Electrical resistivity tomography (ERT) of pit-and-mound microrelief, Mt Rogowa Kopa case study, the Stołowe Mountains, SW Poland

• Autorzy: Pawlik Ł. , Kasprzak M.

Identyfikatory

DOI

10.12657/landfana.029.006

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents results of geophysical analyses based on electrical imaging of slope mantles with pit-and-mound microtopography developed on the Rogowa Kopa hillslope in the Stołowe Mountains, SW Poland. The use of two dimensional electrical resistivity tomography (2D ERT) to non-invasive analyses of the hillslope microrelief allowed completing previous results of geomorphological and soil studies. The tomograms (inversion results) acquired across individual forms of treethrow pits and mounds can be interpreted according to regolith thickness and its wetness, but also smaller features such as relict and fresh tree root systems detected in the mounds. These features were compared to a general picture of geoelectrical resistivity measured in the main cross-section of the analyzed hillslope. The differences in slope cover characteristics observed on the tomograms confirm important role of the tree uprooting process in formation of some basic features of the regolith and soils, including their uneven redistribution across the hillslope.

Słowa kluczowe

EN

2D electrical resistivity tomography (ERT); pit-and-mound microtopography; tree uprooting; Stołowe Mountains; Sudety

• Wydawca: Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
• Czasopismo: Landform Analysis
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 29
• Strony: 41--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys.

Twórcy

autor

Pawlik Ł.

• Institute of Geography, Pedagogical University of Cracow, Kraków, Poland

autor

Kasprzak M.

