Thermal, precipitation and hydrological conditions in the Natura 2000 Puszcza Białowieska area in the context of ongoing climate change
DOI:
https://doi.org/10.26485/AGL/2024/115/9Keywords:
climate change, river outflow, forest catchments, Puszcza BiałowieskaAbstract
The paper presents changes in thermal and precipitation conditions in the Puszcza Białowieska Natura 2000 area and the differences in river runoff in two streams (Narewka, Leśna) flowing through this area. The analysis of the course of selected climate elements and hydrological characteristics was based on long-term (minimum 60-year) observation sequences. The research results indicate: an increase in the average annual and seasonal air temperatures, a growing trend in the annual number of hot days and annual precipitation totals, a clear increase in the average annual values of the precipitation intensity index and a decreasing number of days with snow cover. The features of the river regime are also changing. A downward trend in average annual and monthly (except January and February) runoff, a shift in the spring culmination of runoff, and an acceleration of the occurrence of summer low flows are observed. These phenomena are unfavorable from the point of view of the stability of ecosystems and plant communities within the studied Natura 2000 area.
References
Bielecka J., Hardej M., Kozłowska E., Stepaniuk W. 2006. Walory przyrodnicze i hydrologiczne małych zbiorników wodnych wybudowanych w Puszczy Białowieskiej. Woda–Środowisko–Obszary Wiejskie 6: 17-27.
Boczoń A. 2002. Wody gruntowe Puszczy Białowieskiej w suchym 2000 roku. Sylwan 7: 93-105.
Boczoń A. 2006. Charakterystyka warunków termiczno-pluwialnych w Puszczy Białowieskiej w latach 1950–2003. Leśne Prace Badawcze 1: 57-72.
Boczoń A. 2008. Położenie lustra wód gruntowych w północnej części Puszczy Białowieskiej w okresie po napełnieniu zbiornika Siemianówka. Leśne Prace Badawcze 69(4): 355-363.
Boczoń A. 2022. Problem suszy glebowej w lasach. W: I. Skrzecz, K. Sikora (red.) Wpływ zmian klimatu na środowisko leśne. Materiały z XII sesji Zimowej Szkoły Leśnej przy Instytucie Badawczym Leśnictwa, Sękocin Stary: 437-446.
Boczoń A., Kowalska A., Ksepko M., Sokołowski K. 2018. Climate warming and drought in Bialowieza Forest from 1950-2015 and their impact on the dieback of Norway Spruce stands. Water 19: 1502. DOI:/10.3390/w10111502.
Bohdan A., Kaźmierczak D., Książek M. 2019. Wdrażanie małej retencji w Puszczy Białowieskiej w świetle zapisów planu zadań ochronnych Natura 2000 dla obszaru Puszcza Białowieska PLB200004 oraz przegląd istniejących urządzeń piętrzących. Fundacja Dzika Polska.
Byczkowski A., Mandes B. 1993. Obiektywna metoda oceny analogii hydrologicznej przy określaniu charakterystyk odpływu ze zlewni niekontrolowanych. Wiadomości Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej 6(1): 33-41.
Choi G., Robinson D.A., Kang S. 2010. Changing Northern Hemisphere snow seasons. Journal of Climate 23(19): 5305-5310
Chojnacka-Ożga L., Lorenc H. (red.). 2019. Współczesne problemy klimatu Polski. Wyd. IMGW-PIB, Warszawa.
Chomutowska H., Wilamowski K. 2014. Analiza czystości wód rzek Łutownia na terenie Puszczy Białowieskiej. Inżynieria Ekologiczna 38: 117-128.
Ciepielowski A., Kaznowska E. 2007. A Description of Hydrological Droughts in the Białowieza Primeval Forest in the Years 2003–2005. Geographia Polonica 80(2): 125-136.
Degirmendžić J., Kożuchowski K., Żmudzka E. 2004. Changes of air temperature and precipitation in Poland in the period 1951–2000 and their relationship to atmospheric circulation. International Journal of Climatology 24(3): 291-310. https://doi.org/10.1002/joc.1010.
Falarz M., Bednorz E. 2021. Snow Cover Change. W: M. Falarz (red.) Climate Change in Poland. Springer Climate. Cham: 375-390. https://doi.org/10.1007/978-3-030-70328-8_14.
Fortuniak K., Kożuchowski K., Żmudzka E. 2001. Trendy i okresowość zmian temperatury powietrza w Polsce w drugiej połowie XX wieku. Przegląd Geofizyczny 46(4): 283--303.
Graczyk D., Pinskwar I., Kundzewicz Z.W, Hov Ø., Eirik J. Førland E.J., Szwed M., Choryński A. 2017. The heat goes on-changes in indices of hot extremes in Poland. Theoretical and Applied Climatology 129(1–2): 459-471. https://doi.org/10.1007/s00704-016-1786-x.
