Metodika

Šajā lapā dots metodikas kopsavilkums. Pilnīgs metodiku apraksts dots ikgadējos pārskatos.

Otrā līmeņa meža monitoringa apakšprogrammu metodika

Novērojumus veic saskaņā ar starptautiskās sadarbības programmas ICP Forests metodiku (ICP Forests 2010)

Gaisa kvalitātes mērījumi

Otrā līmeņa meža monitoringa ietvaros noteikti šādi gaisa kvalitātes parametri - NO2, SO2, NH3 un O3. Darbs veikts atbilstoši starptautiski pieņemtai metodikai (Schaub et al. 2010). Gaisa kvalitātes mērījumi tiek veikti, izmatojot IVL membrānas tipa pasīvos gaisa paraugu savācējus. Tā kā pasīvie savācēji ir mazi, viegli un tiem nav vajadzīga elektrība, to izvietošanas vieta ir viegli maināma. Savācējus var izmantot piesārņojošo vielu ilggadīgam monitoringam. Gaisa kvalitātes mērījumi veikti ārpus kokaudzes (200 m attālumā) atklātā vietā, netālu no parauglaukuma esošā izcirtumā, mērījumu stacija ir uzstādīta 3 m augstumā. Atbilstoši metodikas rekomendācijai mērījumi tiek veikti veģetācijas perioda laikā (maijs – oktobris). Savācēju maiņa veikta vienu reizi nedāļā O3 paraugam un reizi divās nedēļās NO2, SO2 un NH3 paraugiem.

Pasīvo savācēju sagatavošanu veic IVL atbilstoši ICP-Forest un EMEP rokasgrāmatu prasībām, IVL piedalās ICP-Forests gaisa kvalitātes starplaboratoriju salīdzinošā testēšanā. Savācēju uzstādīšanu nodrošina LVMI Silava Meža vides laboratorijas speciālisti atbilstoši IVL norādījumiem. Pēc savākšanas gaisa paraugu savācējus transportē aukstumkastē un uzglabā ledusskapī LVMI Silava Meža vides laboratorijā līdz katra noslēdzošā mēneša beigām. Pēc tam atbilstoši IVL norādījumiem paraugus iepako un nosūta analizēšanai uz Zviedriju.

Gaisa kvalitātes parametru aprēķināšanai izmanto pasīvo uztvērēju koeficientus, kā arī diennakts vidējās gaisa temperatūras. Parametrus protokolē īpašās veidlapās, norādot savācēju uzstādīšanas un noņemšanas datumus un laiku. Precīzus diennakts vidējās gaisa temperatūras mērījumus iegūst no blakus esošās meteoroloģisko novērojumu stacijas.

Koku pieaugumu mērījumi

Koku pieaugumu mērījumiem 2010. gadā uzstādītas 15 manuāli nolasāmas koku pieauguma lentes (Att. 4). Lentas uzstādītas randomizēti visā parauglaukuma teritorijā, iekļaujot 1., 2. un 3. Krafta klases kokus. Koku pieauguma lentu rādījumus sistemātiski nolasa ik pēc divām nedēļām. Mērījumi veikti atbilstoši ICP-FORESTS rekomendētajai metodikai (Dobbertin and Neumann 2010).

Nobiru frakciju paraugu ņemšana un analīze

Nobiru paraugi ievākti un to ķīmiskais sastāvs noteikts atbilstoši ICP Forest metodikai (Pitman, Bastrup-Birk, Breda, and Rautio 2010). Parauglaukumā zem dominējošo koku vainagiem ierīkoti 10 nobiru savācējkonteineri, ar virsmas uztveres laukumu 0,25 m2. Konteiners izgatavots no polietilēna, tā lejasdaļā piestiprināts stingrāka materiāla gredzens, pie kura piesiets polimēru materiāla tīkliņš ar tīkla acs izmēru ir 0,2 mm. Šāds polietilēna konteiners lietus laikā aizvada ūdeni. Nobiru savācējkonteineru dziļums ir 0,7 m, kas pasargā nobiru materiāla izpūšanu no konteinera vējainā laikā. Nobiru paraugi ievākti katra mēneša pēdējā datumā.

Nobiras savākšanai konteineru lejasdaļā piestiprinātos maisiņus noņem, uzvelkot rokās cimdus. Tad to saturu pārber papīra maisos un nogādātas laboratorijā. Tīkliņus piestiprina atpakaļ pie savācējiem. Paraugus pirms analīžu veikšanas šķiroja sekojošās frakcijās:

    • zari un mizas;
    • dominējošās koku sugas skujas;
    • dominējošās koku sugas augļi (čiekuri, sēklas);
    • cita biomasa (insekti, fekālijas u.c.).

