PRZYCZYNY I RODZAJE DEGRADACJI GLEB

Transkrypt

1 PRZYCZYNY I RODZAJE DEGRADACJI GLEB

2 GŁÓWNE PRZYCZYNY DEGRADACJI GLEB Degradacja (dewastacja) gleb jest głównie wynikiem: występowania zjawisk erozyjnych, przeznaczania gleb na cele nie przyrodnicze (urbanizacja, industrializacja, budowa szlaków komunikacyjnych itp.), odkrywkowego wydobywania surowców, niewłaściwej regulacji stosunków wodnych (melioracja, zmiana przebiegu cieków wodnych itp.), intensywnej gospodarki rolnej, użycia niewłaściwych maszyn rolniczych, dostawczych i innych, niewłaściwej chemizacji rolnictwa, zanieczyszczenia przemysłowego i komunikacyjnego oraz komunalnego, składowania odpadów w nie przygotowanych do tego obszarach, prac budowlanych, naruszających układ profilu glebowego.

3 RODZAJE DEGRADACJI GLEB erozja gleb, ubytek areału uprawnego, przekształcenia mechaniczne gleb, przekształcenia chemiczne gleb, przekształcenia hydrologiczne gleb, naruszenie równowagi biologicznej środowiska glebowego i siedlisk porastających gleby.

4 EROZJA GLEB EROZJA WIETRZNA EROZJA WODNA RUCHY MASOWE EROZJA ŚNIEGOWA EROZJA UPRAWOWA deflacja korazja odpadanie obrywy osuwiska spływy akumulacja osiadanie spełzanie erozja niveo-eoliczna lawiny zsuwy rozbryzg spłukiwanie powierzchniowe erozja liniowa erozja podpowierzchniowa abrazja warstwowe rozproszone erozja żłobinowa erozja wąwozowa erozja rzeczna suffozja chemiczna suffozja mechaniczna erozja krasowa denna brzegowa wsteczna Klasyfikacja erozji w geograficznych warunkach Polski [Józefaciukowie 1992]

5 EROZJA GLEB Erozja wietrzna - siła sprawcza: wiatr Deflacja wywiewanie ziaren i cząstek glebowych, ziemnych i skalnych. Powoduje tworzenie się rynien, mis, niecek i wydmuszysk w obrębie obszarów piaszczystych oraz ostańców i bruku deflacyjnego na obszarach piaszczysto-żwirowych i pyłowych. Podczas okresów intensywnego wywiewania powstają burze pyłowe i piaskowe. Korazja żłobienie i szlifowanie powierzchni skał przez piasek niesiony wiatrem, najintensywniejsze na pustyniach i w górach. Charakterystyczne formy rzeźby korazyjnej to wygłady, żłobki, bruzdy, nisze, graniaki wiatrowe i skałki (słupy skalne). Akumulacja eoliczna osadzanie się niesionych przez wiatr cząstek glebowych (deflatów) na powierzchni gleby powodujące stopniowe zasypanie górnych, żyznych poziomów profilu glebowego, jałowymi deflatami.

6 EROZJA GLEB Erozja wodna - siła sprawcza: woda Rozbryzg odrywanie i przemieszczanie na niewielkie odległości cząstek glebowych przez krople deszczu lub ziarna gradu z równoczesnym ubijaniem powierzchni gruntu. Spłukiwanie powierzchniowe odspajanie i transportowanie cząstek glebowych przez spływ powierzchniowy. Zasada przemieszczanie cząstek jest podobna do transportu osadów w korytach rzecznych, lecz odbywa się w strudze o znacznie większej szerokości i minimalnej głębokości (przepływ błonkowaty). Erozja liniowa dzieli się na 3 podtypy: - erozję żłobinową, która polega na niegłębokim rozmywaniu górnych poziomów profilu glebowego przez wodę ze spływu powierzchniowego spływające po stoku w postaci niewielkich strużek; - erozję wąwozową, której mechanizm polega na bardzo intensywnym rozmywaniu stoków przez skoncentrowane strugi spływu powierzchniowego, w wyniku czego powstają wąwozy, które nie zabezpieczone, podlegają następnie dalszemu silnemu rozwojowi; - erozje rzeczną, dzielącą się na: denną, brzegową i wsteczną. Najogólniej ten typ erozji ujmuje całość zjawisk związanych z przeobrażaniem koryt cieków.

