Rafał Kot Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej otoczenia w skali 1:25000 Wstęp W ostatnich latach ważnym problemem badawczym nauk przyrodniczych jest określenie bioróżnorodności (ang. biodiversity, niem. Biodiversität), czyli zóżnicowania biotycznych elementów środowiska przyrodniczego. W ciągu ostatnich kilkunastu lat, obok bioróżnorodności funkcjonuje także komplementarna dla niej georóżnorodność (ang. geodiversity, niem. Geodiversität, ros. георознообразие). Pojęcie georóżnorodność po raz pierwszy zostało użyte według Burek i Potter (2002) w 1991 roku. Na początku lat 90 w środowisku geologów i geomorfologów używano go dla opisania zmienności środowiska abiotycznego, a także w odniesieniu do koncepcji ochrony geologicznej i geomorfologicznej (geoconservation). Takie podejście nazywane jest w literaturze kierunkiem geologicznym (Mizgajski 2001), a jego dynamiczny rozwój odbywa się obecnie w Australii. Eberhard (1997) georóżnorodność określił jako zmienność budowy geologicznej, rzeźby, gleb, ich systemów oraz zachodzących pomiędzy nimi procesów. W podobnym znaczeniu pojęcie to pojmowane jest również w USA i Anglii (Gray 2004). W nieco innym znaczeniu pojęcia georóżnorodność używa się w Niemczech. Wielu badaczy niemieckich uważa, że georóżnorodność jest podstawą dla bioróżnorodności i wspólnie decydują o ekoróżnorodności (Barthlott, Biedinger, Braun, Feig, Kier, Mutke 1999; Barthlott, Kier, Mutke 1999; Jedicke 2001). Jedicke (2000) uważa, że georóżnorodność to zmienność czynników i komponentów tej samej rangi, takich jak: rzeźba, budowa geologiczna, gleby, wody powierzchniowe i podziemne oraz atmosfera, które tworzą przestrzenno - funkcjonalne fizjotopy, a wspólnie z rozpoznaną bioróżnorodnością ekosystemy. W innej pracy Jedicke (2001) proponuje wybór komponentów oraz zestaw cech, które mogą być kryteriami oceny georóżnorodności. Autor wskazuje, że może być ona badana na poziomie integracji komponentów lub jednostek (fizjotopów, geosystemów), badanych względem zmienności: przestrzennej (np. katen glebowych), czasowej (np. dynamiki wód gruntowych), funkcjonalnej (np. buforów, przepływu materii), a także jednostkowej (np. typów gleb). Rozumienie georóżnorodności przez badaczy niemieckich, uwzględnia zatem wszystkie komponenty abiotyczne, ale ściśle wiąże je z bioróżnorodnością w celu ostatecznego określenia oraz charakterystyki ekoróżnorodności. Poza dwoma wymienionymi kierunkami badań nad georóżnorodnością, rozwijanymi w krajach anglosaskich i w Niemczech, warto za Mizgajskim (2001) zwrócić uwagę na trzecie podejście badawcze, które rozwinęło się ostatnio w Polsce. Kozłowski (1997, 2002) i Kostrzewski (1998) określają georóżnorodność jako zróżnicowanie całokształtu elementów abiotycznych środowiska, tj. budowy geologicznej, rzeźby, gleb, klimatu oraz wód powierzchniowych i podziemnych na różnych poziomach syntezy przestrzeni geograficznej oraz przy różnym oddziaływaniu człowieka. Na potrzebę badania georóżnorodności zwrócono uwagę w Polsce w Państwowym Instytucie Geologicznym już podczas Programu Ochrony Litosfery realizowanego w latach 1990-1994 (Kozłowski 1992, 1996, 1998, 2000). Pierwsze definicje, metody i zasady badań zaproponowano później w ramach prac nad Programem Ochrony Georóżnorodności, prowadzonym w latach 1996-1999 (Kostrzewski 1997; Kozłowski 1999, 2002). Poza rozpoznaniem zróżnicowania środowiska, ważnym celem tych programów było wskazanie obiektów abiotycznych cennych i wartościowych dla występujących w Polsce krajobrazów, a w badaniach szczegółowszych, niezdegradowanych i reprezentatywnych dla określonych regionów kraju. Badania te realizowano ostatnio w naszym kraju w ramach określenia zasad ochrony geosfery, przy udziale pracowników z Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz Instytutu Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk w Krakowie (Alexandrowicz, Poprawa (red.) 2000; Gawlikowska 2000; Wróblewski 2000). Zainteresowanie tematyką geoochrony jest obecnie na świecie coraz większe, a Polska wnosi do tych badań nowe oraz oryginalne treści.
