Z B IG N IE W R Ó G , H J A L M A R U G G L A , Z O F IA U G G L A
W P Ł Y W U D E P T Y W A N IA N A W Ł A Ś C IW O Ś C I G LEB L E Ś N Y C H Instytut G leboznaw stw a i M elio ra cji
A R T w Olsztynie
W S T Ę P
W zrastający ruch turystyczny prowadzi do daleko idących zmian -nie tylko pok ryw y roślinnej i fauny glebow ej, ale także właściwości samej gleby. Zjaw isko to znane jest od dawna, a pierwsze prace dotyczące roz mieszczenia poszczególnych gatunków roślin -na terenach o różnym na tężeniu ruchu turystycznego pochodzą z roku 1917 (Jeffreys, Shantz [4]). Prace te m iały jednak charakter jakościowy. Bardziej szczegółowe badania wpływ u człowieka na siedlisko leśne prowadzone b yły przez L u t z a [5] i La P a g e [3]. Ekologiczny w p ływ człowieka przedstawiony jest rów nież w pracy L i d d l e ’a »[4], która jednak nie była prowadzona na terenach leśnych. W p ły w udeptywania na zm iany sikładu gatunko w ego fauny glebow ej omawia również D u f f e у [1].
Przedstawiona praca dotyczy tylko zmian zachodzących w glebach leśnych, ze szczególnym uwzględnieniem badań m ikrom orfologicznych próchnicy 1.
Próchnica leśna odgrywa doniosłą rolę w ekosystemach leśnych i bez jej uwzględnienia trudno byłoby zrozumieć i wyjaśnić funkcjonowanie tych ekosystemów [6]. Jest ona nie tylko magazynem składników po karm ow ych dla roślin (w niej rozw ija się przeważająca część korzeni runa), ale również dla różnorodnej mezofauny glebow ej. Nadto stanowi cna źródło energii dla m ik roflory glebow ej i zawiera niezbędne dla róż nych organizmów substancje fizjologicznie czynne. Próchnica glebowa jest regulatorem odczynu i ma silne zdolności sorpcyjne, a także w p ły wa na (kształtowanie się stosunków wodno-powietrznych gleby, którą też chroni przed procesami erozji wodnej i eolicznej.
1 D oświadczenie zostało złożone w 1976 r. i jest prow adzone przez P ra c o w nią Ochrony P rzy ro d y IB L w B iałow ieży; k ierow n ik — prof, dr hab. A . W. Soko łowski, k ierow n ik tematu — dr M. K aw ecka. Badania gleboznaw cze prowadzone są przez Zespół Genezy i System atyki G leb Instytutu G leboznaw stw a i M elio ra cji A R T w Olsztynie.
Poniew aż w wyniku deptania ulegają uszkodzeniu zarówno rośliny, jak i wierzchnia część gleby, przeprowadzono badania, których celem jest obserwacja zmian zachodzących głównie w „ektopróchnicy” , naj bardziej „w r a ż liw e j” na deptanie części gleby. W badaniach tych uwzględniono intensywność i charakter deptania (codzienne deptanie przez zmienną ilość osób oraz bardzo intensywne deptanie z przerwam i tygodniowym i). Uzyskane w tych doświadczeniach dane mogą być po mocne przy ustalaniu szkód w yw oływ an ych w lesie przez coraz bar dziej rozw ijający się masowy ruch turystyczny.
M IE JSC E I M E T O D Y K A B A D A Ń
Badania nad udeptywaniem gleb y zostały przeprowadzone na tere nie rezerwatu „P ark K ra jo b ra zow y” w Puszczy Białowieskiej pod borem mieszanym świeżym , o glebie brunatnej wyługowanej (na przejściu do gleby rdzaw ej) w ytw orzon ej z piasku słabo gliniastego na piasku luź nym, zawierającym fib ry żelaziste. W glebach tych przeważa próchnica typu moder.
