PROCESY DEFLACJI WYDM NADMORSKICH W REJONIE KOŁOBRZEGU STUDIUM PRZYPADKU

Transkrypt

1 (Źródło: Łabuz T. A., 25, Procesy deflacji wydm nadmorskich w rejonie Kołobrzegu studium przypadku. [W:] W. Florek (red.), Geologia i geomorfologia pobrzeŝa i południowego Bałtyku, t. 6, PAP Słupsk, s , ISBN ) Tomasz Arkadiusz Łabuz PROCESY DEFLACJI WYDM NADMORSKICH W REJONIE KOŁOBRZEGU STUDIUM PRZYPADKU ZARYS TREŚCI Współczesne wydmy nadmorskie polskiego wybrzeŝa niszczone są w wyniku abrazji sztormowej, a takŝe w wyniku działalności człowieka. Niewiele badań dotyczy zjawiska erozji grzbietów wydmowych związanej z deflacją eoliczną. W prezentowanej pracy próbowano wskazać kierunek przemian wydm nadmorskich w zachodniej części brzegu w Kołobrzegu. Do tego celu wykorzystano zróŝnicowane metody badań procesów eolicznych. Wykonywano profile niwelacyjne, mierzono prędkości i kierunki wiatru w terenie wzdłuŝ profilu wydmy i plaŝy, analizowano wiatry za okres wielolecia dla miasta Kołobrzeg. WzdłuŜ badanych profili niwelacyjnych określano zasięg roślin wydmowych jako wskaźnik dynamiki procesów eolicznych. Ponadto pobierano powierzchniowe próby osadu budującego wydmy i analizowanych form deflacyjnych. Jednocześnie teŝ na obszarze badań obserwowano zachowania plaŝowiczów i notowano efekty antropopresji turystycznej. Na podstawie badań ustalono, Ŝe większość wydm badanego odcinka brzegu znajduje się w fazie abrazji i deflacji. Na badanym obszarze mało jest roślinności pionierskiej, co powoduje wzmaganie latem erozji eolicznej. Do niszczenia tejŝe roślinności przyczyniają się zimowe sztormy i obecność turystów latem. W miejscach, gdzie roślinność jest rozdeptywana uaktywniają się procesy deflacji i transportu osadu wydmowego. Powstają niecki i rynny deflacyjne wzmagające erozję wałów wydmowych. WPROWADZENIE Cały obszar nisko połoŝonych odcinków mierzei polskiego wybrzeŝa uznany jest za zagroŝony wskutek podnoszenia się poziomu morza (Rotnicki, Borówka 199, Rotnicki, Borówka, Devine 1995). Naturalnym sposobem ochrony mierzei przed sztormami są nadmorskie wały wydmowe. Niestety nieustannie są niszczone przez sztormy oraz zabudowywane przez człowieka. Prezentowane wyniki badań dotyczą procesów morfodynamiki wydm nadmorskich po zachodniej części brzegu w Kołobrzegu. Wydmy w rejonie Kołobrzegu są zupełnie zniszczone przez sztormy i antropopresję, jedynie po zachodniej stronie miasta występują naturalne wały wydmowe lecz takŝe intensywnie abradowane (Łabuz 23b). Celem podjętych badań było określenie stanu zachowania i kierunku rozwoju wydm nadmorskich pozostałych po zachodniej stronie brzegu ujścia Parsęty. REJON BADAŃ Odcinek brzegu objęty badaniami połoŝony jest w Kołobrzegu po zachodniej stronie ujścia Parsęty. Do badań wybrano odcinek 334,6 do 337,1 Km według klasyfikacji długości brzegu 1

2 Urzędu Morskiego (Ryc. 1A). Odcinek ten zaczyna się przy szańcu ziemno-kamiennym połoŝonym,5 km od zachodniego falochronu ujścia Parsęty do opuszczonej wartowni wojskowej połoŝonej na nadmorskiej wydmie na zachód od Kołobrzegu. Na zapleczu tego odcinka dominuje teren podmokły pokryty w przewadze lasem liściastym. Od strony morza brzeg osłonięty jest pojedynczym wałem wydmowym. Wydmy tego odcinka nie przekraczają 7 m wysokości; w części zachodniej znajdują się w zmiennej fazie rozwoju, a w części wschodniej bliŝej ujścia Parsęty - w fazie rozmywania (Bohdziewicz 1963). Współcześnie wydma nadmorska na całym badanym odcinku znajduje się w fazie rozmywania, świadczy o tym m.in. trwale występujące podcięcie klifowe na całej wysokości stoku wydmy oraz wąskie plaŝe, przez większą część roku pokryte materiałem gruboziarnistym (w tym Ŝwir i otoczaki). B W %3 2 1 N E A Rejon badań/ field work area B2 B1 Parsęta Kołobrzeg Obszary podmokłe S C Ochrona brzegu: opaski stalowe, betonowe, kamienne, tetrapody, inne/ coast protection Obszary podmokłe/ wet areas Ok. 1:1 Drogi główne/ main roads Ryc.1. A - Rejon badań w Kołobrzegu. B - RóŜa wiatrów dla Kołobrzegu za okres (1- róŝa wiatrów, 2- róŝa efektywności wiatru (za Borówka 1999)). C - PołoŜenie Kołobrzegu na pd. wybrzeŝu Bałtyku. Fig. 1. A - Field work area in Kołobrzeg city. B - Wind rose for years (1- wind rose, 2- effeciency of the wind (after Borówka 1999)). C- Localisation of the Kołobrzeg on the South Baltic coast Ze względu na brak zabudowy w tej części miasta (oprócz terenu wojskowego) niszczone wydmy są sporadycznie chronione zabiegami biotechnicznymi. Podmokłe zaplecze niewysokiego i wąskiego pasa wydm połoŝone jest na wysokości 1-3 m n.p.m. Grzbiet wydmy skąpo porasta wydmowa roślinność traw nadmorskich, a jej stok porozcinany jest szerokimi rynnami deflacyjnymi ciągnącymi się od połowy stoku odmorskiego na zaplecze wału, gdzie odbywa się depozycja piasku. Rynny zlokalizowane są poprzecznie do przebiegu wydm i brzegu w kierunku WNW(NW)-ESE(SE). Procesom deflacji sprzyja aŝurowa struktura lasu liściastego przepuszczająca piasek zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym. Dotychczas podejmowane działania ochrony biotechnicznej na omawianym terenie w Kołobrzegu nie przyniosły rezultatów. Sadzona roślinność ginęła, między innymi deptana przez turystów. Chrust i płotki faszynowe były 2

