Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Surface water resources of small agricultural watershed in the Kujawy region, central Poland

Miatkowski Z., Smarzyńska K.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 33

131--140

EN

The goal of the paper was to determine surface water resources of an agricultural watershed representative for the areas of intensive crop production in the Kujawy region. This area is characterised by the lowest average annual precipitation in Poland and high water demands related to the intensive crop production. Hydrological studies were carried out in 2007–2011 in the upper Zgłowiączka River watershed located in the eastern part of the analysed region. Over 90% of the study area is used as an arable land. Water velocity in the river bed and water level were measured at the outlet of the watershed in the river cross-section Samszyce. The upper Zgłowiączka River has a snow-rainfall hydrological regime, strongly modified by anthropogenic activities related to the intensive crop production and installation of subsurface drainage system. The study period was characterised by very large temporal variability of hydrological conditions. The mean annual outflow coefficient amounted to 18% and varied highly in time: from 3% in the average years to 62% in the abnormally wet 2011. Average discharge (SSQ) in the Samszyce river cross-section was equal to 0.25 m3·s–1, and the mean unit outflow – to 3.2 dm3·s–1·km–2. The results of the study show that disposable surface water resources of the Kujawy region are very small, especially in the summer half-year. Thus, their utilization as a potential source of water for crop irrigation can be taken into account only, if water excesses will be retained within the watershed and used in conjunction with groundwater resources.

PL

Celem artykułu jest określenie wielkości zasobów wód powierzchniowych zlewni rzecznej reprezentatywnej dla obszarów intensywnie użytkowanych rolniczo w regionie Kujaw. Teren ten charakteryzuje się najniższą średnią roczną sumą opadów w Polsce oraz dużymi potrzebami wodnymi wynikającymi z intensywnej produkcji rolniczej. Badania hydrologiczne były prowadzone w latach 2007–2011 w zlewni górnej Zgłowiączki zlokalizowanej we wschodniej części analizowanego regionu. Ponad 90% obszaru badań jest użytkowane jako grunty orne. Prędkość przepływu wody w korycie cieku oraz poziom wody były mierzone w przekroju hydrometrycznym zamykającym zlewnię w Samszycach. Górna Zgłowiączka charakteryzuje się śnieżno-deszczowym reżimem hydrologicznym, silnie przekształconym antropogenicznie (intensywna produkcja roślinna oraz instalacja systemu drenarskiego). W okresie badań odnotowano dużą zmienność czasową warunków hydrologicznych. Średni roczny współczynnik odpływu wyniósł 18%, zmieniając się znacznie w czasie – od 3 w latach przeciętnych do 62% w anormalnie mokrym 2011 r. Średni odpływ (SSQ) w przekroju hydrometrycznym w Samszycach wyniósł 0,25 m3·s–1, a średni odpływ jednostkowy – 3,2 dm3·s–1·km–2. Wyniki badań wskazują, że zasoby wodne Kujaw są bardzo małe, szczególnie w półroczu letnim. W związku z tym wykorzystanie tych zasobów jako potencjalnego źródła wody do nawodnień może być rozważane pod warunkiem retencjonowania nadmiarów wody na obszarze zlewni i ich eksploatacji równocześnie z zasobami wód gruntowych.

2

Wpływ nawożenia na skład runi i plonowanie łąki na glebie torfowo-murszowej w warunkach leja depresji wody gruntowej

Miatkowski Z., Turbiak J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 1

39--53

PL

Celem badań było określenie wpływu nawożenia na skład botaniczny oraz plonowanie łąki w warunkach leja depresji wody gruntowej. Udział gatunków roślin określano metodą Klappa, przed zbiorem pierwszego pokosu. Badania prowadzono w latach 2005˗2014 na trzech kompleksach zlokalizowanych w siedliskach o zróżnicowanych warunkach wodnych. Pierwszy z kompleksów łąkowych był położony poza zasięgiem, drugi – na granicy, a trzeci w zasięgu leja depresji wody gruntowej. Stwierdzono korzystny wpływ nawożenia mineralnego na zwiększenie udziału traw w runi oraz zmniejszenie udziału roślin z grupy ziół i chwastów na kompleksach zasilanych wodą gruntową. Nawożenie mineralne powodowało zmniejszenie udziału roślin bobowatych. Stwierdzono także, że głębokie obniżenie poziomu wody gruntowej w siedliskach pobagiennych spowodowało drastyczne ograniczenie plonu roślin. Na kompleksie pozbawionym zasilania gruntowego średnie plony siana na poletkach nienawożonych i nawożonych wynosiły odpowiednio 0,40 i 0,85 Mg•ha-1 i były około 10-krotnie mniejsze niż na kompleksach zasilanych wodą gruntową.

EN

The aim of the studies was to determine the effect of mineral fertilization on botanical composition, and meadows yields depending on water conditions. The studies were carried out in the years 2005–2014 at three sites located in habitats with different water conditions. The first of the sites was located out of the reach, the second – on the boundary and the third within the ground water depression cone. A favourable effect of mineral fertilization on increasing grasses share and decreasing herbs and weeds share in the sward at sites supplied with ground water was found. Mineral fertilization caused decrease in papilionaceous plants share. It was also found that deep lowering of ground water level at post-bog sites caused drastic reduction in plant yield. At the site without ground supply mean hay yield in plots without fertilization and with fertilization was 0.40 and 0.85 Mg•ha-1 respectively and was about 10 times lower than at sites supplied with ground water.

