Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko

Transkript

1 Bohemia centralis, Praha, 31: , 2011 Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko Soil conditions at selected sites in the Křivoklátsko Protected Landscape Area Anna Žigová Geologický ústav AV ČR, v. v. i., Rozvojová 269, Praha 6 - Lysolaje, zigova@gli.cas.cz Abstract. The study on soil conditions involved a set of pedological methods including macromorphological description of soil profiles to determine soil types in the Křivoklátsko Protected Landscape Area (Central Bohemia). Soil subtypes were diagnosed on the basis of analytical data. Soil development in automorphic conditions is dominant at the studied sites within the Křivoklátsko PLA. As a representative of the Leptosol group, Cambic Leptosol indicates a transition to more mature soils with transformation of soil material in situ. The reference group of Cambisol with Haplic Cambisol is a dominant component of soil cover whereas the intensity of transformation of soil material in situ is combined with the type of parent material. Bw horizon is a result of the transformation of soil material in situ. This process is more intensive with Haplic Cambisol than with Cambic Leptosol. The reference group of Luvisol is represented by Albic Luvisol with relatively strong process of argilluviation. The reference group of Stagnosol is an accessory component of soil cover, being represented by Luvic Stagnosol. In this case, it is a semihydromorphic polygenetic soil with the presence of Bmt horizon. Key words: diagnostic horizons, soil types, soil conditions, pedogenetic processes K článku patří obrázky č zařazené v barevné příloze na str Úvod Území Křivoklátska je věnována řada publikací z oblasti přírodních věd. Výjimkou jsou poznatky týkající se půdních poměrů, které jsou ojedinělé. Výsledky studia o půdních a mechových krytenkách na území Benešova luhu, Červeného kříže a Tří Skalek publikoval Balík (1996). Cílem příspěvku je získat ucelenější představy o pedogenetických procesech na základě reprezentativních ploch a navázat na první fázi výzkumů (Žigová et al., 2008), ve které byla studována diverzita půdního pokryvu. 95

2 BOHEMIA CENTRALIS 31 Materiál a metody Významným rysem CHKO Křivoklátsko je přirozená skladba lesů a pestrá geologická stavba. Pro studium půdních poměrů bylo vybráno pět ploch s reprezentativními půdotvornými substráty v listnatém lese. Půdní profily na jednotlivých lokalitách byly zvoleny na základě terénního průzkumu pomocí sondovací tyče. Následně byly vykopány sondy obdélníkovitého půdorysu do hloubky výskytu půdotvorného substrátu. V případě lokality Podmokly byl začištěn zářez silnice. Barvy diagnostických půdních horizontů byly popsány podle Munsella (1994). Makromorfologický popis profilů byl proveden podle Vally et al. (2002). Jednotlivé diagnostické horizonty, půdní typy a subtypy byly klasifikovány podle 2. upraveného vydání Taxonomického klasifikačního systému půd České republiky (Němeček et al., 2011). S ohledem na možnost porovnání s půdním pokryvem chráněných území v mezinárodním měřítku bylo použito i srovnání s World Reference Base for Soil Resources (IUSS Working Group WRB, 2007). V jednotlivých horizontech bylo sledováno zrnitostní složení, ph H2O, ph KCl, obsah CaCO 3 (volumetricky), hodnoty Fet, Feo a Fed, stupeň sorpčního nasycení a obsah jednotlivých výměnných kationtů podle metody Mehlicha. Pro hodnocení organického podílu půdy byly získány údaje o C ox, N t a C/N. Výsledky a diskuse Základem pro klasifikaci půd je jejich makromorfologický popis, který umožňuje zařazení na nejvyšší taxonomické úrovni, kterou je referenční třída půd a rovněž určení půdního typu, který je hlavní jednotkou Taxonomického klasifikačního systému půd České republiky. Makromorfologický popis půd Červený kříž (obrázek 21 na str. 571) Nadmořská výška: 400 m Souřadnice: N , E Půdotvorný substrát: břidlice Ah 0 4 cm, 10YR2/2, jemně drobtová struktura, hlinitá, vlahá, kyprá konzistence, výrazné prokořenění, přechod zřetelný Bv 4 16 cm, 7.5YR4/3, prizmatická struktura, hlinitá, % horizontu tvoří úlomky břidlic, vlahá, drobivá konzistence, střední prokořenění, přechod zřetelný BvCr cm, 10YR5/4, bez struktury, hlinitá, % horizontu tvoří úlomky břidlic, vlahá, drobivá konzistence, slabé prokořenění, přechod pozvolný Cr cm, 10YR4/4, bez struktury, hlinitá, 90 % horizontu tvoří úlomky břidlic, vlahá, kyprá konzistence, slabě prokořenění Taxonomický klasifikační systém půd České republiky: referenční třída půd LEPTOSOLY, půdní typ ranker 96

