Uwarunkowania zmian struktury i funkcjonowania krajobrazu...

18
UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE WYDZIAŁ BIOLOGII I NAUK O ZIEMI INSTYTUT NAUK O ZIEMI ZAKŁAD OCHRONY ŚRODOWISKA MARCIN KOZIEŁ Uwarunkowania zmian struktury i funkcjonowania krajobrazu doliny Wieprza w Nadwieprzańskim Parku Krajobrazowym Autoreferat pracy doktorskiej Promotor: dr hab. Józef Superson, prof. UMCS Recenzenci: dr hab. Mariusz Kistowski, prof. UG (Uniwersytet Gdański) dr hab. Maciej Pietrzak, prof. AWF (Akademia Wychowania Fizycznego w Poznaniu) Lublin, 19 listopada 2008

Transcript of Uwarunkowania zmian struktury i funkcjonowania krajobrazu...

  • UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

    WYDZIAŁ BIOLOGII I NAUK O ZIEMI

    INSTYTUT NAUK O ZIEMI ZAKŁAD OCHRONY ŚRODOWISKA

    MARCIN KOZIEŁ

    Uwarunkowania zmian struktury i funkcjonowania

    krajobrazu doliny Wieprza

    w Nadwieprzańskim Parku Krajobrazowym

    Autoreferat pracy doktorskiej

    Promotor:

    dr hab. Józef Superson, prof. UMCS

    Recenzenci:

    dr hab. Mariusz Kistowski, prof. UG

    (Uniwersytet Gdański)

    dr hab. Maciej Pietrzak, prof. AWF

    (Akademia Wychowania Fizycznego w Poznaniu)

    Lublin, 19 listopada 2008

  • 2

    Wprowadzenie Określenie „krajobraz” jest powszechnie stosowane zarówno w nauce, jak i mowie

    potocznej. Jako, że krajobraz jest przedmiotem badań różnych dyscyplin nauki, różnie jest

    przez poszczególnych badaczy rozumiany i definiowany. Różnorodność podejść

    do krajobrazu sprawia, że sam termin jest wieloznaczny, budzi szereg kontrowersji

    i sprzeczności.

    Termin „krajobraz” w naukach geograficznych rozumiany jest jako „część epigeosfery

    (zewnętrznej strefy Ziemi), stanowiąca złożony przestrzennie geokompleks o swoistej

    strukturze i wewnętrznych powiązaniach” (Kondracki, Richling 1983). Złożoność budowy

    oraz relacji i procesów zachodzących w krajobrazie najpełniej oddaje termin „struktura

    krajobrazu”. Kondracki i Richling (1983) określają strukturę krajobrazu jako „zespół

    składników tworzących krajobraz i wzajemne między nimi relacje”. Analiza struktury

    krajobrazu w ujęciu dynamicznym polega na określeniu związków i zależności pomiędzy

    poszczególnymi jednostkami (wymiar poziomy) oraz komponentami (wymiar pionowy).

    Zmiany krajobrazu są z reguły całościowe, lecz odbywają się najczęściej poprzez zmiany

    elementów jego struktury (Pietrzak 1998).

    Rozważania nad strukturą krajobrazu, w tym dolin rzecznych, prowadzi się w Polsce

    od wielu lat w ramach badań ekologiczno-krajobrazowych. Odmienny sposób postrzegania

    krajobrazu przez biologów i geografów sprawia, że struktura krajobrazu przedstawiana jest na

    kilka sposobów, najczęściej, w układzie horyzontalnym, jako tzw. model geokompleksowy –

    zwany także mozaikowym (Richling 1972 i późniejsze) lub model płatów i korytarzy

    (Forman, Gordon 1986). Niektórzy badacze są zwolennikami jednoczesnego stosowania

    wielu metod i podejść badawczych, co pozwala na pełną ocenę stanu i funkcjonowania

    środowiska (Solon 2000).

    Mnogość podejść badawczych sprawiła, że jak dotąd nie wypracowano jednolitych

    zasad konstrukcji map krajobrazowych (geokompleksów) (Pietrzak 2001). Zastosowanie

    Systemów Informacji Geograficznej (GIS) do badań struktury krajobrazu sprawiło, że model

    ten ponownie staje się popularny. Ogromne możliwości tej nowoczesnej technologii

    powodują, że dotychczas stosowane metody badań odchodzą w zapomnienie. Jednoczesna

    analiza danych pochodzących z wielu źródeł umożliwia wszechstronną ocenę struktury

    krajobrazu oraz jej przedstawienie za pomocą różnorodnych miar i wskaźników

    uzyskiwanych dzięki zastosowaniu oprogramowania FRAGSTATS bądź Patch Analyst.

    Funkcjonowanie geokompleksów (krajobrazu) to „zespół wszystkich procesów

    powodujących wymianę oraz transformację materii, energii i informacji pomiędzy elementami

    i komponentami środowiska przyrodniczego, które prowadzą do zmiany stanu układów

    przyrodniczych” (Richling, Solon 1998). Do najważniejszych procesów, które należy

    uwzględnić podczas badania funkcjonowania geokompleksów należą: denudacja, odpływ

    wody (powierzchniowy i podziemny), ruch mas powietrza, przemieszczanie się organizmów

    żywych oraz migracja związków chemicznych. Przewoźniak (1987) wyraża przekonanie,

    że większość z wymienionych procesów jest regulowana przez urzeźbienie powierzchni

    terenu a także, w znacznej mierze, zależy od położenia geograficznego.

    Krajobraz pod wpływem działalności człowieka ulega przemianom, które wynikają

    głównie z zakłóceń i anomalii w dostawie energii i materii do systemu, zwłaszcza wskutek

    wprowadzenia barier antropogenicznych do systemu, czy też rosnącej ilości zanieczyszczeń

    pyłowych i gazowych, które prowadzą do gwałtownych zmian energetycznych, a te z kolei

    do osłabienia i spadku wydajności całego systemu (za Horska-Schwarz 2007).

    Obszar badań Nadwieprzański Park Krajobrazowy (NPK) położony jest w centralnej części

    województwa lubelskiego; chroni najcenniejszy pod względem przyrodniczym i kulturowym

  • 3

    fragment środkowej części doliny Wieprza (ryc. 1). Park leży na styku dwóch mezoregionów:

    Płaskowyżu Świdnickiego i Obniżenia Dorohuckiego (Kondracki 2000). Mimo, że NPK ma

    charakter typowo dolinny, odznacza się wyraźnym zróżnicowaniem typów krajobrazu

    (Chmielewski 1998).

    Ryc. 1. Nadwieprzański Park Krajobrazowy (Chmielewski 1998)

    1 — granica parku, 2 — granica osłony parku, 3 — projektowane rezerwaty, 4 — wody, 5 — łąki, pastwiska, 6 — lasy, 7 — pomniki przyrody, 8 – punkty widokowe, 9 – ostoje ptaków, 10 – stanowiska rzadkich gatunków roślin,

    11 — zabytek architektury, 12 – zabytkowy kościół

    Na podstawie wyników prac kameralnych i terenowych badany fragment doliny

    Wieprza (w granicach NPK) podzielono na trzy odcinki o odmiennych cechach

    krajobrazowych:

    1. Odcinek północny (przełomowy) – położony na Płaskowyżu Świdnickim w pasie wyżyn – cechuje się wąskim, krętym dnem doliny, mającym charakter jaru o stromych

    i wysokich (>20 m) zboczach. Dno doliny ma szerokość zaledwie ok. 300 m, a miejscami

    nawet poniżej 100 m. Procesy korytowe są mało intensywne; koryto rzeki nie wykazuje

  • 4

    tendencji do zmiany położenia. Obszar dna doliny nie był meliorowany. W dolinie

    dominują grunty orne oraz łąki i pastwiska. W ostatnich latach zdecydowanie wzrosła

    powierzchnia zajmowana przez lasy.

