modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych
DESCRIPTION
Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych. Alfred Stach Zakład Geoekologii IBCiG UAM. Tytułem wprowadzenia. Opracowanie mieści się problemie rozprawy habilitacyjnej: „ Morfodynamika stoków na morenowym obszarze młodoglacjalnym ”. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/1.jpg)
Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na
stokach morenowych
Alfred StachZakład Geoekologii IBCiG UAM
![Page 2: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/2.jpg)
Tytułem wprowadzenia
Opracowanie mieści się problemie rozprawy habilitacyjnej: „Morfodynamika stoków na morenowym obszarze młodoglacjalnym”.
Główne założenia pracy były już referowane na zebraniu naukowym IBCiG.
Podstawowy cel: opracowanie modelu struktury przestrzennej systemu denudacyjnego stoków na podstawie analizy pokryw glebowych
![Page 3: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/3.jpg)
Tytułem wprowadzenia cd.
Barwa gleby to syntetyczny wskaźnik charakteru i natężenia procesu glebotwórczego: akumulacji i rozkładu substancji organicznej, wilgotności i natlenienia, procesów wietrzeniowych i wytrącania soli, typu i ilości pierwotnych i wtórnych minerałów glebowych, aktywności fauny glebowej, itp.
Jest to parametr, który można szybko mierzyć, a znormalizowana procedura daje stosunkowo wysoką dokładność i powtarzalność oznaczeń
![Page 4: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/4.jpg)
Tytułem wprowadzenia cd.
Na powierzchniach stokowych barwa gleby może być jakościowym wskaźnikiem jej bilansu wodnego oraz funkcjonowania procesów denudacyjnych – zmienności przestrzennej procesów erozji i ługowania gleb.
Może być zatem barwa gleb używana jak kryterium (jedno z wielu) delimitacji stref morfodynamicznych – fragmentów kateny stokowej różniących się pod względem charakteru i/lub natężenia dominujących procesów denudacyjnych i akumulacyjnych.
![Page 5: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/5.jpg)
Tytułem wprowadzenia cd.
Do tej pory prezentowano wyniki badań z dwóch stoków użytkowanych rolniczo, dotyczące wyłącznie poziomu akumulacyjno-próchnicznego (Ap) gleby.
W niniejszym opracowaniu przedstawione zostaną dane z trzech stoków (w tym stoku leśnego), dotyczące barwy całego profilu gleby.
Zastosowano skorygowany algorytm konwersji barw.
![Page 6: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/6.jpg)
Lokalizacjastoków: morfogeneza
Podział strefy marginalnej fazy pomorskiej w obrębie lobu Parsęty(Karczewski 1989, fragment uproszczony)
![Page 7: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/7.jpg)
Lokalizacja stoków: morfometria
![Page 8: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/8.jpg)
Lokalizacja stoków: morfometria(stok A i B)
![Page 9: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/9.jpg)
Lokalizacja stoków: morfometria(stok C)
![Page 10: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/10.jpg)
Badane mikrozlewnie stokowe - A
Stok A o ekspozycji południowej: podłoże nieprzepuszczalne – użytkowanie rolnicze. Deniwelacja: 9,95 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 6068 (6090,42) m2
![Page 11: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/11.jpg)
Badane mikrozlewnie stokowe - B
Stok B o ekspozycji północno-wschodniej: podłoże przepuszczalne – użytkowanie rolnicze. Deniwelacja: 11,02 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 5540 (5558,9) m2.
![Page 12: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/12.jpg)
Badane mikrozlewnie stokowe - CStok C – mikrozlewnia leśna. Deniwelacja: 11,13 m. Powierzchnia mikrozlewni (elementu stoku): 2440 (2468,2) m2.
