zróżnicowanie zawartoœci pierwiastków œladowych w glebach

72
ROCZNIKI C.
GLEBOZNAWCZE
TOMA.LIX
NR 3/4 WARSZAWA
Kaba³a, B. Ga³ka,
Karczewska,
T. Chodak2008: 72–80
CEZARY KABA£A, BERNARD GA£KA, ANNA KARCZEWSKA,
TADEUSZ CHODAK
ZRÓ¯NICOWANIE ZAWARTOŒCI PIERWIASTKÓW
ŒLADOWYCH W GLEBACH RÓ¯NYCH ZBIOROWISK
LEŒNYCH W DOLINIE RZEKI DOBRA
DISTRIBUTION OF TRACE ELEMENTS IN SOILS
UNDER VARIOUS FOREST STANDS
IN THE DOBRA RIVER VALLEY
Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Œrodowiska,
Uniwersytet Przyrodniczy we Wroc³awiu
Abstract: Total concentrations of Zn, Cu, and Pb in surface horizons and forest floor (litter) were
determined under pine, oak and ash/alder stands growing on Arenosols, Cambisols and Fluvisols/Gleysols to analyze the distribution of trace elements in forest ecosystems in various
alluvial deposits of Dobra River. Soils were sampled in May 2006 in 24 sites of permanent
environmental monitoring. Samples of mineral soils were collected at the depth 0–10 and 10–20
cm, and forest floor samples on rectangular plots 20×20 cm, without dividing into subhorizons.
Zn content in soils is significantly correlated with clay content, lead – with organic carbon,
while copper depends both on clay and organic carbon. The highest concentration of metals in
the forest litter was found on acid sandy soils under oak stands, while the greatest accumulation in the litter mass occurs under pine stands. Both concentration and accumulation of metals
are the lowest in the mull-type litters under ash/alder stands. Therefore the ratio of forest litter
enrichment with trace metals has the highest values (up to 4.4 for Zn) on sandy soils under oak,
and the lowest (up to 0.8 for lead) on loamy soils under ash and alder.
S³owa kluczowe: próchnica nadk³adowa, gleby leœne, gleby aluwialne, pierwiastki œladowe.
Key words: detritus (forest litter), forest soils, alluvial soils, trace elements.
WSTÊP
Zawartoœæ pierwiastków œladowych w glebach jest wypadkow¹ ich pierwotnej
koncentracji w skale macierzystej, procesów wymywania, bioakumulacji oraz dop³ywu
pierwiastków z atmosfery [Kabata-Pendias, Pendias 1999]. Zró¿nicowanie sk³adu
granulometrycznego i w³aœciwoœci sorpcyjnych gleb wystêpuj¹ce na obszarze doliny
Pierwiastki œladowe w glebach ró¿nych zbiorowisk leœnych..
73
rzecznej – które wynika z przestrzennej i czasowej zmiennoœci osadów aluwialnych –
powoduje strefowe lub mozaikowe zró¿nicowanie zawartoœci pierwiastków œladowych
[Laskowski 1986]. Zawartoœæ metali ciê¿kich w glebach wiêkszoœci dolin rzecznych
uleg³a w ostatnich dziesiêcioleciach znacznej modyfikacji [Pisarek, ¯arczyñska 2002].
Pomimo ¿e gleby te nie s¹ szczególnie nara¿one na bezpoœrednie emisje przemys³owe
lub komunikacyjne, to jednak czêsto docieraj¹ do nich zanieczyszczenia transportowane
przez rzeki z obszarów przemys³owych i górniczych.
Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb aluwialnych mikropierwiastkami jest utrudniona,
szczególnie na obszarach zalesionych, gdzie w obiegu pierwiastków uczestniczy próchnica
nadk³adowa o specyficznych zdolnoœciach akumulacji metali. Nie opracowano dotychczas
jednoznacznych empirycznych wskaŸników naturalnego stanu lub antropogenicznego
przekszta³cenia gleb leœnych zarówno ich mineralnej, jak i organicznej czêœci próchnic
nadk³adowych. Istniej¹ce opracowania pochodz¹ przewa¿nie z obszarów nara¿onych na
zanieczyszczenie [Karczewska, Kaba³a 2002; Kozanecka, Czarnowska 1999; Sawicka-Kapusta
i in. 2002] lub dotycz¹ jedynie wybranych
siedlisk lub zbiorowisk leœnych [Gworek,
Degórski 1997; Kwasowski i in. 2000;
Maciaszek 1983]. Mimo powy¿szych
zastrze¿eñ, analiza koncentracji pierwiastków œladowych w glebach jest miarodajnym i prostym narzêdziem oceny stopnia
antropogenicznego przeobra¿enia œrodowiska, dlatego te¿ jest w³¹czana do
wiêkszoœci programów monitoringu œrodowiska [Karczewska i in. 2006; JóŸwiak,
Kowalkowski 2002].
W dolnym odcinku doliny rzeki
Dobrej, prawego dop³ywu Widawy,
wyró¿niæ mo¿na sekwencjê ró¿nowieRYSUNEK 1. Lokalizacja obiektu badañ w dolinie rzeki kowych teras aluwialnych tworz¹cych
Dobra we Wroc³awiu - Paw³owicach
ró¿norodne warunki siedliskowe. NajFIGURE 1. Situation of study area in the Dobra River ciekawszy fragment doliny w³¹czony
Valley in Wroc³aw - Paw³owice
zosta³ do arboretum leœnego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wroc³awiu
(rys. 1). Jednym z celów arboretum jest monitoring procesów zachodz¹cych w œrodowisku, w tym równie¿ zmian stopnia zanieczyszczenia ekosystemów.
Celem prezentowanych badañ jest analiza uwarunkowañ koncentracji wybranych
pierwiastków œladowych (Pb, Zn, Cu) w próchnicach nadk³adowych oraz w powierzchniowym poziomie gleb mineralnych ró¿nych zbiorowisk leœnych w dolinie rzeki
Dobra, w projektowanej sieci sta³ego monitoringu œrodowiska.
OBIEKTY I METODYKA BADAÑ
W przekroju poprzecznym doliny dolnej Dobrej na obszarze Wroc³awia - Paw³owic
wyró¿niæ mo¿na uk³ad przynajmniej trzech ró¿nowiekowych teras aluwialnych zbudowanych z odmiennych osadów. Piêtro najwy¿sze i najbardziej zewnêtrzne (terasa
nadzalewowa) buduj¹ plejstoceñskie aluwialne piaski luŸne i s³abogliniaste, œrednio-
74
C. Kaba³a, B. Ga³ka, A. Karczewska, T. Chodak
ziarniste. Dominuj¹ tu gleby rdzawe, tworz¹ce siedliska lasu mieszanego œwie¿ego,
obecnie obsadzone drzewostanem z przewag¹ dêbu szypu³kowego, lokalnie sosny
zwyczajnej. Piêtro œrodkowe, holoceñskiej terasy zalewowej wy¿szej buduj¹ piaski
gliniaste z wk³adkami gliny, podœcielone piaskiem luŸnym. Dominuj¹ tu mady brunatne
tworz¹ce siedliska lasu œwie¿ego lokalnie wilgotnego, obecnie poroœniête drzewostanem
z przewag¹ olszy czarnej z domieszk¹ jesiona, dêbu i brzozy. Piêtro najni¿sze w³aœciwej
terasy zalewowej w centralnej czêœæ doliny buduj¹ gliny piaszczyste i lekkie z
przewarstwieniami zwiêŸlejszych glin, g³êboko podœcielone piaskami. Dominuj¹ tu mady
próchniczne (oglejone) oraz gleby gruntowo-glejowe tworz¹ce siedliska lasu ³êgowego
wilgotnego, obecnie obsadzone drzewostanem z przewag¹ jesiona i olszy czarnej z
domieszk¹ dêbu. Wiêkszoœæ drzewostanów wystêpuje na glebach porolnych z poziomem
próchnicznym nie rzadko osi¹gaj¹cym 40 cm mi¹¿szoœci [Chodak, Kaba³a 2007].
Próbki gleb i próchnic leœnych do analiz laboratoryjnych pobrano z 24 regularnie
rozmieszczonych powierzchni sta³ego monitoringu œrodowiska w dolinie rzeki Dobrej.
