Człowiek i jago wpływ na glebę.
Spis treści
Wstęp, czyli parę słów o glebie...
Degradacja gleb i sposoby przeciwdziałania jej
Erozja gleb
Zanieczyszczenia
Drogi, rozprzestrzeniania się zagrożeń
Całkowita odporność gleb na degradację
Wpływ składu mechanicznego na odporność gleb
Odporność poszczególnych typów gleb
Odporność kompleksów przydatności rolniczej gleb
Skala odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne
Praktyczne zastosowania klasyfikacji gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne
Bibliografia
Wstęp, czyli parę słów o glebie...
Pokrywa glebowa, czyli pedosfera, stanowi powierzchniową warstwę skorupy ziemskiej, objętą procesami glebotwórczymi (Zawadzki, 1999). Jej rolę w życiu człowieka precyzuje Europejska Karta Gleby wydana w 1972 roku przez Radę Europy. Stwierdza ona, że gleba żywi rośliny, a za ich pośrednictwem zwierzęta i ludzi. Jednocześnie należy dodać, iż gleba wchłania obumarłe szczątki roślin i zwierząt przekształcając je w składniki pokarmowe dla roślin i w substancje glebotwórcze (Siuta, 1995).
Podstawową jednostką systematyki gleb jest typ. Obejmuje on gleby o takim samym układzie głównych poziomów genetycznych, zbliżonych właściwościach chemicznych i fizycznochemicznych, jednakowym rodzaju wietrzenia i podobnym typie próchnicy. Ze względu na genezę i właściwości skały macierzystej, z której wytworzyła się gleba wyróżnia się natomiast rodzaje gleb.
Glebę powinno się rozpatrywać łącznie z szatą roślinną, która z jednej strony jest zależna od właściwości gleby, lecz z drugiej tę glebę modyfikuje. Stan szaty roślinnej jest uważany za najlepszy wskaźnik jakości gleby. Wynika to z faktu, iż każdy gatunek roślin wymaga nieco innych warunków glebowych. Niemożliwe jest zatem ustalenie kryteriów dla „gleby idealnej”. Właściwszym wydaje się być względne porównywanie stanu roślinności rzeczywistej do potencjalnie występującej na danym typie gleby.
Gleba jako składnik środowiska ma zawsze bezpośredni bądź pośredni wpływ na zdrowie i życie ludzi (Kowalik, 2001). Zanieczyszczenia z gleby mogą wnikać do ustroju człowieka poprzez skórę, płuca (zanieczyszczone powietrze) oraz przewód pokarmowy (żywność pochodzenia roślinnego i zwierzęcego) lub kontakt bezpośredni.
Woda gruntowa i powierzchniowa pochodzi z opadów atmosferycznych, które zawsze przechodzą przez glebę w procesach spływu powierzchniowego, infiltracji i perkolacji.
Do zagadnienia jakości gleb człowiek zawsze podchodził w sposób użytkowy. Zadaniem gleby miało być dostarczenie roślinom niezbędnych składników pokarmowych oraz wody. Również w obecnie wykonywanych ocenach oddziaływania na środowisko za glebę zdegradowaną uważa się tę, na której obserwowany jest spadek produkcji masy roślinnej. W praktyce oznacza to, że gleb nie bada się pod kątem zmian ich chemizmu (czyli de facto obecności w nich substancji zanieczyszczających), lecz ich produktywności. A zatem za chemiczne zanieczyszczenie gleby uważa się taki poziom kumulacji w niej substancji chemicznych, który zmniejsza aktywność biologiczną gleby, pogarsza higienę środowiska i skład gatunkowy szaty roślinnej, pogarsza wzrost, rozwój i plonowanie roślin uprawnych, oraz zmniejsza użytkowe (odżywcze, technologiczne), ekologiczne i estetyczne walory roślin (Siuta, 1995; Marcinek, Spychalski, 1998).
Pedosfera jest bardziej odporna na zanieczyszczenia niż hydrosfera czy atmosfera (Siuta, 1976). Wynika to z jej właściwości buforowych, uzależnionych przede wszystkim od pojemności kompleksu sorpcyjnego, unieruchamiającego zanieczyszczenia. Zaadsorbowane substancje toksyczne nie mogą być pobierane przez rośliny. Skutki zanieczyszczenia gleb, w postaci uszkodzenia roślin, mogą być zatem znacznie oddalone w czasie, bądź, przy małych dawkach, praktycznie nie wystąpić.
Degradacja gleb i sposoby przeciwdziałania jej
Gleby stanowią podstawę tak ważnego działu gospodarki narodowej Polski jakim jest rolnictwo. Dlatego przy rozpatrywaniu problemów ochrony środowiska konieczne jest uwzględnienie zagadnień zasobów gleb, ich zanieczyszczenia wskutek różnych przyczyn, jak również pogarszania się jakości gleb.
