Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska

Transkrypt

1 Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska Genesis, evolution and properties of the soils of lower supra-flood terrace of Słupia River in southern part of Słupsk Jerzy Jonczak 1, Ireneusz Olszak 2, Anna Łazarczyk 1 1 Akademia Pomorska w Słupsku, Instytut Geografii i Studiów Regionalnych, ul. Partyzantów 27, Słupsk, jerzy.jonczak@gmail.com 2 Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, Instytut Geografii, ul. Świętokrzyska 15, Kielce Zarys treści: Badania miały na celu analizę głównych etapów ewolucji gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska oraz rozpoznanie prawidłowości przestrzennego rozmieszczenia ich typów i właściwości. Rodzaj materiału macierzystego, głębokość zalegania wód gruntowych, a w ostatnich wiekach również działalność człowieka były kluczowymi czynnikami różnicującymi przestrzennie kierunki rozwoju gleb i ich właściwości na badanym obszarze. Dominującymi typami były gleby rdzawe związane z piaskami rzecznymi oraz gleby glejobielicowe wykształcone z piasków eolicznych. Lokalnie występowały też gleby organiczne, glejowe i murszaste. Wiek materiałów macierzystych gleb rdzawych został oszacowany metodą TL na 9,0 9,8 ka BP, a gleb glejobielicowych na 4,2 5,1 ka BP. Badane gleby były zasobne w węgiel organiczny, a zawartość azotu i fosforu była zróżnicowana. Gleby rdzawe charakteryzowały się dobrze wykształconymi poziomami Bv o intensywnie rdzawej barwie, zawierającymi do 9,21 g kg 1 Fe t i do 17,14 g kg 1 Al t. Poziomy wzbogacania gleb glejobielicowych zwykle miały formę zasobnych w materię organiczną, ale stosunkowo ubogich w żelazo poziomów orsztynowych. W niektórych profilach gleb stwierdzono przekształcenia morfologiczne związane z bezpośrednim wpływem człowieka (uprawa, prace ziemne) oraz cechy świadczące o wpływie pośrednim (melioracje, wylesienia terenu, kształtowanie składu gatunkowego drzewostanu). Słowa kluczowe: gleby rdzawe, gleby glejobielicowe, doliny rzeczne, ewolucja gleb, antropopresja Abstract: The aim of the study was to recognize main stages in the evolution and regularities in spatial distribution of soil types and their properties on the area of lower supra flood terrace of Słupia River in southern part of Słupsk. Origin of soil parent material, groundwater level, and human activity in the last centuries, were the key factors influencing spatial variability of the soil types and their properties in the investigated area. Brunic Arenosols associated with river sands and Gleyic Podzols formed from eolian sands were predominant soil types. TL age of river sands was estimated on 9,0 9,8 ka BP, and eolian sands on 4,2 5,1 ka BP. The soils contained high amount of organic carbon in A and B-horizons, and differentiated content of nitrogen and phosphorus. Brunic Arenosols characterized with well developed Bv-horizons of intensive rusty color, which contained up to 9,21 g kg 1 Fe t and 17,14 g kg 1 Al t. B-horizons of Gleyic Podzols had usually orsteinic character and were rich in soil organic matter and relatively poor in iron. The record of human impact in some soil profiles was noticed, as transformation of soil morphology (in the result of tillage and earthworks) and changes in pedogenesis (in a result of drainage and changes in tree-species composition of forests). Key words: Brunic Arenosols, Gleyic Podzols, river valleys, soil evolution, anthropopressure Wstęp Doliny rzeczne, jako integralny składnik krajobrazów młodoglacjalnych, są przedmiotem zainteresowania specjalistów wielu dyscyplin naukowych, w szczególności hydrologów, geomorfologów i gleboznawców. W Polsce badania gleboznawcze skoncentrowane są w dolinach dużych i średnich rzek i dotyczą głównie genezy, ewolucji i właściwości mad rzecznych będących efektem erozyjno-akumulacyjnego oddziaływania wody w zlewni oraz towarzyszących im gleb hydrogenicznych. W ciągu kilku ostatnich dziesięcioleci powstało na ten temat bardzo wiele opracowań. Badania osadów teras zalewowych rzek i powstałych z nich mad pozwalają wnioskować jedynie na temat ostatniego etapu ewolucji doliny. Wcześniejsze etapy zapisane są w sekwencji wyższych teras, których szczegółowa analiza z wykorzystaniem specjalistycznych metod badawczych pozwala zrekonstruować ewolucję 57