3 równieŝ niszczone przez turystów w trakcie sezonu letniego (a ilość turystów wyraźnie wzrasta stwierdzenie a podstawie obserwacji w latach 22-24). Gleby pasa nadmorskiego mierzei, to przewaŝnie ubogie wytworzone na piaskach gleby bielicoziemne lub wytworzone w podmokłych obniŝeniach gleby bagienne (Kondracki 198, Zyber 198). Naturalną roślinnością tego obszaru są róŝne odmiany nadmorskiego boru sosnowego (Wojterski 1964). Najmłodszy wał wydmowy pokrywają pionierskie psammofity: Ammophila arenaria (piaskownica zwyczajna) i Elymus aenarius (wydmuchrzyca piaskowa) oraz gatunki ze zbiorowisk wydm utrwalonych roślinnością zielną (Piotrowska Celiński 1965, Piotrowska 22). Główne elementy klimatu pasa wybrzeŝa Pomorza Środkowego upodabniają go do klimatu morskiego. Łagodne zimy i niezbyt gorące lata dają niewielkie amplitudy temperatur i stosunkowo długi okres wegetacyjny do 215 dni (Kondracki 198). Pokrywa śnieŝna trwa 4-6 dni, a opady do 65 mm z przewagą w drugiej połowie lata. Roczny rozkład częstotliwości i siły wiatrów w tym rejonie wzmaga działanie silnych i częstych sztormów (Rosa 1984, Zawadzka-Kahlau 1999). Najsilniejsze wiatry występują z kierunków W i SW. Analizy rozkładu wiatrów wskazują na niekorzystny kierunek przebiegu procesów eolicznych dla rozwoju wydm; gdzie w ciągu ostatnich 3 lat nastąpił ponad 5% spadek natęŝenia potencjalnego transportu eolicznego dane ze stacji IMGW w Kołobrzegu (Borówka 1999). Na tym odcinku wybrzeŝa zanotowano najwyŝsze spiętrzenia morza za okres ostatnich 1 lat. Silne sztormy jesienno-zimowe z lat 1995 i 21 (z poziomem morza ok. 2m powyŝej średniego) uszkadzając nadmorski wał wydmowy i chroniące go obiekty hydrotechniczne (na wschód od ujścia Parsęty) powaŝnie zagroziły miastu i jego infrastrukturze (m.in. dane Urzędu Morskiego Słupsk). METODY BADAŃ Badania terenowe na omawianym obszarze wykonane są od 22r. w odstępach sezonowych: lato-jesień-wiosna. Składają się one z pomiarów niwelacyjnych rzeźby wydm, rozpoznania składu gatunkowego roślin wydmowych wzdłuŝ profili niwelacyjnych, rejestracji ścieŝek i efektów działalności antropogenicznej. Od jesieni 22 roku pobierane są próby materiału eolicznego, a od 23 roku eksperymentalnie wykonywane pomiary wiatru na profilu brzegu przy uŝyciu anemometrów przy podłoŝu i na wysokości 1 m ponad podłoŝem. Z pomiarów niwelacyjnych powstają profile morfologiczne z oznaczonym zasięgiem roślin wydmowych. Na podstawie zasięgu roślin określane są predyspozycje podłoŝa do rozwiewania i utrwalana oraz określane miejsca występowania aktywnych procesów eolicznych. Próbki materiału 3