3

Ocena tempa mineralizacji masy organicznej w głęboko odwodnionej glebie torfowo-murszowej na podstawie ubytków masy gleby oraz emisji CO2

Turbiak J., Miatkowski Z.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 3

73--85

PL

Celem badań była ocena tempa mineralizacji masy organicznej w głęboko odwodnionej glebie torfowej na podstawie pomiarów ubytków masy gleby oraz emisji CO2. Badania prowadzono w latach 2002–2007 i 2015. Emisję CO2 oznaczano metodą komorową. Głębokie obniżenie poziomu wody gruntowej spowodowało około dwukrotne zwiększenie tempa mineralizacji masy organicznej oraz drastyczne zmniejszenie aktywności respiracyjnej ekosystemu. W warunkach odwodnienia aktywność respiracyjna ekosystemu była ponad dwukrotnie mniejsza niż w warunkach zasilania gruntowego. Stwierdzono, że metoda oceny ubytków masy organicznej na podstawie zmian gęstości objętościowej i miąższości złoża zawyżała rzeczywiste wartości mineralizacji masy organicznej. Według tej metody średnia wartość mineralizacji masy organicznej wynosiła 3,2 kg∙m-2∙r-1, natomiast określana na podstawie pomiarów emisji CO2 z powierzchni gleby – 0,72 kg∙m-2∙r-1.

EN

The aim of the studies was to compare methods of assessment of organic mass mineralization rate in deeply drained peat soil on the basis of measurements of soil mass losses and CO2 emission. The studies were conducted in the years 2002–2007 and in 2015. CO2 emission was determined by the chamber method. Ground water level deep lowering caused about a twofold increase in organic mass mineralization rate as well as a drastic decrease in ecosystem respiration activity. Under drainage conditions ecosystem respiration activity was more than two times lower than under ground supply conditions. It was found that the method of organic mass losses assessment on the basis of bulk density changes and peat thickness overestimated the actual values of organic mass mineralization. By this method the mean value of organic mass mineralization was 3.2 kg∙m-2∙year-1, whereas determined on the basis of measurements of CO2 emission from the soil surface – 0.72 kg∙m-2∙year-1.

4

Wstępne wyniki klasyfikacji siedlisk łąkowych pod względem odwodnienia w rejonie kopalni węgla brunatnego Bełchatów przy użyciu statystyk strefowych oraz danych satelitarnych

Przeździecki K., Zawadzki J., Miatkowski Z.

Roczniki Geomatyki

|

2016

|

T. 14, z. 4(74)

521--529

PL

Wydobycie surowców mineralnych metodami odkrywkowymi niesie za sobą konieczność odwadniania złóż mineralnych. Na skutek działania systemu odwadniającego na dużym obszarze powstaje lej depresji wód podziemnych, który ujemnie oddziałuje na środowisko. Na skutek obniżenia zwierciadła wód podziemnych w środowisku zachodzą często nieodwracalne zmiany. Sytuacja ta jest szczególnie widoczna w przypadku siedlisk hydrogenicznych, które ze swojej natury są zależne od wody. Zasięg leja depresji wyznaczony za pomocą pomiarów w studniach piezometrycznych nie zawsze daje informacje na temat jego faktycznego oddziaływania na zbiorowiska roślinne. Dzieje się tak ponieważ wiele zależy od głębokości ukorzenienia roślin. W pracy autorzy przedstawią metodykę klasyfikacji terenów łąkowych pod względem odwodnienia oraz uzyskane przy jej zastosowaniu wstępne wyniki z obszaru Kotliny Szczercowskiej znajdującej się pod wpływem systemu odwadniającego kopalni węgla brunatnego PGE GiEK S.A. O/KWB Bełchatów. Analizy zostały wykonane na podstawie zdjęć misji Landsat (5TM, 7ETM oraz 8 OLI/TIRS). Do najważniejszych etapów opisywanej metodyki należy zaliczyć tzw. metodę trójkąta pozwalającą na wyznaczenie wskaźnika TVDI (ang. Temperature-Vegetation Dryness Index) oraz zastosowanie statystyk strefowych. Jako źródło danych o pokryciu terenu wykorzystano bazę Corine Land Cover 2006. Wyniki uzyskane za pomocą metodyki teledetekcyjnej zostały porównane z danymi o zasięgu oddziaływania leja depresji otrzymanymi z pomiarów naziemnych przez specjalistów z Kujawsko-Pomorskiego Ośrodka Badawczego Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego w Falentach. Wyniki są obiecujące i dobrze dopasowują się do przebiegu zasięgu oddziaływania leja depresji. Umożliwia to stosowanie opisywanej metodyki do systematycznej klasyfikacji siedlisk łąkowych badanego terenu, przy niewielkich nakładach finansowych.

EN

Mineral extraction in open-cast mines entails the necessity of dewatering mineral deposits. As a result of operations of a drainage system over a large area a depression cone of groundwater is formed which adversely affects the environment. Lowering of the groundwater table results in environmental changes which frequently could be irreversible. This situation is particularly evident in the case of hydrogenic habitats which by their nature are dependent on water. The range of the depression cone determined by measuring in piezometric wells does not always provide information on its actual impact on plant communities. This is caused by the high influence of the rooting depth of plants. The authors present a methodology for the classification of grassland areas in terms of moisture conditions and obtained preliminary results from the Szczercowska Valley influenced by the drainage system of the lignite mine GiEK PGE SA O / KWB Bełchatów. The analysis were made on the basis of Landsat 7 ETM+ images. The most important part of the described methods is the, so-called, triangle method which is used to calculate TVDI (ang. Temperature-dryness Vegetation Index) and zonal statistics. Corine Land Cover 2006 data was used as a source of land cover data. The results obtained by means of remote sensing methods were compared with the data describing the range of the influence of the depression cone obtained from field measurements performed by experts from the Kujawsko-Pomorskie Research Centre of the Institute of Technology and Life Sciences in Falenty. The results are promising and they coincide with the impact range of the depression cone established by field measurements. This allows to use the described methodology for systematic and inexpensive classification of grassland habitats in the studied area.

