WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE GLEB ORGANICZNYCH PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LIII, NR 1/2 WARSZAWA 2002: ADAM BOGACZ WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE GLEB ORGANICZNYCH PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH CHEMICAL PROPERTIES OF ORGANIC SOILS OF THE STOŁOWE MOUNTAINS NATIONAL PARK Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego, AR Wrocław A bstract. This work describes the physical-chem ical and chem ical properties o f the soils developed in different water-site conditions within the Stołow e M ountains National Park. 9 profiles were analysed which mineral ground base were the sandstone and marlstone. The selected profiles represented peat soils, m uck soils, mud soils with different levels o f organic mater decom position. The number o f soil properties was analysed in the profiles, for exam ple ph, A l, and H exchangeable, cation exchange capacity and its fraction in the sorption com plex, the amount o f K, M g, P, C, N, S. A dditionally, one performed the chem ical analysis o f water from the exam ined area and the analysis o f non decom posed plant material in peat. The acidity o f organic horizon range from strongly acid - ph 2.8 in H 2O and 2.3 in 1 m ol KC1 dm-3 to w eekly acid - ph 6.6 in H 2O and 6.0 in 1 mol KC1 dm-3. The amount o f A l and H exchangeable in the soils indicates that the acidity o f the soil caused mainly by the Al exchangeable. Total С in organic horizons ranged from to 51.42% w hile total N ranged from 0.50 to 2.23%. Soil sorption com plex characteristics show s that the exchange cation capacity ranges from 7.6 to 121 cm ol(> kg-1 o f soil. The levels o f basic cations with sorption com plex ranged from 5.97% to over 90%. A number o f chem ical analyses show ed differed nutrient status o f the organic soils in the Park. Those soils represent many types o f sites: oligo-, m eso- and eutrofic. Any future activity concerned with the protection and restoration o f wetlands sites should take into consideration very differed properties o f these soils. WSTĘP Powstające w obszarach górskich gleby organiczne kształtowane są przez specyficzny układ warunków klimatycznych, litologicznych, hydrologicznych oraz fizjograficznych. Warunki te doprowadziły do tworzenia się różnych typów gleb organicznych, aktualnie w dużym stopniu zmienionych w wyniku działalności człowieka [Heathwhite i in. 1993].

2 14 A,. Bogacz Rozwój torfowisk na obszarze Gór Stołowych rozpoczął się około lat temu. Gleby torfowe powstawały tu w wyniku zabagnienia podłoża mineralnego, o czym świadczy brak osadów jeziornych w poziomach zalegających bezpośrednio na spągu. Tworzące się zbiorowiska bagienne wykazywały cechy zbiorowisk eutroficznych, a w dalszych etapach rozwoju mezo- i oligotroficznych [Stark 1936; Marek 1998]. Zmiany warunków hydrologicznych na obszarach górskich, wynikające głównie z wykonywanych zabiegów osuszających, prowadzą do rozwoju procesu murszowego i degradacji istniejących gleb. Problemy związane z osuszeniem obszarów mokradłowych w górach dotyczą również wielu istniejących parków i rezerwatów [Coper i in. 1998]. Poszukiwanie terenów pod zalesienia i nowe użytki rolne było związane z przeprowadzanymi od końca XIX wieku na obecnym obszarze Parku Narodowego Gór Stołowych zabiegami częściowego osuszania wielu mokradeł [Stark 1936]. Wykonany sztuczny układ rowów przecinających obszary podmokłe oraz rowów przydrożnych powoduje obniżanie się poziomu wód gruntowych i zakłócanie naturalnego obiegu wody w mokradłach [Woronko 1998]. Zasoby wód podziemnych są stale zubażane poprzez istniejący system ujęć wody [Nowicka 1998]. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie właściwości chemicznych gleb organicznych wytworzonych w różnych warunkach wodnosiedliskowych na terenie Parku. OBIEKT BADAŃ Badaniami objęto gleby organiczne (9 profilów) charakteryzujące się różnym stopniem rozkładu materii organicznej, powstałe na zwietrzelinach piaskowców oraz margli. Część wytypowanych do badań gleb zajmuje położenia stosunkowo płaskich powierzchni zrównań, na których słabo przepuszczalne podłoże oraz niewielkie spadki terenu wytworzyły warunki do rozwoju tych gleb (Długie Mokradło, Wielkie Torfowisko Batorowskie) [Woronko 1998]. Obszary te zasilane są głównie wodami opadowymi, a także, w przypadku Torfowiska Batorowskiego, wodami napływającymi z innych obszarów Parku [Marek 1998]. Część analizowanych gleb zajmuje położenie w dolnej części stoków (Masyw Skalniaka), występując na powierzchniach niewielkich młak tworzących powierzchnie źródliskowe. W tych przypadkach mamy do czynienia głównie z soligenicznym typem ich zasilania. Wydzielone obszary badawcze były usytuowane na wysokościach od 500 do 900 m n.p.m. Analizowane gleby zaklasyfikowano do typów gleb torfowych torfowisk przejściowych, niskich lub wysokich oraz do gleb murszowych i mułowych. Rozmieszczenie punktów badawczych na terenie Parku przedstawiono na rysunku 1. Poziomy organiczne tych gleb wykazują różną miąższość mieszczącą się w granicach od 30 do ponad 300 cm. W większości analizowanych gleb proces torfotwórczy został przerwany, a na ich powierzchni wytworzył się poziom ściółki leśnej często dość dużej miąższości [Kaszubkiewicz i in. 1996; Bogacz 2000]. METODYKA BADAŃ Z wytypowanych 9 profilów glebowych pobrano za pomocą świdra torfowego typu Instorf łącznie 40 próbek glebowych. Na podstawie wykonanych wierceń opisano cechy morfologiczne gleb, wydzielając w nich występujące poziomy genetyczne.

