ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLVIII NR 3/4, WARSZAWA 1997: 105-121 MAŁGORZATA OKOŁOWICZ, AGATA SOWA GLEBY TORFOWO-MURSZOWE REZERWATU KRZYWA GÓRA W KAMPINOSKIM PARKU NARODOWYM Katedra Gleboznawstwa SGGW w Warszawie WSTĘP Kampinoski Park Narodowy leży w obrębie tarasów pradoliny Wisły, w zlewni rzeki Łasicy. Pradolinę wypełniają w większości utwory akumulacyjne Wisły: piaski i żwiry, na których powstały dwa pasy wydmowe i dwa pasy bagienno-depresyjne o przebiegu równoleżnikowym [Kobendzina 1961, Dobrzański i in. 1983, Baraniecka, Konecka-Betley 1987, Konecka-Betley 1994]. Na pasach bagien pod koniec plejstocenu i w holocenie rozpoczęło się narastanie torfów [Konecka-Betley 1994, Konecka-Betley i in. 1996]. Na skutek przeprowadzonych melioracji odwadniających oraz regulacji Łasicy, na przełomie lat dwudziestych i trzydziestych tego wieku, przerwany został proces bagienny, a rozpoczął się proces murszenia, któremu towarzyszy dekompozycja i ubytek masy torfowej. Ciągłe obniżanie się lustra wody gruntowej na terenie Puszczy Kampinoskiej [Sikorska-Maykowska 1994] i związane z tym intensywne procesy mineralizacji torfu stwarzają potrzebę badania i rejestrowania zachodzących zjawisk. Jest sprawą mało znaną, jak zmieniają się właściwości chemiczne i fizykochemiczne torfu niskiego w pradolinie Wisły pod wpływem procesu murszenia. OBIEKT I METODY BADAŃ Rezerwat Krzywa Góra obejmuje swym zasięgiem część północnego pasa wydm i bagien Kampinoskiego Parku Narodowego. Występujące na obszarze Rezerwatu gleby torfowe wykazują wyraźne cechy murszenia. Są to gleby z rzędu pobagiennych, typologicznie gleby torfowo-murszowe, średnio głębokie. W chodzą w skład odwodnionych siedlisk olsowych [Systematyka gleb Polski 1989].
106 M. Okołowicz, A. Sowa Do badań wytypowano dwa profile gleb torfowo-murszowych wytworzonych z torfów torfowiska niskiego: glebę silnie zmurszałą (Mt3) torfowo-murszową wytworzoną z torfu niskiego, trzcinowego na torfie olesowym (profil 4 - Dąb Kobendzy). Glebę tę od aluwialnego podłoża piaszczystego oddziela cienka warstwa mułu. Druga gleba torfowo-murszowa, średnio zmurszała (Mt2), wytworzona z torfu olesowego na torfie mszystym i trzcinowym (profil 8, Dębowskie Góry) zalega bezpośrednio na aluwialnym podłożu piaszczystym. Poziom wody gruntowej w czasie wykonywania odkrywek glebowych (7 września 1994 r.) znajdował się odpowiednio na głębokości 90 i 84 cm. Według Operatu Urządzania Lasu Kampinoskiego Parku Narodowego 1991-2000 [1991], typem siedliskowym lasu obu gleb jest ols jesionowy. Ze względu na duże zróżnicowanie geobotaniczne w obrębie profilów pobierano co 10 cm próbki gleb do badań laboratoryjnych. W próbkach oznaczono: skład botaniczny oraz stopień rozkładu torfu1, ph - elektromagnetycznie, kwasowość wymienną i glin wymienny - metodą Sokołowa, kwasowość hydrolityczną - w octanie wapnia o ph 8,2; popielność - wagowo (po spaleniu w piecu muflowym w 450 C), zawartość (po mineralizacji na sucho) makroskładników w wyciągu 10% HC1: wapnia, sodu, potasu - fotoplomieniowo, magnezu i żelaza oraz niektórych mikroskładników: Mn, Zn, Cu, Cr - metodą ASA, fosfor - kolorymetrycznie. Zawartość kationów wymiennych (Ca, Mg, К i Na) oznaczono w octanie amonu o ph 7. OMÓWIENIE WYNIKÓW Profil 4 (tab. 1) reprezentuje glebę wytworzoną z torfu torfowiska niskiego, trzcinowego z warstwami torfu olchowego (30 cm miąższości). W jego stropie znajduje się 40-centymetrowa warstwa torfu łozowego z nadległą warstwą zmurszałego torfu trzcinowego. Profil 5 (tab. 1) reprezentuje glebę wytworzoną z torfu olchowego. W spągu 70-centymetrowym tego torfu występuje torf mszysty o miąższości 20 cm oraz cienka warstwa torfu trzcinowego na podłożu mineralnym. Gleby te tworzą różne pod względem składu gatunkowego warstwy torfu. Badane gleby wykazują w wierzchnich poziomach odczyn kwaśny. Wartość ph w KC1 najniższa w poziomach murszowych Mt wzrasta w poziomach torfowych Otni oraz w podłożu mineralnym obu gleb i waha się od 4,16 do 6,22 (tab. 2). Kwasowość wymienna w obu glebach zmniejsza się w głąb profilów. W poziomach murszowych Mt o kwasowości decyduje głównie glin wymienny: 0,74-2,21 m e/100 g gleby. W poziomach torfowych o kwasowości wymiennej decyduje przede wszystkim wodór wymienny. Zawartość węgla organicznego w profilach badanych gleb jest zróżnicowana. Poziomy murszowe Mt zawierają mniejsze jego ilości niż poziomy torfowe Otni. W poziomach murszowych obu gleb zawartość węgla organicznego (w % s.m.) 'Oznaczenia wykonała mgr Jadwiga Karpińska, za co autorki składają serdeczne podziękowania.