    2. Odcinek równoleżnikowy. Szerokość dna doliny jest zmienna; miejscami dochodzi do 2 km. Koryto rzeki jest stabilne; zmiana jego przebiegu jest nieznaczna. Dno doliny

    w przeszłości podlegało melioracjom. W strukturze użytkowania terenu odcinka

    środkowego doliny Wieprza dominują łąki i pastwiska. Udział gruntów ornych oraz lasów

    jest równomierny.

    3. Południowy odcinek doliny Wieprza – leżący w obrębie Obniżenia Dorohuckiego na terenie nizinnym – dolina osiąga tam miejscami ponad 2,5 km szerokości. Zbocza

    osiągają do 20 m wysokości. Rzeka płynie tu kręto tworząc liczne meandry; obok nich

    występują zagłębienia wypełnione wodą i martwe zakola – starorzecza. Północna część

    tego odcinka doliny Wieprza niemal w całości zajęta jest przez łąki i pastwiska,

    zaś w południowej wyraźnie zaznacza się dominacja łąk i pastwisk oraz gruntów ornych.

    Lasy tworzą zwarty kompleks w centralnej części tego odcinka. W przeszłości dno doliny

    było intensywnie meliorowane.

    Administracyjnie obszar Parku leży na terytorium dwóch powiatów: łęczyńskiego oraz

    świdnickiego. Łęczyńska część Parku – większa – obejmuje swoim zasięgiem gminy:

    Spiczyn, Łęczna, Puchaczów i Milejów. Powiat świdnicki reprezentuje gmina Trawniki.

    Cel pracy Głównym motywem podjętych badań była chęć określenia uwarunkowań zmian

    struktury krajobrazu doliny Wieprza (i obszaru bezpośrednio do niej przyległego) w czasie

    ostatnich 25-30 lat. Do badań szczegółowych wybrano dziesięć pól testowych (o łącznej

    powierzchni wynoszącej 6500 ha) reprezentujących trzy odcinki doliny Wieprza objętej

    ochroną prawną w granicach Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego. Spośród wielu

    kartograficznych sposobów prezentacji struktury krajobrazu zastosowano model

    geokompleksowy (model geokompleksu), wywodzący się z geografii fizycznej

    kompleksowej. Porównując układ przestrzenny, rozciągłość, zwartość, stopień rozdrobnienia

    i wzajemnego powiązania wydzielonych geokompleksów określono zakres przemian

    struktury krajobrazu w latach 1977-2005.

    Drugim celem była ocena związków i mocy powiązań użytkowania terenu z trzema

    abiotycznymi komponentami środowiska przyrodniczego. W tym celu posłużono się

    wskaźnikiem mocy powiązań Richlinga (1976). W pracy zestawiono dane informujące

    o liczbie występujących powiązań: silnych, średnich (przeciętnych) oraz słabych w każdym

    z pól testowych, oddzielnie dla lat 1977 i 2005.

    Trzecim celem pracy było określenie zmian (z jednoczesnym wyjaśnieniem ich

    przyczyn), jakie zaszły w funkcjonowaniu krajobrazu doliny Wieprza oraz terenu

    bezpośrednio przyległego. Zagadnienie to wymagało przedstawienia procesów powodujących

    wymianę oraz transformację materii, energii i informacji w środowisku. Dokonano oceny

    przemian w krajobrazie doliny Wieprza pod wpływem procesów: antropogenicznych,

    geomorfologicznych oraz geochemicznych. Pod uwagę wzięto zwłaszcza zmiany: w dostawie

    wody do doliny, funkcjonowaniu koryta, jakości wód oraz akumulacji metali ciężkich

    (zanieczyszczeń) w glebach aluwialnych.

    Dodatkowym motywem badań była chęć sprawdzenia w praktyce nowoczesnych

    metod jakościowej i ilościowej oceny struktury (kompozycji i konfiguracji) krajobrazu.

    Jak dotąd niewiele jest prac opartych na technikach GIS, wykonanych na podstawie

    szczegółowych materiałów kartograficznych (w skali 1:10 000), które potwierdzałyby

    użyteczność tych metod w przypadku ujęcia wektorowego i w odniesieniu do małych

    obszarów, o dużej liczbie typów jednostek krajobrazowych.

  • 5

    Materiały źródłowe W badaniach krajobrazowych, szczególnie tych prowadzonych w dużej skali, ważną

    role odgrywa dobre, szczegółowe rozpoznanie terenu w zakresie komponentów abiotycznych

    oraz działalności człowieka. Wiedza o środowisku przyrodniczym opiera się w dużej mierze

    na materiałach kartograficznych, teledetekcyjnych, które w trakcie prac terenowych podlegają

    weryfikacji (treści). Obecnie dostęp do takich materiałów jest stosunkowo prosty, jedynym

    mankamentem jest wysoki koszt ich pozyskania (Drużkowski 2005). Systemy Informacji

    Geograficznej – obecnie podstawowe narzędzie stosowane w badaniach zmian

    pokrycia/użytkowania terenu – pozwalają uzupełniać wiedzę o środowisku przyrodniczym

    innymi materiałami, np. zdjęciami lotniczymi bądź ortofotomapami (Kunz 2006).

    Podstawowym źródłem wiedzy o rejonie Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego

    był zbiór danych, zgromadzony w Głównym Urzędzie Statystycznym

    (http://www.stat.gov.pl). W Banku Danych Regionalnych znajdują się dane dotyczące m.in.

    ludności, rolnictwa, leśnictwa, stanu i ochrony środowiska, gospodarki komunalnej. Dane są

    sukcesywnie uzupełniane; najstarsze pochodzą z 1995 roku. Ogromną zaletą tej bazy danych

    jest jej powszechna dostępność, możliwość wykonywania zestawień, porównań odnoszących

    się dla różnych cech lub jednostek terytorialnych; wadą – niewielka szczegółowość,

    najmniejszą uwzględnioną jednostką terytorialną jest gmina. Dane mogą być zapisywane

    w postaci arkusza kalkulacyjnego (Excel).

    Informacje o stanie środowiska Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego

    pochodziły z corocznie publikowanych przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska

    w Lublinie „Raportów o stanie środowiska naturalnego dla województwa lubelskiego”.

    W raportach tych zgromadzone są dane o emisji gazów i pyłów, zrzutach ścieków, odpadach

    przemysłowych, a także wyniki pomiarów stężeń zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego

    (w tym metali ciężkich) oraz dane o jakości wód powierzchniowych i podziemnych.

    Analiza struktury krajobrazu doliny Wieprza

    Metoda badań W każdym z trzech odcinków doliny Wieprza wyznaczono pola testowe (ryc. 2).

    Założono, że dla zapewnienia porównywalności wyników powierzchnie testowe powinny

    spełniać następujące warunki:

    a) w każdym z trzech odcinków badawczych pola testowe muszą mieć taką samą powierzchnię,

    b) pola testowe powinny obejmować swym zasięgiem fragment doliny Wieprza oraz obszar przyległy (wierzchowinowy),

    c) dla wszystkich pól testowych dostępne są materiały kartograficzne, na podstawie których można wykonać cyfrowe wersje map (użytkowania terenu, rzeźby, litologii,

    gleb) wraz z bazą danych.

    W odcinku północnym wyznaczono cztery pola testowe, w równoleżnikowym – dwa,

    w południowym – cztery. Powierzchnia każdego z pól testowych w odcinku północnym

    wynosi 500 ha, w dwóch pozostałych odcinkach – 750 ha. Łączna powierzchnia objęta

    badaniami to 6500 ha.

    Pierwszy etap badań struktury krajobrazu doliny Wieprza polegał na opracowaniu dla

    każdego pola testowego zestawów map dla lat 1977 i 2005. Każdy pakiet składał się

    z czterech map: 1) rzeźby terenu, 2) litologicznej, 3) glebowej, 4) użytkowania terenu.