5

Calibration and validation of SWAT model for estimating water balance and nitrogen losses in a small agricultural watershed in central Poland

Smarzyńska K., Miatkowski Z.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 29

31--47

EN

Soil and Water Assessment Tool (SWAT) ver. 2005 was applied to study water balance and nitrogen load pathways in a small agricultural watershed in the lowlands of central Poland. The natural flow regime of the Zgłowiączka River was strongly modified by human activity (deforestation and installation of a subsurface drainage system) to facilitate stable crop production. SWAT was calibrated for daily and monthly discharge and monthly nitrate nitrogen load. Model efficiency was tested using manual techniques (subjective) and evaluation statistics (objective). Values of Nash–Sutcliffe efficiency coefficient (NSE), coefficient of determination (R2) and percentage of bias for daily/monthly discharge simulations and monthly load indicated good or very good fit of simulated discharge and nitrate nitrogen load to the observed data set. Model precision and accuracy of fit was proved in validation. The calibrated and validated SWAT was used to assess water balance and nitrogen fluxes in the watershed. According to the results, the share of tile drainage in water yield is equal to 78%. The model analysis indicated the most significant pathway of NO3-N to surface waters in the study area, namely the tile drainage combined with lateral flow. Its share in total NO3-N load amounted to 89%. Identification of nitrogen fluxes in the watershed is crucial for decision makers in order to manage water resources and to implement the most effective measures to limit diffuse pollution from arable land to surface waters.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie modelu Soil and Water Assessment Tool (SWAT – wersja 2005) do analizy bilansu wodnego i dróg przemieszczania się azotu w obrębie małej zlewni rolniczej (Zgłowiączka) w paśmie Nizin Środkowopolskich. Naturalny reżim hydrologiczny Zgłowiączki został silnie przekształcony w wyniku działalności antropogenicznej (wylesianie terenu i instalacja systemu drenarskiego) związanej z prowadzeniem intensywnej produkcji rolniczej. Model SWAT został skalibrowany z krokiem dobowym i miesięcznym w odniesieniu do natężenia przepływu oraz z krokiem miesięcznym dla wielkości ładunku azotu azotanowego. Do oceny skuteczności modelu zastosowano techniki manualne (subiektywne) oraz miary statystyczne (obiektywne). Wartości wskaźnika efektywności Nash–Sutcliffe (NSE), współczynnika determinacji (R2) oraz współczynnika PBIAS odnoszące się do natężenia przepływu z krokiem dobowym/miesięcznym i wielkości ładunku z krokiem miesięcznym wskazują na dobrą lub bardzo dobrą zgodność symulacji z danymi empirycznymi. Przeprowadzona następnie walidacja modelu potwierdziła dokładność i trafność symulacji. Wyniki wskazują, że woda odpływająca systemem drenarskim stanowiła 78% całości odpływu. Analizy modelowe umożliwiły również określenie najważniejszej drogi przemieszczania się azotu do wód powierzchniowych. Jest nią system podpowierzchniowego drenażu wraz z odpływem bocznym. Ładunek azotu azotanowego przemieszczający się tą drogą stanowił 89% całkowitego ładunku tej formy azotu. Określenie dróg przemieszczania się azotu w obrębie zlewni ma zasadnicze znaczenie dla decydentów zarządzających zasobami wodnymi. Informacja ta pozwala na wybór i wdrożenie najbardziej efektywnych, dla danej zlewni, działań zmierzających do ograniczenia ilości zanieczyszczeń przedostających się ze źródeł rozproszonych do wód powierzchniowych.

6

Wpływ warunków wodnych na aktywność respiracyjną gleb pobagiennych bez pokrywy roślinnej

Turbiak J., Miatkowski Z., Bolewski T.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2014

|

T. 14, z. 4

123--134

PL

W pracy przedstawiono wyniki 7-letnich badań aktywności respiracyjnej gleb pobagiennych zaliczonych do czterech prognostycznych kompleksów wilgotnościowych: mokrego, wilgotnego, posusznego i okresowo suchego, utrzymywanych w warunkach całkowitego braku pokrywy roślinnej. Emisja CO2 była oznaczana metodą komorową. Aktywność respiracyjna gleb pobagiennych była zależna od warunków wodnych panujących na poszczególnych kompleksach wilgotnościowych. Największą aktywność respiracyjną stwierdzono na kompleksach wilgotnym i posusznym – odpowiednio 0,51 i 0,47 g•m-2•h-1 CO2, następnie na okresowo suchym – 0,42 g•m-2•h-1, a najmniejszą na kompleksie mokrym – 0,33 g•m-2•h-1. Największą aktywność respiracyjną stwierdzono w warunkach utrzymywania wilgotności gleby na poziomie polowej pojemności wodnej. Gleby pobagienne utrzymywane w warunkach braku pokrywy roślinnej były znaczącym źródłem emisji CO2. Wartość emisji CO2 w okresie wegetacyjnym wynosiła od 11,9 Mg•ha-1 na kompleksie mokrym do 19,4 Mg•ha-1 na kompleksie wilgotnym. Emisja ta wiązała się z mineralizacją masy organicznej – od 5,8 Mg•ha-1 na kompleksie mokrym do 9,5 Mg•ha-1 na kompleksie wilgotnym.

