,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Iwona Rogozińska
Charakteryzowanie
zjawisk
klimatycznych
oraz
właściwości gleb 321[02].O1.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inŜ. Edwin Dorobkiewicz
mgr inŜ. Joanna Urszula Zamojska
Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Iwona Rogozińska
Konsultacja:
dr inŜ. Janusz Figurski
mgr Czesław Nowak
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[02]O1.03
„Charakteryzowanie zjawisk klimatycznych oraz właściwości gleb”, zawartego w programie
nauczania dla zawodu technik leśnik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1.
Wprowadzenie
3
2.
Wymagania wstępne
5
3.
Cele kształcenia
6
4.
Materiał nauczania
7
4.1.
Charakteryzowanie właściwości gleb
7
4.1.1. Materiał nauczania
7
4.1.2. Pytania sprawdzające
24
4.1.3. Ćwiczenia
24
4.1.4. Sprawdzian postępów
26
4.2.
Charakteryzowanie zjawisk klimatycznych
28
4.2.1. Materiał nauczania
28
4.2.2. Pytania sprawdzające
36
4.2.3. Ćwiczenia
37
4.2.4. Sprawdzian postępów
38
5.
Sprawdzian osiągnięć
39
6.
Literatura
45
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten pomoŜe Ci w przyswojeniu niezbędnej wiedzy do charakteryzowania
zjawisk klimatycznych oraz właściwości gleb.
W poradniku zamieszczono:
−−−−
wykaz umiejętności, jakie powinieneś posiadać przed przystąpieniem do nauki tego
modułu,
−−−−
wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z tym poradnikiem oraz pracy na
zajęciach,
−−−−
materiał nauczania,
−−−−
ć
wiczenia, które umoŜliwią Ci nabycie umiejętności praktycznych,
−−−−
zestawy zadań, które pomogą Ci sprawdzić czy opanowałeś podane treści z zakresu
charakteryzowania maszyn i urządzeń,
−−−−
sprawdzian postępów, który pomoŜe Ci w przygotowaniu się do pracy kontrolnej z całego
materiału nauczania,
−−−−
wykaz literatury, z jakiej moŜesz korzystać podczas nauki.
Materiał nauczania obejmuje tylko najistotniejsze problemy, które powinieneś poznać w tej
jednostce modułowej. Zakres treści kształcenia jest bardzo szeroki, róŜny jest teŜ poziom
wiedzy technicznej i oczekiwania uczniów, dlatego teŜ Poradnik nie moŜe być traktowany jako
wyłączne źródło wiedzy o maszynach i urządzeniach. Zaproponowane lektury pozwolą na
poszerzenie i pogłębienie wiedzy teoretycznej w tych zakresach, które szczególnie zainteresują
lub są niezbędne w realizacji zadań zawodowych. Dlatego wskazane jest korzystanie
z literatury podanej w poradniku, tekstów źródłowych oraz innych źródeł informacji. Teksty
ź
ródłowe zdobędziesz na stronach internetowych.
Materiał nauczania obejmuje równieŜ ćwiczenia, które zawierają:
–
treść ćwiczenia,
–
wykaz materiałów potrzebnych do realizacji,
–
sposób wykonania ćwiczenia,
–
pytania wspomagające planowanie czynności,
–
wzory sprawozdań, arkusze ćwiczeń, tabele do wypełnienia.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń powinieneś samodzielnie sprawdzić poziom
swoich umiejętności. Sprawdzian postępów zawiera pytania, na które naleŜy odpowiedzieć
TAK lub NIE. KaŜda odpowiedź na TAK wskazuje Twoje mocne strony, zaś odpowiedź na
NIE zwraca uwagę na braki, które powinieneś uzupełnić.
Na zakończenie całego cyklu jednostki modułowej przeprowadzany jest sprawdzian
osiągnięć edukacyjnych ucznia. Aby lepiej przygotować się do niego proponuję Ci rozwiązanie
testu i wypełnienie arkusza odpowiedzi zamieszczonego w tym poradniku.
Jeśli będziesz miał trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, odpowiedzią na
pytania zamieszczone w sprawdzianie, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie
i ewentualne wskazówki do samodzielnego uzupełnienia.
Mam nadzieję, Ŝe poradnik okaŜe się pomocny. śyczę powodzenia.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych w module
321[02].O1
Podstawy zawodu
321[02].O1.01
Przestrzeganie przepisów
bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz ochrony
przeciwpoŜarowej
321[02].O1.02
Charakterystyka środowiska
leśnego
321[02].O1.03
Charakteryzowanie zjawisk
klimatycznych oraz
właściwości gleb
321[02].O1.04
Przestrzeganie przepisów
ochrony środowiska
przyrodniczego
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−−−−
określać właściwości i budowę minerałów i skał,
−−−−
wymienić i scharakteryzować właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby,
−−−−
określać znaczenie gleby,
−−−−
wymieniać zjawiska atmosferyczne i pogodotwórcze,
−−−−
rozpoznać zjawiska atmosferyczne i pogodotwórcze,
−−−−
korzystać z róŜnych źródeł informacji,
−−−−
współpracować w grupie.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
scharakteryzować budowę Ziemi,
−
scharakteryzować najwaŜniejsze rodzaje minerałów i skał,
−
scharakteryzować procesy glebotwórcze,
−
określić znaczenie minerałów i skał w procesie glebotwórczym oraz kształtowaniu
warunków środowiskowych,
−
rozpoznać typy i rodzaje gleb,
−
określić rozmieszczenie gleb na kuli ziemskiej,
−
określić rozmieszczenie gleb na obszarze Polski,
−
określić właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne poszczególnych rodzajów gleb
leśnych,
−
scharakteryzować obieg substancji mineralnych w lesie,
−
dokonać klasyfikacji gleb leśnych według PTG,
−
określić jakość gleby na podstawie roślin wskaźnikowych,
−
wyjaśnić znaczenie praktyczne meteorologii,
−
scharakteryzować budowę atmosfery oraz kształtowanie się zjawisk atmosferycznych,
−
scharakteryzować fronty atmosferyczne,
−
określić
współzaleŜności
zachodzące
pomiędzy
zjawiskami
atmosferycznymi
i pogodotwórczymi, a kształtowaniem klimatu,
−
określić wpływ zjawisk atmosferycznych na roślinność,
−
wyjaśnić pojęcia: makro i mikroklimat,
−
wykonać
pomiary
i
przeprowadzić
obserwacje
podstawowych
wielkości
charakteryzujących stan atmosfery w terenie otwartym i w lesie.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1.
Charakteryzowanie właściwości gleb
4.1.1. Materiał nauczania
Budowa Ziemi
Fizyczna budowa naszej planety nie jest jednorodna.
Ziemia składa się z trzech
podstawowych części: jądra, płaszcza i skorupy.
Rys. 1. Elementy budowy Ziemi [1. s. 27]
Skład skorupy ziemskiej to głównie krzem, glin i magnez. W skład płaszcza wchodzą
krzemiany ( wśród których największy udział ma bogaty w magnez oliwin), tlenki magnezui
metakrzemiany. Jądro zbudowane jest z Ŝelaza z domieszką krzemu i siarki.
Skorupa i górny płaszcz tworzą płyty kontynentalne i oceaniczne, które przesuwają się
nad płaszczem dolnym leŜącym pod spodem. Najbardziej zewnętrzna część skorupy ziemskiej
nosi nazwę sial poniewaŜ składa się z krzemu ( Si) i glinu (Al). NiŜej znajduje się warstwa
sima składa się ona głównie z krzemu (Si) i magnezu (Mg). Ponadto warstwa simy ma
większy niŜ sial cięŜar właściwy. RóŜnica w cięŜarze właściwym spowodowała, Ŝe sial
utworzył zewnętrzną powłokę skorupy ziemskiej a sima stworzyła jej podłoŜe. NaleŜy
równieŜ dodać, Ŝe powłoka sialiczna nie jest zwarta i złoŜona jest z prawie 20 płyt
tektonicznych o grubości od 60 do 100km, które dryfują jak ogromne kry w warstwie simy.
Kontynenty są więc częściami płyt wystającymi ponad wody oceanów.
Rys. 2. Przekrój przez skorupę ziemską [4, s. 162]
Klasyfikacja podstawowych minerałów
Skorupa ziemska utworzona jest ze skał, które składają się z minerałów. Do
najwaŜniejszych rodzajów minerałów wchodzących w skład skał naleŜą: kalcyt, dolomit,
skaleniowce (leucyt i nefelin), oliwin, pirokseny, amfibole, serpentyn, plagioklazy, ortoklaz,
biotyt, kwarc, muskowit, apatyt, magnetyt, korund i inne. Noszą one nazwę minerałów
skałotwórczych.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
–
kalcyt − to najpospolitszy minerał wchodzący w skład skał osadowych. Tworzy on skały
wapienne. Występuje w odmianach krystalicznych, ale zazwyczaj tworzy skupienia Ŝylne
naciekowe. Barwa jest najczęściej biała, ale moŜe być bezbarwny lub róŜowy, Ŝółty,
szary. Dolomit – powstaje na skutek osadzania się w wodach morskich lub z wapieni. Ma
jasnoszarą barwę lecz moŜe być ona inna. Występuje jako zbite skupienie
drobnokrystaliczne.
−−−−
skaleniowce – leucyt − występuje w bazaltach i trachitach, nefelin w alkalicznych
skałach magmowych i ubogich w krzemionkę.
−−−−
oliwin − pospolity w zasadowych skałach magmowych, bogatych w Ŝelazo i magnez. Ma
postać ziaren i skupień ziarnistych o charakterystycznej oliwkowozielonej barwie.
−−−−
pirokseny i amfibole − wchodzą w skład skał magmowych. Są to mieszaniny
krzemianów i glinokrzemianów wapnia, magnezu i Ŝelaza. Występują w odmianach
krystalicznych. Przykładem piroksenów jest augit o prawie czarnej barwie, występujący
w zasadowych skałach magmowych, natomiast amfibolów – hornblenda − występująca w
pośrednich skałach magmowych. Pirokseny i amfibole podczas wietrzenia wzbogacają
glebę w wapńi magnez.
−−−−
serpentyn − jest to wodny krzemian magnezu o róŜnych odcieniach zieleni. Tworzy zbite
skupienia i jest głównym składnikiem serpentynitu.
−−−−
plagioklazy − są to glinokrzemiany sodowo − wapniowe występujące w skałach
magmowych. Występują w odmianach krystalicznych. Podczas wietrzenia zasilają glebę
w wapń oraz dają minerały ilaste.
−−−−
ortoklaz − glinokrzemian potasu. Jest najwaŜniejszym minerałem skał magmowych
zasobnych w krzemionkę. Występuje w odmianach krystalicznych. Wietrzejąc zasila
glebę w potas i daje minerały ilaste.
−−−−
biotyt − krzemian potasu Ŝelazowo − magnezowy. Posiada ciemną (czarną lub brunatną)
barwę. Podczas wietrzenia zamienia się w ciemnobrunatną Ŝelazistą masę.
−−−−
kwarc − główny składnik kwaśnych skał magmowych i niemal wyłączny składnik wielu
skał osadowych. Występuje w ziarnistych skupieniach, rzadziej w odmianach
krystalicznych. Jest odporny na proces wietrzenia chemicznego, natomiast wietrzenie
mechaniczne powoduje jego silne rozdrobnienie. Jest bezbarwny, ale moŜe mieć barwę
białą, szarą, brunatną, róŜową i fioletową.
−−−−
muskowit − krzemian potasu. Jest minerałem bezbarwnym lub o jasnej barwie. Jest
bardzo odporny na wietrzenie i przeobraŜa się w minerały ilaste.
−−−−
apatyt − ma postać zbitych, ziarnistych, drobnokrystalicznych mas. Posiada zielonkawą
barwę. Występuje w skałach wylewnych. Jest to bardzo dobry surowiec do produkcji
nawozów fosforowych.
−−−−
magnetyt − występuje m.in. w skałach magmowych oraz jest bardzo bogatą rudą Ŝelazao
czarnej barwie i odmianie krystalicznej. Jest minerałem silnie magnetycznym.
−−−−
korund − tlenek glinu. Posiada duŜą twardość. Jego bezbarwne odmiany to rubin szafir
kamienie szlachetne.
Klasyfikacja wielkiej liczby minerałów jest oparta przede wszystkim na ich składzie
chemicznym i strukturze krystalicznej. Minerały dzieli się z punktu widzenia chemicznego na
niŜej podane grupy:
a)
pierwiastki rodzime i ich intermetaliczne związki: złoto, srebro, siarka, platyna i inne.
b)
siarczki i związki pokrewne (piryt, chalkopiryt, galena, antymonit, molibdenit i inne),
c)
chlorki i związki pokrewne (fluoryt, sól kamienna i inne).
d)
tlenki i wodorotlenki (kwarc, rutyl, magnetyt, hematyt, limonit i inne),
e)
sole kwasów tlenowych:
−−−−
węglany (kalcyt, syderyt, magnezyt, aragonit), azotany i inne (boraks),
−−−−
siarczany, chromiany i wolframiany (gips, anhydryt, wolframit i inne),
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
−−−−
fosforany, arseniany, wanadany, rudy uranowe (apatyt, monacyt, erytryn i inne),
−−−−
krzemiany (oliwin, topaz, granaty, bery, amfibole, pirokseny, talk, mika, skalenie,
−−−−
kaolinit, serpentyn i inne).
f.) minerały organiczne (ozokeryt, bursztyn i inne).
