VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Zróżnicowanie przestrzenne osadów wypełniających zagłębienia bezodpływowe (pomorze zachodnie, górna parsęta) 1. Wprowadzenie Celem pracy było rozpoznanie cech i funkcjonowania zagłębień bezodpływowych w zasięgu strefy młodoglacjalnej. Jednym z etapów prowadzonych prac było przeprowadzenie badań w celu poznania zróżnicowania przestrzennego osadów wypełniających liczne zagłębienia bezodpływowe. Badania prowadzono na obszarze zlewni górnej Parsęty, która reprezentuje geoekosystem obszaru nizinnego, młodoglacjalnego, położonego w umiarkowanej strefie klimatycznej i jest reprezentatywna dla obszaru Pomorza (Kostrzewski, Zwoliński 1990, 1992; Kostrzewski, Mazurek, Zwoliński 1994). W analizowanym obszarze występują liczne zagłębienia bezodpływowe o zróżnicowanej genezie i wielkości. Powstały one w okresie późnoglacjalnym, a większość z nich we współczesnym krajobrazie stanowi zbiorniki wodne (Kostrzewski i in. 1994). Jedno z takich zagłębień (bezodpływowe ewapotranspiracyjne), charakterystyczne dla obszaru młodoglacjalnego, zostało przystosowane do szczegółowych badań terenowych (Major 2000, 2001, 2003b, 2005a, 2005b). 2. Metodyka badań Podstawowym założeniem przyjętym przy realizacji pracy była koncepcja zaproponowana przez J. Drwala (1975) polegająca na wydzieleniu dwóch grup obszarów różniących się między sobą sposobem krążenia wody: obszarów bezodpływowych ewapotranspiracyjnych, których dna stanowią oczka wodne i obszarów bezodpływowych chłonnych (Major 1999, 2003a, 2003b, 2005a, 2005b). Na tej podstawie wydzielono w sumie na obszarze zlewni górnej Parsęty 357 zagłębień bezodpływowych z czego
280 zagłębień bezodpływowych chłonnych jest 180, a zagłębień bezodpływowych ewapotranspiracyjnych 177. W celu rozpoznania zróżnicowania pedologicznego i litologicznego pobrano próbki osadów z wierceń podczas instalowania 6 piezometrów wzdłuż osi SW-NE oraz jednorazowo wykonano 8 odwiertów w zlewni wybranego zagłębienia bezodpływowego wzdłuż osi NW-SE. Większość wierceń wykonano świdrem ręcznym. Maksymalna głębokość z jakiej pobrano osady wyniosła 8,8 m pod poziomem terenu. Osady z wierceń poddano szczegółowym analizom laboratoryjnym. W Laboratorium Sedymentologicznym Instytutu Paleogeografii i Geoekologii UAM w Poznaniu wykonano oznaczenia składu mechanicznego według podziału na frakcje i grupy granulometryczne zawarte w Polskiej Normie PN-R-04033. Do oznaczeń użyto powszechnie stosowanych metod: sitowej oraz areometrycznej Casagrande`a w modyfikacji Prószyńskiego. Poza tym zmierzono odczyn i przewodność elektrolityczną zawiesin glebowych w wodzie destylowanej i roztworze jednomolowym KCl, straty spalania określono metodą prażenia w temperaturze 375 o C oraz zbadano metodą Scheiblera zawartość węglanów w próbkach, w których wartość odczynu zawiesiny glebowej przekroczyła 7 jednostek ph (Dzięciołowski 1980). 3. Litologia zagłębień bezodpływowych Na litologię większości zagłębień bezodpływowych w zlewni górnej Parsęty w największym stopniu składają się piaski gliniaste lekkie (pgl), które na 100 cm przechodzą w glinę lekką (gl) 20,6%, następnie piaski słabogliniaste (ps), które na głębokościach 50 i 100 cm zmieniają się w piaski luźne (pl) 17,7% i 17,3% oraz piaski gliniaste mocne (pgm), które na 100 cm przechodzą w glinę lekką (gl) (16,0%) (tab. 1). Podobnie przedstawia się litologia zagłębień bezodpływowych ewpotranspiracyjnych. Z kolei rozpatrując zróżnicowanie litologiczne zagłębień bezodpływowych chłonnych zauważa się nieco inną kolejność. Największy jest udział piasków słabogliniastych (ps), które na głębokościach 50 i 100 cm zmieniają się w piaski luźne (pl) 27,2% i 19,2%, a następnie piaski gliniaste mocne (pgm), które na 100 cm przechodzą w glinę lekką (gl) 16,8% oraz piaski gliniaste lekkie (pgl), które na 100 cm przechodzą w glinę lekką (gl) 11,2%. 4. Wyniki i dyskusja System obiegu wody w zlewni zagłębienia bezodpływowego jest nośnikiem materii rozpuszczonej i określa funkcjonowanie zagłębień bezodpływowych na obszarze młodoglacjalnym. Efekty funkcjonowania zagłębień bezodpływowych odzwierciedlone są w pokrywach glebowych oraz litologii. W badanej zlewni zagłębienia bezodpływowego ewapotranspiracyjnego dominują osady piaszczyste, zwłaszcza piaski średnioziarniste. Znacznie mniej jest piasków słabogliniastych, piasków gliniastych i glin piaszczystych, które dominują w dnie oczka wodnego oraz w warstwach przypowierzchniowych w północnej i południowej części zlewni. Epizodycznie spotyka się pyły w centrum zagłębienia oraz w zachodniej części zlewni.