    Przed przystąpieniem do wykonania cyfrowych wersji wyżej wymienionych map

    tematycznych sprowadzono wszystkie dostępne materiały kartograficzne do jednego układu

    odniesienia. Wybrano układ 1992.

    http://www.stat.gov.pl/

  • 6

    Ryc. 2. Podział obszaru badań na pola testowe

    1 – Pola testowe: A – Spiczyn, B – Nowogród, C – Karolin, D – Kolonia Trębaczów, E – Zakrzów, F – Ciechanki, G – Łańcuchów, H – Klarów, I – Kolonia Jaszczów, J – Siostrzytów, 2 – dolina Wieprza, 3 – granica NPK, 4 – granice między

    odcinkami doliny Wieprza

    Na podstawie map topograficznych w skali 1:10 000 w układach: 1965 i 1992

    wykonano łącznie 20 cyfrowych wersji map użytkowania terenu wraz z bazą danych (po 10

    dla każdego z horyzontów czasowych), w której znalazły się informacje o sposobie

    użytkowania terenu oraz dodatkowo o powierzchni i długości granic wydzieleń. Przed

    przystąpieniem do dalszych analiz porównawczych ujednolicono uzyskane w wyniku

    interpretacji map topograficznych formy użytkowania terenu. Proces ten w literaturze

    fachowej nazywany jest agregacją danych (Kunz 2006). W przypadku map „starszych” (układ

    1965) uzyskano 28 form użytkowania ziemi, natomiast dla „młodszych” (układ 1992) liczba

    ta wyniosła aż 37. Tabela 1 przedstawia ujednoliconą, wspólną dla wszystkich map legendę,

    na którą składa się 12 głównych form użytkowania terenu.

    Cyfrowe mapy geomorfologiczne dla pól testowych opracowano na podstawie

    numerycznych modeli terenu (NMT) oraz wyników kartowania terenowego. Ograniczono się

    jedynie do wydzielenia trzech podstawowych typów rzeźby: dno doliny, zbocza oraz obszar

    wierzchowinowy.

    W oparciu o cyfrową mapę glebowo-rolniczą wykonano mapy tematyczne

    prezentujące typy gleb oraz utwory powierzchniowe (litologię). Mapa ta została uaktualniona.

    Wprowadzono szereg zmian (aktualizację), m.in. systematycznej przynależności gleb oraz

    terminologicznych (Bednarek et al. 2004). Wyróżnione na mapach wydzielenia są tożsame

    z jednostkami typologicznymi gleb zaproponowanymi w Systematyce Gleb Polski (PTGleb.

    1989). Autor przyjął nazewnictwo zbieżne z prezentowanym w opracowaniu dotyczącym

    zlewni górnego Wieprza (Świeca 2004).

  • 7

    Tab. 1. Wspólna legenda kategorii użytkowania terenu dla 10 pól testowych

    Lp. Kategorie użytkowania terenu

    1 Tereny zabudowane

    2 Grunty orne

    3 Lasy

    4 Zagajniki

    5 Zakrzaczenia, zadrzewienia

    6 Sady

    7 Plantacje roślin (uprawy trwałe)

    8 Łąki, pastwiska

    9 Rzeki i cieki wodne 10 Starorzecza i zbiorniki wodne

    11 Komunikacja

    12 Nieużytki

    Ryc. 3. Kompilacja czterech cyfrowych map (warstw)

    przedstawiających abiotyczne komponenty środowiska oraz użytkowanie terenu

  • 8

    Drugi, zasadniczy etap pracy polegał na nałożeniu na siebie poszczególnych warstw

    (zasięgów granic) oraz ich wzajemnej kompilacji (przecięciu). Było to możliwe dzięki funkcji

    geoprocessingu dostępnej w programie ArcView 3.2 (ryc. 3). W efekcie uzyskano

    dwadzieścia map krajobrazowych, które składają się z setek, a nawet tysięcy jednostek

    krajobrazowych, powtarzających się w przestrzeni oraz zróżnicowanych pod względem

    budujących je komponentów, określanych w literaturze mianem: facji, ekotopów, geotypów

    lub geokompleksów częściowych (Richling, Ostaszewska 1993; Richling, Solon 1998;

    Ostaszewska 2002). Każdy z wydzielonych w obrębie pojedynczego pola testowego

    geokompleks zawierał informacje o rzeźbie terenu, rodzaju utworów powierzchniowych

    (litologii), typie gleby oraz o sposobie użytkowania terenu (ryc. 4).

    Ryc. 4. Zapis informacji o przestrzennych jednostkach krajobrazowych

    Kolejnym zadaniem było wydzielenie typów krajobrazu występujących

    w poszczególnych polach testowych. Pod uwagę wzięto dwa czynniki: użytkowanie terenu

    (składowa krajobrazu podlegająca największym zmianom w latach 1977-2005)

    i ukształtowanie terenu (abiotyczny komponent środowiska, który determinuje zasięg

    występowania typów krajobrazu). W każdym z pól testowych obliczono powierzchnią

    zajmowaną przez poszczególne formy użytkowania terenu, oddzielnie dla doliny (dno doliny

    wraz ze zboczami) oraz wierzchowiny. O cechach krajobrazu wydzielonych obszarów

    decydował udział procentowy form użytkowania terenu dominujących w danym polu

    testowym. Pod uwagę brano zazwyczaj jedną lub dwie formy użytkowania, a niekiedy nawet

    trzy (gdy udział trzeciej przekraczał 10%). Nazwy poszczególnych typów krajobrazu

    pochodzą bezpośrednio od nazw form użytkowania terenu.

    Tab. 2. Rodzaj analiz oraz format danych użytych do badań struktury krajobrazu

    Rodzaj analiz Format danych

    wykorzystanych do analiz struktur krajobrazu

    Liczba wykorzystanych w analizie metryk

    Analiza ilości, powierzchni, obwodu i częstotliwości

    wektorowe 6

    Analiza kształtu (formy) rastrowe 2

    Analiza sąsiedztwa oraz różnorodności badanych

    krajobrazów rastrowe 4

  • 9

    Analiza struktury przestrzennej pól testowych oparta była na zestawie metryk

    krajobrazowych, które zostały obliczone za pośrednictwem programu Patch Analyst 3.12,

    zarówno dla wektorowych, jak i rastrowych wersji map cyfrowych (tab. 2).

    Do analiz struktury krajobrazu zastosowano następujące miary i wskaźniki:

    1. miary powierzchni płatów – powierzchnia (AREA); 2. miary gęstości i rozmiaru płatów – liczba płatów (NUMP), średnia wielkość płata (MPS); 3. miary krawędzi – łączna długość granic (TE), gęstość granic (ED), średnia długość granic

    (MPE);

    4. miary kształtu – średni wskaźnik kształtu (MSI), średni rozmiar fraktalny płata (MPFD); 5. wskaźniki różnorodności i rozkładu – miara średniej odległości do najbliższego sąsiada

    (MNN), miara zróżnicowania granic (IJI), wskaźnik różnorodności płatów Shannon’a

    (SDI), wskaźnik rozkładu przestrzennego i liczby płatów (SEI).

    Zastosowanie oprogramowania GIS umożliwiło wykonanie analiz w dwóch etapach.

    W pierwszym – badano cały obszar pola testowego, w drugim – wyróżnione typy krajobrazu.

    Mapy przedstawiające strukturę krajobrazu pól testowych podlegały szczegółowym

    badaniom, które obejmowały następujące grupy zagadnień:

    1. analizę liczby, powierzchni, obwodu (długości granic) i częstości występowania jednostek

    krajobrazowych;

    2. analizę kształtu jednostek krajobrazowych;

    3. analizę sąsiedztwa oraz różnorodności badanych krajobrazów.

