ARTYKU PROBLEMOWY LATE GLACIAL AND HOLOCENE 14 C-DATED FOSSIL SOILS IN THE MIDDLE VISTULA VALLEY

Transkrypt

1 50 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY DOI /v ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE SOIL SCIENCE ANNUAL Vol. 63 No 4/2012: ARTYKU PROBLEMOWY KRYSTYNA KONECKA-BETLEY Katedra Nauk o Œrodowisku Glebowym, Zak³ad Gleboznawstwa SGGW w Warszawie PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C LATE GLACIAL AND HOLOCENE 14 C-DATED FOSSIL SOILS IN THE MIDDLE VISTULA VALLEY Abstract: Transformations of the natural environment in the area surrounding and encompassing the Vistula River valley during the last years BP should be discussed with regard to radiocarbon dating of the organic matter in the documented fossil soils. Part of the 14 C dates from horizons A of pedosols in the valley have already been published, for the upper part of the valley by Balwierz & Nalepka [1992], and for the lower part by Turkowska [1992]. Palynologic analysis was also made in many of the documented sites. The most important events in the history of the valley have been supplemented by radiocarbon dating by Starkel [2001]. This report presents 14 C dates measured in the buried organic horizons of fossil soils in the Middle Vistula valley between Stê yca (Dêblin area) to Liszyno (P³ock area). Most datings were made in the Kampinos Forest. For mineral-organic soils the dates lie between 1080 ± 90 Gd. 195, Laski [Urbaniak-Biernacka 1973] and ± 260 [Gd. 4391, Mariew [Konecka-Betley 1991]. In turn, the base of the oldest peat horizon in the Kampinos Forest supplied a date of ± 340 Gd. 2260, Wilków [Konecka-Betley et al. 1991]. S³owa kluczowe: gleby kopalne, 14 C, dolina œrodkowej Wis³y Key words: fossil soils, radiocarbon dating, middle Vistula valley WSTÊP Daty radiowêglowe substancji organicznej gleb kopalnych schy³ku vistulianu i holocenu doliny œrodkowej Wis³y by³y ju pojedynczo publikowane. W przedstawionej pracy daty tej czêœci doliny zebrano w jedn¹ ca³oœæ, nawi¹zuj¹c do opublikowanych podobnych prac z obszaru górnej i dolnej Wis³y [Balwierz, Nalepka 1992; Turkowska 1992]. Przedstawione datowania 14 C substancji organicznej (tab. 1) gleb kopalnych wytworzonych z luÿnych piasków i starszych mad py³owych starano siê wykorzystaæ dla udokumentowania i rozpoznania procesów glebotwórczych w okresie póÿnego glacja- ³u i holocenu. Równie w pewnym stopniu dla okreœlenia czasu ich trwania. Ówczesne œrodowisko geograficzne doliny by³o przekszta³cane przez ró ne czynniki. Przede wszystkim przez klimat zimny w strefie peryglacjalnej, a nastêpnie jego ocieplenie i wejœcie roœlinnoœci. Omawiany obszar ulega³ wiêc ci¹g³ej transformacji zarówno przez procesy fizyczne, jak i biologiczno-chemiczne i trwa do dziœ. Warto podkreœliæ, e stratygrafiê starszych osadów plejstoceñskich doliny œrodkowej Wis³y i ich przemiany badali i opisali Po aryski, Maruszczak, Lindner [1994] opieraj¹c siê zarówno na nowych pracach terenowych, jak i na starszych pracach Po aryskiego z okresu oraz

2 PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C 51 TABELA 1. Stanowiska datowane 14 C doliny œrodkowej Wis³y TABLE 1. Sites with 14 C dating in the Middle Vistula valley Nr Nazwa stanowiska No. Name of site 1 Stê yca ko³ o Dêblina (wydma) Stê yca near Dêblin (dune) 2 Ca³owanie ko³o Otwocka Ca³owanie near Otwock 3 Ciêciwa I 4 Ciêciwa II 5 Wi¹zowna "przy szosie" Wi¹zowna 'near the road' 6 Wi¹zowna Piekie³ko 7 LaskiI LaskiII rezerwat KPN LaskiII, natural Kampinos National Park 8 Górki, rezerwat KPN Górki, natural Kampinos National Park 9 Mariew, rezerwat KPN Mariew, natural Kampinos National Park Litologia Lithology PoziomA HorizonA Gytia piaszczysta Sandy gyttia piaskiluÿne loose sands PoziomAbielicy HorizonAofAlbic Podzol PoziomBhfe HorizonBhfe PoziomAgleby rdzawej HorizonAofBrunic Arenosol PoziomAgleby allerödu HorizonAofAlleröd soil PoziomAs³abo wykszta³cony Poorly developed horizona PoziomAs³abo wykszta³cony Polory developed horizona PoziomA HorizonA Wêgielkizgleby rdzawej Charcoalfragments frombrunic Arenosol Wêgielki Charcoalfragments PoziomApod wydm¹ HorizonAbelow the dune PoziomApod wydm¹, pylasty Silty horizonabelow the dune PoziomA HorizonA PoziomA HorizonA WêgielkizpoziomuA Charcoalfragments from horizona Daty 14C w latach BP 4C dates in years B P Nr laboratorium No. of laboratory Autor Author 1280 ± 50 Gd M. arski ± 70 Gd K. Konecka-Betley ± 70 Gd ± 110 Gd. [Pazdur 1986] ± 90 Gr. R. Schild 1982 D. Baraniecka, ± 100 Gr K. Konecka-Betley ± 90 Gr ± 65 Gr ± 270 L od. 31 D. Baraniecka, K. Konecka-Betley ± 150 Lod. 47 K. Konecka Betley, D. Baraniecka ± 110 Gd ± 130 n.d ± 160 Gd ± 170 Gd ± 140 G d K. Konecka-Betley, E. Janowska ± 110 Gd ± 220 Gd ± 450 Lod. 32 K. Konecka-Betley ± 130 G d D. Baraniecka, ± 190 Gd K. Konecka-Betley 1987, K. Konecka-Betley 1991, ± 120 Gd K. Konecka-Betley, ± 110 Gd E. Janowska ± 90 Gd. 195 U. Urbaniak-Biernacka 2160 ± 90 Gd ± 160 Gd. 112 U. Urbaniak-Biernacka ± 260 Gd K. Konecka-Betley 1991