TABELA 1. Charakterystyka geobotaniczna gleb torfowo-murszowych - TABLE 1. G eobotanical properties of muck-peat soils M iejs Poziom Głębokość Stopień Skład botaniczny gleb organicznych Rodzaj Gatunek cowość Horizon Depth rozkładu Botanical com postion of peat torfu Profil [cm] D ecom po Kind of peat Locality sition [%] Profile Dąb M tl 0-10 Kobendzy 10-20 - Profil 4 Mt2 20-30 - Mt3 30-40 Phragmites communis 65; Carex sp. 20; Alnus glutinosa 5; Salix sp. 5; Equisetum sp. 5; Otni 40-50 70 Salix sp. 50; Alnus glutinosa 25; Carex sp. 10; A lnioni - olesowy Saliceti - łozowy Phragmites communis 15; Carex sp. 5; Otni 50-60 60 Salix sp. 55; Alnus glutinosa 30; Alnioni - olesowy Saliceti - łozowy Phragmites communis 15; Otni 60-70 55 Phragmites communis 50; Carex sp. 15; Salix sp. 20; Alnus glutinosa 10; Bryales 5; Lim no-phragm itioni - szuwarowy Phragmiteti - trzcinowy Otni 70-80 50 A lnus glutinosa 40; Salix sp. 20; Carex sp. 5; A lnioni - olesowy Alnieti - olchowy Phragmites communis 15; Bryales 20; 80-90 60 Alnus glutinosa 35; Salix sp. 10; Phragmites Alnioni - olesowy Alnieti - olchowy communis 20; Carex sp. 15; Bryales 10; 90-100 60 Alnus glutinosa 45; Salix sp. 25; Phragmites A lnioni - olesowy Alnieti - olchowy Otni 100-130 65 communis 20; Carex sp. 10 Phragmites communis 65; Carex sp. 5; Alnus glutinosa 15; Salix sp. 5; Equisetum sp. 10; Lim no-phragm itioni - szuwarowy DG 130-150 - - - - EDG >150 - - - - Phragmiteti - trzcinowy Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa Góra 107
TABELA 1 cd. - TABLE 1 continued M iejsco Poziom Głębokość Stopień Skład botaniczny gleb organicznych Rodzaj Gatunek wość, Horizon Depth rozkładu Botanical compostion of peat torfu Profil [cm] Decom Kind of peat Locality, position Profile [%] Dębowskie M tl 0-10 - Góry 10-20 - Profil 5 Mt2 20-30 - Alnus glutinosa 55; Phragmites com munis 20; Carex sp. 15; Gramineae 10; Otni 30-40 50 Alnus glutinosa 60; Salix sp. 20; Phragm ites Alnioni - olesowy Alneti - olchowy com munis 15; Carex sp. 5; 40-50 60 Alnus glutinosa 70; Salix sp. 5; Phragmites Alnioni - olesowy Alneti - olchowy com munis 20; Carex sp. 5; Otni 50-60 40 Phragmites communis 70; Alnus glutinosa 15; Limno-Phragm itioni - Phragmiteti - Carex sp. 10; Salix sp. 5; szuwarowy trzcinowy Otni 60-70 50 Alnus glutinosa 75; Carex sp. 5; Phragm ites Alnioni - olesowy Alneti - olchowy com munis 5; Equisetum sp. 5; Bryales 10; Otni 70-80 35 Bryales 55; M enyanthes trifoliata 20; Carex sp. Bryalo-Parvacariconi Bryaleti - 15; Salix sp. 5; Eriophorum angustifolium 5; - mszysto-darniowy mszysty 108 M. Okołowicz, A. Sowa Otni 80-90 30 Bryales 35; M enyanthes trifoliata 50; Carex sp. Bryalo-Parvacaricioni Bryaleti - 10; Alnus glutinosa i Salix sp. 5; - mszysto-darniowy mszysty DG 90-100 40 Phragm ites communis 55; Alnus glutinosa 25; Lim no-phragm itioni - Phragmiteti - Carex sp. 5; Salix sp. 5; Bryales 10; szuwarowy trzcinowy DG 100-110 - - - - >110 - - - -
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa G óra.. 109 TA B ELA 2. W łaściw ości fizykochem iczne badanych gleb TA B LE 2. Physico-chem ical properties of soils under investigation Poziom G łębo ph Hw Alw Hw+Alw С N C:N H orizon kość H 2O 1 n KC1 [m e/100 g gleby - of soil] [% s.m. - D epth of d.m.l [cm] Dąb K obendzy, profil 4 M tl 0-1 0 4,80 4,16 0,00 2,21 2,21 38,87 3,20 12,1 10-20 5,08 4,32 0,00 1,72 1,72 40,08 3,16 12,6 M t2 20-30 5,30 4,68 1,47 1,23 2,70 43,12 3,16 13,6 Mt3 3 0-40 5,40 4,92 0,00 1,71 1,71 43,17 2,86 15,1 Otni 40-5 0 5,39 5,00 0,00 1,74 1,72 42,08 2,66 15,8 5 0-60 5,40 5,24 0,85 0,37 1,22 43,07 2,33 18,5 Otni 60-70 5,64 5,28 1,10 0,37 1,47 37,90 2,31 16,4 Otni 7 0-80 5,30 4,56 1,10 0,13 1,23 25,53 2,02 12,6 80-90 5,05 4,87 0,85 0,37 1,22 21,84 1,41 15,5 90-100 4,52 4,42 0,61 0,61 1,22 