2 Jerzy Jonczak, Alojzy Kowalkowski środowiska glebotwórczego doliny od chwili jej powstania (Becker, Schirmer 1977, Alexandrowicz i in. 1981, Florek, 1991, Starkel 2001, Kalicki 2006, Cedro 2007). Układ teras stanowi jednocześnie chronosekwencję gleb, których badania mogą również stanowić cenne źródło informacji w tym zakresie (Kowalkowski, Starkel 1977, Kabała i in. 2011). Celem badań było rozpoznanie głównych etapów ewolucji gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska oraz określenie ich właściwości w nawiązaniu do zmiennego w czasie i przestrzeni środowiska glebotwórczego. W pracy, obok wyników badań własnych, wykorzystano dostępne opracowania geomorfologiczne i paleogeograficzne, które pozwoliły w pełniejszy sposób interpretować informacje zapisane w profilach badanych gleb. 40% HF i 60% HClO 4, a próbek organicznych w stęż. HNO 3, 60% HClO 4 i stęż. H 2 SO 4 ; stężenie pierwiastków w roztworach oznaczano kolorymetrycznie P z molibdenianem amonu, Fe z o-fenantroliną, a Al z aluminonem; zawartość wolnych tlenków żelaza (Fe d ) metodą Mehry i Jacksona (1960); zawartość aktywnych tlenków żelaza ( ) i glinu (Al o ) metodą Schwertmanna (van Reeuvijk 1995); datowania TL osadów wykonano w laboratorium Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach. Na podstawie uzyskanych danych obliczono: wskaźniki teksturalne osadów wg Folka i Warda (1957) w programie GRADISTAT; wskaźniki: C:N, C:P, Fe d,, /Fe d, (Fe d - )/Fe d, Al o /Al t. Materiały i metody Badaniami objęto fragment niższej terasy nadzalewowej Słupi zlokalizowany w południowej części miasta Słupska. Obszar badań stanowi dość płaski teren z nieregularnie rozmieszczonymi niewielkimi pagórkami i obniżeniami położony na wysokości od 17,5 do 20,5 m n.p.m. W jego obrębie, szczególnie w części północnej, występują liczne antropogeniczne formy rzeźby terenu, takie jak płytkie rowy, wykopy, nasypy. W południowej części badanego fragmentu terasy nadzalewowej do końca XIX w. istniał niewielki cmentarz, po którym w chwili obecnej nie ma już widocznych śladów. Obszar terasy nadzalewowej współcześnie jest porośnięty lasem o zróżnicowanym przestrzennie składzie gatunkowym, jednak w przeszłości był on fragmentami wylesiony. Badania terenowe przeprowadzono wiosną 2010 r. Wykonano 15 odkrywek glebowych, których lokalizację wybrano w oparciu o wiercenia (ryc. 1). W profilach glebowych pobrano próbki o strukturze naruszonej z poszczególnych poziomów genetycznych oraz próbki o strukturze nienaruszonej do stalowych pierścieni o objętości 100 cm 3. Z wybranych poziomów pobrano próbki do datowań TL. W próbkach oznaczono: gęstość objętościową metodą wagową w stalowych pierścieniach o objętości 100 cm 3 ; skład granulometryczny metodą łączoną sitową i pipetową; zastosowano podział na frakcje i grupy granulometryczne według PTG 2008; ph w wodzie metodą potencjometryczną przy stosunku gleba:woda 2,5:1 dla próbek mineralnych i 10:1 dla próbek organicznych; straty prażenia w 550 C dla próbek mineralnych i 450 C dla próbek organicznych; zawartość węgla organicznego (C org. ) metodą Tiurina w próbkach mineralnych i metodą Altena w próbkach organicznych; całkowitą zawartość azotu (N) metodą Kjeldahla; zawartość całkowitą P, Fe i Al w roztworze po mineralizacji próbek mineralnych w mieszaninie kwasów Wyniki i dyskusja Objęty badaniami fragment niższej terasy nadzalewowej jest zbudowany ze słabo i średnio