Nie ulega najmniejszej wątpliwości, że człowiek odegrał ważną rolę w kształtowaniu obszarów glebowych. Ale jak widzimy zdegradował lub wywołał pustynnienie tych bezcennych dla siebie zasobów do 1/3 ich pierwotnego obszaru. Wyzwolone przez niszczycielską działalność człowieka żywioły burz pyłowych, erozji przyspieszonej, wtórnego okresowego wysychania gruntów, katastrof, powodzi o niebywałych w naturalnej przyrodzie rozmiarach, wtórne zasolenie, tak przemysłowo-górnicze, jak i uprawowe, niezawodnie prowadził do krajobrazu pustyń, półpustyń lub innych tzw. nieużytków. Taką upustynnioną przez starożytne rolnictwo jest północna połać Sahary, taka przeszłość obszarów meksykańskiego chaparralu, częściowo i buszu, czy sahelu afrykańskiego, zaś na pewno brazylijskiej czy śródziemnomorskiej makii. W chwili obecnej następuje na oczach całej współczesnej cywilizacji masowy odwrót całych rolniczych społeczeństw Maroka, Nigerii, Senegalu i innych z zajętych przez rolnictwo suchych obszarów środkowej Afryki.
Zaburzenia w środowisku glebowym i w agroekosystemach powodują również niewłaściwie przeprowadzane melioracje, a w szczególności nadmierne osuszanie terenów. Trzeba pamiętać, że obszary bagienne, które występują w Polsce np. w dolinie rzeki Biebrzy, odgrywają pozytywną rolę jako duże zbiorniki retencyjne. Ich osuszenie i przekształcenie w tereny użytkowane rolniczo być może nie opłaca się.
Zanieczyszczenie i zatruwanie gleb następuje głównie w wyniku działalności zakładów przemysłowych. Nadmierna ilość pyłów emitowanych z zakładów produkcyjnych, np. cement, powoduje w ich sąsiedztwie wiele szkodliwych zmian w strukturze i właściwościach chemicznych gleb. Dwutlenek siarki wydalany do atmosfery po udowodnieniu i utlenieniu wraca z odpadami na ziemię w postaci kwasów siarkowego i siarkawego powodując zakwaszenie gleby. Wysoce szkodliwe są także pyły siarki rodzimej w rejonach jej eksploatacji metodą odkrywkową. Na terenach pozostających w zasięgu przemysłowej emisji związków azotu następuje przeazotowanie siedlisk glebowych, co przejawia się w szkodliwym podwyższeniu zawartości azotanów w produktach roślinnych. Bardzo duże zagrożenie dla środowiska stanowią emisje z hut miedzi, cynku i ołowiu, powodujące zanieczyszczenie atmosfery, przez to i gleby popiołem lotnym, pyłami metali ciężkich oraz gazami zawierającymi również siarki.
Podczas gdy stosowanie nawozów mineralnych zgodnie z zasadami prawidłowej agrotechniki wpływa korzystnie na biologiczne właściwości gleby i plony, to zbyt duże ich dawki przekraczające tzw. „pojemność nawozową” gruntu oraz niewłaściwe proporcje poszczególnych składników przyczyniają się do tzw. „zmęczenia” środowiska glebowego. W środowisku zmęczonych gleb wzrasta ilość grzybów mających zdolność syntezy toksycznych substancji biologicznie czynnych. Szkodliwe jest również niekontrolowane stosowanie niektórych odpadów przemysłowych jako nawozów wapniowych lub źródła potrzebnych mikroelementów. Obecność bowiem w odpadach takich pierwiastków jak arsen, kadm i beryl powoduje trudne do przewidzenia szkodliwe skutki. Wraz z odpadami przemysłowymi, jak też ściekami przemysłowymi i miejskimi oraz stosowanymi w ochronie roślin niektórymi pestycydami, wprowadzane są do środowiska glebowego charakteryzujące się dużą toksycznością metale ciężkie.
Technizacja rolnictwa, stosowanie ciężkich maszyn rolniczych także nie pozostaje bez wpływu na jakość i wydajność gleb. Chodzi zarówno o spaliny wydzielane przez te maszyny, jak to też i to, że powodują ugniatanie gleby, jej utwardzanie i naruszanie naturalnej struktury.
Wynika stąd wniosek, że nowoczesna technika uprawy gleby powinna być stosowana zgodnie z rozeznaniem naukowym i z uwzględnieniem ewentualnych jej oddziaływań ujemnych.
Tak więc zarówno chemizacja rolnictwa, jak też jago mechanizacja powinny być stosowane rozważnie. Obecnie rozpowszechniania się na świecie tzw. rolnictwo ekologiczne lub naturalne, ograniczające do niezbędnego minimum stosowanie do uprawy gleby m.in. czynników chemicznych.
Oczywiście na stan rolnictwa i produkcji rolnej wpływa negatywnie także zajmowanie coraz większych obszarów ziemi na cele komunalne, przemysłowe i transportowe. Niekorzystny wpływ na agrocenozy wywierają także linie wysokiego napięcia przebiegające nad ziemią.