7 EROZJA GLEB Erozja wodna - siła sprawcza: woda Erozja podpowierzchniowa dzieli się również na 3 podtypy: - sufozję chemiczną, której mechanizm polega na zubażaniu profilu glebowego w spoiwo (CaCO 3 ) poprzez jego chemiczne rozpuszczanie i wynoszenie poza profil; - sufozję mechaniczną, której mechanizm jest podobny, z tą różnicą, że zamiast wymywania chemicznego następuje tu mechaniczne wynoszenie koloidalnego spoiwa; - erozja krasowa, której efektem są liczne jaskinie na obszarach zbudowanych ze skał węglanowych. Jaskinie te powstały poprzez długoletnie, stopniowe wymywanie CaCO 3 z masywu skalnego. Abrazja jest to niszczenie brzegów zbiorników wodnych przez energię uderzających fal. Najbardziej spektakularnym efektem działania abrazji są w Polsce klify Pomorza Zachodniego, a szczególnie klif pod kościołem w Trzęsaczu.

8 Ruchy masowe siła sprawcza: przyciąganie ziemskie EROZJA GLEB Odpadanie odspojenie mas skalnych bądź gruntowych z pionowych ścian. Obrywanie odspojenie się mas skalnych bądź ziemnych z nawisów, przy czym oderwane elementy przemieszczają się droga powietrzną; Osuwanie na ogół szybkie przemieszczanie się w dół stoku mas glebowo-zwietrzelinowych. Osuwanie ma miejsce najczęściej na skutek nadmiernego uwilgotnienia lub zmian w rzeźbie powodujących zwiększenie nachylanie stoku, w wyniku czego traci on stateczność przyjmując różne płaszczyzny poślizgu. Spływy (soliflukcja), spływanie nadmiernie uwilgotnionych mas glebowo-zwietrzelinowych po płaszczyźnie poślizgu utworzonej przez nierozmarzniętą jeszcze warstwę gruntu. Zachodzi najczęściej na utworach glebowych o dużej zawartości części ilastych i pyłowych, na stokach o wystawie północnej i spadkach powyżej 30%. Typową formą dla tego rodzaju erozji są jęzory soliflukcyjne. Pełzanie mechanizm podobny do osuwania, jednak ruch mas ziemnych przebiega wolniej, miąższość przemieszczanej warstwy bywa znacznie większa. Osiadanie powolne obniżanie się powierzchni terenu wskutek zmniejszenia objętości gruntu. Osiadanie często towarzyszy procesom sufozji.

9 EROZJA GLEB Erozja śniegowa siła sprawcza: śnieg bądź lód Erozja niweo-eoliczna o podobnym do korazji mechanizmie niszczącym, gdzie rolę niszczącą ziarn deflatów spełniają kryształki śniegu, bądź lodu. Lawiny powodują bardzo gwałtowne przemieszczenia mas glebowo-zwietrzelinowych. Zsuwy powolne przemieszczanie się masy śniegu wraz z gruntem i skałami po powierzchni stoku. Erozja uprawowa siła sprawcza: człowiek. Erozja ta obejmuje wszystkie przejawy wadliwej agrotechniki i urządzenia terenów rolniczych. Najbardziej znanym przykładem erozji uprawowej jest orka z odłożeniem skiby w dół stoku, co przyspiesza dodatkowo wynoszenie materiału z pola.