3 Anna Žigová: Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko Jouglovka (obrázek 22 na str. 571) Nadmořská výška: 540 m Souřadnice: N , E Půdotvorný substrát: svahoviny Ah 0 6 cm, 10YR2/2, práškovitá struktura, hlinitá, vlahá, kyprá konzistence, výrazné prokořenění, přechod zřetelný En 6 20 cm, 10YR5/4, drobně polyedrická struktura, hlinitá, vlahá, drobivá konzistence, ojedinělé černohnědé konkrece, střední prokořenění, přechod zřetelný EnBmt 20 50cm, 10YR8/2, polyedricko-prizmatická struktura, jílovitohlinitá, 5 10 % horizontu tvoří rezivé a tmavohnědé skvrny, slabé prokořenění, přechod zřetelný Bmt cm, 10YR5/6 (50 %), 10YR 7/1 (50 %), polyedricko-prizmatická struktura, jílovitohlinitá, vlahá, soudržná konzistence, ojedinělé černohnědé konkrece, argilany Taxonomický klasifikační systém půd České republiky: referenční třída půd STAGNOSOLY, půdní typ pseudoglej Podmokly (obrázek 23 na str. 572) Nadmořská výška: 405 m Souřadnice: N , E Půdotvorný substrát: spraš Ah 0 15 cm, 10YR2/2, drobtová struktura, hlinitá, vlahá, drobivá konzistence, střední prokořenění, ojedinělé koprolity, přechod zřetelný Ev cm, 10YR5/6, drobně polyedrická struktura, hlinitá, vlahá, drobivá konzistence, slabé prokořenění, přechod pozvolný EvBt cm, 10YR4/6, polyedrická struktura, jílovitohlinitá, vlahá, soudržná konzistence, slabé prokořenění, ojedinělé uhlíky, argilany, přechod zřetelný Bt cm, 10YR3/6, polyedrická struktura, jílovitohlinitá, vlahá, tuhá konzistence, četné argilany, přechod zřetelný Ck cm, 10 YR8/3, prizmatická struktura, hlinitá, vlahá, drobivá konzistence, novotvary CaCO 3 ve formě žilek a měkkých shluků Taxonomický klasifikační systém půd České republiky: referenční třída půd LUVISOLY, půdní typ hnědozem Šance (obrázek 24 na str. 572) Nadmořská výška: 421 m Souřadnice: N , E Půdotvorný substrát: spility Ah 0 15 cm, 10YR2/2, drobtová struktura, písčitohlinitá, ojedinělé úlomky spilitů, vlahá, soudržná konzistence, středné prokořenění, přechod zřetelný Bv cm, 7.5YR4/3, polyedricko-prizmatická struktura, hlinitá, 5 % horizontu tvoří úlomky spilitů, vlahá, drobivá konzistence, slabé prokořenění, přechod zřetelný Bv cm, 7.5YR6/6, polyedricko-prizmatická struktura, písčitohlinitá, % horizontu tvoří úlomky spilitů, vlahá, soudržná konzistence, velmi slabé prokořenění, přechod pozvolný C cm, 10YR5/6, slabě vyvinutá prizmatická struktura, hlinitá, % horizontu tvoří úlomky spilitů, vlahá, drobivá konzistence Taxonomický klasifikační systém půd České republiky: referenční třída půd KAMBISOLY, půdní typ kambizem 97