17,73 0,99 17,9 Otni 100-130 5,92 5,52 0,60 0,61 1,21 18,06 0,92 19,6 DG 130-150 6,48 6,08 0,14 0,25 0,39 1,31 0,40 3,6 II DG > 150 6,80 6,22 0,35 0,04 0,39 0,23 0,39 5.7 D ębow skie Góry, profil 5 M tl 0-1 0 4,66 4,20 0,49 1,72 2,21 38,52 3,05 12,3 10-20 5,00 4,35 0,49 0,74 1,23 38,19 2,99 12,6 M t2 20-30 5,20 5,78 0,00 2,20 2,20 40,86 2,72 15,0 Otni 30-40 5,35 4,89 0,00 1,22 1,22 31,91 2,17 14,7 Otni 4 0-50 6,12 5,77 0,30 0,93 1,23 36,17 2,35 15,3 Otni 50-60 6,04 5,60 0,13 0,61 0,74 39,58 1,71 23,1 60-70 5,42 5,20 0,86 0,12 0,98 42,19 2,24 18,8 Otni 70-80 4,92 4,60 0,78 0,12 0,98 38,17 1,84 21,3 80-90 6,05 5,29 0,62 0,12 0,74 36,17 1,90 19,2 Otni 90-100 5,25 4,86 0,49 0,00 0,49 13,91 0,74 18,8 DG 100-110 6,13. 5,86 0,34 0,05 0,39 3,16 0,31 10,5 DG > 1 1 0 5,80 5,50 0,20 0,00 0,20 0,73 n.o. - waha się od 38,92 do 43,17%, natomiast w poziomach Otni - od 21,84 do 43,07% (profil 4, Dąb Kobendzy) oraz od 27,73 do 36,65% (profil 5, Dębowskie Góry). Różnice te są spowodowane przede wszystkim innym składem botanicznym oraz różnym stopniem rozkładu masy torfowej i jej zamuleniem. Zawartość azotu ogółem, najwyższa w poziomach Mt, zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości profilu glebowego. Poziomy murszowe Mt w profilu 4 Dąb Kobendzy zawierają (w % s.m.) od 2,86 do 3,20 azotu ogółem; w profilu 5 Dębowskie Góry odpowiednio od 2,72 do 3,05% s.m. tego składnika. Stosunek C:N w obu glebach jest najwęższy w poziomach murszowych Mt i wynosi od 12 do 15; rozszerza się w poziomach torfowych Otni do 12-18 (profil 4 Dąb Kobendzy) oraz do 14-22 (profil 5 Dębowskie Góry).
110 M. Okotowicz, A. Sowa Popielność poziomów murszowych Mt w obu profilach waha się w przedziale 12,56-24,21% s.m., zaś w poziomach torfowych gleb od 16,48 do 64,55% s.m., co wskazuje na zamulenie tych poziomów (tab. 3). Ilościowe proporcje makroskładników rozpuszczalnych w 10% HC1 (tab. 3) w poziomach murszowych i torfowych badanych gleb przedstawiają poniższe sekwencje: profil 4 poziom M t: C a> F e> M g> N a> P> K poziom O tni: C a> F e> M g> K > N a> P profil 5 poziom M t: C a> F e> P > M g>n a> K poziom O tni: C a> F e> M g> K > N a> P Mimo największej ilości wapnia stwierdzono zubożenie poziomów murszowych badanych gleb w ten składnik, którego najwięcej występuje na głębokości 50-60 cm (w mg/100 g s.m.): 4041,45 w profilu 4 (Dąb Kobendzy) oraz 2827,60 w profilu 5 (Dębowskie Góry). W poziomach murszowych gleb zaobserwowano natomiast wyraźną akumulację fosforu i żelaza. Ilość fosforu w poziomach murszowych Mt badanych gleb (w mg/100 g s.m.) wynosi 44,28-182,11; zaś w poziomach torfowych Otni 24,19-49,24. Zawartość żelaza w poziomach Mt wynosi 477,00-1076,57 oraz 227,90-814,87 mg/100 g s.m. gleby w poziomach torfowych. Profilowe rozmieszczenie składników popielnych wskazuje, że mineralne podłoże torfu w profilu 4 Dąb Kobendzy mogło wpłynąć na nagromadzenie się żelaza w dolnej części profilu (tab. 3). Wśród zasadowych kationów wymiennych dominuje wapń, a następnie magnez, sód i potas (tab. 4). Forma wymienna wapnia stanowi od 73 do 93% wapnia rozpuszczalnego w 10% HC1, w tym 73-86% w poziomach murszowych Mt (tab. 5). W ogólnej zawartości magnezu w glebie forma wymienna wynosi średnio około 47% w poziomach murszowych Mt oraz waha się w granicach 30-39% w poziomach torfowych. W przypadku potasu forma wymienna tego składnika wynosi w poziomach Mt średnio 18-28%, a w poziomach Otni poniżej 13% zawartości potasu w glebie. Pojemność sorpcyjna w poziomach murszowych Mt badanych gleb waha się w przedziale 121,23-181,79 me/100 g gleby. Najniższą wartość osiąga w poziomie murszowym powierzchniowym. W poziomach torfowych Otni obu gleb pojemność sorpcyjna wynosi 70,17-141,71 me/100 g gleby. W pojemności sorpcyjnej badanych gleb najwyższy udział