ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM L1X NR 2 WARSZAWA 2008: 119-129

JOLANTA KOMISAREK, MICHAŁ KOZŁOWSKI

ZASTOSOWANIE MODELU SYMULACYJNEGO SWAP DO OKREŚLANIA UWILGOTNIENIA GLEB

O OPADOWO-RETENCYJNYM REŻIMIE WODNYM

APPLICATION OF SWAP MODEL FOR THE EVALUATION OF WATER CONTENT

IN THE SOILS WITH PERCOLATIVE WATER REGIMEKatedra Gleboznawstwa i Rekultywacji,Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

A b s tra c t: This paper presents the results o f application o f the soil water balance sim ulation m odel SW AP to evaluate soil water content o f the Typic G lossudalfs. The field researches were carried out in the south part o f the Poznań Lakeland in the so ils, w hich were located in sum m it o f a topoh ydrosequ en ce. The sim ulated data o f so il water content w ere com pared w ith the measured data, and according to the research results, the field m easurem ents o f the soil m oistu­re were in a good agreem ent with the m odel prediction. The obtained results indicated a great usefu lness o f the SW AP m odel to assess the water content in the Typic G lossudalfs.

Słowa k luczow e : m odel SWAP, gleby płow e zaciekow e, zawartość w ody w glebie, reżim wodny gleb.

K ey w o rd s : SW AP m odel, Typic G lossudalfs, soil water content, so il water regim e.

WSTĘPEksploatacyjna działalność odkrywkowa i związane z tym uruchomienie barier od­

wodnieniowych przyczynia się do obniżenia poziomu zalegania zwierciadła wód grunto­wych w bezpośrednio przylegającym obszarze, co w konsekwencji niejednokrotnie prowadzi do zmiany reżimu wodnego gleb z gruntowo-retencyjnego na opadowo- retencyjny [Mocek i in. 2002; Rząsa i in. 2000]. Również gleby, tworzące się z pogór- niczego materiału macierzystego w wyniku rolniczej rekultywacji, charakteryzują się głębokim zaleganiem odbudowanego zwierciadła wód gruntowych [Stachowski 2004], a tym samym typowo opadowo-retencyjnym reżimem wodnym [Mocek i in. 2002; Przybyła, Stachowski 1994; Szafrański, Stachowski 1997]. Ponadto, w perspektywie zmian klimatycznych [IPCC 2001, 2007] można przypuszczać, że prognozowane obniżanie się poziomu zwierciadła wód gruntowych spowoduje zmianę reżimu wodnego gleb na opadowo-retencyjny.

120 J. Ko mis arek, M. Kozłowski

Nie tylko gleby znajdujące się w zasięgu bezpośredniego oddziaływania eksploatacyj­nej działalności odkrywkowej, charakteryzują się typowym opadowo-retencyjnym reżi­mem wodnym, ale także uprawne gleby płowe, a w szczególności te, które w warun­kach gemorfologiczych młodoglacjalnego obszaru Niziny Wielkopolskiej tworzą pokrywę glebową wyniesień dennomorenowych [Komisarek 2000; Kozłowski 2007; Marcinek, Komisarek 2000, 2004; Marcinek i in. 1994].

Z kolei zmiany systemów i technologii uprawy oraz użytkowania gleb w celu intensy­fikacji produkcji roślinnej, uzasadniają potrzebę szczegółowego śledzenia zmian uwilgot­nienia gleb w sezonie wegetacyjnym. Jest to ważne zagadnienie nie tylko w aspekcie produkcji roślinnej, ale także z punktu widzenia ochrony i kształtowania zasobów wodnych i glebowych [Eitzinger i in. 2004; Rao 1998]. Określenie czasowych zmian stanów retencji wodnej gleb, wymaga prowadzenia czaso- i energochłonnych pomiarów terenowych, których częstość może zostać zmniejszona poprzez zastosowanie modeli symulacyjnych. Jednak praktyczne możliwości aplikacyjne danego modelu w określonych warunkach dobrze zdefiniowanej, jakościowo i ilościowo pokrywy glebowej, poprzedzone musi być jego weryfikacją, przeprowadzaną na podstawie danych pomiarowych [Bacsi, Zemankovics 1995; Diekkrüger, Aming 1995; Eitzinger i in. 2002, 2004; Elmaloglou, Malamos 2000; Jarvis 1995; Wegehenkel 2000; Wu i in. 1999].