EN

Results of 7-year studies on respiration activity of post-bog soils belonging to four prognostic moisture complexes: wet, moist, drying and periodically dry, kept under the conditions of total lack of plant cover are presented in the paper. CO2 emission was determined by the chamber method. Respiration activity of post-bog soils depended on water conditions on particular moisture complexes. The highest respiration activity was found on moist and drying complexes – 0.51 and 0.47 g•m-2•h-1 CO2 respectively, next on periodically dry – 0.42 g∙m-2•h-1, and the lowest on the wet complex – 0.33 g•m-2•h-1. The highest respiration activity was found under the conditions of keeping soil moisture at the level of field water capacity. Post-bog soils kept under the conditions of plant cover lack were a significant source of CO2 emission. The value of CO2 emission in the growing season was from 11.9 Mg•ha-1 on the wet complex to 19.4 Mg•ha-1 on the moist complex. This emission was connected with mineralization of organic mass – from 5.8 Mg•ha-1 on the wet complex to 9.5 Mg•ha-1 on the moist complex.

7

Dynamika zmian stężenia związków azotu w wodach górnej Zgłowiączki w latach 1990–2011

Miatkowski Z., Smarzyńska K.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2014

|

T. 14, z. 3

99--111

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy dynamiki zmian stężenia związków azotu i oceny jakości wody górnej Zgłowiączki na podstawie badań Państwowego Monitoringu Środowiska w latach 1990– 2011. Analiza obejmowała stężenie azotu Kjeldahla, N-NO3, N-NH4, N-NO2 oraz azotu ogólnego. Woda górnej Zgłowiączki do ujścia do Jeziora Głuszyńskiego była silnie zanieczyszczona związkami azotu. Jej jakość była gorsza niż odpowiadająca II klasie czystości. Stężenie azotanów przekraczające wartości dopuszczalne dla II klasy czystości stwierdzono w 70, 59 i 43% prób w punktach kontrolno-pomiarowych 1., 2. i 3. Głównymi formami azotu zanieczyszczającymi wodę były azotany i jon amonowy. Ich udział w ogólnej zawartości związków azotu wynosił średnio od 83 do 95%. Stosunek formy amonowej do azotanowej wynosił średnio 0,25–0,74. Azotany pochodziły głównie z zanieczyszczeń obszarowych dopływających do rzeki z odpływami z sieci melioracyjnej, a forma amonowa – ze źródeł punktowych. W przypadku stężenia formy azotanowej zanotowano tendencję wzrostową (do 2007 r.), a formy amonowej – malejącą (do 2006 r.), zwłaszcza wartości maksymalnych rocznych. Obserwowana dynamika zmian średnich miesięcznych wartości stężenia N-NO3 w wodach górnej Zgłowiączki, to znaczy pojawianie się maksymalnych wartości w okresie luty–kwiecień, a minimalnych – w miesiącach letnich, jest charakterystyczna dla małych cieków odwadniających zlewnie rzeczne użytkowane rolniczo. Utrzymujące się okresowo duże stężenie azotanów w wodach górnej Zgłowiączki świadczy o potrzebie podjęcia działań, mających na celu ograniczenie odpływu azotanów z pól, hamowanie odpływu z drenów, budowę małych zbiorników retencyjnych i wykorzystanie obszarów mokradłowych na odcinku ujściowym do Jeziora Głuszyńskiego.

EN

The results of analyses of nitrogen concentration dynamics and of water quality assessment in the upper Zgłowiączka River based on the State Environmental Monitoring in the years 1990–2011 are presented in the paper. The analysis included concentrations of Kjeldahl nitrogen, NO3-N, NH4-N, NO2-N and total nitrogen. Water of the upper Zgłowiączka to its outlet to Lake Głuszyńskie was heavily contaminated with nitrogen compounds. Water quality was worse than that corresponding to class II. Nitrate concentrations exceeding the threshold for class II were found in 70%, 59% and 43% of the samples in the sampling sites 1, 2, 3, respectively. The main form of nitrogen was nitrates and ammonium. Their share in the total nitrogen content varied from 83% to 95%. The ratio of ammonium to nitrate forms was on average 0.25–0.74. The origin of nitrates was mainly in diffuse pollution flowing into the river with drainage outflow, and ammonium forms were from point sources. The concentration of nitrate form showed an increasing tendency till 2007, and the concentration of ammonium form decreased till the year 2006, especially in terms of the annual maximum concentrations. Observed dynamic of changes in mean monthly NO3-N concentrations in surface waters of the upper Zgłowiączka River, i.e. the appearance of maximum concentrations in February–April and minimum in the summer months, is typical for small watercourses draining agricultural catchments. Periodically high nitrate concentrations in surface waters of the upper Zgłowiączka River indicate the need of actions aiming at limiting nitrate runoff from fields, inhibiting outflow from drains, construction of small retention reservoirs and use of wetlands in the outlet to Lake Głuszyńskie.

8

Obserwacje zróżnicowania przestrzennego warunków wodnych trwałych użytków zielonych w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni w regionie oddziaływania kopalni odkrywkowej węgla brunatnego

Miatkowski Z., Przeździecki K, Zawadzki J.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 4(61)

59--66

PL

W publikacji autorzy opisują problematykę związaną ze zdalnymi obserwacjami wilgotności gleby przy użyciu zobrazowań satelitarnych w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni. Obszarem badań jest teren Kotliny Szczercowskiej, w rejonie której znajduje się Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów. Obszar jest interesujący zarówno z punktu widzenia dynamiki zmian wilgotności gleby powodowanej odwodnieniem terenu i wywoływanej przez to presji antropogenicznej Obrazowanie w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni pozwala na monitorowanie stanu pokrywy roślinnej, zasobu wody zawartej w roślinności, jak również wilgotności gleby. W pracy wykorzystany został wskaźnik TVDI (z. ang. temperaturę vegetation-dryness index) otrzymywany przy użyciu metody trójkąta na podstawie danych Landsat 7 ETM+. Otrzymane wyniki są zgodne z oczekiwaniami i potwierdzają zasadność wykorzystywania metody trójkąta w analizach wilgotności gleby oraz jej potencjał do określenia zmian zasięgu leja depresji w wieloleciu.