![Page 13: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/13.jpg)
Metodyka:
Pobór rdzeniglebowych - siatka
- 1 6 0 1 6 3 2 4 8 6 4
- 9 6
- 8 0
- 6 4
- 4 8
- 3 2
- 1 6
0
1 6
3 2
4 8
A 2A 3A 4A 5
B 1B 2B 3B 4B 5
C 1C 2C 3C 4C 5C 6
D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7
E 1E 2E 3E 4E 5E 6E 7
F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 8
G 1G 2G 3G 4G 5G 6G 7G 8
H 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8
I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7
K 1K 2K 3K 4K 5K 6K 7
L 1L 2L 3L 4L 5L 6L 7
M 1M 2M 3M 4M 5M 6M 7
N 1N 2N 3N 4N 5N 6N 7
O 2O 3O 4O 5O 6O 7
P 2P 3P 4P 5P 6P 7
R 3R 4R 5R 6R 7
S 3S 4S 5S 6S 7
- 1 1 0 - 1 0 0 - 9 0 - 8 0 - 7 0 - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0- 1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
A 1 A 2 A 3 A 4
B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7
C 0 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8
D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9
E 0 E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E 9 E 1 0
F 0 F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 F 8 F 9
G 0 G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 9
H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H 7 H 8 H 9
I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9
K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9
H 0
H 2
H 3
H 4
H 5
H 6
H 7
H 8
G 8
G 7
G 6
G 5
G 3
G 2
F 3
F 4
F 5
F 6
F 7
F 8
E 8
E 7
E 6
E 5
E 4
E 3
E 2
D 3
D 5
D 6
D 7
C 7
C 6
C 7
C 4
C 3
B 2
B 3
B 4
B 5
B 6
B 7
A 6
A 5
A 4
A 3
A 2
A 0
L 1L 2
L 3L 4
L 5
K 1K 2
K 3K 4
K 5
I 2
I 3I 4
I 5
F 2
D 2I 1
C 2
D 4
G 4
0 1 0 2 0 3 0 4 0
![Page 14: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/14.jpg)
Metodyka:
Pobór i opis rdzeniglebowych
![Page 15: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/15.jpg)
Metodyka:
Problem identyfikacji poziomów genetycznych gleb w rdzeniach wiertniczych
Możliwe sekwencje budowy glebyw obrębie kateny stokowej
![Page 16: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/16.jpg)
Metodyka:
System MUNSELLA opisu barw
jakościowy opis barwy: hue (rodzaj), value (natężenie), chroma (czystość) np.: 7.5YR 3/4 wprowadzony w 1913 roku, standard w gleboznawstwie, brak możliwości analiz ilościowych
![Page 17: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/17.jpg)
Metodyka:
Konwersja barw do systemu RGB
![Page 18: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/18.jpg)
Średnie ważone barwy glebna badanych stokach
80 cm
40 cm
0 cmA B C
Stok Po-ziom
Barwa
R-G-B Munsell - kod
A Ap 101-81-57 0.07Y 3.50/3.01
B/C 132-98-63 8.24YR 4.35/4.49
B Ap 92-70-55 6.59YR 3.07/2.62
B/C 147-111-67 9.17YR 4.88/5.11
C A0 91-83-73 1.17Y 3.49/1.17
B/C 138-110-73 0.02Y 4.76/4.11
![Page 19: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/19.jpg)
Zmienność barw poziomów B/Cgleb na badanych stokach
R G B R G B R G B
Składowe barwy w modelu RGB
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
War
tość
skł
ado
wej
bar
wy
Mediana 25%-75% Zakres nieodstających Odstające Ekstremalne
Stok A Stok CStok B
![Page 20: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/20.jpg)
Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji
Stok A: składowa R barwy Ap i B/C
![Page 21: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/21.jpg)
Geneza anizo-tropowości barwy Ap na stoku A?