4 BOHEMIA CENTRALIS 31 Týřovické skály (obrázek 25 na str. 573) Nadmořská výška: 510 m Souřadnice:N , E Půdotvorný substrát: andezity Ah 0 15 cm, 10YR2/2, drobtová struktura, hlinitá, vlahá, soudržná konzistence, výrazné prokořenění, přechod zřetelný Bv cm, 7.5YR4/6, polyedricko-prizmatická struktura, hlinitopísčitá, ojedinělé úlomky andezitu, vlahá, drobivá konzistence, střední prokořenění, přechod pozvolný Bv cm, 7.5YR4/4, polyedricko-prizmatická struktura, písčitohlinitá, ojedinělé úlomky andezitu, vlahá, drobivá konzistence, slabé prokořenění, přechod pozvolný C cm, 10YR5/6, bez struktury, hlinitopísčitá, vlahá, drobivá konzistence, % horizontu tvoří úlomky andezitu Taxonomický klasifikační systém půd České republiky: referenční třída půd KAMBISOLY, půdní typ: kambizem Tabulka 1. Zrnitostní složení. Table 1. Particle-size distribution. Lokalita Mocnost cm <0,001 mm <0,01 mm 0,01 0,05 mm 0,05 0,25 mm 0,25 2,00 mm % % % % % Červený kříž ,0 31,0 22,5 14,7 31, ,9 34,9 20,2 8,4 36, ,5 31,7 22,4 9,9 36,1 Jouglovka ,5 44,5 27,6 14,7 13, ,6 49,0 27,8 10,1 13, ,5 57,8 17,3 14,6 10,3 Podmokly ,0 43,3 38,6 15,5 2, ,0 45,1 43,7 9,0 2, ,8 46,9 46,4 5,5 1, ,2 45,6 47,4 6,2 0, ,0 34,3 50,5 12,4 2,8 Šance ,4 25,6 36,3 21,7 16, ,5 30,2 24,6 11,8 33, ,0 26,4 14,9 29,4 29, ,7 37,3 13,9 22,0 26,8 Týřovické skály ,0 33,2 20,7 34,5 11, ,6 18,3 11,8 62,4 7, ,6 26,3 10,3 38,9 24, ,9 13,7 6,7 23,9 55,7 98

5 Anna Žigová: Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko Tabulka 2. Chemické vlastnosti. Table 2. Chemical properties. Lokalita Mocnost ph H2O ph KCl CaCO 3 Fe t Fe d Fe o cm % % % % Červený kříž 0 4 4,91 4,22 2,78 1,43 0, ,73 3,57 3,29 1,54 0, ,33 4,00 3,71 1,78 0, ,32 3,86 4,05 2,06 0,56 Jouglovka 0 6 3,85 3,17 1,36 0,91 0, ,61 3,35 1,76 1,29 0, ,87 3,59 1,78 1,24 0, ,94 3,56 2,40 1,63 0,25 Podmokly ,30 4, ,67 3, ,74 3, ,10 3, ,02 7,38 11,5 Šance ,86 5,13 4,43 2,39 0, ,09 5,37 5,63 2,81 0, ,95 4,94 5,18 2,18 0, ,07 5,13 4,92 1,97 0,27 Týřovické skály ,84 3,60 6,09 1,96 0, ,20 3,62 6,85 1,99 0, ,72 3,59 8,69 2,12 0, ,19 3,98 9,30 2,14 0,54 Fe t celkový obsah železa, Fe o železo podle Tamma, Fe d železo podle Coffina Fe t total content of Fe, Fe o Fe according to Tamm, Fe d Fe according to Coffin Diagnostické horizonty Na studovaných lokalitách byla popsána přítomnost následujících diagnostických horizontů: Ah humózní lesní, En vybělený nodulární, Ev plavohnědý ochuzený, Bv kambický hnědý (ve World Reference Base for Soil Resources se používá označení Bw), Bt luvický, Bmt mramorovaný redoximorfní luvický, C půdotvorný substrát, Ck půdotvorný substrát s obsahem karbonátů, Cr skeletovitý rozpad pevné horniny. Přítomnost jednotlivých diagnostických horizontů a jejich zákonité uspořádání v půdních profilech je podmíněno vzájemným spolupůsobením faktorů pedogeneze. 99