W pracy niniejszej przedstawiono wyniki badań dotyczące zastosowania modelu SWAP do symulacji dynamiki wody w glebach płowych zaciekowych wyniesień denno­morenowych o typowo opadowo-retencyjnym reżimie wodnym. Uzyskane wyniki modelowej symulacji dynamiki wody glebowej zostały porównane z pomierzonymi wielkościami zawartości wody w glebie.

MATERIAŁ I METODY

Badania przeprowadzono na terenie gminy Granowo na gruntach ornych południo- wo-środkowej części Pojezierza Poznańskiego w obrębie Równiny Opalenickiej (rys.l). Pod względem geomorfologicznym teren ten stanowi fragment płaskiej moreny dennej zlodowacenia bałtyckiego fazy leszczyńskiej.

RYSUNEK 1. Lokalizacja terenu badań FIGURE 1. Location o f investigated area

Zastosowanie modelu symulacyjnego SWAP do określania uwilgotnienia gleb... 121

W okresie od 01-03-2004 do 31-10-2006 r. badaniami hydropedologicznymi objęto trzy pedony (rys. 2) zlokalizowane w typowym dla Pojezierza Poznańskiego układzie topohydrosekwencyjnym gleb płowych i czarnych ziem. Pomiary dynamiki uwilgotnienia gleb w strefie korzeniowej roślin wykonywano w odstępach jedno- i/lub dwutygodnio­wych przy zastosowaniu sondy typu FDR. Równolegle prowadzono pomiar zalegania zwierciadła wód gruntowych. W pracy przedstawiono wyniki badań dla gleby płowej zaciekowej (Ga3), zlokalizowanej na kulminacyjnym wyniesieniu (S) badanego układu topohydrosekwencyjnego (rys. 2), która charakteryzuje się typowym opadowo- retencyjnym reżimem wodnym. Zwierciadło wód gruntowych zalega poniżej 4 m i nie oddziałuje w ogóle na strefę korzenienia się roślin.

W sezonach wegetacyjnych 2005 i 2006 roku symulację dynamiki wody glebowej przeprowadzono dla 1 -metrowej strefy korzenienia się roślin przy zastosowaniu modelu SWAP [Dam i in. 1997, 1998]. Zmiany retencji wody w profilu glebowym porównano z wynikami uzyskanymi z pomiarów bezpośrednich.

W symulacyjnym modelu SWAP {Soil Water Atmosphere Plant) [Dam i in. 1997, 1998] do obliczeń strumienia przepływu wody w glebie zastosowano równanie Richardsa z członem źródłowym określającym pobór wody przez rośliny (S):

gdzie: C(h) = SO I Sh - różniczkowa pojemność wodna, в - wilgotność gleby [cm3-cm~3], h - siła ssąca gleby [cm], K(h) - przewodność hydrauliczna gleby w funkcji siły ssącej gleby [crrrs-1], S(h) - objętość wody pobranej przez korzenie roślin z jednostki objętości gleby w jednostce czasu [cm3-cm_3-s_I]. Powyższe równanie rozwiązuje się stosując numeryczną dyskretyzację metodą różnic skończonych.

Dane meteorologiczne pochodziły ze stacji meteorologicznej zlokalizowanej na tere­nie badań. Krzywe wodnej retencyjności gleb (krzywe pF) w zakresie ciśnień do 1 bara oznaczono metodą komór ciśnieniowych Richardsa [Kłute 1986], natomiast w zakresie niskich potencjałów metodą prężności pary wodnej nad roztworem kwasu siarkowego [Kłute 1986; Rawlins, Campbell 1986]. Krzywe te zostały przedstawione w postaci równania van Genuchtena [1980], a wartości parametrów tego równania wyznaczono przy zastosowaniu programu RETC [Genuchten i in. 1991]. Ponadto oznaczono współczynnik filtracji metodą stałego spadku hydraulicznego wody [Kłute, Dirksen 1986].

Przydatność modelu symulacyjnego SWAP do określenia dynamiki wody glebowej w strefie korzenienia się roślin analizowano przy zastosowaniu następujących miar statystycznych: błąd średni (AE), indeks zgodności modelu (d), indeks sprawności modelu (EF), średnia kw adratow a (RMS), błąd średni kwadratow y (RMSE) i współczynnik rezydualnej wartości (CRM) [Loague, Green 1991; Willmott 1981].

