Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych Alfred Stach Zakład Geoekologii IBCiG UAM

Tytułem wprowadzenia Opracowanie mieści się problemie rozprawy habilitacyjnej: „Morfodynamika stoków na morenowym obszarze młodoglacjalnym”. Główne założenia pracy były już referowane na zebraniu naukowym IBCiG. Podstawowy cel: opracowanie modelu struktury przestrzennej systemu denudacyjnego stoków na podstawie analizy pokryw glebowych

Tytułem wprowadzenia cd. Barwa gleby to syntetyczny wskaźnik charakteru i natężenia procesu glebotwórczego: akumulacji i rozkładu substancji organicznej, wilgotności i natlenienia, procesów wietrzeniowych i wytrącania soli, typu i ilości pierwotnych i wtórnych minerałów glebowych, aktywności fauny glebowej, itp. Jest to parametr, który można szybko mierzyć, a znormalizowana procedura daje stosunkowo wysoką dokładność i powtarzalność oznaczeń

Tytułem wprowadzenia cd. Na powierzchniach stokowych barwa gleby może być jakościowym wskaźnikiem jej bilansu wodnego oraz funkcjonowania procesów denudacyjnych – zmienności przestrzennej procesów erozji i ługowania gleb. Może być zatem barwa gleb używana jak kryterium (jedno z wielu) delimitacji stref morfodynamicznych – fragmentów kateny stokowej różniących się pod względem charakteru i/lub natężenia dominujących procesów denudacyjnych i akumulacyjnych.

Tytułem wprowadzenia cd. Do tej pory prezentowano wyniki badań z dwóch stoków użytkowanych rolniczo, dotyczące wyłącznie poziomu akumulacyjno-próchnicznego (Ap) gleby. W niniejszym opracowaniu przedstawione zostaną dane z trzech stoków (w tym stoku leśnego), dotyczące barwy całego profilu gleby. Zastosowano skorygowany algorytm konwersji barw.

Lokalizacja stoków: morfogeneza Podział strefy marginalnej fazy pomorskiej w obrębie lobu Parsęty (Karczewski 1989, fragment uproszczony)

Lokalizacja stoków: morfometria

Lokalizacja stoków: morfometria (stok A i B)

Lokalizacja stoków: morfometria (stok C)

Badane mikrozlewnie stokowe - A Stok A o ekspozycji południowej: podłoże nieprzepuszczalne – użytkowanie rolnicze. Deniwelacja: 9,95 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 6068 (6090,42) m2

Badane mikrozlewnie stokowe - B Stok B o ekspozycji północno-wschodniej: podłoże przepuszczalne – użytkowanie rolnicze. Deniwelacja: 11,02 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 5540 (5558,9) m2.

Badane mikrozlewnie stokowe - C Stok C – mikrozlewnia leśna. Deniwelacja: 11,13 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 2440 (2468,2) m2.

Metodyka: Pobór rdzeni glebowych - siatka

Metodyka: Pobór i opis rdzeni glebowych

Możliwe sekwencje budowy gleby Metodyka: Problem identyfikacji poziomów genetycznych gleb w rdzeniach wiertniczych Możliwe sekwencje budowy gleby w obrębie kateny stokowej

Metodyka: System MUNSELLA opisu barw jakościowy opis barwy: hue (rodzaj), value (natężenie), chroma (czystość) np.: 7.5YR 3/4 wprowadzony w 1913 roku, standard w gleboznawstwie, brak możliwości analiz ilościowych

Metodyka: Konwersja barw do systemu RGB

Średnie ważone barwy gleb na badanych stokach Po-ziom Barwa R-G-B Munsell - kod A Ap 101-81-57 0.07Y 3.50/3.01 B/C 132-98-63 8.24YR 4.35/4.49 B 92-70-55 6.59YR 3.07/2.62 147-111-67 9.17YR 4.88/5.11 C A0 91-83-73 1.17Y 3.49/1.17 138-110-73 0.02Y 4.76/4.11

Zmienność barw poziomów B/C gleb na badanych stokach

Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji Stok A: składowa R barwy Ap i B/C

Geneza anizo-tropowości barwy Ap na stoku A? Morfo-metria? + układ pól i kierunek orki

Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji Stok B: składowa R barwy Ap i B/C

Geneza anizotropowości barwy Ap na stoku B?

Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji Stok C: składowa R barwy Ap i B/C

Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A

Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A

Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A

Wnioski: Historia użytkowania/pokrycia terenu jest najważniejszym czynnikiem decydującym od odmienności pokrywy glebowej stoków. Gleby na odmiennych litologicznie i morfometrycznie stokach użytkowanych rolniczo są pod względem swej morfologii względnie podobne, i wyraźnie odróżniają się od pokrywy glebowej stoku leśnego. Wyraźnie zaznacza się mozaikowatość gleb na stokach uprawnych w stosunku do względnej jednorodności pokrywy glebowej stoku leśnego.

Wnioski: Gleby uprawne i leśne różnią się również wyraźnie pod względem prawidłowości zmienności przestrzennej: Poziom próchniczno-akumulacyjny na stokach uprawnych wykazuje anizotropowość struktury przestrzennej związaną zarówno z rzeźbą, jak kierunkiem orki. Poziomy B/C na stokach uprawnych albo nie wykazują anizotropowości struktury przestrzennej, albo jest ona odmienna niż w poziomie Ap.

Wnioski: W glebach leśnych kierunkowość struktury przestrzennej barwy gleb jest bardzo słabo zarysowana. Nie zaznacza się również, pod tym względem, żadna istotna różnica między poziomem próchnicznym, a poziomami głębiej zalegającymi. Zasięg podobieństwa barwy gleb na stoku leśnym jest niewielki (~6 m). Można przypuszczać, że jest efektem bardziej struktury drzewostanu, niż jakiegokolwiek innego czynnika glebotwórczego.

Wnioski: Zasięg podobieństwa barwy gleb na stokach uprawnych jest znacznie większy niż na stoku leśnym i dotyczy to zarówno poziomów Ap, jak i B/C. Nawiązuje on do skali elementów morfologicznych stoku (po uwzględnieniu wpływu orki).