wysortowanych piasków fluwialnych o miąższości dochodzącej do 4 m, miejscami przykrytych warstwą osadów eolicznych o miąższości do 2 m (Florek 1989a). Osady fluwialne zalegają na iłach warwowych, których wiek oszacowano na lat BP. W obrębie terasy występują zagłębienia terenu wypełnione osadami organogenicznymi w postaci gytii i torfów. Wiek spągu osadów w zagłębieniu położonym w obrębie badanego fragmentu wynosi lat BP (Florek 1989b). Cechy osadów wskazują, że ich akumulacja rozpoczęła się w warunkach okresowego dopływu wód, a zbiornik funkcjonował w obrębie roztokowego koryta Słupi. Badania palinologiczne (Zachowicz 1989) i malakologiczne (Alexandrowicz 1989) dowodzą, że rzeka miała taki charakter od schyłku böllingu do przełomu okresu preborealnego i borealnego, kiedy to nastąpiło jej wcięcie w niższą terasę nadzalewową i uformowanie koryta meandrowego. Obniżenie poziomu wody o około 2 m spowodowało zanik zbiorników wodnych w obrębie terasy nadzalewowej. Powtórnie wypełniły się wodą u schyłku okresu atlantyckiego (Florek 1989a). W okresie preborealnym nastąpiło zwydmienie wyżej położonych fragmentów terasy (Florek 1989a). Nakładanie się procesów fluwialnych i eolicznych doprowadziło do przestrzennego zróżnicowania materiału macierzystego gleb, co znalazło odzwierciedlenie w zróżnicowaniu typów gleb oraz ich właściwości. Dominującymi składnikami pokrywy glebowej są związane z piaskami rzecznymi gleby rdzawe oraz gleby glejobielicowe wykształcone z piasków eolicznych zalegających na piaskach rzecznych lub lokalnie na osadach sedymentacji w zbiornikach wodnych. Morfologię tych gleb w wybranych profilach przedstawiono na rycinie 2. W zagłębieniu terenu zlokalizowanym w centralnej części badanego fragmentu terasy występują gleby torfowe, a wokół niego rozciąga się pas gleb murszastych. 58

3 Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska Ryc. 1. Lokalizacja odkrywek glebowych na obszarze terasy nadzalewowej Fig. 1. Location of soil profiles on the area of supra flood terrace Gleby rdzawe powstały ze słabo i średnio wysortowanych, gruboziarnistych i średnioziarnistych rzecznych piasków luźnych (tab. 2, 3), których wiek TL został oszacowany na 9,7±1,46 ka BP (KIE-665) 9,8±1,47 ka BP (KIE-667). Uzyskane dane w zakresie wieku oraz cech teksturalnych osadów pokrywają się z wynikami badań Florka (1989a). We wschodniej części terasy nadzalewowej piaski fluwialne zostały przykryte młodszymi osadami (prawdopodobnie stokowymi), których wiek w profilu nr 15 na głębokości cm wynosi 4,2±0,63 ka BP (KIE-664). Gleby rdzawe zawierają w poziomach próchnicznych 5,1 48,6 g kg 1 węgla organicznego i mają dobrze wykształcone poziomy Bv o zawartości węgla organicznego 1,6 6,1 g kg 1. Zawartość azotu mieś ci się w przedziale 7,84 17,65 g kg 1 w poziomach O, 0,29 2,82 g kg 1 w poziomach A i 0,13 0,44 g kg 1 w poziomach Bv, a fosforu 0,52 1,15 g kg 1 w poziomach O, 0,19 0,76 g kg 1 w poziomach A i 0,29 0,97 g kg 1 59

4 Jerzy Jonczak, Alojzy Kowalkowski Tabela 1. Pozycja systematyczna gleb i typy próchnicy glebowej Table 1. Soil taxonomy and types of humus Numer profilu Typ i podtyp gleby wg SGP 2011 Typ próchnicy 1 Rdzawa gruntowo-glejowa mull 2 Glejobielicowa orsztynowa mor 3 Glejobielicowa właściwa mor 4 Glejobielicowa orsztynowa mor 5 Rdzawa gruntowo-glejowa moder 6 Rdzawa z cechami bielicowania moder 7 Glejowa typowa moder 8 Rdzawa z cechami bielicowania mor 9 Murszasta typowa moder 10 Glejobielicowa orsztynowa mor 11 Rdzawa gruntowo-glejowa mor 12 Bielicowa orsztynowa (przekształcona mor antropogenicznie) 13 Glejobielicowa murszasta mull 14 Rdzawa z cechami bielicowania mor 15 Rdzawa typowa mor w poziomach Bv. Wartości stosunków C:N wynoszą od 12:1 do 45:1, a C:P od 4:1 do 644:1. Badane gleby mają na ogół odczyn bardzo kwaśny. Ich ph H2O mieściło się w granicach 3,5 4,8 w poziomach organicznych i 3,8 5,5 w