Pēc tam nobiru frakcijas žāvētas 48 h 80 °C līdz nemainīgai masai un nosvērtas ar precizitāti ± 0,0001 g. Pēc nobiru frakciju apvienošanas gada griezumā atlasītas 1000 skujas un noteikta 105 °C temperatūrā izžāvētu 1000 skuju masa. Nobiru frakciju paraugiem noteikti šādi parametri: karaļūdenī šķīstošais Ca, K un Mg, kā arī kopējais C, N, P un S atbilstoši ICP Forests rekomendētajai metodikai (Pitman, Bastrup-Birk, Breda, and Rautio 2010).

Skuju parauga ņemšana un ķīmiskās analīzes

Skuju paraugu ņemšanu un ķīmiskās analīzes nodrošina LVMI Silava atbilstoši ICP Forest metodikai (Rautio, Fürst, Stefan, et al. 2010).

Skuju paraugi ņemti 2011. gada novembrī, veģetācijas sezonas beigās. Paraugi ievākti, izmantojot zāģēšanas metodi, ievērojot metodikas nosacījumus par paraugu ievākšanu:

    • paraugu ņemšana nerada paraugu piesārņojumu;
    • nerada smagus bojājumus ne paraugkokam, ne kokaudzē esošajiem kokiem;
    • tiek ievēroti drošības pasākumi.

Skuju paraugu ņemšanai parauglaukumā atlasīti 8 dominējošās sugas (priede) paraugkoki. Paraugkoku atlases kritēriji:

    • izvietojums pa visu parauglaukuma platību;
    • 1. vai 2. Krafta klases koki;
    • atrašanās tuvums augsnes parauglaukumam (jānodrošina, lai ņemot augsnes paraugus, netiktu bojātas koku saknes);
    • paraugu ņemšanai nedrīkst izmantot kokus, kuri atlasīti vainaga aprakstīšanai;
    • kokiem jābūt reprezentatīviem attiecībā pret vidējo defoliācijas līmeni parauglaukumā (± 5 % defoliācija);
    • paraugkoka bojāejas gadījumā (biotisku, abiotisku vai antropogēnu faktoru ietekmē), tas ir jāaizstāj ar jaunu, ņemot vērā iepriekš norādītos kritērijus.

Lai mazinātu apkārtējās vides faktoru ietekmi, paraugu transportēšana uz LVMI Silava Meža vides laboratoriju notiek individuāli, katru paraugu ievietojot papīra maisā. Paraugu uzglabāšana pirms paraugu sagatavošanas ķīmiskajām analīzēm notiek ievērojot starptautiski akceptētām ekspertu rekomendācijām – paraugi tiek uzglabāti noslēgtos papīra maisos (Rautio, Fürst, Stefan, Raitio, and Bartels 2010). Skuju paraugu sagatavošana ķīmiskajām analīzēm (šķirošana, žāvēšana, svēršana un malšana) veic LVMI Silava Meža vides laboratorijā.

Katram reprezentatīvajam paraugkokam no zariem atdala 1000 pirmā un 1000 otrā gada pieauguma skujas. Katra paraugkoka atdalītās gadskārtējās skuju frakcijas nosver, nomazgā ar dejonizētu ūdeni un pēc tam 24 stundas žāvē 80 oC temperatūrā. Pēc izžāvēšanas skuju paraugus samaļ un homogenizē, izmantojot laboratorijas dzirnaviņas.

Laboratorijā skuju paraugiem 2012. g. tiks noteikti obligātie ķīmiskie parametri (N, S, P, Ca, Mg un K kopsaturs).

Augsnes ūdens

Augsnes ūdeņu paraugu ievākšana, uzglabāšana un analīzes veiktas saskaņā ar starptautiski pieņemto metodiku (Nieminen 2011), ievērojot tās prasības un rekomendācijas kvalitātes nodrošināšanai. Augsnes ūdeņu paraugu ievākšanai uzstādīti 7 paralēlie lizimetri 3 dažādos augsnes slāņos – sakņu zonā (10-20 cm dziļumā), zem sakņu zonas (40-70 cm dziļumā) un 0-10 cm dziļumā. Paraugus vāc bezsala periodā trīs reizes mēnesī, attiecīgi, mēneša pirmajā datumā, pēc divām nedēļām un mēneša pēdējā datumā. Atsūknējot lizimetrus, ievāc paraugus analīzēm un nosaka katrā lizimetrā savākto ūdens tilpumu, tā iegūstot kalendārā mēneša faktiskos augsnes ūdens tilpumus attiecīgajos augsnes slāņos. Paraugu izsūknēšanai izmantoti Meža vides laboratorijā izgatavoti instrumenti.

