Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie)

Transkrypt

1 Studia Limnologica et Telmatologica Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego 4 2 (STUD LIM TEL) Dury V (Bory Tucholskie) Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie) Sedimentary record in lake-mire basin Dury V (Tuchola Pinewood Forest) Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach Zakład Biogeografii i Paleoekologii, Uniwersytet im. A. Mickiewicza w Poznaniu; ul. Dzięgielowa 27, Poznań; ichtys@amu.edu.pl Abstrakt: Zbiornik jeziorno-torfowiskowy Dury V (powierzchnia 2,4 ha) jest najbardziej na południe wysuniętym spośród jezior i torfowisk w rezerwacie Dury (Wdecki Park Krajobrazowy). Misa zbiornika wypełniona jest osadem organicznym, a na jezioro (powierzchnia otwartego lustra wody 0,84 ha) nasuwa się pło (powierzchnia 0,62 ha). Celem rozpoznania osadów wypełniających misę zbiornika wykonano 19 wierceń geologicznych i pobrano 6 rdzeni grawitacyjnych. Cały basen akumulacyjny można więc podzielić na 3 części: zewnętrzny pierścień, budowany przez torf, w przewadze torfowcowy, leżący na gytii lub bezpośrednio na piaskach podłoża i zajmujący niemal 40% powierzchni misy, pas osadu pod płem obejmujący około 2% powierzchni zbiornika oraz osad wyłącznie jeziorny zajmujący 3% jego powierzchni. Maksymalna miąższość warstwy gytii leżącej pod torfem wynosi 320 cm (rdzeń IV/1). Osad pod płem budują średniodetrytusowe gytie, w stropie bardzo uwodnione. Osad jeziorny zawiera liczne szczątki Sphagnum denticulatum. Osady torfowe są miejscami bardzo uwodnione, tworząc soczewki wodne. Określenie granicy gytia/torf w terenie jest często trudne i wymaga szczegółowych, laboratoryjnych badań komponentów osadu. Tempo nasuwanie się pła na lustro wody jest niejednakowe. Istnieją przesłanki sugerujące antropogeniczny impuls przyspieszający jego rozwój. Słowa kluczowe: jezioro śródtorowiskowe, osady limniczne, torf, rezerwat Dury, Bory Tucholskie Abstract: Lake-mire basin Dury V (area 2,4 ha) is the southernmost basin among lake-mire basins in Dury reserve (Wdecki Landscape Park). The basin is infilled with principally organic deposits. The floating-bog (area 0,62 ha) encroaches into a lake (open water area 0,84 ha). To investigate sediments deposited in the basin 19 geological corings were done using Instorf peat sampler and 6 samples of surface sediments (0, m thickness) from lake bottom were sampled using gravity corer. The entire basin can be divided into three zones from the lithological point of view: (1) outer ring, encompassing almost 40% of basin surface and consisting of peat (mainly Sphagnum peat) underlying by sand or gyttja; (2) ring of floating mat underlying by medium detritus gyttja, semi-liquid in the uppermost layer, covering about 2% of the basin surface; (3) inner part of the basin consisting of lake sediments and water body. Lake sediments underlying peat strata have 320 cm of maximum thickness (core IV/1). The key component of lake sediments are detritus gyttja containing remains of Sphagnum denticulatum. Small water gaps were found inside the peat strata. A recognition of boundary between peat and gyttja were often complicated in the field and usually requires detailed laboratory investigation of sediments components. The rate of floating mat encroachment is diverse. An anthropogenic cause for accelerating the spread of the mat is also a matter of consideration. Key words: lake-mire basin, limnic sediments, gyttja, Dury Reserve, Tuchola Pinewood Forest

