Autorzy

Wiesław Barabasz

Katedra Mikrobiologii,

Wydział Rolniczo-Ekonomiczny,

Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

Stanisław Baran

Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Renata Bednarek

Katedra Gleboznawstwa i Kształtowania Krajobrazu,

Wydział Nauk o Ziemi,

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Elżbieta J. Bielińska

Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Anna Bielska

Katedra Gospodarki Przestrzennej i Nauk o Środowisku Przyrodniczym,

Wydział Geodezji i Kartografii,

Politechnika Warszawska

Bolesław Bieniek

Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb,

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Józef Chojnicki

Katedra Nauk o Środowisku Glebowym,

Wydział Rolnictwa i Biologii, SGGW w Warszawie

Ryszard Dębicki

Zakład Gleboznawstwa i Ochrony Gleb,

Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej,

Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

Mirosława Gilewska

Katedra Gleboznawstwa i Rekultywacji,

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Zakład Rekultywacji w Koninie

Sławomir Gonet

Katedra Gleboznawstwa i Kształtowania Krajobrazu,

Wydział Nauk o Ziemi,

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Cezary Kabała

Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Anna Karczewska

Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Jolanta Komisarek

Katedra Gleboznawstwa i Rekultywacji,

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Jan Kucharski

Katedra Mikrobiologii,

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Jerzy Marcinek

Katedra Gleboznawstwa i Rekultywacji,

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Andrzej Mocek

Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gruntów,

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Wojciech Owczarzak

Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gruntów,

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Stefan Skiba

Zakład Gleboznawstwa i Geografii Gleb,

Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Piotr Skłodowski

Katedra Gospodarki Przestrzennej i Nauk o Środowisku Przyrodniczym,

Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

Halina Smal

Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Jerzy Weber

Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska,

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Jadwiga Wyszkowska

Katedra Mikrobiologii,

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Zbigniew Zagórski

Katedra Nauk o Środowisku Glebowym,

Wydział Rolnictwa i Biologii, SGGW w Warszawie

Projekt okładki i stron tytułowych Przemysław Spiechowski

Ilustracje na okładce po lewej: Raduga11/Shutterstock, w środku: Jolanta Komisarek, po prawej: Kichigin/Shutterstock

Recenzenci: prof. dr hab. Halina Dąbkowska-Naskręt prof. dr hab. Jerzy Drozd

Wydawca Małgorzata Nawrot

Redaktor Krystyna Kruczyńska

Produkcja Mariola Grzywacka

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwa Naukowego PWN: Tomasz Szymański / konwersja.virtualo.pl

Książka wydana dzięki wsparciu: Lasów Państwowych, PAK Kopalni Węgla Brunatnego Konin SA, PAK Kopalni Węgla Brunatnego Adamów SA

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo

Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Copyright © by Wydawnictwo Naukowe PWN SA

Warszawa 2015

ISBN 978-83-01-18795-8

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2015 r., (wyd. I)