4 eolicznego słuŝą do analizy procesów litodynamicznych w oparciu w wskaźniki uziarnienia osadu. Analiza danych meteorologicznych dotyczących pól wiatrów ( i oraz dane za okres pochodzące z IMGW) i pomiary terenowe prędkości wiatru pozwalają określić aerodynamiczne warunki i okresy rozwiewania wydm na omawianym obszarze. Punkty pomiarowe oraz zlokalizowane bramy deflacyjne umieszczono na mapie topograficznej (1:1 ). W trakcie badań wykonywano fotografie dokumentujące poszczególne formy oraz powtarzalne w tych samych miejscach ukazujące zmienność morfologiczną wydm i rejestrowanych form. Prezentowane dane są częścią wyników badań prowadzonych nad współczesną dynamiką wydm polskiego wybrzeŝa Bałtyku. W roku 24 badania te będą kontynuowane takŝe dzięki uzyskaniu stypendium dla młodych naukowców Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej. Stosowana metodyka i postępowanie badawcze, których częścią są omawiane wyniki naleŝą do własnego projektu badawczego: Anthropogenic-Natural Dunes Dynamics (ANDDY) prezentującego współczesny krajobraz i dynamikę wydm nadmorskich ( WYNIKI BADAŃ Analiza zebranych materiałów pozwala stwierdzić, Ŝe za niszczenie wydm na badanym odcinku wybrzeŝa odpowiedzialne są niekorzystne parametry procesów oddziałujących na brzeg. Jako najwaŝniejsze naleŝy uznać stałą presję turystyczną przyczyniającą się do niszczenia pokrywy roślinnej i wzmagania deflacji wydm, kierunki i prędkości wiatrów inicjujących deflację, zanik roślinności mogącej utrwalać podłoŝe oraz silne sztormy erodujące nadmorski wał. W trakcie badań wstępnych oznaczono wszystkie deflacyjne rynny rozcinające wydmę nadmorską do głębokości co najmniej 1 m. Na odcinku 2,5 km brzegu naliczono 14 takich form. Wydmy całego odcinka posiadają trwałe podcięcie klifowe i rzadko porośnięte są roślinnością chroniącą podłoŝe przed rozwiewaniem. W dalszej kolejności do badań szczegółowych wybrano dwie rynny róŝniące się zarówno morfologią jak i charakterystyką morfologiczną i wegetacyjną sąsiednich obszarów. EROZJA MORSKA Wydmy w Kołobrzegu ze względu na niekorzystne warunki dynamiki brzegu ulegają stałej abrazji. We wschodniej części miasta na całym praktycznie odcinku osłonięte są opaskami ściankami szczelnymi betonowymi, stalowymi lub narzutem z tetrapodów lub tzw. harrasów. Częstotliwość wystąpienia silnych sztormów w rejonie Kołobrzegu jest jedną z najwyŝszych na polskim wybrzeŝu Bałtyku. Roczny wzrost poziomu morza w Kołobrzegu za lata

5 wynosił,8 mm (Zeidler 1993), to jedna z wyŝszych wartości wśród stacji pomiarowych na wybrzeŝu. Od końca lat 9, silne sztormy w Kołobrzegu (z wodą powyŝej 1,5 m od średniego stanu) wystąpiły m.in. w 1993, 1995, 21. W trakcie ich działania wydmy w Kołobrzegu jak i obiekty ochrony brzegu były powaŝnie niszczone. Przez niŝsze partie grzbietów wydmowych woda wdarła się na niskie zaplecze zagraŝając stabilności brzegu. Niszczenie brzegu wydmowego w Kołobrzegu wymusza stosowanie nowych lub odnawianie istniejących ochronnych obiektów hydrotechnicznych. W ciągu ostatnich lat takie działania były prowadzone po wschodniej stronie ujścia Parsęty na całym praktycznie odcinku brzegu, m.in. odnawianie ścianek szczelnych, nowe narzuty z terapodów, sztuczne zasilanie plaŝy (Dziedzic 23). Na zachodnim brzegu poza nasadzeniami roślinności wydmowej, układaniem chrustu na odmorskich stokach wydm i budową płotków faszynowych aktualnie nie są prowadzone powaŝniejsze zabiegi ochrony brzegu. Niechroniony zachodni brzeg ulega stałej abrazji, świadczy o tym wspomniane podcięcie erozyjne wydm, a ostatnio odsłonięcie warstwy torfu pod piaskiem budującym wydmy wiosną 24r. W trakcie badań od jesieni 22r. nie obserwowano odsłonięcia torfu na plaŝy badanego odcinka poza rejonem dawnej straŝnicy wojskowej na wysokości 337,1 Km, gdzie wychodnie torfu na plaŝy występują od wielu lat). Na szczegółowo badanym profilu bramy deflacyjnej B1 podstawa wydmy cofnęła się od jesieni 22r do lata 23 o 3 m i do wiosny 24 o kolejne 3 m. AKTYWNOŚĆ TURYSTÓW Współczesne badania potwierdzają tezę o niekorzystnym wpływie turystyki na roślinność w strefie nadmorskiej (Isermann, Kirsch 1995, Piotrowska 1995, Olsauskas 1996). Nieosłonięty luźny piasek podłoŝa ulega rozwiewaniu. Proces ten wzmagają liczne eksploracje wydm nadmorskich przez turystów w celach komunikacyjnych, poznawczych i fizjologicznych. W wyniku eksploracji powstają takŝe liczne osuwiska na nadmorskim stoku wydmy wpływające na zwiększenie ujemnego bilansu materiału na grzbiecie wydmy. Z powodu zwęŝania plaŝy na wschodnim brzegu Kołobrzegu z roku na rok coraz więcej turystów wypoczywa po zachodniej jego stronie. W okresie przeprowadzonych badań m.in. w jednej z bram deflacyjnych słuŝących za szlak komunikacyjny na plaŝę zostały wybudowane nowe schody. W ciągu sezonu cała plaŝa jest wykorzystywana do rekreacji i wypoczynku. Przy tak intensywnej antropopresji dotychczas niezainstalowano toalet, w wyniku czego wypoczywający swoje potrzeby załatwiają na wydmach. W ten sposób powstają nowe ścieŝki prowadzące na zaplecze wydm, którymi piasek prawdopodobnie wynoszony jest z wydmy. Zjawisko to potwierdzają wcześniejsze badania prowadzone m.in. na mierzei Jeziora Jamno (Łabuz 21, 5