3 52 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY Litologia Lithology grobla dam zapiaszczony withsand Sp¹gtorfu Base ofpeat PoziomA HorizonA PoziomBv HorizonBv Nr Nazwa stanowiska No. Name of site 10 Nart Po ary, rezerwat KPN Nart Po ary, naturalreserve ofthe Kampinos NationalPark 11 Nart wydma Nart dune Nart pod wydm¹, rezerwat KPN Nart below the dune, naturalreserve ofthe Kampinos NationalPark 12 Nart grobla Nart dam 13 Granica, rezerwat KPN Granica, natural Kam- pinos NationalPark 14 Olszowieckie B³oto Zalasek, Grabnik Gytia Gyttia 15 Czarna Woda Sp¹gtorfu rezerwat KPN Base ofpeat CzarnaWoda, natural Kam- pinos NationalPark 16 Wilków rezerwat iroœliny zielne KPN and herbaceous plants Wilków, natural mszysty Kam- Moss peat pinos NationalPark silnie roz³o ony Strongly decomposed peat dobrze roz³o ony Welldecomposed peat zdomieszk¹gytii withgyttia admixture zapiaszczony Sandy peat Piasek zsubstancj¹organiczn¹ Sand withorganic matter 17 M³odzieszynek PoziomApiasek luÿny HorizonA loose sand 18 Kamion Wydma poziomabölling Dune horizonabölling PoziomAinterstadia³ epe HorizonAepe interstadial 19 Liszyno ko³o P³ocka PoziomAgleby rdzawej, Liszyno near P³ock m³odszej HorizonAofyounger Brunic Arenosol Daty 14C w latach BP Nr laboratorium 1 4C dates in years B P No. of laboratory 9750 ± 120 Gron ± 55 Gron Autor Author Z. Borówko-D³u akowa ± 250 Lod. 94 K. Konecka-Betley ± 320 Lod ± 120 G d D. Baraniecka, K. Konecka-Betley ± 120 Gd K. Konecka-Betley ± 150 Gd ± 80 G d K. Konecka-Betley 1982, 1986, 1991, 7900 ± 120 Gd K. Konecka-Betley, P. Stefaniak ± 160 Gd ± 40 G d D. Baraniecka, K. Konecka-Betley ± 90 G d K. Konecka-Betley, D. Czêpiñska-Kamiñska, 6160 ± 90 Gd D. Nalepka-Papierz, K. Wasylikowa 1996, 7060 ± 120 Gd K. Konecka-Betley, 8100 ± ± 130 Gd Gd D. Baraniecka 1986, K. Konecka-Betley 1987, L. Starkel ± 100 Gd ± 110 Gd ± 340 Gd ± 250 L od. 84 B. Manikowska 1985, 1991, ± 260 Lod. 43 B. Manikowska 1992 a ib, 1991, ± 270 Lod ± 120 G d K. Kamiñska, K. Konecka-Betley, E. Mycielska-Dowgia³³o 1986 PoziomAgleby rdzawej starszej 8750 ± 100 Gd HorizonAofolder Brunic Arenosol PoziomAHorizonA ± 180 Gd. 2028

4 PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C 53 STANOWISKA PRZEWODNIE a) Pe³ny i póÿny vistulian W Polsce œrodkowej, a g³ównie w dolinie Wis³y, nie stwierdzono w okresie pe³nego vistulianu dat radiowêglowych na obszarze utworów eolicznych. Nie powsta³y wiêc w tym czasie gleby kopalne z substancj¹ organiczn¹. Natomiast nieco wczeœniej w interstadia³ach denekampf i hengelo rozpoznano gleby pogrzebane brunatne arktyczne, wytworzone z lessów [Konecka-Betley 1987; Konecka-Betley i in. 1986, 2006] niezbyt du ej mi¹ szoœci poza dolin¹. Niekiedy bywaj¹ one oglejone. Oko³o 20 tys. lat BP rozpoczê³o siê natomiast na obszarze Polski i w innych krajach œrodkowej Europy [Kolstrup 1980, Kasse 2002] nawiewanie osadów eolicznych: py³owych lub piaszczystych. Osady py- ³owe ze wzglêdu na du ¹ zawartoœæ frakcji py³u, niekiedy nawet powy ej 50%, uznano za najm³odsze lessy [Konecka-Betley, Majsterkiewicz 1973]. Pe³ny vistulian charakteryzowa³ siê bowiem skrajnymi warunkami klimatycznymi, kiedy bardzo niskie temperatury, a póÿniej warunki peryglacjalne, nie sprzyja³y tworzeniu siê i gromadzeniu substancji organicznej. Rozpoznane najm³odsze lessy le ¹ na utworach starszych. W Polsce œrodkowej na utworach zlodowacenia przede wszystkim warty, a na pó³nocy zlodowacenia wis³y. Osady te, to na ogó³ gliny sp³ywowe, fluwioglacjalne osady piaszczyste lub wirowe, albo warstwy g³azów i g³azików buduj¹cych pod³o- e. Najnowsze badania, jeszcze niepublikowane, wskazuj¹, e py³owe utwory eoliczne mog³y powstawaæ na obszarze wszystkich wystêpuj¹cych u nas zlodowaceñ. Te utwory py³owe, jako najm³odsze lessy, podkreœlali od dawna na obszarze Polski