Zróżnicowanie przestrzenne osadów wypełniających zagłębienia bezodpływowe... 281 Tab. 1. Litologia zagłębień bezodpływowych Źródło: Mapa litologiczna zlewni górnej Parsęty (Kostrzewski, Mazurek, Zwoliński 1994) Zróżnicowanie litologiczne warunkuje różne tempo obiegu wody w poszczególnych częściach badanego obszaru. Na stokach wokół oczka litologia sprzyja szybszej reakcji na opad atmosferyczny i przyspiesza tempo krążenia wód. W dnie zagłębienia powoduje z kolei spowolnienie krążenia i sprzyja retencji wód. W pobranych próbkach osadów z wykonanych wierceń zmierzono przewodnictwo elektryczne właściwe zawiesiny glebowej, które jest wskaźnikiem zawartości rozpuszczalnych soli w roztworach glebowych. Zmierzono również odczyn zawiesiny glebowej, który decyduje o charakterze procesów wietrzenia oraz odgrywa istotną rolę w migracji i osadzaniu produktów wietrzenia. W bezpośrednim sąsiedztwie oczka wodnego oraz w jego dnie, a także na pozostałych stanowiskach pomiarowych w badanej zlewni zagłębienia bezodpływowego ewapotranspiracyjnego w przypowierzchniowych warstwach występują osady bardzo kwaśne (> 4,5 w KCl) i kwaśne (4,6-5,5 w KCl), które pozbawione są węglanu wapnia. Różnica między ph w zawiesinie wodnej i w zawiesinie 1M KCl wynosi około 0,6 jednostki. Następuje wzrost odczynu wraz z głębokością, co związane jest ze składem mechanicznym gleby (dominacja frakcji piaszczystej), wpływem roślinności iglastej oraz składem chemicznym opadów atmosferycznych. W profilach pomiarowych zlokalizowanych na wierzchowinach i w połowie stoków na głębokościach poniżej 300 cm p.p.t. oraz w przypadku jednego stanowiska od 100 cm p.p.t. wzrasta gwałtownie odczyn zawiesiny glebowej do wartości powyżej 8 jednostki ph. Jest to związane z pojawieniem się w osadach węglanu wapnia.
