Degradacja - pogorszenie właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych oraz spadek ich aktywności biologicznej

Dewastacja - całkowita utrata właściwości użytkowych gleby

Raport Komisji Europejskiej w sprawie Strategii Tematycznej Ochrony Gleb wyróżnia następujące mechanizmy zagrożenia gleb i odpowiadające im formy degradacji: -pustynnienie -Erozja -Spadek zawartości materii organicznej -Zanieczyszczenia gleby -Zasklepianie gleby -Zagęszczanie gleby -Spadek różnorodności biologicznej -Zasolenie -Powodzie i osuwiska ziemi

W warunkach Polski za decydujące o zagrożeniu gleb dewastacją uważane są (wg Siuty): -Techniczna degradacja struktury ekologicznej (zabudowa techniczna i eksploatacja kopalin) -Zniekształcenie powierzchniowych utworów geologicznych i rzeźby terenu -Mechaniczne uszkodzenie lub zniszczenie poziomu próchnicznego -Rolnicza degradacja struktury ekologicznej (ekologicznie wadliweużytkowanie gruntów) -Erozja -Kwasowa degradacja gleb -Degradacja chemiczna (zanieczyszczenie chemiczne, zubożenie gleby przez wynoszenie składników z plonem, zubożenie gleby przez wymywanie składaników, zniekształcenie chemizmu gleby wskutek deficytu tlenowego, zasolenie) -Przesuszenie i zawodnienie -Wieloczynnikowa degradacja przemysłowa

Procesy degradacji gleb związane są z: 1. Przeznaczaniem gleb produktywnych na cele nierolnicze i nieleśne, wyłączenie z użytkowania , zasklepianie 2. Procesami naturalnej degradacji, intensyfikowanymi przez człowieka: -Erozja wodna i wietrzna -Osuwiska i inne geomorfologiczne mechanizmy niszczenia gleb -Pustynnienie i stepowienie 3. Degradacją antropogeniczną: -Geomechaniczną -Hydrologiczną -Chemiczną -i innymi

Antropogeniczne formy degradacji gleb: -Geomechaniczna - częściowe lub całkowite zniszczenie powierzchni litosfery oraz profilu glebowego. Najczęściej jest to skutek robót górniczych, budowlanych, tworzenia składowisk, zwałowisk, zbiorników retencyjnych i obwałowań a także wydobywania torfów -Hydrologiczna - niekorzystne zmiany warunków wodnych, najczęściej związane ze zmianą położenia wód glebowo - gruntowych. Zmiany te mogą postępować w kierunku przesuszenia a także nadmiernego zawodnienia. Przesuszenia gleb występują najczęściej w obrębie lejów depresji powstałych w wyniku intensywnego odpompowywania wód podziemnych, a także niewłaściwego prowadzenia melioracji odwadniających. Zawodnienia powstają najczęściej w sąsiedztwie sztucznych zbiorników wodnych, z których następuje infiltracja wód, a także na terenach , gdzie w wyniku działalności górniczej następuje deformacja powierzchni i obniżanie rzędnych terenu -Chemiczna - niekorzystne zmiany w składzie gleb, ich właściwościach fizycznych, chemicznych , fizykochemicznych i biologicznych wskutek wprowadzenia do gleby obcych substancji z różnych źródeł. Formą degradacji chemicznej są też zmiany naturalnej równowagi chemicznej, prowadzące do zakwaszenia albo wyjałowienia gleb -Biologiczna - załamanie się naturalnej równowagi biologicznej środowiska glebowego, wskutek działania różnych czynników. Pod pojęciem degradacji biologicznej określa się czasem skażenie ziemi związane z występowaniem w nich bakterii chorobotwórczych i pasożytów -Mechaniczne zanieczyszczenie - wprowadzenie do gleby cząstek substancji stałych innych niż tworzywo glebowe, o wymiarach większych od 1 mm, np. odpadów budowlanych, cząstek mineralnych rozproszonych w rejonie oddziaływania eksploatacji kopalin, a także różnego rodzaju odpadów -Zmęczenie - specyficzna forma degradacji biologicznej i chemicznej związana z uprawą roślin w monokulturze