Zagrożenia, na które narażone są gleby w Polsce, dobrze poznano od strony naukowej. Zasady naukowe powinny znaleźć zastosowanie w praktycznej działalności gospodarczej. Chodzi przy tym także o kompleksowe traktowanie spraw związanych z organizacją przemysłu, gospodarką rolną i leśną, które mają – jak przekonaliśmy się - ogromne znaczenie dla ochrony gleb.
Poważne szkody w środowisku wyrządza także często niewłaściwie prowadzona gospodarka leśna (m.in. nadmierne, wyręby lasów, monokultury leśne).
Erozja gleb
Erozja gleby – problem od dawna budzący niepokój przedstawicieli ruchu ochrony zasobów naturalnych – odkryta została no nowo przez świeżej daty środowiskowców, którzy obserwują, jak wzrost liczb ludności, wynikający stąd popyt na żywność oraz System społeczny preferujący wartości materialne przyczyniają się pospołu do rabunku ziemi.
Określając potencjalne niebezpieczeństwo jako poważne, nie chcemy przez to powiedzieć, że jest ono bezpośrednie lub ostre. W Stanach Zjednoczonych problem ten traci na znaczeniu. Wprawdzie działalność ludzka przyspiesza proces erozji, wiemy jednak, jak go ograniczać i postęp w tej dziedzinie jest znaczny. Najgorsze dotychczasowe nadużycia wynikały z przeświadczenia, że jest dość ziemi gdzie indziej – takie postępowanie przestało już jednak być racjonalne z ekonomicznego punktu widzenia. Problem może się odrodzić w przyszłości, ponieważ w miarę jak wrasta nacisk na produkcję żywności, ponieważ w miarę jak wzrasta nacisk na produkcję żywności, mogą się rodzić pokusy, aby zająć pod uprawę ziemie podatne na erozję. Wprawdzie celem naszym powinno być zmniejszenie strat gleby do takiego stopnia, by nie następowały one w szybszym tempie niż tempo jej powstania, by nie następowały one w szybszym tempie niż tempo jej powstania, jednakże nie wydaje, się by cel ten zasługiwał na najwyższy priorytet w świetle stojących przed nami problemów środowiska i innych zadań.
Zanieczyszczenia
Świat zanieczyszczamy w różny sposób, różnymi metodami, na wszelkie sposoby. Nieraz nawet nie zdajemy sobie sprawy. Żyjemy, rośniemy, mamy potrzeby, rozwijamy swoje zdolności. I wciąż zanieczyszczamy, niestety bardzo zanieczyszczamy nasze środowisko.
Często świadomie, nieraz pod wpływem przesłanek materialistycznych, powodujemy degradację gleby. Pożary, erozje, susza, metale ciężkie też doprowadzają do jej dewastacji. A gleba to „fabryka” naszego pożywienia.
To jeszcze nie wszystko: postępująca chemizacja rolnictwa (środki ochrony, nawozy mineralne) i działalność bytowa człowieka (odpady przemysłowe, bytowo – gospodarcze) przyczyniają się do pomniejszenia wartości gleby, a tym samym naszego pożywienia. Grabieżca eksploatacji kopalin oraz nadmierna techniczna rozbudowa (mieszkaniowa, przemysłowa, komunikacyjna), to też źródła zanieczyszczeń gleby. Zakłady przemysłowe emitują źródła zanieczyszczeń gleby. Zakłady przemysłowe emitują pyły z metalami ciężkimi oraz gazy zawierające związki siarki, azotu, węgla, chloru, fluoru. Transport samochodowy zanieczyszcza ziemię ołowiem i węglowodorami, w tym rakotwórczymi. Zanieczyszczenia gleby stają się przyczyną skażenia wszystkich ogniw łańcucha ogniw łańcucha pokarmowego.
DROGI, ROZPRZESTRZENIANIA SIĘ ZAGROŻEŃ
W chwili obecnej w nauce obowiązuje holistyczne podejście do środowiska naturalnego. Człowiek, po wielu latach prób i błędów, zdał sobie sprawę, że środowiska nie da się podzielić na niezależne od siebie elementy. Nauczył się traktować je jako jeden system, w którym wszystkie elementy są ze sobą powiązane i oddziałują na siebie nawzajem. Również pedosfera nie może być rozpatrywana jako odrębna całość, ale jako część większego systemu (rys. 1).
Przy wykonywaniu oceny oddziaływania autostrad na glebę nie można pominąć oddziaływań pośrednich. W praktyce trudno byłoby wyodrębnić oddziaływania związane wyłącznie z glebami. Nawet bezpośrednia likwidacja powierzchni gleby w miejscu lokalizacji autostrady wpływa na zmianę przepuszczalności podłoża i na zmianę zwierciadła wód gruntowych.