6 BOHEMIA CENTRALIS 31 Tabulka 3. Stupeň sorpčního nasycení a výměnné kationty. Table 3. Base saturation and exchangeable cations. Lokalita V K + Na + Ca 2+ Mg 2+ % mmol + /kg -1 mmol + /kg -1 mmol + /kg -1 mmol + /kg -1 Červený kříž < 30 7,1 0, ,3 < 30 1,3 0,4 35,6 5,6 < 30 1,8 0,6 57,5 15,1 31 1,3 0,4 52,2 14,7 Jouglovka < 30 4,3 1,0 83,4 7,3 < 30 0,4 0,5 1,8 1,8 < 30 0,6 0,5 16,2 0,5 < 30 1,8 0,7 3,0 8,4 Podmokly 43 5,7 0,4 80,4 17,3 < 30 2,1 0,4 50,1 15,8 49 2,0 0,8 71,7 21,4 78 3,6 1,4 168,2 49, ,5 1,9 199,4 21,4 Šance 63 8,4 0,1 339,6 24,3 85 5,7 0,2 235,5 27,1 94 8,2 0,6 241,7 83, ,4 0,3 263,2 123,0 Týřovické skály 43 3,5 0,4 126,4 48,0 64 1,8 0,9 147,7 97,0 86 2,6 1,4 315,4 147,0 89 2,1 1,5 259,6 122,0 V stupeň sorpčního nasycení, K + výměnný K, Na + výměnný Na, Ca 2+ výměnný Ca, Mg 2+ výměnný Mg V base saturation, K + exchangeable K, Na + exchangeable Na, Ca 2+ exchangeable Ca, Mg 2+ exchangeable Mg Pedogenetické procesy Pro popis vývoje půdního pokryvu byl použit makromorfologický popis a analytické výsledky. Údaje o zrnitostním složení, ph H2O, ph KCl, C ox, N t a C/N jsou převzaty z první etapy prací na sledovaných lokalitách. Analytické údaje jsou shrnuty v tabulkách 1 (zrnitostní složení), 2 (chemické vlastnosti), 3 (stupeň sorpčního nasycení a výměnné kationty) a 4 (organický podíl půdy). Analytické údaje umožňují klasifikovat půdy do úrovně půdních subtypů a provést srovnání s World Reference Base for Soil Resources. Tyto výsledky jsou uvedeny v tabulce

7 Anna Žigová: Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko Tabulka 4. Organická půdní hmota. Table 4. Soil organic matter. Lokalita Mocnost C ox N t C/N cm % % Červený kříž ,88 1,07 11, ,26 0,21 10, ,97 0,12 8, ,69 0,09 7,67 Jouglovka ,24 1,30 18, ,21 0,10 12, ,28 0,06 4, ,12 0,06 2,00 Podmokly ,26 0,20 11, ,85 0,11 7, ,36 0,07 5, ,20 0,06 3, ,12 0,05 2,40 Šance ,33 0,55 9, ,45 0,15 9, ,20 0,05 4, ,16 0,05 3,20 Týřovické skály ,67 0,27 9, ,93 0,11 8, ,20 0,05 4, ,12 0,05 2,40 C ox - organický uhlík, N t - celkový dusík C ox - organic carbon, N t - total N Zrnitostní složení půd na jednotlivých lokalitách vykazuje značnou variabilitu. Vysoké zastoupení frakce 0,25 2,00 mm je typické pro ranker kambický. Hodnota koeficientu texturní diferenciace u lokality Jouglovka je 1,9, což umožnilo klasifikovat půdu jako pseudoglej luvický. U studijní plochy Podmokly má koeficient texturní diferenciace hodnotu 1,5 a jedná se o hnědozem luvickou. U kambizemí modálních byl v celém profilu zaznamenán zvýšený obsah frakcí 0,05 0,25 mm a 0,25 2,00 mm. Hodnoty ph se pohybují v rozmezí silně kyselé až alkalické. Silně kyselá reakce v celém profilu je typická pro ranker kambický, pseudoglej kambický a kambizem modální na andezitech. V případě kambizemě modální na spilitech je hodnota ph kyselá. U hnědozemě luvické je ve svrchní části hodnota ph silně kyselá a ve spodní části profilu neutrální. 101