2 66 Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach Wprowadzenie Stan wiedzy na temat procesów osadotwórczych w zbiornikach akumulujących osady biogeniczne, takich jak jeziora i torfowiska, pozostaje wciąż niezadowalający, mimo znaczących korzyści, jakie wiedza taka oferuje przyrodnikom (Tobolski 2004), zwłaszcza tym zajmującym się tematyką ochrony przyrody. Ponadto, panuje wiele nieporozumień co do typologii torfowisk towarzyszących jeziorom lub torfowisk pojeziernych, jednak rozwiązanie takich problemów klasyfikacyjnych nie jest możliwe bez uwzględnienia kontekstu geologicznego (Lamentowicz 200). Szczególnie interesującym zagadnieniem jest zmiana charakteru procesu osadotwórczego z sedymentacyjnego (limnicznego) na sedentacyjny (torfowy) stanowiąca kluczowy etap sukcesji jeziornej i będąca wręcz swoistą rewolucją w dziejach zbiorników akumulacyjnych ( dramat zaniku jeziora jest zarazem radością narodzin torfowiska Gałka 2007). Długość życia ludzkiego jest zbyt krótka, aby zaobserwować taką sukcesję, zaś obserwacje w przestrzeni nie dają się bezpośrednio przełożyć na zmiany temporalne (Jackson i in. 1988). Dlatego użytecznym narzędziem obserwacji zmian sukcesyjnych są badania paleoekologiczne (Walker 1970, Moore 2008), zastosowane również w niniejszej pracy. Klasyczny szereg sukcesyjny obejmuje proces terestrializacji, tzn. wypłycanie misy jeziora i kurczenie się lustra wody poprzez sedymentację osadów oraz, po osiągnięciu odpowiednio małej głębokości, wkraczanie roślinności litoralnej i mokradłowej (Weber 1908, Gałka 2007). Sukcesja wodna (hydrarch succession) kończy się w polskich warunkach klimatycznych zwykle rozwojem zbiorowisk leśnych na torfowiskach różnych typów troficznych, od eutroficznych olsów do oligotroficznych borów bagiennych. Specyficzny rodzaj sukcesji zachodzi w jeziorach zarastających od góry poprzez nasuwanie się na lustro wody pływającego kożucha roślinności. Na obszarach sandrowych zbiorowiska wkraczające na jezioro należą zwykle do zbiorowisk klasy Scheuchzerio-Caricetea nigrae, rozwijających się na kwaśnych, mezotroficznych wodach (Matuszkiewicz 2001). Są one często przedmiotem ochrony rezerwatowej (Boiński 1996) oraz siedliskiem licznych, światłolubnych gatunków, w tym reliktowych (Boińska i in. 1999), ginących w momencie wkroczenia boru bagiennego finalnego stadium sukcesji w tej grupie torfowisk. Dlatego jednym z podstawowych zagadnień konserwatorskiej ochrony przyrody pozostaje problem zachowania tych cennych i ginących siedlisk. Problemy funkcjonowania małych zbiorników śródtorfowiskowych przedstawił Tobolski (2003). Celem pracy było zbadanie stopnia wypełnienia misy zbiornika akumulacyjnego Dury V osadami oraz określenie struktury osadów i jej wpływu na rozwijające się na nich zbiorowiska roślinne. Szczególną uwagę zwrócono na obecność soczewki wodnej pod płem oraz strefę styku osadów limnicznych i torfowiskowych. Praca prezentuje wstępne wyniki badań, uzyskane podczas prac terenowych i nielicznych analiz makroszczątkowych, wykonanych w laboratorium podczas selekcji materiału do datowań radiowęglowych AMS, obecnie analizowanych w Poznańskim Laboratorium Radiowęglowym. Miejsce badań i metody Jezioro Dury V (f = , l = ) to najbardziej na południe wysunięty zbiornik w rezerwacie Dury, obejmującym zagłębień w sandrze Wdy, wypełnionych osadami głównie organicznymi. Cztery zagłębienia nie zostały jeszcze wypełnione do końca osadem, dlatego funkcjonują tu jeziora z nasuwającym się na lustro wody płem. Krótką charakterystykę całego rezerwatu przedstawiono we wcześniejszej pracy (Kowalewski & Milecka 2003). Pło wokół zbiornika Dury V jest siedliskiem wielu rzadkich gatunków (m.in. wszystkich trzech z rodzaju Drosera: rotundifolia, intermedia i anglica) oraz zbiorowisk (m.in. Rhynchosporetum albae) (Boiński 1996). W kierunku południowym przekopano rów melioracyjny, funkcjonujący dziś jedynie przy bardzo wysokim poziomie wody. Zbiornik rozpoznano od strony zachodniej (transekt I) i północnej (transekt II). Wykonano 20 wierceń i sondowań geologicznych świdrem typu Instorf o długości puszki 0 cm i średnicy półwalca 6 cm. Ich lokalizację