PRZEKSZTAŁCENIA GLEB POD WPŁYWEM CZYNNIKÓW KLIMATYCZNYCH

Erozja jest jednym z zasadniczych procesów oddziaływujących na rzeźbęskorupy ziemskiej. Wchodzą w jej skład zjawiska: • kruszenia skał, • dezintegracji, • transportu materiału • akumulacji materiału. Na zjawiska dezintegracji skał wpływająprocesy wietrzenia, a w ich transporcie biorąudział woda, wiatr, siła ciężkości (ruchy masowe) i w niektórych obszarach -lodowce. W rezultacie erozji w miejscach wynoszenia materiału następuje obniżanie sięterenu (denudacja), a w miejscach jego akumulacji podwyższanie.

Erozja gleb jest przyspieszonym przez działalnośćczłowieka procesem niszczenia pokrywy glebowej. Może ją wywołać woda, wiatr -a w terenach silniej urzeźbionych -także siła grawitacji.

Rodzaje erozji wodnej Erozja powierzchniowa zachodzi wtedy, gdy woda spływająca po zboczu unosi ze sobą drobne cząstki glebowe i rozpuszczone sole mineralne bez tworzenia wyraźnych wcięć w powierzchnię gleby. Zachodzi już przy spadkach od 3%. Jej efektem jest wyraźne zmniejszenie zawartości części próchnicznych i ilastych w glebie oraz wymycie składników pokarmowych. Stanowi także poważne zagrożenie czystości wód powierzchniowych, powodując ich eutrofizację

Natężenie erozji wodnej powierzchniowej zależy od: -nachylenia i długości stoku, -rodzaju utworu glebowego, -intensywności opadów, -sposobu użytkowania.

Wyróżnia się 5 stopni nasilenia erozji w zależności od grupy gleb, nachylenia i sumy rocznych opadów: -słaby (częściowe zmywanie poziomu orno-próchnicznego) -umiarkowany (zmywanie poziomu orno-próchnicznego) -średni (silniejsze zmywanie poziomu orno-próchnicznego) -silny (niszczenie całego profilu glebowego, częściowe rozczłonkowanie rzeźby) -bardzo silny (j.w. lecz silniej wyrażony)

Erozja liniowa zachodzi w wyniku bardziej intensywnego spływu wody, spowodowanego silniejszym opadem lub większym spadkiem; tworzą się chwilowe strumyki i strumienie, które formują z początku żłobiny, potem wąwozy różnej wielkości. W tym przypadku cały materiał glebowy ze żłobiny, czy wąwozu jest wyniesiony przez wodę, a jego segregacja następuje u podnóża zbocza.

Erozja wąwozowa -w materiale erozyjnie podatnym (pyły), przy znacznych nachyleniach terenu, dochodzi do żłobienia przez wody płynące wąwozów o znacznych głębokościach

Erozja eoliczna (wietrzna) -polega na przenoszeniu cząstek glebowych przez wiatr. Występuje przy wietrze o prędkościach 10 -20 m/sek na glebach suchych i o układzie luźnym. W naszym klimacie kojarzy się nam z wydmami piaszczystymi, występującymi powszechnie nad morzem oraz w wielu innych miejscach piaszczystych, pozbawionych roślinności.

Czynniki przeciwdziałające erozji: • Osłona i wiązanie powierzchni gruntu poprzez rosnącą na niej roślinność • Właściwa uprawa (agrotechnika przeciwerozyjna) • Właściwe melioracje wodne

Czynniki sprzyjające erozji: • Wycinanie i wypalanie lasów (zwłaszcza wilgotnych lasów równikowych), • Źle prowadzone osuszanie terenów, • Likwidacja miedz w procesie łączenia małych gospodarstw w duże farmy, • Usuwanie murków, żywopłotów, zakrzewień i zadrzewień śródpolnych, • Zbyt intensywny wypas zwierząt, • Zła lokalizacja dróg gruntowych • Uprawa stromych stoków i dolinek śródzboczowych • Uprawa wzdłuż stoku