Przy opisach pospolitych minerałów skałotwórczych waŜna jest takŜe postać
krystaliczna. Większość minerałów jest krystalicznymi ciałami stałymi, czyli ich
najdrobniejsze cząstki są ułoŜone w siatce przestrzennej o określonym wzorze
geometrycznym. Grupy minerałów róŜniących się typem symetrii, kątami nachylenia do
siebie osi krystalicznych:
–
minerały krystalizujące w układzie regularnym (kostkowym, sześciennym): sól
kamienna, magnetyt, piryt,
–
minerały krystalizujące w układzie tetragonalnym: chalkopiryt,
–
minerały krystalizujące w układzie heksagonalnym: beryl, apatyt,
–
minerały krystalizujące w układzie trygonalnym: kalcyt, kwarc, hematyt,
–
minerały krystalizujące w układzie rombowym: siarka, argonit,
–
minerały krystalizujące w układzie jednoskośnym: gips, talk,
–
minerały krystalizujące w układzie trójskośnym: rodonit, albit, anortyt.
Ze względu na genezę skały dzielimy na trzy podstawowe grupy: magmowe, osadowe
i przeobraŜone (metamorficzne).
Skały magmowe są to skały powstałe w wyniku stygnięcia rozŜarzonego stopu
krzemianowego – magmy − pochodzącego z głębi Ziemi. Podczas wydobywania się magmy
na zewnątrz jej temperatura obniŜa się i następuje jej krzepnięcie, czyli krystalizacja.
Ze względu na miejsce stygnięcia magmy skały magmowe są dzielone na:
−−−−
głębinowe − krystalizujące bardzo wolno na duŜych głębokościach,
−−−−
Ŝ
yłowe − krystalizujące dość szybko bliŜej powierzchni Ziemi,
−−−−
wylewne − powstające dzięki bardzo szybkiej krystalizacji na powierzchni ziemi lub dnie
oceanów.
Miejsce i sposób ochładzania się magmy wpływa na budowę skał magmowych. Przy
powolnym ochładzaniu krystalizacja minerałów przebiega regularnie i tworzą się kryształy
o duŜych rozmiarach. Powstaje skała o strukturze grubo lub średnioziarnistej. Podczas
szybszego ochładzania moŜe powstać skała porfirowa składająca się z drobnoziarnistej masy i
większych kryształów, co wynika z braku czasu na wytworzenie większych i doskonalszych
kryształów. Bardzo szybkie stygniecie lawy powoduje, Ŝe tylko część jej wykształca się
w postaci kryształów a reszta to jednolita masa zwana szkliwem wulkanicznym. W skład skał
magmowych wchodzą głównie krzemiany, czasem równieŜ siarczanyi ciała lotne. Przykładem
skał magmowych jest granit, sjenit i bazalt.
Skały osadowe − są to skały powstałe na skutek wietrzenia róŜnych skał, które są
utworzone na miejscu lub transportowane przez wodę, lodowce i wiatr. Osadzane są
warstwami. Osady mogą się teŜ tworzyć z minerałów pochodzących z organizmów roślinnych
lub zwierzęcych. Powstawanie skał z osadów odbywa się poprzez działanie ciśnienia lub
przez zlepianie się ziaren. Skały osadowe dzielą się na 4 grupy:
−−−−
skały okruchowe − naleŜą tu: okruchowce i Ŝwirowce (powstają z nich najczęściej gleby
lekkie, kamieniste, Ŝwirowate z domieszką gliny), piaskowce, glinowce (powstają z nich
głębokie i bogate gleby gliniaste), pyłowce (powstają z nich bogate lecz czasem płytkie
gleby pyłowe), iłowce (powstają z nich cięŜkie gleby ilaste średnie i głębokie, bogate
w składniki mineralne), piaski (powstają z nich gleby lekkie i jałowe), gliny (tworzą
gleby cięŜkie, Ŝyzne i produktywne), iły (tworzą się na nich cięŜkie, głębokie i urodzajne
gleby).
−−−−
skały węglanowe − naleŜą tu: wapienie, margle i dolomity − są one skałami
macierzystymi gleb zwanych rędzinami.
−−−−
kaustobiolity − są to skały pochodzenia roślinnego (węgiel kamienny, brunatny, torfy).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Węgiel kamienny i brunatny nie tworzy skał macierzystych gleb, natomiast z torfów
tworzą się gleby bagienne.
−−−−
pochodzenia chemicznego i biochemicznego − do skał chemicznych naleŜy sól
kamienna,
sylwin, kainit i gips, który jako jedyny ma znaczenie jako skała macierzysta gleb.
Wietrzejąc daje on początek glebom o nazwie rędziny siarczanowe.
Skały przeobraŜone (metamorficzne) − są to dawne skały osadowe lub magmowe, które
podlegały przeobraŜeniom spowodowanym przez takie czynniki jak: ciepło, ciśnienie,
czasami nasycenie składnikami rozpuszczonymi w otoczeniu magmy. Są to skały o budowie
warstwowej, co spowodowane jest działalnością wysokiego ciśnienia. Budowa skały
przeobraŜonej zaleŜy od budowy skały pierwotnej oraz od czynników wpływających na
przeobraŜenie. Roztopiona magma zapełnia pęknięcia w Ziemi lub rozlewa się na
powierzchni, gdzie przeobraŜa skały w swoim otoczeniu. Podczas fałdowania skorupy
ziemskiej osady mogą zapadać się w jej głąb, gdzie podlegają metamorfozie.
Do skał przeobraŜonych naleŜą m.in.: gnejsy, łupki krystaliczne i marmury (wapienie
krystaliczne).
Procesy glebotwórcze
Gleby kształtują się w wyniku procesów glebotwórczych. Do najczęstszych procesów
naleŜą: proces przemywania, bielicowania, oglejania, brunatnienia oraz proces bagienny
i proces murszenia.
Proces przemywania polega na przemieszczeniu w głąb profilu glebowego wymytych
z wyŜej leŜących warstw cząstek koloidalnych, które są rozproszone, bez ich uprzedniego
rozkładu. Proces ten odbywa się przy kwaśnym odczynie gleby i prowadzi do powstania
poziomu przemywania.
Proces bielicowania przebiega równieŜ przy kwaśnym odczynie gleby, w lasach
iglastych. Polega na rozkładzie glinokrzemianów i koloidów glebowych oraz na wymywaniu
w głąb profilu glebowego składników, w kolejnym etapie uruchamiania kwasów
próchnicowych oraz związków Ŝelaza i glinu przy jednoczesnej częściowej redukcji
związków Ŝelaza. Powstaje poziom eluwialny (wymywania) o jasnej, prawie białej barwie
dzięki procesowi wymywania. Tworzy się tu równieŜ poziom iluwialny (wmywania)
o brunatno rdzawym zabarwieniu.
Proces oglejania polega na odtlenieniu mineralnych części utworu glebowego przy duŜej
wilgotności i w obecności substancji organicznej. Związki Ŝelaza trójwartościowego
(brunatno rdzawa barwa) przechodzą w związki Ŝelaza dwuwartościowego, wskutek czego są
wymywane przez wodę, a poziomy gleby przybierają barwę zielonkawą, niebieskawą lub
popielatą.
Proces brunatnienia polega na stopniowym rozkładzie glinokrzemianów i uwalnianiu się
związków Ŝelaza glinu. Związki te w następnej kolejności otaczają ziarna gleby i nadają im
brunatną barwę. Nie zachodni tu przemieszczanie się Ŝelaza i glinu. W wyniku tego procesu
powstaje poziom brunatnienia.
Proces bagienny polega na gromadzeniu się i humifikacji szczątek roślinnych w
warunkach nadmiernej wilgotności. Powstają muły lub torfy w zaleŜności od intensywności i
długotrwałości warunków beztlenowych.
Proces murszenia dotyczy odwodnionych warstw gleb organicznych. Odwodniona masa
organiczna kurczy się, pęka i dzieli na bryły, które następnie przybierają formę ziaren. W
wyniku tego procesu tworzy się poziom murszowy.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Morfologia gleb
Dział gleboznawstwa zwany morfologią gleb zajmuje się badaniem ich zewnętrznych
cech. Cechy te kształtują się pod wpływem przebiegu procesów glebowych natury
chemicznej, fizycznej i biologicznej. Określanie ich w znacznym stopniu ułatwia nam
poznawanie właściwości gleby oraz umoŜliwia zaszeregowanie badanej gleby do
odpowiedniego typu, rodzaju i gatunku. RozróŜniamy następujące cechy morfologiczne
gleby: budowa, barwa, struktura, układ, nowotwory glebowe. MiąŜszość gleby ogólna
grubość wszystkich warstw i poziomów, od powierzchni aŜ do skały macierzystej. MiąŜszość
gleb waha się w szerokich granicach nawet do kilku metrów. Nieznaczną miąŜszość wykazują
gleby górskie wytworzone z masywnych skał macierzystych, znaczną natomiast gleby
wytworzone z luźnego materiału lodowcowego, np. lessowe. Za dolną granicę gleby uwaŜa
się tę część skały macierzystej, która nie wykazuje śladów procesu glebotwórczego.
MiąŜszość gleby ma znaczny wpływ na rozwój korzeni drzew leśnych. Na glebach głębokich
wytwarzają się głębsze systemy korzeniowe, co pozwala im na pobieranie składników
mineralnych z głębszych warstw. Na glebach płytkich drzewa, które w innych warunkach
wytwarzają palowy system korzeniowy (sosna, dąb), wytwarzają korzenie poziome.
Barwa gleby jest waŜną cechą morfologiczną, pomocną w rozróŜnianiu miąŜszości
poszczególnych poziomów i warstw w profilach glebowych. Zabarwienie poziomów
glebowych jest dość ściśle związane ze składem oraz fizycznymi i chemicznymi
właściwościami utworów glebowych. Barwy, jakimi odznaczają się gleby i ich elementy,
wywodzą się z trzech podstawowych: białej, czarnej i czerwonej (Ŝółtawej). Barwę nadają
określone związki chemiczne występujące w glebie. Barwa biała pochodzi od zawartości
wodorotlenku glinu, krzemionki, węglanu wapnia, gipsu, minerałów grupy kaolinitu. Czarną
barwę nadają glebom przede wszystkim związki humusowe (próchniczne). Barwy czerwona
i częściowo Ŝółta związane są głównie połączeniami tlenków Ŝelaza. Im więcej wody
w składzie wodorotlenków Ŝelaza, tym barwa jest bardziej Ŝółta. Związki zredukowanego
Ŝ
elaza, odznaczające się zabarwieniem zielonkawym lub niebieskawym, charakteryzują gleby
niedotlenione. Zabarwienie gleby moŜe mieć charakter jednolity i niejednolity. Niejednolitość
zabarwienia wynika z przemieszczania się z roztworami glebowymi rozpuszczonych
składników barwnych. Struktura gleb jest to stan, w którym poszczególne ziarna glebowe są
zlepione w agregaty, czyli zlepki strukturalne określonych kształtów i wymiarów. Gleby
strukturalne mają zdolność do rozpadania się na poszczególne agregaty. Najdrobniejsze
cząstki glebowe łącząc się w małe skupienia tworzą tzw. mikroagregaty o średnicy mniejszej
od 0,25mm. Materiałem wiąŜącym poszczególne elementy glebowe są próchnica oraz
ś
luzowata wydzielina bakterii Ŝyjących na materii organicznej rozkładanej przez grzyby.
Agregaty związane lepiszczem próchnicowym są trwałe, tj. nie rozpadają się pod wpływem
działania wody. Stan gleby, w którym elementarne cząsteczki nie są ze sobą powiązane
określamy jako brak struktury. Układ gleby (tekstura) odzwierciedla sposób ułoŜenia
względem siebie po szczególnych części elementarnych (ziaren) i agregatów oraz charakter
porowatości, która powstaje w tych warunkach. WyróŜnia się następujące rodzaje układów
w glebach:
−−−−
układ luźny poszczególne cząstki glebowe nie są związane lepiszczem,
−−−−
układ pulchny występuje na glebach leśnych przewiewnych i zasobnych w próchnicę,
wykazujących strukturę ziarnistą.
−−−−
układ zwięzły charakteryzuje na ogół gleby gliniaste, ilaste. Gleba pod naciskiem rozpada
się na agregaty.
−−−−
układ zbity występuje w glebach gliniastych cięŜkich, ilastych. Bryły pod naciskiem nie
rozpadają się na agregaty.
Znaczenie układu gleby polega na tym, Ŝe wywiera on istotny wpływ na porowatość gleb
oraz w pewnej mierze na ich zwięzłość.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
Nowotwory glebowe są to widoczne gołym okiem skupienia substancji w róŜnej formie
i o róŜnym składzie chemicznym, które kształtują się i wytrącają w wyniku procesu
glebotwórczego. Nowotwory wyraźnie odróŜniają się od otaczającej je masy glebowej
zarówno składem, jak barwą i kształtem. RozróŜnia się nowotwory pochodzenia chemicznego
i biologicznego.
Do nowotworów pochodzenia chemicznego zaliczane są najczęściej: nacieki
próchniczne, nagromadzenia krzemionki, wytrącenia łatwo rozpuszczalnych soli, wytrącenia
węglanu wapnia, gipsu i Ŝelaziste.
Najczęściej spotykanymi w glebie nowotworami biologicznymi są:
−−−−
koprolity, tj. ekskrementy owadów i robaków, a głównie dŜdŜownic;
−−−−
strukturalne gruzełki wyrzucane przez mrówki w czasie budowy mrowisk;
−−−−
kretowiny – utwory widoczne w profilu glebowym, o kształcie owalnych plam
odróŜniających się zawsze barwą od otaczającej je gleby. Utwory te powstały przez
wypełnianie chodników róŜnych gryzoni materiałem glebowym, pochodzącym
najczęściej z wyŜej połoŜonych części gleby.