przedstawia ryc. 1. Rdzenie opisano w terenie systemem Troels-Smitha (Berglund 1986; Tobolski 2000). Osady jeziorne pobierano próbnikiem grawitacyjnym Uvitec o średnicy rury 86 mm. Zostały one następnie w laboratorium pocięte na odcinki o grubości 1 cm. Wybrane próby poddano analizie makroszczątkowej celem wybrania szczątków roślinnych do oznaczenia wieku metodą AMS. Podczas pobierania osadów wykonywano pomiary głębokości wody w jeziorze echosondą Gramin. Spągowe osady rdzenia Dury V/I- ( cm) zbadano metodami analizy pyłkowej i makroszczątkowej. Próby palinologiczne o objętości 1 cm 3 pobrano co 2 cm poczynając od głębokości 414 cm, a kończąc na 400 cm. Następnie poddano je standardowej preparatyce laboratoryjnej (Berglund, Ralska-Jasiewiczowa 1986). W przypadku utworów piaszczystych konieczne było użycie stężonego kwasu solnego HCl (3-38% cz.d.a,) w celu odwapnienia osadu oraz poddanie go działaniu 40% kwasu fluorowodorowego (cz.d.a.), aby usunąć części mineralne. Próby torfowcowe gotowane były w 10% roztworze KOH. Po przepłukaniu kwasem octowym przystąpiono do procesu acetolizy (3 min.), a następnie ponownie przepłukane i odwirowane osady zalano niewielką ilością gliceryny. Podczas analizy palinologicznej zliczano przynajmniej pięćset ziaren pyłku drzew i krzewów. Analizy palinologicznej dokonywano przy użyciu mikroskopu świetlnego stosując powiększenia 400 i Próby do analizy makroszczątkowej przesiano na sicie 0,2 mm, a pozostałość oznaczono i policzono przy użyciu mikroskopu stereoskopowego stosując powiększenia

3 Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie) 67 Wyniki Głębokość jezior zmierzona echosondą w przekroju W-E (ryc. 1) waha się między 2,6 a 4,7 m. Powierzchniową warstwę osadów dennych w jeziorze tworzy gytia detrytusowa, zawierająca znaczną domieszkę szczątków mchów Sphagnum denticulatum i Warnstorfia sp. Stopień wypełnienia misy zbiornika Dury V nie został określony, ponieważ nie prowadzono wierceń geologicznych całej warstwy osadów. 40 metrów od brzegu głębokość misy sięga 7, m (wiercenie I/6). Stopień zaniku powierzchni misy jeziornej jest znaczny, ponieważ otwarte lustro wody zajmuje jedynie 3% (0,84 ha) całej powierzchni basenu akumulacyjnego (ryc. 1). Nie cała zanikła powierzchnia jest jednak wypełniona osadem. Pod płem (powierzchnia 0,62 ha) obecny jest bowiem tylko osad limniczny i zawiesina opadającego z pła detrytusu w soczewce wodnej. Rozpatrując zanik jeziora wg kryterium litologicznego (osad torfu na gytii powierzchnia 0,94 ha), wynosi on jedynie 39,2%. Cały basen akumulacyjny można więc podzielić na 3 części: zewnętrzny pierścień, budowany przez torf, w przewadze torfowcowy, leżący na gytii lub bezpośrednio na piaskach podłoża i zajmujący niecałe 40% powierzchni misy, pas osadu pod płem obejmujący około 2% powierzchni oraz osad wyłącznie jeziorny zajmujący 3% jego powierzchni. Litologia osadów zbadana była w dwóch transektach obejmujących przestrzeń od brzegu misy w kierunku środka jeziora oraz uzupełniającymi wierceniami pomiędzy transektami. W transektach badano całą sekwencję osadu aż do formujących misę jeziora piasków podłoża, natomiast osady jeziorne jedynie powierzchniowo, w zakresie miąższości 0-96 cm. Szczegółowy opis osadu w systemie Troel-Smitha przedstawiono poniżej (lokalizację wierceń na ryc. 1). Powierzchniowe osady jeziorne, nie wymienione osobno poniżej, opisuje formuła od Ld4Dh+ do Ld3Dh1 we wszystkich rdzeniach. IV/1 V/2 V/1 II/4 II/3 II/2 II/1 A B C III/2 III/1 D E I/2 I/4 I/1 I/3 I/ M I/6 G m Ryc. 1. Lokalizacja wierceń w zbiorniku Dury V. Objaśnienia: 1 linia profilu batymetrycznego (por. ryc. 2), 2 zasięg pła, 3 zasięg basenu jeziorno-torfowiskowego, 4 jezioro (otwarte lustro wody) Fig. 1. Location of coring and sampling point in Dury V basin. Explanation: 1 line of bathymetric profile (comp. Fig. 2), 2 extant of floating mat, 3 border of peatbog-lake basin, 4 lake (open water area)