&

122 J. Komis arek, M. Kozłowski

п

1 . 0,

gdzie: Р - wartość oszacowana, О. - wartość pomierzona, О. - średnia wartość pomierzona, n - liczba par obserwacji

Parametry statystyczne AE, RMS, RMSE i CRM przyjmują tym mniejsze wartości, im większa jest zgodność wielkości obliczonych z rzeczywistymi pomiarami. Dodatnie wartości AE i CRM wskazują na przeszacowanie, natomiast ujemne na niedoszacowanie wielkości symulacyjnych w porównaniu z pomiarami terenowymi. Współczynniki EF i d określają efektywność modelu, która dla optymalnego dopasowania wartości obliczonych z wartościami pomiarowymi osiąga wartość zbliżoną do 1 [Hack-ten Broeke, Hegmans 1995; Willmott 1981].

WYNIKI

Najwyższe położenie w analizowanym układzie topohydrosekwencyjnym - na wynie­sieniu dennomorenowym (S), zajmują gleby płowe zaciekowe (1A) reprezentowane przez pedon Ga3 (rys. 2,1 A). Są to gleby mające spiaszczone i dobrze wykształcone poziomy ochric (Ap) i luvic (Eet) wytworzone z piasków słabogliniastych i piasków gliniastych. Poziomy te przeważnie płytko (średnio na głębokości 44 cm) przechodzą w zaciekowy endopedon glossic (E/B lub/i B/E), wykazujący uziamienie gliny piasz­czystej, sporadycznie gliny lekkiej. Poniżej zalega iluwialny poziom argillic, wykazujący uziarnienie od glin piaszczystych do glin lekkich, który dalej przechodzi w gliny piaszczyste skał macierzystych. Cechą charakterystyczną tych gleb jest występowanie okresowych cech zubożeń redoksymorficznych, które zanikają wraz z głębokością. W części poziomów argillic (Bt) występują brunatnoczame (7,5 YR 2/2 i 2/1) konkrecje

RYSUNEK 2. Przekrój pedogenetyczny badanej kateny: 1 - piasek, 2 - piasek słabogliniasty, 3 - piasek gliniasty, 4 - glina piaszczysta, 5 - glina lekka, 6 - glina, 7 - glina średnia, 8 - strop węglanów, 9 - punkty pomiarów stacjonarnych, S - kulminacja stoku, S2 - stok swobodny, T - pedyment (stok usypiskowy), A - podnóże stoku, 3D - czarne ziemie glejowe, Al - gleby płowe zaciekowe, A2 - gleby płowe zaciekowe gruntowo-glejoweFIGURE 2. Pedological cross-section of investigated soil catena: 1 - sand, 2 - slightly loamy sand, 3 - loamy sand, 4 - sandy loam, 5 - light loam, 6 - loam, 7 - sandy clay loam, 8 - top of calcium carbonate accumulation, 9 - stationary measurement points, S - summit, S2 - shoulder, T - pediment, A - footslope, 3D - Typic Endoaquolls, Al - Typie Glossudalfs, A2 - Aquic Glossudalfs

Zastosowanie modelu symulacyjnego SWAP do określania uwilgotnienia gleb... 123

TABELA 1. Podstawowe fizyczne właściwości poziomów genetycz nych gleby płowej TABLE 1. Basic physical properties o f genetic horizons o f the Typic Glossudalfs

Po­ziomHori­zon

Głębo­kośćDepth[cm]

Procentowa zawartość frakcji о średnicyPercentage o f soil separates at diameter [mm]

Grupagranulometryczna Soil texture

Gęstość Density [Mg • m 4

Porow.Totalporosity[irf-nr3]

2 ,0 0 -0 ,0 5 0 ,0 5 -0 ,0 0 2 <0,02 PN -R -4033

US DA 975

Pc Ps fС

Ga3 -- Gleba płowa zaciekowa - Typic Glossudalfs

Ap 0-25 77 15 8 PG LS 1,610 2,626 0,387Eet 2 5 -3 4 76 16 8 PG LS 1,750 2,635 0,336E/B 3 4-46 67 20 13 GP SL 1,760 2,648 0,335B/E 46-55 64 17 19 GL SL 1,770 2,630 0,327B it 55-88 62 15 23 GL SL 1,805 2,627 0,313B2t 88-107 60 17 23 GL SL 1,821 2,611 0,303