8 BOHEMIA CENTRALIS 31 Tabulka 5. Porovnání klasifikačních systémů půd. Table 5. Comparison of soil classification systems. Lokalita Klasifikační systém půd 1 Klasifikační systém půd 2 Červený kříž ranker kambický Cambic Leptosol Jouglovka pseudoglej luvický Luvic Stagnosol Podmokly hnědozem luvická Albic Luvisol Šance kambizem modální Haplic Cambisol Týřovické skály kambizem modální Haplic Cambisol Klasifikační systém půd 1 - Taxonomický klasifikační systém půd České republiky, Klasifikační systém půd 2 - World Reference Base for Soil Resources Soil classification system 1 - Czech Taxonomic Soil Classification System, Soil classification system 2 - World Reference Base for Soil Resources U makromorfologického popisu byla na základě testu 10% HCl zaznamenána přítomnost uhličitanů pouze v případě lokality Podmokly u horizontu Ck. Následně byla tato hodnota stanovena kvalitativně a dosáhla hodnoty 11,5 %. Vysoký obsah uhličitanů odpovídá typu půdotvorného substrátu, kterým je spraš. Pro potvrzení přítomnosti Bv horizontu a Bmt horizontu byly provedeny níže uvedené testy. Na základě hodnot Fe o / Fe t 100 < 25 %, Fe o / Fe d 100 < 50 % byla analyticky potvrzena přítomnost Bv horizontu u půd na lokalitách Červený kříž v hloubce 4 16 cm, Šance v hloubce cm a Týřovické skály v hloubce cm. Hodnota Fe o / Fe d 100 > % na lokalitě Jouglovka potvrzuje přítomnost Bmt horizontu v hloubce cm. Hodnota stupně sorpčního nasycení poskytuje bližší obraz o kvalitě a kvantitě jednotlivých pedogenetických procesů v kombinaci s dalšími analytickými údaji. Půdní typy ranker a pseudoglej lze hodnotit podle stupně sorpčního nasycení jako extrémně nenasycené. U půdního typu hnědozem kolísají hodnoty od stupně nenasycené a extrémně nenasycené ve svrchní části profilu ke stupni plně nasycené ve spodní části profilu. V případě kambizemí se hodnoty pohybují od stupně sorpčního nasycení slabého k plně nasycenému. Obsahy jednotlivých výměnných kationtů jsou spojeny s charakterem půdotvorného substrátu. Obsah C ox a N t je nejvyšší ve všech sledovaných půdách v A horizontech. Nejvyšší hodnoty byly zjištěny u pseudogleje luvického a nejnižší u hnědozemě luvické a kambizemě modální na andezitu. Poměr C/N je kriteriem pro hodnocení kvality organické hmoty a vyjadřuje zásobu celkového dusíku v půdě. Zásoba celkového dusíku v Ah horizontu je velmi nízká u pseudogleje luvického, nízká rankeru kambického a hnědozemě luvické a střední u kambizemí modálních. 102