    Analiza związków i mocy powiązań była możliwa dzięki zastosowaniu wskaźnika

    mocy powiązań opracowanego przez Richlinga (1976). Moc powiązań jest liczona jako

    stosunek powierzchni, na której stwierdzono powiązania pomiędzy dwoma cechami

    (komponentami) do całkowitej powierzchni, na której występuje jedna z cech, przy czym

    brana jest pod uwagę cecha przywiązana do mniejszej powierzchni (maksymalna

    powierzchnia wystąpienia związku). Wskaźnik mocy oblicza się według następującego wzoru

    Richling 1981, 1982, 1983).

    ,,

    ,

    x

    yx

    yxP

    PW gdy yx PP albo

    ,,

    ,

    y

    yx

    yxP

    PW gdy yx PP , gdzie:

    Px,y – powierzchnia, w obrębie której współwystępują cechy x i y (np. gleby brunatne i gliny), Px – powierzchnia

    występowania cechy x (np. gleb brunatnych), Py – powierzchnia występowania cechy y (np. glin)

    Wskaźnik przyjmuje wartość od 0 (brak związku) do 1 (pełny związek). Zamiast

    powierzchni można brać pod uwagę liczbę powiązań.

    Określenie powierzchni obszarów charakteryzujących się współwystępowaniem

    dwóch cech np. formy użytkowania terenu oraz typu rzeźby było możliwe dzięki

    wspomnianej już wcześniej funkcji geoprocessingu dostępnej w programie ArcView.

    Wcześniej przygotowane cyfrowe mapy (warstwy) zostały tym razem „przecięte” kolejno

    parami: rzeźba z litologią, rzeźba z glebami, rzeźba z użytkowaniem terenu, gleby z litologią,

    użytkowanie terenu z litologią i użytkowanie terenu z glebami.

    Wskaźnik mocy powiązań obliczono w każdym polu testowym dwukrotnie, oddzielnie

    dla 1977, jak i 2005 roku. Uzyskane wielkości wskaźnika podzielono na trzy przedziały

    przyjmując za Richlingiem (1976) i Pietrzakiem (1989), że w zakresie od 0,01 do 0,33 mają

    miejsce powiązania słabe, od 0,34 do 0,66 – powiązania przeciętne (średnie) i od 0,67 do 1,00

    – powiązania silne. Wyniki zestawiono w postaci macierzy.

  • 10

    Wyniki Analiza struktury przestrzennej krajobrazu została poprzedzona dokładną

    charakterystyką składowych krajobrazu oraz zmian użytkowania terenu w obrębie 10 pól

    testowych. Dla każdego z pól wykonano mapy użytkowania terenu dla 1977 i 2005 roku oraz

    wykresy prezentujące zmiany udziału procentowego wydzielonych form użytkowania terenu

    (oddzielnie dla doliny i wierzchowiny) w latach 1977-2005 (ryc. 5).

    Ryc. 5. Zmiany użytkowania terenu w polu testowym „Kolonia Jaszczów” w latach 1977-2001

    W 1977 roku w dziesięciu polach testowych wydzielono łącznie 7849

    geokompleksów, zaś w 2005 roku – 8297. W latach 1977-2005 stwierdzono przyrost liczby

    geokompleksów w siedmiu polach badawczych; spadek dotyczył trzech pól testowych

    południowego odcinka doliny Wieprza (tab. 3). Na podstawie tych samych cech wydzielone

    jednostki krajobrazowe zostały pogrupowane w typy geokompleksów. Ich liczba uległa

    zmianie; w 1977 roku wynosiła 595, w 2005 roku – 583 (łącznie 681 wydzielonych typów).

    Pewne typy geokompleksów wyróżnione w 1977 roku nie występowały już w 2005 roku, a na

    ich miejsce pojawiły się nowe. Jak wynika z danych przedstawionych w tabeli 3 dla połowy

    pól testowych liczba typów geokompleksów wydzielonych w 2005 roku okazała się być

    mniejsza niż w 1977 roku.

    W 1977, jak i 2005 roku, każde z pól testowych charakteryzowało się występowaniem

    dużej liczby geokompleksów o powierzchni poniżej 1 ha (ok. 90% ogólnej liczby

  • 11

    geokompleksów) oraz o obwodzie wynoszącym poniżej 1 km (ok. 95% ogólnej liczby

    geokompleksów).

    Tab. 3. Zestawienie liczby geokompleksów i typów geokompleksów wydzielonych w 1977 i 2005 roku

    Lp. Pola testowe Liczba geokompleksów Liczba typów geokompleksów

    1977 2005 1977 2005

    1 Spiczyn 535 657 98 112

    2 Nowogród 658 725 136 142

    3 Karolin 814 923 224 223

    4 Kolonia Trębaczów 970 1161 165 167

    5 Zakrzów 795 889 172 194

    6 Ciechanki 483 525 123 119

    7 Łańcuchów 551 537 109 113

    8 Klarów 1009 935 145 131

    9 Kolonia Jaszczów 1241 1099 150 139

    10 Siostrzytów 793 846 117 115

    Liczba typów geokompleksów wydzielonych w obrębie doliny jest znacznie większa

    niż na obszarze do niej przyległym; znajduje to swój wyraz w wartościach uzyskanych dla

    obu metryk różnorodności (SDI oraz SEI).

    W tabeli 4 przedstawiono wybrane wskaźniki statystyczne krajobrazu dla trzech

    odcinków doliny Wieprza w granicach Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego. Wzięto

    pod uwagę cztery miary i wskaźniki krajobrazowe (NUMP – liczba płatów; MPS – średnia

    wielkość płatu; MSI – średni wskaźnik złożoności kształtu; SEI – miara rozkładu

    przestrzennego i liczby płatów), które najlepiej podkreślają odmienność każdego

    z wyróżnionych odcinków doliny Wieprza. W latach 1977-2005, w odcinku północnym oraz

    równoleżnikowym odnotowano przyrost liczby geokompleksów; przy czym w drugim

    przypadku jest on dużo mniejszy. W odcinku równoleżnikowym wyróżnione geokompleksy

    mają największą średnią powierzchnię; ich wielkość zarówno w 1977, jak i 2005 roku jest

    niemal taka sama. Najmniejszą średnią wielkością geokompleksu charakteryzuje się odcinek

    przełomowy; w ciągu niespełna 30 lat uległa ona zmniejszeniu. Odmienny proces

    obserwujemy w południowym odcinku doliny Wieprza. W latach 1977-2005 miał miejsce

    spadek średniej miary złożoności kształtu w odcinku przełomowym oraz równoleżnikowym.

    Z danych zamieszczonych w tabeli 7 wynika, że największą różnorodnością krajobrazu

    charakteryzuje się odcinek przełomowy, zaś najmniejszą – odcinek równoleżnikowy.

    Tab. 4. Miary i wskaźniki charakteryzujące krajobrazy doliny Wieprza

    Odcinek doliny Wieprza

    rok NUMP MPS MSI SEI

    max min

    x max min

    x max min

    x max min

    x

    północny (przełomowy)

    1977 494 340

    409 1,10 0,37

    0,57 1,71 1,61

    1,64 0,77 0,58

    0,71

    2005 550 431

    468 0,86 0,33

    0,48 1,68 1,55

    1,61 0,79 0,60

    0,72

    równoleżnikowy 1977

    567 328

    448 1,49 0,67

    1,08 1,63 1,62

    1,63 0,71 0,58

    0,65

    2005 584 328

    456 1,49 0,65

    1,07 1,61 1,58

    1,60 0,70 0,58

    0,64

    południowy 1977

    986 389

    639 1,15 0,62

    0,92 1,70 1,60

    1,64 0,69 0,52

    0,64

    2005 850 360

    584 1,24 0,72

    0,98 1,73 1,64

    1,69 0,71 0,54

    0,66

  • 12

    Tylko w trzech spośród dziesięciu pól testowych doszło do zmiany typu krajobrazu

    w dolinie Wieprza (tab. 5). O przemianie krajobrazu decydowała zmiana sposobu

    użytkowania terenu. W 2005 roku w polu testowym Kolonia Trębaczów obok dwóch

    dominujących form użytkowania terenu (gruntów ornych oraz łąk i pastwisk) istotną rolę

    w krajobrazie zaczęła odgrywać powierzchnia leśna (dwukrotny przyrost). W dwóch polach

    testowych położonych w południowej części Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego

    (Kolonia Jaszczów, Siostrzytów) o zmianie charakteru krajobrazu zadecydował wzrost

    powierzchni łąk i pastwisk kosztem gruntów ornych.

