ZastosowaniE paraMEtrów pokrywy glEbowEj do opisu procEsów ... · decydujących o jego funkcjonowaniu. Względne zagęszczenie punktów badawczych w strefie bezpośrednio sąsiadującej

Ewa MalinowskaWydział Geografii i Studiów RegionalnychUniwersytet Warszawski00-927 Warszawaul. Krakowskie Przedmieście 30

ZastosowaniE paraMEtrów pokrywy

glEbowEj do opisu procEsów

funkcjonowania krajobraZu

Wstęp

W strukturze środowiska gleby są komponentem podporządkowanym, uzależnionym od pozostałych składowych systemu przyrodniczego. Dzięki temu, stosując podejście dedukcyjne, można z jednej strony, na podstawie znajomości zróżnicowania elementów krajobrazu określić fizyczne i chemiczne właściwości gleb, morfologię profilu glebowego, typ procesu glebotwórczego i wiele innych cech. Natomiast przy zastosowaniu podejścia indukcyjnego, dane dotyczące pokrywy glebowej, pozyskane w drodze kartowania terenowego i analiz laboratoryjnych są wyznacznikiem struktury i funkcjonowania krajobrazu w wielu jego aspektach. Do procesów decydujących o funkcjonowaniu krajobrazu jest proces migracji substancji chemicznych, uzależniony od charakteru i siły funkcjonalnych powiązań pomiędzy poszczególnymi komponentami środowiska, określających strukturę przepływu materii i energii. Ten aspekt funkcjonowania krajobrazu nabiera szczególnego znaczenia w przypadku terenów silnie antropogenicznie przekształconych, gdzie z reguły do obiegu biogeochemicznego wprowadzane są duże dawki zanieczyszczeń. To od składowych krajobrazu, ich cech i powiązań między nimi zależy, w jakim stopniu ulegną one rozprzestrzenieniu w środowisku, jaki będzie ich zasięg i intensywność oddziaływania oraz poziom koncentracji zanieczyszczeń w poszczególnych komponentach.

Pokrywa glebowa odgrywa w procesie migracji substancji chemicznych (a więc i funkcjonowania środowiska) zasadniczą rolę. Specyficzne jej cechy powodują, bowiem że w krajobrazie jest ona głównym, obok roślinności, ośrodkiem akumulacji pierwiastków, działając jak „membrana” na drodze przemieszczającego się strumienia zanieczyszczeń. Z tego względu sparametryzowane cechy gleb, wyrażone np. w postaci tzw. ładunków krytycznych są powszechnie wykorzystywane do oceny zagrożenia w licznych programach europejskich i EPA (Barkman i in. 1995, Manual for Integrated Monitoring... 1998, Sverdrup i in. 1995). Stężenia pierwiastków stwierdzane w glebie są ponadto wyznacznikiem długookresowych zmian w strukturze jakościowej i ilościowej ich obiegu nie zaś odzwierciedleniem dostawy chwilowej.

Typ procesu migracji substancji chemicznych w krajobrazie może być identyfikowany na podstawie wybranych, fizycznochemicznych właściwości

e. malinoWSKa148

pokrywy glebowej takich jak: pojemność sorpcyjna, zawartość próchnicy i stopień jej rozkładu, kwasowość czynna, wymienna i hydrolityczna, potencjał oksydacyjno-redukcyjny i wiele innych cech. Cechy te determinują geochemiczną ruchliwość różnych pierwiastków i związków chemicznych. Te same cechy leżą u podstaw syntetycznych miar i wskaźników, konstruowanych przy uwzględnieniu właściwości pokrywy glebowej i odnoszonych do systemu środowiska.

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań związane z opracowaniem modelu funkcjonowania krajobrazów nizinnych w układzie naturalnych jednostek przestrzennych, wyznaczonych ze względu na cechy decydujące o warunkach krążenia substancji w środowisku. Zakres prac obejmował ustalenie przeważających związków pokrywy glebowej z pozostałymi elementami krajobrazu, określenie reprezentatywności właściwości pokrywy glebowej dla struktury i funkcjonowania krajobrazu, identyfikację ewentualnego wpływu działalności antropogenicznej na przebieg procesów zachodzących w krajobrazie, wreszcie konstrukcję modeli opisujących stwierdzone prawidłowości. Dobór metod badawczych, zakres branych pod uwagę parametrów i szczegółowość ich analizy dostosowana była do skali opracowania 1:50 000.

Podstawowe znaczenie dla właściwej interpretacji danych pomiarowych dotyczących właściwości fizycznochemicznych gleb oraz zmian funkcjonowania krajobrazu w warunkach utrzymującej się dostawy zanieczyszczeń antropogenicznych ma znajomość naturalnego zakresu parametrów fizycznochemicznych gleb oraz tła stężeń pierwiastków i związków chemicznych. Pozwala, bowiem na określenie warunków, w jakich został zapoczątkowany proces zanieczyszczania i związanej z tym degradacji środowiska. Wpływa, więc w wyraźny sposób na precyzję i możliwości identyfikacji przebiegu tego procesu i rozpoznania jego czasowej i przestrzennej dynamiki oraz określenia zmian w funkcjonowaniu krajobrazu. Niestety, przed uruchomieniem Petrochemii – największego na badanym terenie emitora zanieczyszczeń i związanym z tym intensywnym przemysłowo-urbanizacyjnym rozwojem regionu (początek lat sześćdziesiątych), nie były prowadzone badania mające na celu określenie składu chemicznego poszczególnych komponentów środowiska. Brak również w granicach opracowania terenów o niezaburzonej strukturze, trwale odizolowanych przez minione 40 lat od wpływu zanieczyszczeń. Z tego względu, przybliżone wartości tła można oszacować jedynie metodami pośrednimi (metody matematycznego modelowania stwierdzanych związków, lokalizowanie prób kontrolnych poza przypuszczalnym zasięgiem oddziaływania emisji itp.). Należy mieć świadomość, że na badanym terenie zaznacza się wpływ innych ośrodków miejsko-przemysłowych, a w szczególności Sierpca (kierunek północny), Płońska i Wyszogrodu (kierunek wschodni), Sochaczewa (kierunek południowo-wschodni), Łowicza (kierunek południowy), Kutna (kierunek południowo-zachodni) i Włocławka (kierunek zachodni). Emisja z tych ośrodków, mimo, że pod względem wielkości i struktury jest nieporównywalna z emisją Petrochemii, tym niemniej, w połączeniu z zabiegami agrochemicznymi może w istotny sposób oddziaływać na podwyższenie zawartości pierwiastków w próbach kontrolnych i zmiany cech fizycznochemicznych gleb.

Z powyższych powodów w niniejszej pracy do określenia tła wykorzystano wyniki badań Czarnowskiej i Goworek (1987) dotyczące badań nad tłem geochemicznym gleb płowych, brunatnych wyługowanych i czarnych ziem

zaStoSoWanie PaRametRóW PoKRyWy GleboWej... 149

środkowej i północnej Polski. W przypadku innych, charakterystycznych dla opracowywanego terenu typów gleb, oraz parametrów których cytowana praca nie uwzględniała, przyjęto wartości podawane w literaturze za przeciętne dla warunków naturalnych (Boratyński K. et al. 1988, Fotyma M. et al. 1987, Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999, Lityński T. et al. 1982, Piotrowska 1983).

Założenia i metody badawcze

Badania pokrywy glebowej prowadzono w 2002 i 2003 roku w 54 profilach glebowych, reprezentatywnych dla dominujących na badanym terenie typów krajobrazu (Ryc. 1). Celem badań było określenie poziomych (w warstwie powierzchniowej) i pionowych (w profilu glebowym) związków właściwości fizycznochemicznych pokrywy glebowej z potencjalnie warunkującymi je przyrodniczymi i poza przyrodniczymi czynnikami, charakterystycznych dla poszczególnych typów krajobrazu.

Próby do analiz pobrano jednorazowo z warstwy powierzchniowej gleb (0-20 cm) w lipcu 2003 roku. Gleby badanych punktów pomiarowych reprezentowane są głównie przez gleby brunatne właściwe i wyługowane (19 profili), płowe (13 profili), rdzawe (6 profili), czarne ziemie właściwe i zdegradowane (7 profili), mady (3 profile) i gleby torfowe i murszowo-torfowe (5 profili). Skład granulometryczny poziomu orno próchnicznego jest zróżnicowany (od piasku luźnego do gliny średniej). Przeważają gleby wytworzone z piasków gliniastych i luźnych. Badane profile reprezentują obszary o zróżnicowanym użytkowaniu, rolniczym, leśnym i łąkowym. Cześć z nich jest usytuowana w zasięgu różnego rodzaju zanieczyszczeń przemysłowych i komunikacyjnych.

Liczebność profili badawczych poddanych badaniu była proporcjonalna do powierzchni zajmowanej przez określony typ krajobrazu i liczebności indywidualnych jednostek krajobrazowych (Tabela 1). Dzięki temu uzyskano reprezentatywny dla poszczególnych typów krajobrazu zestaw parametrów, opisujących nie tylko aktualne właściwości gleb, ale pozwalający również na orientacyjne określenie procesów przepływu materii w obrębie krajobrazu, decydujących o jego funkcjonowaniu. Względne zagęszczenie punktów badawczych w strefie bezpośrednio sąsiadującej z Płockim Zespołem Miejsko-Przemysłowym pozwoliło na określenie wpływu antropopresji, modyfikującego przebieg naturalnych procesów.

Spośród badanych profili wyselekcjonowano 16 profili glebowych zgrupo-wanych w obrębie 5 transektów badawczych: A – Brudzeń Duży, B – Rumunki, C – Duninów, D – Dzięrżążnia, E – Murzynowo, które trzykrotnie, (sierpień 2002, czerwiec 2003, sierpień 2003), poddano szczegółowym badaniom właściwości fizycznochemicznych. Próby do analiz pobrano z każdego poziomu genetycznego gleby. Szczególną uwagę zwrócono na pionowe zróżnicowanie badanych cech gleby w profilu i związek zaobserwowanych prawidłowości z procesami przepływu materii.

W pobranych próbach oznaczono w Laboratorium Geoekologicznym Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych UW oraz laboratorium Mazowieckiego Obserwatorium Geograficznego WGSR UW w Murzynowie k. Płocka:

parametry fizycznochemiczne, związane z substratem mineralnym i materią 1)

e. malinoWSKa150

Ryc. 1. Lokalizacja poligonów i punktów badawczych gleb

zaStoSoWanie PaRametRóW PoKRyWy GleboWej... 151Ta

bela

1. W

łaśc

iwoś

ci fi

zycz

noc

hem

iczn

e gl

eb p

oszc

zegó

lnyc

h t

ypów

kra

jobr

azu

Nr typu krajobrazu

Pow

ierzc

hnia

%

/km

2

Liczba profili

Typ,

pod

typ

gleb

ySk

ała

mac

ierz

ysta

Frakcja iłu koloidalnego %

pH w

KCl

Próchnica (%)

Pojemnośc sorpcyjna (mg×kg-1)

Suma kationów (mg×kg-1)

Kwasowość hydrolityczna (mg×kg-1)

rHVs

(%)

Hh:Th x 100 (%)

%km

2

Dominujący

Współwystępujący

Dominująca

Współwystępująca

13,

3311

6,55

5Tn

M, D

t, m

tm

t-

5,63

-6,8

219

,86-

25,1

019

,16-

53,3

617

,44-

53,5

20,

39-

1,84

19,8

-22

,191

,0-

98,5

1,5-

1,8

214

,67

513,

453

FA

Pps

pglp

8-13

4,68

-5,6

80,

89-

1,28

6,71

-13

,59

6,65

-11

,29

2,06

-2,

6918

,7-

21,7

69,3

-78

,416

,9-

30,7

38,

3429

1,90

4A

PBw

plpg

lp11

-lut

3,14

-5,8

10,

94-

1,71

4,99

-6,

092,

06-4

,51,

56-

3,72

21,5

-22

,735

,8-

74,3

25,7

-64

,2

4, 11

3,09

108,

159

Ar

A,

AP

plps

, pg

l1-

53,

88-4

,76

0,84

-6,

865,

61-

13,2

72,

77-

10,6

32,

24-

2,93

21,7

-23

,849

,4-

80,1

12,9

-52

,2

519

,94

697,

9011

AP

Bwpl

ps,

pgl

1-7

3,01

-7,0

11,

19-

4,56

6,01

-17

,33

2,2-

15,9

0,55

-5,

6122

,1-

28,6

36,6

-92

,37,

7-63

,4

6, 10

0,16

5,60

6D

zB

płi,

igc

18-3

63,

14-6

,57

1,17

-5,

336,

41-

17,6

84,

7-15

,22,

25-

3,21

28,6

–

30,6

70,7

-90

,86

8,7-

29,3

725

,96

908,

605

BwA

Ppg

m,

płz

ps,

pgl

8-21

4,4-

6,85

0,86

-2,

416,

64-

13,3

15,

67-

11,9

90,

95-

2,66

22,7

-29

,673

,5-

91,6

8,4-

26,5

8, 12

,133,

9913

9,65

3A

PBw

pgl

pl,

płz

4-14

3,28

-6,4

80,

99-

1,29

6,96

-14

,34

3,37

-13

,14

1,2-

3,69

24,6

-30

,848

,4-

91,4

8,4-

51,6

9, 14

14,5

450

8,90

8Bw

Dz

płz

pgl, p

s7-1

43,3

9-6,43

1,0-2,

749,2

3-15

,215,7

4-13,6

71,2

4-5,8

124

,4-30

,251

,2-89

,910

,1-48

,8

e. malinoWSKa152

organiczną gleby:skład mechaniczny (metodą sitową i areometryczną Casagrande’a w modyfikacji Prószyńskiego), gęstość objętościowa rzeczywista, węglany (% CaCO3) metodą objętościową Scheiblera, kwasowość wymienna metodą potencjometryczną w zawiesinie 1M KCl i w H20, kwasowość wymienna (Hw - cmol(+)∙kg-1 gleby) metodą Daikuhary, kwasowość hydrolityczna (Hh - cmol(+)∙kg-1 gleby) metodą Kappena, suma kationów zasadowych (Ca+2, Mg+2, K+, Na+ - cmol(+)∙kg-1 gleby) metodą Kappena,węgiel organiczny (%C) metodą Tiurina, potencjał redox - metodą potencjometryczną, pojemność sorpcyjna (Th - cmol(+)∙kg-1 gleby), stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego (Vs - %).