Grygoruk M., Grumno D., Osuch P. 2022. Wizja renaturyzacji hydrologicznej dla Puszczy Białowieskiej. Ekspertyza hydrologiczna. Opracowano na zlecenie Ogólnopolskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków (OTOP).
Grygoruk M., Michałowski R., Osuch P., Stachowicz M., Trandziuk P. 2021. Propozycja działań renaturyzacyjnych w korycie rzeki Narew na odcinku Białowieża (granica państwa)–Narewka oraz rzeki Łutowni. Polskie Towarzystwo Ochrony Ptaków, Warszawa.
Hamed K. 2008. Trend Detection in Hydrologic Data: The Mann-Kendall Trend Test under the Scaling Hypothesis. Journal of Hydrology 349: 350-363.http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.11.009.
Hejduk L., Kaznowska E., Wasilewicz M., Hejduk A. 2021. Hydrological droughts in the Białowieża Primeval forest, Poland, in the years 1951–2020. Forests 12: 1744. http://dx.doi.org/10.3390/f12121744.
Hydro (Serwis internetowy Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy). 2023. Online: hydro.imgw.pl (data ostatniego dostępu: 15.10.2023).
IPCC. 2023. Climate Change 2023. IPCC, Geneva, Switzerland. DOI:/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001.
Janek M. 2016. Zmiany jakości wód w rzekach Łutownia i Perebel w Puszczy Białowieskiej. Leśne Prace Badawcze 77(4): 380-388.
Kaznowska E. 2006. Charakterystyka susz hydrologicznych na przykładzie wybranych rzek północno-wschodniej części Polski. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 4(2): 51-59.
Klimat Polski 2022. 2023. IMGW-PIB, Warszawa. https://www.imgw.pl/sites/default/fileses/inline-files/klimat-polski-2022_raport-koncowy-3.pdf.
Koop S.H.A., van Leeuwen C.J. 2015. Assessment of the Sustainability of Water Resources Management: A Critical Review of the City Blueprint Approach. Water Resources Management 29: 5649-5670. https://doi.org/10.1007/s11269-015-1139-z.
Kożuchowski K., Żmudzka E. 2001. Ocieplenie w Polsce, skala i rozkład sezonowy zmian temperatury powietrza w drugiej połowie XX wieku. Przegląd Geofizyczny 46(1–2): 81-90.
Ksepko M., Kolendo Ł., Boczoń A., Koźniewski M., Wojtas K., Chmur S. 2021. Opracowanie hydrologiczne dla zlewni Puszczy Białowieskiej. Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Oddział w Białymstoku (maszynopis).
Kundzewicz Z. 2014. Konsekwencje zmian klimatu dla zasobów wodnych. W: K. Banasik, L. Hejduk, E. Kaznowska (red.) Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN XX: 7-16.
Kundzewicz Z.W., Piniewski M., Mezghani A. Okruszko T., Pińskwar I., Kardel I., Hov Ø., Szcześniak M., Szwed M., Benestad R.E., Marcinkowski P., Graczyk D., Dobler A., Førland E.J., O’Keefe J., Choryński A., Parding K.M., Haugen J.E. 2018. Assessment of climate change and associated impact on selected sectors in Poland. Acta Geophysica 66: 1509-1523. https://doi.org/10.1007/s11600-018-0220-4.
Łupikasza E., Małarzewski Ł. 2021. Precipitation Change. W: M. Falarz (red.) Climate Change in Poland. Springer Climate, Cham: 349-373. https://doi.org/10.1007/978-3-030-70328-8_13.
Majewski W., Walczykiewicz T. (red.). 2012. Zrównoważone gospodarowanie zasobami wodnymi oraz infrastrukturą hydrotechniczną w świetle prognozowanych zmian klimatycznych. Wyd. IMGW-PIB, Warszawa.
Malzahn E., Pierzgalski E., Tyszka J., Janek M., Fronczak E., Stolarek A. 2014. Zmiany warunków klimatycznych i wodnych w środowisku lasów naturalnych Puszczy Białowieskiej. Instytut Badawczy Leśnictwa (maszynopis).
Malzahn E., Zin E., Kudlewski A., Borowski K. 2018. Ocena wpływu zmian czynników abiotycznych na środowisko lasów naturalnych Puszczy Białowieskiej. Instytut Badawczy Leśnictwa, Zakład Lasów Naturalnych, Białowieża (maszynopis).
Marcinkowski P., Kardel I., Płaczkowska E., Giełczewski M., Osuch P., Okruszko T., Venegas-Cordero N., Ignar S., Piniewski M. 2022. A high-resolution simulated water balance and streamflow data set for 1951–2020 for the territory of Poland. Geoscience Data Journal 10: 195-207. https://doi.org/10.1002/gdj3.152.