258 Rafał Kot Za obszar badań georóżnorodności klimatu przyjęto typowy, dla krajobrazu młodoglacjalnego Niżu Polskiego, fragment doliny dolnej Wisły z charakterystycznymi rozszerzeniami i zwężeniami wraz z jej najbliższym otoczeniem. Powierzchnia obszaru badań wynosi 279,75 km 2. Według regionalizacji fizycznogeograficznej Kondrackiego (2000), położony jest on w obrębie czterech makroregionów: Doliny Dolnej Wisły, Pojezierza Południowopomorskiego, Pojezierza Chełmińsko- Dobrzyńskiego oraz Pradoliny Toruńsko - Eberswaldzkiej, oraz czterech mezoregionów, odpowiednio: Doliny Fordońskiej, Wysoczyzny Świeckiej, Pojezierza Chełmińskiego i Kotliny Toruńskiej (ryc. 1.). W dnie doliny dolnej Wisły, w obrębie badanego fragmentu mezoregionu Doliny Fordońskiej, Gacki i Szukalski (1982) wydzielili sześć mikroregionów, tj.: brucki, kokocki, ostromecki, fordoński, kozielecki i świecki. Ryc. 1. Obszar badań na tle mezoregionów fizycznogeograficznych wg Kondrackiego (2000): 314.52 Pojezierze Starogardzkie, 314.69 Pojezierze Krajeńskie, 314.71 Bory Tucholskie, 314.72 Dolina Brdy, 314.73 Wysoczyzna Świecka, 314.81 Dolina Kwidzyńska, 314.82 Kotlina Grudziądzka, 314.83 Dolina Fordońska, 314.9 Pojezierze Iławskie, 315.11 Pojezierze Chełmińskie, 315.12 Pojezierze Brodnickie, 315.13 Dolina Drwęcy, 315.14 Pojezierze Dobrzyńskie, 315.35 Kotlina Toruńska, 315.55 Równina Inowrocławska Fig. 1. Examined area on the background of the physico-geographical mesoregions acc. to Kondracki (2000): 314.52 Lakeland Starogard, 314.69 Lakeland Krajna, 314.71 Tuchola Forest, 314.72 Brda Valley, 314.73 Świecie Moraine Plateau, 314.81 Kwidzyn Valley, 314.82 Grudziądz Basin, 314.83 Fordon Valley, 314.9 Iława Lakeland, 315.11 Chełmno Lakeland, 315.12 Brodnica Lakeland, 315.13 Drwęca Valley, 315.14 Dobrzyń Lakeland, 315.35 Toruń Basin, 315.55 Inowrocław Plan
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 259 W regionalizacji klimatycznej Okołowicza i Martyn (1989) fordoński odcinek doliny dolnej Wisły położony jest w subregionie nadwiślańskim regionu mazurskiego, w którym warunki klimatyczne kształtowane są przede wszystkim poprzez wpływy Bałtyku oraz cienia wzniesień pojeziernych. Średnie temperatury stycznia wynoszą tutaj ok. -2 C, natomiast lipca +18 C. Suma opadów rocznych waha się od ok. 490 mm w dnach dolin i na terenach płaskich, do nawet ok. 600 mm w wyższych partiach wysoczyzn (Wójcik, Marciniak 2001). Głównym celem niniejszego artykułu jest wypracowanie w szczegółowej skali metodyki oceny georóżnorodności klimatu. Ze względu na brak sieci szczegółowych pomiarów instrumentalnych dla całego badanego obszaru oraz możliwości stworzenia dokładnych map cech klimatycznych, do oceny georóżnorodności klimatu wykorzystano zmienność topoklimatów. Podczas ich wydzielania zastosowano metodę Paszyńskiego (1980) z późniejszą modyfikacją Kicińskiej, Olszewskiego i Żmudzkiej (2001), oraz z niewielką modyfikacją autora (tab. 1.). Modyfikacja autora polegała na uzupełnieniu typologii topoklimatów, co wynika z występowania w dolinie dolnej Wisły licznych sadów oraz upraw wiklin, a także z urozmaiconej rzeźby jej dna. Metodyka oceny georóżnorodności klimatu W niniejszej ocenie georóżnorodności klimatu zastosowano metodykę oceny bonitacji punktowej, której poszczególne kroki przedstawili Bartkowski (1971, 1974, 1986) oraz Sołowiej (1992). Ocena składa się z dwóch etapów: analizy komponentu oraz oceny właściwej, składającej się z czynności wstępnych i czynności właściwych (tab. 2.). Taką samą metodykę oceny zastosował także Kot (2005a, 2005b; Kot 1 ; Kot 2 ) dla wybranych komponentów środowiska przyrodniczego: rzeźby terenu, budowy geologicznej, gleb i wód. W rezultacie opracowania pierwszego etapu oceny dokonano analizy topoklimatów, a za pomocą oprogramowania GIS, dla fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły, stworzono w skali 1 : 25 000, układzie 1942, poziom odniesienia Kronsztadt cyfrową mapę topoklimatów (ryc. 2.). Etap drugi oceny rozpoczynają