Istota poznania procesów zachodzących w systemie środowiska glebowego dla interpretacji przemian krajobrazu

środowiska glebowego dla interpretacji przemian krajobrazu.

Problemy Ekologii Krajobrazu, T. XLI, 7 – 19.

Istota poznania procesów zachodzących w systemie środowiska glebowego dla interpretacji przemian krajobrazu

Importance of knowledge concerning soil processes for the interpretation of landscape transformation

Marek Degórski

Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania, Polska Akademia Nauk, ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa

e-mail: m.degor@twarda.pan.pl

Abstract: Landscape is one of the main categories of the geographical space organization and constitutes a very important research subject in the context of understanding and recognition of its functioning and its structure.

The aim of this paper is to demonstrate how important are the empirical studies for the recognition of spatiotemporal regularities of landscape structure creation and of landscape functioning, basing on the methodology, which for such analysis applies the studies of soil cover. An issue of the very definition of landscape is also a subject of the brief analysis, since in terms of the scope of the landscape subject matter, it already determines the particular type of indispensable cognitive studies.

Słowa kluczowe: krajobraz, środowisko geograficzne, analiza SEM, świadczenia krajobrazowe, gleba Key words: landscape, geographical environment, SEM analysis, landscape services, soil

Wstęp

Krajobraz należy do jednych z podstawowych kategorii organizacji przestrzeni geograficznej i stanowi zarazem bardzo ważny przedmiot badawczy w kontekście poznania i zrozumienia jego funkcjonowania oraz struktury. Dlatego też dokładne rozpoznanie jednostek strukturalnych krajobrazu, ich właściwości, jak również historii rozwoju należy do podstawowego kanonu badań krajobrazowych. W miarę rozwoju meto- dycznego i postępu technicznego w instrumentarium badawczym, zmienia się warsztat oraz podejście badaczy do przedmiotu analizy. Wielowymiarowość krajobrazu, szczególnie w płaszczyznach przestrzeni i czasu, oraz konieczność poznawania relacji pomiędzy elementami krajobrazu, wymaga od badaczy coraz

to nowocześniejszych metod analitycznych. Od kilku dekad tradycyjne metody terenowo-laboratoryjne uzu- pełniane są technikami GIS. Rodzi to kolejne pytanie, czy te nowoczesne rozwiązania są substytucyjne, czy komplementarne w stosunku do tradycyjnych badań krajobrazu bazujących na studiach terenowych.

Odpowiedź na to pytanie komplikuje dodatkowo istota krajobrazu, a przede wszystkim – próby jego definiowania i, pomimo upływu lat, brak jednoznaczności w jego rozumieniu. Dodatkowo, na ten aspekt poznania krajobrazu nakładają się dyskusje dotyczące: relacji „środowisko geograficzne” a „krajobraz”

(Pietrzak 2005), skali badań i ich poziomu dokładności (Ostaszewska 2005). Wszystkie te problemy natury metodologicznej (jak badać, czym badać, gdzie badać, itd.) są nadal bardzo aktualne, a optymalizacja i ulepszanie metod badawczych może tylko umacniać wiarygodność osiąganych wyników.

Celem artykułu jest pokazanie jak istotne są studia empiryczne w poznaniu czasowo-przestrzennych prawidłowości kształtowania się struktury i funkcjonowania krajobrazu, na przykładzie wykorzystania do tego typu analiz badań pokrywy glebowej. Krótkiej analizie poddane zostanie również zagadnienie samej definicji krajobrazu, który z punktu widzenia swojego zakresu przedmiotowego determinuje określony typ niezbędnych studiów poznawczych. Zwrócona zostanie również uwaga na aspekt świadczeń krajobrazo- wych i ich znaczenia we współczesnym świecie.

Percepcja krajobrazu w kontekście procesów zachodzących w środowisku

Brak jednoznaczności w definicji krajobrazu i środowiska geograficznego oraz tworzenie wielu pojęć pokrewnych na ich określenie jako całości lub części, ma swoje korzenie w zmieniającym się postrzeganiu przyrody przez człowieka, będącym następstwem rozwoju nauki, ewolucji myśli filozoficznej oraz postępie cywilizacyjnym. Proces myślowy tworzący naukę obejmuje określone etapy poznania oraz definiowania zjawisk i procesów. Obejmuje on percepcję zdarzeń i form (doświadczenie), tworzenie konstruktów, formu- łowanie pojęć i megapojęć, tworzenie megakonstruktów przez wiązanie pojęć z konstruktami. Konstrukty wyprowadzamy z doświadczenia przez ich porządkowanie. Nasze doświadczenia staramy się wiązać z kategoriami o wyższej ogólności, a funkcje wiążące pełnią wówczas definicje. W przeciwieństwie do konstruktów, pojęcia są ideami bardziej abstrakcyjnymi, odległymi od treści empirycznych. Dochodzimy do nich na podstawie bardzo wielu doświadczeń w długim czasie. Tworzywem nauk empirycznych, do których należą nauki geograficzne i ekologia krajobrazu, są niewątpliwie przede wszystkim konstrukty.