3 W łaściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych 15 RYSUNEK 1. Lokalizacja profili glebowych FIGURE 1. Location of soil profiles Z każdego z nich pobrano reprezentacyjną próbkę gleby. Głębokość pobrania próbek podano w tabeli 2. W materiale glebowym oznaczono: - ph w H20 i wl mol KC1 dm 3, - glin i wodór wymienny metodą Sokołowa, - kwasowość wymienną metodą Kappena, - С ogółem oraz S ogółem przy użyciu aparatu CS-MAT 5500, - N ogółem metodą Kjeldahla, - kationy wymienne o charakterze zasadowym Ca2, Mg2, K, Na w octanie amonu o ph 7,0, - na podstawie ilości kationów o charakterze zasadowym oraz kwasowości wymiennej (HwAlw) została obliczona pojemność kompleksu sorpcyjnego (CEC) oraz stopień wysycenia kompleksu kationami o charakterze zasadowym (BS), - zasobność poziomów gleb organicznych w przyswajalny Mg, К, P określono na podstawie oznaczeń w wyciągach glebowych w 0,5 mol HC1 dm-3, Wykonano również jednorazowo oznaczenia zawartości poszczególnych składników w próbkach wody pobranej z odwiertów, w których oznaczono: - ph - potencjometrycznie, - zawartość niektórych składników, takich jak: Na, K, Ca2, Mg2, СГ, SO42-, P Badania uzupełniono o analizę makroszczątków zachowanych w torfach. Na podstawie tej analizy podjęto próbę określenia typu oraz rodzaju torfu.

4 16 A. Bogacz WYNIKI BADAŃ A naliza geobotaniczna torfu Wykonane w wydzielonych poziomach torfowych analizy geobotaniczne torfów wskazują na duży udział zachowanych szczątków Carex sp., oraz stosunkowo niewielki udział szczątków Bryales sp. oraz Sphagnum sp. (tab. 1). Na powierzchniach usytuowanych w dolnej części stoków - profile 1, 3 w poziomach torfów stwierdzono obecność szczątków drewna, kory oraz igieł świerka, a także zachowanych fragmentów Equisetum sp. Analiza geobotaniczna wykazała również, że badane gleby wytworzone są głównie z torfów przejściowych zaliczanych do rodzajów mszamy przejściowy i brzezinowy lub torfów niskich z rodzaju mechowo-turzycowiskowego. Określenie na podstawie polskiej normy [PN-76/G ] rodzaju torfu było bardzo utrudnione, a niekiedy niemożliwe ze względu na duży stopień rozkładu torfu oraz niedoskonałość normy. Stopień rozkładu niektórych analizowanych utworów organicznych przekraczał nawet 80%. W łaściw ości chem iczne gleb Odczyn gleb organicznych jest podstawowym wskaźnikiem ich troficzności [Sjors 1950]. Wartości tego parametru mogą wskazywać również na intensywną mineralizację torfu w poziomach powierzchniowych torfowisk osuszanych [Piaścik 1977]. Odczyn analizowanych poziomów glebowych wahał się od ph 2,8 w H20 i 2,3 w 1mol KC1 dm 3 w poziomach murszowych profilu 9 do ph 6,6 w H20 i 6,0 w lmol KC1 dm-3 w poziomie torfu silnie zamulonego-profil 3 (tab. 2). Najwyższe wartości ph stwierdzono w gliniastym poziomie podścielającym profilu 1, gdzie wartość ph w H20 osiągnęła 7,4. Na podstawie wartości odczynu można stwierdzić, że poziomy torfowe gleb zajmujących położenia w dolnej części stoków, wykazywały odczyn lekko kwaśny, natomiast ukształtowane na płaskich powierzchniach zrównań - odczyn kwaśny bądź silnie kwaśny. W większości gleb obserwowano tendencję wzrostu wartości odczynu wraz z głębokością (tab. 2). Analiza zawartości wodom i glinu wymiennego gleb obszaru Parku wskazuje na dominującą rolę glinu wymiennego w ich kwasowości. Zawartość tego składnika w niektórych silnie kwaśnych poziomach torfowych wynosi nawet ponad 30 cmol() kg-1 gleby. Nagromadzenie form Alw jest wyraźnie widoczne w poziomach powierzchniowych ściółek leśnych oraz poziomie murszowym (tab. 2). Różna zawartość węgla ogółem