4 68 Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach I/1 0-0 mursz 0- Gmin4 Dh+ I/2 0-1 osad organiczny 1 Gmin4 Dh+ I/3 0-0 Sh4Th Th3Th1-Th2Dh1Sh1, anth., test. moll. 11 warstwa spalenizny Th3Sh1-Th4Sh+ filc radicellowy Th3Dh1Sh+ bardziej plastyczny, uwodniony 136 szyszka sosny zwarta, nieco elastyczna gytia grubodetrytusowa Ld2Dh2 bardzo plastyczna, ciemnobrązowa Gmin Dh3Ld1Gmin+ czarny, niżej brązowy Gmin4 żółty Dh3Ld1Gmin+ brązowy horyzontalny układ osadu konglomerat gytii i piasku (od Dh3Gmin1-Th+Gmin4) Gmin4 I/ Tb Sph 4Th+ jasnobrązowy Sh4Th+ ciemnobrązowy 20-2 Sh3Th1 ciemnobrązowy 2-30 Th2Sh2 ciemnobrązowy Th4Sh+ Eriophor. ciemnobrązowy Tb3 Spha. Th1 jasnobrązowy Tb2Th2Dh+ Spha. bardzo uwodniony, brązowy Tb3Th1 jasnobrązowy Ld2Dh2 gytia grubodetrytusowa Ld1Dh3Gmin Gmin2Ld1Dh1 I/ 0-20 Tb4 Spha. Th Tb2Th soczewka Tb2Th2 Erioph. (bardzo uwodniony, wylewają się najdrobniejsze fragmenty) Tb2Th2 Erioph Tb4Th Tb2Th2 bardzo uwodniony Ld1Dh3 szarobrązowa Ld2Dh Ld3Dh Ld4Gmin Ld3Gmin1Dh+ 404 warstwa piasku 1 mm Gmin4Ld+Dh+ I/6 0-0 pło soczewka Ld3Dh Gmin4 Dh+ szary I/7 0-0 pło 0-18 soczewka 18- Ld3Dh1 I/8 0-0 pło soczewka 130- Ld3Dh1 I/9 0-0 pło 0-10 soczewka 10- Ld3Dh1 I/ pło soczewka 130- Ld3Dh1 II/1 0-0 pło soczewka Ld3Dh Ld4Dh Gmin4 Dh+ szarożółty II/2 0-0 pło 0-14 soczewka Ld2Dh Ld3Dh1 40- Gmin4 Dh+ II/ Tb4 jasnobrązowy 17-0 Tb4 brązowy 0-10 Tb3Th1 brązowy Tb2Th2 ciemnobrązowy Ld1Dh3 ciemnobrązowy Ld2Dh Ld3Dh1 20- Gmin4 II/ mursz 40- Gmin4 Dh+ III/1 0-1 Tb4 Sph 1- Ld3Dh1 III/ Tb4 Sph Tb2 Sph Th2 ciemnobrązowy Ld1Dh Ld3Dh1 Ld4Dh+ ciemnobrązowy Gmin4Ld+Dh+ szarożółty, uwodniony, z mat organiczną

5 Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie) 69 IV/ Tb4 Sph Ld3Dh Ld4Dh Gmin4 szary z mat.org. V/1 0-0 pło soczewka 100- Ld3Dh1 V/2 0-0 pło soczewka 100- Ld3Dh1 Osady pierścienia zewnętrznego Spągowe warstwy osadów limnicznych (ryc. 2 i 3) budują grubodetrytusowe gytie mineralno-organiczne, w strefie brzegowej z licznymi przewarstwieniami piaszczystymi. Celem oszacowania czasu rozpoczęcia akumulacji zbadano palinologicznie spągowy odcinek osadów rdzenia I/ (szczegółowa lokalizacja por. ryc. ). Porównawcza analiza proporcji spektrów pyłkowych tego osadu z uzyskanymi z rdzenia Dury I (Kowalewski & Milecka 2003) sugeruje zdumiewająco młody, bo określany na początek optimum klimatycznego wiek deponowanych osadów jeziornych (ryc. 4). Również wyniki analizy makroszczątkowej tego osadu wskazują na sedymentację typową dla głębszych akwenów (ryc. ), bez śladów szczątków wskaźnikowych dla inicjalnej fazy akumu- Ryc. 2. Przekrój geologiczny w zachodniej części zbiornika Dury V. Dolny rysunek pokazuje rzeczywiste proporcje odległości i głębokości. Objaśnienia: 1 torf mocno i średnio rozłożony, w przewadze zielny, 2 torf słabo i średnio rozłożony, w przewadze mszarny, z przewarstwieniami wełnianki, 3 półpłynne osady deponowane pod płem, 4 gytia drobno- i średniodetrytusowa, gytia grubodetrytusowa zawierająca liczne szczątki Sphagnum denticulatum i Warnstorfia sp., 6 gytia grubodetrytusowa, 7 podłoże mineralne, 8 woda, 9 badania palinologiczne i makroszczątkowe (opis w tekście). Fig. 2. Geological crossection in the western part of Dury V basin. Bottom drawing shows real proportion of length and depth. Explanation: 1 strongly and moderately decomposed peat, mainly herbaceous, 2 slightly and moderately decomposed peat, mainly Sphagnum peat interbedded with Eriophorum remains, 3 semi-liquid sediments accumulating underneath the floating mat, 4 fain and medium detritus gyttja, coarse detritus gyttja containing a lot of Sphagnum denticulatum and Warnstorfia sp. remains, 6 coarse detritus gyttja, 7 mineral bedrock, 8 water, 9 palynological and macrofossil analyses (described in the text).