Niemniej jednak pojęcia odgrywają bardzo ważną rolę w tworzeniu teorii, gdyż wyposażają nas w instru- menty, dzięki którym możemy operować konstruktami (Domański, 1998, Degórski 2005). Do takich podsta- wowych pojęć w geografii możemy zaliczyć „środowisko geograficzne”, jak i „krajobraz”.

Krajobraz posiada dziesiątki definicji, które po części zostały zebrane i opisane w pracach U. Myga- Piątek (2001, 2012). Pogłębione analizy tego podmiotu można również znaleźć w wielu innych polskich pracach, na przykład: K. Ostaszewskiej (2002), A. Richlinga i J. Solona (2011), T. Chmielewskiego (2012), jak i opracowaniach zagranicznych (Naveh i Lieberman1984, Farina 2006) Ich dokładna lektura wskazuje, że krajobraz jest pojęciem bardzo pojemnym i bardzo różnie definiowanym, od ujęć bardzo wąskich, jak J. Smoleńskiego (1912), który twierdził, że krajobraz jest zespołem zjawisk reprezentujących środowisko przyrodnicze, do ujęć o charakterze holistycznym, w którym krajobraz to całokształt odbieranego przez

zmysły zespołu różnych zjawisk (Schmollgruber 1994). Wielu badaczy krajobrazu, widząc jego złożo- ność, w definicjach starało się tę cechę wyartykułować. Przykładowo, J. Kondracki i A. Richling (1983) postrzegali krajobraz jako część epigeosfery (zewnętrznej sfery Ziemi) stanowiącą złożony przestrzennie geokompleks o swoistej strukturze i wewnętrznych powiązaniach, a R. T. Forman i M. Godron (1986) jako skomplikowany, wielowymiarowy i wielocechowy system, składający się z geokomponentów i tworzonych przez nie krajobrazowych jednostek przestrzennych, za które tradycyjnie uważa się geokompleksy lub coraz częściej – matryce, płaty i korytarze.

Rozwój badań krajobrazowych oraz ich interdyscyplinarność (studia geograficzne, biologiczne, archi- tektoniczne, urbanistyczne, itd.) sprawiają, że autorzy, definiując krajobraz, starają się ująć w definicji jak najwięcej informacji dotyczących percepcji, funkcjonowania i struktury tego elementu przestrzeni, przez co definicje stają się coraz bardziej skomplikowane i trudniejsze w odbiorze dla przeciętnego człowieka, niemającego dużego doświadczenia w studiach krajobrazowych. Przykładem może być ostatnio zapro- ponowana definicja A. Richlinga i J. Solona (2011), która uwzględnia jego całościowy i hierarchiczny cha- rakter, stanowiąc najtrafniejszą próbę podejścia holistycznego. Według autorów na krajobraz składają się częściowo niezależne trzy hierarchie przestrzenne: abiotyczna, której wyrazem jest georóżnorodność, bio- tyczna, znajdująca swe odbicie w bioróżnorodności i społeczna, którą oddaje zróżnicowanie wprowadzone przez człowieka. Twierdzą, że krajobraz powinien być jednocześnie traktowany jako: (i) zestaw obiektów fizycznych, ich agregacji, konfiguracji i podsystemów (abiotycznych, biotycznych, antropogenicznych);

(ii) system powiązanych ze sobą procesów (ekologicznych, geomorfologicznych, hydrologicznych, eolicznych, biogeochemicznych, ekonomicznych, społecznych i innych) integrujących obiekty fizyczne;

(iii) zbiór bodźców, oddziaływujących na różne zmysły użytkownika (wzrok, słuch, węch), w tym szcze- gólnie zestaw widoków i panoram o określonych wartościach estetycznych; (iv) zbiór wartości (poten- cjałów) przyrodniczych, społecznych, ekonomicznych, materialnych, duchowych, historycznych i innych, które najczęściej mają znaczenie względne; (v) system świadczący rzeczywiste i potencjalne usługi dla różnych grup użytkowników.