6 23a, 23c). Obserwacja zachowań turystycznych w trakcie sezonu potwierdza wcześniejsze przypuszczenia, Ŝe rynny deflacyjne powstają na osiach szlaków wydeptywanych na wydmach przez turystów. SZATA ROŚLINNA Wydzielając rozmieszczenie poszczególnych gatunków moŝna określić stadia sukcesji roślin na wydmach nadmorskich, a dzięki temu moŝna wydzielić etapy rozwoju i procesy zachodzące w ich obrębie. Pionierskie psammofity: Ammophila arenaria (piaskownica zwyczajna) i Elymus aenarius (wydmuchrzyca piaskowa) uwaŝane są za rośliny najbardziej sprzyjające akumulacji eolicznej (Piotrowska Celiński 1965, Łukaszewicz 1992 i in.). Na podstawie rozmieszczenia pionierskich psammofitów moŝna wskazać rejony aktywnych procesów eolicznych, a więc te obszary, na których powstają, są niszczone, bądź odbudowywane wydmy. Badania wskazują, Ŝe 5 do 7% osadu zatrzymywane jest na wydmie przedniej przez Ammophila arenaria sp. (Arens 1994). Na omawianym odcinku brzegu roślinność ta występuje i coraz liczniej wzrasta na zapleczu wydmy nadmorskiej. Świadczy to o wzmoŝonej aktywności procesów eolicznych nie na odmorskim stoku wydmy, a na jej zapleczu, gdzie podłoŝe najczęściej powinno być juŝ utrwalone. W objętej badaniami bramie B1 w okresie od 22 roku do 23 na zapleczu pomiędzy młodym lasem sosnowym pojawiła się wydmowa roślinność Elymus arenarius i Festuca rubra ssp. arenaria. Są to rośliny wzrastające na powierzchniach, gdzie występuje akumulacja (Ryc. 4A). Wydma przednia pokryta przez roślinność przy stałych dostawach piasku moŝe w ciągu dwóch lat ustabilizować się (Carter 199). Wydmy nadmorskie badanego odcinka i ich odmorski stok są skąpo pokryte przez roślinność sprzyjającą akumulacji eolicznej. Z kolei procesy deflacji na starszych wydmach skutecznie powstrzymują kobierce mchów i roślinność kolejnych faz sukcesji. Brak roślinności na wydmach badanego obszaru, zarówno wzdłuŝ istniejących bram deflacyjnych jak i na pozostałych odcinkach powoduje uruchamianie procesów deflacyjnych, co moŝe prowadzić do nieustannego niszczenia wydm. Zaplecze wydm na omawianym odcinku skąpo porośnięte przez rośliny dodatkowo jest niszczone przez turystów, a takŝe prawdopodobnie w wyniku oddziaływania silnych wiatrów w okresie powegetacyjnym. W ten sposób nieosłonięte podłoŝe wydmowe naraŝone jest na stałe rozwiewanie. 6

7 Miesięczny rozkład prędkości wiatru w Kołobrzegu za okres (%) N miesiące/ months NW W SW S SE E NE kierunki wiatru/ wind directions Okres wegetacyjny. Zatrzymywanie piasku przez rośliny. Vegetation season. Ryc. 2. Zestawienie rozkładu prędkości wiatru w Kołobrzegu ( ) z okresami wegetacyjnymi roślin Fig. 2. Comparison of the wind velocity in Kołobrzeg ( )with plants vegetation period. POLA WIATRÓW Jak wiadomo procesy deflacji na wydmach nadmorskich zachodzą w miejscach występowania wiatrów niesprzyjających stabilizacji podłoŝa, gdzie transport i erozja przewaŝają nad akumulacją (Borówka II 1979). Miejsca takie najczęściej ubogie są w roślinność, a nieosłonięte podłoŝe podatne jest na deflację. W tracie analiz rozkładu prędkości i kierunków najsilniejszych wiatrów rozwiewających wydmy za okres 1961 do 22 stwierdzono zaleŝność z okresami powegetacyjnymi roślin, w których z powodu braku pokrycia podłoŝe moŝe być rozwiewane (Tabela 1). Rozwiewanie to odbywa się wzdłuŝ osi przechodzących poprzecznie do przebiegu osi wydmy nadbrzeŝnej. W wyniku tego procesu powstają bramy deflacyjne, których osie pokrywają się z kierunkami najsilniejszych wiatrów występujących w okresie jesienno-zimowym. Są to wiatry z kierunków SW-S-SE (Ryc. 2). W trakcie występowania tych wiatrów od strony lądu niepokryty przez roślinność wał wydmowy jest rozwiewany. Wywiewany osad trafia z powrotem na plaŝę lub do morza. Podobną tezę o ujemnym budŝecie materiału wydm w Kołobrzegu świadczącym o ich rozwiewaniu wywnioskował Borówka (1999) na podstawie analizy pól wiatrów tego obszaru za okres (Ryc. 1B). 7