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

infolinia 801 33 33 88

tel. 22 69 54 321; faks 22 69 54 288

e-mail: pwn@pwn.com.pl; www.pwn.pl

Współpraca reklamowa: reklama@pwn.pl

Spis treści

Przedmowa

1. Definicja i funkcje gleby w środowisku (krajobrazie) Andrzej Mocek

1.1. Definicja

1.2. Funkcje gleby

2. Geologiczne podstawy gleboznawstwa Jerzy Weber, Zbigniew Zagórski

2.1. Wprowadzenie

2.2. Miejsce Ziemi we Wszechświecie, jej powstanie i historia

2.3. Budowa Ziemi

2.4. Procesy geologiczne i cykl skalny

2.4.1. Magmatyzm

2.4.2. Metamorfizm

2.4.3. Wietrzenie

2.4.4. Erozja, transport, sedymentacja i diageneza

2.5. Podstawy mineralogii

2.5.1. Systematyka minerałów

2.5.2. Budowa i podział krzemianów

2.5.3. Charakterystyka najważniejszych minerałów skałotwórczych

2.5.4. Minerały ilaste i ich znaczenie

2.6. Skały magmowe

2.6.1. Budowa skał magmowych

2.6.2. Systematyka skał magmowych

2.6.3. Charakterystyka ważniejszych skał magmowych występujących w Polsce

2.7. Skały osadowe

2.7.1. Podział skał osadowych

2.7.2. Charakterystyka ważniejszych skał okruchowych luźnych

2.7.3. Charakterystyka ważniejszych skał okruchowych scementowanych

2.7.4. Charakterystyka ważniejszych skał pochodzenia chemicznego i organicznego

2.8. Skały metamorficzne

2.8.1. Budowa skał metamorficznych

2.8.2. Charakterystyka ważniejszych skał metamorficznych

3. Czynniki i procesy glebotwórcze Renata Bednarek, Stefan Skiba

3.1. Wprowadzenie

3.2. Wpływ poszczególnych czynników glebotwórczych na powstawanie i rozwój gleb

3.2.1. Organizmy żywe

3.2.2. Klimat

3.2.3. Materiały macierzyste (skały macierzyste)

3.2.4. Rzeźba terenu

3.2.5. Warunki wodne

3.2.6. Czas

3.2.7. Działalność człowieka

3.3. Istota procesu glebotwórczego i zjawiska składające się na proces glebotwórczy

3.4. Elementarne (typologiczne) procesy glebotwórcze

3.4.1. Proces inicjalny

3.4.2. Proces darniowy

3.4.3. Proces brunatnienia

3.4.4. Proces lessiważu

3.4.5. Proces bielicowania

3.4.6. Proces rdzawienia

3.4.7. Proces glejowy

3.4.8. Proces torfienia

3.4.9. Proces murszenia

3.4.10. Proces wertylizacji

3.4.11. Proces ferralityzacji

3.4.12. Proces salinizacji (zasolenia)

3.4.13. Proces sołonizacji

3.4.14. Proces sołodyzacji

4. Morfologia gleb Cezary Kabała

4.1. Wprowadzenie

4.2. Pedon i profil glebowy

4.3. Główne poziomy glebowe (genetyczne)

4.3.1. Miąższość gleby

4.4. Barwa gleby

4.5. Oglejenie gleby

4.5.1. Identyfikacja oglejenia na podstawie barw redukcyjnych

4.5.2. Identyfikacja oglejenia na podstawie barw redukcyjnych i oksydacyjnych

4.6. Struktura gleby

4.6.1. Struktury proste (nieagregatowe)

4.6.2. Struktury agregatowe

4.6.2.1. Struktury sferoidalne

4.6.2.2. Struktury foremnowielościenne (blokowe)

4.6.2.3. Struktury wrzecionowate

4.6.2.4. Struktury dyskoidalne

4.6.2.5. Struktury soczewkowe

4.6.2.6. Stopień ukształtowania i trwałości struktury

4.6.3. Struktury włókniste

4.6.4. Stopnie rozkładu materiałów torfowych

4.6.5. Stopnie rozkładu materiału organicznego w poziomach ektopróchnicznych

4.7. Układ gleby

4.7.1. Układ gleby w stanie suchym

4.7.2. Układ gleby w stanie wilgotnym

4.8. Nagromadzenia i wytrącenia substancji

4.9. Zarys mikromorfologii gleb

5. Właściwości fizyczne gleb Wojciech Owczarzak, Ryszard Dębicki, Andrzej Mocek

5.1. Wprowadzenie

5.2. Gleba jako układ trójfazowy

5.3. Podział właściwości fizycznych gleb

5.4. Podstawowe właściwości fizyczne gleb

5.4.1. Skład granulometryczny gleb (uziarnienie)

5.4.1.1. Frakcje granulometryczne

5.4.1.2. Grupy granulometryczne

5.4.1.3. Zgodność klasyfikacji uziarnienia gleb i utworów mineralnych według PTG (2008 r.) ze standardem USDA

5.4.1.4. Kategorie ciężkości agrotechnicznej gleb według PTG (2008 r.)

5.4.1.5. Interpretacja wyników analizy składu granulometrycznego (uziarnienia)

5.4.1.6. Oznaczanie uziarnienia gleb w badaniach terenowych

5.4.2. Powierzchnia właściwa gleb

5.4.3. Gęstość gleb

5.4.3.1. Gęstość fazy stałej

5.4.3.2. Gęstość objętościowa

5.4.4. Wilgotność gleby

5.4.5. Porowatość gleb

5.4.5.1. Porowatość ogólna

5.4.5.2. Porowatość różnicowa

5.4.6. Plastyczność

5.4.7. Lepkość gleb

5.4.8. Zwięzłość gleb

5.4.9. Zmiany objętościowe gleby

5.4.9.1. Uwagi wstępne

5.4.9.2. Pęcznienie

5.4.9.3. Kurczliwość

5.4.9.4. Procesy mrozowe

5.4.10. Struktura gleb

5.4.10.1. Uwagi wstępne

5.5. Funkcjonalne właściwości fizyczne gleb

5.5.1. Obieg wody w przyrodzie

5.5.1.1. Źródła, rodzaje i postaci wody glebowej

5.5.1.2. Siły wiązania wody w glebie (potencjał wody glebowej)

5.5.1.3. Pojemność wodna gleby (retencja wodna)

5.5.1.4. Ruch wody w glebie

5.5.1.4.1. Infiltracja

5.5.1.4.2. Filtracja

5.5.1.4.3. Podsiąk kapilarny

5.5.1.5. Zapas wody glebowej

5.5.1.6. Gospodarka wodna gleby

5.5.1.6.1. Czynniki kształtujące gospodarkę wodną

5.5.1.6.2. Bilans wodny gleb

5.5.2. Powietrzne i cieplne właściwości gleb

5.5.2.1. Właściwości powietrzne

5.5.2.2. Właściwości cieplne

6. Właściwości chemiczne gleb Sławomir Gonet, Halina Smal, Józef Chojnicki

6.1. Wprowadzenie

6.2. Materia organiczna gleb

6.2.1. Podstawowe definicje, źródła i zawartość materii organicznej w glebach

6.2.2. Substancje humusowe

6.2.3. Funkcje i rola materii organicznej

6.3. Odczyn, kwasowość i właściwości buforowe gleb

6.4. Właściwości sorpcyjne gleb

6.5. Skład chemiczny gleby

6.5.1. Pierwiastki niezbędne do życia roślin

6.5.2. Makroskładniki (azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka)

6.5.3. Mikroskładniki (żelazo, mangan, cynk, miedź, bor, molibden, kobalt, chlor)

7. Właściwości biologiczne i biochemiczne gleby Jan Kucharski, Wiesław Barabasz, Elżbieta J. Bielińska, Jadwiga Wyszkowska