Ruchy masowe to zespół procesów, z których siłą sprawczą jest siła grawitacji Wyróżnia się m.in.: Odpadanie -odrywanie się od litego podłoża i spadanie fragmentów zwietrzałej skały Obrywanie-obrywanie się mas skalnych bądź ziemnych z nawisów, przy czym oderwane elementy przemieszczają się drogą powietrzną. Osuwanie-na ogół szybkie przemieszczanie się w dół stoku mas glebowo-zwietrzelinowych. Osuwanie ma miejsce najczęściej na skutek nadmiernego uwilgotnienia lub zmian w rzeźbie terenu, powodujących zwiększenie nachylenia stoku, w wyniku czego traci on stateczność przyjmując różne płaszczyzny poślizgu. Spływy-(soliflukcja), spływanie nadmiernie uwilgotnionych mas glebowo-zwietrzelinowych po płaszczyźnie poślizgu utworzonej przez nierozmarzniętą jeszcze warstwę gruntu. Zachodzi najczęściej na utworach glebowych o dużej zawartości części ilastych i pyłowych, na stokach o wystawie północnej i spadkach powyżej 30%. Typową formą dla tego rodzaju erozji są jęzory soliflukcyjne. Pełzanie-mechanizm podobny do osuwania, jednak ruch mas ziemnych przebiega wolniej, miąższość przemieszczanej warstwy bywa znacznie większa. Osiadanie-powolne obniżanie się powierzchni terenu wskutek zmniejszenia objętości gruntu. Osiadanie często towarzyszy procesom

Pustynnienie i stepowienie Pustynnienie - naturalny lub antropogeniczny proces nieodwracalnych zmian gleby i roślinności na obszarach suchych, prowadzącym do całkowitej dezintegracji potencjału biologicznego i zamianie danego obszaru w pustynię W warunkach Polskich stepowienie często ma przebieg bardzo niekorzystny. W wyniku procesu przesuszenie powierzchniowej warstwy gleby dochodzi do przyspieszonego procesu bielicowania i rozwoju roślinności kwasolubnej , różniącej się od typowej roślinności stepowej.

Stepowienie - proces wkraczania roślinności stepowej na obszar strefy leśnej lub zwiększanie się udziału roślinności stepowej w zbiorowiskach strefy leśnej, co związane jest z przesuszeniem gleb. Przyczyny: -Działalność człowieka prowadząca do obniżania się poziomu wód gruntowych -Spadek rocznej sumy opadów do wartości poniżej 500 mm i kontynentalizacja klimatu w strefie klimatu umiarkowanego

Z punktu widzenia kształtowania gleb stepowienie jest procesem korzystnym, gdyż z uwagi na ograniczone wymywanie kationów zasadowych, prowadzi do poprawy zasobności, struktury i właściwości fizykochemicznych. Jest to szczególnie wyraźne w przypadku zaistnienia procesu darnienia. Z drugiej strony wkraczanie roślinności trawiastej w miejsce leśnej prowadzi do zmniejszenia zdolności do akumulacji dwutlenku węgla, ograniczenia produkcji pierwotnej oraz przyspieszenia obiegu biogeochemicznego pierwiastków.

Degradacja geomechaniczna Na terenach zdegradowanych geomechanicznie powstają nowe, antropogeniczne formy rzeźby powierzchni: -Zwałowiska (zwane zwałami lub hałdami) - formy wypukłe -Wyrobiska - formy wklęsłe

Degradacja hydrologiczna gleb Przekształcenia związane z degradacją hydrologiczną gleb mogą postępować w kierunku przesuszenia lub nadmiernego zawodnienia gleb Przyczyny przesuszenia gleb: -kopalnie odkrywkowe -kopalnie podziemne -ujęcia wód podziemnych -niewłaściwie wykonane melioracje odwadniające Przyczyny zawodnienia gleb: -Sztuczne zbiorniki wodne -Zbiorniki odpadów ciekłych i półpłynnych -Kopalnie podziemne powodujące deformacje terenu

Melioracje odwadniające -Włączanie terenów podmokłych i zabagnionych do użytkowania rolniczego było priorytetem polityki rolnej w latach 50. i 60. XX wieku . W całym kraju zdrenowano 84% gruntów ornych i 21% powierzchni użytków zielonych -Przesuszenie gleby szczególnie niekorzystnie objawia się na glebach organicznych w postaci murszenia i przyspieszonej mineralizacji. Mineralizacja ta prowadzi do obniżania powierzchni torfowisk (nawet do 3 cm rocznie) a także uwalniania dużych ilości azotu (nawet do 1300 kgN/ha) co prowadzi do eutrofizacji wód. Przesuszone gleby organiczne łatwo ulegają pożarom