6 70 Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach Ryc. 3. Przekrój geologiczny w północnej części zbiornika Dury V. Dolny rysunek pokazuje rzeczywiste proporcje odległości i głębokości. Objaśnienia: 1 torf mocno i średnio rozłożony, w przewadze zielny, 2 torf słabo i średnio rozłożony, w przewadze mszarny, z przewarstwieniami wełnianki, 3 półpłynne osady deponowane pod płem, 4 gytia drobno- i średniodetrytusowa, gytia grubodetrytusowa zawierająca liczne szczątki Sphagnum denticulatum i Warnstorfia sp., 6 gytia grubodetrytusowa, 7 podłoże mineralne, 8 woda Fig. 3. Geological crossection in the northern part of Dury V basin. Bottom drawing shows real proportion of length and depth. Explanation: 1 strongly and moderately decomposed peat, mainly herbaceous, 2 slightly and moderately decomposed peat, mainly Sphagnum peat interbedded with Eriophorum remains, 3 semi-liquid sediments accumulating underneath the floating mat, 4 fain and medium detritus gyttja, coarse detritus gyttja containing a lot of Sphagnum denticulatum and Warnstorfia sp. remains, 6 coarse detritus gyttja, 7 mineral bedrock, 8 water Depth [cm] Drzewa Krzewy Zielne i krzewinki Pinus Betula Alnus undiff. Corylus avellana Quercus Ulmus Tilia Fraxinus excelsior Salix Abies Picea Carpinus betulus Populus Calluna vulgaris Ericaceae Artemisia Poaceae Utrica Thalictrum Galium type Caryphyllaceae Cichorioideae Sparganium Rumex acetosa type Sphagnum Equisetum Callitriche Cyperaceae Filipendula Monolete fern spores Pteridium aquilinum Dryopteris thelypteris Thelypteris palustris Ryc. 4. Diagram pyłkowy spągowego odcinka rdzenia Dury V I/ Fig. 4. Pollen diagram of the most bottom section of the Dury V I/ core

7 Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie) 71 Depth [cm] Sphagnum - łodyżki i listki Poacae - ziarniak Carex 3znam - orzeszek Vaccinium - nasiono Juncus - nasiono Betula - owoc Pinus - igły Pinus - łuski pączkowe Pinus - nasiono Pinus - kora Sialis - mandible Sialis - warga Sialis - tergum Chironomidae - puszki głowowo Oribatida - pancerzyki Trichoptera - domki Ryc.. Diagram szczątków makroskopowych w rdzeniu Dury V I/ Fig.. Macrofossil diagram of the most bottom section of the Dury V I/ core lacji determinowanej wytapianiem się martwego lodu. Fakty te sugerują erozyjne usunięcie wcześniej zdeponowanych osadów. Z początkiem optimum klimatycznego proces sedymentacyjne zostały wznowione i są kontynuowane. Piaski zalegające poniżej (40 cm z głębokości cm) nie zawierają ani pyłków, ani szczątków makroskopowych. Wykazana w analizie makroszczątkowej obecność licznych listków Sphagnum oraz zarodniki Sphagnum ujawnione w analizie mikrofosyliów wskazują istnienie pła, co najmniej już w początkach optimum klimatycznego. Przy brzegu zbiornika rosły lasy sosnowe, których obecność dokumentują liczne szczątki sosny (łuski pączkowe, igły i nasiona). Uderzający w analizie makroszczątkowej był niemal całkowity brak pancerzyków i efipiów wioślarek. Liczne były za to szczątki Chironomidae oraz niezbyt liczne Sialis sp. Ten ostatni gatunek bytuje w wodach otwartych, można więc wnioskować, iż pło w miejscu poboru rdzenia I/ było nieobecne w momencie sedymentacji ich szczątków. Dziś pło ma zaledwie około 0 cm grubości. Maksymalna miąższość warstwy gytii leżącej pod torfem wynosi 320 cm (rdzeń IV/1). Im bliżej stropu gytii, tym większy notujemy udział frakcji grubodetrytusowej. Wyznaczanie granicy osadów limnicznych i torfowych nie jest jednoznaczne, zwłaszcza przy obecności niewielkich soczewek wodnych (ryc. ). Ocena wizualna w terenie może prowadzić do pomyłek, a dopiero zbadanie składu torfu oraz obecności bioindykatorów środowiska wodnego pozwalają z całą pewnością określić rodzaj środowiska depozycyjnego. W rdzeniu I/4A początkowo wyznaczono granicę torf/gytia w strefie soczewki wodnej ( cm ryc. ), zaś leżące poniżej osady oznaczone w terenie jako strop gytii grubodetrytusowej ( cm). Szczegółowe badania makroszczątkowe zmuszają jednak do wyznaczenia całej strefy granicznej torf/ gytia, gdyż jednoznaczne wskazanie liniowej granicy nie jest możliwe. W rzeczywistości warstwa cm jest to torf ze szczątkami organizmów wodnych (pojedyncze główki Chironomidae, pojedyncze szczątki Sialis sp., większe liczebności gemmuli Porifera i statoblastów Plumatella sp.). W składzie torfu dominują elementy zielne (korzonki), ale bardzo duży udział posiadają również szczątki sosny (około 2%). Torfowce stanowią zaledwie % składu torfu. Jest to więc klasyczny utwór (por. Kowalewski 2009), w którym mieszają się elementy autochtoniczne i allochtoniczne, zarówno pochodzenia limnicznego, jak i torfowego. Licznie obecne bioindykatory środowiska wodnego wskazywałyby jakąś postać płytkowodnej gytii, do której dostało się bardzo dużo szczątków sosny (może to wskazywać strefę brzegową, do której igły były spychane przez wiatr, po czym tonęły), i która została wzbogacona o elementy pochodzenia sedentacyjnego po przerośnięciu przez korzonki ziół rosnących na ple (nieoznaczone rhyzodermy). Warstwa z głębokości cm również jest mieszaniną komponentów limnicznych i torfowych. Do tych pierwszych zaliczymy przede wszystkim mchy Sphagnum denticulatum, rosnące na dnie jeziora (Banaś 2010) i stanowiące około 20% masy tego osadu. Największy udział (około 60%) mają szczątki Carex limosa, z czego większość stanowią szczątki liści (niem. Leitbündel), a mniejszy udział posiadają korzonki. Prawdopodobne jest, że osad ten powstawał w strefie brzegowej pła. Również więc ta warstwa nie stanowi jednoznacznie gytii ani torfu. W tej sytuacji należy założyć miąższość strefy granicznej na co najmniej 40 cm, włączając w to soczewkę wodną z głębokości cm. Soczewka ta w osadzie najprawdopodobniej nie manifestuje się tak czytelnie, jak po wyjęciu osadu na powierzchnię, bowiem podczas wyciągania świdra nastąpiło wypłynięcie wody i zgromadzenie się całej zawiesiny na dnie (warstwa 214 około 230 cm).