przypada na wapń wymienny, a następnie na formy wymienne wodoru, sodu, magnezu oraz potasu (rys. la i b). Rozmieszczenie mikroskładników w poziomach badanych gleb (rys. 2 i 2a) wskazuje, że niektóre z nich (cynk, miedź i ołów) gromadzą się w powierzchniowych poziomach murszowych Mt, a ich ilość maleje wraz ze wzrostem głębokości profilu. Obie gleby mają do głębokości 60 cm podwyższoną zawartość miedzi (powyżej 15 mg/kg gleby). Odznaczają się one naturalną zawartością ołowiu, którego nieco większe ilości występują w poziomach murszowych oraz niską ilością manganu, poniżej średniej dla gleb organicznych (350 mg/kg gleby) [Kabata-Pendias, Pendias 1993]. W profilu 4 pierwiastek ten występuje w wię-
TABELA 3. Zawartość popiołu oraz makroskładników w badanych glebach, w wyciągach 10% HC1 TABLE 3. The content of ash and macroelem ents soluble in 10% HC1 in soil under investigation M iejscowość Profil Locality Profile Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] Popiół surowy Ash crude [% s.m gleby - d.m of soil] Ca Mg К Na P Fe M ateria [m g /l00 g suchej masy gleb - d.m. of soil] organiczna O rganie m atter [% s.m gleby - d.m of soil] Dąb M tl 0-10 20,52 2441,15 97,38 294,55 115,68 44,28 1076,56 79.48 Kobendzy 10-20 18,86 2956,50 74,20 27,64 67,21 119,65 991,63 81.14 Profil 4 Mt2 20-30 14,87 3498,97 288,85 15,15 96,91 71,27 874,50 85.13 Mt3 30-40 14,56 3905,83 92,75 17,54 96,91 54,87 477,00 85.44 Otni 40-50 17,73 3851,58 78,17 18,61 92,23 65,87 768,50 82.27 50-60 18,15 4041,45 90,76 21,00 104,74 33,47 814,87 81.85 Otni 60-70 32,03 2778,78 162,97 67,52 60,96 30,23 814,87 67.97 Otni 70-80 56,89 1750,57 195,77 83,47 60,96 35,64 738,68 43.11 80-90 57,34 1627,44 304,09 116,97 43,77 32,39 1169,31 42.66 90-100 61,20 1356,18 324,47 112,72 40,64 37,79 1424,37 38.80 Otni 100-130 64,55 1166,32 387,67 179,18 62,53 41,03 2086,87 35.45 DG 130-150 93,16 2522,51 467,76 28,98 78,16 39,91 1060,00 6.84 II DG > 150 99,28 569,60 35,11 28,98 51,57 16,17 155,68 0.72 Dębowskie M tl 0-1 0 21,91 2278,37 92,75 41,47 60,03 182,11 954,00 78,09 Góry 10-20 24,21 2484,54 93,81 44,87 75,04 133,04 752,60 75,79 Profil 5 Mt2 20-30 19,94 2799,18 89,57 32,11 85,03 133,04 487,60 80,06 Otni 30-40 38,07 2256,71 146,28 67,42 71,31 126,48 567,10 61,93 Otni 40-50 38,18 2256,71 150,00 72,10 77,54 127,34 662,50 61,82 Otni 50-60 26,40 2781,71 152,11 78,91 62,53 49,24 514,10 73,60 60-70 16,48 2827,60 110,77 48,48 71,31 41,47 333,90 72,74 Otni 70-80 20,88 1879,58 96,99 33,59 65,62 38,87 307,40 83,52 80-90 32,08 1692,65 93,81 29,34 57,54 33,18 355,10 67,92 Otni 90-100 64,36 1357,49 71,02 44,66 31,26 24,19 227,90 35,64 DG 100-110 92,90 1822,67 43,73 45,08 38,78 11,22 187,62 7,10 DG > 110 98,15 738,29 15,23 12,55 16,25 5,18 58,41 1,85 Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa Góra
112 M. Okotowicz, A. Sowa Dąb Kobendzy, prof. 4 G ł ę b o k o ś ć [ c m ] i p o z i o m y g e n e t y c z n e Depth [cm] and genetic horizons ]H 3 Na IK 3 Mg ЗСа R Y SU N EK 1. Udział (%) kationów w ym iennych w pojem ności sorpcyjnej gleb (a i b) FIG U R E 1. Contribution (%) of exchangeable cations to the cation exchangeable capacity of soils (a and b)
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa Góra... 773 Dębowskie Góry, prof. 5 Głębokość [cm] i p o z. genetyczne Depth [cm] and genetic horizons ]H Ï Na IK 3Mg JCa
114 M. Okołowicz, A. Sowa D ą b K o b e n d z y, p r o f i l 4 I M n I Z n 9 C u I C r IP b mg/kg s. m. gleby - d. w. of soil 200 250 300 350 RY SU N EK 2. Ogólna zawartość niektórych m ikroskładników w glebach torfow o-m urszow ych (a i b) - FIG URE 2. Total content of some m icroelements in peat-m uck soils (a and b)
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa Góra... 775 Dębowskie Góry, profil 5 Głębokość w [cm] i poziomy genetyczne Depth [cm] and genetic horizons Mn Zn Cu Cr Pb 50 100 150 mg/kg s. m. gleby rf. w. of soil