EN

In this paper, the authors describe problems associated with remote sensing of soil moisture using satellite imagery in visible and infrared bands. The area of research is Szczercowska Valley in where Belchatow brown coal mine is located. Research area is particularly interesting in terms of the dynamics of soil moisture changes caused by deep and extensive terrain drainage. This gives the opportunity to compare the results and to achieve potential profit through the integration of results from both methods. Imaging in the visible and infrared bands allows to monitor the condition of vegetation cover, water contained in vegetation and soil moisture. In this paper, the authors decided to use Temperature Vegetation Dryness Index obtained using triangle method based on Landsat 7 ETM+ data. The results are consistent with expectations and confirm rationality of using triangle method in soil moisture changes monitoring and its potential to identify changes in depression cone area in a multi-year period.

9

Wpływ warunków siedliskowych na emisję metanu z gleby torfowo-murszowej w dolinie Noteci

Turbiak J., Miatkowski Z.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 4

295-304

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań emisji metanu z gleby torfowo-murszowej. Badania prowadzono w latach 2010-2011 na stacji lizymetrycznej w dolinie Noteci. Celem pracy było określenie wpływu warunków siedliskowych na emisję CH4 z gleby torfowo-murszowej w dolinie Noteci. Pomiary emisji CH4 prowadzono metodą komorową za pomocą miernika fotoakustycznego. Stwierdzono, że emisja metanu z gleby torfowo-murszowej była zależna od poziomu wody gruntowej. Największą emisję CH4 (średnio 6,95 mg·m-²·h-¹) stwierdzono w warunkach pełnego wysycenia profilu glebowego wodą. Wraz z obniżeniem poziomu wody gruntowej wartość emisji CH4 malała. W warunkach poziomu wody gruntowej utrzymywanego na głębokości 25, 50 i 75 cm średnia emisja metanu wynosiła odpowiednio 5,22, 3,08 i 1,84 mg·m-²·h-¹. Stwierdzono także, że nawożenie mineralne powodowało zwiększenie emisji CH4. W wariancie nawożonym emisja CH4 była dwukrotnie większa niż w wariancie bez nawożenia mineralnego. Oszacowano także wartość emisji CH4 z użytkowanych łąkowo gleb torfowo-murszowych w Polsce. Wartość tej emisji wynosi około 61,2 tys. t, co stanowi 3,38% ogólnej emisji tego gazu oraz 9,53% emisji ze źródeł rolniczych w 2008 r.

EN

Results of a study on methane emission carried out at a lysimetric station in the Noteć River Valley in the years 2010-2011 are presented in the paper. CH4 emission measurements were made with the chamber method using photoacoustic field gas sensor. The aim of the paper was to determine the effect of habitat conditions on CH4 emission from a peat-muck soil in the Noteć River valley. Methane emission depended on ground water level. The highest CH4 emission (6.95 mg·m-²·h-¹ on average) was found at full saturation of the soil profile with water. The CH4 emission rate decreased with the ground water table decline. At the ground water level kept at the depths of 25, 50 and 75 cm, mean methane emissions were 5.22, 3.08 and 1.84 mg·m-²·h-¹, respectively. It was found that mineral fertilisation caused an increase in CH4 emission. In the treatment with mineral fertilization the CH4emission was twice that in the treatment without mineral fertilisation. A quantity of CH4 emission from grassland-used peat-muck soils in Poland was also estimated. This emission amounts about 60 thousand tons which constitutes 3.38% of the total emission of this gas and 9.53% of the emission from agricultural sources in relation to the emission in 2008.

10

Wstępne rozpoznanie emisji N2O w wybranych siedliskach łąkowych w różnych regionach Polski

Burczyk P., Miatkowski Z., Turbiak J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 4

57-67

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań emisji N2O z użytkowanych łąkowo gleb pobagiennych, które przeprowadzono w latach 2008-2010 w rejonie Szczecina, w dolinach Noteci i Biebrzy oraz zlewni Niecieczy w Kotlinie Szczercowskiej. Stwierdzono, że średnia emisja N2O z gleb torfowo-murszowych w Polsce kształtuje się na poziomie 20 kg·ha-¹. Wykazano, że w warunkach utrzymywania się długotrwałego podtopienia dochodzi do wielokrotnego zwiększenia emisji N2O z gleb torfowo- murszowych. Stwierdzono także, że emisja N2O z gleb torfowo-murszowych była ok. 3-krotnie większa niż z gleb murszowatych oraz, że stosowanie nawożenia mineralnego i organicznego powoduje zwiększenie wielkości emisji N2O z gleb pobagiennych. Emisja N2O z gleby nawożonej była od 36 do 46% większa niż z gleby nienawożonej.

EN

This paper presents results of studies on N2O emission from post-bog soils from under meadows, carried out in the years 2008-2010 in the Szczecin region, in the Noteć River and Biebrza River valleys and in the Nieciecz River catchment area in the Szczerców Valley. The mean N2O emission from peat-muck soils in Poland were estimated at 20 kg·ha-¹. It was shown that under long-lasting inundation the N2O emission from peat-muck soils increases several times. It was also found that N2O emission from peat-muck soils was about three times higher than that from mucky soils and that application of mineral and organic fertilisers increased N2O emission from post-bog soils. N2O emission from a fertilised soil was from 36 to 46% higher than that from an unfertilised soil.