Marosz M., Miętus M., Biernacik D. 2023. Features of multiannual air temperature variability in Poland (1951–2021). Atmosphere 14: 282. https://doi.org/10.3390/atmos14020282.
Marsz A.A., Sobkowiak L., Styszyńska A., Wrzesiński D. 2022. Causes and course of climate change and its hydrological consequences in the Greater Poland region in 1951–2020. Quaestiones Geographicae 41(3): 183-206. https://doi.org/10.14746/quageo-2022-0033.
Michalczyk Z. 2017. Odpływ rzeczny w Polsce. W: P. Jokiel, W. Marszelewski, J. Pociask-Karteczka (red.) Hydrologia Polski. PWN, Warszawa.
Miniuk V. 1998. Chemizm wód powierzchniowych w różnych typach zagospodarowania zlewni na terenie Puszczy Białowieskiej. Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody 17(1): 93-115.
Obmiński Z. 1960. Badania nad wahaniami poziomu wód gruntowych w niektórych biotopach Białowieskiego Parku Narodowego. Prace Instytutu Badań Leśnictwa 201.
Okołowicz W., Martyn D. 1979. Regiony klimatyczne Polski. W: Atlas Geograficzny Polski. PPWK, Warszawa.
Olszewski J.L. 1986. Rola ekosystemów leśnych w modyfikacji klimatu lokalnego Puszczy Białowieskiej. Wyd. Ossolineum, Wrocław.
Olszewski J., Szałach G., Żarnowiecki G. 2003. Klimat Białowieży 1984–1992. W: Konferencja Jubileuszowa z okazji 80-lecia Białowieskiego Parku Narodowego. Białowieża, 11-14.03.2002. Polskie parki narodowe – ich rola w rozwoju nauk przyrodniczych 64, Białowieża.
Osuch M., Romanowicz R. 2014. Ocena wpływu zmian klimatu na zasoby wodne – wyniki z projektu KLIMADA. W: K. Banasik, L. Hejduk, E. Kaznowska (red.) Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN XX: 201-212.
Owczarek M., Filipiak J. 2016. Contemporary changes of thermal conditions in Poland, 1951-2015. Bulletin of Geography – Physical Geography Series 10: 31-50.
Pierzgalski E., Boczoń A., Tyszka J. 2002. Zmienność opadów i położenia wód gruntowych w Białowieskim Parku Narodowym. Kosmos 51(4): 415-425.
Pierzgalski E., Tyszka J., Boczoń A., Janek M., Wróbel M., Stolarek A., Pachuta K., Oglęcki P., Frąk M., Sikorski P, Komecka L., Czachorowski S., Pietrzak L., Ksepko M. 2010. Operat zarządzania wodami i ochrony ekosystemów wodnych do planu ochrony Białowieskiego Parku Narodowego. Instytut Badawczy Leśnictwa, Sękocin Stary (maszynopis).
Piniewski M., Marcinkowski P., Kundzewicz Z.W. 2018. Trend detection in river flow indices in Poland. Acta Geophysica 66: 347-360.
https://doi.org/10.1007/s11600-018-0116-3.
Pińskwar I. 2021. Complex changes of extreme precipitation in the warming climate of Poland. International Journal of Climatology 42(2): 817-833. https://doi.org/10.1002/joc.7274.
Pińskwar I., Choryński A., Graczyk D., Kundzewicz Z. 2019. Observed changes in extreme precipitation in Poland: 1991–2015 versus 1961–1990. Theoretical and Applied Climatology 135: 773-787. https://doi.org/10.1007/s00704-018-2372-1.
R Core Team. 2017. A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. Online: https://www.R-project.org/ (data ostatniego dostępu: 13.09.2023).
Radzka E. 2014. Klimatyczny bilans wodny okresu wegetacyjnego (według wzoru Iwanowa) w środkowo-wschodniej Polsce. Woda–Środowisko–Obszary Wiejskie 14(1): 67-76.
Skorbiłowicz M., Skorbiłowicz E., Wojciuk Z., Winiarek P. 2008. Wpływ źródeł antropogenicznych i naturalnych na jakość wód rzeki Narewka. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 37: 58-63.
Somorowska U. 2017. Climate-driven changes to streamflow patterns in a groundwater-dominated catchment. Acta Geophysica 65: 789-798.
Stachy J., Biernat B. 1987. Odpływ rzeczny. Średni odpływ jednostkowy. W: J. Stachy (red) Atlas Hydrologiczny Polski. Wyd. Geologiczne, Warszawa.