Próbki gleb pobrano lask¹ ze stali nierdzewnej z g³êbokoœci 0–10 i 10–20 cm, a próbki
próchnic nadk³adowych z powierzchni 400 cm2 (20 × 20 cm), bez rozdzielania na
podpoziomy. Na ka¿dej powierzchni pobierano próbki w czterech powtórzeniach.
Nastêpnie próbki podstawowe dok³adnie wymieszano i wyodrêbniono reprezentatywne
do analiz laboratoryjnych.
W czêœciach ziemistych (<2 mm) próbek gleb z poziomów mineralnych oznaczono
sk³ad granulometryczny metod¹ sitowo-areometryczn¹, pH w 1 M KCl (metod¹ potencjometryczn¹, przy stosunku gleba : roztwór 1:2,5), zawartoœæ wêgla organicznego
(metod¹ Tiurina) oraz ca³kowit¹ zawartoœæ pierwiastków œladowych – miedzi, o³owiu
i cynku (metod¹ AAS, po mineralizacji próbek w wodzie królewskiej). Powietrznie
suchy materia³ organiczny (próchnice nadk³adowe), po usuniêciu szyszek i ga³¹zek,
rozdrabniano rêcznie a¿ do przejœcia ca³ej objêtoœci próbki przez sito o œrednicy oczek
2 mm. W tak przygotowanych próbkach oznaczono zawartoœæ suchej masy oraz
ca³kowit¹ zawartoœæ miedzi, o³owiu i cynku (metod¹ AAS po spopieleniu próbek w
temp. 500oC i roztworzeniu popio³u w stê¿onym HCl).
WYNIKI I DYSKUSJA
Ca³kowita zawartoœæ miedzi w powierzchniowych poziomach mieœci siê w przedziale od
4,5 do 22,0 mg · kg–1, przy œredniej koncentracji rzêdu 10–11 mg · kg–1 (tab.1). Zawartoœæ
pierwiastka maleje z g³êbokoœci¹, lecz ró¿nica miêdzy warstwami 0–10 i 10–20 cm nie jest
du¿a i z regu³y nie przekracza 10–15% (tab. 2). Koncentracja miedzi w analizowanych glebach
wykazuje zwi¹zek z uziarnieniem (zawartoœci¹ i³u koloidalnego) oraz zawartoœci¹ substancji
organicznej (tab. 3). Najwy¿sze iloœci pierwiastka wystêpuj¹ w gliniastych glebach gruntowoglejowych oraz w madach próchnicznych w centralnej czêœci doliny. Najni¿sze koncentracje
miedzi stwierdzono natomiast w mniej zasobnych w materiê organiczn¹ glebach rdzawych
wytworzonych z piasków terasy nadzalewowej. Zaobserwowano ponadto zwi¹zek miêdzy
zawartoœci¹ miedzi a odczynem gleb, jednak jest to zale¿noœæ wtórna, wynikaj¹ca st¹d, ¿e gleby
zwiêŸlejsze maj¹ te¿ z regu³y wy¿sze pH (tab. 3).
Zawartoœæ cynku w powierzchniowych warstwach gleb mieœci siê w przedziale
od 10,6 do 109 mg · kg–1, przy œredniej zawartoœci rzêdu 30–32 mg · kg–1 (tab. 1).
Zawartoœæ cynku wyraŸnie zale¿y od uziarnienia i odczynu gleb (w³aœciwoœci te s¹
jednak wzajemnie skorelowane), a w znacznie mniejszym stopniu od iloœci substancji
organicznej (tab. 3). Podobnie jak w przypadku miedzi, najwy¿sze iloœci cynku
Pierwiastki œladowe w glebach ró¿nych zbiorowisk leœnych..
75
wystêpuj¹ w gliniastych glebach
gruntowo-glejowych oraz w zwiêz³ych madach próchnicznych centralnej czêœci doliny. Najni¿sze koncentracje cynku stwierdzono w glebach
rdzawych wytworzonych z piasków
terasy nadzalewowej. Ró¿nice w
G³êbokoœæ
Ca³kowita zawartoœæ pierwiastka
koncentracji cynku miêdzy warstwami
pobrania
[mg · kg– 1 gleby]
0–10 i 10–20 cm s¹ znikome i z
Soil sampling Total concentration of element
[mg · kg– 1 of soil]
depth [cm]
regu³y nie przekraczaj¹ 5–10% (tab. 2).