    Tab. 5. Typy krajobrazu doliny Wieprza w polach testowych w 1977 i 2005 roku

    Odcinek doliny Wieprza

    Nazwa pola testowego Typ krajobrazu

    1977 2005

    północny (przełomowy)

    Spiczyn pól ornych i łąk pól ornych i łąk

    Nowogród pól ornych i łąk pól ornych i łąk

    Karolin pól ornych, łąk i lasów pól ornych, łąk i lasów

    Kolonia Trębaczów łąk i pól ornych łąk, pól ornych i lasów

    równoleżnikowy Zakrzów łąk, pól ornych i lasów łąk, pól ornych i lasów

    Ciechanki łąk, pól ornych i lasów łąk, pól ornych i lasów

    południowy

    Łańcuchów łąk, lasów i pól ornych łąk, lasów i pól ornych

    Klarów (Milejów) łąk, pól ornych i lasów łąk, pól ornych i lasów

    Kolonia Jaszczów pól ornych i łąk łąk i pól ornych

    Siostrzytów pól ornych i łąk łąk i pól ornych

    W latach 1977-2005, we wszystkich trzech odcinkach doliny Wieprza, miał miejsce

    wzrost powierzchni zajmowanej przez łąki i pastwiska oraz spadek areału gruntów ornych.

    Trzecią, pod względem zajmowanej powierzchni, formą użytkowania terenu były lasy.

    Ich udział decydował o charakterze krajobrazu.

    Tab. 6. Struktura użytkowania terenu trzech odcinków doliny Wieprza w granicach NPK

    Odcinek doliny Wieprza

    rok Grunty orne Łąki i pastwiska Lasy

    Pozostałe formy

    użytkowania terenu*

    [%] [%] [%] [%]

    północny (przełomowy)

    1977 48,5 30,2 4,2 17,1

    2005 43,6 33,2 9,4 13,8

    równoleżnikowy 1977 20,9 56,5 14,7 7,9

    2005 19,5 56,6 16,9 7,0

    południowy 1977 47,1 36,4 9,2 7,3

    2005 30,4 50,3 12,3 7,0

    * - tereny zabudowane, zagajniki, zakrzaczenia i zadrzewienia, sady, plantacje roślin, rzeki i cieki wodne, starorzecza i zbiorniki wodne, komunikacja, nieużytki

    Tab. 7. Typy krajobrazu trzech odcinków doliny Wieprza w 1977 i 2005 roku

    Odcinek doliny Wieprza

    Typ krajobrazu

    1977 2005

    północny (przełomowy) pól ornych i łąk pól ornych i łąk

    równoleżnikowy łąk, pól ornych i lasów łąk, pól ornych i lasów

    południowy pól ornych i łąk łąk, pól ornych i lasów

  • 13

    Na podstawie zbiorczych wyników przedstawiających strukturę użytkowania terenu

    (tab. 6) każdemu z trzech odcinków doliny Wieprza przypisano ściśle określony typ

    krajobrazu (tab. 7).

    W rozdziale poświęconym funkcjonowaniu środowiska badanego obszaru określono

    rolę i wpływ czynników naturalnych i antropogenicznych na kształtowanie krajobrazu doliny

    Wieprza w ostatnich 25-30 latach. Scharakteryzowano cztery aspekty tego funkcjonowania:

    dostawę wody do Wieprza, zmiany biegu koryta rzeki, jakość wód Wieprza oraz akumulację

    metali ciężkich w aluwiach.

    Sezonowy rozkład odpływu w dorzeczu Wieprza jest reprezentatywny dla rzek Europy

    Środkowej położonych na wschód od Wisły, których głównym źródłem zasilania jest opad

    deszczu oraz woda pochodząca z topniejącej pokrywy śnieżnej. Wartość przepływu

    dla Łęcznej, obliczona dla 40-lecia 1951-1990 na podstawie danych z trzech stacji

    hydrometrycznych na Wieprzu zlokalizowanych w Krasnymstawie, Lubartowie i Kośminie,

    wyniosła 16,05 m3/s (Radwan i in. 1995). Wybudowany pod koniec lat pięćdziesiątych kanał

    Wieprz-Krzna przyczynił się do zmniejszenia wielkości przepływu wody poniżej Borowicy,

    a zatem spadku intensywności procesów korytowych. Ilość wody w dnie doliny ma

    szczególnie istotne znaczenie w trakcie wezbrań, podczas których procesy erozji i akumulacji

    przybierają na sile, a transportowane rumowisko wpływa na ukształtowanie koryta oraz dna

    doliny. W obrębie granic Parku przeważają wezbrania wiosenne. Duża szerokość doliny,

    wcięcie koryta w dno oraz niemal zupełny brak osadnictwa (poza Klarowem) w samej dolinie

    sprawiają, że wezbrania w badanym odcinku doliny Wieprza nie są szczególnie groźne

    (ostatnie miały miejsce w 2005 i 2006 roku). Negatywnym zjawiskiem dla gospodarki,

    ale przede wszystkim dla przyrody są okresy niedoboru wody. W trakcie ich trwania

    znacznemu pogorszeniu ulegają warunki biologiczne w rzece. Woda przy niskich stanach

    płynie znacznie wolniej, szybciej się nagrzewa i trudniej natlenia. Wzrasta koncentracja

    zanieczyszczeń, a proces samooczyszczenia wydłuża się lub ulega całkowitemu

    zahamowaniu.

    Dużą dynamikę morfologii koryta obserwuje się zwłaszcza w południowej części

    NPK. Głównie tutaj koncentrują się starorzecza w różnym stadium zachowania.

    Przeprowadzone pomiary kartometryczne pozwoliły na określenie tempa erozji bądź

    akumulacji brzegów Wieprza w mm/rok. Wyniki średnich arytmetycznych przesunięć linii

    brzegowych dla obu brzegów rzeki wskazują, że w latach 1977-2001 dochodziło głównie

    do nadbudowywania brzegów niż do niszczenia. Efektem silnej migracji bocznej koryta jest

    wzrost szerokości pasa meandrowego, który w południowym fragmencie doliny Wieprza

    wynosił w 1977 roku od 120 do 350 m, zaś obecnie od 130 do 370 m. W latach 1977-2001

    w całym badanym odcinku Wieprza, znajdującym się w granicach NPK, stwierdzono wzrost

    liczby form korytowych oraz zajmowanej przez nie powierzchni. Konsekwencją tych zmian

    jest przyrost długości linii brzegowej form korytowych o ponad 1100 m. Zmianie uległa także

    długość linii brzegowej rzeki. Lewy brzeg Wieprza w ciągu blisko 25 lat uległ skróceniu

    o ponad 600 m, zaś prawy o przeszło 750 m.

    Analiza chemizmu wód czterech wskaźników: stężenia tlenu rozpuszczonego (O2),

    jonów: azotu amonowego (N-NH 4 ) i fosforanów (PO3

    4) oraz obciążenie substancją

    organiczną (BZT5), jednoznacznie wskazuje na poprawę jakości wód Wieprza i jej dopływów

    w latach 1991-2006. Tylko na początku lat 90-tych wyniki analiz chemizmu wód były

    porównywalne z rezultatami, które uzyskano w latach 1981-1990. Od połowy lat 90-tych do

    chwili obecnej średnie roczne wartości stężeń czterech wyżej wymienionych wskaźników

    utrzymywały się na jednakowym poziomie (O2: 8,8 – 9,5 mg/l, BZT5: 2,9 – 4,5 mg/l, N-NH

    4 :

    0,40 – 0,71 mg/l, PO 34

    : 0,36 – 0,51 mg/l). W trakcie badań okazało się, że dopływy mają

  • 14

    istotny wpływ na jakość wód Wieprza. Wody Wieprza i jego dopływów są wolne

    od zanieczyszczeń metalami ciężkimi, ich stężenia generalnie odpowiadały I klasie.

