Wiadomości

[fot. Andrzej Romański] fot. Andrzej Romański

Monitorowanie zmian gleby a zarządzanie miastem

2020-05-11

Na podstawie oryginalnej metody opartej na wybranych metrykach krajobrazowych naukowcy z UMK precyzyjnie wskazali najsilniej przekształcone w wyniku działalności człowieka gleby w Inowrocławiu oraz obszary, na których straty najbardziej żyznych gleb są największe. Wyniki ich badań mogą wspierać planowanie przestrzenne i projektowanie krajobrazu.

Mgr Sylwia Pindral, dr hab. Rafał Kot, prof. UMK, dr hab. Piotr Hulisz, prof. UMK oraz dr hab. Przemysław Charzyński, prof. UMK z Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej opublikowali artykuł pt. „Landscape metrics as a tool for analysis of urban pedodiversity” w Land Degradation and Development, jednym z najbardziej renomowanych czasopism naukowych w zakresie nauk o środowisku i nauk o glebie. Jest on efektem współpracy prowadzonej przez członków grup badawczych Inicjatywy Doskonałości - Uczelni Badawczej: priorytetowego zespołu badawczego „Urban Soil Environment” oraz emerging field „Soil science, microbiology, agricultural genetics and food quality”. Publikacja jest częścią cyklu przygotowywanego w ramach rozprawy doktorskiej mgr Pindral, której promotorem jest prof. Hulisz.

Autorzy publikacji tłumaczą, że urbanizacja jest głównym czynnikiem determinującym rozkład przestrzenny ludności na świecie. Według danych ONZ z 2018 r. aż 55 proc. populacji zamieszkuje obszary zurbanizowane. Dla porównania w 1950 r. było to zaledwie 30 proc., a prognozy na rok 2050 przewidują, że ok. 70 proc. światowej populacji będzie skupionych w miastach. Autorzy wyjaśniają, że w czasie rozwoju miast użytkowanie gleb, pierwotnie wykorzystywanych do celów rolniczych i zapewniających szeroki zakres usług ekosystemowych, takich jak np. produkcja żywności i biomasy, filtracja i zatrzymywanie zanieczyszczeń oraz gromadzenie wody i zasobów składników odżywczych, ulega dużym zmianom. Jest to przede wszystkim związane z zajmowaniem terenów na cele mieszkaniowe, handlowe, przemysłowe i komunikacyjne. Proces ten prowadzi często do degradacji lub utraty cennych zasobów glebowych, dlatego też monitorowanie niekorzystnych zmian, racjonalne planowanie przestrzenne i ochrona środowiska glebowego są tak ważnymi aspektami skutecznego zarządzania miastem.

- Na obszarach zurbanizowanych badania struktury przestrzennej gleb są rzadko prowadzone – zauważa mgr Sylwia Pindral, doktorantka na Wydziale Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej. - Jednym ze sposobów oceny jakościowej i ilościowej struktury przestrzennej pokrywy glebowej jest analiza jej różnorodności. W najogólniejszym ujęciu, różnorodność gleb rozumiana jest jako zmienność jednostek glebowych lub ich właściwości na określonym obszarze. Jedną z najczęściej stosowanych metod w analizie różnorodności gleb są metryki krajobrazowe. Umożliwiają one ilościową analizę struktury przestrzennej krajobrazu, których obliczenia opierają się na rozmieszczeniu, sąsiedztwie, kształcie czy obfitości występowania poszczególnych jednostek (płatów) wyróżnionych na mapach.

Celem badań było opracowanie nowej ilościowo-jakościowej metody oceny różnorodności gleb miejskich z zastosowaniem metryk krajobrazowych oraz określenie stopnia ich przekształcenia. Metoda proponowana przez naukowców z UMK opiera się na wykorzystaniu oryginalnego wskaźnika zróżnicowania gleb na podstawie statystycznie uzasadnionego wyboru kilku metryk krajobrazowych.

Została ona oparta na koncepcji, która łączy doświadczenia pracowników Katedry Geomorfologii i Paleogeografii Czwartorzędu (metodyka badań i ocena georóżnorodności) oraz Katedry Gleboznawstwa i Kształtowania Krajobrazu (klasyfikacja gleb obszarów miejskich).

Naukowcy prowadzili badania w Inowrocławiu. – To miasto średniej wielkości, które ze względu na stosunkowo jednorodną pierwotną pokrywę glebową, głównie czarne ziemie, jest bardzo dobrym obszarem badań związanych z oceną przekształceń i degradacji gleb – tłumaczy mgr Pindral. - Najważniejszymi kryteriami wyboru tego miasta, jako poligonu badawczego w kontekście wypracowania metodyki oceny zróżnicowania i analiz przekształceń gleb, były jego stosunkowo jednorodna, pierwotna pokrywa glebowa (głównie czarne ziemie) oraz wielofunkcyjność. Jest to ośrodek przemysłowy, uzdrowiskowy, transportowy, gdzie duże znaczenie mają także rolnictwo i rozwój funkcji usługowej. Przekształcenia gleb spowodowane działalnością przemysłową oraz naturalne wypływy wód mineralnych przyczyniły się tam do powstania i rozwoju siedlisk roślinności słonolubnej, unikatowej w skali kraju.

Wypracowana i zastosowana przez naukowców z UMK jakościowo-ilościowo procedura pozwoliła zidentyfikować i precyzyjnie wskazać obszary o największej fragmentacji krajobrazu, a tym samym gleb najsilniej przekształconych przez człowieka. Ze względu na to, że Inowrocław zlokalizowany jest głównie na czarnych ziemiach – glebach bardzo żyznych dla rolnictwa i cennych dla zachowania bioróżnorodności, istotna jest ocena skali przekształceń i możliwych zagrożeń wynikających z utraty powierzchni jednych z najżyźniejszych gleb w Polsce. Poza tym mapy różnorodności gleb miejskich mogą być cennymi narzędziami wspierającymi planowanie przestrzenne miast i ochronę ich ekosystemów. - Nasze badania wydają się być uniwersalne, ale planujemy rozszerzenie ich na inne miasta oraz analizę zmian pokrywy glebowej oraz różnorodności gleb w Inowrocławiu – mówi mgr Pindral. - Ponadto, opracowaną metodę analizy różnorodności gleb można modyfikować w zależności od specyfiki badanego obszaru i dostępności materiałów kartograficznych. Obecnie prowadzimy dalsze prace polegające na weryfikacji terenowej uzyskanych wyników, a także wdrożeniu opracowanej metody w analizach pokrywy glebowej innych ośrodków miejskich, np. Torunia, zróżnicowanych pod względem powierzchni i liczby ludności.

Marcin Behrendt