116 M. Okołowicz, A. Sowa TA BELA 4. Zawartość kationów w ym iennych oraz pojem ność sorpcyjna gleb TA B LE 4. The content exchangeable cations and sorption capacity of soils Poziom Horizon G łębokość Depth [cm] Dąb Kobendzy, profil 4 Ca Mg К Na S Hh T=Hh+S = CEC [m e/100 g gleby - of soil] M tl 0-1 0 89,56 4,73 0,38 2,05 96,72 43,50 140,22 68,97 10-20 120,90 4,59 0,31 2,50 128,30 37,00 165,30 77,61 M t2 20-30 134,34 3,70 0,16 2,82 141,02 30,50 171,52 82,21 Mt3 30-40 147,13 3,45 0,11 3,01 153,70 28,00 181,70 84,58 Otni 40-50 144,57 3,10 0,06 3,01 150,74 21,12 171,86 87,71 5 0-60 147,74 6,79 0,07 3,08 157,68 25,50 183,18 86,07 Otni 60-70 115,79 4,42 0,06 2 44 122,71 26,00 148,71 82,51 Otni 70-80 71,01 2,49 0,08 1,41 74,99 19,00 93,99 79,78 80-90 63,97 2,44 0,06 1,15 67,62 18,50 86,12 78,51 90-100 57,57 2,52 0,05 1,15 61,29 23,50 84,79 72,28 Otni 100-130 53,40 4,27 0,08 1,15 59,24 19,50 78,74 75,23 DG 130-150 90,20 3,24 0,13 1,66 95,23 1,20 96,43 98,75 II DG > 150 6,40 0,51 0,06 0,89 7,86 0,60 8,46 92,90 D ębow skie Góry, profil 5 M tl 0-1 0 99,79 3,65 0,29 1,83 105,56 34,00 139,56 75,63 10-20 108,75 3,47 0,20 2,22 114,64 29,00 143,64 79,81 M t2 20-30 121,54 3,42 0,14 2,73 127,83 26,50 154,33 82,82 Otni 30-40 95,96 4,06 0,06 2,15 102,23 19,00 121,23 84,32 Otni 4 0-50 99,79 4,52 0,08 2,45 106,82 20,00 126,82 84,32 Otni 5 0-60 113,87 4,09 0,08 2,47 120,51 21,00 141,51 85,16 60-70 113,87 4,68 0,07 2,73 121,35 25,00 146,35 82,91 Otni 70-80 88,27 3,20 0,06 2,09 93,62 22,00 115,62 80,97 80-90 78,68 3,34 0,06 1,83 83,91 21,50 105,41 79,60 Otni 90-100 52,46 2,47 0,05 1,19 56,17 14,00 70,17 80,04 DG 100-110 62,50 0,90 0,02 0,55 63,97 3,00 66,97 95,52 DG > 110 28,12 0,15 0,01 0,13 28,41 1,00 29,41 96,59 Vs [%] kszych ilościach głównie w poziomach murszowych Mt, podczas gdy w profilu 5 mangan jest rozmieszczony bardziej równomiernie, także w poziomach torfowych Otni. Chrom występuje równomiernie w całym profilu badanych gleb w ilościach naturalnych. Jedynie na głębokości 50-60 cm w poziomie Otni (profil 5) stwierdzono podwyższoną zawartość tego metalu (powyżej 58 mg/kg gleby). DYSKUSJA Położenie Parku w pradolinie Wisły i specyficzne ukształtowanie terenu z dwoma pasami bagien wpłynęło w decydującym stopniu na powstanie torfowisk na tym obszarze. Torfowiska spotyka się również w lokalnych zagłębieniach i
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa G óra.. 117 TA B ELA 5. U dział [%] kationów wym iennych w ogólnej zaw artości m akroskładników gleby rozpuszczalnych w 10% HC1 TA B LE 5. The contribution [%] exchangeable cations to sum of cations soluble in 10% HC1 in soils under investigation Poziom G łębokość Ca Mg К Na H orizon Depth [cm] D ąb Kobendzy, profil 4 M tl 0-1 0 73,37 59,01 5,03 40,79 10-20 81,78 75,16 43,74 85,55 M t2 20-30 76,79 15,76 41,19 66,93 Mt3 30-40 75,34 45,19 24,46 71,44 Otni 40-50 75,07 48,18 12,57 75,06 50-60 73,11 90,90 13,00 67,63 Otni 60-70 83,34 32,95 3,46 92,06 Otni 70-80 81,13 15,45 3,73 53,20 80-90 78,61 9,75 2,00 60,43 90-100 84,90 9,44 1,73 65,08 Otni 100-130 92,15 13,38 1,74 42,30 DG 130-150 71,52 8,49 17,49 48,89 II DG > 150 22,47 17,65 8,07 39,69 D ębow skie Góry, profil 5 M tl 0-1 0 87,60 47,81 22,27 70,11 10-20 87,54 44,94 17,38 68,04 M t2 20-30 86,84 46,39 17,00 73,84 Otni 30-40 85,04 33,72 3,47 69,34 Otni 40-50 88,44 36,61 4,33 72,67 Otni 50-60 81,87 32,67 3,95 90,85 60-70 80,54 51,33 5,63 88,05 Otni 70-80 93,92 40,09 6,96 73,25 80-90 92,97 43,26 7,99 73,15 Otni 90-100 77,29 42,27 4,37 87,55 DG 100-110 68,47 25,01 1,73 32,64 DG > 1 1 0 76,18 11,97 3,11 18,40 misach deflacyjnych wydm [Konecka-Betley 1994, Konecka-Betley i in. 1996]. Omawiane gleby leżą na północnym pasie