CAŁKOWITA ODPORNOŚĆ GLEB NA DEGRADACJĘ
Przy ocenie całkowitej odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne należy wziąć pod uwagę ich odporność na poszczególne zagrożenia, pamiętając o wzajemnym oddziaływaniu na siebie poszczególnych własności gleb. Nie wszystkie zagrożenia występujące w procesach budowy i eksploatacji autostrad i dróg ekspresowych w jednakowym stopniu wpływają na stan gleb. Dlatego przy ocenie całkowitej odporności gleb, odpornościom na poszczególne zagrożenia przyznano różne wagi.
Za zagrożenia stosunkowo największe (waga 3 w skali 1-3) uznano zmianę stosunków wodnych. Podejście to uzasadniane jest faktem, iż obniżenie zwierciadła wód gruntowych pociąga za sobą negatywne skutki, ujawniające się stopniowo w czasie; z drugiej zaś strony podtapianie gleb powoduje ich oglejanie, które nieodwracalnie je niszczy.
Dużym zagrożeniem (waga 2) jest kumulacja związków metali ciężkich – szczególnie kadmu. W chwili obecnej nie są bowiem znane sposoby usuwania tych substancji z gleb (dobrym rozwiązaniem mogłaby się wydawać uprawa roślin pobierających je w dużych ilościach, lecz wtedy pojawia się kolejny problem – co zrobić z tymi roślinami?), jak również ich emisji nie jesteśmy w stanie w pełni wyeliminować. Z drugiej jednak strony, zasięg występowania podwyższonych stężeń związków ołowiu i kadmu w glebach nie jest bardzo duży, zazwyczaj sięga do około 50m od krawędzi jezdni (Jarosz, Marchwińska 1991). W tej strefie wzdłuż autostrady nie uprawia się roślin użytkowych, mogą jedynie występować pasy zieleni zabezpieczającej.
Za stosunkowo najmniejsze zagrożenia uznano zasolenie i niszczenie struktury i porowatości gleby – każde z nich z innego powodu. Zasolenie – ze względu na bardzo dobre zabezpieczenia konieczne przy budowie autostrady (systemy odprowadzające wodę z nawierzchni oraz zapobiegające stagnacji wody na nawierzchni), natomiast niszczenie struktury gleby przez maszyny budowlane jest ograniczone w czasie i występuje na niewielkim obszarze wzdłuż autostrady, a ponadto jest to oddziaływanie krótkotrwałe i w dużej mierze jego skutki są odwracalne.
Gleby te, najbardziej odporne, są jednocześnie najbardziej żyzne. Zazwyczaj bywają zaliczane do I –III klasy bonitacyjnej, a więc do gleb chronionych. Z założenia gleby chronione nie powinny być zajmowane pod budowę autostrad, dróg ekspresowych (ani żadnych innych przedsięwzięć).
Wynikałoby z tego, iż w sąsiedztwie dróg występować będą przeważnie gleby niższej jakości, ale jednocześnie mniej odporne. Niestety, w Polsce pokrywa glebowa nie jest jednorodna, ale mozaikowa i w wielu miejscach trudno jest uniknąć zajmowania gleb chronionych.
Generalnie w naszym kraju mamy zdecydowaną przewagę gleb gorszej jakości (głównie są to gleby bielicowe i brunatne kwaśne) – dotyczy to przede wszystkim północnej części Polski; w części południowej jakość gleb jest wyższa. Dla przykładu w województwie bydgoskim , wśród gleb w strefie oddziaływania autostrady A-1 znalazło się 30,3% gleb chronionych i aż 69,7% gleb klas bonitacyjnych IV – VI. Natomiast w województwie krakowskim, wśród gleb znajdujących się w strefie oddziaływania autostrady A-4 jest aż 47,4% gleb chronionych i 52,6% gleb klas IV – VI. Jeszcze więcej gleb chronionych, bo aż 75,0% znalazło się wśród gleb pozostających w strefie oddziaływania tej autostrady w województwie wrocławskim.
Przyjęto następującą skalę odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne:
1 – odporność bardzo dobra
2 – odporność dobra
3 – odporność średnia
4 – odporność słaba
5 – odporność bardzo słaba
Poniższy rysunek przedstawia: powiązania pomiędzy bezpośrednimi i wtórnymi oddziaływaniami autostrad i ruchu drogowego na poszczególne elementy środowiska.
W świetle powyższych założeń za gleby najbardziej odporne na zanieczyszczenia komunikacyjne uznano gleby średnio zwięzłe, o składzie mechanicznym pyłów, glin lekkich
WPŁYW SKŁADU MECHANICZNEGO NA ODPORNOŚĆ GLEB
Gleby wytworzone na utworach średnio zwięzłych - pylastych i lekko gliniastych uznano za najżyźniejsze, a jednocześnie najbardziej odporne.
Utwory luźne, takie jak żwiry, piaski luźne i średnie są zbyt przepuszczalne i nie są w stanie zatrzymywać ilości wody koniecznej dla życia roślin. Woda opadająca na powierzchnię takich gleb przesiąka przez nie, ługując kationy zasadowe, a tym samym zuboża je i przyczynia się do ich zakwaszania. Gleby te mają bardzo mały kompleks sorpcyjny (ze względu na brak minerałów ilastych i niewielki udział próchnicy) i nie są w stanie skutecznie unieruchamiać związków ołowiu i kadmu. Są również bardzo nieodporne na zmiany położenia zwierciadła wód gruntowych.
