Ka te dra Ge o gra fii Fi zy cz nej Uni wer sy te tu £ódz kie go
ul. G. Na ru to wi cza 88, 90-139 £ódŸ kry siak@uni.lodz.pl
Wp³yw pery gla cja l nych utwo rów po kry wo wych na po ten cja³ sie d li sko wy geo kom p le ksów w œwie t le wy ni ków badañ agrofizycznych
The in flu en ce of pe ri gla cial co ver de po sits on geo com p le xes ha bi tat po ten tial in the light of agro p hy sics research
Abs tract: The pa per pre sents the in flu en ce of pe ri gla cial co ver de po sits upon agro p hy si cal pro per ties of geo com p le xes. The role of silt pa r ti c les con ta i ned in the co vers in the fo r ma tion of ae ra tion and mo i stu re con di tions of de po sits has been il lu stra ted with the re sults of la bo ra to ry ana ly ses of the sa m p les ta ken from four do cu men ta tion si tes lo ca ted in the mid d le part of the Pi li ca ri ver ba sin.
Po ten tial of the ha bi tat is de ci si ve ly im pro ved un der ce r ta in cir cum sta in ces. It is the case when pe ri gla cial sands and silts ove r lay hi g hly per me a b le and too much ae ra ted flu vio gla cial sand and gra vel (Tab. I), gla cial sand and gra vel (Tab. II), flu vial sand and gra vel of upon ter ra ce (Tab. III).
In the se in stan ces, pe ri gla cial san dy - silts de po sits, in spi te of te x tu ral si mi la ri ties to the un de r ly ing se ries, ex hi bit more ad van tage o us dif fe ren tial po ro si ty. It is ex pres sed by smal ler amo unt of mi c ro po res that qu i c kly con duct the wa ter (> 30 µm), by hi g her po ten tial ac ces si b le sto re and bet ter ae ra tion con di tion. Ow ning to the abo ve men tio ned ad van ta ges, the co ver de po sits accommodate the water needs of plants communities more efficiently than the underlying parent substrate.
The be ne fi cial in flu en ce of the co ver de po sits upon fo r ma tion of wa ter con di tions in geo com p le xes is also ob se r ved whe re the co ver ma te rial is un de r la in by low- per mea b le de po sits (Tab. IV). More fa vou ra b le air ca pa ci ty and dif fu si vi ty re su l ting from hi g her con tent of ma c ro po res are the main ad van ta ges of the co ver se ries. Ow ning to tho se pro per ties, su i ta b le air con di tions in an or ga nic la y er and sub so il can be se cu red, which are equ al ly im po r tant for a pro per de ve lo p ment of plants, as mo i stu re con di tions. Ad di tio nal ly, in co m pa ri son with the clay base, the silt se ries ex hi bit te x tu ral pro per ties that gu a ran tee lo wer soil co m pa c tion, ease of tillage and more advantageous circumstances for root penetration, both in dry and wet conditions.
Key words: pe ri gla cial san dy- si l ty co vers, ha bi tat po ten tial, agro p hy si cal pro per ties
S³owa klu czo we: pery gla cja l ne po kry wy pia sz czy sto- py³owe, po ten cja³ sie d li sko wy, w³aœci wo œci agrofizyczne
Wpro wa dze nie
W Pol sce Œro d ko wej pery gla cja l ne pia ski i py³y po kry wo we s¹ sze ro ko roz - prze strze nion¹ seri¹ osa dow¹. Na zna cz nych ob sza rach przy kry waj¹ zró¿ ni co - wa ne lito lo gi cz nie, ge ne ty cz nie i wie ko wo utwo ry plej sto ce ñ skie, jak rów nie¿
wy stê puj¹ na wychodniach ska³ pod³o¿a mezozoicznego.