czynności wstępne, polegające na określeniu celu, skali opracowania, pola podstawowego oraz kryteriów oceny. Celem oceny jest wypracowanie metody oceny georóżnorodności klimatu w szczegółowej skali, dla typowego na Niżu Polskim fragmentu doliny rzecznej z charakterystycznymi rozszerzeniami i zwężeniami. Wybrany fragment jest reprezentatywny dla obszaru Niżu Polskiego w obrębie ostatniego zlodowacenia, a w szczególności dla wielkich dolin rzecznych, ich zboczy i przylegających do nich wysoczyzn morenowych. Ostatecznie zdecydowano, że ocena zostanie przeprowadzona w skali 1 : 25 000, a polem podstawowym będzie sieć 1119 pól geometrycznych w kształcie kwadratu o długości boku 500 m. Kryteriami oceny są liczba jednostek topoklimatycznych oraz liczba typów jednostek topoklimatycznych. W pierwszym poziomie czynności właściwych na opracowaną przez autora cyfrową mapę topoklimatów w skali 1 : 25 000 nałożono siatkę kwadratów, dla których obliczono liczbę jednostek topoklimatycznych i liczbę ich typów. Dalej zgodnie z przyjętą procedurą dokonano typologii wartości kryteriów (tab. 3.), która rozpoczyna pierwszy poziom czynności właściwych. W ramach niego utworzono szeregi bonitacyjne, którym przydzielono odpowiednie ilości punktów (tab. 4.). Na podstawie tak opracowanych danych wygenerowano kartogramy oceny kryteriów. W jednym kwadracie rozpoznano maksymalnie 27 jednostek topoklimatów oraz 13 ich typów. Po cztery jednostki i typy topoklimatów występują odpowiednio w 100 i 214 polach podstawowych oceny (tab. 3.).
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 261 Tabela 1. Typy topoklimatów obszaru badań wydzielone metodą Paszyńskiego (1980) z uzupełnieniami autora Table 1. Topoclimate types in the research area by Paszyński method (1980) with additions by the author SYMBOL TYPY TOPOKLIMATÓW 1. Topoklimat form wypukłych 1.1. Topoklimat zboczy o wystawie południowej (od SE do SW), wyniesione ponad dna dolin, o znacznym nachyleniu (ponad 5 ); 1.2. Niezalesionych form wypukłych, z wyjątkiem zboczy południowych i północnych, o nachyleniu przekraczającym 5, a więc wszystkie zbocza o topoklimat wystawach, tj. od NE do SE i od SW do NW, następnie zbocza północne i południowe o niewielkim nachyleniu nie przekraczającym 5, a także niewielkie partie wierzchowinowe, na których ze względu na ich małą rozległość nie ma warunków do tworzenia się warstwy zimnego powietrza w czasie pogodnych nocy; 1.3. Zboczy o wystawie północnej, od NW do NE, o nachyleniu ponad 5, a także w przypadku wąskich dolin śródgórskich dolne partie zboczy o innych wystawach, gdzie występują znaczne zasłonięcia horyzontu, powodujące istotne skrócenie czasu usłonecznienia; 1.4. Terenów o bardzo urozmaiconej rzeźbie, na przemian występują partie zboczowe o różnych wystawach i nachyleniach; 1.5. Położone na niezalesionych stokach o wystawie południowej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 1.6. Położone na niezalesionych stokach o wystawie północnej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 1.7. Położone na niezalesionych stokach o wystawie wschodniej i lub zachodniej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 1.8. Zbocza z sadami;* 1.9. Sady z zabudowaniamiwyniesione ponad dna dolin;* 2. Topoklimat form płaskich poza dnami dolin 2.1. Terenów płaskich, wyniesionych ponad dna dolin, w tym rozległe partie wierzchowinowe, mające podłoże o dużej przewodności cieplnej, a więc o glebach nieporowatych (zwartych) na ogół dobrze uwilgotnionych. Na tych terenach mogą się tworzyć w czasie pogodnych nocy przyziemne inwersje temperatury; 2.2. Tereny płaskie lub z niewielkim nachyleniem (do 5 ), wyniesione ponad dna dolin, o glebach średnio zwartych, na ogół użytkowane rolniczo, lecz bez zwartej szaty roślinnej, która utrudniałaby dopływ ciepła z podłoża w czasie pogodnych nocy; 2.3. Tereny płaskie, wyniesione ponad dna dolin o podłożu cechującym się złym przewodnictwem ciepła, tj. o glebach bardzo porowatych i suchych (piaski, przesuszone torfy) lub o zwartej szacie roślinnej, utrudniającej dopływ ciepła z podłoża podczas pogodnych nocy; topoklimat ten odznacza się większym stopniem niebezpieczeństwa przymrozków radiacyjnych niż topoklimaty 2.1. i 2.2.;