pozostałych poziomach (tab. 3). Zawartość Fe t w poziomach mineralnych wynosiła od 2,20 do 9,21 g kg 1, a Al t 0,83 5,45 g kg 1 (tab. 4). Stosunek Fe d wynosił 0,06 0,88, osiągając najwyższe wartości w poziomach Bv. Większy udział Fe d w całkowitej zawartości pierwiastka obserwowano w profilach gleb zlokalizowanych wzdłuż krawędzi terasy, co jest prawdopodobnie wynikiem wzbogacania w ten pierwiastek przez wody gruntowe przepływające na niewielkiej głębokości od wysoczyzny w kierunku terasy zalewowej. W poziomach A i Bv obserwowano przewagę żelaza amorficznego nad krystalicznym, co należy wiązać ze znacznym uwilgotnieniem gleb, intensywnym wietrzeniem substratu glebowego i aktywnością biologiczną. Udział Al o w całkowitej puli tego pierwiastka wynosił 6 35%, osiągając maksima w poziomach A i ABv. Gleby glejobielicowe powstały ze średnioziarnistych piasków eolicznych zdeponowanych na piaskach rzecznych, miejscami na osadach sedymentacji w niewielkich zbiornikach wodnych. Zdaniem Florka (1989a), procesy eoliczne na niższej terasie nadzalewowej zachodziły w okresie preborealnym, kiedy to stanowiła ona fragment koryta roztokowego Słupi. Tymczasem datowania TL próbek pobranych z osadów eolicznych sugerują młodszy ich wiek 4,2±0,63 ka BP (KIE-664) 5,1±0,77 ka BP (KIE-652) (ryc. 2). Uzyskana seria dat może oznaczać, że nasilenie procesów eolicznych miało miejsce również na przełomie atlantyku i subboreału. Źródłem materiału eolicznego mogły być erodowane gleby terasy nadzalewowej lub osady pozakorytowe Słupi. Zagadnienie to wymaga szerszych badań, jednak na nasilenie procesów eolicznych we wspomnianym okresie wskazują też wyniki Olszaka i in. (2012), którzy w Orzechowie (ok. 20 km na północ od Słupska) stwierdzili zalegające na torfach serie piasków eolicznych w wieku 4,6 4,7 ka BP. Procesy eoliczne na niewielką skalę, spowodowane zapewne wylesieniami, miały miejsce także około 400 lat temu, prowadząc do lokalnego nadbudowania gleb około 20-centymetrową warstwą piasków (profile 2 i 10). Piaski eoliczne budujące pod względem cech teksturalnych w niewielkim stopniu odbiegają od piasków rzecznych (tab. 2), co świadczy o ich pochodzeniu z lokalnego źródła. Do osadów eolicznych zbliżony wiekiem (5,0±0,75 ka BP) jest strop warstwowanych osadów w profilu nr 3 (głębokość cm), stanowiących wypełnienie dawnego niewielkiego zbiornika wodnego. Spąg tych osadów został wydatowany na 9,0±1,35 ka BP. W sąsiedztwie dawnego cmentarza obserwowano głębokie przekształcenia antropogeniczne gleb glejobielicowych (profil nr 12). Polegały one na usunięciu powierzchniowej ich warstwy obejmującej poziomy A, E i B, a następnie nadbudowaniu materiałem próchnicznym. Warstwy antropogeniczne zostały wydatowane na 0,2±0,03 ka BP (KIE-662 i KIE-663). Badane gleby glejobielicowe charakteryzują się zróżnicowaną morfologią, która odzwierciedla zmienne przestrzennie warunki środowiskowe oraz wpływ człowieka. Bardzo ważnym czynnikiem różnicującym w ich rozwoju była głębokość zalegania wód gruntowych. W lokalnych obniżeniach terenu, gdzie występowało nadmierne uwilgotnienie gleb sprzyjające akumulacji materii organicznej, powstały prawdopodobnie gleby glejobielicowe torfiaste, które wskutek przeprowadzonych na początku XX w. melioracji uległy przekształceniu w gleby glejobielicowe murszaste (profil nr 13). Tabela 2. Cechy teksturalne osadów różnej genezy Table 2. Textural parameters of the sediments of different origin Rodzaj osadu M Z δ 1 Sk G K G piaski rzeczne 0,88 3,45* 0,73 1,61 0,23 0,26 0,81 1,57 1,61** 1,09 0,04 1,12 piaski eoliczne 1,46 2,63 0,81 1,18 0,09 0,26 0,84 1,97 1,89 0,99 0,12 1,12 osady sedymentacji 1,56 4,72 0,86 1,98 0,04 0,41 0,93 1,41 w zbiorniku wodnym 2,90 1,25 0,15 1,21 osady stokowe 1,98 2,06 0,99 1,25 0,11 0,24 0,97 1,20 2,01 1,12 0,20 1,10 * min max; ** średnia 60