Doświadczenie obejm uje ogółem 60 powierzchni, z których każda zajm uje 25 m2. Pow ierzchnie o różnych kombinacjach deptania zostały rozmieszczone losowo. Badania gleboznawcze ob jęły następujące kombi nacje:
I — kontrolna,
II — powierzchnie deptane przez 1 osobę w ciągu 7 godzin dziennie, III — powierzchnie deptane przez 5 osób w ciągu 7 godzin dziennie, IV — powierzchnie deptane przez 10 osób w ciągu 7 godzin dziennie,
V — powierzchnie deptane przez 70 osób 1 raz w tygodniu, V I — powierzchnie deptane przez 210 osób 1 raz w tygodniu.
Liczbę depczących osób podano w przeliczeniu na 1 ha. Deptanie było prowadzone w ciągu trzech miesięcy letnich.
K ażd y sposób deptania powtarzał się trzykrotnie, stąd badania g le boznawcze przeprowadzono na 18 powierzchniach doświadczalnych.
W badaniach laboratoryjnych oznaczono: przepuszczalność metodą Kaczyńskiego, pojemność wodną (kapilarną i maksymalną) — metodą suszarkową-cylinderkową, gęstość objętościową za pomocą cylinderków pojemności 100 cm3, ciężar w łaściw y — piknom etrycznie z zastosowa niem kolb miarowych, odczyn — potencjometrycznie. S zlify glebow e wykonano z monolicików długości 8 cm, obejmujących ektopróchnicę 0
i poziom A h, a w niektórych przypadkach także górną część poziomu В *
— metodą A ltem üllera-K ubieny, w m odyfikacji K o w a l i ń s k i e g o i B o g d y [2].
2 Ektopróchnica O = A 0, poziom A ł l := A li poziom B = (B). W ektopr:chnicy w y różniono poziom y L , F i H .
W Y N I K I B A D A Ń
P r z e p u s z c z a l n o ś ć w o d n a . Przepuszczalność wodna w ykazuje dużą zależność od czasu udeptywania, czy czym w porównaniu z innym i właściwościami zależność ta jest najbardziej wyraźna (rys. 1). P rz y naj słabszym deptaniu (1 osoba na hektar) zmniejsza się przepuszczalność sześciokrotnie, natomiast przy deptaniu przez 210 osób raz w tygodniu — aż trzydzieści sześć razy w porównaniu z poletkami kontrolnymi.
Rys. 1. Przepuszczalność wodna ba danych gleb
Q — p rz e p u s z c z a ln o ś ć w o d y w cm/s,1 - V I — k o m b in a c je d e p ta n ia W a te r perm eability o f soils under
study
Q — w a t e r p e r m e a b ilit y , cm/s, I - V I — t r a m p lin g c o m b in a tio n s
Rys. 2. Pojem ność wodna pozio m ów A h
P w — p o je m n o ś ć w o d n a w p r o c e n ta c h o b ję t o ś c io w y c h , 1 — k a p ita rn a p o je m n o ś ć w o d n a , 2 — p o ło w a p o je m n o ś ć w o d n a W ater perm eability o f the A h
horizon
P w — w a t e r c a p a c it y in v o l. %, 1 — c a p illa r y w a t e r c a p a c ity , 2 — f ie ld w a t e r
c a p a c it y
P o j e m n o ś ć w o d n a . W p ływ poziomu udeptywania na pojem ność wodną zaznacza się najbardziej w poziomach próchnicznych. P o jemność wodna poziomów O w ykazuje duże wahania, być może nie
związane z czasem udeptywania. W górnej części poziomów В w ystę
puje natomiast niew ielki wzrost kapilarnej pojemności wodnej na po letkach udeptywanych, niezależnie od intensywności deptania.
Polow a pojemność wodna w poziomie A h w ykazuje zależność od
czasu deptania (rys. 2). Obserwuje się tu w yraźn y w zrost polo we j po jemności wodnej wraz ze wzrostem udeptywania. Polow a pojemność
wodna poziomów A h na powierzchniach deptanych przez 210 osób raz
w tygodniu (kombinacja V I) jest prawie dwa razy większa niż na po wierzchniach kontrolnych.