Wa r sza wa 2006
In ter pre ta cja ge ne zy utwo rów po kry wo wych w re gio nie ³ódz kim pod jê ta przez J. Dy li ka (1952, 1953) zmie rza³a w kie run ku uz na nia ich za pro dukt wie - trze nia pery gla cjal ne go, œci œle zwi¹za ne go z obe cno œci¹ wie lo le t niej zma rz li - ny. Wy mie nio ny au tor uwa ¿a³ je za utwo ry auto chto ni cz ne o ce chach g³êbo - kich stref wie trze nio wych, na to miast wzrost za wa r to œci fra kcji py³owej ku stro po wi po kryw t³uma czy³ roz dro b nie niem mro zo wym i se gre gacj¹ te r micz - n¹. W pó Ÿ nie j szych wy po wie dziach na te mat ge ne zy utwo rów po do bnych do les su J. Dy lik (1967) wy ra zi³ pogl¹d o ich eo li cz nym po cho dze niu. Eo li cz ny ro do wód utwo rów po kry wo wych po twier dzi³y ba da nia J. Je r sa ka (1973, 1976).
W prze ko na niu tego ba da cza obe cnoœæ py³u eo li cz ne go, z któ re go utwo rzo ne zo sta³y les sy i po kry wy les sopo do b ne, wi¹zaæ na le ¿y z de flacj¹ namu³ów z ko - ryt rzek roz to ko wych, któ re wraz z ko ñ cem lata i na de jœciem je sie ni zmnie j - sza³y swo je przep³ywy.
Za gad nie nie pery gla cja l nych utwo rów po kry wo wych zna laz³o sze r sze omó wie nie w pra cy J. Go Ÿ dzi ka (1980). Au tor na pod sta wie ba dañ pro wa - dzo nych w re gio nie ³ódz kim wy ka za³, ¿e ma te ria³ po kry wo wy po cho dzi z tran spo r tu eo li cz ne go, a w bu do wie póŸno vistu lia ñ skich po kryw wy ró ¿ - ni³ trzy se rie: doln¹ pia sz czyst¹, œro d kow¹ py³ow¹ lub pia sz czyst¹ – obie o cha ra kte rze p³askich form ta r czo wych – oraz górn¹ pia sz czyst¹ wy stê - puj¹c¹ ta k ¿e w po sta ci p³askich form ta r czo wych lub wydm z gle ba mi ko - pa l ny mi.
W wiê kszo œci prac po œwiê co nych pery gla cja l nym se riom po kry wo wym w Po l s ce Œro d ko wej przy j mu je siê ich vi stu lia ñ ski ro do wód (Dy lik 1952, 1953, 1967, Ka ra sze wski 1972, Kone cka- Bet ley, Ma j ster kie wicz 1973, Go Ÿ - dzik 1980). Nie mo ¿ na wy klu czyæ, ¿e na opi sy wa nym ob sza rze, w czê œci nie - ob jê tej zlo do wa ce niem Wa r ty, pro ce sy aku mu la cji po kryw eo li cz nych za ini - cjo wa ne zo sta³y ju¿ w wa run kach pery gla cja l nych wa r ta nia nu, co mo¿e nawi¹zy waæ do les su sta r sze go gó r ne go w in ter pre ta cji J. Je r sa ka (1973). Tak¹ mo ¿ li woœæ potwierdzaj¹ tak¿e opisy warciañskich serii lessopodobnych badanych przez F. Ró ¿y c kie go (1961).