żelazisto-m anganow e, a niekiedy w poziomie luvic i glossic, okresowe plamy opadowego oglejenia. Są one spowodowane małą wodoprzepuszczalnością poziomu argillic wskutek dużego zagęszczenia tego poziomu (tab. 1 i 2). Spiaszczenie oraz miąższość poziomów ochric, luvic i glossic zadecydowały o zdolnościach retencyjnych gleb kulminacji dennomorenowej. Poziomy te charakteryzują się małymi zdolnościami retencyjnymi zarówno przy polowej pojemności wodnej (0,185-0,218 m3-m-3), jak i wilgotności trwałego więdnięcia (0,038-0,077 m3*irf3). W poziomie iluwialnym argillic zdolności retencyjne przy górnej granicy wody łatwo dostępnej dla roślin (0ppw) zwiększają się do 0,246 m3*m-3, natomiast przy dolnej granicy wody potencjalnie dostępnej dla roślin (9WTW) do 0,118 m3-m-3. Związane jest to z większą zawartością frakcji ilastej oraz trwałą strukturą foremnowielościenną. Dlatego też, zdolności

TABELA 2. W łaściwości hydrauliczne poziomów genetycznych gleby płowej TABLE 2. Hydraulic properties o f horizons o f the Typic Glossudalfs

PoziomHorizon

G łębokość Depth [cm]

0 cû°P PW

û°YVTW 0 D

K s a n

cm3 • cm 3 cm • d 1

Ga3 - Gleba płowa zaciekowa - Typic Glossudalfs

Ap 0-2 5 0,368 0,207 0,046 0,161 39,6 0,04687 1,35279Eet 2 5 -3 4 0,326 0,185 0,038 0,141 40,6 0,04454 1,35687E/B 34 -4 6 0,321 0,209 0,051 0,112 23,8 0,03900 1,28919B/E 46-55 0,323 0,218 0,077 0,105 9,7 0,04816 1,23418B it 5 5-88 0,312 0,246 0,114 0,071 5,2 0,04301 1,15808B2t 88-107 0,303 0,223 0,081 0,080 4,6 0,03802 1,20736

0c - pełna pojemność wodna - saturated moisture content, 0 ppw - polowa pojemność wodna - field water capacity, 0 WTW - wilgotność trwałego więdnięcia - permanent wilting point, 0 D - pojemność drenażowa - drainage capacity,K s - współczynnik filtracji - saturated hydraulic conductivity; a i n - parametry równania van Genuchtena - parameters o f van Genuchten equation

124 J. Komiscirek, M. Kozłowski

R [mm]

R [mm] Data - Date

Data - Date

RYSUNEK 3. Porównanie wartości pomierzonych i obliczonych stanów retencji w 1 OO-centymctrowcj warstwie gleby płowej zaciekowejFIGURE 3. Comparison o f values o f measured and simulated water storages in 100 cm soil layer o f the Typic Glossudalfs

retencyjne 1-metrowej strefy korzenienia się roślin przy górnej granicy wody łatwo dostępnej dla roślin (PPW) wynoszą 221 mm, natomiast przy dolnej granicy wody łatwo dostępnej dla roślin (WTW + l/3-(PPW-WTW)) - 124 mm.

Symulację dynamiki wody glebowej przy zastosowaniu modelu SWAP przeprowa­dzono dla 1-metrowej strefy korzenienia się roślin w następujących okresach: 26.03.2005-9.11.2005 oraz 10.4.2006-25.10.2006.

Danymi wejściowymi do modelu SAWP były parametry określające warunki mete­orologiczne, pokrywę roślinną, właściwości gleby, z których najważniejsze to. geometria profilu, właściwości fizyko-wodne poszczególnych poziomów genetycznych, początkowy rozkład zawartości wody w glebie w funkcji potencjału wody glebowej oraz parametry określające górne i dolne warunki brzegowe. Początkowy warunek ustalony został jako rozkład uwilgotnienia gleby w strefie obliczeniowej, który otrzymano z bezpośrednich pomiarów.

• o b lic z o n e sta n y retencji - pred icted so il w ater s to r a g e s p o m ier zo n e sta n y retencji - m ea su red so il w ater s to r a g e s

■ o b lic z o n e s tan y retencji - pred icted so il w ater s to r a g e s p o m ier zo n e śtariy r e te n c j i: m ea su red so il w ater s to r a g e s '

Zastosowanie modelu symulacyjnego SWAP do określania uwilgotnienia gleb... 125

Górny warunek brzegowy określony został przez opad (opad skorygowany według Jaworskiego [1979]) i ewapotranspirację rzeczywistą, natomiast dolny, jako wartości potencjału macierzystego na dolnej granicy obliczeniowej uzyskane z rzeczywistych pomiarów.