W przypadku kapilarnej pojemności wodnej poziomów A h obserwuje
się nieco inną zależność. Zauważa się tu początkowo silny wzrost po jemności wodnej przy niskich poziomach deptania, a spadek p rzy w y ż
-szych. Pow ierzchnie depta-ne jednak mają zawsze wyższą kapilarną po jemność wodną niż powierzchnie kontrolne (rys. 2).
G ę s t o ś ć . Zależność gęstości od kom binacji udeptywania widocz
na jest tylko w poziomach A h (rys. 3). Najniższe gęstości występują na
powierzchniach kontrolnych oraz na powierzchniach słabo deptanych i deptanych przez 210 osób jeden raz w tygodniu.
Mała gęstość na powierzchniach kontrolnych i słabo deptanych (1 osoba w ciągu dnia) wiąże się z dużym przerośnięciem ektopróchnicy przez korzenie roślin runa. P rz y silniejszym udeptywaniu następuje
Rys. 3. Gęstość poziom ów A h S — g ę s to ś ć w g/cm3, I - V I — k o m p in a c je
d e p ta n ia
D ensity o f A h h o r i z o n s S — d e n s ity in g/cm8, I - V I — t r a m p lin g
c o m b in a tio n s
Rys. 4. Porow atość poziom ów A h P — p o ro w a to ś ć w e/o, I - V I — k o m b in a c je
d e p ta n ia
P orosity o f A h horizons P — p o r o s it y in %, I - V I — tra m p lin g
c o m b in a tio n s
Rys. 5. Odczyn gleb I - V I — k o m b in a c je d e p ta n ia
Soil reaction I - V I — tra m p lin g c o m b in a tio n s
Rys. 6. Budowa wierzchnich poziom ów w ybranych gleb I - V I — k o m b in a c je d e p ta n ia
Structure o f upper horizons o f chosen soils I - V I — tra m p lin g c o m b in a tio n s
zniszczenie roślin i sprasowanie ektopróchnicy, co zwiększa gęstość. Silne deptanie (210 osób raz w tygodniu) prowadzi do rozrywania po ziomu ekstopróchnicy, je j rozluźnienia i mieszania, co obniża gęstość. P o r o w a t o ś ć . Obliczono ją na podstawie ciężaru objętościowego i właściwego. W ykazuje -ona odwrotną niż gęstość zależność od inten sywności deptania (rys. 4).
O d c z y n . W poziomach A h odczyn gleby na powierzchniach udep
tywanych jest zawsze niższy niż na powierzchniach kontrolnych. W y raźnych jednak zależności w tym w zględzie nie stwierdzono (rys. 5).
W ł a ś c i w o ś c i m i k r o m o r f o l o g i c z n e . Najniższą miąższość poziomu ektopróchnicy typu moder stwierdzono na powierzchniach kontrolnych, gdzie wynosiła ona około 1 cm (rys. 6). Udeptywanie słabe (kombinacja I — 1 osoba codziennie) spowodowało prawie trzykrotny wzrost miąższości poziomu O. Najw yższą miąższość poziomu O stw ier dzono na poletkach deptanych przez 10 osób co dzień (kombinacja IV ). P rz y tej kom binacji deptania ektopróchnica nabrała już charakteru zbli żonego do typu mor. Na powierzchniach deptanych przez 70 i 210 osób raz w tygodniu nastąpiło zmniejszenie się miąższości poziomu ektopróch nicy, która jednak nadal ma charakter próchnicy mor. Poziom y O na poletkach kontrolnych mają najprostszą budowę, ponieważ składają się
tylko z bardzo cienkiego poziomu L i poziomu F H (rys. 6). W miarę
wzrostu intensywności deptania ilość poziomów ektopróchnicy wzrasta.
Poziom y L mają najmniejszą miąższość na powierzchniach kontrolnych
i w miarę udeptywania miąższość ich wzrasta do kombinacji deptania przez 10 osób na hektar, a następnie nieco maleje.