2) parametry chemiczne (mineralizacja prób przy użyciu Multiwave Digestion System firmy Anton Paar, oznaczenie: spektrometr Perkin Elmer 370 oraz spektrometr ICP MS Perkin Elmer Elan 6100 DRC będący na wyposażeniu Laboratorium Geoekologicznego WGiSR UW; analizy wykonano pod nadzorem pracowników Wydziału Chemii UW):

metale ciężkie: Al, Fe, Cu, Pb, Ni, Cr, Zn, Cd, V, Mn, (mg∙kg-1 gleby) metodą spektrometrii masowej makroelementy: Ca, Mg, Na, K, (%) w zależności od zawartości metodą spektrometrii płomieniowej.

Głębsze poziomy glebowe zostały scharakteryzowane przez ograniczony zestaw parametrów obejmujący m.in. morfologię poszczególnych poziomów, skład granulometryczny, pH (w KCl), obecność węglanów.

Uzyskana próba danych została zweryfikowane testem t - Studenta na poziomie istotności a = 0,05. Do analiz statystycznych zastosowano pakiet Statistica v. 7.1. W niniejszym tekście pominięto szczegółowy opis stosowanych metod statystycznych, można je bowiem znaleźć w dokumentacji oprogramowania.

Przy doborze parametrów opisujących cechy pokrywy glebowej uwzględniono następujące założenia:

parametry związane z substratem mineralnym i materią organiczną gleby oraz poziom koncentracji makroelementów – Fe, Ca, Al, Mn, Mg, K, uwalnianych w wyniku procesów wietrzenia i innych procesów glebotwórczych, charakteryzują strukturę krajobrazu i specyfikę procesów jego funkcjonowania oraz są miarą naturalności krajobrazu;

stężenie mikroelementów – Cu, Cr, Cd, Ni, Pb, Zn, jest traktowane jako miara antropopresji związanej m.in. z oddziaływaniem emisji przemysłowej, transportu oraz dostawy ze źródeł rolniczych.

Oprócz wymienionych powyżej parametrów, dla każdego z punktów pomiarowych określono także, na podstawie bezpośrednich pomiarów i danych pochodzących z literatury, zestaw charakterystyk dodatkowych umożliwiających interpretację wyników uzyskanych na drodze analizy laboratoryjnej. Obejmował on:

-

---

---

----

-

-

1)

2)


przeciętną wielkość uwalniania kationów zasadowych w warstwie powierzchniowej w wyniku procesów wietrzenia, będącej miarą naturalnej dostawy (na podstawie danych z literatury,

atmosferyczną dostawę kationów zasadowych w latach 1990-2000 (na podstawie danych EMEP – European Monitoring Evaluation Programme, Malinowska E., et al. 2000),

dostawę kationów zasadowych ze źródeł rolniczych, szacowaną na podstawie zużycia NPK i CaO w latach 1990-2000 na badanym terenie (na podstawie orientacyjnych danych o sprzedaży i zużyciu nawozów uzyskanych metodą ankietową),

częstość napływu powietrza znad PZM-P do punktu badawczego w wieloleciu 1990-2000, określająca potencjalny dopływ zanieczyszczeń (na podstawie danych pomiarowych ze stacji synoptycznej IMGW Płock-Trzepowo z lat 1980-1990),

średnią prędkość wiatru napływającego znad PZM-P do punktu badawczego w wieloleciu 1990-2000, determinująca zasięg oddziaływania zanieczyszczeń (j.w.),

aerodynamiczną szorstkość terenu, będącą miarą tempa pochłaniania zanieczyszczeń pyłowych i gazowych z powietrza (por. Lechnio, Malinowska, ibidem),

infiltrację efektywną określającą tempo przenikania wód opadowych przez profil glebowy, będącej pośrednią, orientacyjną miarą tempa migracji (por. Lechnio – Hydrologiczne warunki obiegu..., ibidem),

wielkość bioakumulacji kationów zasadowych dla plonów i przyrostów w 2002 roku, przyczyniająca się do zwiększonego pobierania ich z gleby (por. Harasimuk, ibidem).

Analiza wymienionych powyżej danych była przeprowadzana dwutorowo i obejmowała:

Charakterystykę właściwości fizycznochemicznych i składu chemicznego gleb w granicach terenu badań. Celem tej części opracowania było określenie poziomu przekształcenia krajobrazu i procesów decydujących o jego funkcjonowaniu, w stosunku do jego cech naturalnych, przy założeniu, że właściwości fizycznochemiczne gleb są ich indykatorem. W ocenie uwzględniono m.in.:

różnice pomiędzy rzeczywistymi wartościami oznaczonych parametrów, a poziomem tła na badanym terenie (lub poziomem uznanym za naturalne dla badanej strefy krajobrazowej), świadczącymi o potencjalnie negatywnym wpływie działalności antropogenicznej nie tylko na stan gleb badanego terenu, ale i całego krajobrazu i traktowanymi jako wskaźniki jego degradacji,aktualny, przestrzenny rozkład stężeń makro i mikropierwiastków w warstwie powierzchniowej gleb, na tle warunkujących je cech fizycznochemicznych (pojemność sorpcyjna, kwasowość wymienna, zawartość próchnicy, zawartość koloidów mineralnych itp.) gleby oraz dostawy atmosferycznej i dostawy ze źródeł rolniczych,pionowe zmiany stężenia makro i mikropierwiastków oraz zróżnicowanie właściwości fizycznochemicznych w poszczególnych poziomach genetycznych profili glebowych.

Podstawowymi metodami stosowanymi na tym etapie prac były metody statystyczne porównywania zbiorów i analiza korelacyjna.2) Ocenę funkcjonowania krajobrazu na badanym terenie przy założeniu, że

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

1)

-

-

-

154

właściwości gleby i jej skład chemiczny są wypadkową procesów funkcjonowania krajobrazu również w warunkach istniejącej antropopresji. Obejmowała ona:

określenie dominujących związków między komponentami środowiska, ich częstości i mocy, oraz reprezentatywności dla poszczególnych typów krajobrazu,ocenę poziomu naturalności krajobrazu w obrębie poszczególnych typów,wyznaczenie szczegółowych parametrów charakteryzujących poszczególne typy krajobrazu, w aspekcie ich funkcjonowania,wyznaczenie szczegółowych zależności determinujących procesy funkcjonowania środowiska w granicach poszczególnych typów krajobrazu.

Metodami stosowanymi na tym etapie prac była rozszerzona analiza statystyczna obejmująca różnorodne statystyki parametryczne i nieparametryczne (analiza korelacyjna, regresja wieloraka, miary rozproszenia, sieci neuronowe i in.). W pierwszym etapie zastosowano metody dyskryminacyjne PCA (Principal Component Analysis), ANOVA/MANOVA (Multivariate Analysis of Variance) pozwalające oceniać parametry ilościowe i jakościowe oraz wyeliminować parametry nieistotne z punktu widzenia dalszych rozważań.

Model funkcjonowania pokrywy glebowej w krajobrazie

Prawidłowości i związki stwierdzone na etapie statystycznej analizy wyników stały się podstawą konstrukcji modeli opisujących aktualny stan gleb, traktowany jako wypadkowa procesów funkcjonowania krajobrazu, poddanego różnym formom antropopresji. Założono, że w warunkach utrwalonej struktury przestrzennej użytkowania terenu, wszelkie zmiany obserwowane w obrębie wyróżnionych krajobrazów o zróżnicowanych właściwościach fizyczno-chemicznych są uzależnione od przebiegu procesów naturalnych oraz transformacji wywołanej użytkowaniem i obiegiem substancji pochodzących z zanieczyszczeń. Bezpośrednim skutkiem działania tych procesów jest określony stan dynamicznej równowagi właściwości gleb, a w konsekwencji środowiska przyrodniczego. Charakteryzuje się on transformacją ich cech fizycznochemicznych oraz destabilizacją stanu pozostałych komponentów, powiązanych funkcjonalnie z glebami (Sverdrup, Alveteg i in. 1995, Sverdrup, Warfvinge i in. 1998).

Modele konstruowane w odniesieniu do pokrywy glebowej mają postać modeli konceptualnych bazujących na algorytmie łączącym wyniki danych empirycznych, przy założonej (analogicznej jak przy analizie statystycznej) granicy ufności 0,95 i poziomie istotności 0,05 wartości oczekiwanych w stosunku do obserwowanych. Są one punktem wyjścia do bardziej złożonych modeli opisujących funkcjonowanie i dynamikę krajobrazu.

Opracowane modele określają układ cech fizycznochemicznych gleb, decydujących o zdolności do akumulacji badanych pierwiastków w pokrywie glebowej. Relacje funkcjonalne gleb z pozostałymi komponentami środowiska są na tym etapie traktowane jako główne charakterystyki decydujące o zależności operatorów modelu. Modele są dwuwarstwowe: pierwsza warstwa obejmuje funkcjonowanie poszczególnych typów gleb w relacji do ich cech abiotycznych i biotycznych, decydujących o naturalnych właściwościach fizycznochemicznych

-

--

-


i funkcjonalnych w systemie środowiska, w tym o zdolności do akumulacji badanych pierwiastków w granicach wyróżnionych typów krajobrazu. Druga warstwa obejmuje system złożony, przyrodniczo – antropogeniczny, w którym wyróżnione typy funkcjonalne pokrywy glebowej są zestawione z różnymi formami oddziaływań antropogenicznych. Ich wypadkową jest stężenie badanych pierwiastków rejestrowane w warstwie powierzchniowej gleb poszczególnych typów krajobrazu.

W pierwszej z warstw podstawowa struktura jest objaśniana przez zmienne wewnętrzne (tj. pochodzące z tego systemu), zarówno funkcjonalne, jak i formalno-strukturalne, natomiast wszystkie modyfikacje systemu są opisywane za pomocą zmiennych wspólnych dla dwóch warstw. Ich dobór nastąpił po analizie sprzężeń i korelacji oraz na drodze innych analiz statystycznych (PCA, DCA itp.) (Manual on Methodologies... 1998).

Jak wskazują wyniki analizy statystycznej przestrzenny obraz omawianych zależności jest wypadkową wielu działających jednocześnie czynników, stąd wśród operatorów modelu znalazły się:

parametry opisujące związki wybranych, przewodnich właściwości pokrywy glebowej i procesu glebotwórczego z pozostałymi elementami krajobrazu, wpływające na potencjalną zdolność akumulacji badanych pierwiastków w glebie, której miarą jest pojemność sorpcyjna:

zawartość frakcji iłu koloidalnego (%),zawartość próchnicy (%),kwasowość wymienna (pH w KCl),

2) parametry opisujące zależność rzeczywistego składu chemicznego gleb (mierzonej sumami stężeń makro i mikroelementów) od czynników naturalnych i antropogenicznych:

pojemność sorpcyjna (mg kg-1),warunki utleniająco-redukujące (rH),częstość dopływu powietrza znad Płocka i Petrochemii (%),infiltracją efektywna (m3 ha-1),wielkość bioakumulacji [keq ha-1]dostawa kationów w wyniku wietrzenia minerałów,antropogeniczna dostawa kationów (atmosferyczna i ze źródeł rolniczych).W przypadku stwierdzenia istotnego statystycznie związku między

obserwowanymi stężeniami mikro i makroelementów, a czynnikami antropogenicznymi, opracowano modele opisujące te zależności, aczkolwiek mają one charakter orientacyjny, ponieważ ich statystyczna istotność jest znacznie niższa.