5 Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska Gleby te współcześnie cechują się dużą miąższością poziomu próchnicznego (31 cm), mającego wyraźne cechy murszenia, zawierającego 32,3 g kg 1 Corg.. Jest on umiarkowanie zasobny w azot (1,07 g kg 1) i ubogi w fosfor (0,25 g kg 1) (tab. 5). Poziomy próchniczne w pozostałych profilach gleb glejobielicowych były Ryc. 2. Morfologia gleb rdzawych i glejobielicowych oraz ich wiek TL Fig. 2. Morphology of Brunic Arenosols and Gleyic Podzols and their TL age 61

6 Jerzy Jonczak, Alojzy Kowalkowski Tabela 3. Wybrane właściwości gleb rdzawych Table 3. Selected properties of Brunic Arenosols Poziom Głębokość [cm] Gęstość obj. [g/cm 3 ] Gatunek gleby ph H2O Straty praż. C org. N P C:N C:P Profil 5 gleba rdzawa gruntowo-glejowa Ol 5 3 4,6 957,0 442,4 14,59 1, Ofh 3 0 4,7 927,0 433,6 17,65 1, A 0 6 1,04 pl gr 3,8 90,9 48,6 2,82 0, A(p) ,49 pl gr 4,2 21,8 9,9 0,67 0, Bv ,37 pl gr 4,7 16,4 6,1 0,44 0, BvC ,48 pl gr 4,7 8,6 2,3 0,17 0, Cg ,52 pl gr 4,8 4,7 0,36 Cg ,46 pl gr 4,9 3,4 0,35 Profil 8 gleba rdzawa z cechami bielicowania Ol ,3 956,4 461,5 12,22 0, Of 7 4 3,8 811,0 403,8 14,47 0, Oh 4 0 3,5 736,5 391,9 13,28 0, AEs 0 7 1,04 pl sr 4,0 20,1 10,3 0,47 0, Bvhs ,39 pl sr 4,6 16,4 6,1 0,35 0, BvC ,53 pl sr 4,1 23,3 11,0 0,40 0, C ,53 pl sr 4,8 3,1 0,18 Profil 11 gleba rdzawa gruntowo-glejowa Ol 9 6 4,8 962,1 502,5 15,06 0, Of 6 4 4,7 688,5 362,8 13,01 0, Oh 4 0 4,0 532,1 309,3 12,11 0, A ,40 pl sr 4,3 25,2 10,3 0,70 0, A ,36 pl sr 4,6 20,4 7,3 0,51 0, ABv ,37 pl gr 4,7 14,7 5,1 0,32 0, Bv ,45 pl sr 4,5 9,9 3,2 0,21 0, Cg ,56 pl gr 4,8 4,6 0,40 Cg ,53 pl gr 5,0 2,6 0,28 Profil 14 gleba rdzawa z cechami bielicowania Ol 6 4 4,4 957,6 479,8 10,75 1, Of 4 2 4,2 749,0 360,2 13,01 0, Oh 2 0 3,8 457,6 212,3 7,84 0, AEs 0 3 1,48 pl sr 4,2 33,4 15,7 0,81 0, AEs(p) ,48 pl sr 4,5 12,6 5,1 0,29 0, Bvhs ,37 pl dr 4,9 18,1 5,5 0,37 0, C ,45 pl dr 5,2 7,0 0,68 2C ,54 pl gr 5,5 3,9 0,44 Profil 15 gleba rdzawa typowa Ol 6 4 4,6 971,1 456,1 10,92 1, Of 4 2 4,0 712,4 248,3 11,10 0, Oh 2 0 3,7 468,5 368,3 13,87 0, A(p) ,44 pl sr 4,7 20,4 8,5 0,45 0, ,6 ABv ,41 pl sr 4,8 21,9 8,8 0,51 0, ,1 Bv ,64 pl sr 5,0 6,5 1,6 0,13 0, ,3 2C ,59 pl sr 5,0 1,6 0,22 2C ,54 pl sr 5,0 1,5 0,27 również zasobne w węgiel organiczny, ale miały mniejszą miąższość. Cechą charakterystyczną gleb jest dobre wykształcenie poziomów iluwialnych, które najczęściej przyjmują formę poziomów orsztynowych zawierających do 35,6 g kg 1 węgla organicznego i porównywalną do poziomów próchnicznych ilość azotu do 1,26 g kg 1. Odczyn gleb glejobielicowych mieścił się w granicach od silnie kwaśnego do słabo kwaśnego i był zróżnicowany pomiędzy profilami oraz pionowo w poszczególnych profilach. Ważnym czynnikiem pionowego zróżnicowania odczynu są niewątpliwie wody gruntowe, o czym może świadczyć wzrost ph wraz z głębokością we wszystkich badanych profilach (tab. 5). Gleby glejobielicowe zawierały relatywnie mało Fe t od 0,54 do 11,96 g kg 1 i więcej Al t od 4,71 do 33,84 g kg 1 (tab. 6). Wartości stosunku Fe d kształtowały się w granicach 0,01 0,65, osiągając maksimum w poziomach iluwialnych lub próchnicznych. Obserwowane prawidłowości są typowe dla procesu bielicowania (np. Chodorowski 2009). 62

7 Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska Tabela 4. Formy żelaza i glinu w glebach rdzawych Table 4. Iron and aluminum forms in the profiles of Brunic Arenosols Poziom Fe t Fe d Fe d /Fe d (Fe d - )/ Fe t Al t Al o Al o /Al t Profil 5 gleba rdzawa gruntowo-glejowa Ol 0,30 0,47 Ofh 0,73 1,07 A 4,09 2,61 1,29 0,64 0,32 0,49 0,51 14,01 2,20 0,16 A(p) 5,54 2,95 2,11 0,53 0,38 0,72 0,28 16,06 3,10 0,19 Bv 4,93 2,86 1,43 0,58 0,29 0,50 0,50 17,14 4,67 0,27 BvC 3,92 1,59 0,87 0,41 0,22 0,55 0,45 15,32 3,14 0,20 Cg1 3,80 0,71 0,21 0,19 0,06 0,30 0,70 16,54 1,29 0,08 Cg2 2,49 0,67 0,8 0,27 0,15 0,56 0,44 15,40 1,42 0,09 Profil 8 gleba rdzawa z cechami