Na glebach wytworzonych na utworach luźnych można uprawiać rośliny jedynie wtedy, gdy poziom zwierciadła wód gruntowych znajduje się w obrębie ryzosfery. W przypadku osuszenia terenu i obniżenia się zwierciadła, gleby te bardzo szybko ulegają degradacji, gdyż nie są w stanie utrzymać wody dostępnej dla roślin. Proces ten przebiega nieco wolniej w przypadku, gdy warstwa utworów luźnych, na których wytworzyła się gleba, jest płytko podścielona utworami słabo przepuszczalnymi, np. glinami.
Jednocześnie gleby te są najbardziej odporne na zmiany struktury i porowatości gleby.
Odporność gleb na skażenie związkami metali ciężkich, zasolenie i zmianę układu stosunków wilgotnościowych rośnie wraz ze wzrostem ich zwięzłości, aż do osiągnięcia optimum. Za najbardziej odporne gleby uznano te wytworzone z pyłów, szczególnie podścielonych glinami lekkimi oraz z glin lekkich i średnich. Gleby te mają bowiem dobre warunki wodno-powietrzne i w przypadku obniżenia poziomu wód gruntowych są w stanie zatrzymać wystarczającą ilość wody dostępnej dla roślin (również tej pochodzącej z opadów atmosferycznych). Duża pojemność kompleksu sorpcyjnego pozwala na unieruchomienie związków metali ciężkich, skutecznie ze względu na bliski obojętnemu odczyn tych gleb.
Gleby utworzone na pyłach zawierają zwykle dużo próchnicy. Roślinność jest bowiem z jednej strony „skutkiem” jakości i żyzności gleby, z drugiej jednak czynnikiem glebotwórczym. Bujna roślinność dostarcza dużych ilości materii organicznej po obumarciu, a z niej duża część przekształcana jest w próchnicę.
Dalszy wzrost zwięzłości gleby nie pociąga jednak za sobą wzrostu odporności na zanieczyszczenia komunikacyjne, wręcz przeciwnie. Gleby wytworzone z glin ciężkich i iłów są bardzo nieodporne na niszczenie struktury, mają również złe warunki wodno-powietrzne.
Wykres przedstawia zależności odporności gleb od ich składu mechanicznego:
ODPORNOŚĆ POSZCZEGÓLNYCH TYPÓW GLEB
Na różnych obszarach kraju występują różne typy gleb. O tym, jaka gleba ukształtuje się na danym obszarze decydują takie czynniki, jak: skład mechaniczny utworów tworzących skałę macierzystą gleby, ich skład chemiczny, warunki wodne itd. Na te czynniki nakładają się procesy glebotwórcze (np. brunatnienie, płowienie, bielicowanie, oglejanie).
Poszczególne typy gleb różnią się między sobą, prócz profilu glebowego, odczynem pH i zawartością próchnicy, które to dwa czynniki bardzo znacznie wpływają na ich odporność na zanieczyszczenia komunikacyjne.
Odczyn pH wpływa bezpośrednio na możliwość kumulacji związków metali ciężkich oraz, w niewielkim stopniu, na zasolenie; na inne formy degradacji wpływa pośrednio. Uznano, iż odporność gleb rośnie ze wzrostem pH, aczkolwiek tylko do punktu pH około 8,5 (nie jest to jednak istotne o tyle, że w Polsce nie występują gleby o tak wysokim odczynie pH).
Odczynem zbliżonym do alkalicznego charakteryzują się czarne ziemie właściwe i gleby brunatne właściwe, jak również czarnoziemy – są to gleby najbardziej odporne.
Nieco mniej odporne są gleby o odczynie obojętnym (pH = 6,6 – 7,2), takie jak czarne ziemie zdegradowane, gleby brunatne wyługowane oraz gleby lekko kwaśne (pH = 5,6 – 6,5), np. gleby płowe.
Słabą odporność wykazują gleby kwaśne (pH = 4,6 – 5,5), takie jak gleby rdzawe i bielicowe; natomiast bardzo słabo odporne gleby silnie kwaśne (pH < 4,5) to np. bielice.
ODPORNOŚĆ KOMPLEKSÓW PRZYDATNOŚCI ROLNICZEJ GLEB
Kompleksy przydatności rolniczej gleb zostały wyróżnione dla potrzeb rolnictwa – grupują one gleby o podobnej żyzności, z którą wiąże się możliwość podobnego użytkowania.
Przy zaliczaniu gleb do poszczególnych kompleksów przydatności rolniczej brane są pod uwagę:
- charakter i właściwości samej gleby (typ, podtyp, właściwości fizyczno-chemiczne, stopień kultury),
- warunki klimatyczne gleby,
- sytuacja geomorfologiczna (położenie w rzeźbie terenu),
- układ stosunków wilgotnościowych,
- przydatność lub nieprzydatność gleb pod użytki rolnicze.