Pro ble my li to lo gii, mi¹¿szo œci i roz ci¹g³oœci hory zon ta l nej utwo rów po kry - wo wych, oprócz aspe ktu geomo rfolo gicz ne go, mog¹ byæ ta k ¿e roz pa try wa ne z pun ktu wi dze nia gle boz naw cze go i sied li sko we go. Sze ro kie roz prze strze - nie nie opi sy wa nych se rii spra wia, ¿e w wie lu mie j s cach s¹ one utwo ra mi ma - cie rzy sty mi, na któ rych fo r mo wa³a siê po kry wa gle bo wa. Pery gla cja l ne se rie aku mu la cji eo li cz nej w spo sób isto t ny wp³ywaj¹ na kszta³to wa nie w³aœci wo - œci sie d lisk. Stwier dze nie to od no si siê nie ty l ko do se rii o mi¹¿szo œciach obe j - muj¹cych ca³y pro fil gle bo wy, ale ta k ¿e do mo dy fi kuj¹cej roli po kryw o nie - wie l kich, kilku dziesiê ciocenty metro wych gru bo œciach. Za ry so wa ne za gad - nie nie zo sta nie zi lu stro wa ne wy ni ka mi ba dañ agro fi zy cz nych ze sta no wisk doku menta cy j nych po³o¿o nych w œro d ko wej czê œci do rze cza Pi li cy. Przed sta - wio ne przyk³ady re pre zen tuj¹ czte ry wy bra ne typy geo kom p le ksów czê œcio -
wych (morfo lito hydro to pów) chara ktery sty cz nych dla krajo bra zów staro gla - cja l nych Pol ski Œro d ko wej (Kry siak 1996, 1999).
Dla pre zen to wa nych sta no wisk wy ko na no ana li zy w In sty tu cie Agro fi zy ki PAN w Lu b li nie. W ra mach ba dañ agro fi zy cz nych me to da mi ana lity cz ny mi oz na czo no: sk³ad granu lome try cz ny me tod¹ are o me tryczn¹ Cassagrande’a w mo dy fi ka cji Pró szy ñ skie go, gê stoœæ w³aœciw¹ me tod¹ pi k no me tryczn¹, gê stoœæ ob jê to œciow¹, zmia ny wil go t no œci w fun kcji po ten cja³u wody gle bo - wej dla pF = 0; 1,0; 1,5; 1,0; 2,2; 2,7, prze pu sz czalnoœæ po wietrzn¹ przy pF = 1,5; 2,0; 2,2; 2,7 apa ra tem LPiR-1 (Tu r ski, Do m¿a³, S³owiñ ska- Jur kie - wicz 1978), po wie rz ch niê w³aœciw¹ ca³ko wit¹ gleb me tod¹ ad sor b cji pary wod nej (Gli ñ ski, Kon stan kie wicz 1991). Otrzy ma ne wy ni ki po zwo li³y okre - œliæ szeœæ prze dzia³ów po ro wa to œci ró ¿ ni co wej w za kre sie po rów o œred ni cach rów no wa ¿ nych: >300 µm, 300–100 µm, 100–30 µm, 30–10 µm, 10–6 µm i <6 µm; osza co waæ za wa r toœæ mi kro po rów dla pF = 4,2 (Trze cki 1973) oraz okre œliæ pro cen to we udzia³y ma kro-, me zo- i mi kro po rów (Kró lo wa 1966).
Wy ni ki ba dañ z wy bra nych sta no wisk doku menta cy j nych
W Pol sce Œro d ko wej na ob sza rach wyso czy z no wych oraz te ra sach nad - za le wo wych pery gla cja l ne pia ski i py³y po kry wo we re pre zen towa ne s¹ przez se rie o nie wie l kiej mi¹¿szo œci, na ogó³ nie prze kra czaj¹cej jed ne go me tra. Ich po³o¿e nie w stro po wych czê œciach pro fi lów gle bo wych spra wia,
¿e se rie te dziê ki za wa r to œci fra kcji py³owej mog¹ w isto t ny spo sób wp³ywaæ na kszta³to wa nie sto sun ków wod nych w geo kom p le ksach. Gdy przy kry waj¹ nad mie r nie prze pusz cza l ne i nad mie r nie prze wie w ne pia ski i ¿wi ry wod nolo dow co we (sta no wi sko doku men tacy j ne Trzy Mo r gi – ta b - li ca I), pia ski i ¿wi ry lo do w co we (sta no wi sko doku men tacy j ne Ba rak – ta b - li ca II) lub pia ski i ¿wi ry rze cz ne te ras nad za le wo wych (sta no wi sko doku - men tacy j ne Ig na ców – ta b li ca III), po pra wiaj¹ po ten cja³ wod ny sie d lisk.