Morfo-metria?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
-0.014
-0.012
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0.018
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
-0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
A B C
E
-0 .02
-0.018
-0.016
-0.014
-0.012
-0.01
-0.008
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0.018D
0m 30m 60m 90m
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5A B C
+ układ pól i kierunek orki
![Page 22: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/22.jpg)
Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji
Stok B: składowa R barwy Ap i B/C
![Page 23: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/23.jpg)
Geneza anizotropowości barwy Ap na stoku B?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
-0.20
-0.16
-0.12
-0.08
-0.04
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
-0.02
-0.016
-0.012
-0.008
-0.004
0
0.004
0.008
0.012
0
60
120
180
240
300
360
A B C
D E
0m 30m 60m 90m
0.2
0.6
1
1.4
1.8
2.2
2.6
3
3.4
3.8
4.2
4.6
0.2
0.6
1
1.4
1.8
2.2
2.6
3
3.4
3.8
4.2
4.6
5
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
100
400
700
1000
1300
1600
B C
E F
0m 30m 60m 90m
![Page 24: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/24.jpg)
Powierzchnia semiwariogramu empirycznego i modele semiwariancji
Stok C: składowa R barwy Ap i B/C
![Page 25: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/25.jpg)
Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A
-16 0 16 32 48 64
-96
-80
-64
-48
-32
-16
0
16
32
48
-16 0 16 32 48 64 -16 0 16 32 48 64
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
96 104 112 120 128 136
80 88 96 104 112 120
50 60 70 80 90 100
Składowa R Składowa G Składowa B
![Page 26: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/26.jpg)
Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A
0 20 40 60 80
Odleg łość [m ]
0
0.1
0.2
0.3
Se
miw
ari
an
cja
klasa 1
klasa 2
klasa 3
0
0.1
0.2
0.3
klasa 2
klasa 4
0 20 40 60 80
Odleg łość [m ]
0
0.1
0.2
0.3
klasa 4
klasa 5
3 k la sy 4 k la sy
5 k la s
K o d b arwy
Od
leg
łość
wią
z.
0
50
100
150
200
250
300
350
28 25 24 22 27 26 21 23 20 19 18 17 15 14 16 13 12 11 9 10 8 7 5 6 4 2 3 1
![Page 27: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/27.jpg)
Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb - poziom Ap na stoku A
-16 0 16 32 48 64
-96
-80
-64
-48
-32
-16
0
16
32
48
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
-16 0 16 32 48 64
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
-16 0 16 32 48 64
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
3 klasy 4 klasy 5 klas
![Page 28: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/28.jpg)
Wnioski:
Historia użytkowania/pokrycia terenu jest najważniejszym czynnikiem decydującym od odmienności pokrywy glebowej stoków. Gleby na odmiennych litologicznie i morfometrycznie stokach użytkowanych rolniczo są pod względem swej morfologii względnie podobne, i wyraźnie odróżniają się od pokrywy glebowej stoku leśnego. Wyraźnie zaznacza się mozaikowatość gleb na stokach uprawnych w stosunku do względnej jednorodności pokrywy glebowej stoku leśnego.
![Page 29: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/29.jpg)
Wnioski:
Gleby uprawne i leśne różnią się również wyraźnie pod względem prawidłowości zmienności przestrzennej: Poziom próchniczno-akumulacyjny na stokach
uprawnych wykazuje anizotropowość struktury przestrzennej związaną zarówno z rzeźbą, jak kierunkiem orki.
Poziomy B/C na stokach uprawnych albo nie wykazują anizotropowości struktury przestrzennej, albo jest ona odmienna niż w poziomie Ap.
![Page 30: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/30.jpg)
Wnioski:
W glebach leśnych kierunkowość struktury przestrzennej barwy gleb jest bardzo słabo zarysowana. Nie zaznacza się również, pod tym względem, żadna istotna różnica między poziomem próchnicznym, a poziomami głębiej zalegającymi.
Zasięg podobieństwa barwy gleb na stoku leśnym jest niewielki (~6 m). Można przypuszczać, że jest efektem bardziej struktury drzewostanu, niż jakiegokolwiek innego czynnika glebotwórczego.
![Page 31: Modelowanie zmienności przestrzennej barwy gleb na stokach morenowych](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022042608/568146ea550346895db42496/html5/thumbnails/31.jpg)
Wnioski:
Zasięg podobieństwa barwy gleb na stokach uprawnych jest znacznie większy niż na stoku leśnym i dotyczy to zarówno poziomów Ap, jak i B/C. Nawiązuje on do skali elementów morfologicznych stoku (po uwzględnieniu wpływu orki).