262 Rafał Kot 3. Topoklimaty form wklęsłych 3.1. Rozległych, dobrze nawietrzonych den dolin, pokrytych roślinnością łąkową, gdzie w czasie pogodnych nocy tworzą się zastoiska zimnego powietrza, a więc narażone na niebezpieczeństwo przymrozków lokalnych typu radiacyjno-adwekcyjnego; 3.2. Wyżej położonych części rozległych, szerokich den dolinnych, o nieco niższym niż w typie topoklimatu 3.1. zwierciadle wód gruntowych, gdzie czynnikiem ograniczającym parowanie terenowe jest ilość wody będącej do dyspozycji; 3.3. Wszelkich drobnych form wklęsłych, gdzie w czasie pogodnych nocy tworzą się zastoiska zimnego powietrza wskutek lokalnej adwekcji. Należą tutaj obok wąskich den dolin obniżenia bezodpływowe, wąwozy, wcięcia, a także polany śródleśne; 3.4. Sad ów i zabudowań w dnach dolin;* 3.5. Wiklin w dnach dolin;* 4. Topoklimat obszarów zalesionych 4.1. Obszarów zalesionych na zboczach o przeważającej wystawie południowej (od SE do SW) i na chyleniu ponad 5 ; 4.2. Obszarów zalesionych, płaskich lub położonych na zboczach, z wyjątkiem zboczy o wystawie północnej lub południowej i o nachyleniu przekraczającym 5 ; 4.3. Obszarów zalesionych, położonych na zboczach o wystawie północnej (od NW do NE) i o nachyleniu przekraczającym 5 ; 4.4. Obszarów zalesionych położonych w podmokłych dolinach;* 4.5. Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie południowej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 4.6. Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie północnej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 4.7. Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie wschodniej i lub zachodniej i nachyleniu przekraczającym 30 ; # 4.8. Lasów na wyniesieniach w dnach dolin;* 4.9. Obszarów zalesionych o bardzo urozmaiconej rzeźbie, na przemian zbocza o różnej wystawie i nachyleniu (wydmy, sandry);*
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 263 5. Topoklimaty obszarów silnie zurbanizowanych i uprzemysłowionych 5.1. Terenów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych na dobrze przewietrzanych partiach zboczowych lub uprzemysłowionych, gdzie nie występuje niebezpieczeństwo zalegania zanieczyszczeń atmosfery w warstwie przyziemnej; 5.2. Terenów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych na równinie, gdzie przy niesprzyjających warunkach synoptycznych zanieczyszczenie atmosfery w warstwie przyziemnej może być stosunkowo znaczne; 5.3. Obszarów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych w obniżeniach (dnach dolin i innych form wklęsłych), gdzie wskutek niedostatecznego przewietrzania zanieczyszczenie przyziemnych warstw powietrza może być bardzo duże, uciążliwe, a często nawet szkodliwe dla ludzi, zwierząt i roślin; 5.4. Terenów zabudowanych z sadami na obszarach wyniesionych ponad dno doliny (na wysoczyznach, sandrach, wysokich terasach);* 5.5. Tereny zabudowane na wyniesieniach w dnach dolin z sadami;* 6. Topoklimat zbiorników wodnych 6.1. Obejmuje zbiorniki wodne, naturalne i sztuczne oraz ich bezpośrednie otoczenie, gdzie wskutek dużej pojemności cieplnej i dobrej przewodności cieplnej podłoża dobowe amplitudy temperatury w przyziemnej warstwie powietrza są znacznie mniejsze aniżeli na terenach sąsiednich; # typy topoklimatów wprowadzone po modyfikacji podziału Paszyńskiego (1980) według Kicińskiej, Olszewskiego, Żmudzkiej (2001)* typy topoklimatów wyróżnione przez autora W poziomie drugim czynności właściwych, w każdym z pól podstawowych zsumowano punkty bonitacyjne przyznane w ocenie dwóch kryteriów w poziomie pierwszym. Na tej podstawie utworzono typologię ich wartości (tab. 5.). Z tak uzyskanych danych utworzono cztery przedziały oceny georóżnorodności topoklimatów, a każdemu z nich przydzielono wartości punktów od 1 do 4 (tab. 6.).