W wy mie nio nych sta no wi skach pery gla cja l ne po kry wy pia sz czy sto- py³owe po mi mo po do bnych grup granu lome try cz nych do utwo rów, któ re je pod œcie laj¹, wy ró ¿ niaj¹ siê ko rzy st niejsz¹ po ro wa to œci¹ ró ¿ ni cow¹. Wy - ra ¿a siê to mniejsz¹ za wa r to œci¹ ma kro po rów szy b ko prze wodz¹cych wodê (>30 µm), a ponad to wiêksz¹ po ten cjaln¹ re tencj¹ u¿y teczn¹ i op ty ma l nym uk³adem sto sun ków po wie trz nych w gle bie. Dziê ki tym w³aœci wo œciom opi sy wa ne utwo ry po kry wo we efe kty w niej ucze st nicz¹ w za spo ka ja niu po trzeb wod nych zbio ro wisk ro œlin nych ni¿ pod œcie laj¹ce se rie wod nolo - dow co we, lo do w co we lub rze cz ne. Ilu stracj¹ zró¿ ni co wa nych zdo l no œci do za trzy my wa nia, gro ma dze nia i prze wo dze nia wody w wy mie nio nych sta - no wi skach s¹ miê dzy in ny mi sto sun ki ilo œcio we miê dzy ma kro-, me zo- i mi kro po ra mi. Zda niem H. Kró lo wej (1966) op ty ma l ny uk³ad ta kiej po ro -
wa to œci po wi nien przed sta wiaæ siê jak 30:60:10. W Trzech Mo r gach (tabl. I) re la cje miê dzy wy mie nio ny mi po ra mi w utwo rach po kry wo wych s¹ zbli ¿o ne do op ty mal ne go uk³adu sto sun ków powie trzno - wod nych – kszta³tuj¹ siê jak 27:67:6, na to miast w bar dziej grubo ziar ni s tych prze wa r - stwie niach ma te ria³u wodno lodow co we go (po ziom 115–120 cm) jak 87:11:2.
W Ba ra ku (tabl. II) w pery gla cja l nej se rii po kry wo wej udzia³ wymienionych po rów wy no si 46:48:6, na to miast zde cy do wa nie nie ko rzy stny mi ich pro po r - cja mi od zna czaj¹ siê pod œcie laj¹ce se rie pia sków i ¿wi rów lo do w co wych, w któ rych te wie l ko œci kszta³tuj¹ siê jak 88:11:1. Po do b ne ró ¿ ni ce w ilo œci makro-, me zo- i mi kro po rów wy stê puj¹ ta k ¿e w przy pa d ku pia sków i ¿wi rów rze cz nych te ras nad za le wo wych, któ rych pa r tie stro po we zo sta³y przy kry te ma te ria³em po kry wo wym. Sy tu a cjê tak¹ ilu stru je sta no wi sko Ig na ców (tabl. III), gdzie w se riach pery gla cja l nych sto sun ki ilo œcio we miê dzy tymi po - ra mi s¹ jak 48:47:5, na to miast w grubo ziar ni s tych pia skach i ¿wi rach rze cz - nych wy nosz¹ 91:8:1. Wszy stkie przed sta wio ne przyk³ady wska zuj¹, ¿e ba da - ne se rie po kry wo we za wie raj¹ mniej ma kro po rów ni¿ utwo ry pod œcie laj¹ce, dziê ki cze mu nie s¹ nad mie r nie prze wie w ne. Mniejsz¹ iloœæ ma kro po rów reko m pen su je wiê ksza za wa r toœæ me zo po rów, co spra wia, ¿e mog¹ d³u¿ej za - trzy my waæ i w wiê kszych ilo œciach re ten cjo no waæ wody opa do we, u¿y te cz ne dla ro œlin.