8 72 Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach Ryc. 6. Strefa graniczna torf/gytia w rdzeniach transektu I Fig. 6. Border zone peat/gyttja in cores of transect I Obecność soczewki wodnej (lub strefy bardzo uwodnionego torfu, przypominającego makroskopowo gytię) stwierdzono także w rdzeniach I/4 i I/. Jest kwestią do zbadania, czy są to struktury trwałe, czy raczej (co bardziej prawdopodobne) okresowe, zależne od poziomu wody w zlewni. Miąższość leżącej na gytii warstwy torfu wynosi maksymalnie 330 cm (III/2). Przeważają słabo rozłożone torfy mszyste (Tb3-4) z dodatkiem torfów zielnych w spągu. W transekcie I miąższość torfów nie przekracza 192 cm, w transekcie II 166 cm. Najdalej od brzegu misy zbiornika (w bada-

9 Struktura osadów zbiornika jeziorno-torfowiskowego Dury V (Bory Tucholskie) 73 nej ćwiartce) torfy wkroczyły od strony północno-zachodniej (rdzenie III/1-2), gdzie ich zasięg wynosi 26 m. Najmniejszy zasięg notuje się od strony północnej, gdzie wynosi on 11 m. Nie wiadomo, kiedy rozpoczęło się nasuwanie pła na lustro wody, lecz jego tempo musiało być różne. Pomiędzy rdzeniami III/1 a III/2, przy odległości wynoszącej 7 m, różnica w miąższości torfu wynosi 100% (310 cm vs. 1 cm). Teoretycznie deponował się on w punkcie III/2 dwa razy dłużej, a różnice w okresie depozycji szacować można (wg danych Żurka 1986, zakładając maksymalne tempo sedentacji około 1 mm/rok) na minimum 100 lat. Wynika z tego, że w czasie 100 lat pło przesunęło się zaledwie 7 m, co daje średnie tempo rozprzestrzeniania się około mm/rok. Nie jest to wzrost, który można zarejestrować metodami bezpośrednich pomiarów porównawczych i/lub przy użyciu analizy archiwalnych zdjęć lotniczych. Dysponując bowiem okresem porównawczym 60 lat, otrzymujemy przyrost zaledwie 30 cm. Fakt ten dobrze koresponduje z wynikami analiz zdjęć lotniczych (Kowalewski, w przyg.), które nie wykazują przyrostu pła. Akumulacja czystego torfu mszystego (torfowcowego) pokazuje, że w okresie sedentacji torfowisko nie było zasiedlone ani drzewami, ani wełnianką, a środowiskiem osadotwórczym było pło. Inną przesłanką litologiczną wskazującą niejednakowe tempo nasuwania się pła są różnice w proporcjach udziału torfu i gytii w osadzie. W punkcie III/2 (19 m od krawędzi misy) i IV/1 (10 m od krawędzi misy) wyglądają one następująco (torf/gytia): III/2 330/140 cm, IV/1 odpowiednio 90/320 cm. Głębokość obu punktów jest zbliżona (470 cm i 410 cm). Wnioskować z tego można, iż pło znacznie wcześniej nasuwało się w części zachodniej, natomiast od północy proces ten rozpoczął się później. Potwierdza to również litologia osadu w transekcie II, gdzie serię osadów bez soczewki wodnej zanotowano tylko w rdzeniu II/3, natomiast w rdzeniu II/2 pobranym na granicy lasu i pła stwierdzono jeszcze 9 cm soczewkę wodną. Możliwe wyjaśnienie wolniejszego nasuwania się pła w części północnej przynieść może także analiza starych materiałów kartograficznych, dyskutowana szerzej w przygotowywanej publikacji (Kowalewski w przyg.). Strop gytii w osadach pierścienia zewnętrznego zalega zwykle głębiej, niż w bezpośrednim sąsiedztwie pod płem. Spowodowane to jest z jednej strony jej kompakcją pod naciskiem nadległego torfu, a drugiej zaś strony krótszym okresem depozycji, aniżeli w przypadku osadów pod płem, gdzie miąższość gytii wciąż wzrasta. Osady pod płem Stwierdzono, iż maksymalna miąższość warstwy gytii (rdzeń I/6) wynosi 40 cm. Pło bezleśne, z rzadka tylko porośnięte niezbyt dużej wysokości sosnami, tworzy pływający kożuch torfowców i ziół torfowiskowych miąższości około 0 cm. Poniżej znajduje się soczewka wodna, wypełniona najwyżej zawieszonymi w wodzie fragmentami opadającymi z pła. Stropowa warstwa gytii jest bardzo uwodniona i cechuje się małą spoistością. Pobranie jej świdrem torfowym jest bardzo utrudnione, gdyż część osadu wypływa z puszki. Pierwszym osadem pobranym takim urządzeniem pod płem jest zawsze gytia