8 Tabela. 1. Częstotliwość wiatrów (%) w Kołobrzegu (opracowanie na podstawie danych IMGW) Table 1. The wind frequency (%) in Kołobrzeg (data from IMGW) Lata/ years N NE E SE S SW W NW Cisza/ calm ,45 1,69 9,63 1,91 15,37 17,45 17,94 7,47 4, ,35 15,74 5,59 9,46 13,96 2,37 16,78 9,23 3,52 Przy kierunkach wiatru równoległych do przebiegu osi bramy deflacyjnej B1 (w trakcie jednej z serii pomiarów terenowych wiatr osiągał 5-6 m/s rejestrowanej na wysokości 1 m nad podłoŝem przy wlocie do bramy deflacyjnej. W jej części grzbietowej prędkość spadała do 3 m/s, a na zapleczu do 1 m/s (Ryc. 4B). W tym samym czasie prędkość wiatru mierzona przy podłoŝu osiągała niewiele ponad 2 m/s zarówno u wlotu do bramy deflacyjnej jak i w części grzbietowej bramy. Przy czym w części środkowej stoku północnego przekraczała 3 m/s; wtedy teŝ obserwowano transport piasku po podłoŝu w górną część bramy. Spadek prędkości wiatru na wysokości 1 m naleŝy wiązać z wystąpieniem przeszkód w postaci lasu w grzbietowej części bramy. Stałą prędkość przy podłoŝu wiatr osiąga dzięki nieobecności roślin ani innych przeszkód w dolnej części bramy. PROCESY MORFO- i LITODYNAMICZNE Niektóre rozcięcia deflacyjne mają niewielkie nachylenie 2-25 N przy nachyleniu całego wału 5-6 N. Na północnym stoku wydmy rozciętej przez bramę deflacyjną B2 upad warstw zachodzi w kierunku południowym 4-5 S. Jest to dawny południowy stok wydmy przedniej, dziś jedynie pozostały po abrazji i deflacji reszty wału wydmy (Ryc. 3). Rynna B1 połoŝona na wysokości 336,2 Km rozcina odmorski stok i górną część grzbietu wydmy przedniej. Na jej zapleczu następuje akumulacja eoliczna na rozległym terenie, nawet 2-3 m w głąb lasu. Transport na zaplecze odbywa się najczęściej zimą, kiedy to bezlistne drzewa nie są wstanie hamować silnego wiatru transportującego piasek. Jesienno-zimowe ślady akumulacji moŝna rozpoznać po warstewkach piasku na uprzednio opadłych na podłoŝe liściach drzew. Warstewki te są grubości rzędu,2-,3 mm. Sam wał porośnięty jest przez młody las sosnowy, nieliczne krzewy i trawy (Ryc. 4A). Zaplecze porastają starsze drzewa: sosny oraz w większej ilości dęby i buki. Rynna deflacyjna B2 połoŝona na wysokości 336,6 Km rozcina wał wydmy przedniej do podstawy, łącznie z warstwą glebową pokrywającą dawne obniŝenie za wydmą, na które aktualnie wkracza cofająca się wydma. Zaplecze wydmy na osi rynny zajmuje usypany pagór wydmowy o wysokości względnej 3 m, zaledwie 1,5 m niŝszy od wydmy nadmorskiej. Pagór ten 8

9 powstał w wyniku transportu materiału na zaplecze z rozcinanej deflacyjnie wydmy. Pagór ten względem przebiegu osi grzbietu wydmy jest cofnięty na południe o około 18 m. Forma ta mogła powstać takŝe ze względu na intensywne rozwiewanie sąsiednich odcinków wydmy przedniej skąpo porośniętych przez krzewy i trawy. Zaplecze wydmy przedniej jest równieŝ pozbawione drzew, dzięki czemu przepływający wiatr zachowuje duŝe prędkości. Sprzyja to dalekiemu transportowi materiału na zaplecze wydmy. < 7 2m Struktury stoku zawietrznego - interpolacja/ structures of leeward slope S [cm] S 1cm a b c d N [cm] 5 Wydma przednia/ foredune Torf/ peat 1,5m 1m 1,5m PlaŜa/ beach N 1 Powiększenie: Struktury stoku zawietrznego/ enlargement: Structures of leeward slope Ryc. 3. Przekrój morfologiczny przez wydmę przednią w bramie deflacyjnej B2. W powiększeniu: a-drobnoziarnisty piasek, b) średnioziarnisty piasek, c) poziomy ścięcia lamin, d) struktury nieczytelne Fig. 3. Morphological cross-section across deflation gate B2. Enlargement: a) fine sand, b)medium sand, c) cuttoff layers, d) cramped structures. W wyniku analizy zmian profilu w poprzek bramy deflacyjnej B1 za okres 1,5 roku (jesień 22-wiosna 24) stwierdzono, Ŝe największa dynamika rzeźby zachodziła na północnym stoku wału, do,8 m (Ryc. 5). Przy czym zmiany dodatnie, tj. akumulacja zachodziła w miesiącach wiosenno-letnich, zaś zmiany ujemne świadczące o erozji w okresie jesienno-wiosennym. Wypadkowy wektor zmian rzeźby północnego stoku bramy deflacyjnej za badany okres wyniósł,9 m. Mniejszą dynamikę zanotowano na grzbiecie, gdzie zmiany rzeźby dochodziły do,4 m (wypadkowy wektor -,1 m). Na południowym stoku dynamika była większa niŝ w części grzbietowej bramy, osiągając za okres 1,5 roku około,5 m. W chłodnej porze roku podłoŝe tej części bramy obniŝało się o około -,35 m, a w ciepłej porze następowała akumulacja do,15 m. W efekcie akumulacja za okres badań wyniosła,1 m. Na odległym zapleczu takŝe nastąpiła nieznaczna zmiana rzeźby podłoŝa rzędu,1 m. 9