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 265 Dyskusja Wyniki kompleksowej oceny topoklimatów przedstawiono w postaci kartogramu (ryc. 3.). Jak z niego wynika, bardzo duże zróżnicowanie topoklimatów występuje w 247 kwadratach, a małe w 215. Największa zmienność topoklimatów występuje w obrębie zachodniego zbocza doliny Wisły w okolicach Topolinka, Topolna, Złej Wsi, Trzęsacza, Miedzynia i Czarnówka. Wschodnie zbocze jest najbardziej zróżnicowane w pobliżu Kiełpa, Gzina Górnego oraz wsi Pień i Mozgowina. Bardzo różnorodny w tym zakresie jest także fragment zbocza Kotliny Bydgosko - Toruńskiej w południowej części obszaru badań, w pobliżu Wałdowa Królewskiego. Najmniejsza różnorodność topoklimatów występuje na Wysoczyźnie Chełmińskiej i w dnie Basenu Unisławskiego. Tabela 2. Etapy, czynności i poziomy oceny georóżnorodności topoklimatów Table 2. Stages, activities and levels of the geodiversity evaluation of the climate I MAPY CECH I KRYTERIÓW mapa topoklimatów ANALIZA ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO II III IV V VI VII VIII CEL OCENY WYBÓR POLA PODSTAWOWEGO SKALA OCENY KRYTERIA OCENY ocena georóżnorodności topoklimatów kwadrat 500x500 m 1 : 25 000 liczba jednostek topoklimatycznych; liczba typów jednostek topoklimatycznych Nałożenie siatki 1119 pól podstawowych i obliczenie wartości 2 kryteriów w każdym kwadracie typologia wartości 2 kryteriów - liczba jednostek topoklimatycznych 1 27 - liczba typów jednostek topoklimatycznych 1 13 Szeregi bonitacyjne (zawsze 4 przedziały) z wartości kryteriów oceny liczba jednostek topoklimatycznych (1-4; 5-8; 9-12; 13 ) liczba typów jednostek topoklimatycznych (1-2; 3-4; 5-6; 7 ) Bonitacja punktowa przedziałów kryteriów i ocena kryterium najsłabszy przedział; punktów 1; zróżnicowanie małe średni przedział; punktów 2; zróżnicowanie średnie dobry przedział; punktów 3; zróżnicowanie duże bardzo dobry przedział; punktów 4; zróżnicowanie bardzo duże Typologia sumy punktów bonitacyjnych wszystkich kryteriów 2,3,4,5,6,7,8 punktów Szeregi bonitacyjne z sumy punktów bonitacyjnych wszystkich kryteriów 4 przedziały ( 2; 3-4; 5-6; 7-8) Bonitacja punktowa przedziałów komponentów punkty 1,2,3,4 oraz ocena komponentu odpowiednio mała, średnia, duża, bardzo duża Poziom I Ocena wszystkich kryteriów Poziom II Ocena komponentutopoklimatów Czynności wstępne oceny Czynności właściwe oceny OCENA WŁAŚCIWA
266 Rafał Kot Tabela 3. Typologia wartości kryteriów liczby jednostek topoklimatów i ich typów oraz liczebność kwadratów z poszczególnymi ich wartościami Table 3. Typology of the values of topoclimate unit number criteria and their types and the number of squares with assigned values Liczba jednostek topoklimatycznych każdego kwadratu Liczba kwadratów, w której występuje określona liczba jednostek topoklimatycznych Liczba typów jednostek topoklimatycznych każdego kwadratu Liczba kwadratów, w której występuje określona liczba typów jednostek topoklimatycznych 1 78 1 78 2 86 2 144 3 97 3 203 4 100 4 214 5 93 5 153 6 86 6 99 7 92 7 68 8 71 8 60 9 61 9 41 10 60 10 29 11 59 11 21 12 49 12 4 13 39 13 5 14 22 RAZEM 1119 15 27 16 25 17 17 18 13 19 6 20 6 21 9 22 5 23 7 24 3 25 3 26 2 27 3 RAZEM 1119 Tabela 4. Szeregi bonitacyjne oraz bonitacja punktowa dla wartości kryteriów oceny topoklimatów Tab. 4. Valuation series and point valuation for the evaluation criteria of the topoclimate Topoklimaty Jednostki Punkty Typy jednostek Punkty 1 4 1 1 2 1 5 8 2 3 4 2 9 12 3 5 6 3 pow. 13 4 pow. 7 4
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 267 Tabela 5. Liczebność kwadratów z określonymi wartościami punktów, przyznanymi na podstawie wszystkich kryteriów oceny topoklimatów Tab. 5. The number of squares with different point values given on the basis of all of the criteria in the geodiversity evaluation of the climate Wartości punktów Liczba kwadratów 2 215 3 153 4 211 5 166 6 127 7 96 8 151 RAZEM 1119 Tabela 6. Klasyfikacja i bonitacja punktowa oraz ocena georóżnorodności topoklimatów Table 6. Classification, point valuation and geodiversity evaluation of the climate Klasy z sumy punktów dla dwóch kryteriów oceny topoklimatów Bonitacja punktowa Liczba kwadratów występująca w poszczególnych przedziałach oceny georóżnorodności topoklimatów do 2 1 215 3 4 2 364 5 6 3 293 7 8 4 247 Ocena georóżnorodności topoklimatów Georóżnorodność mała Georóżnorodność średnia Georóżnorodność duża Georóżnorodność bardzo duża
268 Rafał Kot Podsumowanie Przeprowadzone badania nad oceną georóżnorodności klimatu fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły umożliwiają sformułowanie następujących wniosków: 1. Problem oceny georóżnorodności środowiska przyrodniczego należy uznać za bardzo ważny i złożony oraz trudny, głównie w kontekście obiektywnej metodyki. 2. Zróżnicowanie topoklimatów może być podstawą dla określenia zróżnicowania klimatu w szczegółowej skali, zwłaszcza przy braku gęstej sieci szczegółowych pomiarów instrumentalnych cech klimatycznych i wykreślonych na ich podstawie dokładnych map klimatycznych. 3. Georóżnorodność klimatu zależy od: - intensywności, powtarzalności oraz długości trwania procesów i czynników zachodzących na określonym obszarze w przeszłości i obecnie; - przekształceń naturalnych i antropogenicznych obszaru 4. W ocenie georóżnorodności klimatu dokonywanej metodą bonitacji punktowej wynik końcowy zależy od: jakościowego i ilościowego rozpoznania cech klimatycznych, ich przedstawienia w określonym modelu i odpowiedniej skali, doboru kryteriów oceny, pola podstawowego, skali opracowania, liczby klas w szeregu bonitacyjnym i wielkości przyznanych im punktów 5. Zastosowana procedura waloryzacji cząstkowych umożliwia zwiększenie liczby kryteriów oceny georóżnorodności poszczególnych komponentów, co także nie powoduje zawyżania wyników końcowych oceny i pozwala porównywać cechy odmienne, ale ze sobą powiązane i od siebie zależne np. wilgotność powietrza i wiatr. 