Ievāktie paraugi aukstuma kastē transportēti uz LVMI Silava Meža vides laboratoriju uzglabāšanai. Paraugu konservēšanai izmantots atdzesēšanas paņēmiens no 1 oC līdz 5 oC (International Organization for Standardization 2003). Pēc ievākšanas visus ūdens paraugus validē LVMI Silava Meža vides laboratorijā, lai konstatētu antropogēnā piesārņojuma klātbūtni, kā arī nosaka tos parametrus, kas jāizanalizē 24 stundu laikā pēc paraugu ievākšanas, piemēram, augsnes ūdens konduktivitāti. Validēšanas kritērijiem atbilstošie ūdens paraugi proporcionāli apvienoti pa slāņiem, iegūstot reprezentatīvu vidējo paraugu. Dažkārt meteoroloģisku apstākļu dēļ paraugu daudzums kādā no slāņiem ķīmisko analīžu veikšanai nav pietiekams, tāpēc tiek apvienoti vairāku mēnešu paraugi. Paraugus apvieno, ņemot vienādu tilpumu no dažādos periodos iegūtajiem paraugiem; individuālo paraugu tilpumu nosaka atbilstoši vismazākajam paraugam. Pavisam mazus paraugus (daži mililitri) vidējā parauga sagatavošanai neizmanto.

Ķīmiskie parametri, kuri saskaņā ar metodiku (Nieminen 2011) tiek analizēti projekta ietvaros:

    • Elektrovadītspēja;
    • pH;
    • DOC;
    • K, Mg, Ca;
    • Alkop;
    • NO3-N, SO4-S;
    • Sārmainība.

Nokrišņu ūdens

Nokrišņu ūdens paraugu ievākšana, uzglabāšana un ķīmisko analīžu veikšana veikta atbilstoši starptautiski akceptētai ICP Forests metodikai (Nicholas Clarke et al. 2010), ievērojot tās prasības un rekomendācijas kvalitātes nodrošināšanai (König et al. 2010). Novērojumu periodā kopš 2004. gada metodika nav mainīta, izņemot nelielas korekcijas nokrišņu uztvērēju izvietojumā un uztvērēju piltuvju parametros (izmantotas piltuves ar lielāku diametru). Piltuvēm uzstādīti putnu atbaidīšanas gredzeni. Patreiz uzstādīto piltuvju virsmas laukums ir 471 cm2, savācējtvertņu tilpums – 5 L.

Nokrišņu paraugu ievākšanai atklātā laukā blakus mežaudzei uzstādīti 2 atklātā tipa nokrišņu savācēji ar tādu nosacījumu, lai piltuves apmale atrastos 1,5 m augstumā virs zemes. Nokrišņu, kas izskalojas caur koku vainagiem, savākšanai parauglaukumā uzstādīti 10 nokrišņu savācēji siltajiem gadalaikiem. Stumbra noteces nokrišņu savākšanai uz 10 kokiem 1,3 m augstumā ir uzlikti apkakles tipa nokrišņu savācēji, kuri darbojas tikai siltajā periodā. Katra mēneša pirmajā datumā zem aprocēm uzstāda uztvērējus ar tukšām savācējtvertnēm. Savācējtvertnes iztukšo tekošā mēneša pirmajā, desmitajā un pēdējā datumā, nosakot katrā tvertnē savāktā ūdens tilpumu.

Ievāktos paraugus aukstuma kastē transportē uz LVMI Silava Meža vides laboratoriju uzglabāšanai. Ķīmisko analīžu veikšanai katra mēneša beigās ievāktos paraugus proporcionāli to tilpumam apvieno reprezentatīvos paraugos, kuri veido mēneša vidējo paraugu. Paraugu ķīmiskās analīzes veic LVMI Silava Meža vides laboratorijā un LVĢMC Vides laboratorijā.

Ūdens paraugu ķīmiskās analīzes un rezultātu validēšana

LVMI Silava Meža vides laboratorijā noteikti šādi nokrišņu un augsnes ūdens parametri:

    • amonija slāpeklis (LVS ISO 7150/1:1984);
    • elektrovadītspēja (LVS EN 27888:1993);
    • pH (LVS ISO 10523);
    • sārmainība (EN ISO 9963-1:1995);
    • kopējais slāpeklis (modificēta Kjeldāla metode);
    • kopējā sārmainība (LVS EN ISO 9963-1:1995);
    • kalcijs un magnijs (LVS EN ISO 7980);
    • nātrijs un kālijs (LVS ISO 9964-3:2000).