7.1. Wprowadzenie

7.2. Drobnoustroje glebowe

7.2.1. Wirusy

7.2.2. Bakterie

7.2.3. Grzyby

7.2.4. Glony

7.3. Mezo- i makrofauna

7.4. Mikrobiologiczne przemiany materii organicznej w glebie

7.5. Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego

7.5.1. Wiązanie azotu

7.5.2. Amonifikacja

7.5.3. Immobilizacja

7.5.4. Nitryfikacja

7.5.5. Denitryfikacja

7.6. Mikoryza

7.7. Rola mikroorganizmów w przemianach fosforu, siarki, żelaza i manganu

7.8. Mikroorganizmy i enzymy glebowe jako bioindykatory jakości i zdrowotności gleby

8. Systematyka gleb Polski Jerzy Marcinek, Jolanta Komisarek

8.1. Wprowadzenie

8.2. Założenia do systematyki gleb

8.2.1. Współczesna koncepcja gleby klasyfikowanej

8.2.2. Poziomy i warstwy glebowe wyróżnione w systematyce gleb Polski

8.2.3. Koncepcja indywiduum glebowego w klasyfikacji gleb

8.2.4. Ogólne zasady systematyki gleb Polski

8.3. Materiały, poziomy i właściwości diagnostyczne gleb klasyfikowanych

8.3.1. Materiały glebowe

8.3.1.1. Mineralne diagnostyczne materiały glebowe

8.3.1.2. Organiczne diagnostyczne materiały glebowe

8.3.2. Powierzchniowe poziomy diagnostyczne (epipedony)

8.3.3. Podpowierzchniowe poziomy diagnostyczne (endopedony)

8.3.4. Mineralne warstwy i podłoża w glebach organicznych

8.3.5. Diagnostyczne właściwości gleb

8.4. Klasyfikacja i identyfikacja taksonomicznych jednostek glebowych

8.4.1. Opis wydzielonych jednostek taksonomicznych w systematyce gleb Polski

Fotografie wybranych profili gleb Polski

9. Geografia gleb świata Renata Bednarek, Stefan Skiba

9.1. Wprowadzenie

9.2. Charakterystyka gleb strefowych kuli ziemskiej w ujęciu geograficzno-genetycznym

9.2.1. Gleby pasa polarnego

9.2.1.1. Gleby obszaru arktyczno-antarktycznego

9.2.1.2. Gleby obszaru tundrowego

9.2.2. Gleby pasa umiarkowanie chłodnego

9.2.2.1. Gleby marzłociowej strefy tajgi

9.2.2.2. Gleby bezmarzłociowej strefy tajgi

9.2.2.2.1. Gleby podstrefy tajgi północnej

9.2.2.2.2. Gleby podstrefy tajgi środkowej

9.2.2.2.3. Gleby podstrefy tajgi południowej

9.2.3. Gleby pasa umiarkowanie ciepłego

9.2.3.1. Gleby strefy wilgotnej

9.2.3.2. Gleby strefy przejściowej

9.2.3.3. Gleby strefy suchej

9.2.4. Gleby pasa subtropikalnego

9.2.4.1. Gleby strefy wilgotnej

9.2.4.2. Gleby strefy przejściowej

9.2.4.3. Gleby strefy suchej

9.2.5. Gleby pasa tropikalnego

9.2.5.1. Gleby strefy wilgotnej

9.2.5.2. Gleby strefy przejściowej

9.2.5.3. Gleby strefy suchej

9.3. Charakterystyka ważniejszych gleb śródstrefowych (intrazonalnych) kuli ziemskiej

9.3.1. Takyry

9.3.2. Andosole (gleby wulkaniczne)

9.3.3. Gleby mangrowe (namorzynowe)

9.3.4. Podbieły

9.4. Charakterystyka ważniejszych gleb niestrefowych (azonalnych) kuli ziemskiej

9.4.1. Plaggosole

9.4.2. Heilutu

9.4.3. Terra preta

9.4.4. Gleby chinampa (czinampa)

9.5. Gleby świata w ujęciu amerykańskiej klasyfikacji gleb

9.6. Gleby świata w ujęciu klasyfikacji gleb WRB (World Reference Base for Soil Resources 2007)

9.7. Geografia gleb Polski

9.7.1. Specyficzne cechy pokrywy glebowej Polski

9.7.2. Główne prawidłowości w geograficznym rozmieszczeniu gleb w Polsce

9.7.2.1. Gleby terenów nizinnych i wyżynnych

9.7.2.2. Gleby terenów górskich

9.7.2.2.1. Gleby Sudetów

9.7.2.2.2. Gleby Karpat

10. Podstawy kartografii i klasyfikacji użytkowej gleb Piotr Skłodowski, Bolesław Bieniek, Anna Bielska

10.1. Technika terenowych prac gleboznawczych

10.2. Kartografia gleb siedlisk leśnych

10.3. Klasyfikacja bonitacyjna gleb

10.3.1. Klasyfikacja gruntów ornych

10.3.2. Klasyfikacja gleb użytków zielonych

10.3.3. Klasyfikacja gleb pod lasami

10.3.4. Klasyfikacja gruntów pod wodami

10.3.5. Klasyfikacja nieużytków

10.3.6. Klasyfikacja gruntów zrekultywowanych

10.3.7. Treść map klasyfikacyjnych (glebowo-bonitacyjnych)

10.3.8. Współczynniki przeliczeniowe i wskaźniki bonitacji gleb