6. Kwadrat jest polem podstawowym oceny (łatwość konstrukcji siatki), a jego wielkość ustalono metodą praktyczną. Zależy ona przede wszystkim od jakościowego rozpoznania i rangi wydzielonych komponentów i ich cech, a te z kolei są uzależnione od skali opracowania 7. Zaproponowana ocena metodą bonitacji punktowej, składająca się z dwóch etapów, tj. analizy środowiska przyrodniczego oraz oceny właściwej, do której zalicza się z kolei czynności wstępne i czynności właściwe, jest logicznym sposobem dochodzenia do końcowych wyników oceny georóżnorodności. Umożliwia ona kompleksową ocenę różnorodności wszystkich komponentów jak również każdego z nich. 8. O zróżnicowaniu komponentów abiotycznych środowiska przyrodniczego decyduje przede wszystkim: liczba typów wydzieleń, oraz ich rozdrobnienie w polu podstawowym oceny. W dalszej kolejności ich układ, powiązania oraz długości i charakter granic. 9. Zaproponowana metodyka oceny umożliwia wskazanie obszarów najbardziej zróżnicowanych oraz najwartościowszych, z punktu widzenia poszczególnych i wszystkich komponentów abiotycznych środowiska przyrodniczego w skali lokalnej, regionalnej i krajowej 10. Metoda bonitacji punktowej oceny georóżnorodności wraz z jej spójnym i konsekwentnym sposobem dochodzenia do końcowego wyniku oceny może być z powodzeniem stosowana na innych obszarach badawczych. The evaluation of the climate geodiversity on the example of the Fordon part of the Lower Vistula Valley and its environs on 1 : 25 000 scale Summary In recent years, it has become an important issue for the natural science research to define geodiversity (ger. Geodiversität). Mizgajski (2001) enumerates three mainstream directions of research on geodiversity. According to Kozłowski (1997, 2002) and Kostrzewski (1998) geodiversity can be defined as a diversification and variability of the abiotic elements of the environment i.e. geologic structure, relief, soil types, climate,surface and underground waters as a whole, at various levels of the synthesis of the gographical space and with different degrees of human influence. The
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 269 need for carrying out research on geodiversity was put forward in Poland by the National Geologic Institute during the Lithosphere Research Programme carried out between 1990-1994 (Kozłowski 1992,1996, 1998, 2000) The first definitions, methods and guidelines for research were proposed later during work on Geodoversity Protection Programme, carried out between 1996-1999 (Kostrzewski 1997; Kozłowski 1999, 2000). The test study area of geodiversity evaluation is a fragment of the Lower Vistula Valley together with its environs typical for the young glacial lanscape of the Polish Lowland with characteristic widenings and narrowings. The area of study covers 279,75 square kilometers. According to Kondracki s (2000) physical geographic regional division the test area lies within the range of four macroregions: the Lower Vistula Valley, the South Pomeranian Lakeland, the Chełmno - Dobrzyń Lakeland and the Toruń - Eberswalde Ice Marginal Streamway, as well as four mezoregions: the Fordon Valley, the Świecie Moraine Plateau, the Chełmno Lakeland, and the Toruń Basin, respectively. At the bottom of the Lower Vistula Valley, within the Fordon Valley area of research, Gacki and Szukalski (1982) designated six microregions of Bruki, Kokocko, Ostromecko, Fordon, Kozielec, and Świecie respectively. In the climatic regionalisation by Okołowicz and Martyn (1989) the Fordon fragment of the Lower Vistula Valley is located in the Vistula subregion of the Mazury Lakeland region, in which the climatic conditions are influenced mainly by the Baltic Sea and moraine landscape shades. The average temperature here in January is about -2ºC, whereas in July it is 18ºC. The annual precipitation varies between 490 mm at the bottoms of valleys and flatlands and 600 mm on higher moraine plateaus (Wójcik, Marciniak 2001) The main goal of this article is to establish in the possibly most accurate scale the methodology of climate geodiversity evaluation. Due to the lack of systematic and detailed network of measurements of the entire test area and the impossibility of creating detailed maps of climatic features, the climate geodiversity evaluation was based on variability of topoclimates. For their distinguishing I used the Paszyński method (1980) with later modifications by Kicińska, Olszewski and Żmudzka (2001), and with a slight modification by the author. The author complemented the climate topology, which was necessitated by the presence of numerous orchards and wicker plantations as well as diverse relief of its bottom. As a result of the research, carried out by means of GIS software, a digital topoclimate map of the Fordon fragment of Lower Vistula Valley was created in 1 : 25 000 scale and in 1942 system. This climate geodiversity evaluation has been carried out using point evaluation method described in detail by Bartkowski (1971, 1974, 1986) and Sołowiej (1992). The evaluation consists of two stages: component analysis and the evaluation proper subdivided into preliminary activities and activities proper. The same methodology of evaluation was used by Kot (2005a, 2005b; Kot¹; Kot²) for the specific components of the natural environment such as relief, geological structure, soils and waters. The research conducted over the evaluation of climate geodiversity of the Fordon fragment of Lower Vistula Valley allows to formulate the following conclusions: 1. The issue of valuating geodiversity of natural environment must be viewed as essential, complex and difficult, particularly in the context of objective methodology. 