    Koncentracje metali ciężkich w badanych profilach odpowiadają wartościom, które

    stwierdzono w obrębie dolin rzecznych na obszarach nieuprzemysłowionych na terenie

    Polski. W dziesięciu profilach występuje duże zróżnicowanie koncentracji badanych metali

    ciężkich. Ich zawartość zmienia się od 0,00 do 2,59 ppm dla kadmu, 3,21-10,90 ppm dla

    miedzi, 8,37 do 22,81 ppm dla ołowiu i 7,49 do 36,27 ppm w przypadku cynku. Wyniki

    analiz geochemicznych czterech metali ciężkich mieszczą się w granicach ich naturalnych

    koncentracji. Tylko w przypadku kadmu stwierdzono, że średnie wartości stężeń nieznacznie

    przekraczają podawane w literaturze normy i wartości tła geochemicznego. Pionowe

    zróżnicowanie koncentracji pierwiastków: ołowiu, kadmu, miedzi i cynku w dziesięciu

    przebadanych profilach, wykazywało następujące prawidłowości:

    We wszystkich analizowanych profilach koncentracje badanych metali układały się w sposób następujący Zn > Pb > Cu > Cd.

    We wszystkich przypadkach obserwowany był generalny spadek koncentracji badanych metali w głąb profilu. Najwyższe stężenia metali ciężkich występowały

    w górnych poziomach analizowanych profili 0-10 i 10-20 cm.

    Występują pewne odstępstwa od tej reguły; w kilku przypadkach wzrost zawartości metali miał miejsce na głębokości 20-30 lub 40-50 cm.

    Uwarunkowania zmian struktury i funkcjonowania krajobrazu doliny

    Wieprza Współczesne przemiany krajobrazu obserwowane w dolinie Wieprza są efektem

    złożonych procesów społeczno-ekonomicznych. Pogarszająca się sytuacja ekonomiczna

    ludności zamieszkującej w rejonie NPK, czerpiącej do tej pory korzyści z rolnictwa,

    sadownictwa i ogrodnictwa, przekłada się bezpośrednio na strukturę krajobrazu – jego

    kompozycję i konfigurację. We wszystkich badanych polach testowych ma miejsce proces

    sukcesji wtórnej i przebudowa mozaiki krajobrazowej.

    Zasięg występujących w dolinie Wieprza oraz na obszarze wierzchowinowym form

    rzeźby terenu, rodzajów utworów powierzchownych czy pokrywy glebowej w ciągu niespełna

    30 lat nie ulegał zasadniczo zmianom. W latach 1977-2005 stwierdzono duże zmiany biegu

    koryta rzeki w południowym odcinku doliny Wieprza, między Siostrzytowem

    a Łańcuchowem. Nowy kształt i przebieg koryta spowodował, że zwłaszcza w granicach

    wyżej wspomnianego odcinka, zaszły największe zmiany w strukturze wydzielonych

    komponentów (inna liczba wydzielonych geokompleksów oraz ich rozmiar).

    Najbardziej zmiennym elementem składowym krajobrazu jest użytkowanie terenu.

    We wszystkich polach testowych obserwowano wyraźne zmiany w strukturze użytkowania

    terenu, a zwłaszcza jego trzech dominujących form: gruntów ornych, łąk i pastwisk oraz

    lasów (ryc. 6). Zmiany demograficzne i wyludnianie się wsi, nieopłacalność produkcji,

    zarzucanie uprawy i hodowli sprawiły, że spada powierzchnia zajmowanych do tej pory przez

    grunty orne, rośnie natomiast wielkość łąk i pastwisk (choć należy pokreślić ich gorszą jakość

    – produktywność), jak również lasów.

    Ubytek powierzchni gruntów ornych jest bardziej widoczny w obrębie doliny niż

    na wierzchowinie. W odcinku przełomowym i przejściowym doliny Wieprza ubytkowi

    powierzchni gruntów ornych towarzyszy wzrost liczby wydzielonych geokompleksów oraz

    niewielki spadek długości granic. Zjawisko to prowadzi w pierwszej fazie do fragmentacji, a

    kończy się na etapie zaniku tego elementu krajobrazu. W odcinku południowym dominuje

    proces odwrotny. Spadek powierzchni gruntów ornych idzie w parze z ubytkiem liczby

    wydzielonych geokompleksów oraz długości ich granic. Na wierzchowinie proces wyłączania

    z użytkowania rolniczego gruntów ornych rządzi się innymi prawami. W obrębie obszaru

  • 15

    przylegającego do doliny przełomowej i przejściowej Wieprza ubytek powierzchni gruntów

    ornych wiąże się z przyrostem liczby wydzielonych geokompleksów oraz długości granic. W

    trzecim badanym odcinku doliny, w granicach wierzchowiny, zmniejszenie areału gruntów

    ornych odbywa się kosztem liczby wydzielonych geokompleksów, a także długości granic.

    Taki proces transformacji krajobrazu nazywamy scalaniem.

    Ryc.6. Zmiany udziału procentowego: gruntów ornych, lasów oraz łąk i pastwisk w poszczególnych

    polach testowych na tle zbiorczych wyników dla całego badanego obszaru

    Łąki i pastwiska są drugą dominującą formą użytkowania terenu wydzieloną

    w badanych polach testowych. Jej cechą charakterystyczną jest bardzo duża stabilność.

    Zmiany areału są niewielkie. Łąki i pastwiska są ściśle związane z zalewowym dnem doliny

    Wieprza. Tylko w granicach dwóch pól testowych (Kolonia Trębaczów, Klarów) łąki i

    pastwiska położone na wierzchowinie mają znaczący udział w strukturze użytkowania terenu.

    Obserwowany w latach 1977-2005 wzrost powierzchni leśnych dotyczy zarówno

    obszaru obejmującego dolinę, jak i wierzchowinę. W odcinku przełomowym nowe obszary

    leśne zostały wydzielone w obrębie doliny, na wierzchowinie przyrost jest znikomy.

    W pozostałych polach testowych (za wyjątkiem „Ciechanek”) wzrost powierzchni leśnych

    dotyczy zarówno doliny jak i wierzchowiny. W polu testowym „Klarów” przyrost względny

    lasów jest większy na wierzchowinie, niż w dolinie. W pozostałych obserwowana jest

    tendencja odwrotna.

    Przyczyny zmian struktury użytkowania terenu są wielorakie. Duża część gruntów

    ornych została zalesiona, gdyż ich dalsze użytkowanie stało się być nieopłacalne. Czynnikiem

    zniechęcającym rolników do gospodarowania w dolinie poza trudnymi warunkami uprawy

    (w południowym odcinku doliny Wieprza występuję dużo obszarów podmokłych), są niskie

    odszkodowania za poniesione straty w trakcie występowania powodzi. Długa stagnacja wód

    wezbraniowych uniemożliwia wręcz rozpoczęcie prac polowych, albo opóźnia zbiór siana.

    W przełomowym odcinku doliny Wieprza istnieje mała ilość dróg dojazdowych do pól, która

    również w dużym stopniu przyczynia się do zaprzestania w tym miejscu produkcji rolnej.

    Z chwilą przystąpienia Polski do Unii Europejskiej i pojawienia się bezpośrednich dopłat do

    rolnictwa, część rolników dla doraźnej korzyści potrzeby postanowiło odtworzyć produkcję

    rolną (ponownie wzięto w użytkowanie wcześniej porzucone pola i łąki).

