[ZD06]
Poškodovanost listov indikatorskih rastlin zaradi onesnaženosti z ozonom
Objave: [ 2009 ]

Kazalec prikazuje intenzivnost poškodb listov na ozon občutljivega (S) in na ozon odpornega (R) klona plazeče detelje (Trifolium repens L. 'Regal' NC-S, NC-R), ki sta bila v obdobju 2000-2007 (april - oktober) izpostavljena ozonu na treh poskusnih ploskvah - v Ljubljani, Iskrbi pri Kočevski Reki in Rakičanu pri Murski Soboti. Prikazana je poškodovanost listov odpornega (R) in občutljivega klona (S). Odstotek poškodovanosti listne površine je bil ocenjen tedensko na rastlinah, ki so uspevale v loncih (20 loncev vsakega klona) po enostavni skali, usklajeni v okviru programa ICP-Vegetation.

Zaradi primerjave poškodovanosti listov indikatorskih rastlin po ozonu ter meritev AOT40, ki so namenjene spremljanju poškodovanosti vegetacije in gozdov zaradi onesnaženega zraka z ozonom, prikazuje kazalec tudi odvisnost povprečne razlike v poškodovanosti listne površine občutljivega (S) in odpornega (R) klona plazeče detelje (v %) od povprečne kumulative AOT40 v dobi rasti (med zaporednima žetvama) in sicer v obdobju 2000-2007.

Za ugotavljanje škodljivih učinkov ozona na vegetacijo so bile v okviru programa ICP-Vegetation, ki se izvaja v okviru delovne skupine za učinke pod okriljem Konvencije o onesnaževanju zraka na velike razdalje preko meja (WGE CLRTAP), izbrane na ozon občutljive indikatorske rastline. Najdlje je v okviru držav EU regije, pa tudi drugih podpisnic LRTAP konvencije, potekal usklajen poskus sledenja učinkov ozona z odpornimi in občutljivimi kloni plazeče detelje (Trifolium repens 'Regal NC-S, NC-R').

Slika ZD6-1: Povprečna poškodovanost listne površine (v %) občutljivega (S) in odpornega (R) klona plazeče detelje na Iskrbi pri Kočevski Reki, v Ljubljani in Rakičanu pri Murski Soboti v obdobju 2000-2007 (april-oktober)

Vir: Podatki Katedre za aplikativno botaniko, ekologijo, fiziologijo rastlin in informatiko, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, 2007.


Slika ZD6-2: Povprečna razlika v poškodovanosti listne površine občutljivega (S) in odpornega (R) klona plazeče detelje (v %) v odvisnosti od povprečne kumulative AOT40 v dobi rasti (med zaporednima žetvama) za obdobje 2000-2007

Vir: Podatki Katedre za aplikativno botaniko, ekologijo, fiziologijo rastlin in informatiko, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, 2007.


Slika ZD6-3: Gibanje parametra AOT40 za vegetacijo na merilnih postajah Iskrba pri Kočevski Reki, Rakičan pri Murski Soboti in Ljubljana v obdobju 2000-2007

Vir: Zbirka podatkov avtomatskih meritev državne mreže za spremljanje kakovosti zraka (DMKZ), Agencija Republike Slovenije za okolje, 2009.


Spremljanje in zmanjševanje negativnih vplivov prizemnega ozona na vegetacijo.

Povečane koncentracije prizemnega (troposferskega) ozona, ki skozi reže vstopa v rastline, povzročajo nepopravljive poškodbe tkiv. Te se kažejo predvsem v obliki točkovnih nekroz na listih, rdečenja listov ter zgodnjega staranja in odmiranja rastlin. Posledice poškodb so zmanjšanje prirastka in skupne biomase rastlin, kar se odraža tudi na zmanjšanju pridelka pri kmetijskih rastlinah.

Iz slike ZR14-1 je razvidno, da v obdobju 2000-2007 ne opazimo trendov zmanjševanja ali povečevanja poškodovanosti listne ploskve, ker so koncentracije prizemnega ozona in njihovi učinki na rastlini močno odvisni od meteoroloških razmer (intenzivnost sončnega sevanja, temperatura, količina padavin, zračna vlažnost...), te pa se v posameznih letih precej spreminjajo. Velike vrednost AOT40 so povezane z velikimi izpusti predhodnikov ozona in veliko jakostjo sevanja, kar je ponavadi povezano tudi z višjimi temperaturami in manjšo relativno zračno vlago. Po tem izstopa predvsem leto 2003, ko so bile vrednosti AOT40 največje. Ustrezno temu je bila na Iskrbi pri Kočevski Reki tega leta tudi največja povprečna poškodovanost listov občutljivega klona. V Ljubljani in Rakičanu pri Murski Soboti ta povezanost ni tako očitna, po vsej verjetnosti zaradi sprotnega dotoka dušikovih oksidov iz prometa, ki poteka v bližini, ki nastali ozon tudi porabljajo. Drugi razlog za neskladje med izmerjenimi visokimi vrednostmi AOT40 in poškodbami listov, pa so že omenjene klimatske razmere. Te vplivajo na odprtost rež in s tem na možnost nastanka poškodb.