w poziomach organicznych wynika z odmiennego składu botanicznego tworzących go szczątków roślinnych, występujących często procesów namulania i murszenia torfu [Okołowicz, Sowa 1995]. Na badanych obiektach Parku zawartość С ogółem kształtowała się w zakresie od 15,45% С w silnie zamulonym poziomie Otni 1profilu 8 do 51,42% С w słabo rozłożonym poziomie torfu przejściowego gleby murszowej profilu 9 (tab. 2). Poziomy organiczne gleb torfowych charakteryzują się zwykle wysokimi wartościam fn ogółem [Pacarinen i in. 1977]. Torfy wysokie i przejściowe wykazują niższą zawartość N niż poziomy torfów niskich [Jungerius, Pons 1961]. Zawartości

5 TABELA 1. Stopień rozkładu oraz skład gatunkowy torfów z terenu Parku Narodowego Gór Stołowych TABLE 1. Humification degree and composition of peat plants fragments in Stołowe Mountains National Park Profil Profile Głębokość Depth [cm] Stopień rozkładu Humification degree [%] Procent nierozłożonych szczątków roślinnych - plant fragments drewno i kora wood and bark liście leafs krzewinki hather turzyce sedge % of not humificated Pozycja systematyczna torfu Systematic peat position Sphagnum Bryciles wełni an ki Eriophorum inne other nierozpoznane- not identificated I św 5 15 E15 30 niski - low mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge >90 - _ humotorfdecomposed św ЕЮ 25 niski - low - II św wysoki - hight mszamy wysoki - hight moss 1 0^ wysoki - hight III św 5 E5 30 niski - low > humotorf decomp św E5 30 niski - low - IV przej ści о wy-medi ate mszamy przejściowy - mediate moss 23^42 17 lśw 98 1 przej ś ci о wy-medi ate św przejściowy-mediate Skróty nazw gatunków: św - świerk pospolity, E - skrzyp, Cal.- trzcinnik, (brz) - brzoza, J - sit cienki, Shorted species names: św - Picea sp., E - Equisetum sp., Cal. - Calamagrostis sp., (brz) Betula sp., J - Juncus filiformis typ type rodzaj genus Właściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych VI

6 TABELA 1 cd. - TABLE 1 continued Oo Profil Profile Głębokość Depth [cm] V VI Stopień rozkładu Humification degree [%] Procent nierozłożonych szczątków roślinnych - % of not humificated plant fragments drewno i kora wood and bark liście leafs 15* 5św lśw krzewinki hather turzyce sedge 10 VII (brzl) 7 Cal. 80 VIII IX (brz40) (brz5) 2św inne other J15 Sphagnum Bryales wełnianki Eriophorum nierozpoznane not identificated Pozycja systematyczna torfu Systematic peat position typ type przejściowy-mediate przejściowy-mediate przejściowy-mediate przejściowy-mediate niski - low rodzaj genus mszamy przejściowy - mediate moss brzezinowy - birch brzezinowy - birch mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge 12 niski - low mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge przejściowy-mediate przejściowy-mediate niski - Iow niski - Iow przejściowy-mediate niski - Iow niski - Iow brzezinowy - birch brzezinowy - birch mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge mszamy przejściowy - mediate moss mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge mechowo-turzycowiskowy - moss-sedge. Bogacz