bielicowania Ol 0,29 0,48 Of 1,15 1,48 Oh 2,34 2,78 AEs 2,20 0,55 0,33 0,25 0,15 0,60 0,40 11,71 2,10 0,18 Bvhs 3,74 1,61 0,96 0,43 0,26 0,59 0,41 15,13 2,26 0,15 BvC 2,47 0,80 0,57 0,32 0,23 0,71 0,29 12,91 1,83 0,14 C 2,22 0,14 0,08 0,06 0,04 0,58 0,42 13,65 0,83 0,06 Profil 11 gleba rdzawa gruntowo-glejowa Ol 0,30 0,52 Of 2,16 1,86 Oh 2,36 2,76 A1 6,49 4,40 2,12 0,68 0,33 0,48 0,52 14,31 3,44 0,24 A2 7,91 6,80 2,11 0,86 0,27 0,31 0,69 15,43 4,19 0,27 ABv 6,23 4,12 1,97 0,66 0,32 0,48 0,52 14,48 4,05 0,28 Bv 9,21 8,06 1,83 0,88 0,20 0,23 0,77 15,41 4,97 0,32 Cg1 3,36 0,68 0,37 0,20 0,11 0,54 0,46 14,93 1,76 0,12 Cg2 2,46 0,30 0,09 0,12 0,04 0,32 0,68 16,36 1,23 0,08 Profil 14 gleba rdzawa z cechami bielicowania Ol 0,31 0,50 Of 1,54 1,76 Oh 2,02 2,14 AEs 2,37 0,85 0,46 0,36 0,20 0,55 0,45 10,67 1,00 0,09 AEs(p) 3,38 1,50 0,95 0,44 0,28 0,63 0,37 12,05 1,73 0,14 Bvhs 4,06 1,67 1,56 0,41 0,38 0,94 0,06 15,61 5,45 0,35 C 4,46 0,31 0,23 0,07 0,05 0,74 0,26 15,40 2,21 0,14 2C 2,68 0,30 0,11 0,11 0,04 0,36 0,64 15,99 1,52 0,10 Profil 15 gleba rdzawa typowa Ol 0,20 0,47 Of 2,27 2,57 Oh 2,52 2,81 A(p) 4,97 2,36 1,52 0,47 0,31 0,64 0,36 14,85 2,88 0,19 ABv 4,73 2,22 1,52 0,47 0,32 0,68 0,32 16,03 4,77 0,30 Bv 4,00 1,21 0,60 0,30 0,15 0,49 0,51 15,49 2,91 0,19 2C1 2,79 0,80 0,31 0,29 0,11 0,38 0,62 14,14 1,27 0,09 2C2 2,44 0,49 0,19 0,20 0,08 0,39 0,61 14,17 1,07 0,08 63

8 Jerzy Jonczak, Alojzy Kowalkowski Tabela 5. Wybrane właściwości gleb glejobielicowych Table 5. Selected properties of Gleyic Podzols 64 Poziom Głębokość [cm] Gęstość obj. [g cm 3 ] Gatunek gleby ph H2O Straty praż. C org. N P Profil 2 gleba glejobielicowa orsztynowa Ol 6 4 4,33 957,9 477,6 10,49 0, Of 4 3 4,38 801,1 415,7 13,36 0, Oh 3 0 3,80 456,7 274,4 11,50 0, AEs 0 6 1,26 pl sr 3,80 51,1 23,5 1,40 0, Bhs ,47 pl sr 4,26 15,2 7,2 0,37 0, AEs ,37 pl sr 4,11 63,4 35,1 1,03 0, Es ,39 pl sr 4,30 10,8 5,4 0,18 0, Brg ,48 pl sr 4,35 88,4 35,6 1,26 0, Bhsg/C ,51 pl sr 4,95 08,6 3,3 0,16 0, Cg ,55 pl gr 4,85 04,3 0,19 Profil 3 gleba glejobielicowa właściwa Ol 4 2 4,41 958,0 464,7 11,98 0, Of 2 1 3,83 612,9 321,4 14,20 0, Oh 1 0 3,70 546,2 273,6 14,27 0, A ,47 pl sr 3,72 48,1 23,7 1,13 0, A ,63 pl sr 4,18 11,2 6,0 0,30 0, Es ,49 pl sr 4,56 1,8 0,8 0,06 0, Es ,48 pl sr 4,44 4,5 2,1 0,11 0, Bhsg ,34 pl dr 4,60 38,4 14,3 0,44 0, Cg ,45 pg dr 4,42 18,8 7,2 0,42 0, Cg ,54 pl dr 4,65 10,3 4,5 0,20 0, Cg ,66 pl dr 4,73 19,3 7,4 0,27 0, Cg ,46 pl dr 4,66 24,6 7,4 0,29 0, Cg ,53 pl sr 4,70 19,5 7,9 0,36 0, Cg ,22 gp dr 4,67 38,4 12,0 0,55 0, Cg ,20 gp bdr 4,68 32,0 9,6 0,53 0, Cg pl gr 4,84 08,4 3,1 0,14 0, Profil 10 gleba glejobielicowa orsztynowa Ol ,55 934,2 463,7 14,08 0, Of ,92 718,7 348,2 13,74 0, Oh 3 0 3,62 576,8 302,9 11,31 0, Es 0 7 1,39 pl sr 3,99 34,8 16,5 1,03 0, Bhs/C ,45 pl sr 4,90 5,4 1,7 0,14 0, A ,19 pl sr 3,95 138,0 77,0 1,70 0, Es ,42 pl sr 4,35 10,5 5,4 0,14 0, Brg ,54 pl sr 4,38 50,2 0,9 0,71 0, Bhsg ,44 pl sr 4,66 11,7 3,7 0,22 0, Cg ,56 pl sr 4,82 2,5 0,36 3Cg ,57 pl sr 4,94 2,1 0,14 Profil 12 gleba glejobielicowa orsztynowa (przekształcona antropogenicznie) Ol 7 5 4,25 960,1 500,4 10,67 0, Of 5 2 4,13 621,8 348,6 12,52 0, Oh 2 0 4,13 510,1 321,1 9,86 0, AEsa ,44 pl sr 4,69 19,2 9,2 0,45 0, ABhsa ,39 pl sr 5,58 23,1 8,9 0,41 0, ABhsa ,38 pl sr 5,86 21,2 7,9 0,46 0, Br/Cg ,37 pl sr 6,48 6,4 1,4 0,10 0, Cg ,55 pl sr 5,57 46,2 13,7 0,37 1, Profil 13 gleba glejobielicowa murszasta Ol 3 0 4,66 943,7 489,7 15,63 1, Au ,21 pl sr 3,97 55,1 32,3 1,07 0, Es ,32 pl sr 4,76 11,1 5,2 0,19 0, Brg ,52 pl sr 5,17 34,7 13,0 0,47 0, Br/Cg ,50 pl sr 5,48 13,2 4,6 0,23 0, Cg ,52 pl sr 5,77 3,4 0,22 C:N C:P