bagien Parku. Wody zasilające obszar rezerwatu Krzywa Góra charakteryzowały się różnym i zmiennym trofizmem. Pod ich wpływem torfowiska, w których w początkowej okresie rozwoju odkładał się torf trzcinowy, przeszły różne fazy sukcesji, co obrazuje odkładanie się kolejnych warstw torfu następujących rodzajów: (a) torf trzcinowy > torf olesowy > torf trzcinowy oraz (b) torf trzcinowy > torf mszysty -^torf olesowy. Według Okruszki [1981], są to obecnie torfowiska w fazie decesji. Pod wpływem procesów murszenia i mineralizacji masy torfowej zmniejsza się zawartość węgla organicznego i równocześnie następuje wzrost zawartości
118 M. Okotowicz, A. Sowa azotu ogółem, na co zwracają uwagę również inni autorzy [Konecka-Betley, Czępińska-Kamińska 1993; Maciak, Gotkiewicz 1983; Okruszko, Piaścik 1993]. Maciak, Gotkiewicz [1983] oraz Maciak [1995] podkreślają wpływ nasilenia procesu murszenia oraz stopnia rozkładu torfu na intensywność mineralizacji masy organicznej oraz na zawężenie stosunku C:N w poziomach objętych procesami murszenia. Liwski i in. [1981] podkreślają, iż stosunek C:N poniżej 20 wskazuje na szybki proces mineralizacji masy torfowej oraz dużą aktywność biologiczną gleb torfowo-murszowych. Znajduje to potwierdzenie w niniejszych badaniach. Odczyn badanych gleb jest kwaśny i lekko kwaśny, nietypowy dla torfowisk niskich. Jest on następstwem wymywania dużych ilości wapnia w głąb profilu. O różnym natężeniu tego zjawiska donoszą w swych pracach Piaścik [1980a], Okruszko, Piaścik [1993]. Maciak [1995] w swej pracy wskazuje na możliwość zakwaszenia gleb torfowo-murszowych wynikającą z mineralizacji związków organicznych, uwalniania azotu i powstawania form azotanowych tego składnika. Proces murszenia spowodował wzrost popielności w poziomach objętych tym procesem. Wpływ na wzrost popielności poziomów murszowych ma też gatunek torfu i stopień jego rozkładu [Liwski i in. 1981]. W badanych glebach różnice między popielnością poziomów murszowych oraz torfowych są maskowane przez zamulenie torfowiska. Zawartość makroskładników w profilach badanych gleb znajduje potwierdzenie w pracach innych autorów [Konecka-Betley i in. 1994; Okruszko, Piaścik 1993]. W poziomach murszowych gleb stwierdzono dużą zawartość fosforu i żelaza. Zagadnienie to szeroko omawia Okruszko [1964]. Z innych prac [Rieley 1981; Okruszko, Piaścik 1993] wynika, że fosfor uwalniany w wyniku procesu murszenia jest pobierany przez rośliny oraz ulega sorpcji chemicznej przez związki żelaza i nie przemieszcza się w głąb profilów glebowych. Równolegle do gromadzenia się fosforu w poziomach murszowych zachodzi w nich kumulacja żelaza, co można wiązać z mineralizacją materii organicznej (i wzrostem zawartości w nich części popielnych), ale przede wszystkim z wytrącaniem się żelaza trójwartościowego z wód gruntowych podsiąkających ku powierzchni. Zróżnicowanie w pojemności sorpcyjnej poziomów murszowych i torfowych wskazuje na to, że proces murszenia wpływa na właściwości fizykochemiczne koloidów organicznych (proces koagulacji). Istnieje też możliwość blokowania związków humusowych przez żelazo. Ilościowy udział kationów wymiennych w pojemności sorpcyjnej gleb torfowo-murszowych oraz rozmieszczenie tych kationów w profilach badanych gleb jest zbieżne z wynikami badań Piaścika [1980a,b] oraz Okruszki i Piaścika [1993] nad torfami doliny Biebrzy. Autorzy ci zwracają uwagę na wymywanie dużej ilości wapnia wymiennego w głąb profilów glebowych. Podobną zależność stwierdzono w niniejszych badaniach. Uzasadnieniem powyższego stwierdzenia są badania własne chemizmu wód gruntowych tych gleb oraz badania Czerwińskiego i Pracza [1983], z których wynika, że w szeregu jonowym soli wód gruntowych Rezerwatu dominująjony wapnia, a następnie jony wodorowęglanowe.