  • 16

    Utworzenie NPK miało niewielki wpływ na zmiany struktury krajobrazu. Park

    krajobrazowy jest formą ochrony przyrody, która nie ogranicza możliwości jego

    gospodarczego użytkowania, poza pewnymi przypadkami, które wynikają ze statusu

    ochronnego.

    Określenie zmian wynikających z różnych uwarunkowań obiegu materii, energii

    i informacji, zwłaszcza gdy dotyczy układów otwartych, zależnych od obszarów

    sąsiadujących, jest niezwykle trudnym zadaniem. Ocena zmian funkcjonowania krajobrazu

    wymaga bowiem analizy środowiska przyrodniczego z punktu widzenia przemian

    zachodzących pod wpływem procesów: geomorfologicznych, geochemicznych oraz

    antropogenicznych.

    Obserwowane w dolinie Wieprza zmiany biegu koryta rzecznego są efektem procesów

    o charakterze naturalnym oraz antropogenicznym. Dużą dynamikę morfologii koryta

    obserwuje się jedynie w południowej części NPK. Tutaj występują starorzecza, które znajdują

    się w różnym stadium zachowania. Duży wpływ na przebieg i układ koryta Wieprza mają

    warunki geologiczne (tektonika oraz rodzaj utworów powierzchniowych), rzeźba oraz

    użytkowanie terenu.

    Przed utworzeniem NPK, w obrębie doliny Wieprza prowadzona była gospodarka

    rolna, która doprowadziła do zachwiania równowagi w środowisku i w efekcie do zaburzenia

    przepływu energii i materii. Wieprz stał się głównym odbiornikiem i nośnikiem

    zanieczyszczeń bytowo-komunalnych, które podczas wezbrań były akumulowane w aluwiach

    wypełniających dno doliny. Ogromne nakłady finansowe ponoszone na ochronę środowiska

    w latach dziewięćdziesiątych XX wieku i na początku XXI wieku, m. in. na budowę

    oczyszczalni ścieków komunalnych oraz przemysłowych w całym dorzeczu Wieprza

    przyczyniły się w znacznym stopniu do poprawy jakości wód w rzekach. W 2006 roku

    na terenie pięciu gmin obejmujących swym zasięgiem NPK funkcjonowało jedenaście

    oczyszczalni ścieków komunalnych i przemysłowych. Dane statystyczne wskazują,

    że w ostatnich lat miał miejsce wyraźny spadek ilości wody, zużywanej przez przemysł,

    rolnictwo, leśnictwo, gospodarstwa domowe i na potrzeby eksploatacji sieci wodociągowej,

    na obszarze NPK (gmin nadwieprzańskich). Mniejszy pobór wody oznacza spadek ilości

    ścieków odprowadzanych bezpośrednio do wód i ziemi. Nie tylko nastąpiło zmniejszenie ich

    ilości, ale znacznej poprawie uległa również ich jakość (Ochrona Środowiska 2006).

    Choć obszar NPK tak w przeszłości, jak i obecnie nie jest miejscem intensywnej

    antropopresji, to właśnie aktywności człowieka przypisuje się największy udział we

    wzbogacaniu przypowierzchniowych warstw osadów wypełniających dna dolin w metale

    ciężkie. Na tym etapie badań (brak datowań, wartość pH i substancji organicznej określono

    tylko dla warstwy powierzchniowej) trudno jest jednoznacznie wskazać główne źródło

    zanieczyszczeń (ścieki bytowo-komunalne, nawozy), a mobilność pierwiastków (spadek

    koncentracji metali ciężkich) w profilach pionowych tłumaczyć jedynie na podstawie

    wyników frakcji aluwiów.

    Wnioski W niniejszej pracy przeprowadzono ilościową i jakościową analizę zmian struktury

    przestrzennej krajobrazu – jej kompozycji oraz konfiguracji, w obrębie doliny Wieprza i na

    obszarze do niej przyległym, w granicach NPK, w okresie ostatnich 25-30 lat.

    Szczegółowe wyniki analiz pozwalają na sformułowanie następujących wniosków:

    1. Struktura przestrzenna krajobrazów w dolinie Wieprza charakteryzuje się złożonością, która jest efektem nakładania się wpływu czynników biotycznych, abiotycznych

    i antropogenicznych. Najbardziej zmiennym elementem składowym struktury krajobrazu

    jest użytkowanie terenu, które w największym stopniu odpowiada za zaistniałe zmiany

    struktury, jak i funkcjonowania krajobrazu doliny Wieprza. Użytkowanie terenu w sposób

  • 17

    istotny determinuje kształt, wielkość oraz częstość występowania wydzielonych

    geokompleksów.

    2. Liczba typów geokompleksów wydzielonych w obrębie doliny jest znacznie większa niż na obszarze do niej przyległym. Liczba oraz typ poszczególnych geokompleksów zależy

    od warunków środowiskowych danego obszaru (może być traktowana jako wyraz

    zróżnicowania środowiska).

    3. W latach 1977-2005, w odcinku północnym doliny Wieprza doszło do fragmentacji krajobrazu, zaś w południowym – do scalenia. W odcinku równoleżnikowym, w tym

    samym czasie, nie odnotowano istotnych zmian mozaiki krajobrazowej. Obserwowany

    proces transformacji krajobrazu doliny Wieprza jest rezultatem zmian zachodzących w

    strukturze użytkowania terenu, a zwłaszcza jego trzech dominujących form: gruntów

    ornych, łąk i pastwisk oraz lasów.

    4. W latach 1977-2005 liczba powiązań silnych, średnich i słabych pomiędzy użytkowaniem terenu a trzema abiotycznymi komponentami: rzeźbą terenu, utworami

    powierzchniowymi, pokrywą glebową zasadniczo nie uległa zmianie. We wszystkich

    polach testowych dominują powiązania słabe; najmniej stwierdzono powiązań

    przeciętnych (średnich). Porównanie wartości wskaźników powiązań między parami

    komponentów tworzących strukturę krajobrazu, uzyskanych dla 1977 i dla 2005 roku,

    pozwala na wskazanie osłabionych układów powodujących zmniejszenie jej stabilności.

    5. Wahania stanu wód w rzece wyznaczają rytm funkcjonowania doliny i mają bezpośredni wpływ na rozwój jej krajobrazu, zwłaszcza w strefie meandrowania rzeki. Pobór wód

    Wieprza przez kanał Wieprz-Krzna przyczynia się do spadku przepływu oraz mniejszej

    ilości wody w korycie rzeki, a zatem wpływa na tempo zmian przebiegu koryta rzeki.

    6. Przeprowadzone badania zmian biegu koryta Wieprza w granicach NPK, wykazały, że procesy korytowe mają największą siłę w południowym odcinku badanej doliny,

    o czym świadczy stwierdzona wielkość przesunięć poziomych brzegów koryta Wieprza

    oraz duża liczba „aktywnych” i „martwych” starorzeczy.

    7. W latach 1991-2006 stwierdzono znaczną poprawę jakości parametrów fizykochemicznych wód Wieprza i jej dopływów, w stosunku do okresu 1981-1990.

    Jednocześnie wykazano, że dopływy mają istotny wpływ na stosunki chemiczne i stan

    jakości wód Wieprza.

    8. Podwyższone wyniki koncentracji metali ciężkich w warstwach przypowierzchniowych wskazują na aktywność człowieka, choć wiadomo, że obszar NPK w przeszłości,

    jak i obecnie nie podlegał intensywnej antropopresji. Na tym etapie badań (brak datowań,

    wartość pH i substancji organicznej określono tylko dla warstwy powierzchniowej) trudno

    jest jednoznacznie wskazać główne źródło zanieczyszczeń, a mobilności pierwiastków

    w profilach pionowych nie można tłumaczyć jedynie na podstawie wyników frakcji

    aluwiów.