9 Geneza, ewolucja i właściwości gleb niższej terasy nadzalewowej Słupi w południowej części Słupska Tabela 6. Formy żelaza i glinu w glebach glejobielicowych Table 6. Iron and aluminum forms in the profiles of Gleyic Podzols Poziom Fe t Fe d Fe d /Fe d (Fe d - )/ Fe t Al t Al o Profil 2 gleba glejobielicowa orsztynowa Ol 0,27 0,31 Of 0,77 1,06 Oh 2,21 2,60 AEs 2,35 0,94 0,61 0,40 0,26 0,65 0,35 12,11 1,21 0,10 Bhs 3,13 1,25 1,21 0,40 0,39 0,97 0,03 13,27 4,65 0,35 2AEs 1,00 0,56 0,45 0,56 0,45 0,80 0,20 7,84 2,01 0,26 2Es 0,54 0,16 0,08 0,30 0,15 0,51 0,49 7,52 0,69 0,09 2Brg 2,00 1,30 1,30 0,65 0,65 1,00 0,00 14,57 11,52 0,79 2Bhsg/C 2,32 0,41 0,28 0,17 0,12 0,68 0,32 14,22 4,41 0,31 3Cg 1,83 0,24 0,13 0,13 0,07 0,54 0,46 15,32 1,30 0,09 Profil 3 gleba glejobielicowa właściwa Ol 0,29 0,57 Of 1,39 1,76 Oh 3,10 3,48 A1 1,43 0,69 0,48 0,48 0,33 0,69 0,31 8,03 1,16 0,14 A2 0,69 0,24 0,14 0,35 0,20 0,56 0,44 4,71 0,67 0,14 Es1 0,65 0,09 0,03 0,13 0,04 0,29 0,71 5,99 0,19 0,03 Es2 1,16 0,16 0,08 0,14 0,07 0,49 0,51 8,97 0,49 0,05 2Bhsg 3,66 0,39 0,39 0,11 0,11 1,00 0,00 17,08 5,16 0,30 2Cg1 4,77 0,33 0,16 0,07 0,03 0,49 0,51 21,09 2,00 0,09 2Cg2 1,59 0,20 0,12 0,13 0,07 0,56 0,44 11,81 1,37 0,12 2Cg3 3,58 0,21 0,19 0,06 0,05 0,88 0,12 16,71 2,15 0,13 2Cg4 5,89 0,39 0,28 0,07 0,05 0,71 0,29 21,17 3,33 0,16 2Cg5 2,79 0,35 0,28 0,12 0,10 0,80 0,20 16,84 2,41 0,14 2Cg6 8,33 0,17 0,13 0,02 0,02 0,76 0,24 27,10 4,25 0,16 2Cg7 1,96 0,16 0,11 0,01 0,01 0,68 0,32 33,84 3,95 0,12 2Cg8 1,94 0,11 0,03 0,06 0,02 0,28 0,72 15,19 1,19 0,08 Profil 10 gleba glejobielicowa orsztynowa Ol 0,36 0,63 Of 1,57 1,78 Oh 2,85 3,25 Es 3,42 1,56 0,83 0,46 0,24 0,53 0,47 12,40 1,77 0,14 Bhs/C 2,91 0,65 0,30 0,22 0,10 0,46 0,54 13,48 1,88 0,14 2A 1,55 0,99 0,60 0,64 0,39 0,61 0,39 6,75 2,55 0,38 2Es 0,78 0,15 0,11 0,19 0,13 0,73 0,27 8,12 0,72 0,09 2Brg 2,33 0,93 0,93 0,40 0,40 1,00 0,00 12,66 8,28 0,65 2Bhsg 2,60 0,58 0,47 0,22 0,18 0,81 0,19 14,18 4,53 0,32 2Cg 3,30 0,59 0,22 0,18 0,07 0,38 0,62 13,86 1,15 0,08 3Cg 1,65 0,21 0,15 0,13 0,09 0,72 0,28 11,94 0,89 0,07 Profil 12 gleba glejobielicowa orsztynowa (przekształcona antropogenicznie) Ol 0,26 0,44 Of 1,78 1,86 Oh 2,30 2,13 AEsa 3,18 1,51 0,96 0,48 0,30 0,63 0,37 13,01 2,66 0,20 ABhsa1 3,45 2,01 1,45 0,58 0,42 0,72 0,28 12,82 5,55 0,43 ABhsa2 2,84 1,36 1,08 0,48 0,38 0,79 0,21 14,32 5,87 0,41 Br/Cg 2,76 0,42 0,16 0,15 0,06 0,39 0,61 15,01 3,10 0,21 Cg 3,96 1,78 1,78 0,45 0,45 1,00 0,00 20,26 17,63 0,87 Profil 13 gleba glejobielicowa murszasta Ol 0,38 0,54 Au 1,62 0,91 0,58 0,56 0,36 0,64 0,36 9,27 2,28 0,25 Es 0,83 0,11 0,08 0,13 0,10 0,77 0,23 7,60 0,61 0,08 Brg 1,80 0,57 0,57 0,32 0,32 1,00 0,00 14,58 5,49 0,38 Br/Cg 1,93 0,09 0,09 0,05 0,05 0,97 0,03 14,61 2,16 0,15 Cg 3,15 0,25 0,20 0,08 0,06 0,79 0,21 15,49 1,15 0,07 Al o /Al t 65

10 Jerzy Jonczak, Alojzy Kowalkowski Podsumowanie Rozwój pokrywy glebowej w obrębie badanego fragmentu terasy nadzalewowej Słupi był wieloetapowy i złożony, co znalazło odzwierciedlenie w zróżnicowanej morfologii gleb oraz ich właściwościach. Rodzaj materiału macierzystego oraz głębokość zalegania wód gruntowych były kluczowymi czynnikami różnicującymi przestrzennie kierunki rozwoju procesów glebotwórczych. W obrębie lokalnych zagłębień terenu w warunkach stałego nadmiaru wody powstały gleby organiczne, zaś w obrębie wyżej położonych partii terasy gleby rdzawe i glejobielicowe. Gleby rdzawe związane są z piaskami rzecznymi, których wiek oszacowano na 9,0 9,8 ka BP (KIE-654), zaś gleby glejobielicowe z piaskami eolicznymi w wieku 4,2 5,1 ka BP (KIE-666 i KIE-652), zalegającymi na piaskach rzecznych lub warstwowanych osadach sedymentacji w zbiornikach wodnych. Występowanie młodszego, w porównaniu z piaskami rzecznymi, materiału eolicznego w obrębie terasy jest efektem nasilenia procesów eolicznych na badanym terenie na przełomie okresu atlantyckiego i subborealnego. Niektóre profile gleb glejobielicowych zostały nadbudowane mniej więcej 20-centymetrowymi warstwami piasków eolicznych również około 0,4±0,06 ka BP (KIE-651 i KIE-655). Fakt ten należy wiązać z lokalnymi wylesieniami