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa G óra... 119 Zawartość i rozmieszczenie w profilach glebowych manganu, cynku, miedzi, ołowiu oraz chromu jest na ogół zbieżne z rezultatami badań gleb torfowo-murszowych prowadzonych przez Konecką-Betley i in. [1994]. W większości przypadków zawartość wymienionych mikroskładników nie przekracza wartości ustalonych jako naturalne [Kabata-Pendias, Pendias 1993]. Natomiast pewne wzbogacenie poziomów murszowych w miedź i cynk można łączyć z opadami pyłów oraz postępującą antropogenizacją środowiska. Zawartość manganu oraz chromu w poziomach torfowych należy wiązać z ich zamuleniem. Z badań Choromańskiej i Gotkiewicza [1983] oraz Sapek i Churskiego [1983] wynika, że poziomy torfowe o dużym zamuleniu odznaczają się większą zawartością manganu i chromu oraz w mniejszym stopniu cynku w porównaniu z glebami niezamulonymi. WNIOSKI Na podstawie uzyskanych wyników można sformułować następujące wnioski: 1. Gleby torfowo-murszowe rezerwatu Krzywa Góra wytworzyły się z torfów torfowisk niskich, olesowych silnie rozłożonych oraz z torfów trzcinowych średnio rozłożonych, zamulonych. Odznaczają się kwaśnym odczynem. 2. Zawartość makroskładników w badanych glebach jest uwarunkowana właściwościami geobotanicznymi torfu, jego zamuleniem oraz procesem murszenia. 3. W poziomach murszowych gleb obniża się ilość węgla organicznego, następuje akumulacja azotu oraz zawęża się stosunek С : N. 4. W poziomach objętych procesem murszenia następują: wzrost popielności, obniżenie zawartości wapnia, niewielkie wzbogacenie w magnez i potas oraz znaczna akumulacja fosforu i żelaza. Proces murszenia wpływa na właściwości sorpcyjne gleb. 5. W poziomach wierzchnich gleb stwierdzono pewne nagromadzenie miedzi, cynku i ołowiu, co należy wiązać z opadem pyłów atmosferycznych. Większe zawartości manganu w tych poziomach są związane z biologicznym nagromadzeniem tego składnika. Chrom jest rozmieszczony bardziej równomiernie w całym profilu glebowym. LITERATURA BA R A N IEC K A M.D., K ONECKA-BETLEY K, 1987: Fluvial sedim ents of the Vistulian and H olocene in the W arsaw-basin. G eographical studies. (In:) Evolution of the V istula River V alley during the last 15000 years. Special Issue, No 4, Part П: 151-171. CHOROM A ŃSK A D., G OTKIEW ICZ J., 1983: Zawartość miedzi, manganu i cynku w pofilu gleb hydrogenicznych Doliny Biebrzy. Zesz. Probl. Post. Nauk R o i, 243: 257-265. CZERW IŃ SK I Z., PRACZ J., 1983: Chem izm wód gruntowych na obszarze K am pinoskiego Parku N arodowego. (W :) W pływ działalności człowieka na środowisko glebow e w K am pinoskim Parku Narodowym. W yd. SGGW -AR, W arszawa: 139-151.