• Institute of Geography and Regional Development, University of Wrocław, Poland

Bibliografia

• Bieroński J., 1978. Zastosowanie metody elektrooporowej do badań krasowych na wybranych przykładach z Masywu Śnieżnika Kłodzkiego. Acta Univ. Wratisl., 311, Prace Geograficzne, 24: 97–112.
• Brzozowski S., 1966. Beskidy Zachodnie (450.4). W: J. Kondracki (red.), Sympozjum w sprawie regionalizacji fizyczno-geograficznej Polski i krajów sąsiednich, Przewodnik wycieczki PTG, Warszawa: 17–19.
• Bujoczek L., 2012, Dekompozycja obumarłych drzew w ekosystemach leśnych ze szczególnym uwzględnieniem świerka, buka i jodły, Sylwan, 156 (3): 208–217.
• Denny Ch.S., Goodlett J.C., 1956. Microrelief resulting from fallen trees, USGS Prof. Publ. 288: 59–68.
• Dohnal J., Zdenĕk J., Knĕz J., Vilhelm J., Zima L., 1999. Geofyzikální mĕření na Labské Louce – příspĕvek k poznání palsoidních útvarů.Opera Corcontica, 36: 5–14.
• Everham E.M., Brokaw N.V., 1996. Forest damage and recovery from catastrophic wind. The Botanical Review, 62, 2, 113–185.
• Faliński J.B., 1986. Vegetation dynamics in temperate lowland primeval forests: ecological studies in Białowieża forest. Dordrecht: W. Junk.
• Gabet E.J., Mudd S.M., 2010. Bedrock erosion by root fracture and tree throw: a coupled biogeomorphic model to explore the humped soil production function and the persistence of hillslope soils, Journal of Geophysical Research, 115, F04005, doi:10.1029/2009JF001526.
• Gerlach T., 1960. W sprawie genezy kopczyków ziemnych na Hali Długiej w Gorcach. Przegląd Geograficzny, 32, 1–2: 86–93.
• Kabała C., Szerszeń L., Wicik B., 2002. Geneza, właściwości i systematyka gleb Parku Narodowego Gór Stołowych. Szczeliniec, 6: 21–94.
• Kabała C., Chodak T., Szerszeń L., 2008. Gleby Parku Narodowego Gór Stołowych. W: A. Witkowski, B. M. Pokryszko, W. Ciężkoszwski (red.), Przyroda Parku Narodowego Gór Stołowych, Wydawnictwo PNGS, Kudowa-Zdrój: 70–85.
• Kabała C., Chodak T., Bogacz A., Łabaz B., Jezierski P., Gałka B., Kaszubkiewicz J., Glina B., 2011. Przestrzenne zróżnicowanie gleb i siedlisk Parku Narodowego Gór Stołowych. W: T. Chodak, C. Kabała,J. Kaszubkiewicz, P. Migoń, J. Wojewoda (red.), Geoekologiczne Warunki Środowiska Przyrodniczego Parku Narodowego Gór Stołowych, WIND, Wrocław: 141–167.
• Kasprzak M., Traczyk A., 2013. LiDAR and 2D Electrical Resistivity Tomography as a suplement of geomorphological investigations in urban areas: a case study from the city of Wrocław (SW Poland). Pure and Applied Geophysics, doi: 10.1007/s00024-013-0693-7.
• Klimaszewski M., 1981. Geomorfologia. PWN, Warszawa.
• Kotarba A., 1970. The morphogenetic role of foehn wind in the Tatra Mts. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, 4: 171–188.
• Langohr R., 1993. Types of tree windthrow, their impact on the environment and their importance for the understanding of archaeological excavation data. Helinium, 33: 36–49.
• Loke M.H. 2000. Electrical imaging syrveys for environmental and engineering studies. A practical guide to 2-D and 3-D surveys. Geotomo, Malaysia.
• Loke, M.H., 2013. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Geotomo, Malaysia.
• Lutz H.J., 1940. Disturbance of forest soil resulting from the uprooting of trees. Yale University, School of Forestry (Bul. No. 45).
• Manual for RES3DINV. Rapid 3-D Resistivity & IP inversion using the least-squares method (For 3-D surveys using the pole-pole, pole-dipole, dipole-dipole, rectangular, Wenner, Wenner-Schlumberger and non-conventional arrays). On land, aquatic and cross-borehole surveys. Geoelectrical Imaging 2-D & 3-D. Geotomo Software, 2013.
• Migoń, P., 2008. Rzeźba i rozwój geomorfologiczny Gór Stołowych. W: A. Witkowski, B.M. Pokryszko, W. Ciężkowski (red.), Przyroda Parku Narodowego Gór Stołowych, Wydawnictwo Parku Narodowego Gór Stołowych, Kudowa-Zdrój: 49–69.
• Migoń P., Pánek T., Malik I., Hrádecký J., Owczarek P., Šilhán K., 2010. Complex landslide terrain in the Kamienne Mountains, Middle Sudetes, SW Poland. Geomorphology, 124: 200–214.
• Migoń P., Latocha A., Parzóch K., Kasprzak M., Owczarek P., Witek M., Pawlik Ł., 2011. Współczesny system morfogenetyczny Gór Stołowych. W: T. Chodak, C. Kabała, J. Kaszubkiewicz, P. Migoń, J. Wojewoda (red.), Geoekologiczne Warunki Środowiska Przyrodniczego Parku Narodowego Gór Stołowych, WIND, Wrocław: 1–52.
• Milsom J., 2003. Resistivity methods. In: Field Geophysics 3rd Edition. Wiley, Chichester: 97–116.