terenu, co znajduje potwierdzenie w archiwalnych materiałach kartograficznych. Do cech charakterystycznych badanych gleb należy zaliczyć dużą ich zasobność w węgiel organiczny, związaną z uwilgotnieniem siedlisk. Zawartość azotu i fosforu była zróżnicowana. Gleby rdzawe cechowały się dobrze wykształconymi poziomami Bv o intensywnie rdzawej barwie, zawierającymi do 9,21 g kg 1 Fe t i do 17,14 g kg 1 Al t. W puli tej Fe d stanowiło 30 88%, a 15 38%. Znacznie większa zawartość wolnych tlenków żelaza w glebach występujących wzdłuż krawędzi terasy, na tle gleb zlokalizowanych w głębiej położonych jej częściach, jest prawdopodobnie efektem zasilania z płytko przepływających wód gruntowych. Poziomy wzbogacania gleb glejobielicowych najczęściej przybierały formę zasobnych w materię organiczną, ale stosunkowo ubogich w żelazo poziomów orsztynowych. Ważną i wieloaspektową rolę w rozwoju gleb badanego obszaru odegrał człowiek. W glebach stwierdzono przekształcenia morfologiczne związane z pracami ziemnymi i uprawą. Przeprowadzone na początku XX w. prace melioracyjne, które miały na celu odwodnienie występującego w centralnej części terasy nadzalewowej mokradła, spowodowały obniżenie poziomu wód gruntowych na terenach przyległych, czego konsekwencją była ewolucja gleb glejobielicowych torfiastych w kierunku glejobielicowych murszastych. Literatura Alexandrowicz S.W., Zespoły mięczaków w osadach późnego glacjału i holocenu doliny Słupi. Zeszyty Naukowe AGH. Geologia 15(1 2): Alexandrowicz S.W., Klimek K., Kowalkowski A., Mamakowa K., Niedziałkowski E., Pazdur M., Starkel L., The evolution of the Wisłoka valley near Dębica during the Late Glacial and Holocene. Folia Quaternaria 53: Becker B., Schirmer W., Paleoecological study on the Holocene valley development of the river Main, southern Germany. Boreas 6: Cedro B., Evolution of the river Rega valley near Łobez in Late Pleistocene and Early Holocene. Geochronometria 28: Chodorowski J., Geneza, wiek oraz cechy diagnostyczne orsztynu w świetle badań gleb piaszczystych Kotliny Sandomierskiej. Wydawnictwo UMCS, Lublin. Florek W., 1989a. Osady dna doliny Słupi i ich wiek radiowęglowy. Zeszyty Naukowe AGH. Geologia 15(1 2): Florek W., 1989b. Rozwój sieci rzecznej przymorza na przełomie okresów subborealnego i subatlantyckiego a działalność człowieka (na przykładzie Słupi i Łupawy). Problemy Kultury Łużyckiej na Pomorzu, s Florek W., Postglacjalny rozwój dolin rzek środkowej części północnego skłonu Pomorza. WSP, Słupsk. Folk R.L., Ward W., Brazos River bar: A study in the significance of grain size parameters. J. Sed. Petrol. 27: Kabała C., Gałka B., Jezierski P., Bogacz A., Transformacja mad w warunkach regulacji rzeki i długotrwałego użytkowania rolniczego w dolinie Dobrej na Nizinie Śląskiej. Roczniki Gleboznawcze LXII(2): Kalicki T., Zapis zmian klimatu oraz działalności człowieka i ich rola w holoceńskiej ewolucji dolin środkowoeuropejskich. Wydawnictwo PAN, Warszawa. Kowalkowski A., Starkel L., Different age of soil cover of the Holocene terraces in Carpathian valleys. Folia Quaternaria 49: Mehra O., Jackson J., Iron oxide removal from soils and clays by a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate. Clay and Clays Minerals 5: Olszak I.J., Florek W., Mystkowska A., Stratygrafia i litologia osadów czwartorzędowych we wschodniej części klifu orzechowskiego i ich implikacje paleogeograficzne. W: W. Florek (red.), Geologia i geomorfologia pobrzeża i południowego Bałtyku. 9. Akademia Pomorska w Słupsku, Słupsk, s Starkel L., Historia doliny Wisły od ostatniego zlodowacenia do dziś. IGiPZ PAN, Warszawa. Monografie 2. van Reeuwijk L., Procedures for soil analysis. Technical Paper 9. International Soil Reference and Information Centre. Zachowicz J., Zarys postglacjalnej historii roślinności na obszarze doliny Słupi. Zeszyty Naukowe AGH. Geologia 15(1 2):