Ocena georó norodno ści klimatu na przykładzie fordońskiego

Ocena georó norodno ści klimatu na przykładzie fordońskiego

Rafał Kot
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka
doliny dolnej Wisły i jej otoczenia w skali 1:25000
Wstęp
W ostatnich latach ważnym problemem badawczym nauk przyrodniczych jest określenie
bioróżnorodności (ang. biodiversity, niem. Biodiversität), czyli zóżnicowania biotycznych elementów
środowiska przyrodniczego. W ciągu ostatnich kilkunastu lat, obok bioróżnorodności funkcjonuje
także komplementarna dla niej georóżnorodność (ang. geodiversity, niem. Geodiversität, ros.
георознообразие). Pojęcie georóżnorodność po raz pierwszy zostało użyte według Burek i Potter
(2002) w 1991 roku. Na początku lat 90 w środowisku geologów i geomorfologów używano go dla
opisania zmienności środowiska abiotycznego, a także w odniesieniu do koncepcji ochrony
geologicznej i geomorfologicznej (geoconservation). Takie podejście nazywane jest w literaturze
kierunkiem geologicznym (Mizgajski 2001), a jego dynamiczny rozwój odbywa się obecnie w
Australii. Eberhard (1997) georóżnorodność określił jako zmienność budowy geologicznej, rzeźby,
gleb, ich systemów oraz zachodzących pomiędzy nimi procesów. W podobnym znaczeniu pojęcie to
pojmowane jest również w USA i Anglii (Gray 2004).
W nieco innym znaczeniu pojęcia georóżnorodność używa się w Niemczech. Wielu badaczy
niemieckich uważa, że georóżnorodność jest podstawą dla bioróżnorodności i wspólnie decydują o
ekoróżnorodności (Barthlott, Biedinger, Braun, Feig, Kier, Mutke 1999; Barthlott, Kier, Mutke 1999;
Jedicke 2001). Jedicke (2000) uważa, że georóżnorodność to zmienność czynników i komponentów
tej samej rangi, takich jak: rzeźba, budowa geologiczna, gleby, wody powierzchniowe i podziemne
oraz atmosfera, które tworzą przestrzenno - funkcjonalne fizjotopy, a wspólnie z rozpoznaną
bioróżnorodnością – ekosystemy. W innej pracy Jedicke (2001) proponuje wybór komponentów oraz
zestaw cech, które mogą być kryteriami oceny georóżnorodności. Autor wskazuje, że może być ona
badana na poziomie integracji komponentów lub jednostek (fizjotopów, geosystemów), badanych
względem zmienności: przestrzennej (np. katen glebowych), czasowej (np. dynamiki wód
gruntowych), funkcjonalnej (np. buforów, przepływu materii), a także jednostkowej (np. typów gleb).
Rozumienie georóżnorodności przez badaczy niemieckich, uwzględnia zatem wszystkie komponenty
abiotyczne, ale ściśle wiąże je z bioróżnorodnością w celu ostatecznego określenia oraz
charakterystyki ekoróżnorodności.
Poza dwoma wymienionymi kierunkami badań nad georóżnorodnością, rozwijanymi w
krajach anglosaskich i w Niemczech, warto za Mizgajskim (2001) zwrócić uwagę na trzecie podejście
badawcze, które rozwinęło się ostatnio w Polsce. Kozłowski (1997, 2002) i Kostrzewski (1998)
określają georóżnorodność jako zróżnicowanie całokształtu elementów abiotycznych środowiska, tj.
budowy geologicznej, rzeźby, gleb, klimatu oraz wód powierzchniowych i podziemnych na różnych
poziomach syntezy przestrzeni geograficznej oraz przy różnym oddziaływaniu człowieka. Na potrzebę
badania georóżnorodności zwrócono uwagę w Polsce w Państwowym Instytucie Geologicznym już
podczas Programu Ochrony Litosfery realizowanego w latach 1990-1994 (Kozłowski 1992, 1996,
1998, 2000). Pierwsze definicje, metody i zasady badań zaproponowano później w ramach prac nad
Programem Ochrony Georóżnorodności, prowadzonym w latach 1996-1999 (Kostrzewski 1997;
Kozłowski 1999, 2002). Poza rozpoznaniem zróżnicowania środowiska, ważnym celem tych
programów było wskazanie obiektów abiotycznych cennych i wartościowych dla występujących w
Polsce krajobrazów, a w badaniach szczegółowszych, niezdegradowanych i reprezentatywnych dla
określonych regionów kraju. Badania te realizowano ostatnio w naszym kraju w ramach określenia
zasad ochrony geosfery, przy udziale pracowników z Państwowego Instytutu Geologicznego w
Warszawie, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz Instytutu Ochrony Przyrody
Polskiej Akademii Nauk w Krakowie (Alexandrowicz, Poprawa (red.) 2000; Gawlikowska 2000;
Wróblewski 2000). Zainteresowanie tematyką geoochrony jest obecnie na świecie coraz większe, a
Polska wnosi do tych badań nowe oraz oryginalne treści.