10 A SSE Rzeźba otaczającego wału/ surrounding dune relief NNW [m] Płaskie zaplecze wydmy /Flat back of dune/ Stok S wydmy przedniej /S slope of foredune/ Rozwiany grzbiet wydmy przedniej /deflated foredune ridge/ Stok N wydmy przedniej /N slope of foredune/ Jesień/ autumn [m] Ammophila arenaria Elymus arenarius Festuca rubra ssp. arenaria Mchy/ mosses Inne/ others PaŜa /beach/ [m] Lato/ summer [m] Ammophila arenaria Elymus arenarius Festuca rubra ssp. arenaria Mchy/ mosses Inne/ others o B 1/9 o B 1/8 o B 1/7 o B 1/6 [m] o B 1/5 Torf/ peat o B 1/4 o B 1/3 o B 1/2 o B 1/1 Wiosna/ spring 24 B forest at the back back of dune [m] S slope foredune N slope 3 N slope 2 N slope 1 ridge Lokalizacja/ localisation beach m 1m [m/s] 1.5m o B 1/1 Ammophila arenaria Elymus arenarius Festuca rubra ssp. arenaria Mchy/ mosses Inne/ others Trawy wydmowe/ grasses Rośliny wydm utrwalonych/ other plants Torf/ peat Upady struktur piasku/ sand decay Próby do analiz uziarnienia dla rys 4.C/ samples, fig. 4.C C Uziarnienie podłoŝa bramy deflacyjnej B1 (φ) B1/9 B1/8 B1/7 B1/6 B1/5 B1/4 B1/3 B1/2 B1/ [%] < 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, Ryc. 4. Brama deflacyjna B1. A - Roślinność i rzeźba bramy w okresach pomiarowych (z uwzględnieniem rzeźby sąsiedniego wału). B - prędkości wiatru pomierzone w bramie. C - uziarnienie powierzchniowe materiału bramy. Fig. 4. The deflation gate B1. A - The plants and the relief of the gate during measurements (with relief of the neighbour dune ridge). B - wind velocities in the gate. C - surface grain size in the gate. 1

11 W badaniach wykorzystano takŝe analizę granulometryczną osadu budującego podłoŝe plaŝy, wydm i bramy deflacyjnej B1 i B2. Grubsze frakcje osadu świadczą o silniejszych wiatrach lub mniejszej szorstkości podłoŝa (m.in. Arens 1994). Materiał podłoŝa bramy deflacyjnej B1 drobnieje w kierunku od podstawy wydmy do zaplecza wału (Ryc. 4C). WzdłuŜ całej bramy deflacyjnej zmienne wartości przyjmuje mediana od 1,7 Ø skokowo do 1,9 Ø. W średnim rozkładzie uziarnienia dla całej bramy deflacyjnej B1 dominuje frakcja 2 Ø z udziałem 35 %. Osad budujący wał wydmowy jest drobniejszy. Wzrasta w nim udział frakcji (eolicznej) 2,25-2,5 Ø. Wraz z odległością od plaŝy w bramie deflacyjnej maleje udział piasku średnioziarnistego, a wzrasta drobnoziarnistego. W części bramy, gdzie wytworzyła się wklęsła nisza na północnym, odmorskim stoku wydmy wzrasta udział frakcji piasku grubego,5 mm. Rozkład uziarnienia jest tu podobny jak skład granulometryczny osadu plaŝowego. Rozkład uziarnienia zarówno w bramie B1 jak i B2 wskazuje na wzrost udziału frakcji grubszych w stosunku do otaczającego obszaru wydm utrwalonych. Spadek szorstkości podłoŝa w niepokrytych roślinnością bramach powoduje wywiewanie drobnego materiału. Kierunek jego przemieszczania na zaplecze lub plaŝę zaleŝy od przewaŝających kierunków silnych wiatrów: S, SE lub NW i W. róznica niwelacji [m]/ nivelations differences 1,,8,6,4,2, -,2 -,4 -,6 -,8-1, 22j do 23w 23w do 23l 23l do 24w wektor: 22j-24w odległość [m]/ distance Zaplecze/ back Stok S/ slope Grzbiet/ ridge Stok N/ slope Ryc. 5. Dynamika zmian rzeźby w bramie deflacyjnej B1. Fig. 5. The relief dynamics in the deflation gate B1. WNIOSKI W wielu miejscach badanego obszaru wydmy pozbawione są juŝ naturalnej roślinności. Na wielu wałach pokrytych przez zbiorowiska charakterystyczne dla wydm starszych obserwowano deflację spowodowaną przez wydeptywanie kobierców mchów i innych roślin porastających wały. Liczne rynny deflacyjne na grzbietach wałów stanowią drogę tranzytu materiału z grzbietu na 11