10.4. Klasyfikacja glebowo-rolnicza

10.4.1. Kompleksy przydatności rolniczej gruntów ornych

10.4.2. Kompleksy trwałych użytków zielonych

10.4.3. Treść map glebowo-rolniczych

10.4.4. Aneks do mapy glebowo-rolniczej

10.5. Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej

10.5.1. Wycena gleb

10.5.2. Wycena agroklimatu

10.5.3. Wycena rzeźby terenu

10.5.4. Wycena stosunków wodnych

11. Zagrożenia, ochrona i rekultywacja gleb Anna Karczewska, Stanisław Baran, Mirosława Gilewska

11.1. Wprowadzenie

11.2. Główne zagrożenia i mechanizmy degradacji gleb w świetle Strategii Tematycznej Ochrony Gleb Unii Europejskiej

11.2.1. Erozja

11.2.1.1. Erozja wodna

11.2.1.2. Erozja wietrzna

11.2.2. Spadek zawartości materii organicznej w glebach

11.2.3. Zanieczyszczenie gleb (lokalne oraz rozproszone)

11.2.4. Zasklepianie gleb

11.2.5. Zagęszczanie gleb

11.2.6. Utrata bioróżnorodności gleb

11.2.7. Zasolenie gleb

11.2.8. Powodzie i osuwiska ziemi

11.3. Zagrożenie gleb degradacją na świecie

11.4. Zagrożenia i degradacja gleb w Polsce

11.4.1. Wyłączenia gleb z użytkowania

11.4.2. Erozja wodna i wietrzna w Polsce

11.4.3. Degradacja geomechaniczna

11.4.4. Degradacja hydrologiczna

11.4.5. Degradacja chemiczna

11.4.5.1. Zakwaszenie gleb

11.4.5.2. Zanieczyszczenie metalami ciężkimi

11.4.5.3. Podatność magnetyczna gleb jako wskaźnik zanieczyszczenia[2]

11.5. Ochrona gleb

11.5.1. Ochrona gleb w prawodawstwie polskim

11.6. Rekultywacja terenów zdegradowanych

11.6.1. Ogólne założenia rekultywacji

11.6.2. Kierunki zagospodarowania terenów zdegradowanych

11.6.3. Fazy rekultywacji

11.7. Rekultywacja i zagospodarowanie wybranych terenów zdegradowanych geomechanicznie

11.7.1. Zwałowiska górnictwa węgla brunatnego

11.7.2. Hałdy górnictwa węgla kamiennego

11.7.3. Kamieniołomy, piaskownie i żwirownie

11.7.4. Składowiska odpadów poflotacyjnych rud metali

11.8. Wybrane zagadnienia z zakresu rekultywacji (remediacji) gleb zdegradowanych chemicznie

11.8.1. Wapnowanie – metoda rekultywacji gleb zakwaszonych

11.8.2. Wybór strategii remediacji. Metody unieruchamiania i usuwania zanieczyszczeń

11.8.3. Zasady remediacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi

11.8.4. Znaczenie i zasady stosowania materii organicznej w rekultywacji

11.8.5. Przykłady metod dekontaminacji gleb

11.8.6. Metody fitoremediacji w rekultywacji gleb

Literatura

Przypisy

Wszystkie rozdziały dostępne w pełnej wersji książki.

Przedmowa

Na polskim rynku księgarskim od kilkunastu lat jest odczuwalny brak nowoczesnego, ogólnopolskiego podręcznika z gleboznawstwa. Ostatni ukazał się w 1999 roku i w wielu przypadkach stracił na aktualności. Wynika to przede wszystkim z ustalenia nowych kryteriów uziarnienia, opracowanych przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze (PTG 2009). Nawiązują one ściśle do podziałów na frakcje i grupy granulometryczne, jakie są stosowane w świecie. PTG opracowało także kolejne wydanie Systematyki gleb Polski (SgP 2011), oparte na poziomach diagnostycznych, identycznych jak w taksonomiach gleb o zasięgu światowym (Soil Taxonomy – 1999) oraz WRB (2007), zalecanej w krajach Unii Europejskiej. Ponadto w podręczniku zaprezentowano najistotniejsze zagadnienia odnośnie do składu mineralogiczno-petrograficznego litosfery, geologii dynamicznej i historycznej, charakterystyki materiałów macierzystych, z których kształtują się gleby pod wpływem czynników i procesów glebotwórczych oraz ich podstawowe właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Poza wspomnianą klasyfikacją przyrodniczą gleb przedstawiono zagadnienia z zakresu podstaw kartografii oraz klasyfikacji użytkowej gleb (klasy bonitacyjne i kompleksy przydatności rolniczej), określające ich wartość rolniczą i najbardziej racjonalne sposoby zagospodarowania.