M ikrobudowa poziomów L deptanych przez 1 osobę na hektar w y kazuje (sądząc z ilości odchodów mezofauny glebow ej) najwyższą aktyw
-ność biologiczną oraz największe rozdrobnienie fragm entów roślinnych. Duża ilość koprolitów pochodzi od grup w yżej rozw iniętych zw ierząt, jak D ip lo p o d a, Iso p o d a, D ip t e r a, A c a rin a i L im b ric id a e . Substancja ro ślinna składa się głównie z fragm entów igieł i liści z przylegającym i
do nich odchodami E n c h y tra e id a e lub C o lle m b o la . W poziomach tych
w ystępuje również duża ilość żyw ych mchów i korzonków roślin. W miarę wzrostu intensywności deptania zwiększa się udział igieł kosztem innych fragm entów roślinnych. Począwszy od kombinacji udeptywania I II (5 osób na hektar) w poziomach L pojawia się układ kierunkowy (w ar stw ow y) jako w ynik silnego sprasowania ektopróchnicy i osłabienia działalności mezofauny glebow ej. Niższa aktywność mezofauny wiąże się z zahamowaniem działalności niektórych grup zwierząt. Wśród resztek
roślinnych spotyka się tylko odchody E n c h y tra e id a e lub C o lle m b o la .
Miąższość pozostałych poziomów (F, F H i H ) w ykazuje najczęściej
początkowa wzrost w miarę udeptywania, przy silnym jednak deptaniu raz w tygodniu (przez 70 i 210 osób) miąższość tych poziomów spada.
Poziom y F H na powierzchniach kontrolnych i słabo udeptywanych
^1 osoba na hektar) zbudowane są z drobnych fragm entów roślinnych silnie wymieszanych z odchodami mezofauny. Podobnie jak w pozio mach L odchody te wskazują na obecność znacznej ilości grup zw ie rząt. W wyniku udeptywania omawiane poziomy ulegają rów nież spra sowaniu, a ilość grup zw ierząt ulega redukcji.
Poziom y H występują tylko w powierzchniach silnie deptanych, jed
nak nie są one spotykane na powierzchniach deptanych przez 210 osób raz w tygodniu. Poziom y te zbudowane są najczęściej z odchodów
E n c h y tra e id a e lub C o lle m b o la , tworzących warstwę na granicy dolnej
poziomu A h. В rak fragm entów roślinnych oraz występowanie w ym ie
nionej w arstw y nad bardziej zw artym poziomem A h — wskazuje na
możliwość przemycia tych odchodów z górnej części ektopróchnicy. Cechą charakterystyczną silnie udeptywanych ektopróchnic jest w y stępowanie wśród poziomów organicznych „gn iazd” złożonych z części
mineralnych pochodzących z poziomów A h lub B . Takie przemieszcze
nie części mineralnych wiąże się już z daleko posuniętym procesem niszczenia poziomu O. W gniazdach tych brak jest akumulacji próch nicy, co wskazuje na pewne ich wyługowanie.
Intensywność udeptywania w pływ a również na charakter przejścia
m iędzy poziomami O i A h. Na powierzchniach kontrolnych i bardzo
słabo deptanych obserwuje się silną penetrację organizmów glebow ych
do poziomu A hy co zaciera granice m iędzy ektopróchnicą i poziomem
A h. W przypadku poletek silnie deptanych granica ta jest ostra, a górna
część pioziomu A h nie jest wzbogacana w próchnicę i odchody mezo
W N IO S K I
1. Udeptywanie gleby leśnej w pływ a w istotny sposób na zmiany
niektórych właściwości, zwłaszcza w poziomach O i A h. P rz y długim
okresie udeptywania zm iany te zaznaczają się prawdopodobnie również w poziomie B.
2. Udeptywanie w pływ a na zmianę przepuszczalności wodnej i po jemności wodnej polow ej i kapilarnej, a także gęstości i porowatości:
— powierzchnie deptane co dzień przez 1 osobę mają przepuszczal ność sześć razy a deptane przez 210 osób raz w tygodniu — trzydzieści sześć razy niższą niż kontrolne,
— pojemność wodna poziomów A h w ykazuje większe wartości na po
wierzchniach deptanych,
— gęstość zwiększa się ze wzrostem intensywności deptania. 3. W wyniku udeptywania zmienia się miąższość poszczególnych po ziomów, ich ilość i budowa. Udeptywanie prowadzi również do zm niej szenia aktywność fauny i redukcji ilości gatunków zwierząt.