Wyniki

Wyniki analiz statystycznych przeprowadzonych metodami dyskry-minacyjnymi PCA, ANOVA dla całej populacji danych pozwoliły na stwierdzenie, że w warunkach badanego regionu, niezależnie od przyjętych a priori kryteriów (Malinowska 2004) podstawowymi czynnikami różnicującymi typy krajobrazu (w granicach terenów litogenicznych) są gatunek gleby (a dokładniej zawartość

1)

---

-------

e. malinoWSKa156

frakcji iłu koloidalnego) i kwasowość wymienna (pH w KCl) gleby. Co więcej, można stwierdzić, że czynniki te działają dwudzielnie – gatunek gleby determinuje cechy związane z substratem mineralnym (m.in. pojemność sorpcyjną, potencjał oksydacyjno-redukcyjny, wielkość infiltracji efektywnej) natomiast od kwasowości wymiennej zależą (wprost proporcjonalnie) stężenia badanych pierwiastków w poziomie powierzchniowym gleb. Oba parametry w zbliżonym stopniu determinują stopień wysycenia kationami kompleksu sorpcyjnego, wielkość sumy kationów w kompleksie sorpcyjnym i kwasowość hydrolityczną. Wszystko to świadczy o przeważających, przyrodniczych uwarun-kowaniach funkcjonowania krajobrazu na badanym terenie.

Natomiast w przypadku terenów hydrogenicznych czynnikiem przewodnim determinującym funkcjonowanie krajobrazu są: podporządkowane położenie terenowe decydujące o wielkości i strukturze dostawy, a w konsekwencji o poziomie stężeń mikro i makroelementów dopływających z obszarów wysoczyznowych, stopniu wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami i kwasowości (czynnej i wymiennej). Drugim, równie ważnym czynnikiem są warunki wodne wyrażone głębokością zalegania zwierciadła i typem równowagi hydrodynamicznej, czego konsekwencją są szczególne właściwości fizycznochemiczne gleb bagiennych o wysokich zdolnościach sorpcyjnych. W przypadku tych krajobrazów zao-bserwowane związki również świadczą o przeważających, przyrodniczych uwarunkowaniach funkcjonowania krajobrazu.

Obliczone dla całego terenu współczynniki korelacji, przedstawione w Tabeli 2, odzwierciedlają w istocie moc powiązań między pokrywą glebową, a wybranymi cechami pozostałych elementów krajobrazu.

W celu pełniejszego określenia stwierdzanych związków w obrębie wydzie-lonych typów krajobrazu zastosowano standardowo wykorzystywany w analizach geoekologicznych wskaźnik mocy powiązań opracowany przez Richlinga (1992). Metoda ta pozwala, bowiem na uwzględnienie w ocenie szeregu dodatkowych parametrów wyrażonych jakościowo. Wyniki przedstawia Tabela 3.

Obliczone wielkości wskaźnika mocy powiązań wyraźnie wskazują na istnienie ścisłych, zgodnych z naturalnymi procesami, związków pokrywy glebowej z pozostałymi elementami krajobrazu. Nie oznacza to jednak, że można całkowicie pominąć wpływ czynników antropogenicznych na procesy zachodzące w krajobrazie. Ich oddziaływanie polega przede wszystkim na modyfikacji elementów biotycznych krajobrazu i jest powiązane ze zmianami użytkowania (Malinowska 1995, 1997). Elementy biotyczne – roślinne pokrycie terenu, oraz związana z nim zawartość próchnicy i stopień jej rozłożenia nie mają istotnego wpływu (przynajmniej w świetle przeprowadzonej analizy statystycznej) na funkcjonowanie krajobrazu w skali badanego terenu, co przeczy prawidłowościom, charakterystycznym dla warunków naturalnych. Wynika to prawdopodobnie z faktu znacznego, antropogenicznego przekształcenia naturalnych cech szaty roślinnej i właściwości poziomu powierzchniowego gleb przez wprowadzenie uprawy polowej oraz zabiegi agrotechniczne, agrochemiczne i nawożenie organiczne, co skutkuje obniżeniem bioróżnorodności i ujednoliceniem zawartości koloidów organicznych w obrębie różnych typów. Szerzej o tych zagadnieniach traktuje Solon (ibidem).

Równie istotne informacje odnośnie do uwarunkowań funkcjonowania krajobrazu badanego terenu przynosi analiza stężeń badanych pierwiastków


w poziomie powierzchniowym gleb. Porównanie aktualnie stwierdzanych, metodą analizy laboratoryjnej, cech fizycznochemicznych pokrywy glebowej i poziomów stężeń wybranych pierwiastków z przyjętymi wartościami tła i poziomami uznanymi za naturalne wskazuje, że generalnie mieszczą się one w granicach stężeń naturalnych, charakterystycznych dla różnych typów gleb (Tabela 4, 5). Powstaje zatem istotne z punktu widzenia prowadzonych badań pytanie, na czym polega specyfika funkcjonowania krajobrazu w regionie o tak znacznym poziomie antropopresji i czy możliwe jest funkcjonowanie w postaci quasinaturalnej? Odpowiedź przynosi analiza stężeń pierwiastków charakterystycznych dla emisji pyłowej Petrochemii. Stężenia metali ciężkich w zdecydowanej większości odpowiadają klasie poziomów naturalnych stosowanej w klasyfikacji zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi w podsystemie monitoringu gleb (Monitoring chemizmu gleb..., 2002) i nawiązują do poziomów stwierdzanych przez Czarnowską i Goworek (1987) w glebach środkowej i północnej Polski. Sporadycznie, w jednostkowych punktach położonych w bezpośrednim sąsiedztwie Petrochemii oraz w glebach organicznych obserwuje się podwyższenie stężeń powyżej omawianych poziomów. Wyjątkiem jest ołów, którego stężenia przekraczają zawartość naturalną sytuując się w klasie stężeń podwyższonych. Można, więc stwierdzić, że obserwowane zróżnicowanie fizycznych, chemicznych i fizycznochemicznych właściwości jest spowodowane zmiennością typologiczną, rodzajową i gatunkową gleb, będąca pochodną struktury i funkcjonowania krajobrazu, w mniejszym zaś stopniu oddziaływaniem zanieczyszczeń.

Tabela 2 Współczynniki korelacji liniowej określające związki między wybranymi właściwościami fizycznochemicznymi gleb, a wybranymi cechami pozostałych elementów krajobrazu

Parametr Grupa granu-lometryczna

Pokrycie terenu

Przepuszcza-lność podłoża Spadki

Pojemność sorpcyjna 0,623 -0,102 -0,413 0,200

Suma kationów w KS 0,747 -0,193 -0,014 0,274

Kwasowość hydrolityczna 0,114 0,270 0,005 -0,214

Kwasowość wymienna 0,578 -0,264 0,034 0,362

Stopień wysycenia KS 0,374 -0,295 0,036 0,257

Zawartość próchnicy -0,031 0,335 0,057 -0,019

Potencjał oksydacyjno-redukcyjny

-0,472 0,116 -0,,762 0,084

Suma makro-składników 0,355 -0,306 -0,091 0,353

Suma mikro-składników 0,327 -0,210 0,171 0,299

e. malinoWSKa158

Zaobserwowaną prawidłowość potwierdza sekwencja średnich zawartości wybranych metali ciężkich, będących na badanym terenie produktem emisji antropogenicznej. Najwyższą koncentrację we wszystkich punktach wykazuje Zn (śr. 168,62 mg×kg-1) i Pb (śr. 46,05 mg×kg-1), a w dalszej kolejności Cr (śr. 14,12 mg×kg-1), Ni (śr. 7,3 mg×kg-1), Cu (śr. 7,1 mg×kg-1) i Cd (śr. 0,71 mg×kg-1). Jak widać z powyższego zestawienia sekwencja średnich zawartości metali ciężkich Zn>Pb>Cr>Ni>Cu>Cd jest zbliżona do, określonego w glebach naturalnych północnej i środkowej Polski (Czarnowska, Goworek 1987) w przypadku, których przybiera postać Zn>Cr>Pb>Ni>Cu>Cd. Podobnie jak powyżej wyjątkiem od tej reguły jest ołów, którego podwyższone stężenia i zmiana w szeregu średnich stężeń sugeruje antropogeniczne pochodzenie.

Tabela 3. Związki między typem gleby dominującym w poszczególnych typach krajobrazu, a pozostałymi elementami krajobrazu (na podstawie wskaźnika mocy powiązań)

Typ krajobrazu

Element krajobrazu

1 2 3 4, 11 5 6, 10 7 8, 12, 13 9, 14

Spa

dki

pon. 2% 0,997 0,991 0,854 0,736 0,935 0,948 0,925 0,000 0,0002-5 0,000 0,252 0,826 0,859 0,783 0,875 0,809 0,834 0,5635-10 0,000 0,000 0,632 0,983 0,000 0,221 0,419 0,922 0,86110-15 0,000 0,000 0,471 0,265 0,000 0,000 0,000 0,637 0,806pow. 15 0,000 0,000 0,000 0,153 0,000 0,000 0,000 0,486 0,791

Typ

utw

oru

pl, ps 0,000 0,947 0,987 0,994 0,827 0,000 0,000 0,563 0,000pgl, pgm 0,000 0,226 0,436 0,000 0,911 0,486 0,553 0,892 0,473płz 0,000 0,521 0,246 0,000 0,382 0,927 0,687 0,656 0,298gl, gs 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,327 0,908 0,504 0,973gc, i 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,993 0,816 0,000 0,802t, m 0,000 0,456 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Głę

boko

ść

zwie

rcia

dła

wód

pod

z.

pon. 1 m 0,984 0,823 0,365 0,465 0,319 0,652 0,307 0,275 0,2381-2 0,992 0,968 0,877 0,958 0,462 0,497 0,512 0,335 0,4392-5 0,000 0,357 0,793 0,738 0,865 0,832 0,926 0,781 0,8725-10 0,000 0,000 0,742 0,653 0,773 0,744 0,854 0,826 0,815pow. 10 0,000 0,000 0,000 0,327 0,522 0,436 0,408 0,637 0,527

Roś

linn

ość

upr. zbożowe 0,000 0,356 0,957 0,126 0,856 0,752 0,933 0,912 0,952upr. oko-powe

0,237 0,242 0,574 0,000 0,258 0,836 0,828 0,456 0,817

las sosnowy 0,000 0,743 0,953 0,975 0,839 0,187 0,208 0,825 0,229łąka 0,649 0,956 0,256 0,000 0,573 0,425 0,579 0,216 0,519ols 1,000 0,241 0,201 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000łęg 0,549 0,991 0,367 0,233 0,218 0,161 0,192 0,262 0,298bór miesz. 0,000 0,528 0,618 0,578 0,827 0,327 0,653 0,836 0,423las miesz. 0,000 0,456 0,359 0,192 0,563 0,625 0,786 0,714 0,608


Tabe

la 4

. Kon

cen

trac

ja A

l, C

a, F

e, K

, Mg,

Mn

, Na

w w

arst

wie

pow

ierz

chn

iow

ej g

leb

posz

czeg

óln

ych

typ

ów k

rajo

braz

u

Nr t

ypu

Al. (

%)

Ca (%

)Fe

(%)

K (%

)M

g (%

)M

n (m

g x kg

-1 )N

a (%

)m

in.

max

.m

in.

max

.m

in.

max

.m

in.

max

.m

in.

max

.m

in.

max

.m

in.

max

.1

0,33

10,

396

2,99

73,

143

1,33

312

,436

0,10

60,

244

0,08

40,

099

1563

,545

90,6

0,04

70,

085

20,

316

0,41

00,

593

1,20

80,

627

0,79

90,

073

0,23

30,

032

0,06

816

53,6

1991

,60,

012

0,01

73

0,16

20,

588

0,02

60,

527

0,11

10,

756

0,01

20,

164

0,00

50,

040

27,0

1134

,20,

012

0,02

54,

110,

136

0,91

50,

035

0,18

20,

166

6,39

40,

013

0,03

30,

004

0,01

314

,55

779,

080,

010

0,01

65

0,27

10,

669

0,04

35,

501

0,27

75,

900

0,04

50,

256

0,00

70,2

1210

3,643

42,8

0,012

0,115

6, 10

0,226

0,854

0,167

0,788

0,236

1,385

0,044

0,219

0,004

0,859

662,8

1688

,90,0

140,0

237

0,23

50,

167

0,44

09,

147

0,72

91,

880

0,09

40,

263

0,02

80,

656

1193

,216

34,1

0,01

00,

074

8, 12

,130,

420

0,51

10,

101

5,09

10,

333

1,25

40,

025

0,26

80,

012

0,20

055

,514

26,7

0,01

10,

061

9, 14

0,384

0,546

0,068

10,34

30,7

555,6

200,0

290,3

000,0

170,5

9227

9,536

92,0

0,010

0,070

Tabe

la 5

. Kon

cen

trac

ja C

d, C

r, C

u, N

i, Pb

, Zn

w w

arst

wie

pow

ierz

chn

iow

ej g

leb

posz

czeg

óln

ych

typ

ów k

rajo

braz

u

Nr ty

puCd

(mg

x kg

-1)

Cr (m

g x

kg-1

)Cu

(mg

x kg

-1)

Ni (m

g x

kg-1

)Pb

(mg

x kg

-1)

Zn (m

g x

kg-1

)

min

.m

ax.

min

.m

ax.

min

.m

ax.

min

.m

ax.

min

.m

ax.

min

.m

ax.