œrodkowej m.in. Ró ycki [1972], Karaszewski [1972], Dylik [1953], Prószyñski [1973]. W Polsce pó³nocno-zachodniej natomiast utwory py³owe na obszarze zlodowacenia wis³y rozpoznali nieco póÿniej Kozarski [1995], Kozarski i Nowaczyk [1991], Ismer [1995], Bluszcz i in. [1994]. Przy braku substancji organicznej, czas powstawania najm³odszych lessów okreœlono metod¹ termoluminescencji [Bluszcz i in. 1994]. Autorzy ci uwa aj¹, e pokrywy najm³odszych lessów osadza³y siê od 20 do 7 Ka BP. Podane wyniki odnosz¹ siê do obszaru zlodowacenia vistulianu i do specyficznych pozycji geomorfologicznych terenu, gdzie mog³y osadzaæ siê pokrywy py³owe. Prószyñska-Bordas i inni [1989] natomiast, którzy badali je metod¹ TL na obszarze zlodowacenia œrodkowopolskiego, podkreœlaj¹ ich powstawanie w przedziale czasowym od tys. lat BP do 13 tys., a mo e do 14 tys. lat BP. Na ogó³ powsta³y z nich przekszta³cone peryglacjalnie niejednorodne gleby p³owe [Konecka-Betley 2009]. Na wysoczyÿnie ³ódzkiej w Rogowie data TL ich poziomu Bt kszta³towa³a siê od do lat BP [Konecka-Betley, Czêpiñska- Kamiñska 1985]. W Polanowie Samborzeckim ten sam poziom py³owy Bt gleb p³owych na powierzchni terenu datowano TL na lat BP [Konecka-Betley i in. 2006]. Dopiero w interstadiale epe (oko³o lat), rozpoczynaj¹cym póÿny vistulian, lub nieco póÿniej, znaleziono na badanym obszarze trzy stanowiska gleb kopalnych z dobrze ukszta³towan¹ warstw¹ substancji organicznej. Te stanowiska to: Stê yca ko³o Dêblina ( arski 1990, fot. 1a i b), Wi¹zowna-Piekie³ko pod wydm¹ ko³o Warszawy [Konecka-Betley, Baraniecka 1980] i Kamion [Manikowska 1992a i b] po lewej stronie rzeki Bzury przy jej ujœciu do Wis³y, jako koñcowy etap Puszczy Kampinoskiej (tab. 2). Te rozpoznane i datowane najstarsze gleby póÿnego glacja³u wytworzy³y siê z substratu py³owego facji powodziowej (stare mady). Le ¹ one poziomo na powierzchni tarasu py³owego. Na tym osadzie rozpoczê³a siê akumulacja wydmowych piasków luÿnych najstarszego dryasu. Manikowska [1991] znalaz³a podobn¹ glebê w okolicy Wyszogrodu, datowan¹ 14 C na ± 270 BP. Jest to gleba powsta³a w okresie wspomnianego ocieplenia w interstadiale epe, a wg Manikowskiej w interstadiale Kamion. Autorka ta w 1995 roku glebê z interstadia³u epe (wg niej Kamion) wyró ni³a jako glebê brunatn¹ aluwialn¹, nie okreœlaj¹c jej rodzaju i gatunku. Wstêpne badania palynologiczne tej gleby wykona³a Balwierz w roku Typologicznie mog¹ to byæ równie gleby gruntowo-glejowe z du ¹ na ogó³ zawartoœci¹ substancji organicznej [ arski 1990, Konecka-Betley 1991, 2001], a w niektórych przypadkach mo na je nawet okreœliæ jako czarne ziemie oglejone. Gleby g³ównie w Stê ycy i Wi¹zownie-Piekie³ku, scharakteryzowano chemicznie w innych ju opublikowanych pracach [Konecka-Betley 1982, 1991, 2001; Baraniecka, Konecka-Betley 1987]. Analizê py³kow¹, która przybli a ówczesn¹ roœlinnoœæ, w Wi¹zownie-Piekie³ku pod wydm¹ przeprowadzi³a Borówko-D³u akowa [1982], która w poziomie próchnicznym podkreœla ziarna py³ku sosny Pinus, brzozy Betula, modrzewia Larix i wierzby Salix. Œladowo pojawia³ siê œwierk Picea i olsza Alnus, a z krzewów rokitnik Hippophe i ja³owiec Juniperus. W granicach 2% wystêpowa³y py³ki Ericaceae, Artemisia, Chemopodiaceae, Composite, Cruciferae, Filipendula, Rosaceae, Rubiaceae i Umbeliferae. Sporadycznie znaleziono py³ki Fagus, Quercus, Ulmus, Tilia, Carpinus, Corylus. Najlicz-

5 54 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY a b niej utrzymywa³ siê w ca³ym poziomie próchnicznym py³ek turzyc Cyperaceae i py³ek traw Gramineae. Wystêpowa³ on jednak w najwiêkszych iloœciach, rzêdu do 40%, w próbkach ze stropu poziomu A. Borówko-D³u akowa [1980] uwa a, e wydzielone sporomorfy czwartorzêdowe w dolnej czêœci badanego poziomu dowodz¹ obecnoœci roœlin typu lasotundry. Dominacja zaœ w górnej czêœci poziomu roœlin zielnych (g³ównie Cyperaceae i Gramineae) mo e œwiadczyæ o istnieniu zbiorowisk roœlinnoœci stepowej. Najm³odsz¹ datê 14 C z Wi¹zowny-Piekie³ka ( ± 130 BP) mo na korelowaæ z koñcem interstadia³u bölling. Wtedy zawartoœæ py³ku brzozy powinna przekraczaæ 80%, a jest go wg badañ oko³o 5%. Równie powinien tu wyst¹piæ spadek py³ku roœlin zielnych, g³ównie Cyperaceae, a jest go powy- ej 40%. Zbyt ma³o jest te py³ku Artemisia i Hippophe. Borówko-D³u akowa [1980] stwierdza, e w tym czasie w literaturze brak danych o spektrach py³kowych podobnych do profilu w