Zmiany rzeźby i właściwości gleb w dolinach smużnych pod wpływem zabiegów przeciwerozyjnych

RO C ZN IK I G LEBO ZN A W CZE T. XXXVIII, N R 1, S. 209 -2 1 8 , WARSZAW A 1987

STANISŁAW PAŁYS

Z M IA N Y RZEŹBY I W ŁAŚCIW OŚCI GLEB W D O L IN A C H

SM U Ż N Y C H PO D W PŁYW EM ZA BIEG Ó W PR ZEC IW ER O ZY JN Y C H

Instytut Melioracji i Budownictwa Rolniczego Akademii Rolniczej w Lublinie

' Erozja doprow adza do zmiany rzeźby przez rozczłonkowanie terenu.

Szczególnie na głębokich lessach teren pocięty jest gęstą siecią dolin

smużnych. M ają one znaczne spadki podłużne, a płynące w okresie spływów

powierzchniowych wody osiągają duże prędkości. W przypadku użytkowania

ornego linie ciekowe ulegają erozji liniowej. Następuje obniżanie lokalnych

podstaw erozyjnych, co powoduje wzrost natężenia erozji wodnej gleby.

Należy to brać pod uwagę przy w prowadzaniu zabiegów przeciwerozyjnych.

Jednym z obiektów, na którym kompleksowe zabiegi przeciwerozyjne

przetrwały 25-letni okres, jest Elizówka k. Lublina. Opracowanie projektu

ochrony gleb przez Z i e m n i c k i e g o [4] poprzedziły badania gleboznawcze [1]

oraz badania natężenia erozji wodnej [2]. W prow adzone w roku 1958 zabiegi

polegały przede wszystkim na założeniu na zboczach pól wstęgowych trwałych

zadarnień terenów ornych den dolin smużnych.

W niniejszej pracy przedstawiono zmiany części badanych dolin smużnych,

użytkowanych od 1958 roku jako trwałe użytki zielone.

Zm iany rzeźby oceniono na podstawie pom iarów niwelacyjnych wzdłuż

utrwalonych w 1958 roku tras. W odstępach co 20 m wykonano przekroje

poprzeczne przez dna dolin. Na podstawie różnic wysokości terenu w 1958

i 1978 roku zestawiono w tabelach ilość m ateriału glebowego osadzonego

w dnach dolin.

W ykonano także porównawcze badania odkrywek glebowych. Skład granu­

lometryczny oznaczono m etodą Bouyoucosa w modyfikacji Cassagrande’a

i Prószyńskiego, zawartość próchnicy — m etodą nadm anganiow ą, C aC o 3 —

w aparacie Scheiblera. Gęstość fazy stałej oznaczono piknom etrem , a współ­

czynnik przepuszczalności — aparatem Ziemnickiego.

2 1 0 S. Pałys

WYNIKI BADAŃ

W okresie 25 lat. od roku 1958 do 1983. prow adzono badania i obser­

wacje nad skutecznością zastosowanych zabiegów przeciwerozyjnych [3, 5].

Badany okres z wyjątkiem lat 1964, 1969 i 1979 odznaczał się niewielkim

natężeniem procesów erozyjnych. Spowodowane to było niewielkimi spływami

powierzchniowymi związanymi z łagodnymi zimami i brakiem większych

opadów burzowych [3].

W całym badanym okresie nie obserwowano rozmywania zadarnionych

den dolin. Przed wprowadzeniem zabiegów ochronnych rozmywanie wzdłuż

linii ciekowych było dość intensywne [2].

Ryc. 1. Plan badanej części RZD Elizówka

/ grunty orne 2 leren trwale zadarniony. 3 granice pól w stęgowych. 4 -- przekroje podłużne linii ciekow ych. 5 -- odkrywki glebowe. 6 przekroje poprzeczne przez dno doliny

Fig. 1. Plan of the examined part of the Agricultural Experiment Station at Elizówka

/ ---a m b le land. 2 -perm an ent sodding. 3 border o f ribbon fields. 4 -lo n g itu d in a l sections o f underflow lines. 5 - soil profiles. 6 -cr o ss section o f valcy bottom

W badanej części dolin poza

przekrojami podłużnymi linii ciekowych

w latach 1958 i 1978 przedstaw iono kilka typowych przekrojów poprzecz­

nych i ich zmiany w okresie 20 lat (ryc. 1— 3). Za dno doliny przyjęto

teren o maksymalnym spadku poprzecznym do 5%.