258
Rafał Kot
Za obszar badań georóżnorodności klimatu przyjęto typowy, dla krajobrazu młodoglacjalnego
Niżu Polskiego, fragment doliny dolnej Wisły z charakterystycznymi rozszerzeniami i zwężeniami
wraz z jej najbliższym otoczeniem. Powierzchnia obszaru badań wynosi 279,75 km2. Według
regionalizacji fizycznogeograficznej Kondrackiego (2000), położony jest on w obrębie czterech
makroregionów: Doliny Dolnej Wisły, Pojezierza Południowopomorskiego, Pojezierza ChełmińskoDobrzyńskiego oraz Pradoliny Toruńsko - Eberswaldzkiej, oraz czterech mezoregionów,
odpowiednio: Doliny Fordońskiej, Wysoczyzny Świeckiej, Pojezierza Chełmińskiego i Kotliny
Toruńskiej (ryc. 1.). W dnie doliny dolnej Wisły, w obrębie badanego fragmentu mezoregionu Doliny
Fordońskiej, Gacki i Szukalski (1982) wydzielili sześć mikroregionów, tj.: brucki, kokocki,
ostromecki, fordoński, kozielecki i świecki.
Ryc. 1. Obszar badań na tle mezoregionów fizycznogeograficznych wg Kondrackiego (2000): 314.52
Pojezierze Starogardzkie, 314.69 Pojezierze Krajeńskie, 314.71 Bory Tucholskie, 314.72 Dolina Brdy,
314.73 Wysoczyzna Świecka, 314.81 Dolina Kwidzyńska, 314.82 Kotlina Grudziądzka, 314.83 Dolina
Fordońska, 314.9 Pojezierze Iławskie, 315.11 Pojezierze Chełmińskie, 315.12 Pojezierze Brodnickie,
315.13 Dolina Drwęcy, 315.14 Pojezierze Dobrzyńskie, 315.35 Kotlina Toruńska, 315.55 Równina
Inowrocławska
Fig. 1. Examined area on the background of the physico-geographical mesoregions acc. to Kondracki
(2000): 314.52 Lakeland Starogard, 314.69 Lakeland Krajna, 314.71 Tuchola Forest, 314.72 Brda Valley,
314.73 Świecie Moraine Plateau, 314.81 Kwidzyn Valley, 314.82 Grudziądz Basin, 314.83 Fordon Valley,
314.9 Iława Lakeland, 315.11 Chełmno Lakeland, 315.12 Brodnica Lakeland, 315.13 Drwęca Valley,
315.14 Dobrzyń Lakeland, 315.35 Toruń Basin, 315.55 Inowrocław Plan
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
259
W regionalizacji klimatycznej Okołowicza i Martyn (1989) fordoński odcinek doliny dolnej
Wisły położony jest w subregionie nadwiślańskim regionu mazurskiego, w którym warunki
klimatyczne kształtowane są przede wszystkim poprzez wpływy Bałtyku oraz „cienia” wzniesień
pojeziernych. Średnie temperatury stycznia wynoszą tutaj ok. -2°C, natomiast lipca +18°C. Suma
opadów rocznych waha się od ok. 490 mm w dnach dolin i na terenach płaskich, do nawet ok. 600 mm
w wyższych partiach wysoczyzn (Wójcik, Marciniak 2001).
Głównym celem niniejszego artykułu jest wypracowanie w szczegółowej skali metodyki
oceny georóżnorodności klimatu. Ze względu na brak sieci szczegółowych pomiarów
instrumentalnych dla całego badanego obszaru oraz możliwości stworzenia dokładnych map cech
klimatycznych, do oceny georóżnorodności klimatu wykorzystano zmienność topoklimatów. Podczas
ich wydzielania zastosowano metodę Paszyńskiego (1980) z późniejszą modyfikacją Kicińskiej,
Olszewskiego i Żmudzkiej (2001), oraz z niewielką modyfikacją autora (tab. 1.). Modyfikacja autora
polegała na uzupełnieniu typologii topoklimatów, co wynika z występowania w dolinie dolnej Wisły
licznych sadów oraz upraw wiklin, a także z urozmaiconej rzeźby jej dna.
