Opracowanie Ekofizjograficzne dla Województwa Dolnośląskiego

Zagrożenia związane z użytkowaniem rolniczym

Gleby użytkowane racjonalnie, zwłaszcza gleby o wysokich wartościach użytkowych, powinny trwale zachowywać korzystne właściwości. Nieracjonalne wykorzystanie – zarówno rolnicze, jak i przemysłowe – może jednak prowadzić do degradacji gleb, a także do niekorzystnych zmian innych elementów środowiska.

Tab. 7.1.1. Obszary zagrożone erozją na Dolnym Śląsku (źródło: GUS, 2004).

Gleby Dolnego Śląska, o lepszej niż przeciętnie w Polsce przydatności rolniczej i znacznym udziale gleb zwięźlejszych, charakteryzują się stosunkowo dużą odpornością na degradację chemiczną. Odporność ta zależy od pojemności sorpcyjnej gleby, uwarunkowanej ilością frakcji ilastej oraz próchnicy glebowej (Siuta, 1976). Niemniej jednak nawożenie, zwłaszcza stosowanie nawozów mineralnych w nieodpowiednich dawkach i terminach, może powodować zanieczyszczenie wód podziemnych azotanami i azotynami oraz prowadzić do eutrofizacji wód powierzchniowych. Aktualne zużycie mineralnych nawozów w województwie dolnośląskim pozostaje na poziomie zbliżonym do przeciętnego w Polsce i wynosi 91,2 kg NPK/ha (GUS, 2004), jest więc znacznie niższe niż w niektórych krajach europejskich o intensywnym rolnictwie, gdzie często przekracza 300 kg NPK/ha. Z badań WIOŚ wynika, że w województwie nie występuje poważny problem zanieczyszczenia wód podziemnych azotanami ze źródeł rolniczych, a zawartość składników eutroficznych w wodach powierzchniowych, spowodowana jest przede wszystkim wprowadzaniem do nich ścieków i sukcesywnie zmniejsza się w ostatnich latach (IOŚ, 2004). W praktyce intensywne wymywanie azotanów z gleb użytkowanych rolniczo na Dolnym Śląsku ogranicza się więc do gleb bardzo lekkich, wytworzonych z piasków, występujących w północnej części województwa. Z kolei wymywanie środków ochrony roślin do wód (powierzchniowych lub podziemnych) również może lokalnie występować na glebach lekkich oraz glebach, na których nasilone są procesy erozji.

Erozja wodna polega na zmywaniu przez wodę opadową cząstek powierzchniowej warstwy gleby. Działalność rolnicza może przyczyniać się do zintensyfikowania naturalnych procesów erozyjnych. Potencjalne zagrożenie erozją wodną zależy od nachylenia terenu, rodzaju i gatunku gleb oraz rocznej sumy opadów (Licznar, 1995). Na obszarach zalesionych lub trwale zadarnionych, rzeczywiste zagrożenie erozją wodną i wietrzną jest radykalne zmniejszone, natomiast realne zagrożenie degradacją występuje na gruntach ornych, zwłaszcza w okresach, gdy powierzchnia gleby pozostaje odsłonięta. Zagrożenie erozją powinno być uwzględniane przy planowaniu zagospodarowania terenu, a rolnicze użytkowanie gleb potencjalnie zagrożonych erozją powinno opierać się na zaleceniach przeciwerozyjnych (Józefaciuk i Józefaciuk, 1996). Na erozję wodną najbardziej narażone są gleby pyłowe (w tym lessy), a także piaski luźne. Gleby wytworzone z utworów pyłowych stanowią znaczny odsetek gleb Dolnego Śląska; występują głównie na terenach urzeźbionych: w szerokim pasie Przedgórza i Pogórza Sudeckiego oraz w rejonie Wzgórz Trzebnickich i Dalkowskich. Gleby potencjalnie zagrożone erozją wodną – o różnym stopniu nasilenia – zajmują w województwie dolnośląskim 27,6% powierzchni (rys. 7.1.4), tj. odsetek zbliżony do średniej w Polsce, wynoszącej 26,9%. Wartość ta obejmuje także obszary górskie o urozmaiconej rzeźbie i dużym nachyleniu stoków, na których – ze względu na zalesienie lub zadarnienie – aktualna erozja wodna praktycznie nie występuje.

Rys. 7.1.4. Zagrożenie erozją wodną powierzchniową (a) i wietrzną (b) na Dolnym Śląsku (źródło: Józefaciuk i Józefaciuk, 1996, zmienione).

