Monitorowanie zmian gleby a zarządzanie miastem

Mgr Sylwia Pindral, dr hab. Rafał Kot, dr hab. Piotr Hulisz oraz dr hab. Przemysław Charzyński z Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej opublikowali artykuł pt. „Landscape metrics as a tool for analysis of urban pedodiversity” w „Land Degradation and Development”, jednym z najbardziej renomowanych czasopism naukowych w zakresie nauk o środowisku i nauk o glebie.
Publikacja jest częścią cyklu przygotowywanego w ramach rozprawy doktorskiej mgr Pindral, której promotorem jest dr hab. Hulisz.

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

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

Celem badań było opracowanie nowej ilościowo-jakościowej metody oceny różnorodności gleb miejskich z zastosowaniem metryk krajobrazowych oraz określenie stopnia ich przekształcenia. Metoda proponowana przez naukowców z UMK bazuje na wykorzystaniu oryginalnego wskaźnika zróżnicowania gleb na podstawie statystycznie uzasadnionego wyboru kilku metryk krajobrazowych.
Wykorzystuje ona koncepcję, która łączy doświadczenia pracowników Katedry Geomorfologii i Paleogeografii Czwartorzędu (metodyka badań i ocena georóżnorodności) oraz Katedry Gleboznawstwa i Kształtowania Krajobrazu (klasyfikacja gleb obszarów miejskich).

Naukowcy prowadzili badania w Inowrocławiu. – Najważniejszymi kryteriami wyboru tego miasta, jako poligonu badawczego w kontekście wypracowania metodyki oceny zróżnicowania i analiz przekształceń gleb, były jego stosunkowo jednorodna, pierwotna pokrywa glebowa (głównie czarne ziemie) oraz wielofunkcyjność. Jest to ośrodek przemysłowy, uzdrowiskowy, transportowy, gdzie duże znaczenie mają także rolnictwo i rozwój funkcji usługowej. Przekształcenia gleb spowodowane działalnością przemysłową oraz naturalne wypływy wód mineralnych przyczyniły się tam do powstania i rozwoju siedlisk roślinności słonolubnej, unikatowej w skali kraju – tłumaczy mgr Pindral.

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