Wi¹zownie-Piekie³ku na obszarze œrodkowej Wis³y. Pozosta³e daty tego ods³oniêcia mo na w pewnym stopniu powi¹zaæ z interstadia³em epe, choæ s¹ nieco m³odsze. Prawdopodobnie dzia³alnoœæ wydmotwórcza najstarszego dryasu na ca³ym obszarze doliny œrodkowej Wis³y nie rozpoczê³a siê w jednym czasie. W Wi¹zownie-Piekie³ku wykszta³cona na starych madach gleba zosta³a nieco póÿniej pogrzebana. Obecnie wiadomo, e oko³o lat BP, przed najstarszym dryasem, wyst¹pi³o ocieplenie typu interstadialnego, nazwanego w Holandii in- FOTO 1. Ods³oniêcie Stê yca: a czarna ziemia, czêœciowo oglejona wytworzona z aluwialnych utworów py³owych; b fragment tej samej gleby (fot. M. arski) PHOTO 1. Stê yca exposure: a Gleyic Phaeozem, partly gleyic, developed from alluvial silts; b fragment of the same soil (phot. M. arski)

6 PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C 55 terstadia³em epe. Poziom organiczny epe w Holandii datowany na ± 150 BP charakteryzuje siê temperatur¹ w lipcu 12 C, a w styczniu -8 C, co rzutuje na rozwój roœlinnoœci [Kolstrup 1980]. Po ukszta³towaniu i rozwiniêciu siê gleby interstadia³u epe, datowanej 14 C na ± 270 lat BP, koñczy siê g³ówny okres nawiewania py³u, czyli pe³ny vistulian. Rozpoczyna siê póÿny vistulian, czyli oziêbienie klimatu najstarszego dryasu. Pojawiaj¹ siê jeszcze utwory py³owe, ale ju w znacznie mniejszych iloœciach. Zaczyna siê nawiewanie piasków eolicznych w klimacie subarktycznym najstarszego dryasu i tworzenie siê wydm. S¹ to na ogó³ ma³e i niskie formy wydmowe, które nieporoœniête roœlinnoœci¹, lub zbyt ma³¹ roœlinnoœci¹, mog¹ byæ ponownie przewiewane. Ich powstawanie koñczy siê krótkim, niewielkim ociepleniem interstadia³u bölling. Powstaje inicjalna gleba wytworzona z piasku wydmowego. Glebê tê reprezentuje cienki poziom organiczny, niekiedy dwudzielny. Oprócz nagromadzenia niewielkiej iloœci substancji organicznej niezhumifikowanej, oznaki procesów glebotwórczych s¹ s³abe, zw³aszcza, e okres rozwoju tej gleby z böllingu wynosi oko³o 400 lat. W zasadzie w glebach inicjalnych nie wydziela siê poziomów genetycznych, bo tylko w ich stropie wystêpuje nieco wiêcej materii organicznej. Materia ta zosta³a datowana radiowêglem w Ciêciwie na ± 160 i ± 170 lat BP (tab.1). Nale y wspomnieæ, e do tej pory nie opracowano systematyki gleb kopalnych, u ywa siê przy ich rozpoznaniu nazw z systematyki gleb wspó³czesnych, stosowanej w kraju [Konecka-Betley 1987]. Jednak, aby wydzieliæ typ gleby, trzeba rozpoznaæ poziomy genetyczne i podstawowe ich w³aœciwoœci fizyczne i chemiczne. Trzeba jednak dobrze przemyœleæ, czy rzeczywiœcie specjalna systematyka dla gleb kopalnych jest potrzebna? Po krótkim ociepleniu w böllingu nastêpuje znów oziêbienie klimatu. Rozpoczyna siê ponownie dzia- ³alnoœæ wydmotwórcza w œrodkowym dryasie. Inicjalne gleby zostaj¹ zasypane, a tworz¹ce siê nowe wydmy dochodz¹ niekiedy do 15 metrów wysokoœci. Powstawanie wydm zostaje zakoñczone w interstadiale alleröd, a pojawia siê zwarta roœlinnoœæ drzewiasta. Na pocz¹tku s¹ to lasy brzozowe, a nieco póÿniej brzozowo-sosnowe z bogat¹ roœlinnoœci¹ zieln¹. Œrednia temperatura lipca wynosi 16 C. Okres allerödu trwa³ na tyle d³ugo, e wykszta³ci³y siê gleby s³abo wykszta³cone datowane 14 C w Ca³owaniu na ± 65 lat BP, a w Ciêciwie ± 130 lat BP. Na ogó³ wykszta³cone gleby charakteryzuj¹ siê ma³¹ mi¹ szoœci¹ profilu glebowego. Ich poziom próchniczny mo e dochodziæ do 20 cm, ale nastêpne poziomy genetyczne B s¹ s³abo wykszta³cone i wystêpuj¹ mozaikowato pod poziomem A. Mog¹ to równie byæ gleby s³abo wykszta³cone, bielicowane, oglejone lub murszowo-glejowe. b) Holocen PóŸny vistulian koñczy siê oziêbieniem klimatu m³odszego dryasu, kiedy ponownie rozpoczyna siê nawiewanie piasków. Jednak dzia³alnoœæ wydmotwórcza jest wzglêdnie ma³a, wydmy osi¹gaj¹ wysokoœæ 2 3 metry. Ich powstawanie koñczy siê na przejœciu z póÿnego vistulianu do holocenu, chocia na niektórych obszarach dzia³alnoœæ przewiewania piasków odbywa siê jeszcze w okresie preborealnym i borealnym. Na powsta³e wydmy wchodzi ponownie roœlinnoœæ, przede wszystkim boru mieszanego brzozowososnowego. Na piaskach m³odszego dryasu rozpoczynaj¹ siê procesy glebotwórcze. W pocz¹tkowym okresie holocenu, gdy ca³e wydmy nie s¹ jeszcze objête roœlinnoœci¹, rozpoczynaj¹ siê procesy wietrzenia fizycznego. Powstaj¹ wtedy na piaskach m³odszego dryasu poziomy gleb rdzawych, zabarwionych intensywnie uwolnionym