Zawartoœæ o³owiu w powierzPb
Zn
Cu
chniowych warstwach gleb jest sil0- 10
14,2±9,0* 32,2±15,4 11,5±3,6
nie zró¿nicowana i mieœci siê w
10- 20
4,2–37,5** 14,3–15,4
6,8–21,7
przedziale od 4,2 do 37,5 mg · kg–1
Œrednio
11,1±7,4
31,0± 15,3 10,8± 3,8
w warstwie 0–10 cm oraz od 2,7 do
Average
4,1–27,5
14,0–87,0
5,7–21,8
16,2 mg · kg–1 w warstwie 10–20
w 0 - 2 0 cm
cm (tab. 1). Koncentracja o³owiu w
* zawartoœæ œrednia ± odchylenie standardowe – mean
warstwie 0–10 cm jest wiêc wyraŸnie
concentration ± standard deviation;
(nie rzadko dwukrotnie) wy¿sza ni¿
** zakres wartoœci (min–maks} – range of values
w warstwie 10–20 cm (tab. 2).
(min–max concentration)
Zawartoœæ o³owiu koreluje przede
wszystkim z zawartoœci¹ materii
organicznej i nie wykazuje statystycznego zwi¹zku z uziarnieniem gleb (tab. 2). Najni¿sze
koncentracje o³owiu stwierdzono w piaskowych glebach rdzawych ubo¿szych w próchnicê.
Zawartoœæ pierwiastka by³a wy¿sza w madach brunatnych wy¿szej terasy zalewowej,
zawieraj¹cych wiêcej materii organicznej oraz w zwiêŸlejszych madach próchnicznych, gdzie
podwy¿szonej koncentracji o³owiu towarzysz¹ najwy¿sze koncentracje cynku i miedzi.
Uogólniaj¹c mo¿na stwierdziæ, ¿e zawartoœci badanych pierwiastków œladowych
w glebach doliny Dobrej we Wroc³awiu - Paw³owicach nie s¹ wysokie i wykazuj¹
doœæ wyraŸne zwi¹zki z podstawowymi w³aœciwoœciami gleb. Stwierdzone zawartoœci
cynku i miedzi w powierzchniowych warstwach piaskowych gleb rdzawych terasy
nadzalewowej s¹ jednak wy¿sze ni¿ w glebach rdzawych wytworzonych z piasków
fluwioglacjalnych w ró¿nych regionach Polski [Bro¿ek, Zwydak 2003; Gworek, Degórski 1997; Kwasowski i in. 2000]. Jedynie zawartoœæ o³owiu mieœci siê w zakresach
podawanych przez tych autorów. Koncentracje analizowanych pierwiastków w
powierzchniowych warstwach mad brunatnych i próchnicznych nie odbiegaj¹ od
zawartoœci stwierdzonych przez Bro¿ka i Zwydaka [2003] w niezanieczyszczonych
glebach siedlisk ³êgowych Polski nizinnej.
Relatywnie najwy¿sze iloœci analizowanych pierwiastków œladowych wystêpuj¹ w
gliniastych madach terasy zalewowej, co zwi¹zane jest z wysok¹ zawartoœci¹ i³u, a
przewa¿nie równie¿ substancji organicznej. Jednoczeœnie w próchnicach nadk³adowych
wystêpuj¹cych na tych glebach stwierdzono najni¿sze iloœci metali (tab. 2). Nie
znaleziono statystycznej zale¿noœci pomiêdzy iloœci¹ metali w poziomach mineralnych
0–10 cm a ich koncentracj¹ w próchnicy nadk³adowej, albo zale¿noœæ ta by³a odwrotnie
proporcjonalna – jak w przypadku cynku (tab. 4). Stwierdzono natomiast wyraŸny
zwi¹zek miêdzy zawartoœci¹ pierwiastków œladowych w próchnicy nadk³adowej a
typem drzewostanu (tab. 2, rys. 2).