10,

671,

062,

964,

3818

,46

25,7

211

,75

13,1

326

,57

44,2

987

,11

108,

692

0,68

0,74

2,83

3,87

12,3

915

,55

3,89

10,3

033

,91

43,6

310

2,34

208,

243

0,07

0,67

1,34

2,17

2,29

15,9

40,

713,

7615

,76

47,0

517

,34

158,

994,

11

0,07

0,37

0,94

8,49

2,76

7,16

0,62

3,05

2,65

52,6

411

,16

47,5

75

0,30

1,92

1,45

10,1

82,

2456

,36

1,20

14,9

936

,69

160,

8029

,27

801,

486,

10

0,30

1,35

0,81

5,25

4,72

14,8

12,

6211

,85

31,6

010

1,39

30,4

111

6,20

70,

630,

712,

106,

349,

8047

,72

3,62

13,5

327

,06

37,1

269

,86

196,

438,

12,

130,

441,

061,

796,

036,

9620

,19

2,65

9,91

28,7

658

,82

50,6

596

,30

9, 1

40,

111,

683,

897,

274,

6928

,46

2,04

22,0

933

,66

87,3

525

,86

686,

57

e. malinoWSKa160

W poszczególnych typach gleb najwyższe wartości badanych pierwiastków rejestrowane są w glebach organicznych i czarnych ziemiach należących do typu 1, a następnie brunatnych wyługowanych (typ 7, 9 i 14), płowych właściwych (typ 3, 5, 8, 12, 13), madach (typ 2) i glebach rdzawych (typ 4, 11). Pozostaje to w zgodzie z naturalnymi uwarunkowaniami i przebiegiem procesu sorpcji wymiennej kationów.

Potwierdzeniem zaobserwowanych prawidłowości jest także analiza korelacyjna wielkości stężeń badanych pierwiastków z elementami potencjalnie warunkującymi ich poziom, w podziale na parametry przyrodnicze (pojemność sorpcyjna, suma kationów zasadowych, pH (w KCl), wskaźnik zakwaszenia (Hh:Th), zawartość próchnicy, zawartość frakcji iłu koloidalnego, infiltracja efektywna, wielkość uwalnianych kationów w wyniku wietrzenia, wielkość bioakumulacji, szorstkość terenu, częstość i prędkość dopływu powietrza znad PZMP) i poza przyrodnicze (odległość od PZM-P, dostawa atmosferyczna, dostawa ze źródeł rolniczych).

Wartości współczynników korelacji zweryfikowane na poziomie istotności 0,95, jednoznacznie wskazują na istnienie ścisłych, istotnych statystycznie związków pomiędzy większością parametrów przyrodniczych, a stężeniem badanych pierwiastków. Wyjątkiem od tej reguły są stwierdzane po raz kolejny stężenia ołowiu. Zależności te są szczególnie wysokie w przypadku pojemności sorpcyjnej, sumy kationów i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami, a także kwasowości wymiennej, wielkości bioakumulacji i wielkości kationów uwalnianych w wyniku procesów wietrzenia. Jedynie zawartość próchnicy nie wykazuje istotnego statystycznie związku z wielkością obserwowanych stężeń, co można tłumaczyć znacznym przekształceniem tego elementu krajobrazu przez antropogeniczne użytkowanie terenu. Istotnej statystycznie zależności nie wykazują także wszystkie, zarówno przyrodnicze, jak i poza przyrodnicze parametry, które determinują wielkość dostawy badanych pierwiastków do powierzchni gleby.

Wynika stąd wniosek, że rejestrowane w warstwie powierzchniowej stężenia badanych pierwiastków zależą przede wszystkim od proporcji pomiędzy procesami wietrzenia chemicznego, powodujących ich uwalnianie, głównie z minerałów z grupy krzemianów i glinokrzemianów, procesami sorpcji glebowej determinującymi ich wiązanie oraz procesami powodującymi stratę pierwiastków z gleby poprze odpływ w głąb profilu oraz pobieranie z roztworu i bioakumulację w pokrywie roślinnej. Można, więc uznać, że o rzeczywistym, przestrzennym rozkładzie bezwzględnych stężeń badanych pierwiastków w warstwie powierzchniowej gleb w przewadze decydują warunki przyrodnicze, których oddziaływanie jest na tyle istotne, że ogranicza w tym względzie wpływ zróżnicowania wielkości dostawy atmosferycznej, i dostawy ze źródeł rolniczych. Tym samym pojawia się uzasadnienie dla stwierdzanego w badaniach wielu autorów (Karaczun, 1991; Malinowska, 1995, 1998; Nowicki, 1985; Pawlak, 1980) braku liniowego spadku bezwzględnych stężeń badanych pierwiastków w warstwie powierzchniowej ze wzrostem odległości od emitora (a zatem i spadkiem dostawy) (Ryc. 2). Można zatem stwierdzić, że przestrzenny rozkład stężeń badanych pierwiastków w warstwie powierzchniowej gleb i stref ich względnego obniżenia i podwyższenia, zależny jest od typu struktury i funkcjonowania krajobrazu. Wpływ ten jest na tyle silny, że poza strefą bezpośrednio przyległą


Ryc

. 2. Z

mia

ny

stęż

enia

Cu

, Pb,

Zn

z o

dleg

łośc

ią o

d Pł

ocka

w w

ybra

nyc

h s

ekto

rach

e. malinoWSKa162

do PZM-P (do 3 km) ogranicza oddziaływanie wielkości dostawy atmosferycznej. Dowodzi to istotnych związków pokrywy glebowej z pozostałymi elementami krajobrazu i pozwala na uznanie jej właściwości za geoindykator funkcjonowania krajobrazu.

Omówione prawidłowości opisują następujące modele regresji:T = 3,361657+0,131999s + 0,924574pH + 0,713522Corg - 0,091379rH r = 0,615Sma = 17209,9451 + 4022,11115T + 7674,22582pH - 26527,434B -105,18603Ie + 126,870450Da - 4,3903956Dw - 1737,6044rH

r = 0,659

Sma = -94739,331 - 467,30981d + 275,578679Da - 2267,3770rH r = 0,227 1

Smi = 934,642324 - 6,6463563T + 46,1389717pH - 230,30080B - 0,5252980Ie - 0,270648Da - 0,084813Dw - 10,496471rH r = 0,478

Smi = 393,764922 - 11,099078d + 0,166296Da - 18,274737rH r = 0,4861gdzie: s - zawartość frakcji iłu koloidalnego [%]

pH - kwasowość wymienna [pH w KCl] Corg -zawartość próchnicy [%]* T - pojemność sorpcyjna [mg kg-1] pH - kwasowość wymienna [pH w KCl] rH - potencjał oksydacyjno-redukcyjny2

B - wielkość bioakumulacji [keq ha-1] Ie - infiltracja efektywna [m3/ha] Da - dostawa ze źródeł antropogenicznych [kg ha-1rok] Dw - dostawa w wyniku procesów wietrzenia [keq ha-1] d - odległość od PZM-P [km] Sma - suma stężeń Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na w warstwie

powierzchniowej gleb [mg kg-1] Smi - suma stężeń Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn w warstwie powierzchniowej gleb [mg kg-1] rH - współczynnik pochłaniania pyłów i gazów r - kwadrat współczynnika korelacji liniowej wartości obserwowanych i przewidywanychKonsekwencją przedstawionych ogólnych zasad funkcjonowania krajobrazu

na badanym terenie jest pionowe zróżnicowanie właściwości fizycznochemicznych gleb i rozkład stężeń mikro i makropierwiastków w profilu glebowym. Analiza danych pomiarowych uzyskanych z 16-tu profili reprezentatywnych dla poszczególnych typów krajobrazu skłania do stwierdzenia, że w większości przypadków obserwowane poziomy i rozkłady są zbliżone do charakterystycznych dla gleb badanych typów, występujących w warunkach naturalnych. Analiza statystyczna zmian wskazała na istnienie istotnych na poziomie 0,05 zależności pomiędzy wielkością badanej cechy a głębokością, zarówno w odniesieniu

1 kursywą oznaczono zależność istotną statystycznie przy granicach ufności 0,90 i poziomie istotności a = 0,10

2 Hp 2

0 3

h Er H +=


do właściwości fizycznochemicznych gleb, jak i stężeń badanych makro i mikroelementów.

W przypadku cech fizycznochemicznych istotną statystycznie zależność odnotowano w przypadku zmian z głębokością takich parametrów jak: kwasowość czynna (r = 0,498601), wymienna (r = 0,497657), oraz kwasowość hydrolityczna (r = -0,459827), co jest spowodowane wyraźnym spadkiem zakwaszenia postępującym w głąb profili glebowych. Oprócz tego obserwowany jest wyraźny wzrost z głębokością gęstości właściwej (r = 0,408616) oraz gęstości objętościowej rzeczywistej (r = 0,508048), a także spadek pojemności sorpcyjnej (r = -0,268876). Pozostałe, uwzględniane parametry, w tym pojemność kapilarna i niekapilarna, suma kationów zasadowych w kompleksie sorpcyjnym, stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi oraz większości badanych makropierwiastków, z wyjątkiem Fe (r = -0,279574) i Mn ( r = -0,358797), wykazują spadek koncentracji z głębokością. Jest to uwarunkowane przebiegiem procesów glebotwórczych (brunatnienia i bielicowania) oraz specyfiką migracji w glebie tych pierwiastków.

Odmiennie przedstawiają się natomiast pionowe zmiany koncentracji badanych mikroelementów (Cd, Cu, Pb, Zn). Analiza danych pomiarowych, jak i wyników analizy statystycznej pozwala na stwierdzenie, że w przypadku większości badanych profili występuje znaczny, przekraczający niekiedy 100% wzrost stężeń w warstwie powierzchniowej w stosunku do głębszych poziomów glebowych i powolny spadek w głąb (Ryc. 3 - 13). Zjawisko to jest uznawane za dowód oddziaływania zanieczyszczeń antropogenicznych, bowiem w glebach naturalnych tego regionu podwyższenie stężeń występuje najczęściej nie w poziomie powierzchniowym, lecz w poziomach cambic, spodic, argillic i w skale macierzystej (Czarnowska, Goworek 1987, Kuczyńska, Choromańska 1983, Piotrowska 1984).

Analiza przestrzennego rozkładu stężeń badanych metali ciężkich w poziomie skały macierzystej wskazuje podobieństwo do ich zróżnicowania w warstwie powierzchniowej, czyli podwyższeniu koncentracji metali w poziomie powierzchniowym towarzyszy z reguły ich względny wzrost także w poziomie skały macierzystej. Świadczyć to może o ich migracji w głąb profilu i braku istotnych ograniczeń przebiegu tego procesu, tym bardziej, że stężenia identyfikowane w tym poziomie przewyższają niekiedy wartości charakterystyczne dla tła. Szacunkowym wyznacznikiem intensywności penetracji metali ciężkich w głąb jest, obok ich bezwzględnej zawartości, tzw. wskaźnik koncentracji (Wk) będący stosunkiem stężeń rejestrowanych w poziomie A do ich wielkości w skale macierzystej. Wyznaczone dla badanych profili glebowych wartości Wk są z reguły większe od 1 (tab. 6), co wskazuje na wzbogacanie powierzchniowych warstw gleb w metale ciężkie, przewyższające ich ługowanie w głąb.

Dane zamieszczone w tabeli wskazują, że wielkość wskaźnika koncentracji różnicuje się w obrębie poszczególnych typów krajobrazu i poszczególnych kationów. Z reguły metale których potencjalnym źródłem jest Płocki Zespół Miejsko-Przemysłowy (zwłaszcza Cd i Pb) wykazują wyższe wartości wskaźnika koncentracji, niż makropierwiastki występujące naturalnie w środowisku, których stężenia i przestrzenny rozkład w profilu zależy w większym stopniu od specyfiki procesów glebotwórczych.

Znaczące podwyższenie stężeń wszystkich badanych kationów w warstwie

e. malinoWSKa164

powierzchniowej w stosunku do skały macierzystej obserwowane jest w dwóch typach krajobrazów hydrogenicznych (typ 1, 2 – profile C1, D1) związanych z podmokłymi zagłębieniami bezodpływowymi i dolinami rzecznymi. Krajobrazy te zajmują w środowisku położenie podporządkowane, a zatem znaczący wpływ na kształtowanie ich chemizmu ma, obok innych form dostawy, dostawa boczna z obszarów wysoczyznowych, odbywająca się poprzez spływ powierzchniowy i podpowierzchniowy, ruchy masowe i in. Podobne prawidłowości wykazują również gleby wykształcone na deluwiach u podnóża skarpy wiślanej (profil E1), pozostające również w położeniu podporządkowanym. Wszystko to wskazuje na znaczącą rolę procesów geodynamicznych i hydrologicznych w funkcjonowaniu środowiska badanego terenu.