Gleba jako środowisko Ŝycia organizmów
Gleba jest środowiskiem, w którym bytują róŜne organizmy, zarówno roślinne jak
i zwierzęce. Pomiędzy nimi a właściwościami glebowymi zachodzą ścisłe i wzajemne
zaleŜności. KaŜda grupa organizmów glebowych przez swoją działalność Ŝyciową powoduje
mniej lub bardziej znaczne zmiany w środowisku, przejawiające się we wszystkich procesach
zachodzących w glebie.
Do organizmów glebowych, czyli edafonu, naleŜą:
−−−−
mikroflora − wirusy, bakterie, promieniowce, grzyby, glony,
−−−−
mikrofauna − pierwotniaki,
−−−−
mezofauna − nicienie, dŜdŜownice, stawonogi,
−−−−
makrofauna − krety, chomiki, świstaki, susły.
Gleba stanowi doskonale podłoŜe dla Ŝycia i rozwoju mikroorganizmów. Jest ona
dostatecznie zaopatrzona w organiczne i mineralne składniki pokarmowe i ma zwykle
odpowiednią wilgotność, odczyn oraz korzystne warunki tlenowe. Dzięki tym warunkom jest
naturalnym siedliskiem róŜnorodnych form mikroflory i mikrofauny bytujących w niej
w olbrzymich ilościach. W glebie bytują przedstawiciele wszystkich grup systematycznych
mikroorganizmów
o
róŜnych
właściwościach
biochemicznych:
wirusy,
bakterie,
promieniowce, grzyby, a takŜe glony i pierwotniaki. O obecności wirusów w glebie
wnioskujemy na podstawie objawów chorobowych, wywołanych przez nie w zakaŜonych
Ŝ
ywych komórkach, w których jedynie mogą się rozmnaŜać. NaleŜy podkreślić szczególne
znaczenie wirusów atakujących bakterie brodawkowe Ŝyjące w symbiozie z roślinami
motylkowymi. Wirusy te swą działalnością mogą doprowadzić do niekorzystnych zmian
w populacjach mikroorganizmów Ŝyjących w określonych środowiskach glebowych.
Bakterie naleŜą do najbardziej aktywnych organizmów glebowych. Wywierają one
powaŜny wpływ na szereg procesów glebowych. Bakterie glebowe są w większości
heterotrofami. Rola bakterii w procesach glebowych polega na:
−−−−
rozkładaniu substancji organicznej bezazotowej,
−−−−
przyczynianiu się do mineralizacji próchnicy,
−−−−
uczestniczeniu w uruchamianiu trudno przyswajalnych związków fosforu, uwalnianiu
potasu z glinokrzemianów, utlenianiu siarki i Ŝelaza, wiązaniu wolnego azotu
z powietrza, rozkładaniu białka i mocznika, utlenianiu amoniaku (nitryfikacja),
uwalnianiu azotu do atmosfery (denitryfikacja).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
Promieniowce są najliczniejszymi i najwaŜniejszymi mikroorganizmami glebowymi. Ich
udział wynosi 10–70% ogólnej liczby drobnoustrojów glebowych. Korzystnym
ś
rodowiskiem promieniowców jest gleba gliniasta, bogata w substancje organiczne,
o odczynie zasadowym, dobrze przewietrzana. Promieniowce mają duŜe znaczenie
w rozkładzie materii organicznej, odgrywają istotną rolę w tworzeniu się kwasów
huminowych. Promieniowce wytwarzają liczne antybiotyki, barwniki i witaminy. Najlepiej
poznanymi producentami antybiotyków są gatunki z rodzaju Streptomyces.
Grzyby rozwijają się we wszystkich strefach klimatycznych Ziemi. Warunkiem ich
rozwoju w glebie jest optymalna wilgotność i dostęp tlenu (są organizmami tlenowymi) oraz
obecność substancji organicznej jako źródła energii. Jako tlenowce grzyby Ŝyją głównie
w powierzchniowych warstwach gleby, chociaŜ moŜna je spotkać na głębokości około
50–100 cm. Grzyby przyczyniają się do rozkładu substancji organicznej i zakwaszania jej,
odgrywają doniosłą rolę w procesach humifikacji. Często grzyby Ŝyją w symbiozie
z roślinami wyŜszymi, tworząc tzw. mikoryzę. Mikoryza występująca na korzeniach roślin,
szczególnie na korzeniach drzew leśnych, dostarcza roślinom, z którymi grzyby współŜyją,
wodę i składniki pokarmowe (azot, potas, fosfor i inne). W zamian za to grzyby mikoryzowe
pobierają z korzeni roślin węglowodany. Grzyby mikoryzowe dostarczają roślinie substancji
stymulujących kiełkowanie i wzrost.
Porosty występują na suchych piaskach, skałach, drewnie wszędzie tam, gdzie inne
organizmy nie mogłyby utrzymać się przy Ŝyciu. Porosty są pionierami procesów
glebotwórczych. Wydzielają pewne kwasy o dość wysokiej koncentracji, co powoduje
rozkład róŜnych minerałów skałotwórczych.
Glony są organizmami rozpowszechnionymi w glebie, przy czym najczęściej występują
na jej powierzchni lub tuŜ pod nią. Najwięcej glonów jest w glebach zasobnych w fosforany
i azotany. Glony jako organizmy pionierskie wpływają na wietrzenie skał i minerałów,
a takŜe, dzięki swej masie i duŜej odporności na niekorzystne warunki środowiska, mogą
stanowić źródło materii organicznej w glebach pustynnych. Poza tym na obszarach
zagroŜonych erozją wietrzną mogą one wiązać luźne cząsteczki glebowe, zapobiegając ich
wywiewaniu.
Pierwotniaki stanowią najliczniejszą grupę wśród mikrofauny. Ilość ich zaleŜy od rodzaju
gleby, pory roku. Najlepiej rozwijają się w temperaturze 18–20
°
C, bez dostępu tlenu giną.
Pierwotniaki pełnią niewielką rolę w procesach rozkładu materii organicznej. Biorą udział w
sorpcji azotu j przemieszczaniu związków azotowych w głąb gleby.
Nicienie z gleby przedostają się do przyziemnych części roślin i Ŝywią się treścią ich
komórek. Mechaniczne uszkodzenie korzeni przez nicienie ułatwia wnikanie do systemu
korzeniowego róŜnych mikroorganizmów fitopatogenicznych. Nicienie mogą przenosić
mikroorganizmy chorbotwórcze. W rozkładzie materii organicznej nie uczestniczą
bezpośrednio. Nie wpływają w większym stopniu na właściwości gleby.
DŜdŜownice wymagają gleb o odczynie zbliŜonym do obojętnego lub słabo kwaśnego,
odpowiednio wilgotnych i ciepłych, o duŜej ilości martwej materii organicznej. DŜdŜownice
wpływają korzystnie na przewiewność i przepuszczalność gleby, co poprawia właściwości
fizyczne zwłaszcza gleb cięŜkich. OdŜywiając się martwą materią organiczną przyczyniają się
do jej rozkładu, tym samym wywierają wpływ na krąŜenie składników pokarmowych roślin.
W glebach ornych biomasa dŜdŜownic wynosi 50–500kg/ha. Roczny przerób gleby przez
dŜdŜownice wynosi 10-901/ha.
Stawonogi występują w środowisku glebowym w ogromnej ilości rodzajów i gatunków,
mających zasadnicze znaczenie dla procesów glebotwórczych. Spośród stawonogów
znaczenie w gleboznawstwie mają: wije, roztocze, owady. Stawonogi przyczyniają się do
spulchniania gleby i przemieszczania rozłoŜonej i rozdrobnionej substancji organicznej.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
UmoŜliwiają w ten sposób pracę bakteriom oraz grzybom rozkładającym substancje
organiczne.
Drobne ssaki wpływają na zmianę właściwości fizycznych gleby. Zwierzęta te ryjąc
chodniki i jamy rozdrabniają materiał organiczny i przenoszą go nieraz na znaczne
głębokości, a jednocześnie spulchniają i drąŜą glebę. Rozdrabnianie resztek roślinnych
i zwierzęcych znajdujących się w glebie ułatwia mikroflorze korzystnie z zawartych w nich
składników pokarmowych.
Mikroorganizmy spełniają decydującą rolę we wszystkich procesach biochemicznych
związanych z przemianami związków organicznych i mineralnych w glebie. Podstawowe
kategorie procesów biochemicznych zachodzących pod ich wpływem to:
−−−−
mineralizacja, czyli bezustanna przemiana związków organicznych w mineralne,
−−−−
unieruchamianie, jest to proces polegający na przemianie nieorganicznych związków
w złoŜone połączenia organiczne w wyniku pobrania pierwiastka przez mikroorganizmy
i wbudowania go w skład swojej komórki,
−−−−
utlenianie, czyli proces związany z przemianą materii i energii, dzięki np. procesowi,
utleniania siarki, nieprzyswajalne formy siarki przechodzą w formy przyswajalne dla,
roślin, a powstający przy procesach utleniania kwas siarkowy staje się
rozpuszczalnikiem, róŜnych minerałów; zdobywana dzięki procesowi energia słuŜy
bakteriom do asymilacji dwutlenku węgla,
−−−−
wiązanie wolnego azotu z powietrza,
−−−−
rozkład białek i mocznika amonifikacja.
Obieg substancji mineralnych w lesie
Podczas obiegu substancji mineralnej wszystkie towarzyszące im zjawiska zachodzą
jednocześnie. Prowadzą one do wymiany materii między rośliną a glebą. Dzięki pobieraniu
przez korzenie roślin składników mineralnych z roztworu glebowego jest budowana ich masa
organiczna. Nie wszystkie jednak rośliny mają jednakowe zapotrzebowanie na związki
mineralne. Gatunki drzewiaste pobierają tych składników duŜo mniej niŜ rośliny zielne.
RóŜni się to równieŜ w odniesieniu do wieku drzewostanu w obrębie tego samego gatunku.
Największe ilości składników mineralnych czerpią drzewa w okresie drągowiny, a z wiekiem
ilość ta maleje. RóŜne gatunki drzew mają teŜ inne potrzeby co do ilości składników
w róŜnych porach okresu wegetacyjnego. Składniki mineralne, które nie zostały pobrane
przez człowieka jako plon, po zmineralizowaniu substancji organicznej przez
mikroorganizmy powracają ponownie do gleby. Substancja organiczna powraca w postaci
opadu liści, igieł, korzeni, chrustu, części kory i szczątek kwiatów. Ilość tej substancji wynosi
ponad połowę całkowitej ilości substancji organicznej jaką produkuje drzewostan. DuŜa część
substancji mineralnych powraca do gleby poprzez obumieranie roślin runa. W tym samym
czasie zachodzą dodatkowo inne procesy. Są to m.in.: zjadanie substancji roślinnej przez
zwierzęta, pobieranie składników i asymilacja wolnego azotu przez mikroorganizmy,
wymywanie składników przez opady atmosferyczne, dopływ składników do gleby za
pośrednictwem nawoŜenia, wpływu wody gruntowej i procesu wietrzenia, unieruchomienie
substancji mineralnych przez próchnicę i powstawanie trudno rozpuszczalnych związków
oraz wymywanie składników z liści i wydzielanie ich przez korzenie roślin.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
Rys. 3. Schemat obiegu materii w przyrodzie [4, s. 279]
Podstawowe wiadomości o rozmieszczeniu gleb na kuli ziemskiej
Główne typy gleb są rozmieszczone na powierzchni kuli ziemskiej nierównomiernie:
−−−−
Afryka − 37% ogólnej powierzchni zajmują gleby pustyń subtropikalnych i tropikalnych,
29% to czerwone gleby laterytowe,
−−−−
Ameryka Północna − 23% powierzchni to gleby bielicowe, 21% to gleby stepowe
(czarnoziemne), 17% to gleby tundrowe,
−−−−
Ameryka Południowa − 59% ogólnej powierzchni zajmują gleby laterytowe,
−−−−
Australia − 44% to gleby pustynne i półpustynne, 25% to gleby laterytowe,
−−−−
Eurazja − 30% to gleby górskie, 30% ogólnego obszaru zajmują teŜ gleby bielicowe
i gleby pustynne, 13% stanowią gleby kasztanowe i czarnoziemy,
−−−−
Antarktyda − nie posiada gleb właściwych poniewaŜ pokryta jest płaszczem lodowym.
Rozmieszczenie gleb na obszarze Polski
Na terenie naszego kraju największe przestrzenie zajmują gleby bielicowe i jest to około
55% ogólnego obszaru. Gleby brunatne znajdują się na powierzchni około 20%, natomiast
inne typy gleb zajmują bardzo małe powierzchnie (mady 4%, rędziny, czarne ziemie i
czarnoziemy oraz gleby bagienne po 2%). Resztę powierzchni zajmują wody i gleby
nietypowe.