10 EROZJA GLEB Mapy obszarów narażonych na różne formy erozji [Józefaciuk 1979]

11 EROZJA GLEB Mapa obszarów szczególnie narażonych na erozję wywołaną ruchami masowymi [PIG 2010]

12 UBYTEK AREAŁU UPRAWNEGO Ubytek areału uprawnego jest wynikiem: wylesiania obszarów i ich dewastacji (w tym erozyjnej) dzikiego odłogowania pól uprawnych zabudowy terenów rolnych i leśnych (urbanizacja + industrializacja + komunikacja) pozostawiania gruntów wadliwych o złych cechach ruchów demograficznych Zmiany użytkowania gleb, związane z urbanizacją idą generalnie w kierunkach: wyłączenia użytków ornych z produkcji rolnej, wyłączenia użytków leśnych z produkcji leśnej, zmiany z użytkowania leśnego na rolne (ogrody działkowe), zmiany z produkcji leśnej na użytkowanie parkowe, likwidacji mad nadrzecznych podczas zmiany przebiegu koryt rzecznych.

13 ZMIANA STRUKTURY PÓL UPRAWNYCH (ROZDROBNIENIE VS. KOMASACJA) Minusy rozdrobnienia gruntów: większa kosztochłonność uprawy transport + jałowe przebiegi maszyn uprawowych + budowa dróg dojazdowych, większe (na ogół) zróżnicowanie cech gleb, sumarycznie większa powierzchnia gorzej uprawionej gleby (skraje pól), trudność prawidłowej chemizacji z uwagi na uprawy sąsiadujące. Minusy komasacji gruntów: kontakt zainfekowanych, porażonych roślin i zwierząt, ujednolicenie uprawy i nawożenia na siłę, mimo zróżnicowania właściwości gleby w obrębie dużego pola, uproszczenie technologiczne upraw i chowu.

14 REKULTYWACJA OCHRONA TEREÓW I REKULTYWACJA PRZEKSZTAŁCONYCH GLEB ZMIANY CHEMIZMU GLEB ANTROPOGENICZNYCH Gleby antropogeniczne w swoim składzie chemicznym zawierają wiele związków, potencjalnie niebezpiecznych dla organizmów żywych, czy to działając bezpośrednio, czy za pośrednictwem pokarmu i wody. Wśród nich szczególną uwagę zwraca się na metale ciężkie i pochodne ropy naftowej. W niektórych lokalizacjach, szczególnie położonych w korytarzach emisyjnych zakładów chemicznych istotnymi mogą być również inne związki chemiczne, jak chlor, fluor, cyjanki, aerozole kwasów i inne.

15 CHEMICZNE OBCIĄŻENIA GLEB Zanieczyszczenia dostają się do gleb i gruntów w większości obszarów zurbanizowanych, poprzez: atmosferę emisje przemysłowe, z palenisk domowych, zakładów rzemieślniczych, komunikacyjne, hydrosferę osady rzeczne, ścieki, wody gruntowe, naturalne procesy erozji i akumulacji wodnej i wietrznej, naniesienie lub wniesienie materiałów technogennych, przemieszczenie obciążonych zanieczyszczeniami warstw glebowych naturalnej genezy, składowanie odpadów jako przyszłe źródło materiałów do wykorzystania.

16 CHEMICZNE OBCIĄŻENIA GLEB Brown Jr., G.E., Sutton, S.R., Bargar, J.R., Shuh, D.K., Bassett, W.A., Bertsch, P.M., Bisognano, J., Bleam, W.F., Clark, D.L., De Stasio, P., Fendorf, S.E., Fenter, P.A., Fontes, E., Hormes, J., Kemner, K.M., Myneni, S.C.B., O Day, P.A., Pecher, K.H., Reeder, R.J., Roy, A., Traina, S.J., Willson, C., Zachara, J.M., Molecular environmental science: an assessment of research accomplishments, available synchrotron radiation facilities, and needs. SLAC Publication SLAC-R-704, Menlo Park, CA, 60 p.