9 Anna Žigová: Půdní poměry vybraných lokalit CHKO Křivoklátsko Na většině studovaných ploch převládá pedogenetický proces braunifikace, který je spojen s výskytem Bv horizontu. Proces illimerizace byl identifikován u hnědozemě a pseudogleje. V případě pseudogleje v důsledku změny vodního režimu došlo ke vzniku Bmt horizontu transformací Bt horizontu. Ke vzniku Bm horizontu může dojít i přeměnou Bv horizontu. Tuto variantu lze v daném případě vyloučit, neboť je přítomen En horizont nad Bmt horizontem. Souhrn Studium půdních poměrů zahrnovalo soubor pedologických metod včetně makromorfologického popisu půdních profilů, podle kterých byly určeny půdní typy. Na základě analytických dat byly diagnostikovány půdní subtypy. Na sledovaných územích CHKO Křivoklátsko převládá vývoj půd v automorfních podmínkách. Zástupce referenční třídy LEPTOSOLY ranker kambický indikuje přechod k vyvinutějším půdám s procesem braunifikace. Dominantní složkou půdního pokryvu je referenční třída KAMBISOLY s kambizeměmi modálními, přičemž intenzita procesu braunifikace je spojena s typem půdotvorného substrátu. V procesu braunifikace dochází ke vzniku Bv horizontu. Proces braunifikace je výraznější u kambizemí modálních než u rankeru kambického. Referenční třída LUVISOLY je reprezentována hnědozemí luvickou s poměrně výrazným procesem illimerizace. Akcesorickou složkou půdního pokryvu je referenční třída STAGNOSOLY, jejichž reprezentantem je pseudoglej luvický. V daném případě se jedná o semihydromorfní polygenetickou půdu s výskytem Bmt horizontu. Poděkování Příspěvek byl podpořen grantem GA ČR č.526/08/0434 a je součástí výzkumného záměru AV0Z Geologického ústavu AV ČR, v.v.i. Literatura Balík V. (1996): Soil and MossTestate Amoebae (Protozoa, Rhizopoda) from Fores Stands in the Biospheric Reserve Křivoklátsko (Czech Republic). Časopis Národního muzea, Řada Přírodovědná, Praha, 165 (1 4): IUSS Working Group WRB (2007): World Reference Base for Soil Resources 2006, first update World Soil Resources Reports, Rome, 103: Munsell Color (1994): Munsell Soil Color Charts. Macbeth Division of Kollmorgan Instruments Corporation. New Windsor, N. Y. Němeček J., Mühlhanselová M., Macků J., Vavříček D. et Novák P. (2011): Taxonomický klasifikační systém půd České republiky. 2. upravené vydání. ČZU v Praze, Praha. 103

10 BOHEMIA CENTRALIS 31 Valla M., Kozák J., Němeček J., Matula S., Borůvka L. et Drábek O. (2002): Pedologické praktikum. Česká zemědělská univerzita, katedra pedologie a geologie AF, Praha. Žigová A., Šťastný M., Krejčová J. et Koptíková L. (2008): Diverzita půd v CHKO Křivoklátsko. In. Rohošková M. et Jakšík O. [eds.]: 12. Pedologické dny. Kostelec nad Černými Lesy, Antropogenní zatížení půd. Sborník příspěvků. Česká zemědělská univerzita v Praze, Praha., s Recenzovali: Ing. Jiří Jandák, CSc. Prof. Ing. Jozef Kobza, CSc. 104

11 BOHEMIA CENTRALIS 31 (2011) K článku A. Žigové na str Obr. 21. Červený kříž ranker kambický, půdotvorný substrát břidlice. Fig. 21. Červený kříž Cambic Leptosol, parent material shale. Obr. 22: Jouglovka pseudoglej luvický, půdotvorný substrát svahoviny. Fig. 22. Jouglovka Luvic Stagnosol, parent material colluvial deposits. 571

12 BOHEMIA CENTRALIS 31 (2011) Obr. 23: Podmokly hnědozem luvická, půdotvorný substrát spraš. Fig. 23: Podmokly Albic Luvisol, parent material loess. Obr. 24. Šance kambizem modální, půdotvorný substrát spility. Fig. 24. Šance Haplic Cambisol, parent material spilite. 572 K článku A. Žigové na str

13 BOHEMIA CENTRALIS 31 (2011) K článku A. Žigové na str Obr. 25. Týřovické skály kambizem modální, půdotvorný substrát andezity. Fig. 25. Týřovické skály Haplic Cambisol, parent material andesite. 573