detrytusowa o zmiennym udziale detrytusu (szczątków organicznych większych niż 0,1 mm), zalegająca na głębokości cm. Dyskusja Zbiornik Dury V należy do kategorii słabo wypełnionych osadem wśród kwaśnych ekosystemów jeziorno-torfowiskowych w Borach Tucholskich, sytuując się między pojeziernymi torfowiskami kotłowymi, z powierzchnią wody zamkniętą całkowicie płem, a jeziorami z inicjalną sukcesją pła (Kowalewski i in. 2009). W podziale jezior śródtorfowiskowych Banasia (2010) należy ono do kategorii jezior cechujących się małą objętością wody i niewielką powierzchnią kontaktu z wypełniającym misę torfem. Pło torfowiskowe prezentuje typ torfowiska pływającego (Typ des schwimmenden Moore) w hydrodynamicznej typologii Timmermanna (1999). Badania wykazały, iż rozwój określonych zbiorowisk roślinnych torfowiskowych uwarunkowany jest strukturą geologiczna osadów biogenicznych, na których się one rozwijają. Zewnętrzny pierścień (powierzchnia 0,94 ha) porasta w przewadze bór bagienny, natomiast wewnętrzny pierścień pła (powierzchnia 0,62 ha) pozostaje bezleśny z nielicznymi osobnikami niewielkich sosen. Z punktu widzenia litologii osadów, obecność bezleśnego pła możliwa jest tylko w przypadku zbiorników na tyle głębokich, aby pozostawić wolną przestrzeń (soczewkę) między pływającym kożuchem, a osadem. Takie pło jest ono na zbiorniku Dury V rozwinięte bardzo dobrze, a jego maksymalna szerokość osiąga ponad 20 m. Należy on więc, z punktu widzenia ochrony zbiorowisk tworzących pło, do najcenniejszych w Borach Tucholskich. Zależność roślinności od osadu znajduje potwierdzenie w innych badaniach autora wokół Zalewu Koronowskiego (Kowalewski 2004) i na torfowisku Jelenia Wyspa (Kowalewski i in. 2002, Lamentowicz i in. 2007), a także w pracy Lamentowicza (200). W tej ostatniej autor badał torfowiska kotłowe porośnięte przeważnie w różnym stopniu borem sosnowym. Nie zarośnięte pozostały jedynie miejsca, gdzie poniżej powierzchni stwierdzano soczewkę wodną. Szeroką dyskusje tematu wkraczania i obumierania drzew na torfowiskach przedstawił Timmermann (1999). Warto przytoczyć cytowane tamże prace Huecka, uzależniającego rozwój zbiorowiska leśnych na torfowiskach od umocnienia podłoża (Verfestigung des Untergrundes) oraz Jeschke, wskazującego obumieranie drzew na ple na skutek przyrostu jego masy. Natomiast w pracy Moor a (2008, rycina s. 103) błędnie, zdaniem autorów, przedstawiono pokrycie pła drzewostanem, ponieważ ciężar rosnącego drzewa przeważa nad wypornością pła, które zanurzając się, powoduje obumarcie jego korzeni, nie zno-

10 74 Grzegorz Kowalewski, Jan Barabach szących nadmiaru wilgotności, stąd też rosną one wyłącznie na utworach organicznych bez podściełającej torf soczewki wodnej. Otwarta na razie pozostaje kwestia genezy pła wokół jeziora Dury V. Podobnie jak na innych obiektach (np. Warner i in. 1989, Warner 1993, Lamentowicz i in. 2007, 2008), również na zbiorniku Dury V rozpatrywana jest hipoteza impulsu antropogenicznego, przyśpieszającego rozwój pła, a związanego z budową linii energetycznej Żur-Gdynia w latach 20. XX wieku. Została ona wprawdzie zdemontowana w latach 70. XX wieku, ale jej ślad w lesie jest bardzo czytelny do dziś. Hipotezę tę wspierają zarówno fakty geologiczne (bardzo młody wiek pła w punkcie M (ryc. 1) Monolit Dury V sięgający 70 lat na głębokości 70 cm), jak i świadectwa kartograficzne (znacznie większy zasięg jeziora od strony północnej przed budową linii energetycznej). Podziękowania Pracę wykonano w ramach projektu badawczego MNiSW nr N N Literatura Aaby B., Berglund B.E Characterisaton of peat and lake deposits. W: Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology (red. B.E Berglund). John Wiley & Sons, Chichester, Toronto: Banaś K Morphology of peatland lakes. Limnol. Rev. 10(1): Berglund B.E., Ralska-Jasiewiczowa M Polen analysis and pollen diagrams. W: Handbook of Holocene Palaeoecology and Palaeohydrology (red. Berglund B.E). John Wiley & Sons, Chichester, Toronto: Boiński M., Osobliwości przyrody Wdeckiego Parku Krajobrazowego. Przewodnik. O. W. Turpress, Toruń: Boińska U., Boiński M., Olszewska J Udział ważniejszych gatunków reliktowych w szacie roślinnej torfowisk przejściowych i wysokich Borów Tucholskich. W: Wielofunkcyjna rola lasu. Ochrona przyrody edukacja gospodarka.. O. W. Turpress, Toruń: Gałka M., Geograficzno-historyczne studium mokradeł południowo-wschodniej części ziemi świeckiej; Towarzystwo Przyjaciół Dolnej Wisły. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań. Jackson S.T., Futyma R.P., Wilcox D. A A Paleoecological Test of a Classical Hydrosere in the Lake Michigan Dunes. Ecology 69, 4: Kowalewski G. (w przyg.) Floating mat encroachment and floating island movement on peatland lakes (Tuchola Pinewood). Lim. Rev. Kowalewski G Przeobrażenia jezior i mokradeł w strefie oddziaływania Zbiornika Koronowskiego. Prace Zakładu Biogeografii i Paleoekologii UAM 3: Kowalewski G Pułapki opisu poligenetycznych osadów strefy litoralnej oraz deponowanych pod płem i w strefie pła zastosowanie systemu Troels-Smitha. Studia Limnologica et Telmatologica 3/2: Kowalewski G., Milecka K Palaeoecology of basins of organic sediment accumulation in the Reserve Dury. Studia Quaternaria, vol. 20: Kowalewski G., Schubert T., Tobolski K Geologia i historia niektórych torfowisk Tucholskiego Parku Krajobrazowego. W: Tucholski Park Krajobrazowy (red. M. Ławrynowicz, B. Rózga). Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego: Kowalewski G., Żurek S., Schubert T., Karcz G Initial development of floating mat in Małe Łowne Lake (N Poland). Limnological Review 9/4: Lamentowicz M Geneza torfowisk naturalnych i seminaturalnych w Nadleśnictwie Tuchola (Monografia). Prace Zakładu Biogeografii i Paleoekologii. Tom. Bogucki Wydawnictwo Naukowe. s Lamentowicz M., Tobolski K., Mitchell E.A.D Palaeoecological evidence for anthropogenic acidification of a kettle-hole peatland in northern Poland, Holocene. 17: Lamentowicz M., Obremska M., Mitchell E.A.D., 2008, Autogenic succession, land-use change, and climatic influences on the Holocene development of a kettle-hole mire in Northern Poland, Review of Palaeobotany and Palynology 11: Matuszkiewicz W Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. PWN. Moore P.D Wetlands. Rev. ed. Facts On File. Ney York. Timmermann T Sphagnum-Moore in Nordostbrandenburg: Stratygraphisch-hydrodynamische Typisierung und Vegetationsentwicklung seit Diss. Bot. 30. J. Cramer. Stuttgart. Tobolski K., Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Tobolski K Torfowiska na przykładzie Ziemi Świeckiej. Towarzystwo Przyjaciół Dolnej Wisły. Świecie. Tobolski K Kryterium geologiczne w badaniach zbiorników akumulacji biogenicznej (Summary: Geological criteria in the studies of biogenic accumulations basins). Regionalny Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Kieleckie Towarzystwo Naukowe, Kielce: Warner B. G., Palaeoecology of floating bogs and landscape change in the Great Lakes drainage basin of North America, In: Chambers F.M (ed.) Climate change and human impact on the landscape, Chapman and Hall. Warner, B.G., Kubiw, H.J. & Hanf, K.I An anthropogenic cause for quaking mire formation in southwestern Ontario. Nature 340: Walker, D Direction and rate in some British post-glacial hydrosers. In: Walker, D. and West, R.G. (eds.). Studies in the Vegetation History of the British Isles. Cambridge: Cambridge University Press Weber A Aufbau und Vegetation der Moore Norddeutschlands. Englers Bot. Jahrb. 4 Warner B. G Palaeoecology of floating bogs and landscape change in the Great Lakes drainage basin of North America, In Chambers F.M (ed.) Climate change and human impact on the landscape, Chapman and Hall. Żurek S Szybkość akumulacji torfu i gytii w profilach torfowisk i jezior Polski (na podstawie danych 14C). Przegl. Geogr. 8(3):