7 TABELA 2. W łaściwości fizykochemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych TABLE 2. Physicochemical properties o f organic soils in Stołowe Mountains National Park Nr profilu Profile No Poziom genet. Genetic horizon Głębokość-Depth [cm] poziomu of horizon pobrania of samples ph Hw Alw HwAlw С N S C/N Formy rozpuszczalne w extractable forms in 0,5 mol HCl- dm"3 [mg 100 g"1 gleby - of soil] H 20 KCl [cmol() kg"1 gleby - of soil] [%] К Mg P I Otnil 6,3 5,8 0,08 0,40 0,48 33,36 2,22 0,203 15,0 60,5 61,6 13,9 Otni ,8 5,4 0,16 0,32 0,48 32,86 1,98 0,241 16,6 17,6 57,2 7,7 Otni ,2 5,6 0,12 0,36 0,48 18,28 1,25 0,152 14,6 26,1 39,6 6,9 D ,9 5,6 0 0,32 0,32 0,27 0,10 0,005-26,5 26,4 3,5 IID > ,4 5,7 0 0,16 0,16 0,31 0,07 0,006-61,2 33,6 3,3 II Otwyl 3,5 2,7 3,68 11,04 14,72 23,22 0,90 0,129 25,8 29,6 18,0 7,4 Otwy ,5 2,8 4,00 17,92 21,92 36,60 1,65 0,120 22,2 40,2 4,4 10,5 D > ,5 3,8 0,08 0,72 0,80 0,39 0,08 0,006-4,7 1,4 4,3 III Otnil 6,5 6,0 0,12 0,68 0,80 34,47 1,85 0,250 18,6 216,8 67,6 41,5 Otni ,5 5,9 0,08 0,40 0,48 31,53 1,89 0,218 16,7 35,1 62,4 36,1 Otni ,6 6,0 0,04 0,28 0,32 30,19 1,79 0,311 16,9 27,7 57,2 92,6 Otni ,3 5,8 0,04 0,44 0,48 31,54 1,51 0,432 20,9 20,7 60,8 26,1 IV Olfh ,5 3,0 2,72 25,76 28,48 36,65 1,59 0,208 23,1 71,4 4,0 12,7 Otprl ,4 3,0 2,56 27,84 30,40 38,28 1,14 0,246 33,6 16,8 2,8 39,9 Otpr ,6 3,1 1,56 30,28 31,84 36,11 0,50 0,248 72,2 39,4 16,0 18,9 Otpr ,6 3,1 0,80 7,04 7,84 10,50 0,52 0,061 20,2 3,9 1,1 19,9 D > ,0 3,2 0,16 0,80 0,96 0,60 0,06 0,006-3,9 2,0 0,9 V Olfh ,5 2,8 3,04 20,32 23,36 33,13 1,74 0,151 19,0 84,6 6,5 11,6 Otprl ,3 2,8 3,68 17,92 21,60 39,27 1,13 0,280 34,8 14,0 5,3 7,8 Otpr ,8 3,3 1,44 12,64 14,08 24,87 1,34 0,112 18,6 17,2 3,0 30,6 Om ,1 3,5 0,48 8,32 8,80 6,94 0,41 0,035 16,9 11,7 11,6 6,8 Om/D ,9 3,3 0,40 6,32 6,72 4,51 0,28 0,030 16,1 10,1 1,8 4,5 VI Olfh ,4 2,5 6,72 11,04 17,76 43,41 1,70 0,194 25,5 28,5 28,0 5,8 Otprl ,1 3,1 2,80 2,32 5,12 45,16 2,10 0,247 21,5 29,6 30,4 2,1 Otpr ,3 3,3 1,92 1,76 3,68 46,66 1,92 0,190 24,3 28,5 22,8 2,4 Otni ,4 3,5 1,36 0,88 2,24 46,91 1, ,6 39,0 35,2 0,4 Właściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych Objaśnienia: Hw - wodór wymienny, Alw - glin wymienny; Explanation: Hw - exchangable, Alw - exchangable

8 TABELA 2. cd. - TABLE 2 continued ю о Nr profilu Profile No Poziom genet. Genetic horizon Głębokość-Depth [cm] poziomu of horizon pobrania of samples ph Hw Alw HwAlw С N S C/N Formy rozpuszczalne w extractable forms in 0,5 mol HCl dm '3 [mg 100 g-1 gleby - of soil] H2O KCl [cmol() kg 1 gleby - of soil] [%] К Mg P VII Otnil ,4 3,6 3,20 10,56 13,76 32,64 2,09 0,248 15,6 65,5 23,2 45,6 Otni ,3 3,7 0,80 7,04 7,84 11,76 1,08 0,098 10,9 41,3 18,0 35,9 Om ,5 4,3 0,08 2,96 3,04 6,83 0,25 0,037 27,3 25,0 9,2 69,6 D > ,3 4,3 0,08 0,40 0,48 0,97 0,09 0,011 10,8 19,9 15,6 6,2 VIII Otprl 3,8 3,3 1,28 12,96 14,24 47,87 1,74 0,474 27,5 92,4 27,6 11,6 Otpr ,2 3,4 1,12 9,28 10,40 43,83 2,23 0,502 19,7 118,6 25,6 35,0 Otnil ,3 3,7 0,96 6,72 7,68 29,52 1,93 0,197 15,3 89,7 25,6 48,3 Otni ,6 3,7 0,40 8,08 8,48 15,45 1,05 0,092 14,7 46,4 12,4 14,4 D > ,0 3,7 0,16 5,44 5,60 3,21 0,20 0,022 16,1 20,3 13,2 4,0 IX Olfh ,2 2,5 7,76 7,60 15,36 48,96 1,97 0,228 24,9 166,2 24,0 9,2 Mtprl ,0 2,3 10,88 10,72 21,60 49,47 1,60 0,129 30,9 34,3 18,4 1,9 Mtpr ,8 2,3 10,72 7,84 18,56 50,28 1,15 0,125 43,7 12,1 24,8 0,8 Otnil ,8 2,4 8,32 6,08 14,40 51,42 1,17 0,138 43,9 12,1 24,4 0,3 Otni ,7 3,1 0,32 5,76 6,08 16,25 0,72 0,056 22,6 18,3 20,0 1,4. Bogacz

9 W łaściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych 21 N ogółem, w przypadku poziomów analizowanych gleb z terenu Parku Narodowego Gór Stołowych, mieszczą się w przedziale od 0,50% N w słabo rozłożonym poziomie torfowym z dużym udziałem Sphagnum sp. - profil 4 do 2,23% N w poziomie torfowym Otpr2 profilu 8. Poziomy mineralne podścielające zawierały znacznie mniejsze ilości azotu, które wynosiły od 0,41 do 0,06% (tab. 2). Relacja C/N jest wskaźnikiem zawartości organicznego azotu, który może być mineralizowany w glebach torfowych podczas trwania sezonu