The use of remote sensing methods for assessing forest stand condition in Northern Poland

Abstract

The influence of chemical and physical stresses on health condition of three forest complexes was analysed. The first study area consisted of managed forest situated in the vicinity of ANWIL Nitric Company in Włocławek subjected to strong NOx stress. The second complex is a reserve Las Piwnicki situated near the city of Torun. For the last 20 years old pines and oaks in the reserve have been observed to die as a result of natural processes and chemical stress emitted by town. The third site consists of pine plantations in Zabory Landscape Park. A large part of the study area is covered by the secondary forest restored at the end of 19th century on land temporarily used for farming. Coloured and panchromatic aerial photographs were used to assess the range of NOx emission effect and the extend of injuries suffered by tree crown in the surroundings of nitrogen works as well as to assess the dying rate of the pines and oaks in the reserve Las Piwnicki. The assessment of the condition of forests in Zabory Landscape Park was based on the NDVI obtained from the analysis of Landsat TM satellite data. The zone of very intensive influence of gas emission on forests growing near the nitrogen works was described on the basis of aerial photographs. It was found that changes in the structure of the upper layer of trees have considerably increased around 1985 in the reserve Las Piwnicki. The pine forests growing in places continuously afforested for the last several centuries have a higher NDVI value than secondary forests restored on former agricultural soils in Zabory Landscape Park. Those secondary forests have been refereed to syntaxons Cladonio-Pinetum and Calluno-Pinetum. Fire risk in those forests is much higher than in the remaining forest types occurring in the park.

Analizowano wpływ stresów chemicznych na zdrowotność trzech kompleksów leśnych. Pierwszy obszar badań, którym był las gospodarczy wokół zakładów azotowych ANWIL we Włocławku, podlegał silnemu oddziaływaniu NOx. Drugim kompleksem był rezerwat Las Piwnicki zlokalizowany w pobliżu Torunia. Przez ostatnie dwadzieścia lat obserwuje się tu zamieranie starych sosen i dębów, jako następstwo skażeń chemicznych emitowanych przez miasto do atmosfery. Trzeci kompleks leśny obejmował plantacje sosny zwyczajnej w Zaborskim Parku Krajobrazowym. W tym obiekcie przyrodniczym znaczna część terenu pokryta jest lasami wtórnymi odtworzonymi w końcu XIX wieku na glebach czasowo użytkowanych rolniczo. Do oceny efektu emisji tlenków azotu w postaci uszkodzeń koron drzew wokół zakładów azotowych wykorzystano kolorowe i panchromatyczne zdjęcia lotnicze. Z podobnych źródeł pochodziły informacje do oceny tempa usychania sosen i dębów w rezerwacie Las Piwnicki. Ocenę kondycji lasów w Zaborskim Parku Krajobrazowym oparto o analizę znormalizowanego różnicowego wskaźnika roślinnego (NDVI) pozyskanego ze zobrazowania wykonanego przez satelitę Landsat skanerem TM. Na podstawie zdjęć lotniczych okolic Włocławka wyznaczono strefy oddziaływania emisji gazowych na lasy rosnące w pobliżu zakładów azotowych. Na podstawie serii zdjęć lotniczych Lasu Piwnickiego wykonanych w różnych latach stwierdzono, że zmiany w strukturze górnej warstwy drzew rezerwatu nasiliły się około 1985 roku. W wyniku analizy zdjęcia satelitarnego stwierdzono, że wskaźnik NDVI borów sosnowych rosnących na obszarach zawsze zalesionych w ciągu ostatnich kilku stuleci jest wyższy niż lasów wtórnych, odtworzonych na glebach użytkowanych rolniczo. Lasy te zaliczane są do syntaksonów Cladonio-Pinetum i Calluno-Pinetum. Występuje w nich znacznie wyższe zagrożenie pożarowe niż w pozostałych typach zbiorowisk leśnych wyróżnionych na terenie parku.