TABELA 1. C a³kowita zawartoœæ pierwiastków
œladowych w powierzchniowych mineralnych poziomach
gleb doliny Dobrej (³¹cznie w 24 analizowanych punktach)
TABLE 1. Total concentration of trace elements in
mineral surface horizons of soils in the Dobra River
Valley (all 24 sites under analysis)
76
C. Kaba³a, B. Ga³ka, A. Karczewska, T. Chodak
TABELA 2. Zawartoœæ pierwiastków œladowych w próchnicach nadk³adowych
i mineralnych powierzchniowych poziomach gleb doliny rzeki Dobrej
TABLE 2. Total concentration of trace elements in forest floor and mineral surface
horizons of soils in the Dobra River Valley
G³êbokoœæ pobierania
Sampling depth [cm]
Ca³kowita zawartoœæ pierwiastka [mg · kg – 1 ]
Total concentration of element [mg · kg – 1 ]
Pb
Zn
Cu
Pod drzewostanami sosnowymi (n=4) – Under pine stands
Próchnica nadk³adowa
22,6* (5,4–48,3)**
Detritus
10,0 (7,5–14,4)
0–10
5,9 (2,7–9,6)
10–20
101,3 (80,0–30,0)
28,7 (21,7–34,9)
28,6 (21,2–37,1)
32,0 (23,0–39,0)
13,5 (12,1–14,2)
13,1 (10,5–15,2)
Pod drzewostanami dêbowymi (n=12) – Under oak stands
Próchnica nadk³adowa
19,2 (3,6- 66,0)
Detritus
16,4 (6,0- 37,5)
0–10
7,8 (4,2- 12,9)
10–20
94,9 (51,0–173,0)
23,3 (14,3–31,8)
19,6 (10,6–33,4)
23,8 (20,0–32,0)
9,9 (6,8–21,0)
7,1 (4,7–11,0)
Pod drzewostanami jesionowo- olszowymi (n=8) – Under ash/alder stands
Próchnica nadk³adowa
12,2 (6,3–16,8)
Detritus
17,0 (9,9–26,7)
0–10
10,1 (5,7–16,2)
10–20
69,6 (42,0–30,0)
37,1 (19,1–85,2)
36,3 (15,4–88,9)
24,9 (17,0–38,0)
12,8 (8,4–21,7)
11,3 (4,7–22,0)
* zawartoœæ œrednia – mean concentration
** zakres wartoœci (minimum – maksimum) – range of values (min–max concentration)
Najni¿sze koncentracje analizowanych metali wystêpuj¹ w próchnicach typu mull pod
drzewostanami jesionowymi i olszowymi, wy¿sze w próchnicach typu moder (oraz mullmoder) pod drzewostanami dêbowymi i najwy¿sze w próchnicach moder-mor w
nielicznych p³atach borów sosnowych (tab. 2). Najmniej zró¿nicowana pomiêdzy typami
drzewostanów jest zawartoœæ miedzi, natomiast koncentracje o³owiu stwierdzane w
próchnicach wytworzonych pod drzewostanami sosnowymi s¹ niemal dwukrotnie wy¿sze
ni¿ pod drzewostanami jesionowymi. Uzyskane wyniki badañ przecz¹ obserwacjom
Maciaszka [1983], który stwierdzi³, ¿e koncentracje miedzi i cynku s¹ najni¿sze w
próchnicach mor, a najwy¿sze w próchnicach typu mull. Zró¿nicowanie zawartoœci
pierwiastków w poszczególnych typach próchnic wynika prawdopodobnie zarówno z
odmiennej koncentracji metali w liœciach poszczególnych gatunków drzew, czasu
akumulacji porównywanych próchnic oraz tempa ich rozk³adu [Jones, Watts 1988].
Wskutek szybkiego obiegu pierwiastków w ekosystemach lasów jesionowo-olszowych
wystêpuje w nich w¹ski wspó³czynnik wzbogacenia próchnic leœnych, to jest stosunek
koncentracji metali w próchnicach nadk³adowych do zawartoœci w glebach (w warstwie
0–10 cm), przyjmuj¹cy wartoœci od 0,8 (dla o³owiu) do 1,6–1,7 (dla miedzi i cynku).