    9. Jednoznaczne określenie kierunku przemian krajobrazu w badanym obszarze w dalszej perspektywie nie jest możliwe. Wymaga ono bowiem wykonania pogłębionych analiz,

    które powinny uwzględniać m.in. wyniki badań socjologicznych mieszkańców.

    Doświadczenia zdobyte podczas przygotowywania niniejszej pracy upoważniają

    do wyartykułowania kilku uwag o charakterze metodycznym:

    1. Mapy topograficzne są cennym źródłem informacji o sposobie użytkowania terenu. Analiza porównawcza map topograficznych, w skali 1:10 000, wykonanych w różnych

    technikach kartograficznych wymaga ujednolicenia form użytkowania terenu (agregacja

    danych).

    2. Wykorzystanie technik GIS otwiera nowa możliwości w badaniach krajobrazowych. Zastosowane w pracy oprogramowanie (Arc View) pozwoliło na stworzenie bazy danych

  • 18

    o środowisku badanych pól testowych. Zbudowanie takich baz danych metodami

    tradycyjnymi jest wręcz niemożliwe ze względu na ogromną praco- i czasochłonność.

    Nadal największym problemem jest zebranie jednolitych i dokładnych materiałów

    kartograficznych, które stanowiłyby podstawę do opracowania cyfrowych map (warstw)

    tematycznych.

    3. Różnorodne metryki krajobrazowe wyrażają istniejące relacje oraz pozwalają na wykrywanie zaistniałych zmian w krajobrazie. W pracy wykorzystano zaledwie 12 miar

    i wskaźników krajobrazowych. Zdaniem autora jest to liczba wystarczająca do

    scharakteryzowania badanych mozaik krajobrazu. Ogromna liczba dostępnych metryk

    sprawia, że wiele z nich jest niepotrzebnie dublowana w opracowaniach (charakteryzują

    to samo zjawisko). Metryki krajobrazowe z powodzeniem mogą być stosowane

    w praktyce, w postaci aplikacji z zakresu zarządzania, planowania i ochrony środowiska.

    4. Wyniki otrzymane dla poszczególnych miar i wskaźników krajobrazowych obliczonych dla dwóch formatów danych: wektorowych i rastrowych mogą się między sobą różnić.

    Największe rozbieżności dotyczą miar długości granic, gdyż dane rastrowe nie pozwalają

    na obliczenie długości granic wewnętrznych w obrębie geokompleksu. Bardziej

    wiarygodne (dokładniejsze) wyniki zapewnia model wektorowy niż model rastrowy.

    Rezultaty uzyskiwane na danych rastrowych zależą w znacznym stopniu od wielkości

    pola podstawowego (pixela), do którego przypisane są atrybuty. Stosowanie obu

    formatów danych jest najlepszym rozwiązaniem, gdyż pozwala na pełna analizę struktury

    krajobrazu.

    Literatura 1. Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z. 2004. Badania ekologiczno-gleboznawcze. Wyd. Naukowe PWN,

    Warszawa; 1-344.

    2. Chmielewski T. J. 1998. Nadwieprzański Park krajobrazowy. Informator. Zarząd Zespołu Lubelskich Parków, WFOŚiGW, Kazimierz Dolny – Lublin; 1-12.

    3. Drużkowski M. 2005. Kartograficzne i teledetekcyjne dane i metadane w studiach nad krajobrazem. [w:] A. Szpondar, S. Horska-Schwarz (red.) Struktura przestrzenno-funkcjonalna krajobrazu. Problemy Ekologii Krajobrazu, XVII, Wrocałw: 34-41.

    4. Forman R. T. T., Gordon M. 1986. Landscape Ecology. J. Wiley & Sons, New York; 1-619.

    5. Horska-Schwarz S. 2007. Struktura i funkcjonowanie geokompleksów w dolinie Odry między Oławą a Wrocławiem. Rozprawy Naukowe Instytutu Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytetu Wrocławskiego 2, Wrocław; 1 -154.

    6. Kondracki J. 2000. Geografia regionalna Polski. PWN, Warszawa; 1-440.

    7. Kondracki J., Richling A. 1983. Próba uporządkowania terminologii w zakresie kompleksowej geografii fizycznej. Przegląd Geograficzny 55,1; 201-217.

    8. Kunz M. 2006. Rektyfikacja i standaryzacja historycznych i współczesnych danych kartograficznych do analiz zmian

    pokrycia/użytkowania terenu. [w:] W. Wołoszyn (red.) Krajobraz kulturowy: Cechy – Walory - Ochrona. Problemy Ekologii

    Krajobrazu 18, Zakład Ochrony Środowiska UMCS, Lublin; 97-108.

    9. Ochrona Środowiska 2006. GUS. Warszawa; 1-552.

    10. Ostaszewska K. 2002. Geografia krajobrazu. PWN, Warszawa; 1-277. 11. Pietrzak M. 1989. Problemy i metody badania struktury geokompleksu (na przykładzie powierzchni modelowej Biskupice). Wyd.

    Nauk. UAM, Seria Geografia 45; 1-125.

    12. Pietrzak M. 1998: Syntezy krajobrazowe – założenia, problemy, zastosowania. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań; 1-168. 13. Pietrzak M. 2001. Przemiany krajobrazu – główne procesy przestrzenne. [w:] J. Balon, K. German (red.) Przemiany środowiska

    przyrodniczego w Polsce a jego funkcjonowanie. Problemy Ekologii Krajobrazu 10, IGiGP UJ, Kraków; 28-36.

    14. Przewoźniak M. 1987. Podstawy geografii fizycznej kompleksowej. Wyd. UG, Gdańsk; 1-209. 15. PTGleb 1989. Systematyka Gleb Polski. Roczniki Gleboznawcze, 40 (3/4), PWN, Warszawa; 1-62. 16. Radwan S., Wilgat T., Burlikowska I., Chmiel S. 1995: Wody i ekosystemy wodne. Plan ochrony Nadwieprzańskiego Parku

    Krajobrazowego. Etap 2, Diagnoza stanu i trendów. IGPiK Warszawa, ZZPiU Lublin; 25-55.

    17. Richling A. 1972. Struktura krajobrazowa krainy Wielkich Jezior Mazurskich. Prace i Studia IG UW 10, 4; 11 -84. 18. Richling A., 1976. Analiza i struktura środowiska geograficznego i nowa metoda regionalizacji fizycznogeograficznej (na przykładzie

    województwa białostockiego). Rozprawy Uniwersytetu Warszawskiego, 104, Wyd. UW, Warszawa; 1 -108.

    19. Richling A., 1981. Związki pomiędzy komponentami środowiska geograficznego w Krainie Wielkich Jezior Mazurskich. Przegląd Geograficzny, 43, 2; 359-370.

    20. Richling A., 1982. Metody badań kompleksowej geografii fizycznej. PWN, Warszawa; 1 -163. 21. Richling A., 1983. Metody badania powiązań pomiędzy komponentami środowiska geograficznego. Prace i Studia Geograficzne UW

    WGiSR, 4; 23-36.

    22. Richling A., Ostaszewska K. 1993: Czy istnieje uniwersalna jednostka przyrodnicza? Przegląd Geograficzny 64, 1 -2; 5-73. 23. Richling A., Solon J. 1998. Ekologia krajobrazu, PWN, Warszawa; 1-318. 24. Solon J., 2000. Krajobraz bez granic, czyli o wpływie koncepcji teoretycznych na sposoby wyróżniania i charakterystykę jednostek

    krajobrazowych. [w:] M. Pietrzak (red.) Granice krajobrazowe – podstawy teoretyczne i znaczenie praktyczne. Problemy Ekologii

    Krajobrazu, 7, Wyd. Nauk. Bogucki, Poznań; 139-152.

    25. Świeca A. 2004. Przyrodnicze uwarunkowania dynamiki obiegu wody i natężenia transportu fluwialnego w zlewni górnego Wieprza.

    UMCS, Lublin; 1-234.