N a dnie doliny A

B (ryc. 2, tab. 1) o powierzchni 1,07 ha i długości

320 m, przy średniej szerokości 33,2 m. osadzone zostało ponad 700 m 3

namułów, co dowodzi, że ich średnia miąższość wyniosła 6,5 cm. Wzdłuż

Ryc. 2. Przekrój linii ciekowej AB

r/ędn e terenu w roku I978. 2 - - podn iesienie lub obniżenie terenu ( - ) w okresie bd I958 do 1978 r. w cm. .? — hektom etry

Fig. 2. Section of underflow line AB

I - aren ordinates in 1978. 2 elevation or depression ( - ) in the period 1958— 1978 in cm. 3 — hectom eters

Ryc. 3. Przekrój linii ciekowej СВ

/ rzędne terenu w roku 1978. 2 podniesienie lub obniżenie terenu ( - ) w okresie od 1958 do 1978 r. w cm. 3 — hektometry

Fig. 3. Section of underflow line СВ

T a b e la 1

Ilość materiału glebowego osadzonego na dnie doliny A— В w okresie od 1958 do 1978 roku Amount of soil material deposited at the bottom of valley A— В in the period of 1958— 1978 Przekrój poprzeczny

na hektometrze Valley cross section

in hectometer Szerokość dna doliny Width of valley bottom m Powierzchnia dna doliny Area of valley bottom m2 Średnia miąższość namywu Average thickness of silting up m Namyw Silting up m3 Spadek linii ciekowej Decline of under-flow lines Uwagi Remarks 0 + 00 25,0 500 0,118 59,23 1,9 odkrywka I 0 + 20 25,0 430 0,082 35,40 1.5 profile I 0 + 40 18,0 723 0,076 54,80 1.1 0 + 60 54,3 1116 0,081 90,38 0.5 przekrój 1 — 1 0 -»-SO 57,3 913 0,074 67,25 1,1 section 1— 1 1+ 00 34,0 613 0,052 32,00 1,1 odkrywka II 1+ 20 27,3 473 0,049 23,18 0,6 profile II 1+ 40 20,0 550 0,060 33,01 0,7 1+ 60 35,0 680 0,059 40,18 0,8 1+ 80 33,0 745 0,059 44,07 0,3 2 + 0 0 41,5 845 0,058 48,90 0,5 przekrój 2—2 2 + 20 43,0 830 0,035 29,30 0,5 section 2—2 2 + 4 0 40,0 700 0,027 19,00 0,7 2 + 60 30,0 550 0,071 38,82 0,4 2 + 80 25,0 500 0,087 43,52 0,6 3 + 0 0 25,0 562 0,073 41,22 0,9 3 + 2 0 31,2 Razem Total 10 730 700,26 Średnia Average 33,2 0,065 0,8 _____________ ______ _________ ..1

Zm iany rzeźby i w łaściw ości gleb w dolinach smużnych

₂₁₃

linii ciekowej miąższość namywu wahała się

od 4 do 32 cm.

Spadek

podłużny linii ciekowej mieścił się w granicach od 0,3 do 1,9%.

Badany odcinek doliny С— В (ryc. 3, tab. 2) miał długość 460 m.

Powierzchnia doliny wynosiła 1,86 ha, średnia szerokość 40,3 m, a średni

spadek podłużny linii ciekowej 0,6%. W analizowanym okresie osadzone

tam zostało ponad 1480 m 3 namułów, co dało średnio warstwę grubości

7,8 cm. Wzdłuż linii ciekowej namyw osiągnął miąższość od 8 do 26 cm.

Skład granulom etryczny wykazuje tu stosunkowo małe zróżnicowanie '

i jest typowy dla gleb namytych wytworzonych z lessu (tab. 3). W odkryw­

kach I i III w warstwie 5— 15 cm występuje jednak mniej cząstek

spławialnych ( |0 <0,02 mrą) niż w analogicznych poziomach w odkrywkach

II i IV. Odkrywki I i III

położone są w pobliżu pól ornych nie

zabezpieczonych przed erozją. Osadzone są

więc tam cząstki

grubsze,

a cząstki drobne przeniesione zostały dalej i osadzone w zadarnionej

dolinie.

Znaczne zróżnicowanie wystąpiło we właściwościach chemicznych gleb

(tab. 4). Zmniejszenie zawartości próchnicy w wierzchniej warstwie gleby

w odkrywce I należy wiązać z osadzaniem gleby zmywanej z nie zabez­

pieczonych pól ornych leżących powyżej tej odkrywki. Największy wzrost

zawartości próchnicy wystąpił w odkrywce IV — z 1,21% do 2,5% oraz

w odkrywce II — z 1,56% do 2,16%. Świadczy to — poza korzystnym wpły­

wem 20-letniego okresu trwałego zadarnienia dna doliny — o zaham owaniu

procesów erozyjnych na przyległych zboczach. Podobne wnioski m ożna wyciąg­

nąć z nieobecności węglanu wapnia w 1978 roku w glebach den dolin

zabezpieczonych przed erozją. Obecność C a C 0 3 w wierzchnich poziomach

gleby w roku 1958 świadczyła o intensywnej erozji wodnej na zboczach

przed ich zabezpieczeniem. N a dno doliny znoszona była ze zboczy

erodow ana skała lessowa [2].