wegetacyjnego [Kaunisto, Aro 1996]. Poziomy gleb torfowych wykazują zwykle wysokie wartości stosunku C/N mieszczące się najczęściej w przedziale od 25 do 70 [Crum 1988]. Obserwowane relacje C/N, w zależności od występujących na terenie Parku utworów organicznych i ich składu botanicznego, mieściły się w zakresie od 10,9 w poziomie torfu zamulonego profilu 7 do 72,2 w słabo rozłożonym torfie przejściowym z dużym udziałem Sphagnum sp. - profil 4. Intensywna mineralizacja materii organicznej w niektórych poziomach gleb organicznych mogła przyczynić się do zawężenia relacji C/N często poniżej 20. Wartości tego wskaźnika występujące w poziomach powierzchniowych badanych gleb świadczą w wielu przypadkach o ich przesuszeniu, wysokim stopniu humifikacji torfów oraz o rozwijającym się procesie murszowym. Zawartość siarki ogółem w glebach organicznych jest często zróżnicowana i zależna od składu gatunkowego szczątków roślinnych budujących masę torfową [Konecka-Betley i in. 1994]. Może być ona również wskaźnikiem występujących w glebach warunków hydroekologicznych [Altschuler 1983]. W analizowanych poziomach zawartości siarki mieściły się w przedziale od 0,035% S w poziomie mułowym profilu 5 do 0,502% S w poziomie Otpr2 profilu 8 (tab. 2). Na podstawie liczb granicznych przyjętych przez IUNG [1995] dla powierzchniowych poziomów gleb organicznych, zaklasyfikowano je głównie jako nisko, niekiedy średnio i wysoko zasobne w ten składnik (tab. 2). Pojemność kompleksu sorpcyjnego (CEC) poziomów organicznych nierzadko przekracza 100 cmol() kg"1gleby i jest w dużym stopniu zależna od rodzaju torfu i stopnia jego rozkładu [Thorpe 1973]. W badanych poziomach pojemność ta kształtowała się w przedziale od 7,62 cmol() kg-1 gleby w silnie zamulonym poziomie Otni2 profilu 9 do 121,11 cmol() kg-1 gleby w silnie rozłożonym poziomie Otni2 profilu 3 (tab. 3). Zawartość kationów Ca2 jest bardzo wyraźnie zróżnicowana w poszczególnych poziomach analizowanych gleb i wynosi od 1,26 cmol() kg-1 gleby w poziomie Otpr2 profilu 4 do aż 117,00 cmol() kg-1 gleby w bardzo silnie rozłożonym poziomie Otni2 profilu 1. Ilości magnezu mieszczą się w przedziale od 0,35 cmol() kg-1 w poziomie torfowym Otwy2 profilu 2 do 4,15 cmol() kg-1 w silnie rozłożonym poziomie Otnil profilu 3. Na podstawie wcześniej prowadzonych badań gleb organicznych wynika, że potas zajmuje zwykle dalsze miejsce, jeśli chodzi o jego ilość w kompleksie sorpcyjnym [Piaścik 1977]. W glebach organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych jego zawartości mieszczą się w przedziale od 0,11 cmol() kg-1 w poziomie Otpr2 profilu 4 do 1,99 cmol() kg-1 w powierzchniowym poziomie torfowym Otnil profilu 7 (tab. 3).

10 2 2 Л. Bogacz TABELA 3. W łaściwości sorpcyjne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych TABLE 3. Sorption properties of organic soil in Stołowe Mountains National Park Nr profilu Profile No I II III IV V VI VII VIII IX Poziom genet. Genetic horizon Otnil Otni2 Otni3 D IID Otwyl Otwy2 D Otnil Otni2 Otni3 Otni4 Olfh Otprl Otpr2 Otpr3 D Olfh Otprl Otpr2 Om Om/D Olfh Otprl Otpr2 Otni Otnil Otni2 Om D Otprl Otpr2 Otnil Otni2 D Olfh Mtprl Mtpr2 Otnil Otni2 Głębokość Depth [cm] poziomu о f hori zon > > > > > pobrania of samples Ca2 M g2 K Na HwAlw S CEC BS [cmol(> kg l] ,2 71,2 5, ,98 1,39 0,97 86,4 103, ,45 1,80 1,26 0,87 0,87 1,99 1,95 1,28 0,89 0,84 9,8 22,8 19,6 31,2 7,54 5,40 16,80 5,56 17,60 11,00 6,90 6,62 4,64 3,44 4,18 5,16 4,54 1,10 3,78 3,62 2,32 0,33 0,95 0,43 0,35 0,12 4,15 3,57 3,80 3,93 0,48 0,40 0,47 0,16 0,18 0,60 0,50 0,55 0,21 0,22 1,39 