12 zaplecze wydmy lub na plaŝę. Niszczone od strony morza wydmy i rozwiewane grzbiety powodują powolne ich przemieszczanie na południe i zasypywanie lasu na zapleczu. Na starszych, utrwalonych wydmach, gdzie występuje, a nie powinna piaskownica zwyczajna i wydmuchrzyca piaskowa, zawsze obserwowano wzmoŝoną akumulację eoliczną. Niewielki udział roślin wydmotwórczych na wale wydmowym nie jest w stanie niwelować ujemnego bilansu materiału powodowanego przez rozwiewanie, antropopresję i sztormy. Z kolei stosowane zabiegi ochrony wydm i brzegu na omawianym odcinku są nieefektywne. W trakcie innych badań udowodniono, Ŝe biotechniczna ochrona brzegu jest bezcelowa na odcinkach, gdzie nie występuje naturalna akumulacja eoliczna, a brzeg i wydmy są co najwyŝej stabilne (Wilcock, Carter 1977). Na odcinkach o tendencjach abrazyjnych wydmy będą niszczone zarówno przez morze jak i w wyniku działania silnych wiatrów (Carter, Hesp, Nordstrom 199). BudŜet materiału osadowego jest ściśle powiązany z kierunkami silnych i najczęstszych wiatrów i budŝetem plaŝy (m.in. Psuty 1988, Arens 1994). NaleŜy więc wnioskować, Ŝe na omawianym obszarze materiał osadowy wydm i plaŝy zwiewany jest przy silnych i częstych wiatrach z sektora południowego do morza, a przy silnych wiatrach z sektora północnozachodniego bramami deflacyjnymi na zaplecze wydm, gdzie zasypywany jest las. W świetle uzyskanych wyników badań terenowych oraz wyników analizy wieloletniej zmienności natęŝenia potencjalnych procesów eolicznych jest wysoce prawdopodobne, Ŝe niewielka i spadająca z roku na rok wydajność tych procesów nie sprzyja odbudowie wałów wydmowych pomiędzy okresami sztormowymi (takŝe za Borówka 1999). Zatrzymanie procesów abrazji na tym odcinku nie jest moŝliwe bez zastosowania zabiegów hydrotechnicznych. Zatrzymanie deflacji jest moŝliwe w wyniku ograniczenia ruchu turystycznego i wspomoŝenia rozwoju roślinności mogącej skuteczniej chronić wydmy przed rozwiewaniem. LITERATURA 1. Arens S. M., 1994: Aeolian processes in the Dutch foredunes. Landscape and Enviromental Research Group, University of Amsterdam 2. Bohdziewicz L., 1963: Przegląd budowy geologicznej i typów polskich wybrzeŝy. W: Materiały do monografii polskiego brzegu morskiego. Geologia i zagadnienia pokrewne, red. A. Mielczarski Zeszyt 5, IBW PAN, Gdańsk-Poznań, s Borówka M. (II), 1979: Przebieg procesów deflacji i akumulacji na powierzchni nadbrzeŝnych wałów wydmowych. Badania Fizjograficzne nad Polską Zach. 32, seria A Geografia Fizyczna, PWN, s Borówka R. K., 1999: Zmiany intensywności potencjalnego transportu eolicznego na plaŝach wybrzeŝa kołobrzeskiego w latach a morfologia i współczesny rozwój wałów wydm przednich. W: Ewolucja geosystemów nadmorskich Południowego Bałtyku, red. R. K. Borówka, Z. Młynarczyk, A. Wojciechowski, Poznań-Szczecin, s Carter R. W. G., 199: The geomorphology of coastal dunes in Ireland. In: Dunes of the European coasts, eds. Th. W. Bakker, P. D. Jungerius, J. A. Klijn, Cremlingen, s