Erozja wietrzna polega na wywiewaniu cząstek gruntu, ich przemieszczaniu, sortowaniu i osadzaniu w innym rejonie. Zagrożenie gleb erozją wietrzną zależy od rzeźby terenu, pokrycia powierzchni roślinnością (współczynnika lesistości) oraz rodzaju gleby. Najbardziej narażone na erozję wietrzną są piaski luźne, zwłaszcza drobnoziarniste i przesuszone utwory organiczne – mursze. Erozja wietrzna występuje głównie na odsłoniętych stokach i wierzchowinach eksponowanych na działanie wiatru, a także na rozległych terenach płaskich. Obszary najbardziej zagrożone erozją wietrzną występują na Dolnym Śląsku głównie na Przedgórzu Sudeckim, gdzie obserwuje się średnie lub silne natężenie erozji, związane z występowaniem na tym obszarze gleb pyłowych (rys. 7.1.4).

Ogólna charakterystyka zagrożeń związanych z przemysłem i urbanizacją

Degradacja gleb, czyli pogorszenie ich wartości użytkowej, może być spowodowana przyczynami naturalnymi, czyli niekorzystnymi zmianami warunków przyrodniczych, albo wynika z działalności antropogenicznej: przemysłowej lub wadliwie prowadzonej działalności rolniczej. Całkowita utrata wartości użytkowej nazywa się dewastacją.

Najpoważniejsze zagrożenia gleb degradacją lub dewastacją związane są z przemysłem wydobywczym, energetycznym, hutniczym, metalurgicznym i chemicznym. Na obszarach oddziaływania tych gałęzi przemysłu występują trzy formy degradacji: geomechaniczna, hydrologiczna oraz chemiczna. Przedsięwzięcia w zakresie ochrony środowiska, podejmowane przez zakłady przemysłowe – zwłaszcza w ostatnich 15 latach – zmniejszają skalę tego oddziaływania, nie jest jednak możliwe całkowite wyeliminowanie niekorzystnych zmian powodowanych w środowisku glebowym przez przemysł. Eksploatacja kopalin, a także składowanie odpadów, są przyczyną zmian krajobrazu, ubytku biologicznie czynnych gleb rolniczych i leśnych oraz geotechnicznej degradacji gleb.

Degradacja geomechaniczna (geotechniczna) polega na zniszczeniu profilu glebowego wskutek prac ziemnych, zwłaszcza górniczych. Przejawem tej degradacji jest tworzenie wyrobisk oraz zwałowisk górniczych. Problem degradacji geomechanicznej dotyczy okręgów górniczych województwa dolnośląskiego: Turoszowskiego (gdzie eksploatowany jest odkrywkowo węgiel brunatny), Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego (w likwidacji, po eksploatacji węgla kamiennego), Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego oraz okręgów eksploatacji surowców skalnych: Bolesławieckiego, Lubańskiego, Złotoryjskiego, Strzegomsko-Jaroszowskiego, Wałbrzyskiego, Strzelińskiego i Kłodzkiego (Szerszeń i in., 1995). Aktualne uregulowania prawa ochrony środowiska nakazują ograniczanie zmian geomechanicznych i taką rekultywację zdewastowanego terenu, która przywróci jego poprzednie ukształtowanie oraz pierwotny stan użytkowy gleb. Wydaje się jednak, że rekultywacja taka zazwyczaj jest niemożliwa do zrealizowania, a często także – z wielu powodów – nieuzasadniona. Zależnie od rodzaju rekultywowanego materiału, przyjętej koncepcji rekultywacji i kierunku docelowego zagospodarowania, gleby antropogeniczne wytworzone na terenach górniczych, wykazują silnie zróżnicowane właściwości. W niektórych przypadkach można je nawet wykorzystywać rolniczo. Natomiast niezabezpieczone zwały odpadów górniczych oraz inne składowiska odpadów, zwłaszcza nie zrekultywowane, stanowią wtórne źródła zanieczyszczenia powietrza (przez pylenie z powierzchni) oraz wód podziemnych (przez infiltrację), a w konsekwencji także przyległych gleb. Łączna powierzchnia składowisk odpadów przemysłowych na Dolnym Śląsku wynosi ponad 2 270 ha, a składowisk odpadów komunalnych – ponad 320 ha (GUS, 2004).