Wartoœæ wspó³czynnika akumulacji o³owiu jest najwy¿sza w drzewostanach sosnowych,
gdzie wynosi œrednio 2,6, natomiast pozosta³ych pierwiastków – w drzewostanach
dêbowych – dla miedzi œrednio 2,5, dla cynku – œrednio 4,4.
Próchnice nadk³adowe poszczególnych zbiorowisk leœnych odznaczaj¹ siê ró¿n¹ mas¹
materii organicznej zakumulowanej na jednostce powierzchni, z czego wynika te¿
zró¿nicowanie ca³kowitego nagromadzenia (masy) metali zakumulowanych w próchnicach
Pierwiastki œladowe w glebach ró¿nych zbiorowisk leœnych..
77
zawartoϾ Рconcentration
[mg · kg–1]
120
100
80
60
40
sosna – pine
d¹b – oak
20
0
jesion+olsza – ash+alder
Zn
Pb
Cu
nagromadzenie – accumulation
[mg · m–2]
pierwiastek – element
500
400
300
200
sosna – pine
100
0
d¹b – oak
jesion+olsza – ash+alder
Zn
Pb
Cu
pierwiastek – element
RYSUNEK 2. Zawartoœæ (A) i nagromadzenie (B) pierwiastków œladowych w próchnicach nadk³adowych
gleb leœnych w dolinie Dobrej
FIGURE 2. Concentration (A) and accumulation (B) of trace elements in forest litter (raw humus) in the
Dobra River Valley
78
C. Kaba³a, B. Ga³ka, A. Karczewska, T. Chodak
(tab. 5). Faktyczna ró¿nica pomiêdzy
nagromadzeniem metali w próchnicach pod
drzewostanami jesionowo-olszowymi i
sosnowymi jest dziesiêciokrotna w przypadku miedzi i nawet dwudziestokrotna –
w przypadku o³owiu (rys. 2). Z przedstawionego porównania wynika te¿, ¿e choæ
cynk wystêpuje w próchnicach leœnych w
najwiêkszych iloœciach, to jednak o³ów
podlega najtrwalszej akumulacji.
Zawartoœæ miedzi i cynku w próchnicach nadk³adowych gleb pod drzewostanami sosnowymi w dolinie Dobrej jest
podobna do stwierdzanej w innych niezanieczyszczonych rejonach Dolnego Œl¹ska
[Rusek i in. 2005], lecz nieznacznie
wy¿sza ni¿ w innych regionach kraju
[Bro¿ek, Zwydak 2003; Gworek, Degórski
1997; Malczyk, Kêdzia 1996]. Z kolei
zawartoœci o³owiu w próchnicach gleb
poroœniêtych sosn¹, choæ wy¿sze ni¿
podawane przez Gworek i Degórskiego
[1997], s¹ wyraŸnie mniejsze ani¿eli
stwierdzone przez Malczyka i Kêdziê
[1996] oraz Rusek i in. [2005]. W
próchnicach gleb leœnych bezpoœrednio
podlegaj¹cych emisji zanieczyszczeñ
stwierdza siê kilkakrotnie wy¿sze
koncentracje o³owiu, miedzi i innych
pierwiastków [Kozanecka, Czarnowska
1999; Malczyk, Kêdzia 1996; Medyñska,
Kaba³a 2007; Sawicka-Kapusta i in. 2002]
TABELA 3. Wspó³czynniki korelacji miêdzy
iloœci¹ i³u, wêgla organicznego i pH a ca³kowit¹
zawartoœci¹ pierwiastków œladowych w glebach
doliny Dobrej (n=24)
TABLE 3. C oefficients of correlations between
clay, organic carbon and pH and the total
concentration of trace elements in soils
in the Dobra River Valley (n=24)
I³ – C lay
<0,002 mm
C o rg
Org. carbon
pHK C l
W warstwie na g³êbokoœci 0–10 cm
In a soil layer 0–10 cm
C o rg
pHK C l
Pb
Zn
Cu
–0,04
0,34*
0,04
0,66**
0,44**
–0,11
0,43**
0,25
0,56**
–0,15
0,71**
0,35*
W warstwie na g³êbokoœci 10–20 cm
In a soil layer 10–20 cm
Corg
pHK C l
Pb
Zn
Cu
–0,04
0,34*
0,04
0,66**
0,44**
–0,11
0,43**
0,25
0,56**
–0,15
0,71**
0,35*
£¹cznie w warstwie na g³êbokoœci 0–20 cm
Total in a soil layer 0–20 cm
C o rg
pHK C l
Pb
Zn
Cu
0,02
0,33**
0,04
0,72**
0,48**
0,01
0,56**
0,29*
0,50**
–0,14
0,67**
0,48**
* istotne przy p<0,05 – statistically significant
at p<0.05; **istotne przy p<0,01 – statistically
significant at p<0.01
TABELA 4. Wspó³czynniki korelacji miêdzy zawartoœci¹ pierwiastków œladowych w próchnicach
nadk³adowych (n=24) a ich iloœci¹ w mineralnych powierzchniowych poziomach gleb (warstwa 0–10 cm)
TABLE 4. Coefficients of correlations between concentration of trace elements in forest floor (n=24) and
their content in mineral surface horizons of soils (layer 0–10 cm)
ZawartoϾ w glebie РContent in soil
Zawartoœæ w próchnicy – Content in forest floor
Pb
Pb
Zn
Cu
Zn
Cu
–0,06
–0,43*
0,14
Pierwiastki œladowe w glebach ró¿nych zbiorowisk leœnych..
