The relationship between dissolved organic carbon and hydro-climatic factors in peat-muck soil

• Autorzy: Jaszczyński J.

Identyfikatory

DOI

10.1515 /jwld-2015-0004

Warianty tytułu

PL

Zależności między rozpuszczonym węglem organicznym a czynnikami hydro-klimatycznymi na przykładzie gleby torfowo-murszowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of this study was the concentration of dissolved organic carbon (DOC) in soil solution related to groundwater table, soil temperature, moisture, redox potential and intensive storm rain and their changes during ten years (2001–2010). The studies were localized in drained and agriculturally used Kuwasy Mire situated in the middle basin of the Biebrza River, north-eastern Poland. The study site was situated on a low peat soil managed as intensively used grassland. The soil was recognized as peat-muck in the second stage of the mucking process. DOC concentration was determined by means of the flow colorimetric method using the Skalar equipment. Mean in the whole study period DOC concentration in soil solution was 72 mg·dm^–3. A significant positive correlation was observed between DOC concentration and soil temperature at 30 cm depth. The highest DOC concentrations were observed from July to October accompanied by the lowest ground water level. The DOC concentration in soil solution showed also a significant correlation with soil redox potential at 20 cm depth – a border between muck and peat layers. This layer is potentially most active with respect to biochemical transformation. There was no relationship between DOC concentration and soil moisture. However, the influence of torrential rains on the intensity of DOC removal was demonstrated in this study.

PL

Przedmiotem badań było stężenie rozpuszczalnego węgla organicznego (RWO) w roztworze glebowym na tle poziomu wody gruntowej, temperatury i wilgotności gleby, jej potencjału elektrycznego oraz intensywnych opadów deszczu. Badania zlokalizowano na terenie zmeliorowanego i rolniczo użytkowanego Torfowiska Kuwasy, usytuowanego w środkowym basenie Biebrzy, w północno-wschodniej Polsce. Stanowisko badawcze zlokalizowano na glebie wytworzonej z torfów niskich (MtIIcb) użytkowanej jako intensywna łąka kośna. Stężenie RWO określono za pomocą kolorymetru przepływowego Skalar. Badania prowadzono w latach 2001–2010. Średnie z całego okresu badawczego stężenie RWO w roztworze glebowym wyniosło 72 mg C·dm^–3. Zaobserwowano istotną dodatnią korelację między stężeniem badanego składnika i temperaturą gleby na głębokości 30 cm. Największe stężenie RWO występowało od lipca do października, kiedy to notowano również najniższy poziom zwierciadła wody gruntowej. Stężenie RWO wykazywało również istotną zależność od potencjału elektrycznego gleby notowanego na głębokości 20 cm, gdzie występowała warstwa przejściowa torfu murszejącego, charakteryzująca się potencjalnie największą intensywnością przemian biochemicznych. Nie wykazano natomiast zależności między stężeniem RWO a wilgotnością górnych partii badanej gleby. Stwierdzono również istotne nasilenie przemieszczania się RWO z kompleksu glebowego do roztworu na skutek obfitych opadów deszczu.

Słowa kluczowe

EN

DOC; peat-muck soils; redox potential; soil solution; soil temperature; torrential rains

PL

gleby torfowo-murszowe; intensywne opady deszczu; potencjał elektryczny; roztwór glebowy; RWO; temperatura gleby

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2015
• Tom: no. 24
• Strony: 27--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jaszczyński J.

• Institute of Technology and Life Science in Falenty, Experimental Department in Biebrza, 19-200 Grajewo, Poland