Skutki przesuszenia gruntów ornych Wpływ przesuszenia na produktywność gleb o gospodarce wodnej opadowo - retencyjnej jest nieznaczny. Przesuszenie wpływa natomiast na gleby o gruntowo - wodnym i opadowo-gruntowo-wodnym typie gospodarki wodnej. Dla gleb kompleksów pszennych przesuszenie nie ma większego wpływu, obserwuje się ewentualne pogorszenie parametrów kompleksu 1 prowadzące do przenisienia do kompleksów 2 albo nawet 3.

Właściwości gleb kompleksu żytniego mogą ulec pogorszeniu. W przypadku podmokłych gleb kompleksów zbożowo-pastewnych przesuszenie może spowodować poprawę właściwości i przeniesienie do wyższej klasyfikacji

Skutki przesuszenia trwałych użytków zielonych Przesuszenie gleb trwałych użytków zielonych najczęściej prowadzi do obniżenia produktywności i przejścia do gorszej klasy. W niektórych przypadkach możliwe jest jednak przejście w kierunku klas wyższych, co bardzo często związane jest z rodzajem skały macierzystej gleb.

Wpływ przesuszenia na gleby leśne W przypadku gleb o opadowym typie gospodarki wodnej i głębokim zwierciadle wód gruntowych, przesuszenie nie wpływa znacząco na wilgotność powierzchniowych warstw gleb leśnych. Dotyczy to także gleb posiadających płytki poziom wód gruntowych stagnujacych po opadach ze względu na obecność warstw nieprzepuszczalnych. W przypadku gleb cechujących się płytkim zwierciadłem wód gruntowych zalegających na utworach przepuszczalnych, przesuszenie może negatywnie wpłynąć na wegetację roślin i doprowadzić do zmiany typu siedliskowego lasu. Zmiany zachodzą w kierunku przekształcania siedlisk bagiennych w świeże , a świeżych w suche.

Zawodnienie gleb Zmiany właściwości gleb zawodnionych powodują przejście gleb kompleksów pszennych w kompleks zbożowo-pastewny mocny, a żytnich zbożowo-pastewny mocny. W drastycznych przypadkach wartość użytkowa gleb może zostać obniżona nawet o kilka klas bonitacyjnych. Kolejnym etapem zawodnienia może być zatapianie. Wyróżnia się trzy formy zatapiania gleb [wg Siuty]: a) Sporadyczne - występuje w naturalnych i antropogenicznych obniżeniach terenu o utrudnionym odpływie, tej formy zatopienia nie traktuje się jako degradacji gdyż po odprowadzeniu nadmiaru wody szybko odzyskuje aktywność biologiczną i urodzajność b) Sezonowe - forma degradacji gleb, występuje corocznie, użytkowanie orne gruntów sezonowo zatapianych będzie możliwe po uregulowaniu stosunków wodnych, w przeciwnym wypadku gleby takie należy przekształcić w trwałe użytki zielone c) Permanentne (wzglednie trwałe) - przekształca gleby suchogruntowe w mokradła i nieużytki

Powódź jako szczególny przykład okresowego zatopienia gleb Z punktu widzenia naturalnych procesów glebotwórczych zjawiska powodziowe w rozpatrywane w dłuższym okresie można uznać za poprawiające produktywność gleb. W sytuacji ogólnego postępującego zanieczyszczenia środowisko oprócz substancji użyźniających wody powodziowe wprowadzają do gleby także zanieczyszczenia wymyte z zalanych terenów. Długotrwały zalew prowadzi do deficytu tlenowego , który negatywnie oddziałuje na mikroorganizmy glebowe, korzenie roślin i niektóre właściwości gleb.