4. Najbardziej szkodliwe jest bardzo silne deptanie prowadzone raz w tygodniu.
P ow yższe wnioski oparte są tylko na jednorazowych badaniach prze prowadzonych na terenie Puszczy Białowieskiej i nie mogą być na _ razie uogólniane.
L IT E R A T U R A
[1] D u f f e y E.: The effects o f human tram plin g on the fauna o f grassland litter. Biol. Conserv. 7, 1975, 255-274.
[2] K o w a l i ń s k i S., B o g d a A .: Przydatność polskich ży w ic syntetycznych do sporządzania m ikroskopow ych s zlifó w gleb. Rocz. glebozn. 16, 1966, 227- -256.
[3] L a P a g e W. F.: R ecreation and the forest site. J. For. 60, 1962, 319-321. [4] L i d d i e M. J.: S elective r e v ie v of the ecological effects of human tram pling
on natural ecosystems. Biol. Conserv. 7, 1975, 17-36.
[5] L u t z H. J.: Soil condition of picnic grounds. J. For. 43, 1945, 121-127. [6] P r u s i n к i e w i с z Z.: Ściółki i próchnice gleb leśnych jako obiekt zainte*
resowań leśnictwa, gleboznaw stw a i ekologii. Próchnica gleb leśnych. M ate ria ły konferencyjne, Toruń 29-30 m aj 1979. W arszaw a— Toruń 1979.
3. РОГ, X . У Г Г Л Я , 3. У Г Г Л Я В Л И Я Н И Е У М И Н А Н И Я Н А С В О Й С Т В А Л Е С Н Ы Х П О Ч В Институт почвоведения и мелиорации, сельскохозяйственно-техническая академия в О льш ты не Р е з ю м е П роводились испытания некоторы х ф изических, ф изико-хим ических и ми- кром орф ологических свойств на делян ках с различны м уровнем уминания
(утаптывания). Д елян ки бы ли залож ен ы в Б еловеж ской пущ е ф илиалом Н а у ч но-исследовательского института в Беловеж и. Н а исследованной площ ади вы ступают почвы буры е вы щ елоченные, образованные из слабоглинистой супеси залегаю щ ей на р ы х л ы х песках. Лесным биотопом бы л смешанный бор. Р езульта ты анализов показывают значительное влияние интенсивности уминания на свойства лесны х почв, а особенно эктогумуса и горизонта A h . П од влиянием уминания изменяется водопроводимость, водоемкость: по левая и капиллярная, плотность почвы, ее пористость реакция и микроморфо- логическое строение. БОаиболее сущ ественными микроморфологическими изменениями являю тся изменения в строении и мощности отд ельн ы х горизонтов эктоперегноя, а так ж е различия в деятельности почвенной фауны. Z . R Ô G , H . U G G L A , Z . U G G L A E F F E C T OF T R A M P L IN G O N P R O P E R T IE S OF F O R E S T S O IL S
Departm ent o f Soil Science and Land R eclam ation A gricu ltu ral U n iversity o f Olsztyn
S u m m a r y
Some physical, physico-chem ical and m icrom orphological properties on plots w ith d ifferen t tram pling le v e l w ere determ ined. The plots have been established in the Białow ieska P rim a eva l Forest by the F orestry Research Institute, Branch D ivision at B iałow ieża. On the areas covered w ith the investigations leached brow n soils, developed fro m w ea k ly loam y sand on loose sand, occured. The ecologic forest type was m ixed coniferous forest.
Results o f the analyses prove astrong effe c t o f tram pling intensity on p rop er ties of forest soils, particu larly o f ecto-humus and A h horizon.
The tram pling e ffect m anifests itself in changes of w ater perm eability, field and capilary w ater capacity, density, porosity, reaction and m icrom orphological structure o f soil.
The most significant m icrom orphological changes are those o f structure and thickness of particular ecto-humus horizons and d ifferen ces in the soil fauna activity.
D r Zb ig ni ew Róg
Instytut Gleboznawstwa i Mel ioracji A R T Ol s zt y n- K o r towo