Wynika stąd, że dany typ gleby może być zaliczony do różnych kompleksów przydatności rolniczej, zależnie od warunków zewnętrznych.
1) KOMPLEKS PSZENNY BARDZO DOBRY - obejmuje najlepsze gleby, zasobne w składniki pokarmowe, o odczynie obojętnym, głębokim poziomie próchnicznym, dobrej strukturze, przepuszczalne, przewiewne, a równocześnie magazynujące duże ilości wody. Gleby te występują na terenach płaskich lub na bardzo łagodnych pochyłościach, nie wymagają regulacji stosunków wodnych.
2) KOMPLEKS PSZENNY DOBRY - zalicza się do niego gleby mniej urodzajne. Przeważnie są to gleby zwięźlejsze. Tam, gdzie poziom wód gruntowych może ulegać pewnym wahaniom, są one okresowo gorzej przewietrzane albo wykazują okresowo słabe niedobory wody. Gleby te nie należą jednak do wadliwych, gdyż ujemne cechy występują w nich tylko w nieznacznym stopniu. Do kompleksu tego zalicza się również niektóre gleby pszenne o nieco lżejszym składzie granulometrycznym w warstwach powierzchniowych.
3) KOMPLEKS PSZENNY WADLIWY - obejmuje gleby pszenne średnio zwięzłe i zwięzłe, które nie są zdolne do magazynowania większych ilości wody i w pewnych okresach wykazują jej niedobór (gleby okresowo zbyt suche). Należą tu dwie grupy gleb. Pierwszą stanowią gleby zwięzłe, płytkie, zalegające na zbyt przepuszczalnym podłożu. Mogą to być gleby wykształcone z glin, iłów lub utworów pyłowych, podścielone piaskiem luźnym lub żwirem. Słabe uwilgotnienie powierzchniowych warstw tych gleb powodowane jest przez odprowadzanie wód opadowych do głębszych warstw, przy jednoczesnej ograniczonej możliwości podłoża do podnoszenia kapilarnego wody ku górze. Drugą grupę stanowią gleby średnio zwięzłe oraz zwięzłe głębokie całkowite, ale zlokalizowane na zboczach wzniesień i narażone na spływ powierzchniowych wód oraz erozję, co powoduje, że akumulują one niewielkie ilości wody.
4) KOMPLEKS ŻYTNI BARDZO DOBRY - są to najlepsze gleby lekkie wytworzone przeważnie z piasków gliniastych mocnych całkowitych lub piasków gliniastych zalegających na zwięźlejszych podłożach. Gleby te są strukturalne i mają dobrze wykształcony poziom próchniczny oraz właściwe stosunki wodne. Należą tu również niektóre gleby pyłowe.
5) KOMPLEKS ŻYTNI DOBRY - należą tu gleby lżejsze i mniej urodzajne niż te zaliczane do kompleksu żytniego bardzo dobrego, głównie gleby wytworzone z piasków gliniastych lekkich zalegających na zwięźlejszym podłożu oraz gleby całkowite wytworzone z piasków gliniastych. Są to gleby dość wrażliwe na suszę, przeważnie głęboko wyługowane i zakwaszone.
6) KOMPLEKS ŻYTNI SŁABY - do tego kompleksu zaliczane są głównie gleby ubogie w składniki pokarmowe, wytworzone z piasków słabo gliniastych głębokich oraz z piasków gliniastych lekkich podścielonych płytko piaskiem luźnym bądź żwirem piaszczystym. Gleby te są nadmiernie przepuszczalne i mają słabą zdolność zatrzymywania wody, dlatego też są okresowo lub trwale zbyt suche. Składniki nie wykorzystane przez rośliny są bardzo szybko wymywane z gleby.
7) KOMPLEKS ŻYTNI BARDZO SŁABY - obejmuje najsłabsze gleby wytworzone z piasków luźnych i słabo gliniastych, przechodzących na niewielkiej głębokości w piasek luźny lub żwir. Gleby te są ubogie w składniki pokarmowe, a jednocześnie przeważnie trwale zbyt suche.
8) KOMPLEKS ZBOŻOWO-PASTEWNY MOCNY - zalicza się tu gleby średnio zwięzłe i ciężkie (odpowiedniki kompleksów pszennych i żytniego bardzo dobrego) długo w okresie wegetacyjnym nadmiernie uwilgotnione. Z natury swej są to przeważnie gleby zasobne w składniki pokarmowe i potencjalnie żyzne, ale wadliwe na skutek nadmiernego uwilgotnienia.
9) KOMPLEKS ZBOŻOWO-PASTEWNY SŁABY - obejmuje gleby lekkie wytworzone z piasków (odpowiednik gleb kompleksów żytnich: dobrego, słabego i bardzo słabego), okresowo podmokłe na skutek występowania w dolnej części profilu warstw słabo przepuszczalnych lub położenia gleby w obniżeniu terenu w zasięgu wody gruntowej.