S povečevanjem kumulativnih vrednosti AOT40 v obdobju 28 dni med posameznimi žetvami detelje, se povečuje tudi razlika v stopnji poškodovanosti med na ozon občutljivimi in odpornimi rastlinami. Vrednosti AOT40 so na vseh treh mestih, kjer smo izpostavili indikatorske rastline, Ljubljana, Iskrba in Rakičan, že v prvi polovici vegetacijske dobe presegle komulativne vrednosti, ki jih je v okviru usklajenih raziskav določil ICP-Vegetation program in sicer za kmetijske rastline 3000 ppb h v 3 mesecih (učinek: zmanjšan pridelek); okrasne rastline 6000 ppb h v 3,5 meseca (učinek: zmanjšan pridelek); polnaravna vegetacija (trajna travišča) 3000 ppb h v 3 mesecih ali rastni sezoni (učinek: zmanjšana rast trajnic in zmanjšana tvorba semen pri enoletnicah); gozdna drevesa: 5000 ppb h v rastni sezoni (učinek: zmanjšana rast). Kljub visokim vrednostim AOT40 (slika ZR14-3) in preseženim pragovom za vse tipe vegetacije, pa je bila poškodovanost indikatorskih rastlin relativno majhna (slika ZR14-2). Meritve niso pokazale razlik v povprečni biomasi odpornega (R) in občutljivega (S) klona plazeče detelje. To kaže na relativno slabo odzivnost te indikatorske rastline ter na ne-najboljšo indikatorsko vrednost AOT40 za opredelitev poškodb zaradi prizemnega ozona na vegetaciji, kajti stanje rastline in okoljski dejavniki (predvsem vodni režim) učinek ozona močno modificirajo. To potrjuje tudi enosezonski poskus z isto indikatorsko rastlino na Krvavcu leta 2001, kjer je bil učinek relativno visokih koncentracij ozona na upad biomase pri občutljivih rastlinah večji v bolj vlažnem ozračju (40% zmanjšanje glede na odporen klon), kar isto leto na ostalih stalnih mestih (Ljubljana, Iskrba, Rakičan) nismo ugotovili. Zaradi teh težav sedaj potekajo pri udeleženkah ICP-Vegetation programa nove raziskave učinkov ozona, ki ugotavljajo njegov privzem na osnovi prevodnosti rež.

Podatki za Slovenijo:

Cilji so povzeti po: Program ICP-Vegetation, ki se izvaja v okviru Konvencije o onesnaževanju zraka na velike razdalje preko meja (CLRTAP).
Izvorna baza podatkov oz. vir: Podatki Katedre za aplikativno botaniko, ekologijo, fiziologijo rastlin in informatiko, Oddelek za agronomijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani.
Skrbnik podatkov: Oddelek za Agronomijo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani: mag. Boris Turk
Datum zajema podatkov za kazalec: november 2009
Metodologija in pogostnost zbiranja podatkov za kazalec: Delež poškodovanih listov na rastlini ter intenziteta poškodb se ocenjujeta tedensko. Za potrebe kazalca je na voljo podatkovni niz za obdobje 2000-2007. Podatki predstavljeni v kazalcu so občasni. V okviru programa ICP-Vegetation se je uporaba različno občutljivih klonov plazeče detelje končala in sedaj so v preiskusu drugi bioindikatorji, v zadnjih dveh letih, 2008, 2009, občutljivi in na ozon odporni biotipi nizkega fižola, vendar podatki za ta bioindikator še niso v celoti obdelani in preverjanje odzivnosti v okviru tega programa še poteka.
Metodologija obravnavanja podatkov: Ugotavljanje ozonskih poškodb na rastlinah poteka pri podpisnicah LRTAP konvencije v okviru protokolov, ki jih je na osnovi predhodnih zaplinjevalnih poskusov z ozonom pripravil program ICP-Vegetation. Koordinator programa izbere indikatorsko rastlino, ki jo po predpisanem protokolu gojijo vsi udeleženci programa in po usklajeni metodi beležijo listne poškodbe, upad biomase in opravljajo ostale raziskave na rastlini, ki dokazujejo ozonske poškodbe in odziv rastline nanje. Na treh poskusnih ploskvah, v Ljubljani, Iskrbi in Rakičanu, ki so v bližini meteoroloških merilnih postaj, ki merijo urne koncentracije prizemnega (troposferskega) ozona in druge meteorološke parametre, smo v vegetacijskih sezonah 2000-2007 izpostavili indikatorske rastline plazeče detelje. Na vsaki ploskvi je bilo v samozalivalnih loncih posajenih 20 na ozon občutljivih in 20 na ozon odpornih rastlin plazeče detelje, ki so jih vsakih 28 dni poželi do višine 7 cm nad tlemi. Predhodno so enkrat na teden v vsakem loncu plazeče detelje ocenili odstotek poškodovanih listov po naslednji skali: 0 - ni poškodb, 1 - rahle poškodbe, 2 - 1-5 % poškodovanost listov, 3 - 5-25 % poškodovanost listov, 4 - 25-50 % poškodovanost listov, 50–90 % poškodovanost listov in 90-100 % poškodovanost listov.
Informacije o kakovosti:
Prednost kazalca - opazovanje negativnih učinkov troposferskega ozona neposredno na rastlinah. Podatki, ki so bili uporabljeni za izdelavo tega kazalca so bili poslani v evropsko bazo podatkov koordinatorju ICP-Vegetation (Cetre for Ecology & Hydrology, Bangor, UK) in so kot takšni del mednarodne izmenjave podatkov v okviru Konvencije LRTAP in vstopajo v procese mednarodnih primerjav.
Slabost kazalca - precejšnja subjektivnost ocenjevanja poškodb, ki jo opravljajo različni ocenjevalci.
- Relevantnost, točnost, robustnost, negotovost:
Zanesljivost kazalca (arhivski podatki): zanesljivi
Negotovost kazalca (za scenarije/projekcije): ni projekcij/scenarijev
- Skupna ocena (1 = brez večjih pripomb, 3 = podatki z zadržkom):
Relevantnost: 1
Točnost: 2
Primerljivost (po času): 2
Primerljivost (glede na prostor): 2