Przewaga gleb bielicowych wiąŜe się z równinną rzeźbą terenu. Jedna strefa
bezwzględnej przewagi gleb bielicowych rozciąga się w pasie Wielkich Dolin, druga w Pasie
Podgórskich nizin i kotlin. W Polsce występują teŜ dwie strefy przewagi gleb brunatnych. Na
północy kraju występuje jedna i jest związana z pagórkowatą rzeźbą terenu, natomiast druga
obejmuje obszary WyŜyn Środkowopolskich, które charakteryzuje takŜe urozmaicona rzeźba
terenu oraz róŜnorodna budowa geologiczna. Obok tych gleb wykształciły się takŜe takie
gleby jak czarnoziemy na lessach oraz rędziny na wapieniach. Na terenach Gór
Ś
więtokrzyskich wykształciły się gleby górskie. Strefach przewagi gleb bielicowych
wytworzyły się teŜ lokalnie gleby brunatne, a strefach przewagi gleb brunatnych gleby
bielicowe (w sprzyjających im warunkach powstawania).W strefach tych mamy równieŜ inne
gleby: nad rzekami występują mady rzeczne, na północy kraju występują gleby bagienne
i czarne ziemie, na południu natomiast rędziny i czarnoziemy. Są to jednak gleby występujące
tam w małych ilościach.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
Rys. 4. Strefy genetyczne gleb (wg. M. Strzemskiego): 1 – przewaga gleb bielicowych, 2 – przewaga gleb
brunatnych, 3 – gleby
górskie [4, s.269]
Gleby leśne Polski
Dział I. Gleby litogeniczne.
Rząd: Gleby wapnicowe o róŜnym stopniu rozwoju.
Typ : Gleby słabo wykształcone ze skał macierzystych ( rankery) budowa profilu A C
Powstają ze skał magmowych, metamorficznych i osadowych. Poziom próchniczny jest
barwy ciemnej i grubości 10–30cm. Znajduje się on bezpośrednio na nie zwietrzałej skale
masywnej bez węglanowej. Gleba posiada kwaśny odczyn. Występują one na terenach
górskich i wyŜynnych.
Typ: Rędziny Do rędzin terenów górskich i nizinnych zaliczamy gleby wytworzone ze
zwietrzelin
masywnych
skał
węglanowych
(wapieni,
margli,
dolomitów),
skał
metamorficznych (marmurów), skał okruchowych, osadowych, masywnych, wapnistych
( piaskowce, łupki margliste i wapniste). Są to gleby płytkie lub średnio głębokie i głębokie.
Rędziny nie podlegają na ogół procesom bielicowania, ale pod wpływem roślinności leśnej
(głównie lasów iglastych) moŜe nastąpić z czasem wyługowanie węglanu wapnia
z wierzchnich warstw rędzin i wówczas nabierają cech gleb brunatnych, które z czasem mogą
przekształcić się w gleby bielicowe. Są to gleby o ciemnej barwie warstwy próchnicznej, pod
którym dość płytko (40−70cm) znajduje się skała macierzysta. Budowa profilu pod względem
morfologicznym: AC −C. Gleby te łatwo ulegają erozji. Wartość rędzin jako gleb leśnych
zaleŜy od ich głębokości oraz domieszek ilastych (rys. 6).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Rys. 5. Profil glebowy rędzin [1, s. 74]
Dział II : Gleby autogeniczne.
Rząd: Gleby czarnoziemne.
Typ: Czarnoziemy właściwe. Cechą charakterystyczną tych gleb jest gruby i ciemno
zabarwiony poziom próchniczny ( do 14% próchnicy) oraz duŜa zawartość węglanu wapnia.
Ze względu na duŜą zawartość próchnicy słodkiej mają one dobrą strukturę, która nadaje
doskonałe właściwości powietrzne i wodne. Są one równieŜ bardzo zasobne w azot i inne
składniki mineralne. Odczyn gleby słabo kwaśny lub obojętny Czarnoziemy to najlepsze
gleby Polski i świata. W obecnych warunkach klimatycznych, pod wpływem roślinności
leśnej lub leśno stepowej ulegają degradacji i przekształcają się w czarnoziemy
zdegradowane. Czarnoziemy właściwe posiadają I klasę bonitacji i jest ich w Polsce bardzo
mało (rys. 6).
Rys. 6. Profil glebowy czarnoziemów właściwych. [1, s. 75]
Rząd: Gleby brunatnoziemne.
Typ:Gleby brunatne właściwe. Powstają w klimacie umiarkowanym (ciepłym) o większej
wilgotności pod wpływem roślinności lasów liściastych i mieszanych z róŜnych skał
macierzystych zasobnych w węglan wapnia. Cechą charakterystyczną tych gleb jest brunatna
lub szarobrunatna barwa profilu glebowego. Poziom próchniczny ma 10–20 cm grubości pod
którym występuje poziom brunatnienia o barwie brunatnej, w którym występują często liczne
korzenie i chodniki dŜdŜownic. Pod spodem występuje skała macierzysta, którą moŜe być
glina morenowa, utwór pyłowy, piasek zwałowy lub skała masywna (w górach). Gleby
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
brunatne są glebami porowatymi, o gruzełkowatej strukturze, dobrej przewiewności
i przepuszczalności. Są one dość zasobne w azot i związki wapniowe. Odczyn mają od słabo
kwaśnego do obojętnego. Występują w siedliskach LMśw, Lśw, Lw oraz LwyŜ i LG (rys.8).
Rys. 7. Profil glebowy gleby brunatnej właściwej. [1, s. 76]
Do rodzajów gleb brunatnych naleŜą:
−−−−
gleby brunatne wytworzone z piasków, gleby brunatne wytworzone z glin i gleby
brunatne wytworzone z lessu.
Gleby brunatne wytworzone z piasków posiadają często w całym profilu duŜą ilość
kamieni lub Ŝwiru. Są to dobre stanowiska lasu mieszanego, który ma w swoim składzie
sosnę, grab, świerk, lipę i dąb. W lasach tych występuje obfity podszyt leszczynowy i bogate
runo leśne ze szczawikiem zajęczym, konwalijką dwulistną, przylaszczką, dąbrówką
rozłogową i innymi gatunkami. Klasa bonitacji III–IV.
−−−−
gleby brunatne wytworzone z glin są to najbardziej typowe gleby brunatne. Odznacza się
one obecnością poziomu iluwialno-węglanowego w dolnej części profilu glebowego,
z duŜą ilością nowotworów węglanowych (smugi, konkrecje). Gleby te są
charakterystyczne dla bogatych lasów mieszanych lub liściastych, złoŜonych z dębu
szypułkowego, buka lub jodły. W runie występują: marzanka wonna, kopytnik
europejski, gwiazdnica wielkokwiatowa, Ŝankiel zwyczajny, czworolist. Są to gleby o II
klasie bonitacji.
−−−−
gleby brunatne wytworzone z lessu ich cechą charakterystyczną jest poziom iluwialno-
węglanowy, często z nowotworami wapiennymi. Są to gleby zasobne w składniki
pokarmowe i posiadają dobre właściwości fizyczne. Mają I klasę bonitacji i są dobrymi
stanowiskami dla większości naszych drzew liściastych (dąb, buk, grab).
Rząd: Gleby bielicoziemne.
Typ: Gleby bielicowe tworzą się one z ubogich skał macierzystych róŜnego pochodzenia
(najczęściej są to róŜne piaski i gliny o małej zawartości węglanu wapnia). Ich powstawaniu
sprzyjają dodatkowo odpowiednie warunki ekologiczne, tj. długotrwały wpływ roślinności
borowej i kwaśne środowisko . Do ich cech charakterystycznych naleŜy zróŜnicowanie
profilu na następujące poziomy:
−
poziom ściółki w borach sosnowych i świerkowych jest ona słabo rozkładająca się,
o duŜej miąŜszości i trójdzielnej budowie. W lasach mieszanych i liściastych jest ona
lepiej rozłoŜona i warstwy nie dają się wyraźnie odróŜnić,
−
poziom próchniczny ma ciemnoszarą barwę i małą miąŜszość, przewaŜnie jest słabo
strukturalny,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
−
poziom wymywania o jasnopopielatej barwie (od zawartości kwarcu). Jest on na ogół
wyraźnie zaznaczony na tle innych poziomów,
−
poziom wmywania jest dobrze wykształcony, o rdzawobrunatnym lub brunatnym
zabarwieniu (od Ŝelaza i innych związków).Występują tu nowotwory Ŝelaziste róŜnej
wielkości i kształtu. Poziom ten ma duŜą zwięzłość,
−
skała macierzysta barwa Ŝółta, w małym stopniu objęta procesem wietrzenia. Gleby
bielicowe mają odczyn kwaśny lub bardzo kwaśny, są sorpcyjnie nienasycone, a ze
względu na brak struktury mają niewłaściwe stosunki wodne i powietrzne.
Do najwaŜniejszych rodzajów gleb bielicowych naleŜą:
−
gleby bielicowe piaskowe mają zazwyczaj wadliwe stosunki wodne (są zbyt suche lub
zbyt mokre, a te mogą mieć w poziomie wmycia nieprzepuszczalną warstwę rudawca).
Są to:
−−−−
gleby o raczej małej ilości składników odŜywczych i małej zwięzłości. Gleby te
pokrywają drzewostany sosnowe, świerkowe lub mieszane.
−−−−
gleby bielicowe wytworzone z glin są stosunkowo zasobne w węglan wapnia, posiadają
bardzo wyraźne oznaki zbielicowania. Poziom wmycia zawiera u góry plamy. Są to gleby
dobre dla lasów mieszanych i liściastych.
−−−−
gleby bielicowe wytworzone z lessu posiadają zaciekowe przejście poziomu bielicowego
w iluwialny. Na zbielicowanych glebach lessowych spotyka się lasy iglaste
wprowadzane sztucznie. Lasy te są główną przyczyną bielicowania gleby.
Rys. 8. Profil glebowy gleby bielicowej [4, s. 303]
Dział : Gleby semihydrogeniczne.
Rząd: Czarne ziemie.
Typ: Czarne ziemie są to gleby powstałe z zasobnych w substancję próchniczną utworów
mineralnych zawierających węglan wapnia lub będące pod wpływem wody gruntowej
zasobnej w kation wapnia. Powstają pod wpływem roślinności darniowo łąkowej przy udziale
roślinności bagiennej przy długotrwałym udziale wysokiego źródła wody gruntowej
występującej na obszarach płaskich obniŜeń. Cechą charakterystyczną tych gleb jest gruby
poziom próchniczny (30 − 50cm a nawet więcej) o czarnym lub ciemnoszarym zabarwieniu.
Pod poziomem próchnicznym występuje skała macierzysta, którą moŜe być glina, ił, utwór
pyłowy lub piasek. Czarne ziemie są dostatecznie przewiewne i przepuszczalne, ale mogą być
mało przewiewne i mokre. Jako gleby mocno próchniczne zawierają duŜo azotu i fosforu. Ich
odczyn jest przewaŜnie obojętny, czasami kwaśny lub zasadowy. Są to gleby uŜytkowane
rolniczo lecz występują teŜ pod lasami, zwłaszcza są cenne dla lasów liściastych. Zalicza się
je do I, II lub III bonitacji (rys. 9).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Rys. 9. Profil glebowy czarnych ziem [1, s. 79]
Dział: Gleby hydrogeniczne.
Rząd: Gleby bagienne.
Typ: Gleby torfowe są to gleby organiczne powstające w warunkach trwałej anaerobiozy,
w warunkach bagiennych. Torf narasta stopniowo w wyniku odkładania się częściowo
rozłoŜonych szczątek roślin torfotwórczych. W wyniku procesów torfotwórczych
powstaje złoŜe torfowe, które staje się „ skałą macierzystą” dla tych gleb. Cechą gleb
torfowych jest włóknista struktura, która decyduje o właściwościach fizycznych tych
gleb. W zaleŜności od odmiennych warunków ekologicznych tworzą się 3 podtypy tych
gleb: gleby torfowe torfowisk niskich, przejściowych i wysokich. torfowiska niskie
powstały przy mniejszym lub większym przepływie wody. Stanowią one typowe
siedliska leśne (Ol, OlJ). Cechują się duŜym namuleniem i szybkim rozkładem szczątek
organicznych,
−−−−
torfowiska przejściowe − występują w zagłębieniach wododziałowych pozbawionych
dostatecznego przepływu wody. Tworzą one siedliska Bb. Stopień namulenia jest bardzo
mały, słaby rozkład szczątek roślinnych i odczyn silnie kwaśny,
−−−−
torfowiska wysokie − nie maja zupełnie wód przepływowych, a w późniejszym rozwoju
torfowiska takŜe nie dochodzi woda gruntowa. Jedyne źródło wody to opady
atmosferyczne. Decyduje to o braku namułów, ubóstwie składników mineralnych,
słabym rozkładzie masy organicznej i bardzo kwaśnym odczynie (rys. 10).
Rys. 10. Profil glebowy gleby torfowisk niskich [1, s. 81]
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Dział: Gleby napływowe.
Rząd: Gleby aluwialne.
Typ: Mady rzeczne − powstają w związku z wylewami rzeki, w czasie których osadza się
w dolinie materiał glebowy. Profil składa się z zespołu warstw róŜniących się pomiędzy sobą
składem mechanicznym i zabarwieniem. Warstwy te są równoziarniste (z wyjątkiem mad
górskich). Posiadają one oliwkowo − brunatną barwą, próchnicę typu mull i odczyn zbliŜony
do obojętnego. Próchnica występuje w całym profilu, a nie jedynie w wierzchniej warstwie.
Są to gleby strukturalne o dość duŜej ilości próchnicy i bardzo dobrych właściwościach
fizycznych, chemicznych i biologicznych. Najbardziej typowe mady wykazują skład
mechaniczny pyłowy a skałą podścielającą jest przewaŜnie piasek. Mady naleŜą do gleb
najbogatszych w składniki mineralne. Są one tym Ŝyźniejsze, im Ŝyźniejsze tereny przecina
rzeka, poniewaŜ namuły rzeczne są wtedy zasobniejsze w składniki pokarmowe łatwo
przyswajalne dla roślin. Na madach występuje Lw, Lł, Ol (rys. 11).