11

Emisja podtlenku azotu z gleby torfowo-murszowej w Dolinie Biebrzy w zależności od warunków wodnych

Turbiak J., Miatkowski Z., Chrzanowski S., Gąsiewska A., Burczyk P.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2011

|

T. 11, z. 4

239-245

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań emisji N2O z gleby torfowo-murszowej w zależności od warunków wodnych. Emisję N2O określano metodą komorową za pomocą miernika fotoakustycznego. Stwierdzono, że emisja N2O z ekosystemu łąkowego na glebie torfowo-murszowej zależała od poziomu wody gruntowej. Maksymalną emisję N2O stwierdzono w wariancie z poziomem wody gruntowej utrzymywanym na głębokości 0 cm, a najmniejszą - w wariancie z poziomem wody na głębokości 25 cm. W okresie wegetacyjnym emisja N2O wynosiła od 12,1 kg·ha-¹(210 dni)-¹ w warunkach poziomu wody gruntowej 25 cm p.p.t. do 46,96 kg·ha-¹ ·(210 dni)-¹ w warunkach poziomu wody gruntowej 0 cm. Emisja N2O w warunkach poziomu wody gruntowej na głębokości 50 i 75 cm p.p.t. wynosiła odpowiednio 33,3 i 31,7 kg·ha-¹ ·(210 dni)-¹. Stwierdzono także, że nawożenie azotowe powodowało zwiększenie emisji N2O z użytkowanej łąkowo gleby torfowo-murszowej.

EN

Results of measurements of N2O emission from a peat-muck soil are presented in the paper in relation to water conditions. N2O emission was determined by the chamber method using a photoacustic sensor. It was found that N2O emission from grassland ecosystem on the peat-muck soil depended on groundwater level. Maximum N2O emission was found in the variant with groundwater level kept at a depth of 0 cm, and the lowest in the variant with water level at a depth of 25 cm. In the growing season the mean N2O emission ranged from 12.1 kg·ha-¹ ·(210 days)-¹ at groundwater level of 25 cm to 46.96 kg·ha-¹ ·(210 days)-¹ at a groundwater level of 0 cm. N2O emission at groundwater level at a depth of 50 and 75 cm was 33.3 and 31.7 kg·ha-¹ ·(210 days)-¹ respectively. It was also found that nitrogen fertilisation increased the N21O emission from a grassland-used peat-muck soil.

12

Application of SWAT model to small agricultural catchment in Poland

Brzozowski J., Miatkowski Z., Śliwiński D., Smarzyńska K., Śmietanka M.

Journal of Water and Land Development

|

2011

|

no. 15

157-166

EN

Poland is obliged, like the other EU countries, to implement the Water Framework Directive - WFD (2000/60/WE) by the end of 2015. The main objective of WFD is to provide normative quality of all water resources. To reach this goal reduction of water polluter emission to the environment is needed. Our project focuses on pollution from agricultural sources which share in global pollution is high and growing still. As a pilot area, where the WFD is going to be implemented, small agricultural Zgłowiączka catchment was chosen. The state monitoring of surface water quality for the catchment is conducted in three points along the Zgłowiaczka River. In each of these three points, nitrates concentration periodically significantly exceeds the allowable value of 50 mg NO3·dm-3. The highest average monthly values of nitrates concentration in years 1990-2007 occur in February, March and April, which indicates on agriculture as a source of pollution. The Zgłowiaczka catchment is an area where reduction of nitrogen run-off from agricultural lands to water resources is especially needed. The main topic of the research carried out in the Polish-Norwegian project is to propose different means for reduction of migration of nitrate to surface water based on modeling approach. In the paper a conception of creating buffer zones using SWAT model is presented. We considered fitting the buffer zone width, depending on the flow rate of water flowing from the fields to the stream. Using SWAT model interface a map of potential flow under the conditions of the intensive precipitation was generated. The next step was distribution over the whole Zgłowiączka catchment, places with high density of the temporal streams network. It was done using GRASS program. The map of stream "density" was done by assigning the raster number which is the sum of raster in the neighbourhood (radius of neighbourhood smaller or equal 25 raster). The choice of the most endangered subbasins was done on base of visual evaluation of the surface flow density map. It is visible in the results that filter strips on endangered areas are far more effective and therefore more required. If the width of the vegetated buffer strips is not sufficient, it will not attain the desired effectiveness. Conversely, if the width is too great, it will cause agricultural land waste, preventing farmers' interest in cooperating with environmental preservation efforts. For the above reasons, it is important to set a reasonable width range. According to the results we are suggesting wider buffer zones in endangered subbasins and narrow in other subbasins.

PL

Polska, podobnie jak pozostałe kraje członkowskie Unii Europejskiej, jest zobowiązana do wdrożenia Ramowej Dyrektywy Wodnej - RDW (2000/60/WE) do końca 2015 r. Głównym celem RDW jest osiągnięcie dobrego stanu ekologicznego wszystkich wód. Niezbędne jest więc ograniczenie emisji zanieczyszczeń zarówno do wód powierzchniowych jak i gruntowych. W polsko-norweskim projekcie pt. "Pilotażowe wdrożenie Ramowej Dyrektywy Wodnej i stworzenie narzędzia do zarządzania zlewnią" skupiono się na zanieczyszczeniach pochodzących ze źródeł rolniczych, których udział w ogólnym ładunku zanieczyszczeń jest bardzo znaczący i stale rośnie. W ramach projektu do wdrożenia RDW wybrano typowo rolniczą zlewnię górnej Zgłowiączki, zlokalizowaną na obszarze Kujaw. Na terenie zlewni od 1990 r. prowadzony jest państwowy monitoring jakości wód powierzchniowych przy ujściu cieku do Jeziora Głuszyńskiego, a od 2000 r. w dwóch monitoring uzupełniono o dwa dodatkowe punkty pomiarowo-kontrolne na długości cieku. W każdym z tych punktów stężenie azotanów okresowo kilkakrotnie przekraczało dopuszczalną wartość 50 mg·dm-3. Największe miesięczne wartości stężenia w latach 1990-2007 notowano w lutym, marcu i kwietniu, co wskazuje na pochodzenie zanieczyszczeń z rozproszonych źródeł rolniczych. W związku z tym obszar zlewni górnej Zgłowiączki to teren, na którym ograniczenie rozpraszania azotanów z rolnictwa do środowiska jest szczególnie potrzebne. Głównym celem projektu jest zaproponowanie działań prowadzących do ograniczenia rozpraszania azotanów do wód i przeanalizowanie ich skuteczności z wykorzystaniem modelowania. Do tego celu zastosowano hydrologiczny model SWAT, stworzony w celu przewidywania wpływu użytkowania terenu zlewni na jakość wód w długim czasie. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania modelu SWAT do optymalnego określenia rozmieszczenia i szerokości stref buforowych na obszarze zlewni jako jednej z metod, prowadzących do ograniczenia procesu rozpraszania azotanów do wód.