Obligātie parametri, kurus LVMI Silava Vides laboratorijā nepilnīgā laboratorijas aprīkojuma dēļ nav iespējams noteikt, analizēti LVĢMC Vides laboratorijā. LVMI Silava veiktas gan individuālo paraugu analīzes (paraugu validēšana), gan vidējā parauga analīzes. Analīžu veikšanai izmantotas starptautiski akceptētas un ICP Forests rekomendētas standartmetodes (Nicholas Clarke et al. 2010; König et al. 2010; Nieminen 2011). Salīdzinot LVMI Silava Meža vides laboratorijā un LVĢMC Vides laboratorijā veikto ūdens paraugu analīžu rezultātus, konstatēts, ka visi LVMI Silava Meža vides laboratorijā noteiktie ūdens kvalitātes parametri iekļaujas LVĢMC Vides laboratorijā noteiktajos attiecīgo parametru drošības intervālos, līdz ar to LVMI Silava Meža vides laboratoriju var atzīt par kompetentu veikt attiecīgās ūdens paraugu analīzes. 2011.gadā LVMI Silava Meža vides laboratorija iesaistījās starptautiskā ūdens (5th Working ringtest) un skuju (14th Needle/Leaf Interlaboratory Comparison Test) starplaboratoriju salīdzinošā testēšanā, sekmīgi nokārtojot obligāto parametru noteikšanas kvalitātes kritērijus. Piedalīšanās šajā interkalibrācijas testā ir obligāta prasība augu materiāla un ūdens analīžu veikšanā FutMon projekta un citu meža monitoringa aktivitāšu ietvaros. Lai nodrošinātu laboratorijas kvalitātes kontroli un rezultātu ticamību, visi iegūtie rezultāti validēti uzreiz pēc ķīmisko analīžu veikšanas atbilstoši ICP Forests rekomendācijām un algoritmiem (König et al. 2010).

Otrā līmeņa meža monitoringa apakšprogrammu metodika

Koku veselības stāvokļa novērtējums

2009. gada 1. janvārī Latvijā uzsāktā Eiropas Komisijas finanšu instrumenta Life+ līdzfinansētā projekta Further Development and Implementation of an EU-level Forest Monitoring System (FutMon) ietvaros 2010. gada vasarā otro reizi veikts meža veselības stāvokļa novērtējums 115 MSI parauglaukumos atbilstoši ICP Forests rekomendētajai metodikai. Minētie 115 liela mēroga reprezentatīvā monitoringa parauglaukumi no MSI datu bāzes tika atlasīti 2009. gadā, izmantojot Valsts meža dienesta sniegto informāciju par jau esošajiem pirmā līmeņa monitoringa Eiropas parauglaukumiem, lai iespēju robežās nodrošinātu vecā un jaunā parauglaukumu tīkla līdzību.

Galvenais rādītājs koku veselības stāvokļa analīzē ir vainaga kopējā defoliācija (skuju vai lapu zudums). Tiek fiksēti arī vizuāli nosakāmie koku bojājumi, to simptoms, cēlonis un apjoms. Tā kā novērojumi tiek veikti jau eksistējošos parauglaukumos ar fiksētu rādiusu (12,62 m), koku veselības stāvokļa novērtēšanas metodika MSI parauglaukumos nedaudz atšķiras no koku veselības stāvokļa novērtēšanas metodikas esošajos I līmeņa monitoringa parauglaukumos. Vainaga stāvokļa novērtējumu veic katrā atlasītajā MSI parauglaukumā 15 parauglaukuma centram tuvākajiem valdaudzes (1.-3. Krafta klases) kokiem, skaitot no ziemeļiem. Šiem kokiem ir fiksēts to azimuts un attālums no centra, lai katru gadu varētu veikt šo pašu koku atkārtotu novērtējumu.

2010. gadā, veicot atkārtotu defoliācijas un bojājumu novērtējumu, vairākos gadījumos tika konstatēts, ka iepriekšējā gadā analizētais koks ir nocirsts kopšanas cirtē, cietis no vējgāzes vai arī zaudējis vairāk nekā 50 % vainaga. Šādā gadījumā situācija fiksēta, izmantojot kodus no ICP Forests 2010. gadā precizētās rokasgrāmatas, un nocirsto vai kritušo koku vietā novērtēti jauni (Tab. 4). Gadījumā, ja koks gājis bojā, bet vēl ir stāvošs, pirmajā gadā pēc bojāejas tas vēl tiek iekļauts vērtējumā, uzrādot defoliācijas vērtību 100 %.