17 Brown, Jr., G.E., Chianelli, R., Stock, L., Stults, R., Sutton, S.R., Traina, S.J. (Eds.), Molecular Environmental Science: Speciation, Reactivity, and Mobility of Environmental Contaminants. Report of the DOE Molecular Environmental Science Workshop, July 5 8, 1995, Airlie Center, VA. SLAC Publication SLAC-R , Menlo Park, CA, 125 p. CHEMICZNE OBCIĄŻENIA GLEB

18 Główne grupy przekształceń gleb: 1) zmiany fizyczne (mechaniczne) profilu glebowego 2) zmiany chemiczne 3) zmiany hydrologiczne

19 ZMIANY MECHANICZNE PROFILU GLEBOWEGO Skrócenie profilu glebowego wynik zdjęcia powierzchniowych warstw Domieszanie materiałów obcych o charakterze odpadów komunalnych (tekstylia, złom, szkło i inne)

20 ZMIANY MECHANICZNE PROFILU GLEBOWEGO Domieszanie materiałów budowlanych najczęstszy rodzaj domieszek gleb miejskich

21 ZMIANY MECHANICZNE PROFILU GLEBOWEGO Przykrycie powierzchnią litą (beton, płyty, asfalt itp.), modyfikującą wymianę wodną, gazową i życie mikrobiologiczne gleby

22 ZMIANY MECHANICZNE PROFILU GLEBOWEGO Przykrycie profilu glebowego (różnych gleb, przekształconych lub naturalnych) warstwą organiczną (z prawej) lub mineralną (z lewej), co zmienia warunki korzenienia się większości roślin.

23 ZMIANY MECHANICZNE PROFILU GLEBOWEGO Wszystkie zmiany fizyczne prowadzą do wytworzenia się w glebach miejskich specyficznych warstw, nie spotykanych w glebach poza oddziaływaniem antropogenicznym (diametralnie różnych w stosunku do wywołanych naturalnymi czynnikami glebotwórczymi). Większość z tych warstw wykazuje ponadto wysoki stopień zagęszczenia (ubicia), utrudniając przenikanie korzeni roślin, wody i powietrza.

24 ZMIANY CHEMICZNE Siuta (1987) dzieli chemiczne przekształcenia gleby na: 1) wyjałowienie ze składników pokarmowych, 2) naruszenie równowagi między składnikami, 3) zakwaszenie, 4) zanieczyszczenie gleby substancjami szkodliwymi dla roślin, 5) zanieczyszczenie gleby składnikami szkodliwymi dla wartości pokarmowej roślin (szkodliwymi dla zwierząt i człowieka), 6) zasolenie, 7) alkalizację, 8) intoksykację metaboliczną, 9) obniżenie zawartości próchnicy.

25 ZMIANY CHEMICZNE zaw. w glebach zaw. średnia średnia światowa polskich Element Kabata-Pendias 1993 Adriano 1992 [mg/kg] Cd 0,20-0,31 0,22 0,5 Pb < 20 13, Zn < 40 33, Cu , Ni < 10 6,5 < 100 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (Dz. U z dnia 4 października 2002 r.) Na podstawie art. 105 ust. 1 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. - Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2001 r. Nr 62, poz. 627 i Nr 115, poz oraz z 202 r. Nr 74, poz. 676, Nr 113, poz. 984 i Nr 153, poz. 1271) zarządza się, co następuje: Glebę lub ziemię uznaje się za zanieczyszczoną, gdy stężenie co najmniej jednej substancji przekracza wartość dopuszczalną, z zastrzeżeniem ust Jeżeli przekroczenie wartości dopuszczalnej stężenia substancji w badanej glebie lub ziemi wynika z naturalnie wysokiej jej zawartości w środowisku, uważa się, że przekroczenie dopuszczalnej wartości stężeń w glebie lub ziemi nie nastąpiło.

26 ZMIANY HYDROLOGICZNE GLEBY ZAWODNIONE GLEBY PRZESUSZONE

27 GRUNTY ANTROPOGENICZNE Grunty powstałe w wyniku działań rekultywacyjnych w obrębie składowisk komunalnych i przemysłowych

28 GRUNTY ANTROPOGENICZNE Grunty powstałe w wyniku rekultywacyjnego przygotowania terenu przed założeniem obiektu zieleni miejskiej. Uwagę zwraca niewłaściwa technika, polegająca na prostym naniesieniu warstwy organicznej na piaszczystą, bez częściowego wymieszania.