O poprawie właściwości fizycznych gleb w dnie doliny pod wpływem

zastosowanych zabiegów przeciwerozyjnych w okresie 1958— 1978 świadczy

znaczne zwiększenie kapilarnej pojemności wodnej, porowatości oraz współ­

czynnika przepuszczalności (tab. 5).

WNIOSKI

— Trwałe zadarnienie dolin smużnych zabezpieczyło je przed rozmy­

waniem.

— Zadarnienie dolin i zastosowane zabiegi przeciwerozyjne na zboczach

doprowadziły do korzystnych zmian właściwości fizycznych i chemicznych

gleb w dnach dolin.

T a b e la 2

Ilość materiału glebowego osadzonego na dnie doliny С— В w okresie od 1958 do 1978 roku Amount of soil material deposited at the bottom of valley С— В in the period of 1958— 1978 Przekrój poprzeczny

na hektometrze Valley cross section

in hectometer Szerokość dna doliny Width of valley bottom m Powierzchnia dna doliny Area of valley bottom m2 Średnia miąższość namywu Average thickness of silting up m Namyw Silting up m3 Spadek linii ciekowej Decline of under (low lines () Uwagi Remarks 0 + 00 49,3 1158 0,062 72,00 1,7 odkrywka III 0 + 20 66,5 1065 0.060 64,10 1,4 profile III 0 + 40 40,0 650 0,041 26,61 1,2 0 + 60 25,0 450 0,057 25,73 1,2 0 + 80 20,0 500 0,092 64,0 1,4 1 + 00 30,0 600 0,111 66,92 0,7 1+ 2 0 30,0 460 0,125 51.12 0,5 1+ 4 0 16,0 360 0,106 38,15 0,3 . 1+ 6 0 20,0 500 0,091 45,60 1Д przekrój 3— 3 1+ 8 0 30,0 610 0,090 54,92 0,8 section 3—3 2 + 00 31,0 550 0,100 54,97 0,1 odkrywka IV 2 + 20 24,0 600 0,086 51,92 0,4 profile IV 2 + 4 0 36,0 860 0,077 66,57 0,8 2 + 60 50,0 1035 0,085 88,30 0,4 2 + 80 53,5 1070 0,082 87,32 0,2 przekrój 4—4 3 + 0 0 53,5 1060 0,093 98,29 0,4 section 4—4 3 + 20 52,5 1040 0,084 87,24 0,5 3 + 4 0 51,5 1024 0,061 62,50 0,7 3 + 60 50,9 1059 0,069 73,43 0,6 3 + 80 55,0 1165 0,072 84,03 0,3 przekrój 5— 5 4 + 00 61,5 1215 0,074 89,58 0,4 section 5— 5 4 + 20 60,0 990 0,078 * 76,88 0,4 4 + 40 39,0 615 0,076 47,01 0,1 4 + 60 22,5 Razem — Total Średnia — Average 40,3 18 636 0,078 1483,79 0,6

Zm iany rzeźby i w łaściw ości gleb w dolinach smużnych

₂₁₅

T a b e la 3 Skład granulometryczny gleb w 1978 roku

Granulometric composition of soils in 1978 Nr odkrywki Profile No. Głębokość Depth cm

Procentowa zawartość cząstek o średnicy w mm Percentual content of particles of diameter in mm

Suma cząstek Sum of partides <0.02 1-0,1 0,1-_0,05 0,05-0,02 0,02-0,006 0,006-0,002 <0,002 I 5 - 15 3 10 51 20 7 9 36 50- 60 2 12 49 22 6 9 37 120-130 3 10 48 22 7 10 39 II 5 - 15 4 9 46 23 8 10 41 65- 75 2 12 47 21 6 12 39 130-140 2 14 45 19 ' 5 15 39 III 5 - 15 4 7 55 21 2 11 34 65- 75 1 10 40 26 8 15 49 130-140 3 14 54 16 4 9 29 IV 5 - 15 3 9 39 26 10 13 49 50- 60 3 12 46 22 6 11 39 100-110 2 14 47 23 4 10 37 T a b e la 4 Zmiany niektórych właściwości chemicznych gleb w okresie 1958— 1978 Changes of some chemical properties of soils in the period 1958— 1978 Nr odkrywki Profile N o. Głębokość Depth cm Próchnica — Humus 0-/ /о C a C 0 3 °//о 1958 1978 1958 1978 I 5 - 15 1,77 1,24 0,02 0,00 50- 60 0,55 0,65 0,06 0,00 120-130 0,92 0,93 0,02 0,00 II 5 - 15 1,56 2,16 0,00 0,00 65- 75 0,65 0,72 0,00 0,00 80- 90 - 0,48 0,00 0,00 III 5 - 15 1,32 1,51 0,00 0,00 30- 40 0,86 1,15 0,04 0,00 130-140 - I 0,19 0,08 0,00 IV 5 - 15 1,21 ' 2,54 0,13 0,00 50- 60 0,56 0,62 0,04 0,00 100-110 0,28 0,32 0,00 0,00