13

Emisja CO2 z gleb pobagiennych w zależności od warunków wodnych siedlisk

Turbiak J., Miatkowski Z.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2010

|

T. 10, z. 1

201-210

PL

W pracy przedstawiono wyniki trzyletnich badań emisji CO2 z gleb torfowo-murszowych o różnym stopniu zmurszenia oraz z gleby murszowatej właściwej. Największą emisję CO2 stwierdzono z gleby MtIIbb kompleksu wilgotnego (B). W warunkach występowania nadmiernego uwilgotnienia (gleba torfowo-murszowa MtIaa), a także okresowego przesuszenia (gleba MtIIIc1) stwierdzono ograniczenie wielkości emisji CO2. Wielkość emisji CO2 z gleb pobagiennych była także zależna od stopnia ich zmurszenia. Znacznie większa emisja CO2 z gleby torfowo-murszowej MtIIbb niż z gleby torfowomurszowej MtIIIc1 i murszowatej właściwej Me11 była związana z mineralizacją zakumulowanej w tej glebie łatwo rozkładającej się masy organicznej.

EN

Three-years long studies on the rate of CO2 emission from peat-muck soils with a different degree of organic matter transformation and from a proper mucky soil are presented in the paper. The highest CO2 emission was found from the MtIIbb soil of moist complex (B). Under the conditions of excessive moisture (the MtIaa peat-muck soil) as well as periodically drying (the MtIIIc1 soil) CO2 emission was reduced. The rate of CO2 emission from post-bog soils depended also on the degree of organic matter transformation. Considerably higher CO2 emission from the MtIIbb peat-muck soil than from the MtIIIc1 peat-muck soil and the Me11 proper mucky one was connected with mineralization of easily decomposable organic mass accumulated in this soil.

14

Realizacja i zamierzenia programu małej retencji w województwie kujawsko-pomorskim

Smarzyńska K., Kasperska-Wołowicz W., Łabędzki L., Miatkowski Z.

Gospodarka Wodna

|

2007

|

Nr 3

115-117

PL

W artykule przedstawiono stan realizacji (do końca 2004 r.) i zamierzenia rozwoju (do 2015 r.) małej retencji dla województwa kujawsko-pomorskiego. Do końca 2004 r. wykonano 171 obiektów małej retencji, co spowodowało przyrost retencji o 27 404 tyś. m3. Realizacja programu w latach 2005-2015 pozwoli na uzyskanie przyrostu retencji o 13 071 tyś. m3, będącego efektem wykonania 83 budowli piętrzących na ciekach oraz podpiętrzenia 70 jezior.

EN

In the paper there is presented the state of realization (by the end of year 2004) and purposes of development (till the year 2015) of small retention in the province Kujawy - Pomerania. By the end of year 2004 there have been built 171 objects of small retention what resulted in an increase in volume of retention by 27 404 thousand m3. Realization of the programme in the period 2005-2015 comprising building of 83 dams on streams and damming - up of 70 lakes will result in an increase in volume of retention by 13 072 thousand m3.

15

Zmiany emisji CO2 z gleby torfowo-murszowej pod wpływem nagłego i głębokiego obniżenia poziomu wody gruntowej

Miatkowski Z., Turbiak J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2006

|

T. 6, z. 1

267-276

PL

Celem badań było określenie wpływu głębokiego odwodnienia płytkiej gleby torfowo-murszowej na jej aktywność respiracyjną. Badania prowadzono na obiekcie odwodnionym na przełomie lat 2001 i 2002, który znajdował się w zasięgu leja depresji wody gruntowej Kopalni Węgla Brunatnego "Bełchatów". Głębokie odwodnienie spowodowało zmianę aktywności respiracyjnej tej gleby, polegającą na zmniejszeniu się natężenia emisji CO2 z warstwy powierzchniowej od drugiego roku po odwodnieniu i jej wyraźnym zwiększeniu z warstw podpowierzchniowych, ale dopiero w trzecim roku po odwodnieniu. Wielkość mineralizacji masy organicznej, określona na podstawie wielkości emisji CO2 z powierzchni gleby, wynosiła w trzecim roku po odwodnieniu 13,8 Mg·ha-¹.

EN

The aim of the studies was to determine the effect of deep drainage of a shallow peat-muck soil on its respiration activity. The studies were carried out in a site drained at the turn of the years 2001/2002 situated within the range of ground water depression zone of the Bełchatów brown coal mine. The deep drainage caused a change in respiration activity of this soil consisting in a decrease in CO2 emission intensity from the surface layer from the second year after drainage and its considerable increase from subsurface layers, but not earlier than in the third year of drainage. Mineralization rate of organic mass, determined on the basis of CO2 emission rate from the soil surface, was 13,8 Mg·ha-¹ in the third year after drainage.