Metodyka oceny georóżnorodności klimatu
W niniejszej ocenie georóżnorodności klimatu zastosowano metodykę oceny bonitacji
punktowej, której poszczególne kroki przedstawili Bartkowski (1971, 1974, 1986) oraz Sołowiej
(1992). Ocena składa się z dwóch etapów: analizy komponentu oraz oceny właściwej, składającej się z
czynności wstępnych i czynności właściwych (tab. 2.). Taką samą metodykę oceny zastosował także
Kot (2005a, 2005b; Kot1; Kot2) dla wybranych komponentów środowiska przyrodniczego: rzeźby
terenu, budowy geologicznej, gleb i wód.
W rezultacie opracowania pierwszego etapu oceny dokonano analizy topoklimatów, a za
pomocą oprogramowania GIS, dla fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły, stworzono w skali 1 :
25 000, układzie 1942, poziom odniesienia Kronsztadt cyfrową mapę topoklimatów (ryc. 2.).
Etap drugi oceny rozpoczynają czynności wstępne, polegające na określeniu celu, skali
opracowania, pola podstawowego oraz kryteriów oceny. Celem oceny jest wypracowanie metody
oceny georóżnorodności klimatu w szczegółowej skali, dla typowego na Niżu Polskim fragmentu
doliny rzecznej z charakterystycznymi rozszerzeniami i zwężeniami. Wybrany fragment jest
reprezentatywny dla obszaru Niżu Polskiego w obrębie ostatniego zlodowacenia, a w szczególności
dla wielkich dolin rzecznych, ich zboczy i przylegających do nich wysoczyzn morenowych.
Ostatecznie zdecydowano, że ocena zostanie przeprowadzona w skali 1 : 25 000, a polem
podstawowym będzie sieć 1119 pól geometrycznych w kształcie kwadratu o długości boku 500 m.
Kryteriami oceny są liczba jednostek topoklimatycznych oraz liczba typów jednostek
topoklimatycznych.
W pierwszym poziomie czynności właściwych na opracowaną przez autora cyfrową mapę
topoklimatów w skali 1 : 25 000 nałożono siatkę kwadratów, dla których obliczono liczbę jednostek
topoklimatycznych i liczbę ich typów. Dalej zgodnie z przyjętą procedurą dokonano typologii
wartości kryteriów (tab. 3.), która rozpoczyna pierwszy poziom czynności właściwych. W ramach
niego utworzono szeregi bonitacyjne, którym przydzielono odpowiednie ilości punktów (tab. 4.). Na
podstawie tak opracowanych danych wygenerowano kartogramy oceny kryteriów. W jednym
kwadracie rozpoznano maksymalnie 27 jednostek topoklimatów oraz 13 ich typów. Po cztery
jednostki i typy topoklimatów występują odpowiednio w 100 i 214 polach podstawowych oceny (tab.
3.).
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły
261
Tabela 1. Typy topoklimatów obszaru badań wydzielone metodą Paszyńskiego (1980) z uzupełnieniami
autora
Table 1. Topoclimate types in the research area by Paszyński method (1980) with additions by the author
SYMBOL
1.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
2.
2.1.
TYPY TOPOKLIMATÓW
Topoklimat form wypukłych
Topoklimat zboczy o wystawie południowej (od SE do SW), wyniesione ponad
dna dolin, o znacznym nachyleniu (ponad 5°);
Niezalesionych form wypukłych, z wyjątkiem zboczy południowych i północnych,
o nachyleniu przekraczającym 5°, a więc wszystkie zbocza o topoklimat
wystawach, tj. od NE do SE i od SW do NW, następnie zbocza północne i
południowe o niewielkim nachyleniu nie przekraczającym 5°, a także niewielkie
partie wierzchowinowe, na których – ze względu na ich małą rozległość – nie ma
warunków do tworzenia się warstwy zimnego powietrza w czasie pogodnych nocy;
Zboczy o wystawie północnej, od NW do NE, o nachyleniu ponad 5°, a także w
przypadku wąskich dolin śródgórskich dolne partie zboczy o innych wystawach,
gdzie występują znaczne zasłonięcia horyzontu, powodujące istotne skrócenie
czasu usłonecznienia;
Terenów o bardzo urozmaiconej rzeźbie, na przemian występują partie zboczowe o
różnych wystawach i nachyleniach;
Położone na niezalesionych stokach o wystawie południowej i nachyleniu
przekraczającym 30˚;#
Położone na niezalesionych stokach o wystawie północnej i nachyleniu
przekraczającym 30˚;#
Położone na niezalesionych stokach o wystawie wschodniej i lub zachodniej i
nachyleniu przekraczającym 30˚;#
Zbocza z sadami;*
Sady z zabudowaniamiwyniesione ponad dna dolin;*
Topoklimat form płaskich poza dnami dolin
Terenów płaskich, wyniesionych ponad dna dolin, w tym rozległe partie
wierzchowinowe, mające podłoże o dużej przewodności cieplnej, a więc o glebach
nieporowatych (zwartych) na ogół dobrze uwilgotnionych. Na tych terenach mogą
się tworzyć w czasie pogodnych nocy przyziemne inwersje temperatury;
2.2.