Omówione prawidłowości funkcjonowania krajobrazu i związków między jego elementami, sformułowane dla całego terenu badań, ulegają niekiedy znaczącym modyfikacjom w odniesieniu do poszczególnych typów krajobrazu lub grup typów. To zróżnicowanie zaznacza się już przy bardzo ogólnym podziale na krajobrazy hydrogeniczne i litogeniczne.

Powyższe ilustruje przegląd typu funkcjonowania grup krajobrazów wyznaczonych ze względu na czynniki przewodnie decydujące o zróżnicowaniu – gatunku gleby i kwasowości wymiennej.

1. Równiny w dnach dolin i zagłębień z torfami i namułami organicznymi

(typ krajobrazu 1; reprezentatywne profile glebowe: C1 – transekt Duninów, D1 – transekt Dzierżążnia)

Jak wskazują wyniki analizy statystycznej, funkcjonowanie krajobrazu zatorfionych zagłębień w dnach dolin i obniżeń określają trzy główne czynniki.

Tabela 6. Współczynniki koncentracji badanych makro i mikropierwiastków w profilach glebowych poszczególnych poligonów (średnia z trzech pomiarów)

Nr

profi

lu Typ kraj.

Al Ca Fe K Mg Mn Na Cd Cr Cu Ni Pb Zn

C1 1 1,4 9,8 4,3 1,4 9,2 2,1 1,9 10,1 1,1 2,7 9,6 1,4 4,7D1 1 4,1 16,9 17,7 7,2 6,9 114,0 4,0 60,6 1,9 7,0 1,5 19,0 7,6B3 2 2,4 1,0 6,0 0,6 0,9 35,4 0,8 2,3 2,0 2,7 1,3 6,1 1,5B4 2 3,3 0,4 105,6 1,9 0,9 135,4 1,2 1,9 3,4 1,8 0,5 23,7 1,1C2 3 0,6 0,6 1,7 1,5 1,0 0,3 1,0 11,7 0,4 3,1 3,3 19,0 3,3E2 4 0,7 0,2 0,6 0,5 0,1 1,7 1,2 20,1 5,6 2,4 0,3 5,3 9,9B1 5 1,2 0,3 5,7 1,3 1,2 5,0 1,0 1,8 3,2 2,0 1,3 14,5 1,8B2 5 2,4 0,4 8,2 3,3 0,6 9,2 1,5 1,8 7,4 0,7 18,4 33,6 1,3E1 6 7,0 21,6 1,2 10,5 17,8 119,5 2,4 14,1 32,2 4,6 14,2 6,7 7,7A1 7 0,8 1,2 0,9 3,3 2,2 1,0 0,8 0,4 0,8 1,2 1,8 4,1 0,4A2 8 2,2 1,0 10,7 1,4 1,7 9,3 0,9 2,0 6,0 8,3 1,9 17,4 2,6E3 9 1,1 0,0 0,3 0,2 0,1 1,8 0,6 0,7 1,1 0,5 0,2 2,7 0,6D2 10 3,9 0,6 17,5 1,2 0,6 8,8 1,7 3,3 7,1 1,0 2,7 2,5 1,4D3 11 3,3 0,3 1,7 5,9 0,1 2,3 0,7 5,0 3,2 3,6 0,6 8,8 2,7A3 12 0,5 4,7 2,1 25,5 2,7 1,2 2,4 3,6 0,9 3,8 2,6 13,8 1,7


Pierwszym z nich są specyficzne warunki wodne charakteryzujące się płytkim zaleganiem zwierciadła wód podziemnych i osłabioną cyrkulacją wód związaną z podesłaniem utworami nieprzepuszczalnymi. Ogranicza to procesy infiltracji na rzecz ewapotranspiracji. W warunkach długotrwałego i nadmiernego uwilgotnienia, dochodzi do znacznego nagromadzenia substancji organicznej, o wysokiej pojemności sorpcyjnej w stosunku do kationów. Drugim z elementów jest podporządkowane położenie terenowe, sprawiające, że istotny udział w przebiegu procesu migracji i kształtowaniu składu chemicznego elementów krajobrazu w obrębie typu ma, oprócz dostawy atmosferycznej, dostawa boczna z obszarów wododziałowych. Trzecim zaś równie ważnym elementem determinującym funkcjonowanie omawianego typu są procesy, związane z genezą i właściwościami fizycznochemicznymi gleb bagiennych. Omawiany typ charakteryzują także najwyższe zdolności do pochłaniania zanieczyszczeń z powietrza, ze względu na znaczący udział gatunków typowych dla olsów oraz gatunków mchów i roślinności szuwarowej. Spośród wszystkich badanych typów ten typ krajobrazu charakteryzują najwyższe zdolności do akumulacji. Jest to niewątpliwie wynikiem nie tylko cech gleby, w tym znacznego udziału substancji organicznej, która wykazuje szczególnie silną i dużą pojemność sorpcyjną w stosunku do metali ciężkich (Kabata-Pendias, Pendias, 1999; Sapek, Churski, 1983), ale współoddziaływania wymienionych powyżej parametrów krajobrazowych. Z tego względu w glebach torfowych występują bardzo wysokie bezwzględne stężenia tych pierwiastków, którym niejednokrotnie towarzyszą ostre ich niedobory w porastającej je roślinności. Omawiany typ charakteryzuje małe tempo migracji substancji.

Właściwości fizycznochemiczne gleb należących do omawianego typu kraj-obrazu (torfowych i murszowo-torfowych) różnicuje w stosunku do pozostałych bardzo duża pojemność sorpcyjna (w warstwie powierzchniowej), która zależnie od stopnia rozłożenia torfu wynosi średnio 45,4 mg×kg-13. Nadmierne uwilgotnienie, prowadzi ponadto do powstania warunków redukcyjnych (rH 19,8-22,1), zwiększających podatność na migrację wodną Fe i Mn i sprzyjających unieruchamianiu Cu, Cd, Ni, Pb, Zn. Z tego względu w glebach tych obserwowane jest dość znaczne nagromadzenie kationów, przewyższające wszystkie, inne typy krajobrazu i wyraźny wzrost stężeń wszystkich badanych pierwiastków w poziomach powierzchniowych (histic) badanych profili glebowych w stosunku do poziomów głębiej położonych (Ryc. 3). Wyjątkiem od tej zasady jest Cr i Al, których stężenia są wyrównane w profilu, ale jak się wydaje jest to wynikiem specyficznych cech geochemicznych tych pierwiastków, odróżniających je od pozostałych.

Kwasowość wymienna gleb torfowych (pH w KCl) zawiera się w granicach 5,63-6,82, wskazując na obojętne i słabo kwaśne cechy podłoża, ale pozostałe charakterystyki fizycznochemiczne, w tym zależność Hh:Th, nie wykazują żadnych objawów znaczącego zakwaszenia i spowodowanej tym degradacji tych gleb. Kwasowość hydrolityczna przy tej pojemności kompleksu sorpcyjnego jest bardzo niska (śr. 1,31 mg×kg-1), a stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego

3 wartości parametrów glebowych podawane są jako średnie arytmetyczne z wyników analiz prób glebowych pobranych z profili zlokalizowanych w obrębie określonego typu krajobrazu, obliczane po odrzuceniu wartości skrajnych z każdego pomiaru, przy pięciokrotnym powtórzeniu

e. malinoWSKa166

Ryc. 3. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby torfowej w profilu C1 – lipiec 2003


kationami zasadowymi wynosi średnio 96,2 %.Przedstawione prawidłowości opisują następujące modele regresji:

T = 76,2558998 - 12,303137⋅pH + 1,88394865⋅Corg r = 0,771Sma = -185266,80 + 801,480904.T + 45226,7242.pH r = 0,312Smi = -521,10118 + 2,49843338.T + 106,191050.pH r = 0,585

Opisywana sytuacja występuje we wszystkich badanych profilach glebowych w obrębie omawianego typu krajobrazu, bez względu na ich odległość od źródła emisji i wielkość atmosferycznej dostawy. Co więcej, obserwowana w ich obrębie struktura i poziomy stężeń badanych kationów są zbieżne ze składem chemicznym gleb obszaru zasilającego. Potwierdza to uzyskany metodą analizy statystycznej wyników wniosek o przewodnich, przyrodniczych uwarunkowaniach procesów funkcjonowania krajobrazu w obrębie omawianego typu. Dominującymi czynnikami są tu: położenie podporządkowane w terenie i silna sorpcja organiczna w stosunku do kationów. Krajobrazy te w środowisku badanego terenu pełnią zatem funkcję lokalnych barier geochemicznych, w obrębie których następuje nagromadzenie, a przez to wyłączenie (przynajmniej okresowe) z obiegu biogeochemicznego znaczącej dawki substancji chemicznych.

2. Równiny w dnach dolin i zagłębień z aluwiami piaszczystymi (typ krajobrazu – 2; reprezentatywne profile glebowe: B3, B4 – transektRumunki) Funkcjonowanie krajobrazów aluwialnych równin w dnach dolin rzecznych

i obniżeń oraz niższych poziomów tarasów, determinowane jest, jak wskazują wyniki analizy statystycznej przez trzy grupy czynników. Pierwszym z nich jest położenie terenowe wpływające na relatywnie duże znaczenie dostawy bocznej, drogą spływu powierzchniowego i dopływu gruntowego z obszarów wododziałowych w kształtowaniu składu chemicznego składowych krajobrazu. Konsekwencją położenia podporządkowanego jest fakt, że omawiany typ jest jednym z nielicznych, gdzie występują istotne statystycznie związki korelacyjne między dostawą zewnętrzną (atmosferyczną, ze źródeł rolniczych, z wietrzenia minerałów itp.), a koncentracją niemal wszystkich (oprócz Pb) badanych pierwiastków. Kolejnym czynnikiem są warunki wodne charakteryzujące się płytkim zaleganiem zwierciadła wód aluwialnych. Znaczne wahania poziomu wody i jej zasobność w tlen sprawiają, że zatrzymane w kompleksie sorpcyjnym kationy stosunkowo szybko mogą ulegać uruchomieniu i włączeniu do obiegu. Zasięg ich migracji jest ograniczony i nie wykracza z reguły poza obszar doliny, a tempo migracji badanych pierwiastków w obrębie typu można uznać za duże, uwarunkowane cyrkulacją wód. Trzeci czynnik - pokrycie terenu (głównie tereny łąkowe i leśne przy stosunkowo małym udziale pól uprawnych) skorelowane istotnie z elementami abiotycznymi podłoża charakteryzują średnie i małe zdolności pochłaniania zanieczyszczeń pyłowych i gazowych z powietrza.

Istotną statystycznie wypadkową współdziałania wymienionych czynników są właściwości fizycznochemiczne gleb (pojemność sorpcyjna kationów mineralnych, przepuszczalność podłoża i kwasowość wymienna), niesprzyjające trwałej akumulacji badanych pierwiastków w kompleksie sorpcyjnym. Z tego względu obserwowane stężenia badanych pierwiastków w glebach przyjmują

e. malinoWSKa168

niskie wartości, porównywalne z pozostałymi glebami lekkimi. Gleby napływowe występujące w dnach dolin rzecznych, należą do typu

mad lekkich, sporadycznie mad próchnicznych. Znaczny udział mają także gleby rdzawe, zajmujące skrajnie suche i ubogie siedliska dolinne. Spośród ich właściwości jedynie kwasowość wymienna (pH w KCl) wykazuje istotne statystycznie związki z pozostałymi składowymi krajobrazu. Pozostałe relacje mają charakter przypadkowy. Gleby te budują głównie piaski luźne i słabogliniaste. Z tego względu odznaczają się stosunkowo dobrymi stosunkami wodno-powietrznymi. W swych właściwościach fizycznochemicznych zbliżone są do innych typów gleb lekkich na tym terenie. Charakteryzuje je odczyn kwaśny i słabokwaśny (pH 4,68-5,68), wykazujący istotny wzrost z głębokością (Rysunek 4). Stosunkowo niska kwasowość hydrolityczna (2,35 mg×kg-1) przy średniej pojemności kompleksu sorpcyjnego rzędu 10,92 mg×kg-1, na którą obok zawartości frakcji iłu koloidalnego (8-13 %) ma wpływ ma obecność próchnicy (śr. 1,22 %), powoduje, że poziom wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi wynosi średnio 87,2 %. Z tego względu w granicach omawianego typu nie występują znaczące objawy degradacji gleb, o czym dodatkowo świadczy stosunek Hh:Th przyjmujący wartości poniżej 25 %. Niskie wartości potencjału rH (18,7-21,7) wskazują na wystąpienie procesów redukcyjnych, szczególnie w partiach dolin o utrudnionej cyrkulacji wód.