Mechanizmy degradacji hydrologicznej związane są ze zmianami warunków wodnych, prowadzącymi do przesuszenia lub zawodnienia gleb. Przesuszenie może być skutkiem tworzenia się leja depresji w rejonach eksploatacji górniczej lub intensywnej eksploatacji wód wgłębnych dla celów przemysłowych bądź komunalnych. Zasięg leja depresji zależy od warunków geologicznych, a ekologiczne skutki i zmiany właściwości użytkowych gleb, zależą przede wszystkim od rodzaju gleby i typu gospodarki wodnej. Szczególnie niekorzystne zmiany powodowane przesuszeniem, zaznaczają się w glebach organicznych (murszenie) oraz w glebach lekkich, wytworzonych z piasków. Na obszarach przyległych do największych dolnośląskich kopalń odkrywkowych, w tym KWB „Turów”, nie obserwuje się niekorzystnych skutków przesuszenia gleb. Lokalnie natomiast stwierdzano znaczny spadek wartości użytkowej gleb w wyniku obniżenia zwierciadła wód gruntowych w niektórych rejonach eksploatacji wód na Dolnym Śląsku (Julianka, Sobin, Jędrzychów, Retków, Potoczek) (Szerszeń i in., 1995). Od pewnego czasu obserwuje się tendencję obniżania zwierciadła wód gruntowych na dużych obszarach Dolnego Śląska, co wiąże się prawdopodobnie z czynnikami klimatycznymi, regulacją rzek, prowadzeniem melioracji odwadniających, wzrastającą ewapotranspiracją roślin uprawnych (w warunkach intensywnej uprawy) oraz zwiększonym poborem wody na różne cele. Problem degradacji hydrologicznej może występować w szczególności na terenach zmeliorowanych, gdzie wartość użytkowa gleb zależy w znacznej mierze od prawidłowego działania systemów melioracyjnych. W województwie dolnośląskim grunty zmeliorowane stanowią 46,9% powierzchni użytków rolnych (487 tys. ha), z czego połowa (241 tys. ha) to zdrenowane grunty orne (GUS, 2004). Znacznie rzadziej występuje zjawisko nadmiernego antropogenicznego uwilgotnienia gleb. Lokalne podtopienia występują m.in. w sąsiedztwie sztucznych zbiorników wodnych i składowisk odpadów płynnych, na przykład w pobliżu składowiska odpadów poflotacyjnych „Żelazny Most”. W rezultacie pogorszeniu ulegają zdolności produkcyjne gleb i zostają wypierane właściwe dla danych obszarów fitocenozy.

Degradacja chemiczna gleb polega na niekorzystnych zmianach właściwości chemicznych, fizykochemicznych oraz biologicznych gleb, wskutek wprowadzania do nich różnego rodzaju zanieczyszczeń. Niektóre z zanieczyszczeń dostają się do gleby ze ściekami lub odpadami, inne przesiąkają z zanieczyszczonymi wodami, np. w rejonie składowisk odpadów, albo też mogą pochodzić z suchej lub mokrej depozycji atmosferycznej.

Kontrola chemicznego zanieczyszczenia gleb prowadzona jest w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska, a dopuszczalne zawartości w glebie 50 substancji nieorganicznych (np. metali ciężkich) i organicznych (jak ropopochodne, niektóre pestycydy, PCB, inne związki chloroorganiczne) określają standardy jakości gleby i ziemi. Degradację chemiczną, powodowaną przez emisje przemysłowe, obserwuje się przede wszystkim w najbliższym sąsiedztwie zakładów przemysłowych, aglomeracji miejskich oraz składowisk odpadów, a zasięg ich oddziaływania zależy od szeregu czynników, m.in. technicznych, topograficznych, meteorologicznych, hydrologicznych i in. Ze względu na stopień i zasięg skażenia, największe znaczenie na Dolnym Śląsku ma degradacja chemiczna gleb związana z emisjami metali ciężkich w rejonie hut miedzi Legnica i Głogów (Szerszeń i in., 1999). Także sąsiedztwo składowisk odpadów poflotacyjnych jest przyczyną zanieczyszczenia gleb metalami, głównie wskutek pylenia (Chodak i in., 1995-2004). W rejonie takich obiektów trzeba także brać pod uwagę zagrożenie wydostaniem się odpadów ze zbiornika wskutek awarii i trwałego zanieczyszczenie gleb, jak to miało miejsce w Iwinach (Karczewska i Lizurek, 2004). Oceniając stan zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi, należy zwrócić uwagę na fakt, że ich podwyższone koncentracje w glebach nie zawsze związane są z działalnością antropogeniczną, a mogą wynikać z czynników naturalnych. Gleby wytworzone z różnych skał macierzystych oraz różniące się zawartością próchnicy, zawierają zróżnicowane naturalne koncentracje zarówno makroelementów, jak i pierwiastków śladowych. Gleby lekkie są z natury uboższe w pierwiastki śladowe od gleb zwięźlejszych. Wietrzeniowe gleby wytworzone ze skał zasadowych zawierają więcej niklu i chromu, a mniej ołowiu od gleb wytworzonych ze skał kwaśnych. To naturalne zróżnicowanie powinno być uwzględniane przy interpretacji stanu zanieczyszczenia gleb. Zróżnicowanie zawartości metali ciężkich w glebach dobrze ilustrują mapy geochemiczne opracowywane przez Państwowy Instytut Geologiczny (Lis i Pasieczna, 1995). Na rysunku 7.1.5 zamieszczono fragmenty map ilustrujących zawartość miedzi i niklu w glebach Dolnego Śląska. Wysokie koncentracje miedzi w glebie, zwłaszcza w rejonie Legnicy i Głogowa, są skutkiem zanieczyszczeń antropogenicznych, podczas gdy zmienność zawartości niklu, uwarunkowana jest głównie czynnikami naturalnymi i właściwościami skał macierzystych gleb.