Próba tak wielowątkowego zdefiniowania krajobrazu, poniekąd wyczerpująca chyba wszystkie moż- liwe aspekty jego charakterystyk, jest jednak bardzo trudna w odbiorze, a do tego rodzi polemikę natury fundamentalnej czym jest środowisko geograficzne a czym krajobraz i jakie wzajemne relacje zachodzą pomiędzy tymi elementami przestrzeni geograficznej (Degórski 2005, Pietrzak 2005, Ostaszewska 2005).

Dlatego też, do dalszych rozważań posłużę się definicją krajobrazu przyjętą w Europejskiej Konwencji Krajobrazowej (2000), jakkolwiek nie uwzględniająca pewnych aspektów relacji i zjawisk w nim zachodzą- cych w kontekście wielowymiarowej percepcji krajobrazu. W tym dokumencie krajobraz rozumiany jest jako obszar postrzegany przez człowieka (ludzi), którego charakter (specyfika) jest wynikiem działania i wzajemnego oddziaływania (interakcji) czynników przyrodniczych i/lub ludzkich (antropogenicznych), czyli pozwala na traktowanie go jako samodzielnego bytu, będącego wynikiem procesów i zjawisk zacho- dzących w megasystemie środowiska geograficznego.

Zgodnie z tak sformułowaną definicją, krajobraz będący odbiciem (następstwem) procesów i zjawisk zachodzących w megasystemie środowiska geograficznego, kształtowany jest przez kompleks czynników zarówno fizycznogeograficznych, jak i społeczno-gospodarczych. Nie tylko identyfikacja zachodzących procesów ale również poznanie ich przebiegu pozwala na interpretację przemian krajobrazu w wymiarze

przestrzennym (delimitowanego obszaru) jak i czasowym. Ujęcie dynamiczno-przestrzenne krajobrazu wpisuje się w kanon kompleksowych jego badań, łącząc aspekt strukturalny i funkcjonalny wraz z definio- waniem interakcyjnych współzależności pomiędzy poszczególnymi elementami krajobrazu (np. przepływy energii i materii).

Niezależnie od wielu punktów widzenia na temat czynników decydujących o obecnym kształcie strukturalno-funkcjonalnym krajobrazu, istotne są dwie podstawowe grupy procesów, które odegrały i nadal odgrywają podstawową rolę w jej formowaniu (ryc. 1). Z jednej strony są to procesy endogeniczne, powodowane siłami wnętrza Ziemi, jak: tektoniczne, epejrogeniczne, wulkaniczne, sejsmiczne, oroge- niczne, izostatyczne, itd., z drugiej zaś – egzogeniczne, wywołane energią Słońca, czyli wietrzenie, erozja i denudacja. To przecież dzięki nim mamy dynamicznie kształtowaną powierzchnię naszej planety, która nie jest penepleną, ale zróżnicowaną orograficznie przestrzenią, charakteryzującą się określoną georóżnorod- nością, co stanowi potencjał dla kolejnych grup procesów odpowiedzialnych za funkcjonowanie megasy- stemu środowiska geograficznego, a w konsekwencji również wielofunkcyjnego krajobrazu. Do procesów tych należą: (i) geochemiczne – decydujące o rozmieszczeniem pierwiastków i związków chemicznych w obrębie poszczególnych krajobrazów; (ii) geofizyczne – kształtujące obecnie oraz w przeszłości struk- turę i fizyczne właściwości litosfery, atmosfery i hydrosfery w tym oceanosfery; (iii) biotyczne – kształtujące właściwości komponentów biosfery (producentów, konsumentów, reducentów), decydujących o róznorod- ności biologicznej oraz potencjale biotycznym środowiska.

Kolejana grupa procesów mająca podstawowe znaczenie w kształtowaniu się struktury funkcjonalno- -przestrzennej środowiska i wielofunkcyjnej struktury krajobrazu związana jest z szeroko rozumianą działalnością człowieka, której efekty nakładaja się na naturalne procesy i zjawiska środowiskotwór- cze, tworząc podsystem środowiska antropogenicznego w megasystemie środowiska geograficznego.

Do głównych procesów i zjawisk wpływających na funkcjonowanie i strukturę środowiska i krajobrazu należą: (i) społeczne – determinujące uwarunkowania ruchu naturalnego ludności, migracji, rozwoju spo- łecznego i percepcji człowieka w kontekście hierarchii wartości, itd.; (ii) ekonomiczne, kształtujące potencjał gospodarczy i determinujące między innymi stopień antropopresji na środowisko i zakres przekształcania krajobrazu; (iii) historyczne – odpowiedzialne za determinowanie określonych konsekwencji w środowisku i krajobrazie, często pozostających artefaktem na dziesiątki a nawet setki lat, lub też tworzących odrębną jednostkę przestrzanną. tożsamą dla danego regionu; (iv) duchowe – dające swój wyraz w formach kultury materialnej, związanej najczęściej z sacrum i profanum. Działalność materialna człowieka w dużym stop- niu zależy od stanu jego rozwoju intelektualnego, wiary i hierarchii aksjolologicznej, co powodowane jest rozumem człowieka i jego predyspozycjami (noosfera).