79
TABELA 5. N agromadzenie pierwiastków œladowych (na jednostkê powierzchni)
w próchnicach nadk³adowych gleb leœnych w dolinie Dobrej
TABLE 5. Accumulation of trace elements (on surface unit) in detritus in the Dobra River
Valley
C a³kowite nagromadzenie pierwiastka [mg · m–2]
Total accumulation of element [mg · m–2]
Wszystkie próbki
All samples (n=24)
Pb
Zn
Cu
41,8*
2,0–269,1**
190,9
13,1–456,2
54,6
5,3–217,3
Pogrupowane wed³ug typu drzewostanu – Sorted according to forest stand
Pod drzewostanem sosnowym
Under pine stand (n=4)
111,8
24,1–269,1
4 18 , 2
390,0–445,8
14 0 , 6
10 2 , 0 –2 17 , 3
Pod drzewostanem dêbowym
Under oak stand (n=12)
43,1
2,6–178,5
193,0
29,6–456,2
46,0
11,6–84,6
Pod drzewostanem jesionowo- olszowym
Under ash/alder stand (n=8)
13,7
2,0–33,0
102,5
13,1–309,4
35,1
5,3–80,7
* zawartoœæ œrednia – mean concentration;
** zakres wartoœci (minimum–maksimum) – range of values (min–max)
WNIOSKI
1. Zawartoœæ cynku w leœnych glebach aluwialnych doliny Dobrej we Wroc³awiu skorelowana jest g³ównie z iloœci¹ i³u koloidalnego, zawartoœæ o³owiu z iloœci¹ substancji
organicznej, a zawartoœæ miedzi zarówno z iloœci¹ i³u, jak i substancji organicznej.
Najwy¿sze koncentracje metali wystêpuj¹ w gliniastych madach próchnicznych terasy zalewowej, a najni¿sze w piaszczystych glebach rdzawych terasy nadzalewowej.
2. Najni¿sza koncentracja oraz nagromadzenie pierwiastków œladowych wystêpuje w próchnicach mull pod drzewostanami jesionowo-olszowymi, wy¿sze pod drzewostanami dêbowymi, a najwy¿sze w próchnicach moder-mor pod drzewostanami sosnowymi.
3. WskaŸnik koncentracji metali w próchnicach leœnych (próchnica:gleba) przyjmuje wy¿sze wartoœci na glebach bardzo lekkich i kwaœnych, a ni¿sze w glebach zwiêz³ych i
próchnicznych.
4. Mimo sztucznego charakteru drzewostanów, nagromadzenie pierwiastków œladowych
w glebach i próchnicach leœnych nawi¹zuje przestrzennie do typów siedliskowych
lasów, co œwiadczy o naturalnych uwarunkowaniach koncentracji metali i ma³ym stopniu
zanieczyszczenia gleb doliny Dobrej.
80
C. Kaba³a, B. Ga³ka, A. Karczewska, T. Chodak
LITERATURA
BRO¯EK S., ZWYDAK M. 2003: Atlas gleb leœnych Polski. CILP, PWRiL, Warszawa: 466 ss.