W przygotowaniu podręcznika wzięli udział uznani specjaliści i wykładowcy z wielu ośrodków akademickich Polski. Może to być gwarancją wysokiej wartości merytorycznej opracowania. Dodatkowym walorem jest aneks prezentujący fotografie najważniejszych typów gleb Polski. Specjalny rozdział poświęcono problematyce dotyczącej zagrożeń, degradacji i rekultywacji gleb. Wzrastająca bowiem antropopresja, wywołująca przekształcenia geomechaniczne, hydrologiczne i chemiczne pokrywy glebowej, wymaga szczególnej troski w zakresie jej ochrony, ażeby zasoby glebowe pozostawić przyszłym pokoleniom w możliwie najlepszym stanie.

W podręczniku stosowano odsyłacze do odpowiednich rozdziałów bądź podrozdziałów, w których szczegółowo omówiono poruszone zagadnienia, procesy itp. Mimo to nie udało się uniknąć pewnych drobnych powtórzeń, co w przypadku pozycji dydaktycznej o interdyscyplinarnym charakterze wydaje się nie tylko dopuszczalne, lecz niekiedy nawet merytorycznie wskazane, zgodnie z sentencją „…repetitio est mater studiorum…”.

Przedkładana pozycja jest przeznaczona głównie dla studentów uniwersytetów przyrodniczych, aczkolwiek w pełni będą mogli z niej korzystać także studenci innych uczelni, studiujący takie kierunki, jak biologia, geografia, ochrona środowiska, architektura krajobrazu, geodezja itp. Sądzimy, że przygotowany podręcznik będzie także cenną pozycją dla doktorantów oraz młodych pracowników naukowych, zatrudnionych w różnych ośrodkach naukowo-badawczych Polski (uczelniach, instytutach itp.).

Oddając do rąk polskich Czytelników niniejsze opracowanie, mamy nadzieję, że przyczyni się ono do lepszego zrozumienia nauki o glebie, jednej z najważniejszych części składowych biosfery. Z gleby zrodziło się życie – Bóg z gliny ulepił postać Adama – oraz się ono w niej kończy.

Autorzy

Wkładka do podręcznika Gleboznawstwo, red. nauk. Andrzej Mocek, PWN, Warszawa 2015

Niniejsza mapa została opracowana jako jedna z map tematycznych do Atlasu geologicznego Polski przewidzianego do wydania w roku 2015. Dzięki uprzejmości wydawcy Atlasu, którym jest Państwowy Instytut Geologiczny, można ją reprodukować i umieścić jako wkładkę w podręczniku Gleboznawstwo pod red. A. Mocka, wydanym przez PWN. Część geometryczna mapy w obu edycjach, tj. geologicznej i podręcznikowej, jest taka sama, inny natomiast jest komentarz do edycji geologicznej i inny do podręcznika.

Powszechnie jest akceptowany pogląd, że mapa gleb jest obrazem przestrzennego rozmieszczenia gleb na obszarze, który przedstawia. Tak jest w istocie. Ale mapa gleb odzwierciedla również określony stan wiedzy o glebach i prawidłowościach ich geograficznego rozmieszczenia. Za syntezę stanu wiedzy o glebach, procesach kształtujących gleby i wynikach tych procesów można uważać systematykę gleb. Systematyka gleb jest to hierarchiczny podział gleb na jednostki według zespołu spójnych (umownych i obiektywnych) kryteriów tworzących system, tj. pozostających ze sobą we współzależności. Systematyka gleb wynika z przyjętej filozofii gleby i gleboznawstwa jako nauki badającej zarówno to, co się dzieje wewnątrz masy glebowej, jak i współzależności gleb z innymi elementami środowiska. Od dawna we wszystkich systematykach gleb jednostką podstawową jest typ gleby.