Powódź może być przyczyną następujących form degradacji gleb: -Lokalne zmiany geomechaniczne, związane ze zniszczeniem profilu glebowego (np. depozycja na powierzchni ławic piasku) -Przejściowa anaerobioza - deficyt tlenowy powoduje zamieranie roślin - zarówno uprawnych , jak i dziko rosnących -Uruchomienie jonów Fe i Mn w warunkach obniżonego potencjału redoks -Deponowanie na powierzchni gleby warstw osadów zawierających znaczne ilości metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych. Po wymieszaniu z warstwo orną na ogół nie stwierdza się znaczniejszego wzrostu zawartości metali w glebach ani trwałego pogorszenia innych właściwości chemicznych gleb -Zanieczyszczenia bakteriologiczne - pochodzące z fekaliów, kanalizacji, oczyszczalni ścieków, składowisk odpadów, a także z rozkładu padłych zwierząt Większość zmian - oprócz degradacji geomechanicznej - ma charakter odwracalny . Degradacja chemiczna gleb Zanieczyszczenia chemiczne gleb to substancje o charakterze: -Nieorganicznym - szkodliwe lub toksyczne działanie zawiązane jest z właściwościami danego pierwiastka lub jonu (metale ciężkie, arsen, selen ,fluor) -Organicznym , o różnej podatności na biodegradację i rozkład. Wskutek przemian albo całkowitego rozkładu tych związków mogą powstawać produkty całkowicie obojętne dla środowiska a także wtórne produkty o znacznej szkodliwości Szczególne formy degradacji chemicznej to zasolenie a także niekorzystne zmiany odczynu.

Do najważniejszych zanieczyszczeń organicznych zalicza się: -Substancje ropopochodne -Wielocykliczne węglowodory aromatyczne (WWA) -Związki chloroorganiczne -Dioksyny -Polichlorowane bifenyle (PCB) -pestycydy

Odporność gleb na degradację chemiczną jest ściśle związana z pojemnością kompleksu sorpcyjnego i stopniem wysycenia tego kompleksy kationami zasadowymi.

Zakwaszenie gleb Naturalne przyczyny zakwaszenia gleb: -Pobieranie składników zasadowych z gleb przez rosliny -Powstawanie naturalnych kwasów organicznych w procesach fizjologicznych roślin i organizmów glebowych -Wydzielanie CO2 w procesach oddychania -Wymywanie składników zasadowych w głąb profilu glebowego Antropogeniczne przyczyny zakwaszenia gleb: -„kwaśne deszcze” opady o wartości pH poniżej 5,2 (naturalne 5,6) -Intensywna produkcja rolnicza (odprowadzanie składników zasadowych z plonami, stosowanie nawozów fizjologicznie kwaśnych) Skutki zakwaszenia gleb 1. Rozkład minerałów ilastych 2. Uruchomienie glinu, żelaza, metali ciężkich 3. Zwiększenie ruchliwości koloidów (intensyfikacja procesów przemywania i bielicowania) 4. Wymywanie składników kationowych 5. Ograniczenie przyswajalności składników anionowych (fosforu, boru i molibdenu) 6. Obniżenie aktywności biologicznej

Metale ciężkie w glebie Naturalne źródła metali ciężkich: -Wietrzenie skały macierzystej -Opad atmosferyczny -Dopływ z wodami Antropogeniczne źródła metali ciężkich: -opad pyłów -Wprowadzane do gleb ścieki i odpady -Nawozy mineralne i organiczne -pestycydy

Mobilność metali ciężkich w glebach Najważniejsze czynniki decydujące o rozpuszczalności metali ciężkich to: -Rodzaj metalu, -Jego pochodzenie i pierwotna forma geochemiczna -Odczyn gleby -Pojemność sorpcyjna gleby -Potencjał redoks -Potencjał tworzenia ruchliwych połączeń kompleksowych ze związkami organicznymi

Zasolenie gleb jest miarą zawartości w glebie soli łatwo rozpuszczalnych w wodzie: chlorków, azotanów, siarczanów a także węglanów sou i potasu Przyczyny zasolenia gleb: -Nawadnianie gleb klimatu aridowego -Nawadnianie gleb ściekami lub gnojowicą o dużej zawartości rozpuszczalnych soli -Dopływ soli ze źródeł antropogenicznych -Użytkowanie gleb typu marszów

---