Z rysunku 3 wyraźnie wynika, że uzyskano dużą zbieżność pomiędzy stanami retencji obliczonymi przy zastosowaniu modelu SWAP a pomierzonymi zawartościami wody w 100 cm warstwie obliczeniowej. Potwierdzają to uzyskane wartości paramet­rów statystycznych przedstawione w tabeli 3. Indeks zgodności (d) wynosił od 0,831 do 0,991 kolejno dla roku 2005 i 2006. Ujemna wartość AE uzyskana w roku 2005 oraz dodatnia w 2006 roku świadczy o tym, że w pierwszym przypadku zostały oszacowane zbyt niskie stany retencji wody glebowej, natomiast w drugim stany zbyt wysokie. Średni błąd obliczonych stanów retencji w okresach bilansowych wynosił 2,3 mm oraz 4,6 mm (odpowiednio dla roku 2005 i 2006). Różnica pomiędzy rzeczywistą zawartością wody w glebie a obliczoną przy zastosowaniu symulacyjnego modelu SWAP była statystycznie nieistotna na poziomie a = 0,05 zarówno dla roku 2005, jak i 2006. Potwierdzają to także małe wartości RMS, RMSE i CRM oraz wysokie wartości EF. Wysoka zgodność stanów retencji obliczonych i pomierzonych wskazuje na możliwość stosowania symulacyjnego modelu SWAP do prognozowania w okresie wegetacyjnym zmian stanów retencji wodnej w płowych glebach zaciekowych wyniesień dennomorenowych, o opadowo-retencyjnym reżimie wodnym.

Na rysunku 3 wyraźnie zaznaczyły się okresy wyczerpywania wody łatwo dostępnej dla roślin w sezonie wegetacyjnym. Szczególnie w lipcu 2006 roku obserwowano stany retencji wody w 100-centymetrowej strefie korzenienia się roślin poniżej dolnej granicy wody łatwo dostępnej dla roślin.

W tabeli 4 przedstaw iono bilans wodny gleb obliczony przy zastosow aniu symulacyjnego modelu SWAP. Ewapotranspiracja kumulatywna na końcu okresu obliczeniowego wynosiła od 379 mm do 339 mm (odpowiednio dla lat 2005 i 2006), natomiast odpływ wgłębny 11 mm (2006 r.) i 36 mm (2005 г.), a dopływ kapilarny od 8 mm do 9 mm. Mały dopływ kapilarny spowodowany był głęboko zalegającym zwierciadłem wód gruntowych, które w całym okresie pomiarowym występowało na

TABELA 4. Parametry obliczonego bilansu wodnego gleby płowej zaciekowej TABLE 4. Predicted parameters o f the soil water balance o f Typie Glossudalfś

Parametry bilansu wodnego gleb - Parameters o f soil water balance 2005 2006

Rp - początkowy stan retencji - initial soil water storage [mm] 242 226

AP - opad - precipitation [mm] 356 318

+Aq - dopływ kapilarny - capillary inflow [mm] 8 9

-A q - odpływ wgłębny - bottom percolation [mm] 36 33

AI - intercepcja - interception [mm] 26 11

AETR - ewapotranspiracja - e wap о transpiration [mm] 379 339

Rk - końcowy stan retencji - final water storage [mm] 164 170

126 J. Komisarek, M. Kozłowski

głębokości poniżej 4 m. Niewielkie ilości wody dopływające do 1-metrowej strefy korzenienia się roślin z poziomów głębiej zalegających świadczą o typowym opadowo- retencyjnym reżimie wodnym gleb płowych wyniesień dennomorenowych.

