristics and chemical compositions of waters in the elementary catchments of the Kościeliska Valley in the Tatra National Park. Seasonal field studies were conducted four times (22-23.11.2019, 18-19.02.2020, 14.07.2020, 30.09.2020) during which 100 water samples were collected. Then, in the IGIGP UJ Hydrochemical Laboratory the chemical compositions of waters was determined using the ion chromatographic method (DIONEX 2000) in the range of cations: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, Li+ and anions: HCO3-, SO42, Cl-, NO3-, NO2-, PO43-, F-, Br-. After interpreting the major ions, it was decided to select the NO3- to determine the effect of deforestation on water chemistry. The study showed that the concentration of NO3- in waters is closely related to the seasonal uptake of the compound by plants during the wegetation process. Deforestation disrupts the uptake of nitrate by plants, causing the release of a large amount of them into the waters. During a few years immediately following the 2013 windfall, high concentrations of NO3- were observed in the waters, however, currently they are several times lower due to intensive vegetation succession. High nitrate concentrations are still observed in the catchments of Mały Regiel, Hruby Regiel and Kończysta Turnia, which indicates decay of tree stands due to bark beetle activity.