elazem. Ma³o zwarta roœlinnoœæ drzewiasta powodowa³a bowiem wystêpowanie w dnie lasu du ej zawartoœci zió³ i traw. Ta roœlinnoœæ nie sprzyja³a powstawaniu kwaœnej ektopróchnicy z przewag¹ kwasów fulwowych, które prowadz¹ do bielicowania. Roœlinnoœæ dna lasu przyczyni³a siê w glebie do nagromadzenia i zachowania wiêkszej iloœci substancji organicznej w poziomie A, po jej zasypaniu. Dominuj¹ wtedy procesy wietrzenia fizycznego, powoduj¹ce powstawanie w poziomie Bv ró nych form elaza, które nie ulegaj¹ przemieszczaniu w g³¹b profilu. Gleba rdzawa z dobrze rozwiniêtym poziomem Bv wykaza³a datê 14 C poziomu A 8770 ± 110 w Ciêciwie (fot. 2) i 8750 ± 100 lat BP w Liszynie. W rezerwacie Granica tak¹ sam¹ glebê datowano radiowêglem na 8500 ± 150 lat BP. Jest to okres borealny, a niekiedy granica okresu preborealnego i borealnego holocenu [Konecka-Betley 1982]. Kopalna gleba rdzawa jest gleb¹ diagnostyczn¹ lub przewodni¹, dla wczesnego holocenu w szeroko pojêtej Polsce œrodkowej [Konecka-Betley 1982]. Podobne wyniki otrzymano tak e w oœrodku ³ódzkim [Manikowska 1985], choæ w niektórych przypadkach nieco starsze. Ocieplenie i zwilgocenie klimatu w okresie atlantyckim holocenu rozpoczyna procesy bielicowania. Powstaj¹ gleby bielicowe lub bielice, a niekiedy glejobielice. W Polsce, a tak e w innych czêœciach Europy, pojawi³ siê w tym okresie las mieszany z lip¹ Tilia, dêbem Quercus i wi¹zem Ulmus [Wasylikowa 1964; Borówko-D³u akowa 1982]. Komponenty te nie przekraczaj¹ 20%, a panuj¹ jeszcze nadal na

7 56 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY TABELA 2. Kopalne gleby przewodnie pe³nego i póÿnego vistulianu oraz holocenu wytworzone z piasków TABLE 2. Fossil soils developed from sands indicative of the full and late Vistulian and the Holocene Ogólnie ujêta stratygrafia General stratigraphy HOLOCEN HOLOCENE NEOHOLOCEN NEOHOLOCENE SUBATLANTICUM SUBBOREALNY SUBBOREAL 5100 MEZOHOLOCEN ATLANTIKUM MESOHOLOCENE ANTLANTICUM Wed³ug Koneckiej Betley 1982, 1991 Wegetacja According Konecka-Betley 1982, Vegetation Typy gleb, daty C w latach BP i nazwa stanowiska 4 Soil types*, 1 C dates in years B P and locality name Aktualne gleby s³abo wykszta³cone ibielicowe Recent soils poorly developed and Podsols Bielica elazisto-próchniczna Ferrous-humus Albic Podzol Poziom A6155 ± 270 Ciêciwa I HorizonA Nasilaj¹ce siê przekszta³cenia antropogeniczne Increasing anthropogenic transformations Bór mieszany Mixed forest Lasy liœciaste zdomieszk¹cisa Broadleafforests withadmixture ofyew EOHOLOCEN EOHOLOCENE BOREALNY BOREAL PREBOREALNY PREBOREAL VISTULIAN PÓ NYGLACJA M ODYDRYAS LATE GLACIAL YOUNGER DRYAS PE NY EPE VISTULIAN PLENI VISTULIAN ALLERÕD STARSZYDRYAS OLDER DRYAS BÕLLING NAJSTARSZY DRYAS OLDEST DRYAS Poziom Bhfe 7150 ± 150 Ciêciwa I HorizonBhfe Gleba rdzawa Brunic Arenosol PoziomA HorizonA 8500 ± 150 Granica 8770 ± 110 Ciêciwa I 8750 ± 100 Liszyno Gleba s³abo wykszta³cona Haplic Arenosol (poorly developed soil) PoziomA ± 130 Ciêciwa I HorizonA ± 65 Ca³owanie Gleby inicjalne, Arenosols (Initialsoils) PoziomA, HorizonA ± 160 Ciêciwa I ± 260 Mariew Czarna ziemia oglejona Gleyic Phaeozem PoziomA, HorizonA ± 110 Wi¹zowna-Piekie³ko "pod wydm¹" Gleba brunatna aluwialna Flivic Cambisol PoziomA, HorizonA ± 220 Kamion Objaœnienie Explanation: *Jednostki gleb wg WRB 2007 Soil units acc. WRB 2007 [Bednarek i in 2009]. Bory mieszane zprzewag¹drzew liœciastych Mixed forest with dominance ofbroadleaftrees Bory mieszane Mixed forests Bory sosnowe Pine forest Tundra Tundra Laso-step Forest steppe Bór brzozowososnowy Birch-pine forest Tundra Tundra Step-tundra Steppe-tundra Laso-tundra Forest-tundra

8 PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C 57 FOTO 2. Wczesnoholoceñska gleba rdzawa ods³oniêcie Ciêciwa I (fot. K. Konecka- Betley) PHOTO 2. Early Holocene Brunic Arenosol Ciêciwa I exposure (phot. K. Konecka-Betley) wydmach klimaksowe zbiorowiska roœlinne bór mieszany. Nasilenie procesu bielicowania w pocz¹tkowej fazie okresu atlantyckiego, na piaskach m³odszego dryasu, a nawet obejmuj¹cego gleby rdzawe, prowadzi do powstania bielic próchnicznych lub bielic elazisto-próchniczno-glinowych. W niektórych przypadkach s¹ one zwieñczone p³ytkim torfem. W kopalnych bielicach atlantyckich w Ciêciwie I [Konecka-Betley 1982, 1991; Konecka-Betley, Janowska 2005] wykonano ró norodne analizy fizykochemiczne w ca³ych profilach glebowych oraz datowania 