• Mitchell S.J., 2012. Wind as a natural disturbance agent in forests: a synthesis. Forestry, 86: 147–157.
• Opis taksacyjny drzewostanów PNGS, 2009. Biuro Urządzania Lasów i Geodezji Leśnej w Brzegu, Archiwum Dyrekcji Parku Narodowego Gór Stołowych, Kudowa-Zdrój.
• Parzóch K., 2001. Współczesne procesy geomorfologiczne w Karkonoszach w warunkach antropopresji. Maszynopis pracy doktorskiej, Archiwum Zakładu Geomorfologii IGiRR, Uniwersytet Wrocławski.
• Parzóch K., Migoń P., 2015. Deciphering the origin of allochthonous sandstone boulder trains within a mudstone escarpment, Stołowe Mountains, SW Poland. Zeitschrift für Geomorphologie, 59, Suppl. 1: 103–122.
• Parzóch K., Migoń P., Latocha A., 2009. Geomorfologiczne efekty długotrwałego cofania stoków w rejonie Sawanny Łężyckiej w Górach Stołowych. Przyroda Sudetów, 12: 87–98.
• Pawlik Ł, 2009. Znaczenie saltacji wykrotowej w kształtowaniu rzeźby stoku. Czasopismo Geograficzne, 80, 3: 130–146.
• Pawlik Ł., 2012. Przekształcenia powierzchni stokowych w Sudetach w wyniku procesu saltacji wykrotowej. Landform Analysis, 20: 79–94.
• Pawlik Ł., 2013. The role of trees in the geomorphic system of forested hillslopes – a review. Earth-Science Reviews, 126: 250–265.
• Pawlik Ł., Migoń P., Owczarek P., Kacprzak A., 2013a. Surface processes and interactions with forest vegetation on a steep mudstone slope, Stołowe Mountains, SW Poland. Catena, 109: 203–216.
• Pawlik Ł., Kacprzak A., Musielok Ł., Bebak J., 2013b. Distinct form of microrelief on steep slopes of the Rogowa Kopa, Stołowe Mts. – in the light of geomorphological and pedological evidence. W: P. Migoń, M. Kasprzak (red.), Sandstone Landscapes. Diversity, Ecology and Conservation. Proceedings of the 3rd International Conference on Sandstone Landscapes, Kudowa-Zdrój (Poland), 25–28 April 2012: 132–138.
• Pánek T., Tábořík P., Klimeš J., Komárková V., Hradecký J., Št’astný M., 2011. Deep-seated gravitational slope deformations in the highest parts of the Czech Flysch Carpathians: Evolutionary model based on kinematic analysis, electrical imaging and trenching. Geomorphology, 129: 92–112.
• Phillips J.D., Marion D.A., Turkington A.V., 2008. Pedologic and geomorphic impacts of a tornado blowdown event in a mixed pine-hardwood forest. Catena, 75: 278–287.
• Pulinowa M.Z., 1989. Rzeźba Gór Stołowych. Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, 1008.
• Roering J.J., Marshall J., Booth A.M., Mort M., Jin Q., 2010. Evidence for biotic controls on topography and soil production. Earth and Planetary Science Letters, 298: 183–190.
• Rojan E., 2010. Rola bardzo silnego wiatru w przekształcaniu rzeźby terenu w piętrze leśnym gór, na przykładzie wiatrowału w słowackich Tatrach Wysokich. Czasopismo Geograficzne, 81, (1–2): 103–123.
• Rotnicka J., 1996. Wiek i litologia tzw. margli plenerskich, Szczeliniec. Sympozjum „Środowisko przyrodnicze Parku Narodowego Gór Stołowych”, Kudowa Zdrój, 11–13.10.1996, Wydawnictwo Parku Narodowego Gór Stołowych: 21–26.
• Shaler N.S., 1891. The origin and nature of soils. In: Powell J.W. (Ed.), USGS 12th Annual report 1890–1891. Government Printing Office, Washington D.C.: 213–245.
• Šamonil P., Antolík L., Svoboda M., Adam D., 2009, Dynamics of windthrow events in a natural fir-beech forest in the Carpathian mountains, Forest Ecology and Management, 257, 1148–1156.
• Šamonil P., Král K., Hort L., 2010, The role of tree uprooting in soil formation: A critical literature review. Geoderma, 157, 65–79.
• Štěpančíková P., Dohnal J., Pánek T., Łój M., Smolková V., Šilhán K., 2011. The application of electrical resistivity tomography and gravimetric survey as useful tools in an active tectonics study of the Sudetic Marginal Fault (Bohemian Massif, central Europe). Journal of Applied Geophysics, 74: 69–80.
• Wojewoda J., Białek D., Bucha M., Głuszyński A., Gotowała R., Krawczewski J., Schutty B., 2011. Geologia Parku Narodowego Gór Stołowych – wybrane zagadnienia. In: T. Chodak, C. Kabała, J. Kaszubkiewicz, P. Migoń, J. Wojewoda (red.), Geoekologiczne Warunki Środowiska Przyrodniczego Parku Narodowego Gór Stołowych, WIND, Wrocław: 53–95.
• Zielonka T., 2006. Quantity and decay stages of coarse woody debris in old-growth subalpine spruce stands of the western Carpathians, Poland. Canadian Journal of Forest Research, 36: 2614–2622.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.