O ile właściwości fizycznochemiczne gleb wykazują w obrębie typu istotne statystycznie związki z parametrami biotycznymi i abiotycznymi krajobrazu, o tyle zawartość badanych pierwiastków jest, w większym stopniu uzależniona od czynników pozasiedliskowych. Najbardziej istotne związki występują, bowiem między kwasowością wymienną podłoża, a poziomem koncentracji mikro i makroelementów, ale także wielkością dostawy ze źródeł pozarolniczych, co świadczy o intensywnym przenoszeniu tych substancji z terenów wysoczyznowych w dolinne.

Opisywane procesy przedstawiają modele regresji:T = -19,278571 + 1,61122449⋅s + 2,30612245⋅pH r = 0,998Sma = -8410,0691 + 1236,82615.T + 3392,82052.pH r = 0,887Smi = -668,31529 + 22,5207209.T + 120,946367.pH r = 0,852

Wspomniany, stosunkowo duży wpływ czynników poza przyrodniczych na kształtowanie właściwości gleb należących do omawianego typu krajobrazu uwidacznia się przy analizie ich pionowego rozkładu w profilach glebowych, (Ryc. 4). Rozkład ten nie wykazuje żadnych prawidłowości, z wyjątkiem istotnych oznak ługowania gleby (podwyższenie stężeń badanych mikro i makropierwiastków w poziomie calcic niekiedy argillic na głębokości 40-70 cm), i jest niezależny od pionowej zmienności właściwości fizycznochemicznych gleby (kwasowość, pojemność sorpcyjna itp.). Można zatem stwierdzić, że funkcjonowanie tego typu krajobrazu w istotnym stopniu zależy od procesów dostawy atmosferycznej substancji, jej dopływu z wodami zalewowymi oraz dostarczania z obszarów autonomicznych, w mniejszym zaś stopniu uwarunkowane jest przez lokalną strukturę krajobrazu.


Ryc. 4. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby rdzawej w profilu B3 – lipiec 2003

e. malinoWSKa170

3. Równinne wyższe poziomy tarasów z piaskami eolicznymi, wodnolodowcowymi i lodowcowymi

(typ krajobrazu 3, 4, 11; reprezentatywne profile glebowe: C2 – transektDuninów, E2 – transekt Dzierżązna, D3 – transekt Dzierżązna)

Są to krajobrazy, gdzie na piaskach luźnych (eolicznych lub wodno-lodowcowych), zajmujących wyższe, dolinne położenie, pod roślinnością iglastą, miejscami wtórnie przekształconą przez rolnicze użytkowanie terenu wykształciły się gleby rdzawe i płowe Analiza statystyczna parametrów decydujących o funkcjonowaniu krajobrazu wskazuje, że dominującą rolę odgrywają tu dwie grupy czynników: typ podłoża i pokrycie terenu. Bardzo duża przepuszczalność utworów i zróżnicowane spadki sprawiają, że utrzymuje się pionowy ruch substancji w strefie aeracji i jej wynoszenie drogą odpływu podziemnego. Procesy te wyraźnie przeważają nad ewapotranspiracją i spływem powierzchniowym. Charakter pokrycia terenu (las sosnowy lub użytkowanie mieszane, rolniczo-leśne), uwarunkowany małą żyznością siedliska, sprawia, że gleby są intensywnie zakwaszane m.in. produktami rozkładu ściółki (kwasy fulwowe). Oprócz tego ten typ pokrycia terenu, poprzez zwiększone zdolności do pochłaniania zanieczyszczeń pyłowych sprzyja wzmożonej, atmosferycznej dostawie kationów do podłoża.

Potwierdzoną statystycznie konsekwencją takiego układu warunków są właściwości fizycznochemiczne gleb. Najbardziej ściśle związki z elementami biotycznymi i abiotycznymi wykazuje kwasowość wymienna (pH w KCl), poza tym kwasowość hydrolityczna i zawartość próchnicy). Fizycznochemiczne właściwości gleb nie stwarzają istotnej bariery w procesie rozprzestrzeniania się badanych pierwiastków w krajobrazie. Tym samym mogą one swobodnie migrować w środowisku stwarzając ryzyko zanieczyszczenia wód gruntowych i roślin. Jednocześnie w glebach obserwowane są stosunkowo niskie ich stężenia bezwzględne, stąd korelacje między poziomem stężeń badanych pierwiastków, a właściwościami gleb są z reguły statystycznie nieistotne. Analiza korelacyjna wskazuje, że poziom koncentracji badanych pierwiastków wykazuje najsilniejsze związki z dostawą zewnętrzną i pokryciem terenu. Można zatem stwierdzić, że w omawianych typach intensywność procesu migracji substancji będzie bardzo duża, uwarunkowana w przewadze typem utworu.

Gleby, wytworzone z piasków luźnych, należą pod względem odczynu do gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych (pH 3,14-5,81) o małych zdolnościach buforowych. Charakteryzuje je zakwaszenie całego profilu glebowego, o czym świadczy m.in. niski udział kationów zasadowych w kompleksie sorpcyjnym (śr. 54,2 %) i duża kwasowość hydrolityczna (śr. 2,42 mg×kg-1) przy najmniejszej w skali badanego terenu pojemności sorpcyjnej (6,28 mg×kg-1). Wpływa na to mała pojemność kompleksu mineralnego (zawartość frakcji iłu koloidalnego 2-5 %) oraz organicznego (średnia zawartość próchnicy 1,23 %). Omawiane gleby wykazują także istotne objawy degradacji, związane głównie z procesami zakwaszenia. Szacunkowy wskaźnik degradacji (Hh:Th) przyjmuje w większości przypadków wartości pow. 50%, co sytuuje badane gleby w grupie średnio i silnie zdegradowanych. Potencjał rH nie wykazuje istotnych zmian w profilach i wskazuje na istnienie warunków utleniających (21,5-24,8), nieograniczających zasadniczo ruchliwości większości badanych kationów poza Fe, Mn, Cr. Poziom


koncentracji badanych makro i mikroelementów w warstwie powierzchniowej gleby nie wykazuje natomiast istotnych związków z parametrami przyrodniczymi wykazując istotną statystycznie zależność z wielkością dostawy atmosferycznej i dostawa ze źródeł rolniczych.

Omówione prawidłowości ilustrują modele regresji:TYP 3

T = 5,29774704 + 0,328379447s - 0,16600791pH9774704 + 0,328379447s - 0,16600791pH r = 0,722Sma = 159117,124 - 22359,132.T - 4994,2120.pH r = 0,841Smi = 215,611470 - 51,896273.T + 44,0938308.pH r = 0,863

TYPY 4, 11T = 5,32125115 + 0,111435879⋅s - 0,48238157⋅pH + 2,18373044⋅Corg r = 0,994Sma = -108164,85 + 2944,42634.T + 23224,1334.pH r = 0,756Smi = 29,0064967 - 0,28092483.T + 10,0282943.pH r = 0,781

Analiza pionowego rozkładu cech fizycznochemicznych w profilu glebowym (Ryc. 5, 6) wskazuje na istnienie prawidłowości charakterystycznych dla gleb wykształconych w wyniku procesów bielicowania lub płowienia na utworach przepuszczalnych, mało żyznych. Oznacza to, że występuje wyraźny podział profilu na poziomy wymycia (albic) lub przemycia (luvic) i wmycia (spodic, agrillic), oraz rdzawienia (sideric), czemu towarzyszy pionowe zróżnicowanie stref obniżonych podwyższonych stężeń badanych kationów oraz wzrost kwasowości w głąb. W przypadku pierwiastków, których potencjalnym źródłem jest emisja kombinatu występuje ponadto znaczące podwyższenie stężeń w poziomach powierzchniowych. Jest to szczególnie widoczne w przypadku Cd (Tabela 6). Tej prawidłowości nie wykazuje Al, Fe, Mn – kationy ściśle związane z charakterem procesów bielicowania i rdzawienia, których podwyższone stężenia pojawiają się dopiero w poziomie spodic.

4. Równiny wysoczyznowe z piaskami fluwioglacjalnymi i glacjalnymi (typ krajobrazu 5, 8, 12; reprezentatywne profile glebowe: B1, B2 – transekt Rumunki, A2, A3 – transekt Brudzeń Duży)

Ta grupa typów krajobrazu obejmuje tereny o zróżnicowanej rzeźbie i genezie, na których odmienne układy warunków przyrodniczych prowadzą w efekcie do zbliżonych procesów funkcjonowania. Znalazły się tu m.in. równinne wyższe poziomy tarasów oraz obszary płaskiej i falistej równiny wysoczyznowej, gdzie dominującym procesem jest dostawa atmosferyczna, brak bocznego dopływu i pionowa migracja w strefie aeracji. W świetle analizy statystycznej czynnikami determinującymi funkcjonowanie jest typ podłoża i typ użytkowania, a więc podobne czynniki, jak w typach krajobrazu omówionych powyżej. Tyle tylko, że w przypadku większości jednostek pokrycie ma charakter zbiorowisk zastępczych – głównie uprawnych, w mniejszym stopniu łąkowych, oraz lasów gospodarczych. Występuje, więc tutaj antropogeniczne-przekształcenie naturalnych cech krajobrazu, nie tylko w odniesieniu do pokrywy roślinnej, ale także pokrywy glebowej poddanej ze względu na małą żyzność i zasobność zabiegom agrotechnicznym i agrochemicznym. Skutkiem tego następuje osłabienie związków pomiędzy pokrywą glebową i jej właściwościami, a

e. malinoWSKa172

Ryc. 5. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby płowej w profilu C2 – lipiec 2003


Ryc. 6. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby rdzawej w profilu E2 – lipiec 2003

e. malinoWSKa174

pozostałymi abiotycznymi i biotycznymi elementami krajobrazu. Mimo to podstawowe prawidłowości są zachowane i można uznać (choć z mniejszą istotnością), że właściwości gleb są pochodną warunków naturalnych.

Niewielkie zróżnicowanie form rzeźby (spadki pon. 2%, tylko lokalnie 2 - 10%) i brak wyraźnych wklęsłych i wypukłych form terenu stwarzają dobre warunki przewietrzania, a tym samym migracji substancji drogą atmosferyczną. Przy jednoczesnym występowaniu utworów o bardzo dobrej przepuszczalności (piaski luźne i słabogliniaste) decydują one o przewadze procesów infiltracji nad spływem powierzchniowym i ewapotranspiracją, powodując tym samym intensywne ługowanie badanych pierwiastków w głąb. Względnie mała (przy tej strukturze warunków litologicznych) miąższość strefy aeracji (śr. 5 m) sprawia, że nie spełnia ona roli izolacyjnej w stosunku do poziomu wód gruntowych. Tempo migracji w omawianych typach można uznać za średnie i duże, uwarunkowane głównie typem utworu.

Wielkość atmosferycznej dostawy jest limitowana przede wszystkim układem warunków anemologicznych jako, że modyfikująca rola pokrycia terenu jest stosunkowo niewielka, bowiem przeważające typy użytkowania (uprawy zbożowe i okopowe) charakteryzują się niskimi zdolnościami pochłaniania. Jednakże rolnicze wykorzystanie terenu i stosowane zabiegi agrochemiczne zwiększają ogólny ładunek badanych makro i mikroelementów wprowadzanych do gleb, co potwierdzają istotne statystycznie współczynniki korelacji.

Gleby charakterystyczne dla tej grupy typów krajobrazów to przede wszystkim gleby płowe tworzące niekiedy kompleksy z brunatnymi wyługowanymi, rzadziej rdzawe, odznaczające się niekorzystnymi właściwościami fizycznochemicznymi. Ich odczyn jest z reguły kwaśny i słabokwaśny, sporadycznie tylko obojętny (pH 3,01-7,01). Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami wynosi średnio 63,7 % i w większości przypadków wykazuje niedosycenie. Kwasowość hydrolityczna (śr. 3,72 mg×kg-1) przy przeciętnej pojemności kompleksu sorpcyjnego 7,48 mg×kg-1 wskazuje na znaczący udział jonów H+ w kompleksie sorpcyjnym i świadczy o zakwaszeniu poziomów powierzchniowych. Z tego względu gleby te wymagają stosowania specjalnych zabiegów agrochemicznych obniżających ich kwasowość. Względnie mała pojemność kompleksu sorpcyjnego świadczy o stosunkowo niskich zdolnościach do akumulacji metali ciężkich w tego typu glebach, czemu sprzyja także niewielki, jak na gleby uprawne, udział próchnicy 2,38 %. Warunki utleniające (rH 22,1-30,8) wzmagają dodatkowo zdolność migracji niektórych spośród badanych pierwiastków (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Ca, na, Mg). Zespół cech fizycznochemicznych, charakterystyczny dla gleb omawianych typów krajobrazu, nie stwarza istotnych barier w procesie migracji badanych pierwiastków w środowisku, ługowania do wód gruntowych pobierania przez rośliny. Jest to tym bardziej zjawisko negatywne, że gleby te zajmując rozległe powierzchnie na badanym terenie użytkowane są głównie rolniczo. Tym samym istnieje duże ryzyko wprowadzania pierwiastków chemicznych do łańcucha pokarmowego. Poziom koncentracji badanych pierwiastków, relatywnie niewielki, wykazuje wyraźne, istotne statystycznie związki z parametrami przyrodniczymi, głównie zaś z pojemnością sorpcyjną gleby i kwasowością wymienną (pH w KCl) oraz dostawą ze źródeł rolniczych, co potwierdza sformułowany na wstępie wniosek o znaczącym agrarnym przekształceniu omawianych typów krajobrazu.