2. The diversification of topoclimates can be the basis for establishing climate variability in a detailed scale, particularly when there is lack of a dense network of detailed measurements of climatic features and accurate climate maps based upon them. 3. Climate geodiversity depens on: - intensity, recurrence and duration of processes and factors occurring within a particular area in the past and presently. - natural and anthropogenic modifications to the area 4. In climate geodiversity evaluation conducted by point classes method the final result depends mostly on: quality and quantity recognition of climate features, their presentation in a specific model and scale, the choice of evaluation criteria, size and shape of basic area, scale of representation, number of groups in classes row and value of assigned points. 5. A particle valorization procedure used in the research allows for an increase in the number of criteria in geodiversity evaluation of each component, which also does not overrate the final
270 Rafał Kot evaluation and allows a comparison between incomparable elements which are associated and dependable on each other, e.g. air humidity and wind. 6. A square is the basic evaluation field ( facilitates drawing vector maps) and its size was selected by practical method which depends mainly on quality recognition and importance of selected components and their features, which, in turn, depend on the scale of the evaluation. 7. Suggested method of point classes evaluation consisting of two stages i.e. natural environment analysis and specific evaluation divided into initial activities and three - level specific activities is a logical mode of achieving the final results in geodiversity estimation. It enables a complex diversity evaluation of all components as well as each separately. 8. Differentiation of natural environment s abiotic components depends mostly on: number of type classes and their fragmentation in the basic area, furthermore, their compilation, links and border length or character. 9. Suggested methodology of evaluation enabled pointing out areas most diverse and valuable, considering particular and all abiotic components of the environment on a local, regional and national scale. 10. Point valuation method of geodiversity estimation with its consistent and concise process of achieving the final result can be successfully applied in other areas of research. Literatura Barthlott W., Biedinger N., Braun G., Feig G., Mutke J., 1999, Terminological and methodological aspects of the mapping and analysis of the global biodiversity. Acta Botanica Fenica, 162, s. 103-110. Barthlott W., Kier G., Mutke J., 1999, Globale Artenvielfalt und ihre ungleiche Verteilung, Cour. Forsch. Inst. Senckenberg 215, s. 7-22. Bartkowski T., 1971, O metodyce oceny środowiska geograficznego, Przegląd Geograficzny, t. 53, z. 3, s. 263-281. Bartkowski T., 1974, Zastosowania geografii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa. Bartkowski T., 1986, Zastosowania geografii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa. Burek C., Potter J., 2002, Setting the context for geological conservation, Local Geodiversity Action Plans, English Nature Contract No. EIT 31-02-188, www.lgaps.org/report.pdf Eberhard R. (red.), 1997, Pattern and Process: Towards a Regional Approach to National Estate Assessment of Geodiversity, Australian Heritage Commission, Canberra. Gacki T., Szukalski J., 1982, Morfostruktura krajobrazu i zróżnicowanie regionalne, [w:] B. Augustowski (red.), Dolina dolnej Wisły, Wydawnictwo PAN Zakład Narodowy Ossolińskich, Wrocław, s. 219-238. Gawlikowska E., 2000, Ochrona georóżnorodności na Dolnym Śląsku z mapą chronionych obszarów i obiektów przyrody nieożywionej 1 : 300 000, Ministerstwo Środowiska i Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. Gray J. M., 2004, Geodiversity valuing and conserving abiotic nature, John Wiley & Sons, England. Jedicke E., 2000, Bio-, Geo-, Ökodiversität Kriterien zur Bewertung der Landschaftsstruktur? In: IALE-Region Deutschland, Hrsg., Tagungsband mit Kurzfassungen der Beiträge zur 1. Jahrestagung der IALE-Region Deutschland, Nürtingen, s. 10-11. Jedicke E., 2001, Biodiversität, Geodiversität, Ökodiversität. Kriterien zur Analyse der Landschaftsstruktur ein konzeptioneller Diskussionsbeitrag, Naturschutz und Landschaftsplanung 3, 2/3, s. 59-68. Kicińska B., Olszewski K., Żmudzka E., 2001, Uwagi o wykorzystaniu klasyfikacji J. Paszyńskiego do kartowania topoklimatycznego (z doświadczeń Zakładu Klimatologii Uniwersytetu Warszawskiego), [w:] M. Kuchcik (red.) Współczesne badania topoklimatyczne, Dokumentacja Geograficzna nr 23, IG i PZ PAN, Warszawa, s. 143-151. Kondracki J., 2000, Geografia regionalna Polski, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. Kostrzewski A., 1997, Opracowanie koncepcji i zasad georóżnorodności: definicja, zadania i cele georóżnorodności, [w:] Opracowanie systemu ochrony georóżnorodności w Polsce, Archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa.