W Polsce i na Dolnym Śląsku powszechnie obserwuje się proces zakwaszania gleb, zwłaszcza lekkich, wytworzonych z piasków. Zakwaszeniu towarzyszy wymywanie w głąb profilu składników pokarmowych, a zwłaszcza potasu. Zakwaszenie gleb w naszych warunkach klimatycznych ma głównie charakter naturalny, jednak może być intensyfikowane przez rolnictwo i kwaśne opady atmosferyczne. Odporność gleb na zakwaszenie jest bezpośrednio związana z ich zdolnościami sorpcyjnymi, które zależą od uziarnienia i zawartości próchnicy. Regularne wapnowanie gleb użytkowanych rolniczo skutecznie eliminuje problem zakwaszenia.

Rys. 7.1.5.

Rys. 7.1.5. Zawartość miedzi (Cu) i niklu (Ni) w glebach Dolnego Śląska. Źródło: Atlas geochemiczny PIG (Lis i Pasieczna, 1995).

Specyficzne właściwości gleb w rejonach górniczych

Specyfika właściwości gleb w rejonach górniczych związana jest z dużym udziałem terenów zmienionych geotechnicznie, na których dominują gleby antropogeniczne, dość często wzbogacone w różne substancje, na przykład w metale ciężkie. Związane jest to z występowaniem na niewielkich głębokościach rud metali, które eksploatowane były niekiedy już od średniowiecza – najpierw metodami odkrywkowymi, a później – podziemnymi. Na Dolnym Śląsku, a zwłaszcza w Sudetach i na Przedgórzu Sudeckim, jest wiele takich obszarów (Dziekoński, 1972). Naturalnemu wzbogaceniu gleb w metale, towarzyszy wzbogacenie antropogeniczne, wynikające z wydobycia rudy na powierzchnię i jej przetwarzania, to jest wzbogacania i przetapiania. Odróżnienie naturalnych przyczyn wzbogacenia gleb w metale od antropogenicznych, często jest bardzo trudne. Problem ten ma poważne implikacje praktyczne, gdyż w świetle obowiązującego prawa, ponadnormatywne ilości zanieczyszczeń pochodzenia antropogenicznego powinny być usunięte z gleby poprzez jej rekultywację. Znaczne koncentracje metali ciężkich występują m.in. w glebach bezpośrednio sąsiadujących z dawnymi hałdami górniczymi, na przykład w rejonie Radzimowic i Wojcieszowa (Karczewska i in., 2005), Złotego Stoku (Bogda i in., 2001), Miedzianki (Bogda i in., 2002), Leszczyny i Chełmca w Parku Krajobrazowym Chełmy (Karczewska, 1999), oraz w Szklarach (Karczewska i in., 2001). Gleby takie, nawet jeśli uznane zostaną za spełniające standardy jakości, powinny być użytkowane ze szczególną ostrożnością. Gleby antropogeniczne charakteryzują się bowiem często mało stabilnymi warunkami, a wytworzona w nich równowaga chemiczna i biologiczna, może zostać łatwo zachwiana w wyniku działania niekorzystnych czynników zewnętrznych (Bender i Gilewska, 2004).