Rys. 11. Profil glebowy mad rzecznych [1, s. 82]
Klasyfikacja gleb leśnych Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
Roślinność jako wskaźnik jakości gleby
Wartość gleby leśnej moŜna ocenić na podstawie roślin runa, które mówią o takich jej
właściwościach jak: zasobność w składniki pokarmowe, wilgotność, odczyn i inne. Człowiek
nie moŜe celowo ich zmienić. Dlatego runo moŜe nam posłuŜyć jako wskaźnik jakości gleby.
Podział roślin według ich wymagań względem zasobności w składniki pokarmowe:
−−−−
rośliny eurotroficzne ( bardzo zasobnych gleb) − występują one w lasach liściastych,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
(pokrzywa zwyczajna), na brzegach rzek okresowo zalewanych (kosma sina),
w eurotroficznych zbiornikach wodnych (grzybień biały),
−−−−
rośliny mezotroficzne ( średnio zasobne gleby) − do tej grupy naleŜy większość naszych
gatunków,
−−−−
rośliny oligotroficzne ( ubogie gleby) − występują w iglastych borach (borówki, widłaki),
na torfowiskach wysokich (Ŝurawina, torfowce) i w wodach oligotroficznych.
Podział roślin ze względu na występowanie w glebie wapnia:
−−−−
kalcyfity − rośliny wapieniolubne ( szarotka alpejska, goździk),
−−−−
kalcyfoby − rośliny nie tolerujące wapnia (jaskier karłowaty, dzwonek alpejski).
Podział ze względu na pH gleby:
−−−−
bazyfity − rośliny gleb zasadowych − gatunki muraw na podłoŜu wapiennym
(podagrycznik pospolity),
−−−−
neutrofity − rośliny gleb obojętnych − gatunki lasów liściastych (Ŝankiel zwyczajny),
−−−−
acydofity − rośliny gleb kwaśnych − gatunki borów iglastych, wrzosowisk, torfowisk
wysokich.
Podział roślin ze względu na bilans wodny:
−−−−
hydrofity − Ŝyją całkowicie lub częściowo w wodzie,
−−−−
higrofity − są to rośliny lądowe, ale lubiące glebę wilgotną i wilgotną atmosferę,
−−−−
mezofity − rośliny rosnące w umiarkowanej wilgotności,
−−−−
kserofity − rośliny, które potrafią znosić stały niedobór wody lub długie okresy suszy.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Czy znasz elementy budowy Ziemi?
2.
Które z minerałów naleŜą do najpospolitszych minerałów skałotwórczych skał
3.
magmowych, a które do osadowych?
4.
W jaki sposób powstają skały magmowe,
5.
W jaki sposób powstają skały osadowe?
6.
W jaki sposób powstają skały przeobraŜone?
7.
Co jest przyczyną wykształcania się zróŜnicowanych poziomów glebowych?
8.
Jakie znasz poziomy glebowe?
9.
Jakie znasz najwaŜniejsze gleby leśne Polski?
10.
Jakie są cechy poziomów glebowych dla gleb leśnych?
11.
Jak przedstawia się klasyfikacja gleb leśnych w Polsce?
12.
Jaki jest przebieg strefowy przewagi gleb bielicowych na terenie Polski?
13.
Jaki jest przebieg strefowy przewagi gleb brunatnych na terenie Polski?
14.
Jakie cechy oraz właściwości posiadają najwaŜniejsze gleby leśne?
15.
Jakie znaczenie ma runo jako wskaźnik jakości gleby?
4.1.3 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela przykłady skał i minerałów na podstawie ich
wyglądu i charakterystyki.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś :
1)
odszukać w materiałach dydaktycznych opisu poszczególnych skał i minerałów,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
2)
dokonać analizy skał i minerałów na podstawie ich cech charakterystycznych,
3)
rozpoznać rodzaje skał i minerałów,
4)
zapisać przy poszczególnych skałach i minerałach ich nazwę i krótką charakterystykę.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
zestaw skał i minerałów,
−
kartka A4, długopis,
−
poradnik dla ucznia,
−
atlas minerałów,
−
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
Ćwiczenie 2
Na przedstawionym rysunku zaznacz właściwe dla gleby bielicowej poziomy glebowe
i opisz ich cechy i właściwości podając m.in. miąŜszość, barwę oraz oznaczenie .
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
odszukać w materiałach dydaktycznych wiadomości dotyczących morfologii gleby
bielicowej.
2)
dokonać analizy wszystkich występujących poziomów glebowych według określonej
kolejności,
3)
pomalować poziomy glebowe na właściwą barwę i określić ich miąŜszość,
4)
oznaczyć odpowiednimi symbolami występujące poziomy glebowe,
5)
wykonać krótką charakterystykę gleby.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
kartka A4 ze schematem gleby bielicowej,
−
ołówek, długopis, kolorowe kredki lub pisaki,
−
poradnik dla ucznia,
−
literatura zgodnie z punktem 6 poradnika.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
Ćwiczenie 3
Na podstawie charakterystycznych cech rozpoznaj przedstawioną na profilu glebowym
glebę leśną i dokonaj jej klasyfikacji.
Rys. do ćwiczenia 3 [1, s.76]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
odszukać w materiałach dydaktycznych wiadomości dotyczących morfologii gleb.
2)
rozpoznać i nazwać poziomy glebowe.
3)
dokonać klasyfikacji gleby.
4)
nazwać glebę.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
–
schemat profilu glebowego z zaznaczonymi cechami charakterystycznymi,
–
atlas gleb, miniatury i barwne tablice z glebami,
–
długopis i kartka,
–
poradnik dla ucznia.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
wymienić elementy budowy Ziemi?
2)
wymienić minerały naleŜące do najpospolitszych minerałów
skałotwórczych skał? magmowych, a które do osadowych?
3)
wyjaśnić sposób powstawania skał magmowych?
4)
wyjaśnić sposób powstawania skał osadowych?
5)
wyjaśnić sposób powstawania skał przeobraŜonych?
6)
wyjaśnić, co jest przyczyną wykształcania się zróŜnicowanych
poziomów glebowych?
7)
wymienić poziomy glebowe?
8)
wymienić najwaŜniejsze gleby leśne Polski?
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
9)
omówić cechy poziomów glebowych dla gleb leśnych?
10)
omówić przebieg strefowy przewagi gleb bielicowych na terenie Polski?
11)
omówić przebieg strefowy przewagi gleb brunatnych na terenie Polski?
12)
wymienić cechy oraz właściwości najwaŜniejszych gleb leśnych?
13)
omówić znaczenie runa jako wskaźnika jakości gleby?
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
4.2.
Charakteryzowanie zjawisk klimatycznych
4.2.1. Materiał nauczania
Znaczenie i podział meteorologii
Meteorologia to nauka wykrywająca, badająca i wyjaśniająca procesy i zjawiska fizyczne
i chemiczne zachodzące w atmosferze, która uwzględnia współdziałanie tych zjawisk
i procesów z powierzchnią kuli ziemskiej. Meteorologia dzieli się na trzy główne działy:
1. Meteorologia ogólna – zwana fizyczną, zajmująca się fizycznymi właściwościami
czynników meteorologicznych (promieniowanie słoneczne, temperatura i wilgotność
powietrza, parowanie, opady atmosferyczne, ciśnienie atmosferyczne i ruch powietrza).
Bada równieŜ wzajemne ustosunkowanie się tych czynników oraz ich zmienność
w czasie.
2. Meteorologia synoptyczna − zwana pogodoznawstwem, zajmująca się badaniem pogody
na większym obszarze oraz przewidywaniem jej na przyszłość.
3. Meteorologia klimatyczna − zwana klimatologią, jej przedmiotem badań jest klimat
(w róŜnych krajach i częściach kuli ziemskiej). Zajmuje się przeciętnym stanem pogody
i stanem atmosfery na tych obszarach. Meteorologia jako całość ma olbrzymie znaczenie
w róŜnych dziedzinach Ŝycia. Dlaleśnictwa jej znaczenie jest równieŜ ogromne. Klimat
decyduje bowiem o charakterze roślinności (równieŜ o roślinności leśnej), a od
czynników meteorologicznych
i klimatycznych zaleŜy wzrost, rozwój i jakość drzewostanów, które są zagroŜone przez
szkodliwe działanie tych zjawisk (wiatry, obfite opady, susze, wahania temperatury).
Czynniki te mogą sprzyjać występowaniu i rozwojowi niektórych chorób roślinnych
(wilgotna pogoda w ciepłej porze roku) oraz gradacjom szkodliwych owadów (sucha,
gorąca pogoda). Procesy i zjawiska zachodzące w atmosferze leśnej są nieodłączną
częścią wszystkich procesów i zjawisk odbywających się w środowisku leśnym.
Budowa atmosfery, zjawiska atmosferyczne
„Atmosfera” to ogólny termin, jakim określa się wielowarstwową mieszaninę róŜnych
gazów i zawieszonych w niej cząsteczek. Do jej głównych warstw naleŜą: troposfera,
tropopauza, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera. Troposfera to warstwa stykająca
się bezpośrednio z powierzchnią Ziemi. Jej charakterystyczną cechą są prądy powietrzne
wstępujące ku górze i zstępujące w dół. Unoszą one parę wodną, której powstają chmury
i obłoki, a z nich opady atmosferyczne. NajwyŜsza temperatura w tej warstwie panuje przy
powierzchni Ziemi i spada wraz ze wzrostem wysokości .
Stratosfera to warstwa występująca nad troposferą rozciągająca się na wysokości 50 km
nad powierzchnią Ziemi. Nie tworzą się tu chmury, gdyŜ nie występują w tej warstwie
pionowe prądy powietrzne (lub są bardzo słabe) i brak jest pary wodnej. Jest więc to
przestrzeń skomplikowanych procesów fotochemicznych wywołanych przez nadfioletowe
promienie słoneczne. W ich wyniku powstaje warstwa ozonowa, która pochłania promienie
ultrafioletowe i chroni Ziemię przed niebezpiecznym promieniowaniem. Mezosfera jest to
kolejna warstwa, która jest górną granicą występowania pary wodnej. Jest to warstwa
najzimniejsza ze wszystkich warstw. Termosfera to warstwa w której temperatura ponownie
wzrasta (do kilkuset ºC) i jest ona pięciokrotnie szersza niŜ pozostałe warstwy razem wzięte.
Egzosfera zwana jest warstwą rozproszenia. W niej, jak równieŜ w termosferze następuje
zanik ciąŜenia i ostatnie szczątki atmosfery ulatują w przestrzeń. Jest to strefa silnego
promieniowania ultrafioletowego.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Kształtowanie się zjawisk atmosferycznych
Głównym źródłem energii dla ziemi jest promieniowanie słoneczne. Słońce
wypromieniowuje we wszystkich kierunkach ogromną ilość energii. Do Ziemi dociera tylko
jedna dwumiliardowa część. Ogrzana promieniami Ziemia staje się sama źródłem
promieniowania do atmosfery. Nagrzana atmosfera wysyła energię promienistą do ziemi.
Istnieje więc promieniowanie słońca, Ziemi i atmosfery. Energia promienista przechodząc
przez atmosferę ulega osłabieniu na skutek pochłaniania i rozpraszania promieni słonecznych.
Pochłonięta przez atmosferę energia promienista zostaje zamieniona w energię cieplną
i atmosfera nieznacznie się ogrzewa. DuŜo większe straty powoduje rozpraszanie promieni
słonecznych. Promienie słoneczne rozpraszają się tym silniej, im grubsza jest warstwa
atmosfery, którą promienie muszą przeniknąć i im więcej jest w powietrzu pary wodnej,
chmur i pyłów.
Ś
wiatło dzienne składa się z promieniowania bezpośredniego (promienie równoległe,
padające bezpośrednio i nie odbite) i rozproszonego (promienie załamane i odbite we
wszystkich kierunkach). Podczas pogodnych dni, gdy chmury nie zasłaniają słońca występuje
promieniowanie całkowite, zwane nasłonecznieniem. ZłoŜone jest ono z promieni
bezpośrednich i rozproszonych, które występują na stanowisku zupełnie odsłoniętym.
Z promieniowania całkowitego część promieni przechodzi przez atmosferę nie osłabiona,
część osłabia się z powodu rozpraszania i pochłaniania. Ziemia, pochłaniając docierające do
niej promienie słoneczne ogrzewa się i sama wypromieniowuje ciepło do atmosfery w postaci
promieniowania długofalowego.
Procentowy stosunek światła odbitego od danej powierzchni do promieniowania
całkowitego nazywamy albedo, czyli współczynnikiem odbicia. Albedo zaleŜy od wysokości
słońca, kąta padania promieni, pory roku, charakteru powierzchni odbijających. ZaleŜy takŜe
od charakteru powierzchni roślinnej – im jest równiejsza tym albedo jest większe. Ilość
odbitego promieniowania jest u roślin róŜna i zaleŜna od grubości blaszki liściowej,
intensywności zielonego zabarwienia i grubości warstwy woskowej .Wielkość albedo ma
bardzo duŜe znaczenie dla roślin, które odbijają najsilniej promieniowanie podczerwone,
a najsłabiej zielone. Odbijanie promieni podczerwonych chroni rośliny przed nadmiernym
nagrzewaniem. Wielkość albedo jest waŜna dla bilansu cieplnego i transpiracji drzewostanu.