Legendy map glebowych przedstawiających większe obszary powinny się wywodzić z określonej systematyki gleb, a przestrzenne rozmieszczenie jednostek wyróżnionych w legendzie powinno być ściśle skorelowane z morfogenezą terenu, zbiorowiskami roślinnymi, warunkami wodnymi i zagospodarowaniem terenu. Legenda niniejszej mapy powinna się wywodzić z ostatniej Systematyki gleb Polski przyjętej przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Jednakże duże zróżnicowanie pokrywy glebowej sprawia, że wyróżnienia legend do map w małych skalach nie mogą powtarzać in extenso typów i podtypów gleb wyróżnionych w systematykach gleb. Istnieje więc praktyka, że w niektórych krajach niezależnie od systematyki gleb publikuje się również wykazy gleb dla map w określonych skalach. W Polsce wiele lat temu też były takie próby, ale w większości przypadków legenda do mapy jest tworzona przez autora konkretnej mapy. Wyjątek stanowią mapy wykonywane według jednolitych zasad dla całego kraju, np. mapy klasyfikacyjne, glebowo rolnicze i glebowo siedliskowe. Jak wspomniano, na mapach glebowych w małych skalach nie można przedstawić wszystkich typów gleb wyróżnionych w systematyce, a tylko zgrupowania typów i podtypów gleb połączonych według podobieństwa genetycznego i podobieństwa podstawowych właściwości.

Ostatnia drukowana mapa gleb Polski (Atlas Rzeczpospolitej, 1994) była oparta na IV wydaniu Systematyki Gleb Polski z roku 1989. Obecnie obowiązująca Systematyka Gleb Polski opublikowana w latach 2008 i 2012 (V wydanie) wyróżnia znacznie więcej jednostek (np. 3 typy i 22 podtypy gleb płowych) i zmienia hierarchię wielu jednostek taksonomicznych. Niniejsza mapa stara się uwzględniać nową Systematykę, ale nie rezygnuje z wysokiej pozycji taksonomicznej rędzin i mad, takiej, jaką miały w poprzedniej Systematyce i w polskiej tradycji gleboznawczej. Nie rezygnuje również z nazwy „gleby mułowe”, używanej od dziesiątków lat na polskich mapach glebowych.

Najnowsze badania z zastosowaniem mikromorfologii wykazały, że większość gleb na wyżynach lessowych i na urzeźbionych wysoczyznach polodowcowych, zaliczanych dotychczas do gleb brunatnych ze względu na brązowobrunatny kolor poziomu zalegającego pod poziomem próchnicznym, nie ma diagnostycznego poziomu cambic, a poziom diagnostyczny argic wskazujący na akumulację iłu przemieszczonego z poziomów wierzchnich. Przeważa więc pogląd, że należy je zaliczyć do gleb płowych z zerodowanym poziomem eluwialnym. Dlatego taką jednostkę wydzielono po raz pierwszy na mapie gleb Polski.

Przy redagowaniu niniejszej mapy starano się respektować kanon, że gleba jest jednym z elementów środowiska przyrodniczego, kształtowanym przez wpływ pozostałych elementów, którymi są powierzchniowe utwory geologiczne, morfogeneza i związana z nią rzeźba terenu, roślinność, warunki wodne. Kontury wyróżnione na mapie gleb powinny być więc współzależne z konturami na mapach przedstawiających wymienione wyżej elementy środowiska. Tak też starano się zrobić, zwracając szczególną uwagę na mapę geomorfologiczną i rzeźbę terenu. Wspomniane współzależności są bardziej widoczne w krajobrazach młodo glacjalnych, mniej na równinach przekształconych peryglacjalnie. Ale pełnej nakładalności konturów nie ma, ponieważ nieco inna jest interpretacja kartograficzna utworów powierzchniowych w geologii (zaniedbywalne płytsze warstwy powierzchniowe), a inna interpretacja jednostek glebowych.

W skali 1 : 2 500 000 najmniejszy kontur zapewniający jeszcze czytelność mapy (1 mm x 5 mm) przedstawia obszar 2,5 km x 12,5 km, więc nawet małe kontury, nie mówiąc o większych, nie przedstawiają jednorodnych, zgodnych z legendą powierzchni glebowych, a jednostki glebowo krajobrazowe (morfolitogeniczne, ang. soilscape) są wypełnione kilkoma typami gleb. Dlatego w legendzie wyróżniono 2 kolumny: gleby przeważające w konturach i gleby towarzyszące.

Dla ułatwienia korzystania z tej mapy do celów porównawczych w skali Europy i dla ułatwienia korzystania z Europejskiej Bazy Danych o Glebach dodano w legendzie odpowiedniki według międzynarodowego wykazu gleb WRB (World Reference Base for Soil Resources).

Przy redagowaniu niniejszej mapy głównymi źródłami były:

1. S. Białousz, Gleby – klasyfikacja genetyczna, mapa z Atlasu Rzeczpospolitej z 1994 r.

2. Soil Atlas of Europe, wyd. Komisji Europejskiej, 2005.

3. S. Białousz, Soil Map of Poland according to WRB, mapa 1 : 1 000 000 przygotowana dla Komisji Europejskiej, 2011 (wersja elektroniczna).

4. Mapy: geomorfologiczna i geologiczna 1 : 500 000, potencjalnej roślinności naturalnej 1 : 300 000

Źródła uzupełniające:

1. S. Skiba, Gleby Karpat (wersja elektroniczna).

2. J. Marcinek, Gleby Wielkopolski.

3. R. Bednarek, Z. Prusinkiewicz, Geografia gleb, PWN, 1997.

4. Model pokrywy glebowej terenów młodoglacjalnych przedstawiony w publikacji: S. Białousz, Wpływ morfogenezy Pojezierza Mazurskiego na kształtowanie się gleb, Roczniki Nauk Rolniczych, Monografie. Nr 166, Warszawa 1978.