1z) KOMPLEKS UŻYTKÓW ZIELONYCH BARDZO DOBRYCH I DOBRYCH - obejmuje użytki zielone (łąki i pastwiska) na glebach mineralnych i mułowo-torfowych. Użytki te znajdują się w warunkach, które pozwalają na regulowanie stosunków wodnych lub też w warunkach naturalnych o najkorzystniejszym układzie tych stosunków.
2z) KOMPLEKS UŻYTKÓW ZIELONYCH ŚREDNICH - zalicza się tu użytki zielone występujące zarówno na glebach mineralnych i mułowo-torfowych, jak i na glebach torfowych i murszowych. Stosunki wodne tych gleb nie są w pełni uregulowane (gleby okresowo za suche lub nadmiernie uwilgotnione).
3z) KOMPLEKS UŻYTKÓW ZIELONYCH SŁABYCH I BARDZO SŁABYCH - zalicza się tu użytki zielone na glebach mineralnych zbyt suchych lub zbyt wilgotnych, na glebach mułowo-torfowych i torfowych przesuszonych lub podtapianych.
Z punktu widzenia odporności gleb najważniejszy jest jeden z czynników branych pod uwagę przy wyróżnianiu kompleksów - mianowicie układ stosunków wilgotnościowych. Z tej perspektywy do najbardziej odpornych zaliczono kompleksy: pszenny bardzo dobry (1), pszenny dobry (2), żytni bardzo dobry (4) oraz kompleksy użytków zielonych bardzo dobrych i dobrych (1z) i średnich (2z).
Mniej odporne są kompleksy żyznych gleb, ale o gorszych warunkach wilgotnościowych – kompleksy: pszenny wadliwy (3), żytni dobry (5) oraz zbożowo-pastewny mocny (8).
Najmniej odporne są natomiast kompleksy wykazujące stałe niedobory wody bądź nadmierne uwilgotnienie: kompleks żytni słaby (6) i bardzo słaby (7), zbożowo-pastewny słaby (9) oraz kompleks użytków zielonych słabych i bardzo słabych (3z).
SKALA ODPORNOŚCI GLEB NA ZANIECZYSZCZENIA KOMUNIKACYJNE
Podstawowymi danymi branymi pod uwagę przy ocenie odporności gleb były: kompleks przydatności rolniczej gleby, jej typ oraz skład mechaniczny utworów macierzystych.
Podstawą oceny był typ gleby, jednak jego stopień odporności mógł być modyfikowany składem granulometrycznym zarówno samej gleby, jak i utworów podścielających, a także układem stosunków wilgotnościowych (o którym informacje zawiera numer kompleksu przydatności rolniczej gleby).
Skala odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne jest pięciostopniowa:
1 – odporność bardzo dobra
2 – odporność dobra
3 – odporność średnia
4 – odporność słaba
5 – odporność bardzo słaba.
Stopień 1 to gleby bardzo odporne na zanieczyszczenia komunikacyjne. Zaliczono do nich gleby o dużej pojemności kompleksu sorpcyjnego i dużej zasobności w kationy zasadowe, zawierające więcej niż 3% próchnicy, o odczynie lekko alkalicznym oraz o bardzo dobrych stosunkach wodno-powietrznych. Do tej grupy zaliczają się czarnoziemy, czarne ziemie i gleby brunatne właściwe, wytworzone na pyłach lub (w przypadku czarnych ziem i gleb brunatnych) na glinach i piaskach gliniastych mocnych pylastych. Gleby te należą do kompleksów: pszennego bardzo dobrego (1), dobrego (2) lub kompleksów użytków zielonych bardzo dobrych i dobrych (1z) i średnich (2z).
Stopień 2 to gleby odporne – o nieco mniejszej pojemności kompleksu sorpcyjnego, zawierające powyżej 2% próchnicy i o odczynie obojętnym oraz o odpowiednich stosunkach wodno-powietrznych. Do tej grupy zaliczono: czarne ziemie zdegradowane wytworzone na piaskach gliniastych oraz gleby brunatne wyługowane oraz mady wytworzone na pyłach lub glinach lekkich pylastych, należące do kompleksów przydatności rolniczej pszennego dobrego (2), żytniego bardzo dobrego (4) i kompleksów użytków zielonych średnich (2z).
Stopień 3 to gleby średnio odporne – wciąż dość żyzne, ale o mniejszej pojemności kompleksu sorpcyjnego, zawartości próchnicy powyżej 1% i odczynie lekko kwaśnym. Gleby te mogą wykazywać okresowe niedobory wody lub nadmierne uwilgotnienie. Do grupy tej należą: czarne ziemie zdegradowane i gleby brunatne kwaśne wytworzone na pyłach podścielonych płytko piaskami luźnymi lub glinami średnimi oraz na piaskach lekkich, a ponadto mady wytworzone z pyłów i gleby płowe. Gleby te należą do kompleksów przydatności rolniczej pszennego wadliwego (3), żytniego bardzo dobrego (4) i żytniego dobrego (5) oraz zbożowo-pastewnego mocnego (8).