Ko rzy st ny wp³yw se rii po kry wo wych w kszta³to wa niu w³aœci wo œci wod nych geo kom p le ksów wi do cz ny jest rów nie¿ w przy pa d ku, gdy s¹ pod - œcie lo ne utwo ra mi trud no prze pusz czal ny mi. Przyk³adem ilu struj¹cym geo ko m p leks o ta kiej bu do wie jest sta no wi sko doku men tacy j ne Rê cz no (tabl. IV). Od zwie rcie d la ono geo kom p le ksy zbu do wa ne z po kry wo wych py³ów na gli nach zwa³owych. W pre zen to wa nym ods³oniê ciu sto sun ki iloœciowe miê dzy ma kro-, me zo- a mi kro po ra mi w utwo rach py³owych kszta³towa³y siê jak 23:68:9, na to miast w pod œcie laj¹cej gli nie ciê ¿ kiej jak 3:74:23. Taki styl bu do wy geo lo gi cz nej spra wia, ¿e gli ny s¹ po zio mem kszta³tuj¹cym re ¿im wod ny geo kom p le ksu. Z uwa gi na nie wie l kie prze - wod ni c two wod ne przy czy niaj¹ siê do okre so we go wy stê po wa nia wód wierz chów ko wych, któ re dziê ki zna cz ne mu pod si¹kowi ka pi lar ne mu w nad - leg³ych py³ach kszta³tuj¹ uwil go t nie nie ry zo s fe ry. Pod sta wo wym wa lo - rem se rii po kry wo wej w tym przy pa d ku jest jej le p sza po je mnoœæ i prze - pusz cza l noœæ po wie trz na wy ni kaj¹ca z wiê kszej za wa r to œci ma kro po rów.
Dziê ki nim w wa r stwie pró ch ni cz nej i w pod gle biu mog¹ byæ za pe w nio ne od po wied nie sto sun ki po wie trz ne, rów nie isto t ne dla pra wid³owe go roz - wo ju ro œlin, jak sto sun ki wod ne. Ko lejn¹ za let¹ se rii py³owej w sto sun ku do glin pod³o¿a jest jej l¿e j szy sk³ad granu lome try cz ny i zwi¹zana z nim mnie j sza zwiêz³oœæ gle by, wiê ksza ³atwoœæ upra wy, a prze de wszy stkim ko rzy st niej sze wa run ki dla uko rze nia nia siê ro œlin za rów no w wa run kach ni skie go, jak i wy so kie go uwil go t nie nia.
Oce na zna cze nia sied li sko we go pery gla cja l nych utwo rów po kry wo wych
W œwie t le przed sta wio nych wy ni ków, po chodz¹cych z ba dañ w³as nych au - to ra, mo ¿ na stwier dziæ, ¿e obe cnoœæ se rii po kry wo wych pod no si przy da t noœæ u¿y t kow¹ sie d lisk. W geo kom p le ksach zwi¹za nych z utwo ra mi prze pusz czal - ny mi o opado wo-re tency j nych re ¿i mach wod nych na ogó³ wy stê puj¹ okre so - we lub trwa³e nie do bo ry wi l go ci. Wy stê po wa nie do mie sz ki utwo rów py³o - wych i i³owych w se riach po kry wo wych nie jest w sta nie w spo sób znacz¹cy wp³yn¹æ na sto pieñ uwil go t nie nia sie d lisk, lecz ich obe cnoœæ mo¿e przy czy niæ siê do chwi lo we go za trzy ma nia wiê kszej ilo œci in fi l truj¹cych wód at mo s fe - ry cz nych i ich powo lnie j sze go roz cho do wa nia.
W geo kom p le ksach z p³yt kim wy stê po wa niem trud no prze pusz cza l nych utwo rów gli nia s tych chara ktery sty cz ne s¹ opado wo- grunto wo-wod ne re ¿i my gleb z udzia³em pod si¹ku ka pi lar ne go ku stre fie ry zo s fe ry. Wy mie nio na gru pa geo kom p le ksów wy ró ¿ nia siê za tem z³o¿o ny mi wa run ka mi wod ny mi z ³¹cz - nym udzia³em ali men ta cji atmo sfe ry cz nej i wie rz chów ko wej. W ta kich wa - run kach po ro wa to œci ró ¿ ni co we w³aœci we utwo rom po kry wo wym mog¹ korzystnie wp³ywaæ na wa run ki po wie trz ne w gle bie w okre sie do sta tecz ne go jej uwil go t nie nia, a ta k ¿e na mo¿liwoœci gospodarowania wodami z a li men ta - cji opadowej w czasie niedoborów wód gruntowych.