5. S. Białousz i inni, Baza danych gleb i krajobrazów dorzecza Odry opracowana dla Komisji Europejskiej.

6. Materiały z konferencji gleboznawczych i badań własnych, podczas których autor poznał w terenie większość gleb Polski.

Problem gleb płowych zerodowanych autor konsultował z M. Jankowskim, J. Marcinkiem, A. Mockiem, S. Skibą, R. Turskim.

Legenda

(w nawiasach odpowiedniki wg klasyfikacji międzynarodowej WRB)

Gleby przeważające w konturach

Gleby towarzyszące

1 gleby inicjalne skaliste i rumoszowe (litosole) oraz gleby słabo ukształtowane (rankery)

(Lithic Leptosols, Leptic Umbrisols)

brunatne kwaśne, bielicowe, deluwialne

(Dystric Cambisols, Podzols, Colluvic Sols)

2 gleby inicjalne akumulacyjne (wydmowe)

(Haplic Arenosols)

rdzawe, bielicowe

(Dystric Arenosols, Podzols)

3 rędziny i pararędziny

(Rendzic Leptosols, Rendzic Phaeozems, Calcaric Cambisols)

brunatne eutroficzne, deluwialne

(Haplic Cambisols, Colluvic Sols)

4 czarnoziemy

(Haplic Chernozems, Luvic Chernozems)

płowe zerodowane, deluwialne

(Haplic Luvisols, Colluvic Sols)

5 gleby brunatne eutroficzne, typowe i wyługowane

(Haplic Cambisols)

płowe, deluwialne, brunatne kwaśne

(Luvisols, Colluvic Sols, Dystric Cambisols)

6 gleby brunatne dystroficzne (kwaśne)

(Dystric Cambisols, Leptic Umbrisols)

słabo ukształtowane (rankery), rdzawe bielicowane, deluwialne

(Leptic Umbrisols, Leptic Podzols, Colluvic Sols)

7 gleby rdzawe typowe i brunatne eutroficzne

(Brunic Arenosols, Calcaric Arenosols)

rdzawe bielicowane, deluwialne

(Dystric Arenosols, Colluvic Sols)

8 gleby rdzawe typowe i rdzawe bielicowane

(Brunic Arenosols, Dystric Arenosols)

bielicowe, płowe zaciekowe

(Podzols, Albic Albeluvisols)

9 gleby płowe typowe i płowe opadowo-glejowe

(Albic Luvisols, Stagnic Luvisols)

płowe zaciekowe, glejowe, rdzawe

(Albic Albeluvisols, Gleysols, Brunic Arenosols)

10 gleby płowe zaciekowe, typowe i opadowo-glejowe

(Albic Albeluvisols, Stagnic Albeluvisols)

płowe typowe, glejowe, czarne ziemie

(Albic Luvisols, Umbric Gleysols)

11 gleby płowe zerodowane

(Haplic Luvisols)

płowe typowe, brunatne eutroficzne, deluwialne

(Albic Luvisols, Haplic Cambisols, Colluvic Sols)

12 gleby bielicowe i bielice

(Haplic Podzols, Albic Podzols)

rdzawe, glejowe, murszowe

(Dystric Arenosols, Dystric Gleysols, Histic Gleysols)

13 czarne ziemie

(Mollic Gleysols, Gleyic Phaeozems)

glejowe, murszowe

(Umbric Gleysols, Histic Gleysols)

14 gleby glejowe i mułowe

(Umbric Gleysols, Limnic Gleysols)

murszowe, czarne ziemie, bielice

(Histic Gleysols, Mollic Gleysols, Podzols)

15 gleby organiczne (murszowe i torfowe)

(Histic Gleysols, Sapric Histosols, Fibric Histosols)

glejowe, mułowe, czarne ziemie

(Umbric Gleysols, Limnic Gleysols, Mollic Gleysols)

16 mady rzeczne

(Fluvisols)

mułowe, murszowe, torfowe

(Limnic Gleysols, Histic Gleysols, Fibric histosols)

17 gleby antropogeniczne i tereny zabudowane

(Anthrosols, Technosols)

różne

(various)

18 wody (Water bodies)

ROZDZIAŁ 1

Definicja i funkcje gleby w środowisku (krajobrazie)

Andrzej Mocek

1.1. Definicja

Gleba jest integralnym składnikiem wszystkich ekosystemów lądowych i niektórych płytkowodnych. Stanowi ona powierzchniową warstwę litosfery, miąższości około 1,5–2,0 m, ukształtowaną z określonego materiału macierzystego (skały macierzystej) pod wpływem ściśle zdefiniowanych czynników i procesów glebotwórczych (patrz rozdz. 2 i 3). Bardzo często spotyka się także bardziej rozwiniętą definicję gleby, w której wymienione są poszczególne czynniki glebotwórcze. W takim ujęciu definicja gleby przedstawia się następująco:

Gleba obejmuje naturalną zewnętrzną warstwę litosfery (skorupy ziemskiej) ukształtowaną w wyniku integralnego oddziaływania klimatu i żywych organizmów na zwietrzelinę skalną (macierzysty materiał glebowy) w warunkach określonego reliefu, w ciągu pewnego przedziału czasu, przy wydatnym wpływie bezpośrednim bądź pośrednim gospodarczej działalności człowieka.