DYSKUSJA

Badania niniejsze potwierdziły występowanie gleb płowych zaciekowych na wy­niesieniach dennomorenowych [Komisarek 2000; Kozłowski 2007; Marcinek, Komisarek 2000; Marcinek i in. 1998; Marcinek, Wiślańska 1984]. Charakteryzują się one dobrymi warunkami naturalnego drenażu w poziomach ochric, luvic oraz glossic, natomiast ze względu na wzrost zagęszczenia i charakter uziamienia iluwialnego poziomu argillic, w glebach tych występuje niedostateczny drenaż wewnętrzny. Poziom argillic charakte­ryzuje się małą pojemnością drenażową (0D < 0,1 m3- m"3) oraz małymi wartościami w odoprzepuszczalności (tab. 2), co utrudnia perkolację wód opadow ych. W konsekwencji okresowa stagnacja wód opadowych na mniej przepuszczalnym poziomie argillic przyczynia się do powstania niewłaściwych stosunków powietrzno-wodnych, które widoczne są w postaci okresowo w ystępujących cech zubożeń redoksy- morficznych. Cechy te w analizowanych glebach płowych zaciekowych zanikały wraz z głębokością, co z jednej strony świadczy o ich episaturacyjnym pochodzeniu, nato­miast z drugiej - o braku oddziaływania zwierciadła wód gruntowych na uwilgotnienie profilu. Gleby te m ają typowo opadowo-retencyjny reżim wodny, co wydaję się potwierdzać nie tylko morfologia profilu, lecz także mały udział wód podsiąku kapilarnego w kształtowaniu uwilgotnienia strefy korzenienia się roślin. Obliczonego przy zastosowaniu symulacyjnego modelu SWAP dopływu wody do 1-metrowej warstwy z poziomów poniżej zalegających nie należy wiązać z typowym podsiąkiem kapilarnym, a raczej z występowaniem gradientu potencjału hydraulicznego w strefie nienasyconej, zwłaszcza że w okresie przeprowadzania badań wody gruntowe zalegały na głębokości poniżej 4 m. Typowy podsiąk kapilarny w glebach płowych Równiny Szamotulskiej obserwował Spychalski [1998]. Jednak w badaniach przeprowadzonych przez tego autora dopływy te rozpatrywane były w odniesieniu do wynoszącej 2,5 m miąższości obliczeniowej, a jak sam autor podaje, głębokość ta charakteryzowała średnie zaleganie zwierciadła wód gruntowych w tych glebach.

Przedstawione wyniki badań wskazują na praktyczne możliwości zastosowania modelu SWAP do symulacji zmian uwilgotnienia gleb o opadowo-retencyjnym reżimie wodnym. Duża zgodność obliczonych stanów retencji wody glebowej z rzeczywistymi zawartościami wody w 100-centymetrowej strefie korzenienia się roślin została udokumentowana statystycznie, co wydaje się potwierdzać wcześniejsze doniesienia Komisarek i Kozłowskiego [2005]. Niewielkie wartości AE charakteryzujące błąd oszacowania są zbliżone z wynikami badań Eitzingera i in. [2002, 2004] oraz Elmaloglou'a i M alaosa [2000], w których symulację dynamiki wody glebowej przeprowadzono przy zastosowaniu modelu SWAP oraz CERES.

Biorąc pod uwagę, że gleby rozwijające się z pogómicznego materiału macierzy­stego charakteryzują się opadowo-retencyjnym reżimem wodnym [Mocek i in. 2002; Przybyła, Stachowski 1994; Szafrański, Stachowski 1997], można przypuszczać, że

Zastosowanie modelu symulacyjnego SWAP do określania uwilgotnienia gleb... 127

model SWAP jest dobrym narzędziem służącym do szczegółowego śledzenia zmian uwilgotnienia tych gleb; szczegółowa analiza dynamiki uwilgotnienia gleb terenów pogórnicznych, jest ważnym zagadnieniem z punktu widzenia zagospodarowania i rekultywacji zwałowisk [Szafrański, Stachowski 1997].

WNIOSKI

Przeprowadzone badania wykazały:1. Gleby płowe zaciekowe wyniesień dennomorenowych charakteryzują się opadowo-

retencyjnym reżimem wodnym, w którym głównym źródłem wody dostępnej dla ro­ślin jest woda opadowa.

2. W glebach płowych zaciekowych zlokalizowanych na kulminacji układu topohydrose- kwencyjnego występują w sezonie wegetacyjnym okresy, kiedy stany retencji wodnej w 1 OO-centymetrowej strefie korzenienia się roślin są mniejsze od retencji przy dolnej granicy wody łatwo dostępnej dla roślin.

3. Duża zgodność obliczonych wartości stanów retencji wody glebowej z danymi pomiaro­wymi potwierdza przydatność symulacyjnego modelu SWAP do śledzenia zmian uwilgot­nienia gleb w strefie korzenienia się roślin o opadowo-retencyjnym reżimie wodnym.