14 C w poziomach z substancj¹ organiczn¹. Radiowêglem datowano dwa poziomy genetyczne bielicy: poziom A nieco przeroœniêty torfem na 6155 ± 270 i poziom Bhfe 7150 ± 150 BP. Ten ostatni poziom jest silnie scementowany zwi¹zkami próchniczno- elazisto-glinowymi przemieszczonymi z poziomów wierzchnich. Zawiera on 1,55% wêgla, znaczne iloœci elaza ca³kowitego, a przede wszystkim tak zwanego wolnego oraz bardzo niskie ph. Omawiana gleba to bielica dobrze rozwiniêta, tak zwana dojrza³a (fot. 3 i 4). Wykonana frakcjonowana analiza substancji organicznej metod¹ Duchaufoura i Jacquina w bielicach atlantyckich [Konecka-Betley 1982] w Ciêciwie wykaza³a wystêpowanie w poziomach Bhfe du- ej iloœci humin we frakcji ciê kiej w porównaniu ze wspó³czesnymi bielicami. Huminy, jako zwi¹zki trudno rozpuszczalne, zawieraj¹ce pewne iloœci elaza i glinu, przyczyniaj¹ siê do zbitoœci tych poziomów i powstawania rudawców typu przemywnego. Przy ich tworzeniu siê mog¹ odkrywaæ pewn¹ rolê drobnoustroje glebowe redukuj¹ce elazo. Nagromadzone huminy w bielicy kopalnej w Ciêciwie I przyczyni³y siê do silnego scementowania poziomu Bhfe, tworz¹c konkrecje byæ mo e z getytu i lepidokrokitu, przemieszczanych w uk³adzie pionowym (migracja zwi¹zków kompleksowych próchniczno- elazistoglinowych). Pewien udzia³ w cementacji bierze równie fosfor, przemieszczany w procesie bielicowania do poziomu Bhfe. Trzeba równie wspomnieæ, e na zawartoœæ elaza i glinu ma wp³yw wiek i sk³ad mineralny ska³y, z której powsta³y badane gleby. Zale y ona równie od procesów kriogenicznych, czyli procesów peryglacjalnych, przebiegaj¹cych po ka dym zlodowaceniu oraz od zaawansowania procesów glebotwórczych i czasu ich trwania. Wiek substancji organicznej wskazuje, e powsta³a w œrodkowej czêœci holocenu. W kilku przypadkach w tej glebie pojawia siê warstwa torfu, co mo e œwiadczyæ o zwilgotnieniu klimatu pod koniec atlantikum. Bielica elazisto-próchniczna jest gleb¹ przewodni¹ dla mezoholocenu. Trudno jest okreœliæ czas powstawania, a raczej czas trwania poszczególnych opisanych procesów glebotwórczych. Gleba interstadialna epe datowana 14 C rozpoznana przez Manikowsk¹ [1995] jako brunatna aluwialna jest bli sza glebom dobrze rozwiniêtym, ze wzglêdu na du ¹ mi¹ szoœæ poziomów A, choæ jej g³êbsze poziomy genetyczne s¹ s³abiej zaznaczone. W Wi¹zownie-Piekie³ku pod wydm¹ i w Stê ycy jest to czarna ziemia oglejona, a niekiedy gruntowo-glejowa. Nieco ³atwiej mo na okreœliæ powsta-

9 58 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY wanie i tworzenie siê gleb w holocenie. Gleba rdzawa, która powsta³a z piasków m³odszego dryasu, zosta³a zasypana oko³o 8750 ± 100 lat BP, czyli prawdopodobnie rozwija³a siê ponad 2000 lat. W atlantikum nad gleb¹ rdzaw¹ lub nawet niekiedy na niej, powsta³a bielica atlantycka znacznie m³odsza, elazisto-próchniczna. Posiada ona dwie daty radiowêglowe substancji organicznej: poziom A datowany 14 C na 6155 ± 270 i poziom Bhfe z datowan¹ substancj¹ organiczn¹ na 7150 ± 150 lat BP. Okres powstawania tak silnie zaznaczonego bielicowania bior¹c pod uwagê datowania radiowêglowe zawiera³by siê tak- e w przedziale ponad 2000 lat. Natomiast substancja organiczna wydzielona z poziomu Bhfe datowanej bielicy jest oko³o 1000 lat starsza w porównaniu z substancj¹ organiczn¹ poziomu A tej gleby. Rozpatruj¹c daty 14 C w Ciêciwie i Granicy, oraz na wy ynie ³ódzkiej [Manikowska 1995] mo na wyraziæ pogl¹d, e w okresie tworzenia siê gleby rdzawej we wczesnym holocenie nast¹pi³a najbardziej widoczna synchronizacja pewnych zjawisk na terenie ca³ego kraju: jak przede wszystkim nawiewanie utworów eolicznych py³owych, utworów eolicznych piaszczystych oraz podobnych procesów glebotwórczych. Okres trwania zbadanych zjawisk czy procesów nale y traktowaæ jako przybli ony. Na powierzchni terenu doliny œrodkowej Wis³y wystêpuj¹ gleby s³abo wykszta³cone lub bielicowane wytworzone z piasków. FOTO 3. Bielica elazisto-próchniczna ods³oniêcie Ciêciwa I (fot. A. Betley) PHOTO 3. Ferrous-humic Albic Podzol Ciêciwa I exposure (phot. A. Betley) FOTO 4. Ogólny widok czêœci ods³oniêcia Ciêciwa I z bielicami elazistymi (fot. K. Konecka- Betley) PHOTO 4. General view of part of the Ciêciwa I exposure with ferrous-humic Albic Podzols (phot. K. Konecka- Betley)