1.2. Funkcje gleby

Gleba pełni bardzo różnorodne funkcje w środowisku i krajobrazie. Jej walory dostrzegano już w starożytności. W tradycji hebrajskiej pierwszemu człowiekowi nadano imię Adam, od słowa adama, oznaczającego glebę. Imię jego partnerki – wybrane przez Adama – brzmiało Heva (później transliterowane do Ewa), co oznaczało „życie” lub „matkę życia”. Można zatem przyjąć, że imiona Adam i Ewa oznaczały niemal dosłownie glebę i życie. Według Greków ziemia to Gaja, czyli bogini, która z woli boga nieba Uranosa urodziła wszystkich bogów greckiego panteonu. W języku łacińskim terminem glaeba określano ziemię uprawną (rolę).

Pierwsze wielkie cywilizacje rozwijały się w miejscach, gdzie występowały żyzne gleby. Wystarczy wspomnieć o Asyrii i Babilonii, krainach Mezopotamii usytuowanych w dolinach Eufratu i Tygrysu, czy Egipcie rozwijającym się w dolinie Nilu. Już wówczas dostrzegano jedną z najważniejszych ról, jakie odgrywa gleba, tj. udział w produkcji biomasy. Gleba poza tym, że jest magazynem wielu składników pokarmowych dla roślin (patrz rozdz. 6), charakteryzuje się zdolnością retencjonowania znacznych ilości wody oraz stanowi substrat, w którym rozwijają się podziemne organy roślinne. W jednometrowej warstwie gleby w wielu przypadkach może się zmagazynować całoroczna ilość wody opadowej (patrz rozdz. 5).

Ponadto gleba stwarza określone warunki edaficzne do bytowania różnorodnej mikroflory i mezofauny. Drobnoustroje glebowe decydują niemal o wszystkich procesach przebiegających w tej części biosfery. Decydują one o rozkładzie i syntezie związków mineralnych i organicznych, krążeniu pierwiastków i składników pokarmowych w przypowierzchniowej warstwie litosfery oraz uczestniczą w wielu procesach samoregulujących (np. buforowości), zapewniających ekosystemom mniejszą lub większą odporność na działanie czynników destrukcyjnych, a tym samym decydują o bioróżnorodności (patrz rozdz. 7). W 1 gramie gleby może występować ogromna liczba mikroorganizmów, odpowiedzialnych za biochemiczne procesy enzymatyczne, prowadzące do rozkładu różnych odpadów lub zanieczyszczeń. Ta higieniczno-sanitarna rola gleby bardzo często jest niewłaściwie wykorzystywana przez człowieka, traktującego ją jako miejsce depozycji odpadów, w którym wszystko ulegnie dekompozycji.

Gleby w odróżnieniu od skał, z których powstały (patrz rozdz. 2), są tworami ożywionymi, wzbogacanymi w materię organiczną, dostarczaną przez resztki roślinne i zwierzęce. Materia ta akumuluje się głównie w wierzchnich (0–30 cm) poziomach przypowierzchniowych, tworząc tzw. humosferę (łac. humus – próchnica). Zawiera ona większe ilości materii organicznej i energii, aniżeli są zgromadzone w biomasie wszystkich organizmów lądowych. Tym samym ta przypowierzchniowa, próchniczna część litosfery stanowi ogromny, geochemiczny akumulator przekształconej energii słonecznej i odgrywa niezwykle istotną rolę w sekwestracji węgla.

Reasumując, można stwierdzić, że gleba jest systemem niezwykle ważnym w krajobrazie, znacznie stabilniejszym od powietrza i wody, choć wykazującym zdecydowanie większą różnorodność w czasie i przestrzeni. Stanowi ona nieodnawialne i niepomnażalne bogactwo naturalne, słabo dostrzegalne za pomocą zmysłów. Powoduje to, że zalicza się do elementu przyrody, który wzbudza stosunkowo małe zainteresowanie wśród polityków i innych decydentów.

Poza wyżej wymienionymi najważniejszymi funkcjami czysto biologicznymi, gleby stanowią również podstawową bazę dla techniki, przemysłu i struktur socjoekonomicznych oraz ich rozwoju, tj. dla konstrukcji przemysłowych (obiektów), domów, systemów transportu, terenów sportowych i rekreacyjnych, składowisk śmieci i innych. Używa się ich także jako surowców, np. piasku i żwiru, gliny, iłu w budownictwie, drogownictwie oraz produkcji wyrobów ceramicznych. Gleby są neogenicznym i kulturowym dziedzictwem, tworząc istotną część krajobrazu oraz stanowią paleontologiczne i archeologiczne skarbnice o wysokiej wartości dla poznania historii Ziemi i ludzkości.