Przedstawiona złożoność i wielorakość procesów środowiskotwórczych i krajobrazotwórczych uzmysła- wia nam, jak skomplikowanym bytem jest środowisko geograficzne i krajobraz oraz od ilu bezpośrednich i pośrednich czynników zależy ich funkcjonowanie oraz struktura przestrzenna. W krajobrazie dodatkowo istotne są atrybuty kultury materialnej, które współdecydują o jego walorach, ale również atrakcyjności.

We współczesnym świecie, w którym coraz większą rolę odgrywa ekonomia, również krajobraz staje się produktem, który staramy się traktować już nie tylko jako dawcę doznań ale i żródło świadczeń, które posiadaja określoną wartość ekonomiczną (Degórski, Solon 2014). Ten kierunek postrzegania krajo-

Ryc. 1. Procesy i czynniki kształtujące wielofunkcyjną przestrzenną strukturę krajobrazu Fig. 1. The processes and factors which shape the spatial structure of a multifunctional landscape

brazu wymaga coraz bardziej precyzyjnych badań poszczególnych jego komponentów, na podstawie których można określić typ świadczeń jakie wynikają z ich właściwości, a także poznać ich charakte- rystyki i sposób wykorzystania przez człowieka. Efektem takich badań mogą być również wskazania praktyczne, stanowiące istotne przesłanki merytoryczne w procesie planowania, zarządzania i ochrony krajobrazu (de Groot i in. 2010).

Badania terenowe versus analizy

Coraz bardziej powszechne staje się wykorzystanie narzędzi GIS w studiach krajobrazowych. Generalnie można stwierdzić, że znajduje ono zastosowanie w kilku grupach zagadnień związanych z analizą krajo- brazu, między innymi w: (i) badaniu struktury krajobrazu (Jian-hua i in. 2001), (ii) rekonstrukcji krajobrazu historycznego (McLure i Griffiths 2002), (iii) modelowaniu zmian zachodzących w krajobrazie i prognozo- waniu jego przyszłych charakterystyk (Verburg i Veldkamp 2005) oraz (iv) mierzeniu i analizowaniu różnego rodzaju parametrów krajobrazu (landscape matrics), jak i ich wzajemnych zależności (Brady i in. 2009).

Powstaje zatem pytanie, w jakim zakresie studia krajobrazowe prowadzone przy pomocy narzędzi GIS mogą zastąpić tradycyjne badania terenowo-laboratoryjne. Przyjmując zaproponowaną przez A. Richlinga i J. Solona (2011), jak również zaprezentowaną w Europejskiej Konwencji Krajobrazowej (2000) definicję krajobrazu, w której jest on rozumiany wielopłaszczyznowo z uwzględnieniem relacji pomiędzy nimi, należy te dwie metody badawcze (terenową i opartą o środowisko GIS) traktować komplementarnie. W tym ujęciu, w analizach przestrzenno-funkcjonalnych krajobrazu, poza prostymi charakterystykami istotne są również aspekty jego kształtowania się w wymiarze geologicznym i historycznym do obecnej fazy rozwoju, jak rów- nież predykcja zmian, jakie mogą nastąpić w przyszłości. Ujęcie dynamiczne pozwoli lepiej zrozumieć stan obecny struktury krajobrazu, określonych funkcji poszczególnych jednostek przestrzennych oraz wszyst- kich zależności jakie zachodzą pomiędzy elementami środowiska, a tym samym – krajobrazu.

Empiryczne badania glebowe wzmocnieniem poznania funkcjonowania krajobrazu

Poznanie funkcjonowania krajobrazu, obok jego struktury, należy do kluczowych kierunków badawczych geografii krajobrazu. Wymaga ono nie tylko analiz zróżnicowania przestrzennego krajobrazu, ale również wyspecjalizowanych prac terenowych i laboratoryjnych. Bardzo przydatne w analizie funkcjonowania krajobrazu są również studia z zakresu ewolucji procesów naturalnych i antropogenicznych jakie w nim zachodziły. Chcąc poznać genezę krajobrazu, czy też interakcyjne zależności zachodzące w krajobra- zie, wręcz niezbędne są studia polowe, które nadal są głównym weryfikowalnym źródłem informacji.

W niniejszych rozważaniach posłużę się przykładami z zakresu badań jednego z komponentów środo- wiska, jakim jest pokrywa glebowa, stanowiąca zarazem jeden z najważniejszych potencjałnych zasobów środowiska, decydujących między innymi o przepływie materii i energii, krajobrazie roślinnym czy też struktrze krajobrazu. Jednym z ważnych wskaźników diagnostycznych w kontekście kształtowania się potencjału glebowego są wskaźniki bazujące na zawartości różnych form żelaza i glinu, a szczególnie – na wzajemnych proporcjach tych zawartości. Liczne badania dowiodły, że w glebach wykształconych w podobnym materiale litologicznym, będącym materiałem macierzystym gleby, i zbliżonych warunkach topoklimatu, wraz z ich wiekiem wzrasta stopień przekształcenia krzemianów żelaza w tlenki tego pier- wiastka (Catt 1988, Mokma 1983, 1991; Bednarek i Pokojska 1996; WRB 2006; Degórski 2007, Degórski i in. 2013). Na podstawie wzajemnych relacji pomiędzy poszczególnymi formami żelaza można zatem określić między innymi wiek względny materiału litologicznego w sekwencjach stratygraficznych osadów.

Wynika to z faktu, iż zawartość wolnych tlenków żelaza (Fed) i amorficznych form żelaza (Feo), będących pro- duktem wietrzenia materiału macierzystego o podobnej całkowitej zawartości żelaza, jest zależna od czasu trwania procesów egzogenicznych i pedogenicznych. Im gleba jest starsza, tym charakteryzuje się większą zawartością krystalicznych form Fe, które określa się na podstawie różnicy pomiędzy Fed–Feo. Doskonałą ilustracją takich badań, są studia autora wykonane dla pokryw stokowych Wyżyny Meghalaya w Indiach, które charakteryzują się bardzo widocznym zróżnicowaniem zawartości form żelaza krystalicznego w całkowitej zawartości Fe pomiędzy solum gleby a jej podłożem. Dokładną charakterystykę badanych gleb wraz z okre- śloną zawartością różnych form pedogenicznych żelaza i glinu oraz wartościami wskaźników w kontekście kryteriów procesu bielicowania autor przedstawił obszernie w innej pracy (Degórski 2011).

Analiza zawartości poszczególnych form żelaza w glebie jest możliwa w przypadku materiału litologicz- nego o podobnej całkowitej jego zawartości, gdy produkty wietrzenia są zależne od czasu trwania proce- sów egzogenicznych i pedogenicznych. Im gleba jest starsza, tym charakteryzuje się większą zawartością żelaza krystalicznego (Fekr). Uzyskane wyniki zawartości krystalicznych form żelaza w glebach czerwono- żółtych zbielicowanych wskazują na różnice wieku sedymentacji substratu w profilach. Podłoże gleby jest znacznie starsze od powierzchniowych pokryw stokowych, w których jest ona wykształcona. Wartości wskaźnika zawartości krystalicznych tlenków w całkowitej zawartości żelaza w najstarszych pokrywach stokowych bliskie są 90%, gdy w solum gleby nie przekraczają 45%, pomimo tego, iż na zawartość żelaza krystalicznego w profilu glebowym wykształconym w powierzchniowych warstwach litologicznych – obok procesów egzogenicznych – wpływ mają procesy glebotwórcze (ryc. 2).

W celu porównania stopnia zwietrzenia materiału w profilach glebowych stosuje się również wskaźnik określany na podstawie stosunku Fed do Fet (Bednarek i Pokojska, 1996). Wskaźnik ten maksymalną wartość bliską jedności osiąga w starych zwietrzelinach klimatu gorącego i wilgotnego, w których prawie wszystkie krzemiany żelaza zostały zamienione w tlenki. W badanych glebach w warstwie podłoża wartość współczynnika wynosi blisko 90%, co niewątpliwie wskazuje na silne i długie oddziaływanie czynników egzogenicznych i pedogenicznych na materiał litologiczny (ryc. 3).

Świeżo strącone tlenki żelaza, najczęściej bezpostaciowe lub słabokrystaliczne ulegają stopniowo pro- cesom starzenia, polegającym na odwadnianiu i krystalizacji (Bednarek i Pokojska, 1996). Zaawansowanie tych procesów ocenia się na podstawie stosunku amorficznej formy żelaza Feo do formy Fed, zwanego wskaźnikiem aktywności tlenków (Schwertmann, 1964). Wysoka wartość tego stosunku określona dla gleb rozwijających się w podobnych warunkach klimatycznych świadczy zatem o młodym wieku materiału lito- pedogenicznego, zaś niska wskazuje na długi czas oddziaływania procesów wietrzenia od zakończenia procesu sedymentacji materiału geologicznego. Zależność tę bardzo dobrze przedstawia profilowe zróżni- cowanie wartości wskaźnika w przekroju pokryw stokowych Wyżyny Meghalaya, gdzie podłoże jest znacz- nie starsze od materiału pokrywowego, w którym została wykształcona współczesna gleba. Podobnie jak w przypadku wskaźnika zawartości tlenków krystalicznych, zróżnicowanie wskaźnika aktywności tlenków żelaza wewnątrz profilu glebowego jest następstwem procesu glebowego i powstałych w jego wyniku poziomów genetycznych (ryc. 4). Wyniki te podkreślają odmienność krajobrazów, w których kształtowały się opisane gleby.

Podobnie jak badania zawartości różnych form żelaza i glinu w glebach, bardzo pomocna przy interpre- tacji rozwoju paleośrodowisk, niezbędnej do poznania ukształtowania się współczesnych cech krajobrazu,

Ryc. 3. Wskaźnik zawartości wolnego żelaza (Fed) w całkowitej zawartości tego pierwiastka (Fet) w glebie czerwono-żółtej bielicowanej i jej podłożu wykształconym na stoku Wyżyny Meghalaya (Indie)

Fig. 3. Index of a free iron content (Fed) in a total content of iron (Fet) in red-yellow soil with podzolic processes and their parent rock developed on the slope caps of Meghalaya Upland (India)

Ryc. 2. Wskaźnik zawartości krystalicznych tlenków żelaza w całkowitej jego zawartości w czerwono- żółtej glebie bielicowanej i jej podłożu wykształconym na stoku Wyżyny Meghalaya (Indie)

Fig. 2. Index of a crystalline iron oxides content in a total iron content in red-yellow soil with podzolic processes and their parent rock developed on the slope of Meghalaya Upland (India)

jest analiza ultramorfoskopowa ziaren gleby. Podstawą tej analizy jest identyfikacja i klasyfikacja cech wietrzenia fizycznego i chemicznego oraz cech morfologicznych reliefu, kształtu i zmatowienia powierzchni ziaren piasku widocznych na mikrografach skaningowej mikroskopii elektronowej SEM. Uzyskiwane na jej podstawie wyniki wykorzystuje się do określenia sekwencji zmieniających się uwarunkowań środowisk rozwoju badanych gleb w czasie i w przestrzeni współczesnych oraz dawnych krajobrazów (Kowalkowski i Degórski, 2008). Różne wyjściowe stany czasowe i przestrzenne procesów powstawania oraz przekształ- cania substratów mineralnych, a także zwietrzelin in situ od schyłkowego plejstocenu i w holocenie, mają w efekcie ekwifinalność, czyli powstawanie substratu dla rozwoju pokrywy glebowej. Istotne znaczenie ma tu nieliniowość czynnika czasu w przestrzeni przyrodniczej, którą według Ludwiga von Bertalanffy’ego (1968) należy rozpatrywać w „przekrojach czasowych poprzecznym i wzdłużnym”. Pod pojęciem „prze- kroju czasowego” rozumie się upływający czas, w którym znajduje się punkt funkcjonującego systemu przyrodniczego w krajobrazie. Przekrój „poprzeczny” dotyczy powstania i utrzymania się w czasie w płyn- nym zrównoważeniu rozwoju danego systemu. Przekrój „wzdłużny” określa trajektorię rozwoju tego sys- temu badań w upływającym czasie (Kowalkowski i Degórski, 2008).

Na podstawie analizy mikrogramów SEM można zatem stwierdzić, iż badane zwietrzeliny in situ oraz różnego wieku osady lodowcowe, wodnolodowcowe i wybrzeży morskich mają na powierzchniach zia- ren czytelne zespoły tekstur z cechami diagnostycznymi pozwalającymi przypisać je określonym mono- i poliśrodowiskom ich powstania. Do tych cech należą kształt i relief powierzchni ziaren piasku o średnicy

Ryc. 4. Wskaźnik aktywności tlenków żelaza w glebie czerwono-żółtej bielicowanej i jej podłożu wykształco- nym na stoku Wyżyny Meghalaya (Indie)

Fig. 4. Index of iron oxide mobility in red-yellow soil with podzolic processes and their parent rock developed on the slope of Meghalaya Upland (India)

0,6 – 0,8 mm (fot. 1 i 2). W nawiązaniu do wiedzy o dynamice czaso-przestrzennej środowisk rozwoju gleb na terenach polodowcowych półkuli północnej, za podstawę przyczynowego rozpatrywania możliwo- ści rekonstrukcji następujących po sobie środowisk krajobrazów, przyjmuje się najczęściej proponowane przez D. Koppa (1965) oraz K. D. Jägera (1979), a ostatnio rozwinięte przez A. Kowalkowskiego (2006) i M. Degórskiego i in. (2013), systemy klasyfikacji aktuo- i paleośrodowisk morfogenetycznych krajobrazów.

Fot. 1. Sferoidalne ziarno skalenia z reliktowym kształtem graniastym i reliefem wysokim oraz średnim granularnego i blokowego rozpadu mechanicznego, całkowi- cie zmatowiałe i zaokrąglone wskutek dominacji młodszych procesów chemicznych wytrawiania i naskorupień oraz następczego pelitowego złuszczania (pow. 72x, poziom AhE, głębokość 4 – 8 cm, Równia pod Śnieżką, peryglacjalne zrównanie) Photo 1. Spheroidal feldspar grain with relic angular shape and high and medium relief of the angular and blocky mechanical disintegration, completely frosted and rounded in consequence of the domination of the younger chemical processes of etching and oncrusting as well the sequent pelitic desquamation (magn. 72x, AhE horizon, depth 4 – 8 cm, Równia pod Śnieżką, periglacial planation)

Fot. 2. Gąbczaste wietrzenie chemiczne z siecią kawern wytrawiania oraz gładkimi ścian- kami błyszczącymi następczego mechanicznego rozpadu (pow. 10 000x, fragm. fot.1) Photo 2. Spongy chemical weathering with net of the etching caves and with smooth sides shiny of the sequent mechanical disintegration (magn. 10 000x, fragm. of photo 1)

Podsumowanie

Przedstawiony przykład szczegółowych badań terenowo-laboratoryjnych dotyczących interpretacji mor- fogenezy środowiska, a tym samym krajobrazów, w których zachodził jego rozwój, może stanowić cenne źródło informacji o strukturze i funkcjonowaniu współczesnego krajobrazu. Badania te mogą uzupeł- niać analizy wykonywane przy użyciu narzędzi GIS, czy też tradycyjnych metodach retrospektywnych.

Komplementarność metod podnosi tylko wartość merytoryczną wyników, pozwala na ich weryfikację, a przede wszystkim umożliwia wielokierunkowe studia, które wzmacniają wiarygodność naszych docie- kań naukowych.

Literatura

Bednarek R., Pokojska U. 1996. Diagnostyczne znaczenie niektórych wskaźników chemicznych w bada- niach paleopedologicznych. Konferencja „Metody badań paleopedologicznych i wykorzystanie gleb kopalnych w paleopedologii”. Łódź 26–28.06.1996. Komisja Paleopedologii Komitetu Badań Czwartorzędu PAN–Uniwersytet Łódzki, Łódź, s. 25–29.

Bertalanffy von L. 1973. General system theory. Foundations, Development, Applications, G. Brazler (red.).

New York.

Brady M., McAlpine C., Miller C., Possingham H., Baxter G. 2009. Habitat attributes of landscape mosaics along a gradient of matrix development intensity: matrix management matters. Landscape Ecol.

24, s. 879–891.

Catt J. 1988. Quaternary geology for scientist and engineers. John Wiley and Sons, New York–Chichester–

–Brisbane–Toronto.

Chmielewski T. 2012. Systemy krajobrazowe, struktura – funkcjonowanie – planowanie. PWN, Warszawa.

Degórski M. 2005. Środowisko przyrodnicze a środowisko geograficzne [w:] W. Maik, K. Rembowska, A. Suliborski (red.). Geografia jako nauka o przestrzeni, środowisku i krajobrazie. Podstawowe Idee i Koncepcje w Geografii, 1, s. 116–129.

Degórski M. 2007. Spatial Variability in Podzolic Soils of Central and Northern Europe. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C.

Degórski M. 2011. The relationships between different forms of iron and aluminium in soils as indicators of soil-cover development on India’s Cherrapunji Spur (Meghalaya Plateau), Geographia Polonica, 84, 1, s. 61–73.

Degórski M., Solon J. 2014. Ecosystem services as a factor strengthening regional development trajectory, Ekonomia i Środowisko, 51, 4, s. 48–57.

Degórski M., Kowalkowski A., Kozłowska A. 2013. Gleby bielicoziemne – geograficzne trendy i dyskonty- nuacje procesów rozwoju, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN, SEDNO Wydawnictwo Akademickie, Warszawa.

de Groot R. S., Alkemade R., Braat L., Hein L., Willemen L. 2010. Challenges in integrating the concept of ecosystem services and values in landscape planning, management and decision making, Ecological Complexity, 7, s. 260–272 .

Domański R. 1998. Zasady geografii społeczno-ekonomicznej, PWN, Warszawa.

Farina A. 2007. Principles and Methods in Landscape Ecology: Towards a Science of the Landscape.

Springer, Heidelberg, New York, Dordrecht, London.

Forman R. T., Godron M. 1986. Landscape Ecology, John Wiley, New York.

Jäger K. D. 1979. Aktuelle Fraget der Fachterminologie In der Periglazial forschung des nőrdlichen Mitteleuropa. Acta Universitatie Nicolai Copernici. Nauki Matematyczno-Przyrodnicze. Geografia 14, 46, Toruń, s. 45–57.

Jian-hua X., Yan L., Nan-shan A., Wen-ze Y. 2001. A study on landscape mosaic structure in urban-rural area in northwest of China with RS and GIS – A case study of Xigu District in Lanzhou City, Chinese Geographical Science, 11, 4, s. 366 – 376.

Kondracki J., Richling A. 1983. Próba uporządkowania terminologii w zakresie geografii fizycznej komplek- sowej. Przegląd Geograficzny 55, 1, s. 201–218.

Kopp D. 1965. Die periglaziäre Deckzone (Gaschiebedecksand) in rordostdeutschen Tiefland und ihre bodenkundliche Bedeutung. Ber der Geol. Ges. in der DDR 40, 6, Berlin, s. 739–771.

Kowalkowski A. 2006. Die Bedeutung periglaziärer Prozesse Fũr die Bodenbeurtellung bei der Naturraumerkundung. Archiv Fũr Neturschutz und Landschaftsforschung V. 45, H. 3–4, Greifswald, s. 161–182.

Kowalkowski A., Degórski M. 2008. Możliwość rekonstrukcji rozwoju środowiska przy zastosowaniu badań morfoskopowych SEM na przykładzie gleb bielicowych. Roczniki Gleboznawcze 59, 4, s. 4–13.

McLure J.T., Griffiths G.H. 2002. Historic landscape reconstruction and visualisation, West Oxfordshire, England. Transactions in GIS 6, s. 69–78.

Mokma D. 1983. New chemical criteria for defining the spodic horizon. Soil Sci. of American Jour. 47, 5, s. 972–976.

Mokma D. 1991. Genesis of Spodosols in Michigan, USA. Trends in Soil Science 1, s. 25–32.

Myga-Piątek U. 2001. Spór o pojęcie krajobrazu w geografii i dziedzinach pokrewnych. Przegląd Geograficzny 73, 1–2, s. 163–176.

Myga-Piątek U. 2012. Krajobraz kulturowy. Aspekty ewolucyjne i typologiczne. Wyd. Uniwersytetu Śląskiego, Katowice.

Naveh Z., Lieberman A. 1984. Landscape ecology: theory and application. Springer-Verlag, New York, NY, USA

Ostaszewska K. 2002. Geografia krajobrazu. PWN, Warszawa.

Ostaszewska K. 2005. Krajobraz – środowisko geograficzne – środowisko przyrodnicze [w:] W. Maik, K. Rembowska, A. Suliborski (red.). Geografia jako nauka o przestrzeni, środowisku i krajobrazie.

Podstawowe Idee i koncepcje w Geografii, 1, s.162–171.

Pietrzak M. 2005. Ewolucja poglądów geograficznych na krajobraz [w:] W. Maik, K. Rembowska, A. Suliborski (red.). Geografia jako nauka o przestrzeni, środowisku i krajobrazie. Podstawowe Idee i koncepcje w Geografii, 1, s.151–161.

Richling A., Solon J. 2011. Ekologia krajobrazu. PWN, Warszawa.

Schmollgruber C. 1994. Landscape transformation. ARGE Umweleterziehung, Wiedeń.

Smoleński J. 1912. Krajobraz Polski. Wydawnictwo J. Mortkowicza, Warszawa.

Schwertmann U. 1964. Differenzierung der Eisenoxide des Bodens durch Extraktion mit Ammoniumoxalat–

–Losung. Zeitschrift fur Pflanzenernahrung Dungung Bodenkunde 105, s. 194–202.

WRB 2006. World reference base for soil resources, A framework for international classification, correlation and communication, World Soil resources Reports 103, FAO, ISRIC and IUSS.

Verburg P. H., Veldkamp A. 2005. Introduction to the special issue on spatial modeling to explore land use dynamics. International Journal of Geographical Information Science, 19, 2, s. 99–102.