1,82 1,55 2,00 1,39 0,60 0,58 0,35 1,67 1,45 1,01 0,71 0,47 1,19 0,89 1,23 1,18 0,21 0,39 0,12 0,16 0,10 0,33 0,22 0,28 0,03 1,21 0,25 0,19 0,40 0,11 0,05 0,02 0,64 0,11 0,11 0,08 0,21 0,23 0,17 0,16 1,99 0,27 0,16 0,12 0,67 0,73 0,64 0,31 1,03 0,27 0,12 0,09 0,13 0,17 0,17 0,15 0,09 0,13 0,13 0,12 0,13 0,16 0,18 0,08 0,07 0,19 0,12 0,11 0,08 0,08 0,15 0,19 0,16 0,24 0,29 0,12 0,07 0,33 0,24 0,19 0,15 0,13 0,13 0,17 0,20 0,10 0,48 0,48 0,48 0,32 0,16 14,72 21,92 0,80 0,80 0,48 0,32 0,48 28,48 30,40 31,84 7,84 0,96 23,36 21,60 14,08 8,80 6,72 17,76 5,12 3,68 2,24 13,76 7,84 3,04 0,48 14,24 10,40 7,68 8,48 5,60 15,36 21,60 18,56 14,40 6,08 103,14 121,11 73,83 6,42 22,20 2,76 2,16 1,24 91,90 107,55 110,53 112,61 2,47 2,50 2,02 1,16 1,14 3,42 2,68 2,08 1,29 1, ,04 21, ,21 6,41 17,66 6,10 20,27 13,42 8,74 7,79 5,39 5,79 5,47 6,69 6,01 1,54 103,62 121,59 74,30 6,74 122,37 17,48 24,08 2,04 92,70 108,03 110,85 113,09 30,95 32,90 33,86 9,00 2,10 26,78 24,28 16,16 10,09 7,94 29, ,84 24,97 14,25 20,70 6,58 34,51 23,82 16,42 16,27 10,99 21,15 27,07 25,25 20,41 7,62 [%] 99,54 99,61 98,37 95,25 99,28 15,79 8,97 60,78 99,14 99,56 99,71 99,58 7,98 7,60 5,97 12,89 54, ,04 12, ,37 39,49 83,02 85,37 93,35 44,89 44,98 85,31 92,71 58,74 56,34 53,23 47,88 49,04 27,38 20,21 26,50 29,45 20,21 Objaśnienia: S - suma kationów zasadowych, CEC - pojemność kompleksu sorpcyjnego, BS - stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego. Explanation: S - sum of base cations, CEC - cation exchange capacity, BS - base saturation

11 W łaściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych 23 Zawartość kationów Na waha się w zakresie od 0,11 cmol() kg-1 gleby w poziomie Otpr2 profilu 5 do 0,33 cmol() kg-1 gleby w poziomie powierzchniowym Otprl profilu 8 (tab. 3). Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym (BS) może być niekiedy również wskaźnikiem zasobności gleb. W glebach oligotroficznych siedlisk wierzchowiny Skalniaka - profile 2, 4, 5 wartości tego wskaźnika nie przekraczały zwykle 15%, natomiast w eutroficznych glebach siedlisk dolnej części stoków - profile 1,3 obserwowane wartości (BS) przekraczały nawet 90%. Na podstawie zawartości składników rozpuszczalnych w 0,5 mol HC1 dm-3 oraz norm przyjętych przez IUNG [1995], określono zasobność analizowanych gleb (tab. 2). Zawartość magnezu w poziomach organicznych mieści się w przedziale od 2,8 mg 100 g 1 gleby w poziomie Otprl profilu 4 do 67,6 mg 100 g 1 gleby w powierzchniowym poziomie Otnil profilu 3. W profilach obserwowano na ogół obniżanie zawartości tego składnika wraz ze wzrostem głębokości i wartości te oceniono według norm IUNG jako niskie, a niekiedy średnie. Zawartości mineralnego potasu wahały się w przedziale od 12,1 mg 100 g_1 gleby w poziomie Otprl oraz Mtpr2 w profilu 9 do 216,8 mg 100 g_1 gleby w poziomie Otnil profilu 3 (tab. 2). Największą koncentrację tego składnika obserwowano generalnie w powierzchniowych poziomach ściółek i torfów obszarów leśnych. Podobną tendencję zaobserwowano na drenowanych torfowiskach leśnych Finlandii [Kaonisto, Pavilainen 1988]. Zawartości potasu w warstwach powierzchniowych określono na podstawie liczb granicznych jako średnie lub wysokie, niekiedy bardzo wysokie. W pozostałych poziomach są one niskie bądź bardzo niskie. Fosfor jest pierwiastkiem mogącym występować w poziomach gleb torfowych w znacznych ilościach. Jest on pobierany przez rośliny i sorbowany, toteż dzięki temu słabo przemieszcza się w głąb profilu glebowego [Wondraush 1969]. Zmierzone zawartości tego składnika w glebach organicznych Parku mieszczą