2010. gada vasarā no 15.07. līdz 15.08. 115 MSI parauglaukumos defoliācija un bojājumi tika novērtēti 1721 kokam.

Koku klasifikācija atbilstoši to esamībai/neesamībai parauglaukumā:

    • Dzīvs koks, vērtēts šajā un iepriekšējā inventarizācijā
    • Jauns dzīvs koks (izaudzis)
    • Dzīvs koks, bijis arī iepriekš, bet vērtēts tikai šajā inventarizācijā (piem., nocirsta vietā)
    • Dzīvs koks, bet stipri bojāts (piem., vētrā), var tikt vērtēts
    • Par koku šajā inventarizācijā nav informācijas (aizmirsts)
    • Dzīvs koks, bet tā vietā vērtēšanai izvēlēts cits
    • Koks nocirsts plānotā izmantošanā, piem., kopšanas cirtē
    • Koks nocirsts biotisku iemeslu dēļ, piem., kukaiņi
    • Koks nocirsts abiotisku iemeslu dēļ, piem., vējgāzes
    • Koks nocirsts, iemesls nav zināms
    • Koks pazudis, iemesls nav zināms
    • Koka neesamības iemesls nav fiksēts
    • Dzīvs, bet ļoti šķībs vai iekāries koks, nav vērtēts
    • Nolauzts koks vai bojāti vairāk par 50% vainaga, nav vērtēts
    • Koks vairs nav 1.-3. Krafta klasē, nav vērtēts
    • Citi iemesli (jāpaskaidro)
    • Stāvošs beigts koks biotisku iemeslu dēļ, piem., mizgrauži
    • Stāvošs beigts koks abiotisku iemeslu dēļ, piem., sausums, zibens
    • Stāvošs beigts koks nezināmu iemeslu dēļ
    • Stāvošs beigts koks, iemesls nav fiksēts
    • Kritis koks abiotisku iemeslu dēļ, piem., vētra
    • Kritis koks biotisku iemeslu dēļ, piem., bebri
    • Kritis koks nezināmu iemeslu dēļ
    • Kritis koks, iemesls nav fiksēts

Mērījumu kvalitātes nodrošināšana

Vainaga stāvokļa novērtējumu liela mēroga reprezentatīvā monitoringa parauglaukumos veic MSI darbinieki, kam jau MSI gaitā piecu gadu laikā uzkrājusies zināma pieredze koku defoliācijas, dehromācijas un bojājumu novērtēšanā, un kas defoliācijas novērtēšanu 115 parauglaukumos FutMon projekta ietvaros veica arī pagājušajā gadā.

Lai paaugstinātu iegūstamo datu kvalitāti un veiktu novērojumu kalibrāciju starp darba grupām, 2010. gada 8. jūlijā Salaspils apkārtnē tika organizēts otrais koku veselības stāvokļa novērtēšanas seminārs, kura gaitā darbiniekiem bija jāvērtē defoliācija priedei, eglei un bērzam – 30 iepriekš izvēlētiem kokiem no katras sugas.

Sākotnējie kalibrācijas rezultāti parādīja, ka priedei 81 % gadījumu darbinieku vērtējums ± 5 % robežās sakrita ar eksperta vērtējumu, 18 % gadījumu atšķirība no eksperta vērtējuma bija ± 10 %, bet 1 % gadījumu ± 15 %. 90 % gadījumu darbinieku vērtējums ±5 % robežās sakrita ar visu grupu vidējo vērtējumu. Bērzam darbinieku vērtējums ±5 % robežās ar eksperta vērtējumu sakrita 78 % gadījumu, 15 % gadījumu atšķirība bija ±10 %, bet 7 % gadījumu ±15 %. Egļu defoliācijas novērtēšanā variācijas bija ievērojami lielākas, ±5% robežās ar eksperta vērtējumu sakrita tikai 50 % no darbinieku vērtējumiem, 19 % gadījumu atšķirība bija ±10 %, bet 30 % gadījumu ±15 % un vairāk. Turpmākajā semināra gaitā tika padziļināti analizēta to koku defoliācija, kuriem tika konstatētas vislielākās individuālo vērtējumu atšķirības, jo sevišķi koncentrējoties uz egļu defoliācijas izvērtējumu.