Bibliografia

• BALLA D., DIETRICH O., QUASI J. 2000. Solute retention in a groundwater table controlled fen area with respect to various land use scenarios. International Peat Journal. Vol. 10 p. 33–47.
• BANASZUK H. 2004. Geologia i geomorfologia Kotliny Biebrzańskiej. W: Kotlina Biebrzańska i Biebrzański Park Narodowy: aktualny stan, walory, zagrożenia i potrzeby czynnej ochrony środowiska. Monografia przyrodnicza [Geology and geomorphology of the Biebrza Valley. In: The Biebrza Valley and the Biebrza National Park. Biological monograph]. Ed. H. Banaszuk. Białystok. Wydaw. Ekon. Środ. p. 26–43.
• DAWSON J.J.C., BILLETT M.F., NEAL C., HILL S. 2002. A comparison of particulate, dissolved and gaseous carbon in two contrasting upland streams in the UK. Journal of Hydrology. Vol. 257 p. 226–246.
• GÓRNIAK A. 1996. Substancje humusowe i ich rola w funkcjonowaniu ekosystemów słodkowodnych [Humic substances and their role in the functioning of freshwater ecosystems]. Warszawa. Wydaw. FUW. ISBN 838642351X pp. 151.
• INAMDAR S.P., CHRISTOPHER S.F., MITCHELL M.J. 2004. Export mechanisms for dissolved organic carbon and nitrate during summer storm events in a glaciated forested catchment in New York, USA. Hydrological Processes. Vol. 18. Iss. 14 p. 2651–2661.
• JASZCZYŃSKI J. 2011. Rozpuszczalny węgiel organiczny w wodach siedlisk torfowych [Dissolved organic carbon in waters from peatlands]. Zeszyty Edukacyjne. Nr 13. ISBN 978-83-62416-11-0 pp. 91.
• JASZCZYŃSKI J., SAPEK A., CHRZANOWSKI S. 2008. Rozpuszczalny węgiel organiczny w wodzie z siedlisk pobagiennych na tle temperatury gleby [Dissolved organic carbon in water from post-bog habitats in comparison with soil temperature]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 8. Z. 1(22) p. 117–126.
• KALBITZ K. 2001. Properties of organic matter in soil solution in a German fen area as dependent on land use and depth. Geoderma. Vol. 104. Iss. 3–4 p. 203–214.
• KALBITZ K., RUPP H., MEISSNER R. 2002. N-, P- and DOC -dynamics in soil and groundwater after restoration of intensively cultivated fens. In: Wetlands in Central Europe. Eds. G. Broll, W. Merbach, E.-M. Pfeiffer. Berlin. Springer p. 99–116.
• NADANY P., SAPEK A. 2004. Zróżnicowanie stężenia węgla organicznego w wodzie gruntowej w różnie użytkowanych glebach torfowych [Variability of organic carbon concentrations in ground water of differently used peat soils]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 4. Z. 2b(12) p. 281–289.
• OKRUSZKO H., KOZAKIEWICZ A. 1973. Humifikacja i mineralizacja jako elementy składowe procesu murszenia gleb torfowych [Humification and mineralization as components of peat soil mucking]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 146 p. 63–76.
• OKRUSZKO H., PIAŚCIK H. 1990. Charakterystyka gleb hydrogenicznych [Characteristics of hydrogenic soils]. Skrypt. Olsztyn. ART pp. 291.
• QUINBY P.A. 2000. Lakes, wetlands and dissolved organic carbon in stream outlets of small northern temperate watersheds. Forest Landscape Baseline. No. 21 pp. 4.
• RUPP H., KALBITZ K., MEISSNER R. 2002. Impact of land use changes in the Drömling fen area on nutrient fluxes to the groundwater. In: Agricultural effects on ground and surface waters: research at the edge of science and society. Proceedings of an international symposium. Wageningen, Netherlands, October 2000. IAHS Publisher. No. 273 p. 261–265.
• SAPEK A., SAPEK B., CHRZANOWSKI S., JASZCZYŃSKI J. 2007. Mobilization of substances in peat soils and their transfer within the groundwater and into surface water. Agronomy Research. Vol. 5. No. 2 p. 155–163.
• SAPEK B., SAPEK A. 1999. Oznaczanie węgla organicznego w glebach łąkowych. W: Przewodnik metodyczny do badań materii organicznej gleb [Determination of organic carbon in meadow soils. In: Methodical guide for studying soil organic matter]. Eds. H. Dziadowiec, S. Gonet. Prace Komisji Naukowych PTG. Nr 120. Warszawa. PTG p. 5–57.
• Skalar Flow Access 2002. User manual. Skalar Analytical BV.
• SMAL H., LIGĘZA S., MISZTAL M. 2004. Quantity and quality of dissolved organic carbon in ground waters of agricultural catchment and in adjacent littoral waters of Piaseczno Lake. Annales UMCS. Sect. E. Agricultura. Vol. 59. No. 1 p. 423–430.
• SZUNIEWICZ J., CHRZANOWSKI S. 1995. Przeobrażanie się i spłycanie odwodnionych gleb torfowych na przykładzie torfowiska Kuwasy. W: Torfoznawstwo w badaniach naukowych i praktyce [Transformation and shallowing of drained peat soils – an example of Kuwasy Peatland]. Materiały Seminaryjne. Nr 34. Falenty. Wydaw. IMUZ p. 241–246.
• TIPPING E., WOOF C., RIGG E., HARRISON A.F., INNESON P., TAYLOR K., BENHAM D., POSKITT J., ROWLAND A.P., BOL R., HARKNESS D.D. 1999. Climatic influences on the leaching of dissolved organic matter from upland UK moorland soils, investigated by a field manipulation experiment. Environment International. Vol. 25 Iss. 1 p. 83–95.
• ZSOLNAY A. 1996. Dissolved humus in soil waters. In: Humic substances in terrestrial ecosystems. Ed. A. Piccolo. Amsterdam. Elsevier p. 171–223.