— N a całych zadarnionych powierzchniach den dolin wystąpiła akumulacja

m ateriału glebowego. W okresie 20 lat średnia miąższość osadzonych namułów

wyniosła około 7 cm.

T a b e l a 5

Zmiany niektórych właściwości fizycznych gleb w odkrywce IV w okresie 1958— 1978 Changes of some physical properties of soils of the profile No. IV in the period 1958— 1978

Rok Year Głębokość Depth cm Gęstość fazy stałej Thickness of solid phase g/cm3 Gęstość gleby Soil thickness g./cm3

Kapilarna pojemność wodna Capillary water capacity

Porowatość ogólna General porosity () Współczynnik przepuszczalności Permeability coefficient cm/s wagowa by weight objętościowa by volume 1958 5— 15 2,63 1,57 23,91 37,77 40,01 0,000008 1978 5— 15 . 2,61 1,40 29,61 41,23 46,36 0,000067 50—60 2,66 1,44 27,51 39,57 45,86 0,000049 100— 110 2,67 1,50 27,20 40,72 43,82 0,000034

Zm iany rzeźby i w łaściw ości gleb w dolinach smużnych

₂₁₇

LITERATURA

[1] D o b r z a ń s k i B., B o r o w ie c J., G a w lik J.: Gleby Zakładu Rolniczo-Doświadczalnego Elizówka z uwzględnieniem wpływu erozji wodnej. Ann. UMCS Sec. E, 13, 1959. [2] M a zu r Z.: Określenie natężenia erozji wodnej na terenie lessowym Zakładu Rolniczo-

-Doświadczalnego Elizówka. Ann. UMCS Sec. E, 13, 1958.

[3] P a ły s S.: Wpływ erozji gleb i wieloletnich zabiegów przeciwerozyjnych na kształtowanie się odpływu, rzeźby oraz pokrywy glebowej obszarów lessowych. Rozprawy naukow. AR nr 67, Lublin 1980.

[4] Z iem ni с ki S.: Ochrona gleby przed erozją wodną w Elizówce. Ann. UMCS Sec. E, 15, 1960.

[5] Z iem n ic k i S.: Melioracje przeciwerozyjne w okresie 10 lat w Elizówce. Procesy erozyjne i problem ochrony gleb w Polsce. PWRiL, Warszawa 1968.

с . П А Л Ы С ИЗМЕНЕНИЯ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ И СВОЙСТВ ПОЧВ В ПРОДОЛЬНЫХ ДОЛИН АХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ Кафедра мелиорации и сельского строительства Сельскохозяйственной академии в Люблине Р е з ю м е В статье рассматривается влияние 25-летних противоэрозионных мероприятий на изменения рельефа местности и свойств почв в двух продольных долинах в Элизувке около г. Люблина (рис. 1). На всех задерненных днах долин произошло накопление почвенного материала средней толщиной 7 см. Это следует из данных рисунков 2 я 3 таблиц 1 и 2. Задернение продольных долин и противоэрозионные мероприятия на смежных скло­ нах привели к благоприятным изменениям химических (табл. 4) и физических (табл. 5) свойств почв. S. PA ŁYS

CHANGES OF THE AREA RELIEF A N D PROPERTIES OF SOILS IN LO N GITUDINAL VALLEYS U N D E R THE EFFECT OF ANTIEROSION MEASURES

Department of Land Reclamation and Rural Building Engineering, Agricultural University of Lublin

S u m m a ry

The effect of 25-year antierosion measures on changes of the area relief and the physical properties of soil in bottoms of two longitudinal valleys at Elizówka near Lublin is presented in the paper (Figure 1).

218

The soil material of 7 cm in thickness is accumulated over the whole sodded valley bottoms, as it follows from Figures 2 and 3 and from Tables 1 and T.

Sodding of longitudinal valleys and antierosion measures on adjoining slopes resulted in favourable changes of chemical (Table 4) and physical (Table 5) properties of soils.

Doc. dr hab. Stanislaw P airs Instytut M elioracji i Budownictwa Rolniczego A R Lublin, ul. L eszczyńskiego 7