10 PÓ NOGLACJALNE I HOLOCEÑSKIE GLEBY KOPALNE DOLINY ŒRODKOWEJ WIS Y, DATOWANE 14 C 59 PODSUMOWANIE Wieloletnie badania i daty radiowêglowe na obszarze doliny œrodkowej Wis³y pozwalaj¹ stwierdziæ, e gleby kopalne s¹ jednym z wa nych kryteriów stratygrafii plejstocenu. Poznanie przebiegu poprzednich i wspó³czesnych procesów litogenetycznych i pedogenetycznych pozwala odtworzyæ dawn¹ historiê pokrywy glebowej, a co za tym idzie dawny klimat i roœlinnoœæ. 1. Daty radiowêglowe substancji organicznej gleb kopalnych doliny œrodkowej Wis³y obejmuj¹ d³ugi przedzia³ czasowy od interstadia³u epe do dziœ. 2. W pe³nym i póÿnym vistulianie, a niekiedy we wczesnym holocenie, osadza³y siê na badanym obszarze zlodowacenia warty osady eoliczne: py³owe i piaszczyste. Py³owe osady eoliczne najm³odsze lessy stwierdzono tak e na obszarze zlodowacenia wis³y. 3. W póÿnym vistulianie stwierdzono pod wydm¹ w miejscowoœci Kamion kopaln¹ glebê brunatn¹ aluwialn¹, datowan¹ 14 C na ± 270 lat BP [Manikowska 1995] czêsto z du ¹ iloœci¹ substancji organicznej, o budowie profilowej O A Bbr C z interstadia³u epe. Nieco m³odsze kopalne gleby typologicznie czarne ziemie s³abo oglejone, datowane 14 C na ± 110 lat BP rozpoznano w Wi¹zownie-Piekie³ku pod wydm¹, które mo na powi¹zaæ z interstadia³em epe, choæ nieco póÿniej pogrzebane. 4. W koñcowej fazie póÿnego vistulianu, na przejœciu do holocenu, rozwinê³y siê gleby inicjalne i s³abo wykszta³cone o poziomach genetycznych A C datowane na interstadia³ bölling ± 120 i alleröd ± 130 lat BP. 5. Wczesny holocen reprezentuje gleba rdzawa z okresu borealnego o budowie profilowej O A Bv C datowana 14 C na 8750 ± 110 lat BP w Ciêciwie, a rozpoznana w wielu miejscach doliny. Jest to gleba przewodnia dla wczesnego holocenu. 6. W atlantikum, w mezoholocenie, tworzy siê bielica elazisto-próchniczna z du ¹ iloœci¹ glinu o budowie profilowej OA Ees Bhfe C. Gleba ta w Ciêciwie I posiada dwie daty substancji organicznej: poziom O A 6155 ± 270 i poziom Bhfe 7150 ± 150 lat BP. Poziom elazisto-próchniczny jest o 1000 lat starszy od poziomu O A tej gleby. 7. Aktualnie, na obszarach wydmowych, w dolinie wystêpuj¹ gleby s³abo wykszta³cone i bielicowe bez poziomów orsztynowych. LITERATURA BALWIERZ Z Vegetation of Upper Vistulian cold phases in central Poland. Biuletyn peryglacjalny 34: BALWIERZ Z., NALEPKA D Stanowiska opracowane palinologicznie i datowane 14 C z okresu lat BP w Polsce. Przegl¹d Geolog. 10: BARANIECKA M.D., KONECKA-BETLEY K Fluvial sediments of the Vistulian and Holocene in the Warsaw Basin. Geographical Studies. Evolution of the Vistula River Valley during the last years. Special issue 4: BEDNAREK R., CHARZYÑSKI P., KABA A C. (t³. i red.) Klasyfikacja Zasobów Glebowych Œwiata 2006 aktualizacja Wyd. UMK w Toruniu: 145 ss. BLUSZCZ A., KOZARSKI S., NOWACZYK B Termoluminescencyjne datowanie vistuliañskich pokryw lessowych Pomorza Zachodniego. Geochronometria 10: BORÓWKO-D U AKOWA Z Ekspertyza palinologiczna 10 prób z profilu Wi¹zowna-Piekie³ko. Katedra Nauk o Œrodowisku Glebowym (niepublikowane). BORÓWKO-D U AKOWA Z Rezultaty badañ paleobotanicznych sp¹gu profilu Nart w Puszczy Kampinoskiej. Rocz. Glebozn. 33, 3/4: DYLIK J O peryglacjalnym charakterze rzeÿby Polski œrodkowej. Acta Geogr. 4: ISMER K Analiza litofacjalna i litostratygraficzna osadów lessowych w strefie kontaktu z osadami glacjalnymi fazy pomorskiej ostatniego zlodowacenia w Starym Objezierzu Pomorze Zachodnie. Badania Fizjogr. Nad Polsk¹ Zach. Acta Geogr. Fiz. 46: KAMIÑSKA R., KONECKA-BETLEY K., MYCIELSKA-DO- WGIA O E The Liszyno dune in the Vistula valley (East of P³ock). Biuletyn Peryglacjalny 51: KARASZEWSKI W Pokrywowe utwory py³owe w Polsce œrodkowej (najm³odszy less). Kwartalnik Geologiczny 16, 1: KASSE C Sandy aeolian deposit and environment and their relation to climate during the Last Glacial Maximum and Late Glacial in northwest and central Europe. Progress in Physical Geography 26, 4: KOLSTRUP E Climate and stratigraphy in northwestern Europe between BP and BP, with special reference in the Netherlands. Medd Rijks Geol. Dienst 32-15: KONECKA-BETLEY K PóŸnoplejstoceñskie i holoceñskie gleby kopalne i reliktowe okolic Otwocka. Rocz. Glebozn. 25: KONECKA-BETLEY K Gleby kopalne i reliktowe wydm okolic Warszawy. Rocz. Glebozn. 33, 3/4: KONECKA-BETLEY K Age of soils formed of lacustrine limestone of Olszowieckie B³oto in the Vistula valley. Hamburg XV kongres MTG: KONECKA-BETLEY K Gleby kopalne jako jednostki klasyfikacji stratygraficznej czwartorzêdu. Kwart. Geolog. 31: KONECKA-BETLEY K Late Vistulian and Holocene fossil soils developed aeolian and alluvial sediments of the Warsaw Basin. Zeitschrift fur geomorphologie N.F. Bd. 90: KONECKA-BETLEY K Rekonstrukcja przebiegu procesów pedologicznych w póÿnym plejstocenie i holocenie w œrodkowej Polsce. Rocz. Glebozn. 52, 1/2:

11 60 KRYSTYNA KONECKA-BETLEY KONECKA-BETLEY K Z³o ona geneza gleb p³owych (lessives). Rocz. Glebozn. 60, 4: KONECKA-BETLEY K. BARANIECKA M.D Gleby kopalne wydm okolic Warszawy i ich znaczenie stratygraficzne. Przewodnik konferencji terenowej PTG i KBCz PAN: KONECKA-BETLEY K., CZÊPIÑSKA-KAMIÑSKA D., OKO- OWICZ M., ZAGÓRSKI Z Procesy glebotwórcze w lessowych glebach kopalnych ods³oniêcia Polanów Samborzecki, okolice Sandomierza. Rocz. Glebozn. 57, 3/4: KONECKA-BETLEY K. CZÊPIÑSKA-KAMIÑSKA D., ZA- GÓRSKI Z Development and properties of paleosols in the loess section of Sandomierz (SE Poland) Ann. UMCS 41, 12: KONECKA-BETLEY K. STEFANIAK P Geneza i typologia gleb wytworzonych z kredy jeziornej po³udniowego pasa bagien w Puszczy Kampinoskiej. Wyd. SGGW, Warszawa: KONECKA-BETLEY K., CZÊPIÑSKA-KAMIÑSKA D Wiek i kszta³towanie siê gleb i kopalnych osadów organicznych lasów Rogowa (Wysoczyzna Rawska). Rocz. Glebozn. 36, 2: KONECKA-BETLEY K., MAJSTERKIEWICZ T Geneza gleb wytworzonych z pokrywowych utworów py³owych Polski œrodkowej. Rocz. Glebozn. 24, 2: KONECKA-BETLEY K., CZÊPIÑSKA-KAMIÑSKA D., NA- LEPKA-PAPIERZ D., WASYLIKOWA K Przemiany œrodowiska Puszczy Kampinoskiej w póÿnym glacjale i holocenie na przyk³adzie osadów organicznych torfowiska w Wilkowie (Polesie Stare). Rocz. Glebozn. 47 supl.: KONECKA-BETLEY K. JANOWSKA E Late Glacial and Holocene stratotype profile of paleosols in the Warsaw Basin. Studia Quaternaria 22: KOZARSKI S The periglacial impact in the deglaciation area of northern Poland after 20 Kyr BP. Biuletyn Peryglacjalny 34: KOZARSKI S., NOWACZYK B Lithofacies variation and chronostratigraphy of Late Vistulian and Holocene aeolian phenomena in northwestern Poland. Ztschr. f. Geomorph. N. F. Suppl.-Bd., 90: MANIKOWSKA B O glebach kopalnych, stratygrafii i litologii wydm Polski œrodkowej. Acta Geograph. Lods. 62: MANIKOWSKA B Dune processes, age of dune terrace and Vistulian decline in the Vistula Valley near Wyszogród, Central Poland. Bull. Pol. Acad. Sci., Earth Sci. 39: MANIKOWSKA B. 1992a. Gleby kopalne w osadach z okresu lat BP w Polsce. Przegl¹d Geol. 10: MANIKOWSKA B. 1992b: Procesy eoliczne w okresie lat BP na obszarach piasków pokrywowych i wydm w Polsce. Przegl¹d Geol. 10: MANIKOWSKA B Aeolian activity differentation in the area of Poland during the period 20-8 KA BP. Biuletyn Peryglacjalny 34: PO ARYSKI W. MARUSZCZAK H. LINDNER L Chronostratygrafia osadów plejstoceñskich i rozwój doliny Wis³y œrodkowej, ze szczególnym uwzglêdnieniem prze³omu przez wy yny po³udniowopolskie. Pañstwowy Instytut Geologiczny 141: s. 58. PRÓSZYÑSKI M Ogólne charakterystyka utworów macierzystych gleb okolic Warszawy (po stronie lewobrze nej) ukszta³towanych czêœciowo w warunkach peryglacjalnych. Zjazd Nauk. Geneza gleb wytworzonych z utworów przekszta³conych peryglacjalnie na Ni u Polskim. PTG: PRÓSZYÑSKA-BORDAS H., PRÓSZYÑSKI M., STAÑSKA- PRÓSZYÑSKA W Chronologia termoluminescencyjna gleb kopalnych profilu aluwialno-lessowego Samborzec- Polanów w porównaniu z datowaniami TL osadów z eemskich stanowisk jeziorno-bagiennych. Geochronometria 61/ 6: RÓ YCKI S.Z Plejstocen Polski œrodkowej na tle przesz³oœci w górnym trzeciorzêdzie. PWN: SCHILD R Stratygrafia archeologiczna wydm œródl¹dowych widziana z Mazowsza. Rocz. Glebozn. 33: STARKEL L. 2001: Historia doliny Wis³y. Monografia PAN: SYSTEMATYKA GLEB POLSKI PTG, Rocz. Glebozn. 40, 3-4: TURKOWSKA K Osady rzeczne i ewolucja dolin w okresie lat BP na niezlodowaconych nizinnych obszarach Polski. Przegl¹d Geol. 10: URBANIAK-BIERNACKA U Budowa i wiek wydmy w Górkach w Puszczy Kampinoskiej. Przegl¹d Geol. 45: URBANIAK-BIERNACKA U Badania wydm œrodkowej Polski z wykorzystaniem metod statystycznych. Politech. Warszawska Geodezja 17: WASYLIKOWA K Roœlinnoœæ i klimat póÿnego glacja³u w œrodkowej Polsce na podstawie badañ w Witowie ko³o êczycy. Biul. Peryglacjalny 13: ARSKI M Nowe stanowisko gleb kopalnych w Stê ycy na tle budowy geologicznej. Kwart. Geolog. 3: prof. dr hab. Krystyna Konecka-Betley Katedra Nauk o Œrodowisku Glebowym SGGW Warszawa, Nowoursynowska 159/37 knsg@sggw.pl