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły 271 Kostrzewski A., 1998, Georóżnorodność rzeźby jako przedmiot badań geomorfologii, [w:] Główne kierunki badań geomorfologicznych w Polsce stan aktualny i perspektywy, pod red. K. Pękali, IV Zjazd Geomorfologów Polskich, Wydawnictwo UMCS, Lublin, s. 11-16. Kot R., 2005a, Georóżnorodność fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej otoczenia na przykładzie oceny budowy geologicznej i gleb, AUNC, Geografia XXXIII, Zeszyt 111, Toruń. Kot R., 2005b, Georóżnorodność-problem jej oceny i zastosowania w ochronie i kształtowaniu środowiska na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły, praca doktorska IG UMK, Toruń. Kot 1 R., Ocena georóżnorodności rzeźby terenu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej otoczenia w skali 1 : 25000, [w:] Funkcjonowanie geoekosystemów Polski w warunkach zmian klimatu i różnokierunkowej antropopresji, Biblioteka Monitoringu Środowiska (w druku). Kot 2 R., Ocena georóżnorodności wód na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej otoczenia w skali 1 : 25 000, [w:] Restrukturyzacja i projektowanie systemów terytorialnokrajobrazowych, Problemy Ekologii Krajobrazu (w druku) Kozłowski S., 1992, Program ochrony litosfery na lata dziewięćdziesiąte, Przegl. Geol., 1, s. 1-7. Kozłowski S., 1996, Problemy ochrony litosfery, Annales UMCS, Sec. B, 51 (4). Kozłowski S., 1997, Program ochrony georóżnorodności w Polsce, Przegląd Geologiczny, vol. 45, nr 5, s. 489-496. Kozłowski S. (red.), 1998, Ochrona litosfery, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. Kozłowski S., 1999, Koncepcja ochrony georóżnorodności przyrody nieożywionej w Polsce, Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa. Kozłowski S., 2000, Ochrona geosfery, Przegl. Geol., 48, 9, s. 815-816. Kozłowski S., 2002, Ekorozwój. Wyzwanie XXI wieku, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Mizgajski A., 2001, Odniesienie georóżnorodności do wybranych pojęć w naukach o środowisku, [w:] Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach morfoklimatycznych monitoringu, ochrona edukacja, pod red. A. Karczewskiego i Z. Zwolińskiego, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań, s. 369-375. Okołowicz W., Martyn D., 1989, Regiony klimatyczne, [w:] Atlas geograficzny Polski, Wyd. PPWK, Wyd. X, Warszawa-Wrocław, s. 11. Paszyński J., 1980, Metody sporządzania map topoklimatycznych, Dok. Geogr., 3, s. 13-28. Sołowiej D., 1992, Podstawy metodyki oceny środowiska przyrodniczego człowieka, Wyd. Nauk. UAM, Poznań Wójcik G., Marciniak K., 2001, Klimat, [w:] A. Przystalski (red.) Przyroda Województwa Kujawsko-Pomorskiego, Kujawsko-Pomorski Urząd Wojewódzki, Wojewódzki Konserwator Przyrody, Bydgoszcz, s. 23-32. Wróblewski T., 2000, Ochrona georóżnorodności w Regionie Świętokrzyskim z mapą chronionych obszarów i obiektów przyrody nieożywione 1 : 200 000, Ministerstwo Środowiska i Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Instytut Geografii Zakład Geomorfologii i Paleogeografii Czwartorzędu, ul. Fredry 6/8, 87-100 Toruń rafalkot@geo.uni.torun.pl