się w zakresie od 0,3 mg 100 g-1 gleby gleby w poziomie Otnil profilu 9 do 92,6 mg 100g_1 gleby w poziomie torfu niskiego Otni3 profilu 3. (tab.2). W analizowanych glebach zawartości fosforu oceniono jako bardzo niskie i niskie - profile 1, 2, 4, 5, 6, 9, średnie - profil 8. Tylko w poziomach profili 3 i 7 zawartości fosforu oceniono jako wysokie i bardzo wysokie. We wszystkich badanych glebach obserwowano tendencję spadku zawartości fosforu wraz ze wzrostem głębokości w profilu. ANALIZA WODY GLEBOWO-GRUNTOWEJ Skład chemiczny wód na obszarach torfowiskowych ulega ciągłym sezonowym zmianom [Bragazza i in. 1998]. Pojedyncza analiza wody na poszczególnych powierzchniach może jedynie w przybliżeniu charakteryzować dane siedlisko. Przeanalizowano 9 próbek wody glebowo-gruntowej z poszczególnych odkrywek. Wyniki oznaczeń ph wskazują na bardzo silnie zróżnicowaną troficzność poszczególnych obiektów (tab. 4). Odczyn wód wahał się od silnie kwaśnego (ph 3,30) w próbce z profilu 6 z obszaru Wielkiego Torfowiska Batorowskiego do zasadowego (ph 7,35-7,54) w próbkach wody z profili 1, 3 z obszarów zatorfień w dolnej części stoków, gdzie w podłożu występował margiel. Analizowane wody wykazywały największe

12 24 A. Bogacz TABELA 4. Skład chemiczny wody glebowo-gruntowej gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych TABLE 4. Chemical composition of soil-ground water in Stołowe Mountains National Park Nr profilu Profile No ph Fe Ca К Na Mg S P 0 4- СГ [mg dm -3] 1 7,54 1,45 32,86 1,76 3,04 2,11 10,3 <0,5 1,57 2 5,53 1,05 9,89 1,28 1,55 0,76 15,3 <0,5 2,53 3 7,35 1,00 32,50 1,13 1,32 2,01 24,7 <0,5 1,64 4 4,19 1,10 6,00 0,90 1,41 1,01 17,9 <0,5 2,10 5 4,69 1,30 5,00 0,99 1,42 1,24 11,8 <0,5 2,32 6 3,30 1,85 3,00 0,80 1,10 0,64 10,0 <0,5 2,13 7 4,20 1,44 5,00 3,20 1,82 0,97 20,3 <0,5 3,44 8 5,83 1,95 1,45 0,37 0,51 1,12 13,8 <0,5 7,61 9 4,80 1,31 1,50 0,04 0,20 0,88 14,5 <0,5 3,15 zróżnicowanie, jeśli chodzi o zawartość wapnia. Ilość tego składnika mieściła się w przedziale od 1,45 mg Ca2 dm-3 w wodzie z profilu 8 do 32,86 mg Ca2 dirf3 w wodzie z odkrywki 1. Zawartość magnezu oscyluje w przedziale od 0,88 mg Mg2 dm-3 w przypadku odkrywki 9 do 2,11 mg Mg2- dm~3 w wodzie z profilu 1. Obecność potasu podobnie jak innych składników była znowu najmniejsza w próbce wody z profilu 9 i wynosiła 0,04 mg K dm-3. Ilości sodu w analizowanych wodach były zwykle większe od zawartości potasu i wynosiły od 0,20 mg Na dm-3 w próbce z profilu 9 do 3,04 mg Na dm-3 w próbce z profilu 1. Wszystkie analizowane próbki zawierały zawartości żelaza mieszczące się w granicach od 1,00 do 1,95 mg Fe2 dm 3 oraz nieznaczne ilości fosforu poniżej 0,5 mg P 0 43_ dm-3. Niski był również poziom chlorków i wynosił od 1,64 do 7,61 mg СГ dm-3. Duże zróżnicowanie zawartości jonów S obserwowano w poszczególnych próbkach wody. Zmierzone ilości S mieściły się w przedziale od 10,0 do 24,7 mg S 0 42 dm-3 (tab. 4). WNIOSKI 1. W glebach organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych, charakteryzujących się odczynem silnie kwaśnym, kwaśnym i lekko kwaśnym, dominującą rolę w kształtowaniu odczynu odgrywa glin wymienny. Wartości ph wzrastają wraz z głębokością w profilu. 2. Pojemność kompleksu sorpcyjnego (CEC) w poziomach torfów silnie rozłożonych jest znacznie większa niż w torfach słabo rozłożonych, z dużym udziałem szczątków Sphagnum sp. i przekracza niekiedy 100cmol() kg-1 gleby. 3. W poziomach powierzchniowych (ściółki, mursze oraz torfy), w porównaniu z poziomami głębiej leżącymi, stwierdzono wzrost zawartości fosforu, magnezu i potasu.