Zna cze nie pery gla cja l nych utwo rów po kry wo wych, w œwie t le przed sta wio - nych przyk³adów, wy ra ¿a siê w po pra wie ja ko œci sie d lisk, a w szcze gó l no œci ich sto sun ków powie trzno - wod nych. Rola utwo rów po kry wo wych w fun kcjo - no wa niu geo kom p le ksów w opi nii au to ra zas³ugu je na to, by staæ siê przed - mio tem szczegó³owych badañ geoekologicznych.
Li te ra tu ra
Dy lik J., 1952: Pie r wsza wia do moœæ o utwo rach po kry wo wych w œro d ko wej Pol sce.
„Biul. Pañstw. Inst, Geol.”, 68.
Dy lik J., 1953: O pery gla cja l nym cha ra kte rze rze Ÿ by œro d ko wej Pol ski. „Acta Ge ogr.
Univ. Lodz.”, 4.
Dy lik J., 1967: G³ówne ele men ty pa leo geo gra fii m³od sze go ple j sto ce nu Pol ski Œro d ko wej [w:] Czwa r to rzêd Pol ski. PWN, Wa r sza wa.
Gli ñ ski J., Kon stan kie wicz A., 1991: Me to dy i apa ra tu ra do ba dañ agro fi zy cz nych. Tom I Gle ba. „Pro ble my Agro fi zy ki”, 24.
Go Ÿ dzik J., 1980: Würmskie osa dy pery gla cja l ne w £odzi -Teo fi lo wie. „Acta Univ. Lodz., Zesz. Nauk. U£”, ser. II, 22.
Je r sak J., 1973: Li to lo gia i stra ty gra fia les su wy ¿yn po³ud nio wej Pol ski. „Acta Ge ogr.
Lodz.”, nr 24.
Je r sak J., 1976: Zwi¹zek aku mu la cji les su z roz wo jem pro ce sów rze cz nych. „Acta Ge ogr.
Lodz.”, nr 37.
Ka ra sze wski W., 1972: Po kry wo we utwo ry py³owe w Pol sce Œro d ko wej. „Kwart. Geol.”, t. 16, nr 1.
Kone cka- Bet ley K., Ma j ster kie wicz T., 1973: Ge ne za gleb wy two rzo nych z po kry wo wych utwo rów py³owych Pol ski Œro d ko wej. „Roczn. Gle bozn.”, 24.
Kry siak S., 1996: The in flu en ce of pe ri gla cial co ver de po sits upon ae ra tion and mo i stu re con di tions of geo com p le xes. „Biul. Pe rygl.”, 35.
Kry siak S., 1999: Typy geo kom p le ksów i kie run ki ich u¿y t ko wa nia w œro d ko wej czê œci do - rze cza Pi li cy. „Acta Ge ogr. Lodz.”, 75.
Kró lo wa H., 1966: W³aœci wo œci wod ne gleb wy two rzo nych z pia sków zlo do wa ce nia œrod - kowo pol skie go. „Pra ce IUNG”, 21.
Ró ¿y cki F., 1961: Les sy ko pa l ne i utwo ry les sopo do b ne na Wy ¿y nie £ódz kiej. „Roczn.
Pol. Tow. Geol.”, 31.
Trze cki S., 1973: Mo ¿ li woœæ wy zna cza nia nie któ rych wod nych po je mno œci gleb na pod sta - wie ich sk³adu me cha nicz ne go i za wa r to œci pró ch ni cy. „Pro ble my Agro fi zy ki”, 10.
Tu r ski R., Do m¿a³ H., S³owiñ ska- Jur kie wicz A., 1978: Prze pusz cza l noœæ po wie trz na jako wska Ÿ nik sta nu fi zy cz ne go gle by. „Roczn. Gle bozn.”, 29.