Stagl J., Mayr E., Koch H., Hattermann F.F., Huang S. 2014. Effects of Climate Change on the Hydrological Cycle in Central and Eastern Europe. W: S. Rannow, M. Neubert (red.) Managing Protected Areas in Central and Eastern Europe Under Climate Change. Springer, Dordrecht: 31-43.
Stanisławczyk B. 2020. Sezonowość przepływu i sezony hydrologiczne wybranych rzek Polski (niepublikowana praca doktorska). Uniwersytet Łódzki, Łódź.
Stonevicius E., Valiuškevicius G., Rimkus E.E., Kazys J. 2014. Climate induced changes of Lithuanian rivers runoff in 1960–2009. Water Resources 41(5): 592-603.
Stopa-Boryczka M., Boryczka J., Wawer J., Grabowska K., Dobrowolska M., Osowiec M., Błażek E., Skrzypczuk J., Grzęda M. 2013. Klimat północno-wschodniej Polski według podziału fizycznogeograficznego J. Kondrackiego i J. Ostrowskiego. W: K. Błażejczyk, M. Stopa-Boryczka, J. Boryczka, J. Wawer, W. Żakowski (red.) Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce. Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW, Warszawa: 114-125.
Szwed M. 2019. Variability of precipitation in Poland under climate change. Theoretical and Applied Climatology 135: 1003-1015. https://doi.org/10.1007/s00704-018-2408-6.
Szwed M., Pińskwar I., Kundzewicz Z.W., Graczyk D., Mezghani A. 2017. Changes of snow cover in Poland. Acta Geophysica 65: 65-76.
Tomczyk A.M., Bednorz E., Szyga-Pluta K. 2021. Changes in air temperature and snow cover in winter in Poland. Atmosphere 12: 68. https://doi.org/10.3390/atmos12010068.
Tyszka J., Pierzgalski E., Janek M., Stolarek A. 2011. Określenie przyczyn zmniejszania się zasobów wodnych w zbiorniku Topiło. Instytut Badawczy Leśnictwa, Sękocin Stary (maszynopis).
Vetter T., Reinhardt J., Flörke M., van Griensven A., Hattermann F., Huang S., Koch H., Pechlivanidis I.G., Plötner S., Seidou O., Su B., Vervoort R.W., Krysanova V. 2017. Evaluation of sources of uncertainty in projected hydrological changes under climate change in 12 large-scale river basins. Climatic Change 141: 419-433. https://doi.org/10.1007/s10584-016-1794-y.
Wibig J. 2018. Heat waves in Poland in the period 1951–2015: trends, patterns and driving fac-tors. Meteorology Hydrology and Water Management 6(1): 37-45.
Wibig J., Jędruszkiewicz J. 2023. Recent changes in the snow cover characteristics in Poland. International Journal of Climatology 43(15): 6925-6938. https://doi.org/10.1002/joc.8178.
Wiszniewski W., Chełchowski W. 1987. Regiony klimatyczne. W: J. Stachy (red.) Atlas Hydrologiczny Polski. Wyd. Geologiczne, Warszawa.
WMO. 2022. State of the Climate in Europe 2021. WMO-No. 1304. Geneva, Switzerland.
Wójcik R., Miętus M. 2014. Niektóre cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce (1951–2010). Przegląd Geograficzny 86(3): 339-364.
Wróbel M. 2018. Zmiany warunków wodnych wskutek zmniejszenia odpływu w zlewni rzeki Łutowni w Puszczy Białowieskiej (niepublikowana praca doktorska). Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Warszawa.
Wróbel M., Boczoń A., Gawryś R., Kowalska A. 2016. The Effect of Beaver Activity on Artificial Impoundment on the Braszcza River in the Białowieza Primeval Forest. Baltic Forestry 22(1): 46-50.
Wrzesiński D. 2009. Tendencje zmian przepływu rzek Polski w drugiej połowie XX wieku. Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią, Seria A – Geografia Fizyczna 60: 147-162.
Wrzesiński D. 2017. Reżimy rzeczne. W: P. Jokiel, W. Marszelewski, J. Pociask-Karteczka (red.) Hydrologia Polski. PWN, Warszawa: 215-221.
Wrzesiński D. 2021. Flow regime patterns and their changes. W: M. Zeleňáková, K. Kubiak-Wójcicka, A.M. Negm (red.) Management of water resources in Poland. Springer Nature: 163-180.
Yang D., Yang Y., Xia J. 2021. Hydrological cycle and water resources in a changing world: A review. Geography and Sustainability 2(2): 115-122. https://doi.org/10.1016/j.geosus.2021.05.003.
Żmudzka E. 2002. O zmienności opadów atmosferycznych na obszarze Polski nizinnej w drugiej połowie XX wieku. Wiadomości Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej 25(4): 23-38.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Łódzkie Towarzystwo Naukowe
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