Przedstawione prawidłowości opisują następujące modele regresji:TYP 5

T = 1,34966049 + 0,438568039s + 1,17090472pH + 0,409005603Corg r = 0,677Sma = 15561,1769 - 1262,3268.T + 16907,6525.pH - 28566,864 .B + 15,3051396.Ie - 21,364353.D + 42,2473382.Dw

r = 0,931

Sma = -342100,72 + 65,2699347.d + 695,264730.Da r = 0,394Smi = -2319,9621 - 43,704924.T + 261,823074.pH + 412,500644.B + 2,51781090.Ie - 0,18497538.D + 0,048511447.Dw

r = 0,864

Smi = 1496,04727-19,029310.d-1,6196582.Da r = 0,522

TYPY 8, 12T = 5,75309804 + 1,01721569s - 0,87254902pH r = 0,989Sma = -50397,124 + 8577,95396.T + 2,09455991.pH r = 0,903Smi = 76,9549013 + 11,4161407.T - 10,704799.pH r = 0,821

Położenie autonomiczne badanych profili glebowych w warunkach swobodnej dostawy atmosferycznej i dostawy ze źródeł rolniczych, w połączeniu z ograniczonymi zdolnościami gleb do akumulacji kationów wpływa na specyficzny rozkład stężeń badanych pierwiastków w profilach glebowych (Ryc. 7, 8, 9). W przypadku Al i Fe i części mikropierwiastków (Cr, Cd, Ni) najwyższe stężenia występują w poziomie agrillic, co jest uwarunkowane procesami glebotwórczymi i intensywnym ługowaniem. Stężenia pozostałych kationów wykazują wyraźną zmienność pionową, przy czym najwyższe ich stężenia są obserwowane z reguły w poziomie powierzchniowym. Dotyczy to zwłaszcza tych pierwiastków, których źródłem jest nawożenie mineralne (Ca, Cu) lub dostawa antropogeniczna (Pb).

5. Równiny wysoczyznowe z piaskami gliniastymi i glinami (typ krajobrazu 7, 9; reprezentatywne profile glebowe: A1 – transekt Brudzeń Duży, E3 – transekt Murzynowo)

Funkcjonowanie równinnych wysoczyznowych krajobrazów gliniastych i piaszczystogliniastych jest zdeterminowane typem podłoża i w mniejszym stopniu użytkowaniem terenu, które ma charakter zastępczych zbiorowisk uprawnych, przy znikomym udziale lasów. Omawiane typy krajobrazu tworzą płaskie i faliste równiny wysoczyznowe, gdzie na piaskach gliniastych i glinach lekkich i średnich wykształciły się gleby brunatne wyługowane i brunatne właściwe, a lokalnie, w obniżeniach terenu czarne ziemie. Tereny te są przekształcone przez działalność agrarną, o czym świadczą m.in. istotne statystycznie związki między wielkością stężeń badanych makroelementów i wybranymi parametrami glebowymi (np. kwasowością wymienną i zawartością próchnicy), a dostawą ze źródeł rolniczych i typem użytkowania. Wpływa to na wyraźne osłabienie związków między parametrami przyrodniczymi i pojawianie się nowych procesów i zależności determinujących sposób funkcjonowania krajobrazu, które w dotychczas omówionych typach nie występowały lub charakteryzowały się niską istotnością. Przykładem może służyć istotny statystycznie związek sytuacji anemologicznej z poziom stężeń mikroelementów w warstwie powierzchniowej gleb. Z analizy statystycznej wynika także, że właściwości fizycznochemiczne gleb nie wykazują istotnego związku z potencjałem abiotycznym krajobrazu,

e. malinoWSKa176

Ryc. 7. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby brunatnej wyługowanej w profilu B2 – lipiec 2003


Ryc. 8. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby płowej typowej w profilu A2 – lipiec 2003

e. malinoWSKa178

Ryc. 9. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby bielicowej właściwej w profilu A3 – lipiec 2003


tj. zawartością frakcji iłu koloidalnego, pojemnością sorpcyjną, kwasowością wymienną (pH w KCl) i zawartością próchnicy.

Proces migracji badanych kationów charakteryzuje przewaga dostawy atmosferycznej i pionowy, związany z infiltracją, ruch substancji w strefie aeracji oraz jej stałe wynoszenie drogą przesączania i odpływu gruntowego, potwierdzone istotnymi statystycznie związkami korelacyjnymi. Osłabieniu ulega jednak intensywność przepływu substancji związana ze spadkiem przepuszczalności utworów, co wydłuża czas przenikania zanieczyszczonych wód przez strefę aeracji. Daje to większe możliwości naturalnej neutralizacji zanieczyszczeń na drodze procesów biochemicznych i fizycznochemicznych w glebie. Charakterystyczną, więc cechą tego typu powiązań jest podwyższenie stężeń pierwiastków w glebie, a tym samym ograniczenie ich rozprzestrzenienia. W związku z tym tempo migracji metali ciężkich w obrębie omawianej klasy można uznać za średnie uwarunkowane typem utworu.

Gleby brunatne wyługowane dominujące powierzchniowo w granicach omawianych typów, oraz brunatne właściwe występujące na mniejszych powierzchniach, są wytworzone z utworów bogatych w składniki pokarmowe i frakcję iłu koloidalnego. To sprawia, że stosunkowo wysoka jest ich naturalna zasobność i zdolność do akumulacji kationów. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi wynosi średnio 84,6 %, natomiast kwasowość hydrolityczna 2,71 mg×kg-1. Kwasowość wymienna (pH w KCl) przyjmuje wartości w przedziale 3,39-6,85 klasyfikując gleby do grupy obojętnych i słabokwaśnych i jest z reguły wyrównany w profilu. Również korzystnie kształtuje się zależność Hh:Th (pon. 25 %) wskazując na brak degradacji. Przedstawione charakterystyki świadczą o małym zakwaszeniu gleb brunatnych wyługowanych, co ma swoje konsekwencje dla procesów migracji badanych pierwiastków, bowiem przy wzroście odczynu i stosunkowo dużej pojemności kompleksu sorpcyjnego (śr. 12,67 mg×kg-1) i zawartości substancji organicznej (śr. 2,54 %) znaczny ładunek kationów zostaje wyłączony z obiegu biogeochemicznego na drodze wiązania w kompleksie sorpcyjnym i sorpcji chemicznej. Stąd w tego typu glebach można spodziewać się wystąpienia wyższych stężeń bezwzględnych, niż w glebach płowych i rdzawych.

Omawiane prawidłowości ilustrują modele regresji:TYP 7

T = 4,03440650 + 0,965765839s + 0,716426959pH - 7,3292632Corg r = 0,803Sma = 185294,511 + 7664,64837.T + 24438,9027.pH - 543566,24.B - 290,07854.Ie

r = 0,878

Smi = -96,954277 - 1,4756886.T + 11,3264938.pH + 1226,36182 .B - 0,01304432.Ie

r = 0,895

TYP 9T = 0,004182445 + 0,699625184s - 0,97448E-3pH + 3,5034790Corg r = 0,672Sma = -689228,80-16909,107.T - 13460,561.pH + 3007502,23.B + 54,8918600.

Ie + 89,1433808.D + 27,6052705.Dwr = 0,719

Sma = -276724,16 - 2564,2541.d + 664,592710.Da r = 0,591Smi = 503,786224 - 67,568042.T - 22,854234.pH + 2103,01720 .B + 2,60903392.Ie - 0,71201304.D + 0,414553867.Dw

r = 0,986

Smi = 1110,54982-11,975623.d-1,1803437.Da r = 0,479

e. malinoWSKa180

Pionowy rozkład właściwości fizycznochemicznych w profilu (Ryc. 10, 11) ma odmiennych charakter od omówionych poprzednio typów krajobrazu, związanych z relatywnie ubogim, przepuszczalnym podłożem. Niemal wszystkie badane kationy wykazują podobne rozkłady, różniąc się jedynie wielkościami bezwzględnych stężeń. Strefa podwyższonych stężeń występuje w poziomie powierzchniowym i bezpośrednio pod nim na głębokości do 50 cm oraz w poziomie cambic i agrillic, zalegających z reguły poniżej 80 cm. Pomiędzy nimi występuje strefa bardzo wyraźnie obniżonych stężeń, cześciowo pokrywająca się z poziomem luvic. Taki układ stężeń badanych kationów w profilu (poza Fe i Al) sugeruje ich antropogeniczne pochodzenie, jednak procesy pionowego transportu w profilu są w większym stopniu uwarunkowane typem procesu glebotwórczego.

6. Równiny wysoczyznowe z pyłami i iłami (typ krajobrazu 6, 10; reprezentatywne profile glebowe: E1 – transekt Murzynowo, D2 – transekt Dzierżążnia)

Omawiane typy krajobrazu zajmują bardzo mały obszar, stanowiący zaledwie 0,16% całkowitej powierzchni badawczej, ale ze względu na specyfikę funkcjonowania i uwarunkowań tego procesu zasługują na krótkie przedstawienie. W ich przypadku analiza statystyczna wykazała, że funkcjonowanie typów krajobrazu związanych ze zwięzłym, trudno przepuszczalnym podłożem ilastym i pylastym jest determinowane, w głównej mierze przez typ podłoża, a w dalszej kolejności przez warunki wodne (przy spowolnieniu cyrkulacji wody) oraz użytkowanie terenu (zastępcze zbiorowiska łąkowe i uprawowe). Bardzo wyraźnie zaznacza się podporządkowanie właściwości gleb biotycznym i abiotycznym elementom krajobrazu, szczególnie widoczne w przypadku zawartości próchnicy i jej związku z pojemnością sorpcyjną. Istotne są również związki pomiędzy parametrami glebowymi, świadczące o dużej wewnętrznej spójności krajobrazu. Specyficzne położenie w terenie, z reguły w lokalnych izolowanych obniżeniach lub w strefie podzboczowej, brak wyraźnych form rzeźby w połączeniu z niską przepuszczalnością utworów sprawiają, że dominującym procesem jest ewapotranspiracja, w mniejszym stopniu infiltracja oraz spływ powierzchniowy. Podobnie, jak w przypadku wszystkich autonomicznych typów krajobrazu, dominuje dostawa atmosferyczna, której wielkość, przy niskiej zdolności pochłaniania zanieczyszczeń pyłowych z powietrza określają warunki anemologiczne. Dopływ boczny (powierzchniowy) jest charakterystyczny natomiast dla terenów podzboczowych z deluwiami. Należy jednak zauważyć, że w świetle analiz statystycznych zewnętrzna dostawa atmosferyczna i ze źródeł rolniczych nie ma znaczącego wpływu na pojawiające się w glebie stężenia makro i mikroelementów, należy więc przypuszczać, że dostarczane są do gleby w wyniku procesów wietrzenia chemicznego minerałów. Wszystkie te czynniki sprawiają, że tempo migracji w obrębie omawianych typów jest małe i uwarunkowane głównie typem utworu.

Gleby – czarne ziemie właściwe i zdegradowane, wykształcone w tych warunkach mają dwojaką genezę. Większość z nich powstała na terenach trwale zadarnionych, płytko podesłanych utworami trudno przepuszczalnymi lub w wyniku przerwania procesu bagiennego w glebach mułowych w wyniku


Ryc. 10. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby płowej oglejonej w profilu A1 – lipiec 2003

e. malinoWSKa182

Ryc. 11. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby płowej, oddolnie oglejonej w profilu E3 – lipiec 2003


obniżenia poziomu wód gruntowych. Są wśród nich jednak i takie, które rozwinęły się u podnóża zboczy, na deluwiach zasobnych w materie organiczną. Znajduje to odbicie w wartościach parametrów fizycznochemicznych, a przede wszystkim w podwyższeniu zawartości substancji organicznej (śr. 3,68 %) i wzrostu pojemności kompleksu sorpcyjnego (śr. 15,82 mg×kg-1). Odczyn waha się w granicach 3,14-6,57 i jest wyrównany w profilu, co świadczy o dużej pojemności buforowej. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi jest wysoki (śr. 77.9 %), przy stosunkowo niskiej kwasowości hydrolitycznej (śr. 2,76 mg×kg-1). Wskaźnik Hh:Th zawiera się z reguły poniżej 29 %, można więc uznać, że gleby te nie wykazują objawów degradacji wywołanej zakwaszeniem. Potencjał rH wskazuje na warunki utleniające (28,6 – 30,6); jedynie w poziomie skały macierzystej niektórych profili, mających cechy oglejenia, panują warunki redukcyjne. Wszystkie te właściwości sprawiają, że gleby charakterystyczne dla omawianych typów krajobrazu stanowią istotną barierę w obiegu biogeochemicznym badanych kationów, ograniczającą ich ługowanie do wód gruntowych i pobieranie przez rośliny. Tym samym obserwowane w ich obrębie bezwzględne stężenia metali są stosunkowo wysokie.