13 6. Carter R. W. G., Hesp P. A., Nordstrom K. F., 199: Erosional landforms in coastal dunes. In: Coastal dunes. Form and processes, eds. K. F. Nordstrom, N. P. Psuty, B. Carter, Chichester, p Dziedzic W., 23: Hydrotechniczne metody ochrony brzegów morskich wybrzeŝa środkowego Bałtyku. W: Geologia i geomorfologia pobrzeŝa i południowego Bałtyku 5, red. W. Florek, Słupsk, s Isermann M., Krisch H. 1995: Dunes in contradiction with different interests. An example: the Camping-Ground Prerow (Darß/Baltic Sea). In: Coastal Management and Habitat Conservation, eds. A. H. P. M. Salman, H. Behrends, M. Bonazountas, European Union for Coastal Conservation (EUCC), Leiden, s Kondracki J., 198: Geografia fizyczna Polski. PWN, Warszawa 1. Łabuz T. A., 21: Ocena wpływu czynników antropogenicznych na stan środowiska wydm nadbrzeŝnych w rejonie Mielna na mierzei Jeziora Jamno. Zeszyty Naukowe WEiK 8, Politechnika Koszalińska, Koszalin, s Łabuz T. A., 23a: Szata roślinna wskaźnikiem procesów eolicznych na nadmorskich wydmach mierzei Jeziora Jamno. W: Geologia i geomorfologia pobrzeŝa i południowego Bałtyku 5, red. W. Florek, Słupsk, s Łabuz T. A., 23b: Antropopresja w środowisku wydm nadmorskich duŝej miejscowości na przykładzie Kołobrzegu. W: Człowiek w środowisku przyrodniczym zapis działalności, red. J. M. Waga, K. Kocel, PTG nr 3, Sosnowiec, s Łabuz T. A., 23c: Udział czynników antropogenicznych w kształtowaniu nadmorskich wydm w rejonie Mielna na mierzei Jeziora Jamno. W: Człowiek i środowisko przyrodnicze Pomorza Zachodniego. II Środowisko abiotyczne, red. R. K. Borówka, A. Witkowski, Szczecin, s Łukasiewicz A., 1992: Charakterystyka roślin psammofilnych i ich przystosowania do środowiska wydmowego Mierzei Łebskiej, Poznań 15. Olsauskas A., 1996: Influence of recreation on plant cover in west Lithuania. Mograph. EUCC, Klaipeda 16. Piotrowska H., Celiński F., 1965: Zespoły psammofilne wysp Wolina i Południowowschodniego Uznamu. Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią, T. XVI, s Piotrowska H., 1995: Forest and man on the Polish Baltic coast. In: Management and preservation of coastal habitats. Proc. of multidiscyplinary workshop in Jastrzębia Góra, ed. H. W. J. van Dijk, EUCC Leiden, Netherlands, s Piotrowska H., 22: Zbiorowiska psammofilne na wydmach polskiego brzegu Bałtyku. Acta Botanica Cassubica 3, s Psuty N. P., 1988: Sediment budget and dune/beach interaction. Journal of Coastal Research, Special Issue 3, Portland, s Rosa B., 1984: Rozwój brzegu i jego odcinki akumulacyjne. W: PobrzeŜe Pomorskie, red. B. Augustowski, Wrocław-Warszawa-Gdańsk, s Rotnicki, K., Borówka, R. K., 199 Impact of a future sea level rise in the Polish Baltic coastal zone In: Changing Climate and the Coast, Vol. II, ed. J. G. Titus, Washington D.C., U.S. Environmental Protection Agency, s Rotnicki K., Borówka R. K., Devine N., 1995: Accelerated sea level rise as a threat to the Polish coastal zone quantification of risk. In: Polish coast: past, present, future, Journal of Coastal Research, ed. K. Rotnicki, Special Issue, No 22, s Wilcock F. A., Careter R. W. G., 1977: An Environmental Approach to the Restoration of Badly Eroded Dune. Biol. Conserv. 11, s Wojterski T., 1964: Bory sosnowe na wydmach nadmorskich na polskim wybrzeŝu, Prace Komisji Biologicznej, 28, 2, Poznań 25. Zawadzka-Kahlau E., 1999: Tendencje rozwojowe polskich brzegów Bałtyku Południowego. Gdańsk 13

14 26. Zeidler R. B., 1993: Changing hydrology of the Polish Baltic Sea. In: Management and preservation of coastal habitats. Proc. of multidiscyplinary workshop in Jastrzębia Góra, ed. H. W. J. van Dijk, EUCC Leiden, Netherlands, s Zyber G. M., 198: Osobliwości przyrodnicze Województwa Koszalińskiego, Koszalin Deflation processes of coastal dunes near Kołobrzeg city example study SUMMARY In presented work shows example of the study under deflation of coastal dunes near Kołobrzeg city. The East dunes of the city are completely eroded by sea and covered by hydrotechnical structures against flooding. On the west part of city dunes are more natural thanks to absence of touristic and settlement infrastructure. These dunes are eroded by sea main proof may be pit layers that are visible on the beach. Plants causing accumulation rarely cover dune slope. Also a lot of tourist footpaths lead to dune erosion. The main process is deflation caused by strong winds and absence of plant layer. During investigations along 2,5 km of the coast were counted 14 deflation gutters deeper than 1 m. Two of the gutters were chosen to detailed work (B1 and B2). Along profiles in deflation gutters were collected sand samples, measured ranges of plants, and counted wind changing using anemometers. The main factors causing deflation are tourist footpaths, absence of plants and strong winds after vegetative season. Tomasz Arkadiusz Łabuz Zakład Geomorfologii Morskiej Instytut Nauk o Morzu Uniwersytet Szczeciński ul. Felczaka 3a Szczecin labuztom@univ.szczecin.pl 14