LITERATURA

BASCI Z., ZEM ANKOVICS F. 1995: Validation: an objective or a tool? Results on a winter wheat simulation model application. Ecol. Model. 81: 251-263.

DAM J.C. VAN, HUYGEN, J.G. W ESSELING, R.A. FEDDES, P. KABAT, P.E.V. VAN WALSUM, P. GROENENDIJK AND C.A. VAN DIEPEN 1997: Theory o f SWAP version 2.0. Simulation o f water flow, solute transport and plant growth in the Soil-Water-Atmosphere-Plant environment. Report 71, Subdep. Water Resources, Wageningen University, Technical document 45, Alterra Green World Research, Wageningen.

DAM J.C. VAN, KROES J.G., HUYGEN J., VERVOORT R.W. 1998: Users guide o f SWAP version 2.0. Simulation o f water flow, solute transport and plant growth in the Soil-Water-Atmosphere-Plant environment. Technical document 48, DLO Winand Staring Centre, Wageningen.

DIEKKRÜGER B., ARNING M. 1995: Simulation o f water fluxes using different methods for estimation soil parameters. Ecol. M odel. 81: 83-97.

EITZINGER J., MARINCOVIC D., HÖSCH J. 2002: Sensitivity o f different évapotranspiration calcu­lation methods in different crop-weather models. W: Proceeding o f the International Environmental M odeling and Software Society (IEMSS). Integrated Assessment and Decision, June 24 -27 . Lugano, Switzerland.

EITZINGER J., TRNKA M., HÖSCH J., ZALUD Z., DUBROVSKY M. 2004: Comparison o f CERES, WOFOST and SWAP models in simulating soil water content during growing season under different soil condition. Ecol. M odel. 171: 233-246.

ELMALOGLOU S., M ALAM OS N. 2000: Simulation o f soil moisture content o f a prairie field with SWAP93. Agric. Water M anage. 43: 139-149.

GENUCHTEN M. TH. VAN 1980: A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity o f unsaturated soil. Soil Sei. Soc. Amer. J. 44: 892-898.

GENUCHTEN M. TH. VAN, LEIJ F. J., YATES S. R. 1991: The RETC code for quantifying the hydraulic function o f unsaturated soil. US. EPA/600/2-91/065.

HACK-TEN BROEKE M. J. D., HEGM ANS J. H. B. M. 1995: Use o f soil physical characteristic from laboratory measurements or standard series for modelling unsaturated water flow. Agric. Water Manage. 2 9 :2 0 1 -2 1 3 .

128 J. Komis arek, M. Kozłowski

IPCC 2001: Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC Third Assessm ent Report - Climate Change.

IPCC 2007: Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC Fourth Assessm ent Report - Climate Change.

JARVIS N. J. 1995: Simulation o f soil water dynamics and herbicide persistence in a silt loam soil using the MACRO model. Ecol. Model. 81: 97-109.

JAWORSKI J. 1979: Rzeczywisty a wskaźnikowy opad atmosferyczny w zlewni górnej Wilgi. PrzegL Geofiz. 2 4 ,3 2 , 34: 281-292.

KŁUTE A. 1986: Water retention: Laboratory methods. W: Method o f soil analysis. P. 1. Physical and mineralogical methods. R. A. Klute, Agronomy Monograph 9. ASA-SSSA , Madison: 635-660.

KLUTE A., DIRKSEN C. 1986: Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. W: M e­thods o f soil analysis. P 1. Physical and mineralogical methods. A. Klute (red.), Agronomy M ono­graph 9. A SA -SSSA , Madison: 687-732.

KOMISAREK J. 2000: Kształtowanie się właściwości gleb płowych i czarnych ziem oraz chemizmu wód gruntowych w katenie falistej Pojezierza Poznańskiego. Rocz. AR Pozn. Rozp. Nauk. 307.

KOMISAREK J., KOZŁOWSKI M. 2005: Zastosowanie symulacyjnego modelu SWAP do oceny bilan­su wodnego gleby płowej zaciekowej falistej moreny dennej Pojezierza Poznańskiego. Rocz. AR Pozn. 365, Melior. Inż. Srod. 26: 223-231.

KOZŁOWSKI M. 2007: Reżim wodny gleb i chemizm wód gruntowych w układach katenalnych Poje­zierza Poznańskiego. Maszyn. Kat. Glebozn. i Rekul., Poznań.