Drugi podatki in literatura:
•Batič F., Turk B. 2007. Strokovne podlage za izvajanje Konvencije CLRTAP in Programa ICP-Vegetation v Sloveniji v letu 2006-2007 Poročilo za leto 2006. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 16-20 str.
•Batič F., Turk B. 2007. Strokovne podlage za izvajanje Konvencije CLRTAP in Programa ICP-Vegetation v Sloveniji v letu 2006-2007. Poročilo za leto 2007 in končno poročilo projekta. Ljubljana, BF, Univerza v Ljubljani: 4-33 str.
•Benton J., Fuhrer J., Gimeno B. S., Skarby L., Balls G., Palmer-Brown D., Roadknihgt C., Saders G. 1995. ICP-Crops and critical levels of ozone for injury development. V: International workshop: Exceedances of critical loads and levels. Vienna, November 22-24, 1995: 1-5 str.
•Bienelli A. 1997. Vpliv fotooksidantov na rast in razvoj izbranih vrst kmetijskih rastlin na območju Zasavja. Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 36-39 str.
•Džuban T. 2002. Indikacijske vrednosti klonov plazeče detelje Trifolium repens 'Regal' ('NC-S', 'NC-R') za sledenje fotooksidantov v Sloveniji. Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 43 str.
•Harmes H., Mills G., Hayes F., Jones L., Norris D., Fuhrer J. 2007. Air pollution and vegetation. ICP Vegetation annual report 2006/2007, Bangor, University of Wales, UK: 37 str.
•Hayes F., Mills G., Harmens H., Norris D. 2007. Evidence of Widespread Ozone Damage to Vegetation in Europe (1990-2006). Programme Coordination Centre for the ICP Vegetation, CEH Bangor, UK: 26 str.
•ICP Vegetation Experimental Protocol for the 2001 Season. 2001. Working group on effects, ICP Vegetation Coordination Center, UK: 2-15 str.
•Jurkovnik M. 2001. Metode ugotavljanja vpliva onesnažil iz prometa na kmetijske rastline. Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 35 str.
•Kopušar N. 2009. Spremljanje kazalnikov oksidativnega stresa pri rastlinah kot tretja raven ekološko informacijskega sistema onesnaženosti zraka. Doktorska disertacija. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo.
•Krupa S. V., Manning W. J. 1988. Atmospheric ozone: Formation and effects on vegetation. Enviromental Pollution, 50: 101-137 str.
•Lesar P. 2007. Spremljanje učinkov troposferskega ozona s plazečo deteljo Trifolium repens 'Regal'. Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 23-26 str.
•Mikuš T. 2003. Primerjava poškodb na listih klonov plazeče detelje (Trifolium repens 'Regal') povzročenih od sesajočih škodljivcev in ozona. Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 90 str.
•Mills G., Ball G., Hayes F., Fuhrer J., Skärby L., Gimeno B., Temmerman L., Heagle A. 2000. Development of a multi-factor model for predicting the effects of ambient ozone on the biomass of white clover. Environmental pollution, 109: 553-542 str.
•Veberič S. 2008. Vpliv troposferskega ozona na nastanek poškodb in izbrane fiziološke procese pri indikatorski rastlini plazeča detelja (Trifolium repens 'Regal'). Diplomsko delo. Ljubljana, BF, Oddelek za agronomijo: 16-20 str.

1. december 2009
Franc Batič, Damijana Kastelec, Boris Turk, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani