Charakterystyka gleb wylesionych obszarów Gór Izerskich

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLVIII NR 1/2 WARSZAWA 1997: 111-124

ZYGMUNT BROGOWSKI*, JAN BORZYSZKOWSKI**, BARBARA GWOREK*, APOLONIA OSTROWSKA**, GRAŻYNA PORĘBSKA**, JADWIGA SIENKIEWICZ**

CHARAKTERYSTYKA GLEB WYLESIONYCH

OBSZARÓW GÓR IZERSKICH

* Katedra G leb ozn aw stw a SG G W w W arszaw ie, ** Instytut O chrony Ś rodow iska w W arszaw ie

WSTĘP

Obszar Sudetów, szczególnie zachodnich, budzi coraz większe zainteresowa­ nie ekologów, meteorologów, gleboznawców, leśników i innych specjalistów ze względu na znaczną antropopresję, która doprowadziła do klęski ekologicznej. W wyniku działania człowieka obszar Gór Izerskich - znacząca część Sudetów Zachodnich - został całkowicie pozbawiony drzewostanów na obszarze około 80% powierzchni leśnej. Dobrowolska [1995] i Kabała [1995] twierdzą, że wyle­ sienie Gór Izerskich może wynikać między innymi z nadmiernego zakwaszenia powierzchniowych poziomów gleb i uruchomienia znacznych ilości glinu wy­ miennego. Wcześniejsze badania [Kuźnicki i in. 1973] potwierdzają ten pogląd i wskazują na duży stopień zakwaszenia tych gleb w okresie, kiedy nie obserwo­ wano jeszcze symptomów klęski ekologicznej. Wiele innych badań również sygnalizuje, że oddziaływanie przemysłu prędzej czy późnej doprowadza do klęski ekologicznej obszarów leśnych [Kowalkowski 1980; Drozd, Kowaliński 1977; Drozd 1995; Ostrowska 1974].

Celem niniejszych badań jest wstępna charakterystyka gleb wylesionych ob­ szarów Gór Izerskich. Stanowić one będą podstawę do dalszych bardziej szcze­ gółowych badań i obserwacji postępującej degradacji środowiska przyrodniczego, w tym i glebowego.

MATERIAŁ I METODY BADAŃ

Badania gleb Gór Izerskich, ze szczególnym uwzględnieniem terenów wyle­ sionych, są prowadzone od 1993 roku. Szczegółowe rozpoznanie pokrywy glebo­ wej przeprowadzono w zachodniej części głównego masywu tych gór - Wysokiego Grzbietu, w środkowej części Grzbietu Kamienickiego oraz w obni­ żeniu dolinnym rzeki Izery - na Hali Izerskiej.

Dla rozpoznania związków pokrywy glebowej z budową geologiczną i rzeźbą terenu wykonano odkrywki glebowe w charakterystycznych elementach krajobra­ zu, począwszy od spłaszczeń terenowych poprzez stoki aż do partii szczytowych.

112

Spośród wielu punktów przebadanych w terenie do badań laboratoryjnych wytypowano 10 profilów z najbardziej charakterystycznych elementów rzeźby terenu, z których pobrano próby z określonych poziomów genetycznych.

Są to następujące profile i ich lokalizacja:

P r o fil I. Gleba opadowo-glejowa wytworzona z granitów. Usytuowana w

pobliżu Jakuszyc na łagodnym wylesionym stoku, koło stacji doświadczalnej Instytutu Badawczego Leśnictwa - roślinność trawiasta. Wysokość około 920 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekracza 40 cm. Symbolikę poziomów podano w tabeli 1.

P r o fil II. Gleba opadowo-glejowa wytworzona z granitów. Usytuowana na

Hali Izerskiej przy Koźlich Skałach, na łagodnym zboczu - roślinność trawiasta. Wysokość około 830 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały około 50 cm.

P r o fil III. Gleba brunatna kwaśna wytworzona z granitu na łagodnym zboczu

Hali Izerskiej - roślinność trawiasta. Wysokość około 840 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekracza 30 cm.

P r o fil IV . Ranker właściwy, tzn. alpejski lub próchniczny, wytworzony z

gnejsów. Duża domieszka kwarcu upodabnia je do piaskowców zgnejsowanych. Strome zbocze północnego Stogu Izerskiego poniżej schroniska. Obumierający starodrzew świerkowy. Wysokość około 970 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekracza 40 cm.

P r o fil V. Ranker właściwy wytworzony z gnejsów, silnie szkieletowy, na

zboczu północnym Stogu Izerskiego powyżej schroniska. Obszar po obumarłym lesie. Wysokość 1090-1100 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekra­ cza 20 cm.

P r o fil V I. Gleba torfowa płytka napodłożu gnejsów granitowych. Usytuowany

od strony Czerniawy na zboczu i granicy wylesionej i obumierającego lasu. Wysokość około 870 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekracza 50 cm.

P r o fil V II. Gleba brunatna kwaśna wytworzona z gnejsów granitowych na

obszarze wylesionym północnego zbocza pod szczytem Stogu Izerskiego od strony Czerniawy. Wysokość około 920 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały wynosi 50 cm.

P r o fil V III. Gleba brunatna kwaśna wytworzona z łupków chlorytowych.

Łagodne zbocze południowe od strony Czerniawy powyżej Stacji Badawczej (EMEP). Roślinność łąkowa. Wysokość około 650 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały wynosi 35-40 cm.

P r o fil IX . Ranker brunatny silnie szkieletowy, wytworzony z leukogranitów

o dużej zawartości kwarcu, co upodabnia go do piaskowców uławicowanych. Usytuowany na zboczu północnym, poniżej Stacji Badawczej (EMEP). Obszar wylesiony, porośnięty bujną do 60-80 cm trawą. Wysokość 690-700 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały wynosi 30-40 cm.

P r o fil X. Gleba brunatna wytworzona z łupków chlorytowych ze znaczną

domieszką serpentynitów i niewielką granitów. Przełęcz Kowarska - szczyt wzgórza. Obumierający starodrzew świerkowy. Wysokość 790-800 m n.p.m. Miąższość gleby do litej skały nie przekracza 50-60 cm.

W glebach wytypowanych do badań laboratoryjnych oznaczenia wykonano następującymi metodami:

a) skład granulometryczny w poziomach mineralnych - metodą Cassagrande’ a w modyfikacji Prószyńskiego bez usuwania związków organicznych. Danych

Charakterrystyka gleb wylesionych obszarów Gór Izerskich /73 (tab. 1) dotyczących uziarnienia poniżej 1 mm nie przeliczano na całość zwietrze­ liny,

b) węgiel związków organicznych - metodą Tiurina, c) azot ogólny - zautomatyzowaną metodą Kjeldahla,

d) kationy wymienne wypierano ln octanem amonu o pH=7; Ca, К i Na oznaczano metodą fotopłomieniową, a Mg - ASA,

e) kwasowość hydrolityczną-m etodą Kappena stosując octan wapnia In o pH = 8,2,

f) kwasowość wymienną i glin wymienny - metodą Sokołowa,

g) pH w H20 i 1 n KC1 - metodą elektrometryczną stosuj ąc elektrodę zespoloną, h) fosfor wymienny przechodzący do wyciągu ln octanu amonu o pH = 1 , 0 - metodą kolorymetryczną w modyfikacji Brogowskiego [1966].

WYNIKI

O gólna charakterystyka terenu i jego budowy geologicznej

Góry Izerskie leżą w zachodniej części Sudetów, na wschód od tzw. Worka Turoszowskiego i na zachód od Karkonoskiego Parku Narodowego. Najwyższe wzniesienie nie przekracza 1100 m n.p.m. Zbocza wzniesień stosunkowo łagodnie opadają w kierunku mniej lub bardziej rozległych dolin. Obszary pokryte były przed 25 laty głównie lasami świerkowymi z domieszką buka, jodły, dębu [Kuźnicki i in. 1973]. Obecnie około 80% obszaru zostało wylesione w wyniku zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego [Dobrowolska 1995]. Wylesione ob­ szary pokryte są bujną roślinnością trawiastą i zielną z nowymi nasadzeniami jarzębiny, modrzewia i innymi.

Budowa geologiczna omawianego obszaru jest silnie zróżnicowana, szczegól­ nie warstwy powierzchniowe. Południową część budują granity karbońskie o zróżnicowanej strukturze ziarnistej. Część północna to gnejsy granitowe, miejsca­ mi powstałe z granitów o dużej zawartości kwarcu, co upodabnia je do uławico- wanych piaskowców. Lokalnie występują łupki chlorytowe, miejscami z do­ mieszką serpentynitów, łupki chlorytowo-kwarcowe i łuszczykowo-kwarcowe oraz leukogranity. Na północ od Szklarskiej Poręby występują lokalnie wysady bazaltów trzeciorzędowych.

Badany obszar jest silnie zerodowany - zniszczony przez górskie zlodowacenia lokalne, a zwietrzelina w większości znoszona do dolin rzecznych tworzy stosun­ kowo żyzne gleby. Zbocza i szczyty wzniesień są pokryte płytką lub bardzo płytką zwietrzeliną, często łącznie z darnią nie przekraczającą 25-35 cm.

Części ziemiste (<1 mm) zwietrzeliny wykazują uziarnienie glin lekkich i średnich, jedynie na obszarze Jakuszyc zwietrzelina leżąca bezpośrednio na granitach charakteryzuje się składem gliny ciężkiej (tab.l). Gliny te, prawie bez wyjątku, mają znaczną domieszkę pyłu (0,1-0,02 mm) i w większości stanowią gliny pylaste. Natomiast profile: VII, VIII, IX i X w części ziemistej (< 1 mm) wykazują skład granulometryczny pyłu zwykłego lub pyłów ilastych. Należy podkreślić, że udział części ziemistych w całej masie zwietrzeliny wynosi na badanym obszarze 35-75% , a pozostałą część tworzy rumosz skalny. Stąd zawar­ tość części szkieletowych w badanych glebach waha się od 25 do 65%.

TABELA 1. Uziarnienie i niektóre w łaściw ości fizykochem iczne gleb Gór Izerskich TABLE 1. Texture and som e physico-chem ical properties o f the soil of the Izerskie Mountains No profilu Profile No Poziom gene­ tyczny Genetic horizons Głębokość pobrania prób Sampling depth [cm] pH С N Stosu­ nek Ratio С : N

Procent ziarn glebowych o średnicy [mm] Percent of soil grains in diameter [mm]

H20 KC1 [%] 1-0,1 0,1 -0,05 0,05 0 ,0 2 - -0 ,0 2 0,005 0,005-0,002 - <0,002 <0,02 I Of 0 -4 4,3 3,1 38,50 1,40 27,5 - - - -Oh/A 4 -2 0 3,9 2,9 23,20 0,81 28,7 - - - - -GBg 20-27 3,7 3,1 1,30 0,06 21,6 44 7 11 19 7 12 38 Cg 27-45 4,4 4,0 1,03 0,05 20,6 20 5 16 25 10 24 59 II Of 0-5 4,2 3,4 36,12 1,96 18,4 - - - -Oh/A 5 -10 4,0 3,4 29,80 1,52 19,7 - - - -Gg 10-18 4,0 3,4 1,90 0,11 17,1 23 8 19 15 10 24 49 Bg 18-40 4,3 3,8 2,90 0,22 13,2 44 6 16 16 7 11 34 С 40-50 4,5 4,2 1Д2 0,06 18,6 44 7 18 18 2 11 31 III Of 0 -4 4,9 3,2 10,60 0,36 29,4 - - - -Oh/A 4 -9 6,3 5,4 3,40 0,22 15,4 - - - - -A/Bbr 9-13 4,9 3,9 6,10 0,42 14,5 32 8 29 14 6 11 31 Bbr 13-28 5,0 4,3 3,68 0,21 17,5 34 9 23 13 3 18 34 С 28-35 5,0 4,3 1,32 0,08 16,5 30 12 18 24 9 7 40 IV Ofh 0 -8 4,0 3,0 36,65 1,75 20,9 - - - -Oh 8-13 3,6 2,9 32,72 1,04 31,4 - - - -A/C 13-42 3,8 2,9 17,60 0.76 23,1 - - - - - - -V Ofh 0-5 3,7 3,4 27.64 0,90 31,2 - - - -A 5-15 3,7 3,1 8,70 0,25 34,8 - - - -С 15-25 3,8 3,2 4,95 0,15 33,0 38 21 15 15 1 10 26 Z .B ro g o w ski i in .

TABELA 1 cd. - TABLE 1 continued No profilu Profile No Poziom gene­ tyczny Genetic horizons Głębokość pobrania prób Sampling depth [cm] pH С N Stosu­ nek Ratio С : N

Procent ziarn glebowych 0 średnicy Percent of soil grains in diameter [mm]

[mm] H2O KCl [%] 1-0,1 0 ,1 -0,05 0,05 -0 ,0 2 0 ,0 2 -0,005 0,005-0,002 - <0,002 <0,02 VI PO 0 -5 4,4 4,1 21,90 0,40 24,9 - - - -PO 5 -2 0 4,4 4,1 24,38 1,30 18,7 - - - - - - -POtpz 20-50 4,9 4,0 37,33 1,20 31,1 - - - - - - -VII Ofh 1-6 4,4 3,1 52,30 1,42 36,7 - - - - - - -Oh/A 6 -1 4 3,8 3,0 21,12 0,84 25,1 - - - - - - -Bbr 14-30 3,4 2,9 3,43 0,12 28,6 35 8 24 17 0 16 33 Bbr/C 30-50 3,8 3,4 2,65 0,11 24,1 37 9 25 12 1 16 29 VIII Ofh 0 -6 4,5 3,6 15,40 0,98 16,2 - - - - - - -A 6 -1 0 4,6 4,0 6,90 0,42 16,4 19 18 37 16 4 6 26 Bbr/C 10-30 4,8 4,1 4,60 0,22 20,9 23 4 37 19 5 12 36 С 25-30 5,1 4,1 2,50 0,13 19,2 - - - - - - -IX Ofh 0 -6 4,1 3,3 15,94 0,80 20,1 _ - - - - - -A 6 -1 0 4,0 3,3 9,04 0,48 18,8 15 11 36 8 11 19 38 Bbr 10-30 4,3 4,0 2,40 0,12 20,0 24 10 30 16 9 11 36 С 30-40 4,4 3,9 1,63 0,08 20,3 24 9 31 19 6 11 36 X Ofh 0 -5 3,4 2,7 22,20 1,01 22,0 - - - - - - -Oh/A 5-13 3,5 2,7 26,20 1,32 20,0 - - - - - - -Bbr 13-27 3,3 2,6 3,86 0,20 19,3 23 11 41 0 9 10 19 Bbr/C 27-50 4,1 3,8 2,00 0,12 16,6 28 14 26 17 5 10 32 Charakterystyka gle b w yle si o n yc h ob sz a ró w G ar Iz e rs k ic h

TABELA 2. W łaściw ości kompleksu sorpcyjnego gleb z obszaru Gór Izerskich TABLE 2. Properties o f soil sorption com plex in the Izerskie Mountains Nr profilu Profile No Głębokość pobrania prób Sampling depth [cm]

Ca+2 Mg+2 K+ Na+ Hh Th Alw+3 Hw Z\y Tw Wysycenie - Saturation Wymienny

Exchange­ able H2PO4" [mg/100 g]

%Vh % Vw

[meq/100 g gleby - meq/100 g of soil]

I 0-4 4-20 20-27 27-46 3,77 1,84 0,26 0,08 1,86 0,51 0,09 0,04 0,54 0,39 0,08 0,10 0,40 0,21 0,11 0,04 6,57 2,95 0,54 0,26 87,00 60,30 8,40 8,70 93,57 63,25 8,84 8,96 17,20 20,04 6,46 5,31 0,91 1,28 0,09 0,06 18,11 21,32 6.55 5,37 24,68 24,27 7,09 5,63 7.0 4,7 5.0 3.0 26,6 12,2 7.6 4.6 2,2 14,5 1 ,0 4,4 II 0-5 0,85 0,60 0,90 0,33 2,68 72,30 74,98 26,48 1,42 27,90 30,58 3,6 8,8 2,7 5-10 0,66 0,51 0,70 0,29 2,16 65,10 67,26 29,94 0,32 30,26 32,42 3,2 6,7 9,5 10-18 0,16 0,05 0,06 0,08 0,35 17,10 17,45 1,40 0,20 1,60 1,95 2,0 11,9 0,8 18-40 0,18 0,06 0,08 0,10 0,42 20,92 21,35 11,82 0,13 11,95 12,37 2,0 3,4 3,4 40-50 0,12 0,03 0,06 0,08 0,29 8,70 8,99 3,81 0,00 3.81 4,10 3,2 7,1 4,8 III 0 -4 0,60 0,13 0,06 0,08 0,87 10,88 11,75 2,53 0,13 2,66 3,53 7,4 24,6 4,4 4 -9 12,40 7,20 0,48 0,27 18,35 11,40 29,75 0,57 0,24 0,81 19,61 61,7 95,8 12,5 9-13 1,87 1,34 0,18 0,13 3,52 23,10 26,62 4,49 0,13 4,62 8,14 13,2 43,2 5,0 13-28 0,78 0,43 0,09 0,11 1,41 28,20 29,61 5,81 0,04 5,85 7,26 4,8 14,4 7,6 28-35 0,35 0,20 0,14 0,22 0,91 17,68 18,59 9,91 0,00 9,91 10,82 4,9 8,4 5,4 IV 0-8 2,70 1,05 0,82 0,33 4,90 93,60 98,50 20,95 5,10 26,05 30,95 5,0 15,8 36,0 8-13 1,46 0,70 0,58 0,34 3,08 81,30 84,38 26,62 5,64 32,26 35,34 3,6 8,7 27,0 13-42 1,05 0,27 0,24 0,34 1,90 45,30 47,20 11,30 3,72 15,02 16,92 4,0 11,2 14,0 V 0-5 0,71 0,34 0,49 0,57 2,11 50,70 52,81 15,62 1,88 17,50 19,61 4,0 10,8 15,5 5-15 0,17 0,09 0,11 0,10 0,47 41,30 41,77 9,60 1,68 11,28 11,75 1Д 4,0 4,0 15-25 0,18 0,06 0,07 0,26 0,57 11,78 12,35 5,96 0,42 6,38 6,95 4,6 8,2 3,6 Z .B ro g o w sk i i in .

TABELA 2 cd. - TABLE 2 continued Nr profilu Profile No Głębokość pobrania prób Sampling depth [cm]

Ca+2 Mg+2 K+ Na+ Xk Hh Th Alw+3 Hw X\y Tw Wysycenie

%Vh - Saturation Wymienny Exchange­ rs, Vw able H2PO4" [m g/l 00 g] [meq/100 g gleby - meq/100 g of soil]

VI 0 -5 5 -2 0 20-50 0,61 0,74 1,02 0,25 0,33 0,46 0,40 0,33 0,82 0,12 0,46 0,42 1,38 1,86 2,72 52,50 53,40 36,75 53,88 55,26 39,47 16,52 17,02 21,55 0,91 1,33 2,45 17,43 18,35 24,00 18,81 20,21 26,72 2,6 3,4 6,9 7,3 9,2 10,2 11,0 9,0 19,5 VII 1-6 1,54 0,64 0,67 0,27 3,12 73,20 76,32 23,59 2,41 25,00 28,12 4,1 11,1 17,0 6 -1 4 1,22 0,50 0,44 0,54 2,70 55,50 58,20 16,65 3,65 20,30 23,00 4,6 11,7 9,0 14-30 0,18 0,06 0,08 0,08 0,40 16,20 16,60 8,30 0,60 8,90 9,30 2,4 4,3 1,8 30-50 0,21 0,07 0,09 0,10 0,47 16,43 16,90 8,49 0,37 8,86 9,33 2,8 5,8 1,8 VIII 0 -5 2,70 0,70 0,68 0,26 4,34 44,70 49,04 12,80 2,20 15,00 19,34 8,8 22,4 17,0 5-15 0,68 0,18 0,24 0,19 1,29 24,30 25,59 7,71 0,66 8,37 9,66 5,0 13,4 7,0 15-25 0,31 0,35 0,09 0,33 1,08 13,13 14,21 6,59 0,41 7,00 8,08 7,6 13,4 2,6 25-30 1,80 0,21 0,08 0,11 2,20 15,75 17,95 4,90 0,60 5,50 7,72 12,3 28,5 6,2 IX 0 -6 1,51 0,49 0,60 0,20 2,80 54,90 57,70 20,70 1,20 21,90 24,70 4,8 11,3 11,0 6 -1 0 0,91 0,31 0,30 0,35 1,87 38,70 40,57 13,45 1,09 14,54 16,41 4,6 11,4 7,5 10-30 0,19 0,07 0,07 0,12 0,45 9,38 9,83 5,47 0,13 5,60 6,05 4,6 7,4 2,0 30-40 0,20 0,07 0,08 0,12 0,47 17,70 18,17 5,31 0,16 5,47 5,94 2,6 7,9 4,2 X 0 -5 0,77 0,28 0,28 0,17 1,50 46,50 48,00 13,79 4,58 18,47 19,97 3,1 7,5 12,0 5-13 2,22 0,68 0,74 0,14 3,78 84,90 88,68 7,58 2,82 10,40 14,18 4,3 26,6 37,5 13-27 0,28 0,16 0,27 0,06 0,77 28,90 29,67 16,57 2,60 19,17 29,94 2,6 3,9 3,2 27-50 0,22 0,09 0,20 0,07 0,58 12,68 13,26 11,50 0,45 11,95 12,58 4,4 4,6 3,2

£k = (Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+), Hh - kwasowość hydrolityczna - hydrolytic acidity; Th = Xk + H h - sorpcyjna pojemność hydrolityczna - hydrolytic capacity Xw = Alw i Hw - kwasowość wymienna - exchangeable acidity;

Tw = Ik + £w - suma kationów wymiennych - sum o f exchangeable cations ( (Ca+2 + Mg+2 + K+ + Na+) + (Alw+3 + Hw+);

Charakterystyka gle b w yle si on yc h o bs za ró w G ór Iz e rs k ic h

118 Z. Brogowski i im

W łaściw ości fizykochem iczne gleb

Materia organiczna stanowi w wierzchnich poziomach (Of i Oh) surowy opad ściółki lub obumarłych traw i roślinności zielnej poprzeplatanej wojłokiem korze­ ni. Poziomy organiczne (Of i Oh) w całym profilu do litej skały stanowią od 20 do 100%. Najgłębszy profil glebowy na badanym terenie wynosi około 50 cm wraz z poziomem organicznym. W dolnych poziomach mineralnych badanych profilów występuje od 1 do 9% węgla organicznego. Stąd też głównym procesem inicjującym powstawanie gleb w strefie Gór Izerskich był i jest proces akumulacji związków organicznych przy umiarkowanej ich mineralizacji i humifikacji. W tór­ nym procesem jest wietrzenie fizyczne i chemiczne utworów skalnych wspoma­ ganym przez martwe szczątki organiczne.

Nieodłącznym składnikiem materii organicznej jest azot. Jego ilość, podobnie jak i ilość związków organicznych, maleje gwałtownie na granicy przejścia poziomów organicznych w poziomy mineralne (tab.l). Stosunek węgla do azotu w materii organicznej badanych gleb jest na tyle szeroki, że trudno mówić o występowaniu w głębszych poziomach mineralnych próchnicy właściwej. Są to specyficzne związki organiczne charakterystyczne dla obszarów leśnych. Należy sądzić, że właściwe związki humusowe, a szczególnie kwasy fulwowe, są prze­ mieszczane szczelinami wśród głazów skał masywnych poza obręb profilu glebo­ wego. Badania Laskowskiego [1973] gleb Sudetów potwierdzają występowanie w składzie próchnicy dominującej ilości kwasów fulwowych.

Głównym sorbentem gleb Gór Izerskich są związki organiczne i jak należy sądzić kompleksy mineralno-organiczne. Spośród minerałów ilastych stwierdza­ no występowanie illitu i związków allofanowych [Kuźnicki i in. 1973].

Pojemność sorpcyjna hydrolityczna badanych gleb jest bardzo duża i w poziomach wierzchnich Of i Ofh waha się od 48 do 98,5 meq/100 g gleby, a w poziomach mineralnych (nieco niższa) - od 8,8 do 18,2 meq/100 g. Głównym kationem wymiennym jest wodór hydrol i żujący. Stanowi on, z wyjątkiem profilu III (prawdopodobie obszar po pogorzelisku), od 88 do 99% całkowitej sorpcyjnej pojemności hydrolitycznej. Drugim kationem wymiennym zajmującym znaczącą pozycję jest glin. Wodór wymienny stanowi niewielki udział w całkowitej kwa­ sowości wymiennej. Łącznie udział Alw + Hw wynosi w kompleksie sorpcyjnym badanych gleb (z wyjątkiem profilu III) od 73,4 do 96,0% całkowitej pojemności sorpcyjnej wymiennej (tab. 2).

Należy podkreślić, że udział wodoru w kwasowości wymiennej jest niewielki, a głównym kationem jest glin wymienny. Gdy przyjmie się kwasowość wymienną (Alw + Hw) za 100%, wtedy glin wymienny waha się od 70,0 do 100%, średnio dla badanych profilów glebowych 91%. Zarówno kwasowość wymienna, jak i hydrolityczna są w pewnym sensie skorelowane z zawartością materii organicz­ nej. Glin wymienny wyrażony w m g /l00 g gleby stanowi w poziomach wierzch­ nich (organicznych) od 115 do 270 mg, a w głębszych od 34 do 104 m g/100 g gleby. Są to ilości, które mogą oddziaływać szkodliwie na rośliny drzewiaste, szczególnie przy niskim odczynie wahającym się w KC1 od 2,7 do 4,7 w pozio­ mach ściółki, a w poziomach głębszych od 2,6 do 4,3. Należy sądzić, że spowo­ dowane jest to opadem z atmosfery różnych związków emitowanych przez przemysł, takich jak: S 0 2, NOx i inne. Związki te oddziałują bezpośrednio na organy asymilacyjne roślinności drzewiastej, szczególnie iglastej, a pośrednio na uruchomienie znacznych ilości glinu przez zakwaszanie środowiska glebowego.

С har akterry styka gleb wylesionych obszarów Gór Izerskich 119 profil I 20% 40% 60% 80% poziomy genet genetic horizons Of 100%

R Y SU N E K 1. Procentowy udział zasadow ych kationow wym iennych w kom pleksie sorpcyjnym gleb w profilach I-V

FIGURE 1. Percent share o f exchangeable basic cations in the soil sorption com plex o f profiles I-V

Kationy wymienne zasadowe (Ca + Mg + К + Na) mają w sumie w kompleksie sorpcyjnym omawianych gleb niewielki udział, nie przekraczający 26% w stosun­ ku do pojemności wymiennej i 12% w stosunku do pojemności hydrolitycznej.

Wśród kationów wymiennych zasadowych (Ca, Mg, К i Na) dominuje wapń, na drugim miejscu występuje magnez lub potas, a w nielicznych przypadkach sód (rys. 1 i 2). Stosunek wymiennych wapnia i magnezu (Ca + Mg) do potasu i sodu (K + Na) niemal we wszystkich profilach, niezależnie od genezy utworu (skał krystalicznych), maleje od powierzchni w głąb profilu. W poziomach wierzchnich — organicznych (Of, Oh, Oh/A) waha się on od 26 do l, natomiast w poziomach

120

R Y SU N E K 2. Procentowy udział zasadow ych kationów w ym iennych w kom pleksie sorpcyjnym gleb w profilach V I-X

FIGURE 2. Percent share o f exchangeable basic cations in the soil sorption com plex o f profiles V I-X

głębszych - mineralnych od 2,3 do 0,7. Świadczy to o większym nagromadzeniu w poziomach mineralnych pierwiastków jednowartościowych, a w poziomach organicznych - kationów wymiennych zasadowych dwuwartościowych, mimo dużej zawartości wymiennych glinu i wodoru. Należy sądzić, że wapń i magnez pochodzą z opadów liści i igliwia, które po ich częściowej mineralizacji przecho­ dzą do wyciągów 1 n octanu amonu. W głębszych poziomach mineralnych badanych gleb, powstałych w przeważających ilości z granitów zawierajacych głównie skalenie potasowo-sodowe, wietrzenie chemiczne, wspomagane przez związki organiczne w silnie kwaśnym środowisku, uwalnia pierwiastki

jednowar-Charakterrystyka gleb wylesionych obszarów Gór Izerskich 727 tościowe. Stąd też, jak należy sądzić, zróżnicowanie stosunku kationów wymien­ nych dwu- do jednowartościowych w tych poziomach.

Stosunek kationów wymiennych jednowartościowych (K + Na), przekraczaja- cy w kompleksie sorpcyjnym 40%, jest ze wszech miar niekorzystny dla drzewo­ stanów leśnych. Nadmiar potasu i sodu w stosunku do wapnia i magnezu w liściach i igliwiu drzew osłabia ich odporność fizjologiczną [Konecka-Betley i in. 1980; Brogowski i in. 1975].

W rejonie Gór Izerskich fakt ten nie przesądza o wylesieniu obszarów, gdyż udział potasu i sodu wymiennych w kompleksie sorpcyjnym badanych gleb, nawet w ich głębszych poziomach, nie przekracza 2,5-3,0% całkowitej pojemności sorpcyjnej.

W niektórych glebach i ich poziomach genetycznych stwierdzono stosunkowo wysoką rozpuszczalność w ln octanie amonu fosforanów (tab. 2). Szczególnie dużą rozpuszczalność tych związków obserwuje się w poziomach Oh, rzadziej w poziomach Of, C, C/Br i CG (tab. 1). Należy sądzić, że w obecności częściowo zhumifikowanej substancji organicznej jony Н2Р 0 4" zachowują swoją labilność, mimo występowania w tych poziomach dużej ilości glinu wymiennego.

DYSKUSJA

Systematyka gleb Polski wydana w 1989 roku przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze przewiduje dla gleb obszarów górskich, poza litosolami o głębo­ kości zwietrzeliny do 15 cm, trzy podtypy gleb bezwęglanowych słabo wykształ­ conych, a mianowicie: rankery właściwe, brunatne i bielicowane. Wagnerowa [1995] po stronie czeskiej Gór Izerskich wydziela rankery: brunatne, bielicowane, próchniczne, opadowo-glejowe, właściwe i inne. Badania Kuźnickiego i in. [1973] na terenie zachodnich Sudetów wskazują również na zawężoną ilość jednostek systematycznych gleb wydzielanych w strefie Karkonoszy i Izerów. Autorzy tej pracy wyróżnili głównie różne odmiany gleb bielicoziemnych w strefie powyżej 1000 m n.p.m. oraz brunatnoziemnych w strefie poniżej 1000 m n.p.m.

Według obecnych obserwacji na badanym obszarze występują głównie gleby brunatne kwaśne typowe, w mniejszej ilości rankery właściwe silnie szkieletowe i próchniczne gleby opadowo-glejowe, płytkie gleby torfowe, murszowe oraz murszowate. W dolinach strumieni występują również zboczowe torfowiska głębokie przejściowe. Spotykane rankery silnie próchniczne są wytworzone na skałach litych bez widocznej zwietrzeliny, a substancja organiczna jest rozmiesz­ czona wśród głazów. Występują też gleby stosunkowo silnie oglejone w pozio­ mach leżących bezpośrednio pod ściółką lub z poziomem organicznym. Ma to miejsce na zwietrzelinie o składzie granulometrycznym glin średnich i ciężkich. Morfologicznie gleby opadowo-glejowe upodabniają się do gleb bielicowych o różnym stopniu zbielicowania. Stąd też należy sądzić, że wielu badaczy omawia­ nych terenów może zaliczać mylnie gleby opadowo-glejowe do gleb bielicowych. Mimo szczegółowej penetracji terenu Gór Izerskich nie spotkano rankerów bielicowanych. Znajdowano natomiast rankery właściwe lub gleby opadowo-gle- jowe.

Reasumując, należy podkreślić, że gleby Gór Izerskich ulegają pod względem fizykochemicznych właściwości stopniowemu zakwaszeniu. Wskazują na to ba­

122 Z Brogowski i in.

dania Kuźnickiego i in. [1973] przeprowadzone na tym terenie w latach 1970- 1973 oraz badania własne. W okresie ostatnich 20-25 lat nastąpił znaczny wzrost kwasowości hydrolitycznej i wymiennej oraz wzrost zawartości glinu wymienne­ go. Natomiast odczyn badanych gleb i zawartość w nich kationów wymiennych Ca, Mg, К i Na w zasadzie się nie zmieniły. Podobnie zawartość związków organicznych, azotu i stosunek С : N zachowały stan sprzed 20 lat.

Badania w strefie Sudetów i Gór Izerskich, prowadzone m.in. przez: Bogdę [1973], Laskowskiego [1973], Dobrowolską [1995], Drozda [1995], Skibę i in. [1995], Kabałę [1995], Porębską [1996] i Wagnerową [1995], wyraźnie wskazują na zmiany w układzie właściwości fizykochemicznych tych gleb. Główną przy­ czyną wylesienia omawianego obszaru są zanieczyszczenia atmosfery prowadzą­ ce do uszkodzenia w pierwszej kolejności aparatów asymilacyjnych roślinności drzewiastej [Dobrowolska 1995; Ostrowska 1974; Drozd, Kowaliński 1977; Ko­ walkowski 1980; Pokojska i in. 1995]. Natomiast degradacja gleb nastąpiła jako skutek wzrostu kwasowości hydrolitycznej i wymiennej, ale przede wszystkim zwiększenia zawartości glinu wymiennego także w wyniku zanieczyszczeń atmo­ sferycznych. W dalszej kolejności strefa leśna zamieniła się w strefę podobną do sawanny, połonin lub bezleśnych hal wysokogórskich. Należy podkreślić, że około 80% strefy do niedawna leśnej zostało przekształcone w ostatnim 20-leciu w obszar połonin z bujną roślinnością trawiasta i zielną.

WNIOSKI

Przeprowadzone badania terenowe i laboratoryjne gleb obszaru Gór Izerskich w zachodniej części Sudetów pozwalają na sformułowanie pewnych uogólnień:

1. Obserwuje się stopniową bardzo powolną zmianę właściwości gleb w kierunku zwiększenia zawartości jonów wymiennych glinu i wodoru w porówna­ niu z wynikami badań prowadzonych na tym terenie przed 25 latami przez Kuźnickiego i in. [1973]. Natomiast odczyn gleb już nie ulega zmianie.

2. Dominującym typem gleb na badanym terenie są gleby brunatne kwaśne, w mniejszej ilości gleby opadowo-glejowe oraz rankery właściwe i próchniczne. Nie stwierdzono rankerów bielicowanych i gleb bielicowych.

3. Główną przyczyną wylesienia obszarów Gór Izerskich są, jak należy sądzić, zanieczyszczenia atmosfery i gleb wywołane kwaśnym opadem emisji przemysłu energetycznego napływających z obszarów: Polski, Czech i Niemiec

LITERATURA

BO G D A A. 1973: M ineralogiczne i mikromorfologiczne badania produktów w ietrzenia niektórych m agm owych skał m acierzystych gleb występujących w Sudetach. R o c z G le b o z n . 24, 2: 8 5 -1 3 2 .

BRO GO W SKI Z. 1966: Metodyka oznaczania mineralnego i organicznego fosforu w glebie. R ocz■

G lebozn. 16,1: 198-208.

BRO GOW SKI Z., CZERW IŃSKI Z., TUSZY Ń SK I M. 1975: W pływ emisji NaCl na gleby i roślinność okolic żupy solnej w W ieliczce. R ocz. Glebozn. 26, 3: 2 5 9 -2 7 6 .

D O BRO W O LSK A J. 1995: Klęska ekologiczna w lasach Karkonosko-Izerskich. Zesz. P r o b l Post.

Char akt erry styka gleb wylesionych obszarów Gór Izerskich_____ 123

D RO ZD I , KOW ALIŃSKI S. 1977: Zmiany zanieczyszczeń em itowanych przez hutę m iedzi Legnica. Rocz. Glebozn. 28, 2: 4 9 -7 5 .

DRO ZD J. 1995: Charakterystyka próchnicy nadkładowej w różnie zdegradowanych ekosystem ach leśnych Karkonoszy. Z esz. Probl. Post. Nauk R o i 418: 347-451.

K A B A Ł A C. 1995: Glin w ym ienny i odczyn gleb Gór Izerskich na obszarze klęski ekologicznej.

Z esz. P r o b l Post. Nauk Roi. 418: 3 6 1 -3 6 7 .

K O N EC KA -BETLEY K., BIAŁKIEW ICZ F., CZĘPIŃSK A -K A M IŃ SKA D ., JA N O W SK A E. 1980: W pływ nawodnienia ściekami komunalnymi na zmiany w łaściw ości gleb piaszczystych w dośw iadczeniach leśnych. Rocz. G lebozn. 31, 2: 151-173.

KO W ALK OW SK I A. 1980: W pływ emisji Zakładów A zotow ych na rozm ieszczenie łatwo rozpuszczalnych składników mineralnych w profilu leśnych gleb bielicow ych. R ocz. G lebozn. 3 1 ,3 /4 : 2 4 5 - 2 5 2 .

KUŹNICKI F., BIA ŁO USZ S., RUSIECKA D., SKŁODOW SKI P., ŻA K O W SK A M. 1973: T ypologia i charakterystyka gleb górskich obszaru Sudetów. R ocz. G lebozn. 24, 2: 2 7 -8 4 . L ASK OW SK I S. 1973: Skład frakcyjny połączeń próchnicznych niektórych kategorii gleb gór­

skich Sudetów. R ocz. G lebozn. 24, 1: 5 7 -1 0 1 .

O STRO W SK A A. 1974: The accumulation o f nitrogen in the plants Pinus silvestris as the effect o f high nitrogen fertilization. R ocz. Glebozn. 25 (dodatek): 133-142.

POLSKIE TO W A RZY STW O GLEBOZNAW CZE 1989: Systematyka gleb Polski. R ocz. G le­

bozn. 40, 3/4: 148.

PO R ĘBSK A G. 1996: Ocena zmian zachodzących w glebach pod w pływ em ich zakwaszania. Praca doktorska wykonana w Instytucie Ochrony Środowiska, ss. 93.

POKOJSKA U., KW IATKO W SKA A ., SZREJDR B. 1995: Przydatność wybranych w skaźników do oceny stopnia zakwaszenia gleb lekkich w zasięgu działania kwaśnych emisji. Zesz. Probl.

Post. Nauk R o i 4 1 8 :3 8 3 - 3 8 9 .

SK IBA S., DREW NIK M., SZM UC R. 1995: Zawartość metali ciężkich w pow ierzchniow ych poziom ach gleb Karkonoszy. Zesz. Probl. Post. Nauk R o i 418: 3 5 3 -3 5 9 .

W A G N ER O W A Z. 1995: Degradace pud Karkonośkeho Narodniho Parku pod vlivem antropic- kych factoru. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 418: 6 9 -7 4 .

124

*Z. Brogowski, **J. Borzyszkowski, *B. Gworek, **A. Ostrowska, **G. Porębska, **J. Sienkiewicz

SOILS CHARACTERISTICS OF DEFORESTED REGION OF

THE IZERSKIE MOUNTAINS

*D epartm ent o f S o il S cien ce, W arsaw A gricultural U n iversity **Institute o f E nvironm ent Protection in W arsaw

SUM M A RY

Studies on soils in the deforested areas of the Izerskie Mts were conducted in the western part of Wysoki Grzbiet (High Ridge), Izerska Hala (Izera Alp) and in the central part of the Kamieniecki Grzbiet (Kamieniecki Ridge). Analyses were made of soils sampled from profiles situated in the typical relief elements differing in geological structure. In the deforested areas of the Izerskie Mts, depending on local situation, there prevail either the mountain brown - and brown psedogleyic soils in lower regions of slopes or the brown humic gleyic or peaty rankers at higher elevations.

It was found that physico-chemical properties of soils in the area have been gradually deteriorating due to a distinct increase in the soil hydrolytic and exchan­ geable acidity as well as in the content of exchangeable aluminium. This degra­ dation of soils is also visible in the disturbances in the physico-chemical systems since shifts were found in the series of exchangeable cations in addition to unfavourable excess share of univalent К and Na cations.

The above disturbances and the increase in the aluminium and hydrogen ion contents are typically explained by the increased input of acid deposition which accumulates in topsoil horizons.

The results of the study suggest, also, that there is a need to expand the existing Polish soil typology [PTG 1989] by adding new soil units typical of the mountai­ nous areas.

P raca w płyn ęła do redakcji w kwietniu 1996 r.

Prof. d r hab. Zygm unt B rogow ski

K a ted ra G lebozn aw stw a SG G W w W arszaw ie 0 2 -5 2 8 W arszaw a, R akow iecka 2 6 /3 0