Promienie cieplne podlegają takim samym prawom jak promienie słoneczne, są więc
przepuszczane, pochłaniane i odbijane. Poprzez pochłanianie energii cieplnej Słońca
powierzchnia Ziemi nagrzewa się, przekazując część swojego ciepła powietrzu
atmosferycznemu przylegającemu bezpośrednio do niej. Czynnikiem biorącym udział przy
przekazywaniu ciepła wyŜszym warstwom jest konwekcja termiczna, która powstaje przy
znacznym ogrzaniu się dolnych warstw powietrza od silnie nagrzanej powierzchni. Ogrzane
powietrze zostaje wypierane do góry przez napływające chłodne i cięŜkie. Chłodne równieŜ
się ogrzewa i unosi do góry. Dzięki temu powstają prądy wstępujące i zstępujące powodujące
mieszanie się powierza i ciepła w kierunku pionowym. Ciepło moŜe być przenoszone na duŜe
odległości dzięki poziomym ruchom powietrza (wiatrom). Takie poziome przenoszenie ciepła
nazywamy adwekcją. W skutek spadku temperatury następuje ochładzanie się powietrza
w czasie ruchu wstępującego. Jest to oziębianie adiabatyczne polegające na obniŜaniu się
temperatury bez dopływu ciepła i bez oddania go środowisku.
Dla powietrza atmosferycznego źródłem ciepła jest przede wszystkim podłoŜe atmosfery.
Dlatego najwyŜsza temperatura występuje przy samej powierzchni ziemi, a w miarę wzrostu
wysokości maleje. Odwrócenie pionowego układu temperatury nazywamy inwersją. Zachodzi
ona podczas braku ruchu powietrza kiedy dolne warstwy wskutek wypromieniowania silnie
się ochładzają i układają na dole a nad nimi występują cieplejsze i lŜejsze warstwy. Zjawisko
to powstaje często nocą a rano zanika. Inwersję termiczną moŜna zaobserwować po jej
wpływie na roślinność. Rośliny, które rosną w dolnych warstwach, są uszkadzane wskutek
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
niskich temperatur (przymrozki), co nie ma wpływu na górne warstwy roślin nie ulegające
uszkodzeniom.
Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w jednostce objętości powietrza. Jest
ona bardzo zmienna w czasie i w przestrzeni. ZaleŜne jest to od temperatury, ciśnienia
atmosferycznego, pory roku i doby, rzeźby terenu i roślinności. Dla scharakteryzowania
wilgotności powietrza uŜywane są najczęściej takie wielkości jak: wilgotność bezwzględna
(pręŜność pary wodnej zawartej w powietrzu − wzrasta wraz z podwyŜszaniem się
temperatury powietrza), wilgotność względna (jest na ogół większa im niŜsza jest temperatura
i na odwrót), niedosyt wilgotności powietrza (róŜnica pręŜności pary wodnej nasycającej
powietrze i pręŜności aktualnej) i temperatura punktu rosy (temperatura, w której znajdująca
się w powietrzu para wodna zaczyna się skraplać).
Podczas obniŜania się temperatury do punktu rosy i w obecności jąder kondensacji para
wodna przechodzi w stan ciekły lub stały, czyli ulega procesowi kondensacji. Jej produktami
są: osady (rosa, szron, sadź, gołoledź), mgły, chmury i opady (mŜawka, deszcz, śnieg, krupa,
grad).
Rosa to krople wody osadzające się na liściach, gruncie i przedmiotach pod wpływem
wypromieniowania ciepła przez podłoŜe w pogodne noce lub powstająca podczas napływu
ciepłego i wilgotnego powietrza nad chłodniejsze podłoŜe. Dostarcza roślinom niewielkie
ilości wilgoci.
Szron powstaje w takich samych warunkach jak rosa lecz przy temperaturze podłoŜa
mniejszej niŜ 0°C. Są to lekkie kryształki lodu o róŜnej postaci (igiełki, blaszki, pióra).
Tworzy się głównie nocą, a w szczególności nad ranem.
Sadź, czyli okiść − tworzy się podczas mglistej i mroźnej pogody, przy zetknięciu
sięprzechłodzonej mgły z ciałem stałym w dzień lub w nocy. Ma postać białego osadu
składającego się z kryształków lodu, które pokrywają pędy, gałęzie, pnie i krawędzie
przedmiotów. DuŜe ilości sadzi a takŜe szronu mogą prowadzić do deformacji wierzchołków,
łamania gałęzi a nawet całych drzew.
Gołoledź to gładka przezroczysta powłoka lodowa tworząca się na powierzchni gruntu,
drzew i przedmiotów podczas zamarzania przechłodzonych kropel mŜawki, deszczu lub
podczas opadania mgły lub gdy nie przechłodzone krople zetkną się z silnie zamarzniętymi
przedmiotami. Oblodzenie takie moŜe pokrywać gałęzie drzew i krzewów, a duŜe ilości lodu
mogą spowodować ich łamanie się.
Mgła to zawiesina bardzo małych kropelek wody w dolnej warstwie atmosfery
unoszących się w powietrzu i bardzo powoli opadających. Mgły radiacyjne powstają na
skutek wypromieniowania ciepła z powierzchni ziemi i przyległych do niej warstw. Tworzą
się przy bezchmurnej pogodzie lub przy małym zachmurzeniu i związane są zazwyczaj
z inwersją temperatury. Mgły adwekcyjne powstają na skutek napływu cieplejszego
i wilgotnego powietrza nad podłoŜe silnie oziębione.
Chmura to widzialny w atmosferze zbiór kropelek wody, kryształków lodu albo teŜ
jednych i drugich. Głównym czynnikiem, który wpływa na ich tworzenie są pionowe ruchy
powietrza. Jeśli kropelki wody lub kryształki lodu przez połączenie się ze sobą przybiorą
większe rozmiary, to wypadają z chmur w postaci opadu atmosferycznego.
Deszcz powstaje wówczas, gdy krople z których składa się chmura powiększają się do
tego stopnia, Ŝe nie mogą się juŜ utrzymać w powietrzu. Mogą one zawierać rozpuszczone
substancje chemiczne (kwaśne deszcze, cząsteczki piasku, bakterie).
MŜawka to opad dość równomierny, złoŜony z bardzo drobnych i licznych kropelek
wody.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
Ś
nieg powstaje, gdy kryształki lodu zamarzają się ze sobą i przybierają najczęściej kształt
sześcioramiennych gwiazdek. MoŜe on padać przy temperaturach dodatnich (śnieg mokry
i śnieg z deszczem) i przy temperaturach ujemnych (śnieg suchy). Opady w postaci
cięŜkiego i mokrego śniegu mogą powodować śniegołomy.
Krupa powstaje w chmurach mieszanych, gdy przechłodzone krople wody zamarzają na
ś
nieŜynkach tworząc ziarna lodowe.
Grad ma postać bryłek lodowych o róŜnym kształcie (najczęściej kulistym lub
jajowatym). Posiada budowę warstwową – w środku jest białe jądro otoczone na przemian
warstwami lodu i warstwami śnieŜnymi. Opad gradu moŜe powodować duŜe szkody dla
roślin, powodując ich niszczenie lub obijanie kory .
Wiatr to poziomy ruch powietrza z obszaru wyŜszego ciśnienia ku obszarowi o ciśnieniu
niŜszym, powstający w wyniku róŜnicy ciśnień na tym samym poziomie, spowodowanej
nierównomiernym nagrzaniem się powierzchni Ziemi.
Przymrozkiem nazywamy nocny, kilkustopniowy spadek temperatury powietrza przy
gruncie poniŜej 0°C w okresie wegetacyjnym (wiosna, jesień). Ze względu na sposób
powstania dzielimy je na przymrozki adwekcyjne, radiacyjne i adwekcyjno − radiacyjne.
Przymrozki adwekcyjne występują na ogół na duŜym obszarze i spowodowane są
napływem mas zimnego powietrza polarnego. Występują do wysokości przekraczającej 2 m
nad powierzchnią gruntu.
Przymrozki radiacyjne zazwyczaj występują poniŜej 2m nad powierzchnią gruntu
i powstają w wyniku oziębiania się dolnych warstw powietrza, które wywołane jest
wypromieniowaniem ciepła w nocy. Występują lokalnie, w zagłębieniach terenu i na
polanach leśnych, które nazywa się zmrozowiskami.
Przymrozki adwekcyjno − radiacyjne wywołane są napływem mas chłodnego powietrza
i jednoczesnym ochładzaniem się gruntu na skutek wypromieniowania. Następują po
dłuŜszym okresie ciepła.
Fronty meteorologiczne
Fronty meteorologiczne to strefa przejściowa bardzo małej grubości powstała pomiędzy
masami powietrza róŜniącymi się właściwościami fizycznymi, głównie stopniem ogrzania.
Front ciepły powstaje podczas napływu ciepłego powietrza na powietrze chłodne, które
ustępuje dając miejsce powietrzu ciepłemu. Powietrze ciepłe następnie unosi się do góry
i oziębia adiabatycznie powodując kondensację pary wodnej – powstają chmury i opady
atmosferyczne. W miarę zbliŜania się frontu wiatr staje się porywisty. Front chłodny tworzy
się podczas napływu chłodnego powietrza pod powietrze ciepłe pod postacią przesuwającego
się w przód tępego klina. Przed frontem powstają wówczas silne prądy wstępujące powietrza
ciepłego powodujące tworzenie się chmur opadów. Podczas nadejścia frontu wzrasta
temperatura, ciśnienie powietrza spada, a wiatr wzrasta i staje się porywisty.
WspółzaleŜności zachodzące pomiędzy zjawiskami atmosferycznymi i pogodotwórczymi
a kształtowaniem się klimatu
Do najwaŜniejszych czynników wpływających na kształtowanie się klimatu naleŜą:
–
promieniowanie słoneczne − to najwaŜniejszy czynnik klimatotwórczy, warunkujący
klimatyczne właściwości poszczególnych obszarów. Ilość energii słonecznej dochodzącej
do powierzchni Ziemi zaleŜy głównie od szerokości geograficznej (im wyŜsza szerokość
geograficzna tym mniej energii słonecznej dociera do Ziemi). Nierównomierny rozkład
energii słonecznej na powierzchni Ziemi prowadzi do róŜnic ciśnienia atmosferycznego,
a te do powstania cyrkulacji atmosferycznej, z którą związane jest przenoszenie ciepła
i wody,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
–
ogólna cyrkulacja atmosferyczna − duŜe znaczenie mają tu zarówno passaty (działają na
klimat osuszająco, a wpływ ten maleje bliŜej równika, co przyczynia się do
występowania tam duŜej ilości opadów), jak i wiatry wyŜszych szerokości
geograficznych, które w zaleŜności od miejsca występowania przynoszą zimne lub ciepłe
masy powietrza wpływające na średnią temperaturę na danym obszarze,
–
wpływ oceanów, mórz i lądów − pod wpływem bliskiej obecności oceanów i mórz
kształtuje się klimat oceaniczny (morski), który charakteryzuje się dość chłodnym latem
i ciepłą zimą, małymi amplitudami dobowych i rocznych wahań temperatury powietrza,
duŜą wilgotnością powietrza, duŜym zachmurzeniem i obfitymi opadami. Im dalej w głąb
lądu, tym wpływy tego klimatu maleją. Pod wpływem kontynentów kształtuje się klimat
kontynentalny (lądowy). Charakteryzuje się on dość gorącym latem i chłodną zimą,
duŜymi dobowymi i rocznymi wahaniami temperatury powietrza, małym zachmurzeniem
i niewielką ilością opadów atmosferycznych. Klimat lądowy kształtuje się wewnątrz
kontynentów, a im bliŜej duŜego zbiornika wodnego zmniejsza się stopień
kontynentalizmu.
–
rzeźba terenu − duŜy wpływ ma obecność gór, które oddziaływają teŜ na klimat innych
obszarów. Odrębność klimatu górskiego wynika głównie ze zmian układu elementów
klimatycznych w miarę wzrostu wysokości n.p.m. (obniŜenie temperatury, wzrost ilości
opadów atmosferycznych, zwiększenie natęŜenia promieniowania słonecznego).Wpływ
pasm górskich ma duŜe znaczenie dla obszarów sąsiednich, gdy góry biegną prostopadle
do kierunku panujących wiatrów.
–
szata roślinna − powierzchnią czynną jest górna granica masy roślinnej, która ma inną
zdolność pochłaniania promieni oraz wypromieniowania niŜ powierzchnia gleby. Stąd teŜ
właściwości powietrza pod i nad powierzchnia roślinną są inne niŜ w przypadku nagiej
gleby.
Wpływ zjawisk atmosferycznych na roślinność
Znaczenie promieniowania dla roślin jest róŜne. Promienie bezpośrednie są na ogólnie
bezpieczne, przy duŜej intensywności wpływają destrukcyjnie na protoplazmę i chlorofil.
Promienie te utrudniają latem kiełkowanie nasion i umacnianie się w glebie kiełków,
a takŜe sprzyjają występowaniu traw i chwastów. Promieniowania te znoszą dopiero młode
rośliny drzewiaste, dla których jest konieczne do asymilacji i wzrostu. Zasadniczy wpływ na
Ŝ
ycie roślin w lesie ma promieniowanie rozproszone, z którego rośliny korzystają
w większym stopniu.
Temperatura ma olbrzymie znaczenie dla roślin. Warunkuje podstawowe ich procesy
Ŝ
yciowe (fotosynteza, oddychanie, transpiracja i wzrost). Zbyt niska i zbyt wysoka
temperatura powoduje śmierć rośliny. Warunki termiczne w danym roku wpływają na
rytmikę Ŝycia i rozwoju rośliny. Czynnik ten warunkuje teŜ wiosenne budzenie się pączków,
a w tym okresie bardzo szkodliwe dla rośliny jest nagłe obniŜenie się temperatury
(przymrozki).