13 W łaściwości chemiczne gleb organicznych Parku Narodowego Gór Stołowych Niskie wartości relacji C/N występujące w poziomach powierzchniowych większości analizowanych profili mogą wskazywać na intensywną mineralizację materii organicznej, związaną z przesuszaniem tych gleb. 5. Wody glebowo-gruntowe z poszczególnych obszarów badawczych charakteryzuje zróżnicowanie zawartości jonów Ca2. 6. Wyniki analiz fizykochemicznych i chemicznych gleb oraz wód wskazują dobitnie na dużą różnorodność troficzną siedlisk bagiennych i pobagiennych Parku. W ystępują tam gleby siedlisk mezotroficznych, eutroficznych oraz oligotroficznych. 7. Wszelkie planowane tu w przyszłości zabiegi związane z ochroną i renaturyzacją siedlisk podmokłych w Parku, powinny uwzględniać różnice w ich troficzności. P odziękow anie Autor dziękuje Dyrekcji Parku Narodowego Gór Stołowych za pomoc w prowadzeniu badań na terenie Parku oraz dr. inż. Tadeuszowi Stepie z Instytutu Botaniki i Fizjologii Roślin Akademii Rolniczej we Wrocławiu za wykonanie mikroskopowej analizy geobotanicznej torfów w zebranych próbkach. LITERATURA ALTSCHULER Z.S., SCHNEPFE M.M., SILBER C.C., SIMON F.O. 1983: Sulfur diagenesis in Everglades peat and origin of pirite in coal. Science 221:4607, BOGACZ A. 2000: Physical properties of organic soil in Stołowe Mountains National Park (Poland). Proceedings of the International Peat Symposium on Chemical, Physical and B iological Processes in Peat Soil, Jokioinen, Finland. Suo 51, 3: BRAGAZZA L., ALBER R., GERDOL R. 1998: Sesonaly chemistry of pore water in hummocks and hollows in a poor mire in southern Alps (Italy). Wetlands 18, 3: COOPER D.J., LEE H., MAC DONALD L.H., WAGNER S.K., WOODS S.W. 1998: Hydrologie restoration on a fen in Rocky Mountain National Park, Colorado, USA. Wetlands 18: 3, HEATHWHITE A.L., GÖTTLICH K., EGGELSMANN R. 1993: Ecohydrology, mires drainage and mire conservation, In: Mires Process, Exploination and Conservation. John Viley & Sons, New York N.Y. USA IUNG 1985 : Liczby graniczne do wyceny zawartości w glebie makro- i mikroelementów. Zalecenia nawozowe cz. I, Puławy JONGERIUS A., PONS L. J. 1962: Soil genesis in organie soils. Communication of the Netherlands Soil Survey Institute: KASZUBKIEWICZ J., BOGACZ A., GAŁKA В. 1996: Gleby organiczne Parku Narodowego Gór Stołowych. Szczeliniec 1: KAUNISTO S., ARO L. 1996: Forestry use of cut-away peatlands. In: Vasander H.(ed.). Peatlands in Finland. Finish Peat Society, Helsinki: KAUNISTO S., PAAVILAINEN E. 1988: Nutrient stores in the old drainage areas and growth of stands. Commun. Inst. For. Fenn. 145:1-39. KONECKA-BETLEY K., CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1994: W łaściwości fizykochemiczne i chemiczne gleb w Kampinoskim Parku Narodowym (stan na r. 1991) [w] Prognozowanie przemian właściwości chemicznych gleb Kampinoskiego Parku Narodowego na tle innych komponentów środowiska przyrodniczego. Wyd. Fundacja SGGW: MAREK S. 1998: Rozwój W ielkiego Torfowiska Batorowskiego w świetle badań biostratygraficznych. Szczeliniec 2:

14 26 A. Bogacz MOTOWICKA-TERELAK, TERELAK H., W ITEKT. 1993: Liczby graniczne do wyceny zawartości siarki w glebach i roślinach. IUNG, Puławy: NOWICKA B. 1998: Systemy krążenia wody w Parku Narodowym Gór Stołowych. Szczeliniec 2: 42^7. OKOŁOWICZ M., SOWA A. 1997: Gleby torfowo-murszowe rezerwatu Krzywa Góra w Kampinoskim Parku Narodowym. Rocz. Glebozn. 48, 3/4: PACARINEN P., TOLONEN K. 1977: Vertical distribution of N, К, Zn and P in Sphagnum peat. Suo 28, 4-5: PIAŚCIK H 1977: Przeobrażenie gleb torfowo-murszowych ze szczególnym uwzględnieniem zmian w zawartości wapnia, żelaza i glinu. Zesz. Nauk. ART Olsztyn 176, 23: POLSKA NORMA PN-76/G : Oznaczenie gatunku i rodzaju oraz typu torfu. Polski Komitet Normalizacji: SJORS H. 1950: On the relation between vegetation and electrolites in north Swedish mires. Oikos 2: STARK L. 1936: Zur Geschichte der Moore und Wälder Schlesiens in postglazialer Zeit. Botanische Jahrbücher, LXVII, 5. THORPE V. A. 1973: Collaborative study of the cation exchange capacity of peat material. J AO AC. 56, 1: W ONDRAUSH J. 1969: Phosphorus sorption in mucky-peat soils. Polish J. Soil Sei. 2, 2: WORONKO D. 1998: Warunki występowania i funkcjonowania obszarów podmokłych w Parku Narodowym Gór Stołowych. Szczeliniec 2: Praca wpłynęła do redakcji w listopadzie 2001 r. Dr inż. Adam Bogacz Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego, Akademia Rolnicza, Wrocław, ul. Grunwaldzka 53