Przedstawione prawidłowości opisują modele regresji:T = 28,2817010 - 0,08344303s - 1,4224579pH - 1,1236906Corg28,2817010 - 0,08344303s - 1,4224579pH - 1,1236906Corgs - 1,4224579pH - 1,1236906Corg1,4224579pH - 1,1236906CorgpH - 1,1236906Corg1,1236906CorgCorg r = 0,914Sma = -70768,661 + 5275,25279.T - 287,46753.pH + 44172,5102.B r = 0,854Smi = -543,28937 + 31,3447501.T + 33,5934884.pH-32,442458.B r = 0,874

Pionowy rozkład właściwości fizycznochemicznych gleb w profilu glebowym (Ryc. 12, 13) charakteryzuje się znacznym podwyższeniem badanych kationów (poza Fe, Al) w poziomach powierzchniowych w stosunku do poziomów głębiej położonych. Wynika to, jak się wydaje, przede wszystkim z faktu dużej pojemności sorpcyjnej poziomu mollic, w mniejszym zaś stopniu jest uwarunkowane dostawą atmosferyczną, której związków ze składem chemicznym gleb nie wykazano.

7. Krajobrazy stromych skarp i zboczy (typ krajobrazu 13, 14)

Ostatnimi z analizowanych typów krajobrazów są krajobrazy łagodnych i stromych zboczy i skarp. Ich charakterystyka ma charakter opisowy, bowiem w ich obrębie nie były pobierane próby do analiz laboratoryjnych. Krajobrazy te ze względu na duże spadki, przekraczające 10 % należą do typu tranzytowego, a zatem podstawowym procesem decydującym o funkcjonowaniu tych terenów jest spływ powierzchniowy i ruchy masowe, przy znikomym udziale, w obrębie zboczy piaszczystych, ewapotranspiracji i infiltracji. Wpływa to na nasilenie procesów erozyjnych powodujących zubożenie powierzchniowych warstw gleby w substancję organiczną, co prowadzi do obniżenia pojemności kompleksu sorpcyjnego. Niedobór ten może być w pewnym stopniu zrównoważony wzrostem pojemności kompleksu mineralnego. Tempo migracji kationów można uznać za duże, uwarunkowane głównie rzeźbą. Ze względu na charakter pokrycia terenu – zwarte kompleksy leśne, wielkość atmosferycznej dostawy może być podwyższona, szczególnie na zboczach eksponowanych w kierunku PZM-P.

e. malinoWSKa184

Ryc. 12. Wybrane właściwości fizycznochemiczne czarnej ziemi zbrunatniałej w profilu E1 – lipiec 2003


Ryc. 13. Wybrane właściwości fizycznochemiczne gleby brunatnej właściwej, oddolnie oglejonej w profilu D2 – lipiec 2003

e. malinoWSKa186

Wnioski

Informacje zebrane w toku prac, a przede wszystkim wyniki analizy statystycznej danych empirycznych pozwalają na stwierdzenie, że:

Funkcjonowanie krajobrazu na badanym terenie jest determinowane przede wszystkim czynnikami przyrodniczymi – typem utworów powierzchniowych, położeniem terenowym, typem obiegu wody, właściwościami fizycznochemicznymi pokrywy glebowej. Antropogeniczne modyfikacje tych procesów polegają na zmianach użytkowania terenu i wprowadzaniu do obiegu substancji chemicznych, nie wykazano jednak statystycznie istotnego ich wpływu na procesy funkcjonowania w skali całego terenu.

Istnieją znaczące różnice w przebiegu i uwarunkowaniach procesów warunkujących funkcjonowanie krajobrazów litogenicznych i hydrogenicznych. W przypadku krajobrazów litogenicznych decydujące znaczenie ma typ utworu, położenie autonomiczne (lub tranzytowe) oraz właściwości fizycznochemiczne pokrywy glebowej. Funkcjonowanie krajobrazów hydrogenicznych zależy od podporządkowanego położenia terenowego, obecności substancji organicznej i warunków wodnych.

Właściwości fizycznochemiczne pokrywy glebowej są determinowane, w statystycznie istotnym stopniu, biotycznymi i abiotycznymi elementami krajobrazu; mimo znacznego, antropogenicznego przekształcenia krajobrazu badanego terenu nie wykazano istotnej statystycznie antropopresji. Dowodzi to istotnych związków pokrywy glebowej z pozostałymi elementami krajobrazu, i pozwala uznać jej właściwości za geoindykator funkcjonowania krajobrazu a właściwości fizycznochemiczne pokrywy glebowej mogą być rozpatrywane z punktu widzenia układu funkcjonalnych cech krajobrazu.

Zakres wartości właściwości fizycznochemicznych gleb i stężenia makroskładników (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na) i mikroskładników (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) w warstwie powierzchniowej gleb nie odbiegają od charakterystycznych dla tła i mieszczą się w zakresie wartości naturalnych dla gleb środkowej i północnej Polski. Wyjątkiem od tej reguły jest Pb pochodzący ze źródeł komunikacyjnych, wykazujący stężenie podwyższone.

W poszczególnych typach gleb najwyższe wartości badanych pierwiastków rejestrowane są w glebach organicznych i czarnych ziemiach należących do typu 1, a następnie brunatnych wyługowanych (typ 7, 9 i 14), płowych właściwych (typ 3, 5, 8, 12, 13), madach (typ 2) i glebach rdzawych (typ 4, 11). Pozostaje to w zgodzie z naturalnymi uwarunkowaniami i przebiegiem procesu sorpcji wymiennej kationów.

Stężenia makroskładników (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na) i mikroskładników (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) w warstwie powierzchniowej gleb wykazują istotny statystycznie związek z pojemnością sorpcyjną i kwasowością wymienną gleb, a w dalszej kolejności z infiltracją efektywną i intensywnością wietrzenia minerałów, a więc z procesami determinującymi funkcjonowanie krajobrazu. Wpływ antropogenicznej dostawy na poziom stężeń zaznacza się słabo i rośnie wraz ze wzrostem antropizacji szaty roślinnej. Wyjątkiem od tej reguły jest Pb, dla którego nie było możliwe sformułowanie prawidłowości.

Pionowy rozkład stężeń badanych kationów w profilu glebowym w większości przypadków wykazują znaczne podwyższenie stężeń w poziomach powierzchniowych, co może sugerować ich antropogeniczne pochodzenie. W głębszych poziomach rozkład ten jest zbliżone do charakterystycznego dla gleb badanych typów, występujących w warunkach naturalnych i wykazuje istotne

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)


związki z typem procesu glebotwórczego. Analiza przestrzennego rozkładu stężeń badanych metali ciężkich w poziomie

skały macierzystej wskazuje na pewne podobieństwa do ich zróżnicowania w warstwie powierzchniowej, co może świadczyć o ich intensywnej migracji w głąb profilu i braku istotnych ograniczeń przebiegu tego procesu.

Pierwiastki których potencjalnym źródłem jest Petrochemia Płocka (zwłaszcza Cd i Pb) wykazują wyższe wartości wskaźnika koncentracji, niż kationy występujące naturalnie w środowisku, których stężenia i rozkład w profilu zależy w większym stopniu zależą od specyfiki procesów glebotwórczych.

Zintegrowane, konceptualne modele prognostyczne opisujące zależność właściwości fizycznochemicznych pokrywy glebowej od elementów krajobrazu i wybranych form antropopresji wykazują istotny statystycznie stopień dopasowania.

Estymacja dynamicznego modelu funkcjonowania krajobrazu, czego indykatorem jest czasowa zmiana fizycznochemicznych właściwości gleb może być przeprowadzona tylko dzięki wynikom długoterminowych, powtarzalnych, stacjonarnych pomiarów i analiz cech fizycznochemicznych i funkcjonalnych, różnych typów gleb oraz wybranych komponentów krajobrazu (ich stanów sezonowych oraz etapów ewolucji) prowadzonych w obrębie reprezentatywnych, odzwierciedlających zróżnicowanie pokrywy glebowej i struktury środowiska, odpowiednio oprzyrządowanych poligonów badawczych.

Literatura

Barkman A., Warfvinge P., Sverdrup H. 1995: Regionalization of critical loads under uncertainty. Water Air and Soil Pollution 85.

Boratyński K., Czuba R., Góralski J., (1988) - Chemia rolnicza. PWRiL, Warszawa.

Czarnowska K., 1983 - Wpływ skały macierzystej na zawartość metali ciężkich w glebach. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, z. 242, PWN, Warszawa.

Czarnowska K., Goworek B.,1987 - Metale ciężkie w niektórych gle bach środkowej i północnej Polski. Roczniki Gleboznaw cze, T.XXXVIII, nr 3.

Fotyma M. et al (1987) - Chemiczne podstawy żyzności gleb i nawożenia. PWRiL, Warszawa

Kabata-Pendias A., Pendias H. (1999) - Biochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa

Karaczun Z., 1991 - Określenie zasięgu oddziaływania MZRiP w Płocku na podstawie zawartości metali ciężkich i siarki w glebie - Materiały Konferencji “Metody oceny antropogennych zmian środowiska w strefach oddziaływania zespołów miejsko-przemysłowych”, Płock.

Kuczyńska I., Choromańska D., 1983 - Zawartość i rozmieszczenie różnych form rozpuszczalnych mikroelementów w profilach gleb łąkowych. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, z. 242, PWN, Warszawa.

Lityński T. et al (1982) - Żyzność gleby i odżywianie się roślin. PWN, Warszawa

Malinowska E., 1995 - Ocena zagrożenia gleb metalami ciężkimi w strefie

8)

9)

10)

e. malinoWSKa188

oddziaływania Płockiego Zespołu Miejsko-Przemysłowego, Przegląd Geofizyczny, Nr 1.

Malinowska E., 1997 - Fizycznogeograficzna metoda oceny zagrożenia środowiska przyrodniczego metalami ciężkimi, Prace i Studia Geograficzne, t.21, Warszawa.

Malinowska E., 1998 - Changes of the quality of natural environment due to the impact of Petrochemical Plants in Płock, [w:] Urban and Suburban Landscapes as the Subject of Geographical Research. Wyd. WGiSR UW, Warszawa.

Malinowska E, Lechnio J., Lenart W., 2000 - Atmospheric supply of heavy metals into the soil in the area of Plock and petrochemical plant [in:] Floodplain pollution control management (Vistula river, Poland). Internationales Hydrologishes Programm der UNESCO, Operationelles Hydrologishes Programm der WMO – Deuthes Nationalkomitee, Koblenz.

Malinowska E., 2004 - Application of Soli Science Research to the Determination of the Pollution Resistance Potential of Landscape, Miscellanea Geographica, Nr 11, Warszawa.

Manual for Integrated Monitoring, 1998: International Cooperative Programme on Integrated Monitoring of Air Pollution Effects on Ecosystems.

Manual on Methodologies and Criteria for Mapping Critical Levels/Loads and geographical Areas where they are exceeded, 1996: International Cooperative Programme on Modelling and Mapping of Critical Loads & Levels and Air Pollution Effects, Risks and Trends.

Monitoring chemizmu gleb ornych Polski, 2002, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.

Nowicki W. 1992 - Ocena zagrożenia środowiska przyrodniczego w strefie oddziaływania MZRiP w Płocku. Prace i Studia Geograficzne, t.14, Warszawa.

Pawlak L., 1980 - Skażenie gleby i roślin pierwiastkami śladowymi w rejonie MZRiP. SGGW (maszynopis).

Piotrowska M., 1983 - Dynamika niektórych metali w glebach. Cz. I. Miedz i cynk - Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, z. 242, PWN, Warszawa.

Richling A., 1992 - Kompleksowa geografia fizyczna. PWN,Warszawa.Sapek B., Churski T., 1983 - Zawartość manganu, cynku i miedzi w utworach

organicznych siedlisk bagiennych na przykładzie doliny Górnej Narwi - Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, z. 242, PWN, Warszawa.

Sverdrup H., Alveteg M., Langan S., Paces T. 1995: Biogeochemical Modelling of Small Catchments Using PROFILE and SAFE in: Solute Modelling in Catchment Systems. Edited by Stephen T. Trudgill. John Wiley & Sons Ltd,

Sverdrup H., Warfyinge P., Hultberg H., Andersson I., Moldan F. 1998: Modeling soil acidification in a roofed catchment: Application of the SAFE model In: Experimental Reversal of Acid Rain Effects: The Gardsjón Roof Project. John Wiley & Sons Ud.

Documents

ZastosowaniE paraMEtrów pokrywy glEbowEj do opisu procEsów ... · decydujących o jego funkcjonowaniu. Względne zagęszczenie punktów badawczych w strefie bezpośrednio sąsiadującej