Niektóre gatunki drzew i krzewów do prawidłowego kiełkowania i wschodów potrzebują
uprzedniego działania niskiej temperatury. Natomiast podczas samego kiełkowania potrzebna
jest temperatura wyŜsza i dodatkowo odpowiednia wilgotność. Temperatura to takŜe czynnik
wpływający na geograficzne rozmieszczenie roślin (róŜne klimatyczne obszary wegetacji,
granice lasu oraz pionowe i poziome rozmieszczenie drzew).
Na wilgotność względną duŜy wpływ ma szata roślinna. Wilgotność ta w przestrzeni
wzrostu roślin jest większa dzięki transpiracji, ocienieniu, niŜszej temperaturze i zacisznej
atmosferze. Stąd teŜ powietrze nad glebą pokrytą roślinnością ma większą wilgotność niŜ nad
glebą bez roślin.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
Niewielkie znaczenie dla roślin ma wilgotność bezwzględna. Natomiast niedosyt
wilgotności powietrza jest jego wskaźnikiem suchości. Im ma większą wartość tym powietrze
jest bardziej suche i tym silniejsze jest parowanie i transpiracja (powietrze wchłania większą
ilość pary wodnej z tkanek roślinnych). Określa ona więc moŜliwości parowania i warunki
transpiracji roślin. Powietrze, które jest stale nasycone parą wodną hamuje transpirację
i dlatego jest szkodliwe dla drzew, które w efekcie pokrywają się porostami zatrzymującymi
wodę deszczową co powoduje gnicie kory. Młode drzewa dzięki obecności porostów mogą
dusić się i obumierać.
Wiatr ma zarówno wpływ dodatni jak i ujemny na pojedyncze drzewa oraz na las. Do
pozytywnego działania wiatru zalicza się:
–
zapylanie kwiatów (rośliny wiatropylne), rozsiewanie nasion i owoców drzew i krzewów,
–
w górach na stokach nawietrznych podnosi górną granicę lasu,
–
zwiększa intensywność fotosyntezy,
–
wzmaga transpirację przy dostatecznej wilgotności,
–
wpływa na podniesienie temperatury powietrza,
–
na południowych stokach i brzegach drzewostanów łagodzi szkodliwe dla młodych
upraw zbyt wysokie temperatury,
–
usuwa zimne powietrze z zagłębień terenowych podczas pogodnych nocy co zmniejsza
niebezpieczeństwo wystąpienia wiosennych przymrozków,
–
wiatry morskie przynoszą deszcz,
–
poprzez ruch drzew na wietrze spulchnia się gleba dzięki ruchom korzeni,
Negatywne działanie wiatru objawia się:
–
na odwietrznych stokach górskich obniŜa górną granicę lasu,
–
w okresach suchych powoduje nadmierną transpirację,
–
jednostronny, chroniczny wiatr powoduje deformacje koron i strzał drzew,
–
w górach na stanowiskach eksponowanych lub na brzegach lasu wystawionych na
działanie wiatru powoduje zmniejszenie przyrostu drzew na wysokość,
–
ocieranie i biczowanie gałęziami sąsiednich drzew, co wpływa na ich mechaniczne
uszkodzenie,
–
działa wysuszająco,
–
przyczynia się do erozji wietrznej gleby i przesuwania się wydm,
–
obniŜa temperaturę gleby i roślin,
–
tworzy wiatrołomy i wiatrowały.
Przymrozki. Ze względu na czas występowania przymrozki dzielimy na przymrozki:
wczesne (występują w końcu okresu wegetacyjnego − jesienią) i późne (występujące na
początku okresu wegetacyjnego − wiosną), które są dla roślin groźniejsze, poniewaŜ
występują w czasie dopiero co rozpoczętej wegetacji.
Przymrozki wczesne powodują:
–
przedwczesne opadanie liści,
–
zamieranie pędów świętojańskich,
–
zamieranie nie zdrewniałych odrośli,
Przymrozki późne powodują:
–
niszczenie wschodów na szkółkach i uprawach,
–
obumieranie młodych drzewek,
–
zmroŜenie pączków, pędów, liści i kwiatów, co ma duŜe znaczenie w przyszłym rozwoju
rośliny,
–
zniekształcenie młodych pędów.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Makro i mikroklimat
Makroklimat − jest to klimat dotyczący duŜych jednostek geograficznych kształtujący się
pod wpływem głównych czynników klimatotwórczych (promieniowanie słoneczne,
cyrkulacja atmosferyczna i podłoŜa atmosfery) uwarunkowanymi szerokością geograficzną,
wzniesieniem n.p.m., rozkładem lądów i mórz. Mikroklimat powstaje w warstwie atmosfery
przyległej do powierzchni gruntu (od kilku do kilkunastu metrów) pod wpływem
miejscowych czynników klimatotwórczych (rzeźba terenu, szata roślinna, gleba) w obrębie
poszczególnych makroklimatów. Przykładem jest mikroklimat drzewostanu, zrębu,
zagłębienia terenu itp.
Pomiary i obserwacje meteorologiczne
Pomiar temperatury − za pomocą termometrów, których działanie oparte jest na
właściwości proporcjonalnego rozszerzania się i kurczenia pewnych ciał w zaleŜności od
wzrastania lub zmniejszania się temperatury. Termometr zwykły − wyznacza temperaturę
w danym momencie na podstawie słupka rtęci.
Termometr maksymalny (rys. 12a) − odczytuje najwyŜsze temperatury w czasie między
dwiema kolejnymi obserwacjami (doby, miesiąca). RóŜni się on od zwykłego tym, Ŝe
włoskowata rurka w pobliŜu zbiorniczka z rtęcią jest zwęŜona. Przy wzroście temperatury
rtęć, rozszerzając się, przechodzi swobodnie przez zwęŜenie rurki, a przy spadku temperatury
słupka rtęci kurcząc się nie jest w stanie przejść w połoŜeniu poziomym przez zwęŜenie,
wskutek czego urywa się i pozostaje w rurce pokazując najwyŜszą temperaturę w danym
czasie. Po wstrząśnięciu termometru moŜna przeprowadzić kolejny pomiar. Termometr
minimalny (rys. 12b) − słuŜy do określania najniŜszej temperatury w danym czasie.
Wewnątrz posiada toluen. Wewnątrz słupka toluenu jest lekki pręcik z zabarwionego szkła.
Przy spadku temperatury słupek toluenu kurcząc się pociąga pręcik w kierunku zbiorniczka
termometru, a przy wzroście słupek toluenu wydłuŜa się i opływa pręcik, który zostaje w tym
samym miejscu, jakie zajmował przy najniŜszej temperaturze. NajniŜszą temperaturę
wskazuje ten koniec pręcika, który jest bliŜej menisku toluenu. Aby przygotować termometr
do kolejnego odczytu, naleŜy go podnieść zbiornikiem do góry. Termometry gruntowe – do
pomiary temperatury gruntu. Termometr w oprawie (wyciągowy) (rys. 12c) do pomiarów na
większej głębokości, ponad 20cm. Do otworu w glebie wkłada się ebonitową rurkę, do której
wstawia się termometr zwykły w oprawce mosięŜnej lub drewnianej o miedzianym dnie.
Oprawka posiada wizjerkę, przez którą odczytuje się skalę.
a)
b)
c)
Rys. 12. Termometr a) maksymalny b) minimalny c) wyciągowy
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Termometr bez oprawy (kolankowy) − do pomiaru na mniejszych głębokościach.
Posiadają część rurki odpowiednio wydłuŜoną (między zbiorniczkiem a początkiem skali)
tak, Ŝe cała skala jest umieszczana nad glebą i zgięta pod pewnym kątem.
Termometry umieszczane są w klatce meteorologicznej umieszczonej 2m od powierzchni
gruntu. Termometr zwykły zawiesza się w połoŜeniu pionowym, a termometry minimum
i maksimum w połoŜeniu poziomym na statywie. W przypadku pomiaru w lesie, gdzie kaŜda
warstwa ma inną temperaturę termometry muszą być zainstalowane na róŜnych
wysokościach. W tym celu buduje się specjalne wieŜe (rusztowania) lub teŜ zawiesza na
róŜnych wysokościach drzewa.
Termograf − to przyrząd samopiszący słuŜący do zapisywania zmian temperatury
w czasie. Przebieg temperatury odczytuje się na termogramie . SpostrzeŜenia meteorologiczne
dokonywane na stacjach meteorologicznych dokonywane ą o stałych porach trzy razy
dziennie w godzinach 7, 13 i 21. Na podstawie tych pomiarów oblicza się temperaturę
dobową, a następnie miesięczną, pory roku i roczną. Pomiar ciśnienia atmosferycznego za
pomocą barometrów.
Barometr rtęciowy − wielkość ciśnienia mierzy się za pomocą wysokości słupa rtęci
w szklanej rurce. Odczytu dokonuje się za pomocą ruchomego pierścienia z noniuszem i jest
to odczyt surowy, do którego wprowadza się poprawki na temperaturę, cięŜkość normalną ze
względu na szerokość geograficzną, cięŜkość normalną ze względu na wysokość n.p.m.
i poprawkę instrumentalną.
Barometr metalowy – aneroid jego działanie oparte jest na spręŜystości metalowego
pudełka, z którego usunięto powietrze i hermetycznie zamkniętego. Zmiany ciśnienia
przenoszone są za pomocą systemu dźwigni na wskazówkę poruszająca się po skali, która jest
wycechowana według wskazań barometru rtęciowego. Odczyt ciśnienia ze skali
w milimetrach.
Barograf – barometr samopiszący jego działanie oparte jest na zasadzie działania
barometru metalowego, ale zamiast jednej puszki jest tu kilka puszek połączonych ze sobą
szeregowo. Mechanizm dźwigniowy przenosi działanie puszek na piórko, które na pasku
papieru z podziałką wykreśla linie pokazującą zmiany ciśnienia.
Pomiar wilgotności powietrza.
Psychometr Augusta − składa się z dwóch termometrów – zwilŜonego i suchego.
Wskutek utraty ciepła zuŜytego na parowanie temperatura termometru zwilŜonego się obniŜa.
Termometr suchy wskazuje temperaturę powietrza. Wilgotność względną odczytuje się na
podstawie odczytów na obu termometrach przy uŜyciu tablic.
Higrometr włosowy zbudowany jest na zasadzie wydłuŜania się lub kurczenia
odtłuszczonego włosa ludzkiego w zaleŜności od wilgotności powietrza. Zmiany długości
włosa przenoszone są na wskazówkę poruszającą się po skali, na której jest zaznaczona
wilgotność względna w procentach.
Higrograf − elementem czułym jest tu pęczek włosów połączony z systemem dźwigni,
które przekazują ruchy na piórko, które następnie rysuje tuszem na papierze nawiniętym na
walec przebieg wilgotności powietrza.
Pomiar opadów atmosferycznych
Ilość opadu to wysokość warstwy wody, która utworzyłaby się na poziomej powierzchni
ze spadłego deszczu lub spadłego i stopionego śniegu (w mm) − gdyby woda nie ulegała
parowaniu, wsiąkaniu w podłoŜe lub spływie po powierzchni.
NatęŜenie opadu to stosunek ilości opadu do czasu jego trwania (mm/godz.).
Deszczomierz Hellmanna − naczynie w kształcie walca składające się z dwóch części:
górnej z lejkiem i dolnej ze zbiornikiem na wodę. Do deszczomierza dołączona jest miarka
(w mm). Wodę ze zbiorniczka przelewa się do miarki. Podczas opadu śniegu do środka
wkłada się wkładkę w formie krzyŜa, która nie pozwala na wywiewanie śniegu przez wiatr.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
Pluwiograf − deszczomierz samopiszący − ma formę naczynia, wewnątrz którego
umieszczony jest pływak, który w miarę przybywania wody podnosi się do góry. Pływak
połączony jest z piórkiem napełnionym tuszem i przylegającym do papieru napiętego na
walec. Gdy pisak dochodzi do górnego brzegu papieru, to zapisuje 10 mm opadu,
a w momencie przepełnienia naczynia zawartość cieczy przelewa się do drugiego naczynia
i pisak zaczyna notować od zera kreśląc kreskę. Całkowity opad to suma ilości milimetrów.
Grubość pokrywy śnieŜnej mierzy się za pomocą łat śniegowych, ustawianych w miejscu
zasłoniętym i otwartym, po trzy sztuki w formie trójkąta. WyraŜamy ją w centymetrach.
Pomiar gęstości śniegu wykonuje się za pomocą deszczomierza.
Pomiar prędkości wiatru.
Wiatromierz Wilda − wyznacza kierunek i prędkość wiatru (rys. 14). Składa się
z metalowego masztu ustawionego pionowo, u góry którego umieszczona jest róŜa wiatrów,
powyŜej której nasadzona jest Ŝelazna rurka z chorągiewką. Nad nią jest ruchoma płytka oraz
łukowato wygięta skala mająca 8 stopni. Podczas działania wiatru chorągiewka obraca się
i obraca w kierunku skąd wieje wiatr. Przy pomocy nieruchomej róŜy określa się kierunek
chorągiewki, który jest jednocześnie kierunkiem wiatru. Płytka ustawia się w czasie wiatru
prostopadle do jego kierunku i odchyla się od pionu zaleŜnie od jego prędkości. Wielkość
odchyłki odczytuje się na skali w stopniach, a kaŜdemu stopniowi odpowiada określona
prędkość wiatru w m/s. NaleŜy płytkę obserwować przez dwie minuty i określić wielkość
ś
rednią.
Rys. 13. Wiatromierz Wilda [1, s. 108]
Anemometr łyŜeczkowy Robinsona posiada kształt zegara. W górnej części są cztery
łyŜeczki obrócone wklęsłościami w jednym kierunku, które pod wpływem wiejącego wiatru
obracają się dookoła pionowej osi, zawsze w jednym kierunku. W dolnej części wewnątrz
zegara są wskazówki, które są poruszane poprzez koła zębate. Wskazówki te rejestrują obroty
i podają przebytą drogę w metrach.