LOAGUE K., GREEN R. E. 1991: Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: overview and application. J. Contamin. Hydrol. 7: 51-73.

MARCINEK J., KAŹMIEROWSKI C., KOMISAREK J. 1998: Rozm ieszczenie gleb i zróżnicowanie ich w łaściwości w katenie falistej moreny dennej Pojezierza Poznańskiego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 460: 53-73 .

MARCINEK J., KOMISAREK J. 2000: W pływ naturalnych warunków drenażu gleb na ich reżim wodny. Rocz. AR Pozn. 317, Roln. 56: 79-88.

MARCINEK J., KOMISAREK J. 2004: Antropogeniczne przekształcenia gleb Pojezierza Poznańskie­go na skutek intensywnego ich użytkowania rolniczego. Wyd. AR w Poznaniu.

MARCINEK J., SPYCHALSKI M., KOMISAREK J. 1994: Dynamika wody glebowej w glebach auto- genicznych i semihydrogenicznych w układzie toposekwencyjnym moreny dennej Pojezierza Po­znańskiego. Rocz. AR Pozn. 268, Melior. Inż. Śród. 15, cz. 1: 131-145.

MARCINEK J., W IŚLAŃSKA A. 1984: Asocjacje czarnych ziem i gleb płowych falistej moreny dennej Równiny Kościańskiej. Rocz. AR Pozn. 149: 65-81.

MOCEK A., OW CZARZAK W., KACZMAREK Z. 2002: Zmiany zalegania zwierciadła wód grunto­wych w glebach otaczających wyrobisko węgla brunatnego „Koźmin”. Rocz. AR Pozn. 342, Melior. Inż. Śród. 23: 331-342.

PRZYBYŁA C., STACHOWSKI P. 1994: Gospodarka wodna gleb terenów pogórniczych. Rocz. AR Pozn. 268, Melior. Inż. Środ. 15, cz. 1: 219-227.

RAO N. H. 1998: Grouping water storage properties o f Indian soils for soil water balance model applica­tion. Agric. Water Manage. 29: 201-213.

RAWLINS S. L., CAMPBELL G.S. 1986: Water potential: Thermocouple methods. W: Methods o f soil analysis. P 1. Physical and mineralogical methods. A. Klute (red.), Agronomy Monograph 9. ASA- SSSA, Madison: 597-617.

RZĄSA ST., MOCEK A., OWCZARZAK W. 2000: Podatność gleb na kopalnianą degradacją odwodnie­niową w aspekcie merytorycznym i formalnym. Rocz. AR Pozn. 317, Roln. 56: 225-239.

SOIL TAXONOMY 1975: A basic system o f soil classification for making and interpreting soil surveys: Soil Survey Staff. U.S. Dep. Agric. Handb. 436. U.S. Govt. Print. Off. Washington, DC.

SPYCHALSKI M. 1998. Gospodarka wodna wybranych gleb uprawnych Pojezierzy Poznańskiego i Leszczyńskiego. Rocz. AR. Pozn. Rozpr. Nauk. 284.

STACHOWSKI P. 2004: Kształtowanie się zwierciadła wody gruntowej na zwałowisku wewnętrznym odkrywki „Pątnów”. Rocz. Glebozn. 55: 385-395.

Zastosowanie modelu symulacyjnego SWAP do określania uwilgotnienia gleb... 129

SZAFRAŃSKI CZ., STACHOWSKI R 1997: Zmiany zapasów wody w wierzchnich warstwach rekul­tywowanych rolniczo gruntów pogórniczych. Rocz. AR Pozn. 294, Melior. Inż. Srod. 19: cz. 2:211 — 2 2 1 .

WEGEHENKEL M. 2000: Test o f modeling system for simulating water balances and plant growth using various different complex approaches. Ecol. Model. 129: 39-64.

WILLMOTT C. J. 1981: On the validation o f models. Phys. Geogt: 2: 184-194.WU L., CHEN W., BAKER M., LAMB J. A. 1999: Evolution o f the Root Zone Water Quality Model

Using Field-Measured Data from a Sandy Soil. Agron. J. 91: 177-182.

Dr hab. Jolanta Komis arek, prof. nadzw.Katedra Gleboznawstwa i rekultywacji Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu ul. Piątkowska 94, 60-649 Poznań e-mail: jolakom@up.poznan.pl