1 2 0 M. Okołowicz, A. Sowa D O B R ZA Ń SK I I IN., 1983: C harakterystyka warunków przyrodniczych K am pinoskiego Parku Narodowego. (W:) W pływ działalności człowieka na środowisko glebow e w Kam pinoskim Parku Narodowym. Wyd. SGGW -AR, W arszawa: 5-20. K ABATA -PEND IA S, PENDIAS, 1993: B iogeochem ia pierwiastków śladowych. PW N, W arszawa, 1-364. K O B EN D ZIN A J., 1961: Próba datow ania wydm Puszczy Kampinoskiej. Przeg. Geogr., 33, 3: 383-395. K O N EC K A -B ETLEY K., 1994: Późnoplejstoceńskie i holoceńskie osady eoliczne i aluw ialne K am pinoskiego Parku Narodowego. (W:) Prognozow anie przem ian w łaściwości chem icznych gleb Kam pinoskiego Parku Narodowego na tle innych kom ponentów środow iska przyrodniczego. Fundacja Rozwój SG GW, W arszawa: 9-16. K O N ECK A -BETLEY K., CZĘPIŃ SK A-K AM IŃ SKA D., 1993: D ifferentiation in the content of organic m atter in hydrogenic soils of various degree of transformation. Z eszp ro b l. Post. N auk R o i, 1: 159-184. K O N EC K A -B ETLEY K., C ZĘPIŃ SK A-K AM IŃ SKA D., JA NOW SKA E., 1994: W łaściw ości fizyko-chem iczne i chem iczne gleb w Kam pinoskim Parku N arodowym (stan na 1991). (W :) Prognozow anie przem ian w łaściwości gleb Kam pinoskiego Parku N arodowego na tle innych kom ponentów środowiska przyrodniczego. Fundacja Rozwój SG GW, W arszawa: 17-70. K O N EC K A -B ETLEY K., C ZĘPIŃ SK A-K AM IŃ SKA D., N ALEPK A -PA PERZ D., W A SYLI- K OW A K., 1996: Przem iany środowiska Puszczy Kampinoskiej w późnym glacjale i holocenie na przykładzie osadów organicznych torfow iska w W ilkowie (Polesie Stare). Rocz. Glebozn. 47 suplement: 103-112. LIW SK I S., OKRUSZKO H., K ALIŃSKA D., 1981: Zróżnicowanie zaw artości składników chem icznych w organicznych utworach glebowych Bagien Biebrzańskich. Zesz. Nauk. AR W rocław 154: 97-109. M A CIA K F., G OTKIEW ICZ J., 1983: Charakterystyka frakcji azotowych oraz m ineralizacja azotu w glebach torfowych rejonu Kanału A ugustowskiego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 255: 199-222. M A C IA K F., 1995: Ocena aktywności biologicznej murszów i torfów na podstawie mineralizacji zw iązków w ęgla i azotu. Rocz. G lebozn., 46, 3/4: 19-27. O KRUSZK O H., 1964: Changes in phosphorus content of organic hydrom orphic soils due to drainage. A gricultural M elioration and G rasslands Institute in W arsaw. R o czg leb o zjn.la suplement: 183-190. O KRUSZK O H., 1981 : Faza decesji naturalnej ewolucji torfów niskich. Zesz. Nauk. AR Wrocław 134: 39-47. O KRUSZK O H., PIA ŚCIK H., 1993: Charakterystyka gleb hydrogenicznych. Wyd. AR Olsztyn, 1-129. O PERA T U RZĄ D ZA N IA LASU K am pinoskiego Parku Narodowego. 1991. PIA ŚC IK H., 1980a: Exchangeable cations and the sorptive capacity of som e peat-m uck soils of the M azurian Lace District. Polish J. Soil Sei. 13: 15-20. PIA ŚC IK H., 1980b: The content of iron in several horizons of peatm uck soils of M azurian Lace District. Polish J. Soil Sei. 13, 1: 21-24. RIELEY J.Q., 1981: Produktywność i obieg pierwiastków w ekosystem ach torfow iskow ych. Zesz. Nauk. AR Wrocław 134: 157-164. SA PEK B., CHURSKI T., 1983: Zawartość manganu, miedzi i cynku w utworach organicznych siedlisk bagiennych na przykładzie doliny górnej Narwi. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 142. SIK O RSK A -M A Y K O W SK A M., 1994: D ynam ika zmian warunków wodnych zlewni Łasicy i ich wpływ na środowisko przyrodnicze. (W:) Prognozow anie przem ian w łaściwości chem icznych gleb Kam pinoskiego Parku N arodowego na tle innych kom ponentów środowiska przyrodniczego. Fundacja Rozwój SG GW, W arszawa: 71-89. SY STEM A TY K A GLEB POLSKI. Wyd. IV. 1989: Rocz. Glebozn. 40, 3/4.
Gleby torfowo-murszowe Rezerwatu Krzywa G óra.. 121 M. Okołowicz, A. Sowa PEAT-MUCK SOILS OF THE KRZYWA GÓRA RESERVA TION IN THE KAMPINOS NATIONAL PARK Department of Soil Science, Warsaw Agricultural University SUMMARY This work presents the changes in the chemical and physico-chemical properties of peat- muck soils of Krzywa Góra reservation located in the northern bog of Kampinos National Park. The studies were carried out in peat-muck soil (mixed alder-ash cover forest type), with advanced moorsh transformation developed from reed peat on the alder peat and in the peat-muck soil with intermediate of moorsh transformed, developed from alder peat on the moss and reed peats. It was stated that the mineralization and muck-forming processes have been taking place for more than 70 years in peatlands of the Kampinos National Park and they have caused a decrease in the content of organic carbon, an accumulation of nitrogen and the narrowing of the C:N ratio. The muck-forming process leads to increase in ash content, accumulation of phosphorus and iron, to the slight increase in magnesium and potassium and to the decrease in calcium in the muck horizons. The decreased content of exchangeable calcium and the increase of hydrogen in the muck horizons indicate the leaching of calcium in the course of muck-forming process. The muck-forming process leads to the decrease in the cations exchangeable capacity (CEC) in the muck horizons. The contribution of the exchangeable cations in CEC of soils illustrates the following decreasing rank: Ca2+ > H+ > Mg2+ > Na+ > K+ Geobotanical properties and degree of the decomposition of peats and degree of transformation moorsh lead to the differentiation of chemical and physico-chemical properties of investigated soils. Dr Małgorzata Okołowicz Katedra Gleboznawstwa SGGW 02-528 Warszawa, ul. Rakowiecka 26/30. Praca wpłynęła do redakcji w styczniu 1997 r.