Skala Beauforta słuŜy do przybliŜonego ustalenia siły wiatru bez uŜycia przyrządów.
Posiada 13 stopni (od 0 do 12), a kaŜdy z nich oznacza wiatr, którego siła scharakteryzowana
jest odpowiednim oddziaływaniem na człowieka i jego otoczenie.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania ,sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.
Jak dzielimy meteorologię ?
2.
Czym się zajmują poszczególne działy meteorologii?
3.
Z jakich warstw zbudowana jest atmosfera?
4.
Jak kształtują się zjawiska atmosferyczne?
5.
Jakie znasz zjawiska atmosferyczne?
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
6.
Jak zjawiska atmosferyczne wpływają na roślinność?
7.
Jakie znasz przyrządy do pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących stan
atmosfery?
8.
W jaki sposób wykonasz pomiary meteorologiczne?
9.
Co nazywamy makroklimatem?
10.
Co nazywamy mikroklimatem?
11.
Co nazywamy frontem atmosferycznym ?
12.
Jaki ma wpływ przejście określonego frontu atmosferycznego na kształtowanie się
zjawisk meteorologicznych?
13.
Jakie są współzaleŜności pomiędzy zjawiskami atmosferycznymi a kształtowaniem się
klimatu?
14.
Jakie czynniki wpływają na klimat lasu?
15.
Jakie czynniki wpływają na klimat otwartej powierzchni?
16.
Jakie są róŜnice pomiędzy klimatem lasu a pola?
4.2.3.Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie aktualnej pogody wyjaśnij, działaniem jakiego frontu jest wywołana.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
przyjrzeć się pogodzie występującej aktualnie za oknem,
2)
wymienić zjawiska atmosferyczne i pogodowe które są widoczne,
3)
dokonać analizy tych zjawisk i ich związku z określonym frontem atmosferycznym,
4)
określić rodzaj frontu wpływającego na dane zjawiska atmosferyczne.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−−−−
notes,
−−−−
długopis,
−−−−
poradnik dla ucznia,
−−−−
literatura zgodna z punktem 6 poradnika.
Ćwiczenie 2
UŜywając dostępnych przyrządów do pomiarów meteorologicznych określ i zmierz
w terenie otwartym i w lesie podstawowe wielkości charakteryzujące stan atmosfery
i uzasadnij występujące róŜnice posługując się zamieszczoną niŜej tabelą.
Temperatura Wilgotność
powietrza
Promieniowanie
słoneczne
Opady
atmosferyczne
Wiatr
Inne
las
pole
róŜnice
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)
odszukać
w
materiałach
dydaktycznych
wiadomości
dotyczących
wielkości
charakteryzujących stan atmosfery,
2)
wykonać pomiary meteorologiczne za pomocą dostępnych przyrządów na terenie
otwartym i w lesie,
3)
zapisać uzyskane wielkości do tabeli,
4)
porównać uzyskane wyniki,
5)
dokonać analizy róŜnic uzyskanych wyników i wyciągnąć wnioski.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−−−−
termometry (zwykły, minimalny, maksymalny, gruntowy),
−−−−
barometr,
−−−−
higrometr lub psychometr,
−−−−
deszczomierz i łata śniegowa,
−−−−
wiatromierz Wilda lub anemometr łyŜeczkowy,
−−−−
długopis, kartka tabelą określającą podstawowe wielkości,
−−−−
literatura podana w punkcie 6 poradnika.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1)
omówić, czym się zajmują poszczególne działy meteorologii?
2)
wymienić z jakich warstw zbudowana jest atmosfera?
3)
omówić,
czym
się
zajmują
poszczególne
działy
meteorologii?
4)
wymienić z jakich warstw zbudowana jest atmosfera?
5)
omówić kształtowanie się zjawisk atmosferycznych?
6)
wymienić zjawiska atmosferyczne?
7)
omówić wpływ zjawisk atmosferycznych na roślinność?
8)
wymienić
przyrządy
do
pomiaru
podstawowych
wielkości
charakteryzujących stan atmosfery?
9)
wyjaśnić pojęcie makroklimatu?
10)
wyjaśnić pojęcie frontu atmosferycznego?
11)
wyjaśnić wpływ określonego frontu atmosferycznego na kształtowanie
się zjawisk meteorologicznych?
12)
wyjaśnić,
jakie
są
współzaleŜności
pomiędzy
zjawiskami
atmosferycznymi a kształtowaniem się klimatu?
13)
wymienić czynniki wpływające na klimat lasu?
14)
omówić róŜnice pomiędzy klimatem lasu a pola?
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1.
Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.
Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.
Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.
Test zawiera 30 zadań. Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi.
5.
Tylko jedna jest prawidłowa.
6.
Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi ,stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X.W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem , a następnie
ponownie zaznaczyć odpowiedźprawidłową.
7.
Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8.
Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie ci sprawiało trudność ,wtedy odłóŜ jego rozwiązanie
na później i wróć do niego ,gdy zostanie Ci wolny czas.
9.
Na rozwiązanie testu masz 45 minut.
Powodzenia!
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Proces oglejania polega na
a)
redukcji mineralnych części utworu glebowego w warunkach duŜej wilgotności
i obecności substancji organicznej.
b)
stopniowym rozkładzie glinokrzemianów i uwalnianiu się związków Ŝelaza i glinu.
c)
przemieszczaniu się w głąb profilu glebowego cząstek koloidalnych z wyŜej
leŜących warstw.
d)
gromadzeniu się i humifikacji szczątek roślinnych w warunkach nadmiernego
uwilgotnienia.
2. Do gleb hydrogenicznych naleŜą
a)
czarne ziemie.
b)
gleby torfowe.
c)
czarnoziemy.
d)
mady rzeczne.
3. Podczas procesu bielicowania powstają poziomy
a) eluwialny i deluwialny.
b)
iluwialny i aluwialny.
c)
eluwialny i iluwialny.
d)
iluwialny i deluwialny.
4. Torf wysoki powstaje w warunkach
a)
wód zastojowych, głównie opadowych.
b)
przy niedostatecznym przepływie wody.
c)
przepływowych wód glebowo-gruntowych , okresowo zalewanych.
d)
wylewu rzek, w czasie których osadza się materiał glebowy.
5. Czarne ziemie naleŜą do gleb
a)
autogenicznych.
b)
hydrogenicznych.
c)
semihydrogenicznych.
d)
litogenicznych.
6. A3 to symbol poziomu
a)
bielicowego.
b)
przemywania.
c)
wmycia.
d)
iluwialnego.
7. Poziom wmywania w glebie bielicowej ma barwę
a)
brunatną.
b)
jasnopopielatą.
c)
Ŝ
ółtą.
d)
niebieską.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
8. Wybierz prawidłowe stwierdzenie dotyczące klimatu jako czynnika glebotwórczego
a)
w obszarach podzwrotnikowych profile glebowe są dobrze wykształcone i mają duŜą
miąŜszość.
b)
w obszarach arktycznych występują gleby o bardzo słabo wykształconych profilach.
c)
klimat suchy nie stwarza dobrych warunków do wietrzenia chemicznego.
d)
wszystkie odpowiedzi poprawne.
9.
Gleby bielicowe posiadają profil glebowy o budowie
a)
Ao–A1–A2–B–C.
b)
Ao–A1–A2–(B)–C.
c)
Ao–A1–A3–Bt–C.
d)
Ao–A1–(B)–C.
10. Proces murszenia zachodzi w odwodnionych warstwach gleb
a)
organicznych.
b)
torfowych.
c)
mułowych.
d)
wszystkie odpowiedzi poprawne.
11. Albedo jest to
a)
promieniowanie bezpośrednie.
b)
współczynnik odbicia promieni słonecznych.
c)
inaczej nasłonecznienie.
d)
promieniowanie odbite.
12. W godzinach przedpołudniowych najwyŜsze temperatury panują w lesie
a)
w warstwie koron, gdzie jest wtedy miejscowe maksimum temperatury.
b)
wewnątrz drzewostanu, co spowodowane jest zmniejszonym ruchem powietrza.
c)
na wysokości około 3m od ziemi, co spowodowane jest obecnością koron drzew
i podszytu.
d)
dna całej wysokości drzewostanu temperatura jest taka sama.
13. W wyniku zwiększenia pręŜności pary wodnej do granic nasycenia nastąpi
a)
parowanie.
b)
transpiracja.
c)
kondensacja.
d)
ewapotranspiracja.
14. Przy bezchmurnej pogodzie w lesie występuje promieniowanie
a)
tylko bezpośrednie.
b)
bezpośrednie i rozproszone.
c)
bezpośrednie, rozproszone i całkowite w zaleŜności od miejsca występowania.
d)
tylko rozproszone.
15. Rosa jest to
a)
drobny i równomierny opad występujący na powierzchni gruntu i roślin.
b)
zawiesina bardzo małych kropelek wody występująca w dolnej warstwie atmosfery.
c)
krople wody osadzające się m.in. na liściach roślin.
d)
wszystkie odpowiedzi prawidłowe.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
16. Pluwiograf słuŜy do pomiaru
a)
wilgotności względnej powietrza.
b)
wilgotności bezwzględnej powietrza.
c)
wielkości opadów atmosferycznych.
d)
siły i prędkości wiatru.
17. Promienie cieplne i promienie słoneczne są
a)
rozpraszane i pochłaniane.
b)
rozpraszane i odbite.
c)
rozpraszane, pochłaniane i odbijane.
d)
pochłaniane i odbijane.
18. Meteorologię dzielimy na
a)
ogólną, fizyczną i synoptyczną.
b)
fizyczną, synoptyczną im pogodoznawstwo.
c)
ogólną, synoptyczną i klimatologię.
d)
klimatyczną, synoptyczną i pogodoznawstwo.
19. Wykres przebiegu wilgotności powietrza na papierze to
a)
higrometr.
b)
higrograf.
c)
higrogram.
d)
higrorys.
20. Podczas kondensacji pary wodnej w przyziemnej warstwie atmosfery powstaje
a)
rosa.
b)
mgła.
c)
szron.
d)
gołoledź.
21. Higrometr włosowy składa się z
a)
termometru wilgotnego i suchego.
b)
szklanej rurki wypełnionej rtęcią z zatopionym otworem górnym.
c)
pęczku włosów połączonych systemem dźwigni.
d)
odtłuszczonego włosa ludzkiego.
22. Do ujemnego działania wiatru zalicza się
a)
wzmoŜoną transpiracje w okresie suchym.
b)
zwiększenie intensywności fotosyntezy.
c)
podnoszenie temperatury powietrza.
d)
podnoszenie górnej granicy lasu.
23. Do pomiaru wilgotności powietrza słuŜy
a)
psychometr.
b)
pluwiograf.
c)
aneroid.
d)
anemometr.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
24. Wybierz nie prawdziwe zdanie dotyczące gleb torfowych
a)
naleŜą do gleb hydrogenicznych.
b)
w całym ich profilu glebowym występuje anaerobioza.
c)
proces torfotwórczy zachodzi w warunkach tlenowych.
d)
posiadają włóknistą strukturę.
25. Gleby autogeniczne to gleby
a)
kształtujące się bez dopływu materiału z zewnątrz ,przy udziale wód gruntowych.
b)
kształtujące się bez dopływu materiału z zewnątrz i bez wpływu wód gruntowych.
c)
objęte współcześnie bezpośrednim wpływem wód gruntowych.
d)
powstające w niezbyt dalekiej przeszłości przy udziale wód opadowych.
26. Profil glebowy AC–C jest charakterystyczny dla
a)
gleb płowych.
b)
gleb mułowych.
c)
rędzin.
d)
gleb torfowych.
27. Do opadów stałych nie naleŜy
a)
ś
nieg suchy.
b)
krupa.
c)
grad.
d)
sadź.
28. Miarą ilości spadłego opadu jest
a) wysokość warstwy wody, która utworzyła by się na powierzchni poziomej ze
spadłego deszczu (w mm).
b) wysokość warstwy wody, która utworzyła by się na powierzchni pionowej ze
stopionego śniegu (w mm).
c) stosunek ilości opadu do czasu jego trwania ( w mm/godz ).
d) natęŜenie opadu (w skali 5–cio stopniowej).
29. Parowanie wzmaga
a)
wzrost temperatury.
b)
ocienienie terenu.
c)
bezruch powietrza.
d)
zwiększenie prędkości wiatru.
30. Droga, jaką przebywa masa powietrza w jednostce czasu, to
a)
prędkość wiatru.
b)
kierunek wiatru.
c)
siła wiatru.
d)
natęŜenie wiatru.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko………………………………………………………………………………..
Charakteryzowanie zjawisk klimatycznych oraz właściwości gleb
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr
zadania
Odpowiedź
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
21
a
b
c
d
22
a
b
c
d
23
a
b
c
d
24
a
b
c
d
25
a
b
c
d
26
a
b
c
d
27
a
b
c
d
28
a
b
c
d
29
a
b
c
d
30
a
b
c
d
Razem:
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
6. LITERATURA
1. Murat E.: Hodowla Lasu. Podręcznik dla techników leśnych cz. I. Oficyna Edytorska
Wydawnictwo Świat, Warszawa 1995
2. Poradnik leśniczego. SITLiD. Wydawnictwo Świat, Warszawa 1991
3. Praca zbiorowa : Mała encyklopedia leśna. PWN, Warszawa 1980
4. Rychliński Z.: Nauka o środowisku leśnym. Podręcznik dla techników leśnych. PWRiL,
Warszawa 1963