282 Metodą strat spalania określono zawartość substancji organicznej w pobranych próbkach. Najwięcej materii organicznej występuje w osadach wypełniających dno zagłębienia bezodpływowego 54-73%. W odwiertach, które wykonano na obrzeżach zagłębienia jej zawartość wynosi 11-25%, przy czym na uwagę zasługuje większa zawartość materii organicznej w jednym z odwiertów po zachodniej części oczka wodnego na głębokości 50 cm, co ma bezpośredni wpływ na skład chemiczny wód gruntowych. W pozostałych punktach pomiarowych występuje znacznie mniej substancji organicznej. Jej zawartość generalnie nie przekracza 5%. Jedynie w profilu zlokalizowanym w połowie stoku w północnej części zlewni z głębokości 230 cm p.p.t. pobrano próbkę w której zawartość materii organicznej wyniosła 8,2%. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono duże zróżnicowanie przestrzenne w ilości substancji organicznej występującej w osadach. Poza dnem oczka wodnego, które jest odbiornikiem materii z całej zlewni zagłębienia bezodpływowego, na pozostałym obszarze zawartość próchnicy w różnych typach osadów może być uzależniona od szeregu czynników, jak np. składu mechanicznego, mineralogicznego i chemicznego osadów oraz ich właściwości biologicznych, fizycznych i fizykochemicznych. Literatura Drwal J., 1975, Zagadnienia bezodpływowości na obszarach młodoglacjalnych, Zesz. Nauk. Wydz. Biol. i Nauk o Ziemi, Uniw. Gdański, Geografia, 3, 7-26. Dzięciołowski W. (red.), 1980, Ćwiczenia z gleboznawstwa, Skrypty Akademii Rolniczej w Poznaniu. Kostrzewski A., Zwoliński Z., 1990, Denudacja chemiczna i mechaniczna w zlewni górnej Parsęty w roku hydrologicznym 1986, Dokum. Geogr., 1, 13-30. Kostrzewski A., Zwoliński Z., 1992, Udział denudacji chemicznej i mechanicznej we współczesnym systemie geomorficznym górnej Parsęty (Pomorze Zachodnie), Prace Geogr. IGPZ PAN, 155. Kostrzewski A., Mazurek M., Zwoliński Z., 1994, Dynamika transportu fluwialnego górnej Parsęty jako odbicie funkcjonowania systemu zlewni, Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich, Poznań. Kostrzewski A., Mazurek M., Tomczak G., Zwoliński Z., 1994, Geoekosystem jeziora Czarnego, zlewnia górnej Parsęty, [w:] A. Kostrzewski (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego, Stacja Bazowa Storkowo, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa, 187-211. Major M., 1999, Morfometria zagłębień bezodpływowych strefy młodoglacjalnej jako element małej retencji, [w:] A. Kostrzewski (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów zlewni rzecznych, 2, 125-129, Poznań. Major M., 2000, Funkcjonowanie zagłębień bezodpływowych w krajobrazie strefy młodoglacjalnej (górna Parsęta, Pomorze Zachodnie), [w:] L. Andrzejewski, P. Molewski, W. Wysota (red.), Dorobek i pozycja polskiej geomorfologii u progu XXI wieku, Streszczenia referatów, komunikatów i posterów, 189-190, Toruń.
Zróżnicowanie przestrzenne osadów wypełniających zagłębienia bezodpływowe... 283 Major M., 2001, Wpływ opadów atmosferycznych na chemizm roztworów glebowych w zlewni zagłębienia bezodpływowego (Pomorze Zachodnie, górna Parsęta, rok hydrologiczny 2000), [w:] M. Jóźwiak, A. Kowalkowski (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego w Polsce, Funkcjonowanie i monitoring geoekosystemów z uwzględnieniem zanieczyszczeń powietrza, 163-171, Kielce. Major M., 2003a, Zróżnicowanie przestrzenne cech fizykochemicznych wód powierzchniowych w wybranych oczkach wodnych na obszarze młodoglacjalnym (Pomorze zachodnie, górna Parsęta). [w:] W. Bochenek, E. Gil (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego w Polsce, Funkcjonowanie i monitoring geoekosystemów ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk ekstremalnych, Biblioteka Monitoringu Środowiska, 173-187. Major M., 2003b, Właściwości fizyko-chemiczne wód gruntowych jako element obiegu wody w zlewni zagłębienia bezodpływowego, [w:] A. Kostrzewski, J. Szpikowski (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów zlewni rzecznych, Obieg wody uwarunkowania i skutki w środowisku przyrodniczym, 3, 161-172, Poznań. Major M., 2005a, Monitoring zagłębień bezodpływowych w krajobrazie strefy młodoglacjalnej (Pomorze Zachodnie, górna Parsęta), [w:] A. Kostrzewski, R. Kolander (red.), Funkcjonowanie geoekosystemów Polski w warunkach zmian klimatu i różnokierunkowej antropopresji, Biblioteka Monitoringu Środowiska, 313-320, Poznań. Major M., 2005b, Związki stanów wód powierzchniowych ze stanami wód gruntowych w zlewni zagłębienia bezodpływowego (Pomorze Zachodnie, górna Parsęta), [w:] J.P. Gierjatowicz, Cz. Koźmiński (red.), Hydrograficzne i meteorologiczne aspekty badań wybrzeża Bałtyku i wybranych obszarów Polski, Szczecin. Podział na frakcje i grupy granulometryczne, 1998, Polska Norma, PN-R-04033. Instytut Paleogeografii i Geoekologii Uniwersytet im. Adama Mickiewicza ul. Dzięgielowa 27 61-680 Poznań