CHODAK T., KABA£A C. (red.) 2007: Gleby parku i arboretum Uniwersytetu Przyrodniczego we
Wroc³awiu-Paw³owicach. Walory przyrodnicze i edukacyjne. IGiOŒR UP, Wroc³aw, maszynopis:
122 ss.
GWOREK B., DEGÓRSKI M. 1997: Przestrzenne i profilowe rozmieszczenie pierwiastków œladowych i ¿elaza w glebach zbiorowisk borowych. Rocz. Glebozn. 48, 1/2: 19–30.
JONES K.C., WATTS S.A. 1988: The distribution of metals in the forest floor of aged conifer stands at
a plantation in the Northern England. Environ. Pollut. 51: 31–47.
JÓ•WIAK M., KOWALKOWSKI A. 2002: Rozwiniêta koncepcja monitoringu leœno-rolnego ekosystemu regionu œwiêtokrzyskiego. RMŒP, Kieleckie Tow. Nauk. 3: 17–24.
KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H., 1999: Biogeochemia pierwiastków œladowych. PWN, Warszawa.
KARCZEWSKA A., BOGACZ A., KABA£A C., SZOPKA K., DUSZYÑSKA D. 2006: Methodology
of soil monitoring in a forested zone of the Karkonosze National Park with reference to the diversity
of soil properties. Pol. J. Soil Sci. 39, 2: 117–129.
KARCZEWSKA A., KABA£A C. 2002: Pierwiastki œladowe w glebach PNGS. W: Szerszeñ L., Kaba³a
C. Gleby PNGS. Monografia, Szczeliniec 6: 133–160.
KOZANECKA T., CZARNOWSKA K. 1999: Content of heavy metals in forest litter, soil and mosses
in the vicinity of Warsaw. Pol. J. Soil Sci. 32, 2: 53–61.
KWASOWSKI W., CHOJNICKI J., OKO£OWICZ M., KOZANECKA T. 2000: Metale ciê¿kie w
glebach powierzchni wzorcowych (GPW) w Puszczy Bia³ej. Rocz. Glebozn. 51, 3/4: 85–95.
LASKOWSKI S. 1986: Powstawanie i rozwój oraz w³aœciwoœci gleb aluwialnych doliny œrodkowej
Odry. Zesz. Nauk AR, Wroc³aw 56: 68 ss.
MACIASZEK W. 1983: Mikroelementy (Mn, Zn, Cu, B i Mo) w glebach leœnych wytworzonych ze ska³
fliszu karpackiego. Rocz. Glebozn. 34, 3: 75–93.
MALCZYK P., KÊDZIA W. 1996: Metale ciê¿kie w glebach leœnych wzd³u¿ drogi wylotowej Bydgoszcz-Inowroc³aw. Rocz. Glebozn. 47, 3/4: 203–211.
MEDYÑSKA A., KABA£A C. 2007: Zawartoœæ metali ciê¿kich w próchnicy nadk³adowej gleb leœnych
wokó³ sk³adowiska odpadów po flotacji rud miedzi. Instytut Ochrony Œrodowiska, Ochrona Œrod. i
Zasobów Nat. 31: 137–143.
PISAREK I., ¯ARCZYÑSKA B. 2002: Antropogeniczne wzbogacenie w metale ciê¿kie gleb doliny
Odry na terenie miasta Opola. Rocz. Glebozn. 53, 3/4: 75–83.
RUSEK A., KABA£A C., DROZDOWSKA J. 2005: Zawartoœæ o³owiu, cynku i miedzi w wybranych
typach próchnic leœnych Dolnego Œl¹ska. Rocz. Glebozn. 56, 1/2: 137–146.
SAWICKA-KAPUSTA K., ZAKRZEWSKA M., BAJOREK K., GDULA-ARGASIÑSKA J. 2002:
Input of heavy metals to the forest floor as a result of Cracow pollution. Environ. Int. 28, 8: 691–698.
Dr hab. Cezary Kaba³a
Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Œrodowiska
Uniwersytet Przyrodniczy we Wroc³awiu
ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wroc³aw
e-mail: [email protected]