Stopień 4 to gleby słabo odporne. Są to gleby o niewielkiej pojemności kompleksu sorpcyjnego, zawartości próchnicy poniżej 1%, odczynie kwaśnym i nieuregulowanych stosunkach wodnych. Do tej grupy zaliczono: czarne ziemie zdegradowane, gleby brunatne kwaśne i mady wytworzone na piaskach oraz gleby rdzawe i bielicowe wytworzone na pyłach. Są to kompleksy przydatności rolniczej: pszenny wadliwy (3), żytni dobry (5) i słaby (6), zbożowo-pastewny mocny (8) i słaby (9) oraz kompleks użytków zielonych słabych i bardzo słabych (3z).
Stopień 5 to gleby bardzo słabo odporne. Są to gleby o bardzo małej pojemności kompleksu sorpcyjnego i małej zasobności w kationy zasadowe, bezpróchnicowe bądź z bardzo niewielką zawartością próchnicy, o odczynie bardzo kwaśnym. Do grupy tej należą: gleby brunatne kwaśne wytworzone na piaskach, gleby bielicowe na piaskach oraz bielice wytworzone na pyłach, jak również wszystkie gleby organiczne. Gleby te należą do kompleksów przydatności rolniczej żytniego dobrego (5), słabego (6) i bardzo słabego (7) oraz zbożowo-pastewnego mocnego (8) i słabego (9).
PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIA KLASYFIKACJI ODPORNOŚCI GLEB NA ZANIECZYSZCZENIA KOMUNIKACYJNE
Gleby są ważnym dla człowieka elementem środowiska naturalnego. Są niezbędne w procesach wytwarzania żywności.
Autostrady i drogi ekspresowe pochłaniają duże powierzchnie gruntów, bądź to eliminując je z użytkowania rolniczego, bądź degradując je, obniżając ich produktywność.
Ważnym instrumentem prawno-proceduralnym ochrony gleb są oceny oddziaływania na środowisko, sporządzane już na etapie udzielania wskazań lokalizacyjnych. Przy ustalaniu lokalizacji autostrady jednym z priorytetów jest omijanie gleb chronionych (klas bonitacyjnych I – III), choć, jak już było wspominane, nie zawsze jest to możliwe.
Powyższa klasyfikacja odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne została wykonana dla potrzeb sporządzania ocen oddziaływania na środowisko. Stanowi ona pomoc przy wstępnej identyfikacji wpływów, jakie autostrada będzie wywierać na gleby, jak również przy wyodrębnianiu odcinków newralgicznych z uwagi na uwarunkowania ochrony środowiska (tu: w odniesieniu do zagrożeń gleb).
O zagrożeniu gleb przez autostrady decyduje nie tylko wielkość emisji czy natężenie oddziaływania czynników degradujących, ale w bardzo dużym stopniu odporność samych gleb. Odporność ta jest różna, w zależności od typu i rodzaju gleby. Korzystając z klasyfikacji odporności gleb i dysponując mapami glebowo-rolniczymi terenu przebiegu autostrady można będzie, już na wczesnym etapie realizacji przedsięwzięcia określić, jakie zabezpieczenia będą konieczne w okresie budowy i eksploatacji danej autostrady. Przykładowo: przy planowaniu prac budowlanych mała odporność gleb na niszczenie struktury powinna powodować konieczność tworzenia pomocniczych dróg dla sprzętu budowlanego (aby nie poruszał się on bezpośrednio po gruncie); w sytuacji dużej odporności gleb nie byłoby takiej konieczności.
Klasyfikacja ta może pomóc również przy ustalaniu ograniczeń w strefach ochronnych, szczególnie w odniesieniu do dopuszczalnych upraw. Gdy gleby, występujące na terenie tych stref są mało odporne, może pojawić się konieczność wprowadzenia zakazu upraw; gdy gleby są bardziej odporne, pewne uprawy mogą być dopuszczone.
Ochrona gleb, tak jak całego środowiska przyrodniczego, powinna być przede wszystkim prowadzona racjonalnie. Przedstawiona klasyfikacja odporności gleb na zanieczyszczenia komunikacyjne ma na celu pomoc w dobieraniu środków ochrony optymalnych dla danego typu gleby.
Bibliografia
1 „Ochrona i kształtowanie środowiska” – D. Cichy, W. Michajłow, H. Sandner.
2 „Aby żyć na Ziemi” – S. Brubaker
3 „Człowiek, przyroda, cywilizacja” – S. Myczkowski
4 „Wpływ metali ciężkich na sorpcję kadmu w glebach mineralnych” - R. Gąszczyk, P. Muszyński, T. Paszko
5 „Znaczenie odporności gleb (na degradację) w gospodarce zasobami środowiska przyrodniczego” – J. Siuta
6 „A jednak miasto” – I. Jacyna