16

Zastosowanie głęboszowania w tradycyjnej i konserwującej uprawie roli pod buraki cukrowe

Miatkowski Z., Sołtysik A., Banaszak H.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2006

|

R. 14, nr 2

53-60

PL

Na czarnej ziemi kujawskiej badano wpływ głęboszowania w tradycyjnej i konserwującej uprawie roli na plon buraka cukrowego. Nie stwierdzono wpływu zastosowanych wariantów uprawy na plon korzeni, obsadę końcową i zawartość cukru. Badania wykazały, że zastosowanie głęboszowania na czarnych ziemiach kujawskich w warunkach występowania nadmiernego zagęszczenia gleby w warstwie podornej umożliwia eliminację uprawy płużnej i uprawę roli zgodnie z zasadami uprawy konserwującej bez ryzyka obniżenia plonu korzeni i ich jakości.

EN

On the Kujawy black earth (Phaeozems) an effect of subsoiling in conventional and conservation tillage on sugar beet yield has been studied. Effect of the used tillage treatments on root yield, plant density at harvest and sugar content was not found. The studies showed that subsoiling used on the Kujawy black earth under the conditions of occurrence of excessive soil compaction in the subsoil horizon enables elimination of plough tillage and soil cultivation according to the rules of conservation tillage without the risk of a reduction in the yield of roots and their quality.

17

Identyfikacja głęboko odwodnionych siedlisk hydrogenicznych w rejonie KWB Bełchatów na podstawie zdjęć ze skanera Landsat TM

Miatkowski Z., Sołtysik A., Turbiak J., Kowalik W., Lewiński S.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2006

|

R. 14, nr 2

117-124

PL

Głębokie i długotrwałe odwodnienie siedlisk hydrogenicznych wywołuje procesy przeobrażeń, prowadzące do ich degradacji. Identyfikacja przeobrażeń tych siedlisk i ich monitorowanie, jeśli występują one na dużych powierzchniach, są trudne, a czasami mało efektywne, metodami tradycyjnymi. Podjęto próbę wykorzystania zdjęć z satelity Landsat TM do identyfikacji przeobrażonych wskutek głębokiego odwodnienia siedlisk hydrogenicznych i ich zasięgu. Porównanie informacji zawartych na zdjęciach satelitarnych z informacją uzyskaną metodami konwencjonalnymi w toku bezpośrednich badań terenowych wykazało zadowalającą zgodność identyfikacji siedlisk łąkowych przeobrażonych w wyniku odwodnienia oraz oceny zasięgu ujemnego wpływu leja depresji wód gruntowych KWB Bełchatów na użytki zielone.

EN

Deep and long-lasting drainage of hydrogenic habitats causes transformation processes leading to their degradation. Identification of these sites transformations and their moniotoring, if they occur in large areas, are difficult and sometimes low-effective by traditional methods. In the paper an attempt to use images from the Landsat TM satellite for the identification of transformed due to deep drainage hydrogenic habitatats and of their range has been made. A comparison of information contained in the satellite images with information obtained by conventional methods during direct field studies showed satisfactory agreement of identification of grassland sites transformed as a result of drainage and of assessment of the range of the KWB Betchatow ground water depressioncone negative effect on grasslands.

18

Zawartość azotu azotanowego w głęboko odwodnionych glebach torfowo-murszowych

Turbiak J., Miatkowski Z.

Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Nr 17

149-150

19

Właściwości fizyczno-wodne długotrwale odwodnionej płytkiej gleby organicznej przekształconej orką agromelioracyjną

Miatkowski Z., Turbiak J.

Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Nr 12

211-212

20

Zawartość mineralnych form azotu oraz jego szacunkowy bilans w głęboko odwodnionych glebach organicznych przekształconych orką agromelioracyjną

Turbiak J., Miatkowski Z.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2004

|

T. 4, z. 2a

511-523

PL

W pracy przedstawiono wieloletnie wyniki badań dotyczące zawartości azotu azotanowego i amonowego oraz szacunkowy bilans azotu w okresie wegetacyjnym w profilach płytkich gleb organicznych przekształconych orką agromelioracyjną, trwale pozbawionych zasilania wodą gruntową. Średnia zawartość azotu mineralnego w profilach przekształconych orką agromelioracyjną była mała w warstwach powierzchniowych i średnia w warstwach spągowych, biorąc pod uwagę kryteria zasobności gleb. Stopień wykorzystania przez rośliny azotu uwalnianego w okresie wegetacyjnym w wyniku procesu mineralizacji jego organicznych związków wynosił 24% w glebie torfowo-murszowej i 30% w mineralno-murszowej, a szacunkowa wielkość emisji azotu do środowiska z tych gleb wynosiła w okresie wegetacyjnym odpowiednio 246 i 193 kg x ha-¹. Straty azotu w wyniku wymywania w okresie pozawegetacyjnym 2001/2002 wynosiły 75 kg·ha-¹ w glebie torfowo-murszowej i 45 kg x ha-¹ w glebie mineralno-murszowej.

EN

Results of long-term studies on nitrate and ammonium nitrogen content and estimated nitrogen balance during the growing season in profiles of shallow organic soils transformed by agroreclamation ploughing, permanently deprived of ground water supply, are presented in the paper. Mean mineral nitrogen content in the profiles transformed by agroreclamation ploughing was low in the surface layers and mean in the floor layers taking into account the criteria of soil fertility. Plants utilized 24 % of nitrogen released during mineralization of organic N compounds in the peat-muck soil and 30 % of N in the mineral-muck soil and the estimated amount of nitrogen emitted to the environment from these soils was 246 kg·ha-¹ and 193 kg·ha-¹ respectively. Nitrogen losses due to leaching during the non-growing season of 2001/2002 were 75 kg·ha-¹ in the peat-muck soil and 45 kg·ha-¹ in the mineral-muck soil.