Tereny płaskie lub z niewielkim nachyleniem (do 5°), wyniesione ponad dna dolin,
o glebach średnio zwartych, na ogół użytkowane rolniczo, lecz bez zwartej szaty
roślinnej, która utrudniałaby dopływ ciepła z podłoża w czasie pogodnych nocy;
2.3.
Tereny płaskie, wyniesione ponad dna dolin o podłożu cechującym się złym
przewodnictwem ciepła, tj. o glebach bardzo porowatych i suchych (piaski,
przesuszone torfy) lub o zwartej szacie roślinnej, utrudniającej dopływ ciepła z
podłoża podczas pogodnych nocy; topoklimat ten odznacza się większym
stopniem niebezpieczeństwa przymrozków radiacyjnych niż topoklimaty 2.1. i
2.2.;
262
Rafał Kot
3.
Topoklimaty form wklęsłych
3.1.
Rozległych, dobrze nawietrzonych den dolin, pokrytych roślinnością łąkową, gdzie
w czasie pogodnych nocy tworzą się zastoiska zimnego powietrza, a więc narażone
na niebezpieczeństwo przymrozków lokalnych typu radiacyjno-adwekcyjnego;
3.2.
Wyżej położonych części rozległych, szerokich den dolinnych, o nieco niższym
niż w typie topoklimatu 3.1. zwierciadle wód gruntowych, gdzie czynnikiem
ograniczającym parowanie terenowe jest ilość wody będącej do dyspozycji;
3.3.
Wszelkich drobnych form wklęsłych, gdzie w czasie pogodnych nocy tworzą się
zastoiska zimnego powietrza wskutek lokalnej adwekcji. Należą tutaj obok
wąskich den dolin obniżenia bezodpływowe, wąwozy, wcięcia, a także polany
śródleśne;
3.4.
Sad ów i zabudowań w dnach dolin;*
3.5.
4.
Wiklin w dnach dolin;*
Topoklimat obszarów zalesionych
4.1.
Obszarów zalesionych na zboczach o przeważającej wystawie południowej (od SE
do SW) i na chyleniu ponad 5°;
4.2.
Obszarów zalesionych, płaskich lub położonych na zboczach, z wyjątkiem zboczy
o wystawie północnej lub południowej i o nachyleniu przekraczającym 5°;
4.3.
Obszarów zalesionych, położonych na zboczach o wystawie północnej (od NW do
NE) i o nachyleniu przekraczającym 5°;
4.4.
Obszarów zalesionych położonych w podmokłych dolinach;*
4.5.
Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie południowej i
nachyleniu przekraczającym 30˚;#
4.6.
Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie północnej i nachyleniu
przekraczającym 30˚;#
4.7.
Obszarów zalesionych położonych na stokach o wystawie wschodniej i lub
zachodniej i nachyleniu przekraczającym 30˚;#
4.8.
Lasów na wyniesieniach w dnach dolin;*
4.9.
Obszarów zalesionych o bardzo urozmaiconej rzeźbie, na przemian zbocza o
różnej wystawie i nachyleniu (wydmy, sandry);*
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
5.
5.1.
5.2.
263
Topoklimaty obszarów silnie zurbanizowanych i uprzemysłowionych
Terenów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych na dobrze
przewietrzanych partiach zboczowych lub uprzemysłowionych, gdzie nie
występuje niebezpieczeństwo zalegania zanieczyszczeń atmosfery w warstwie
przyziemnej;
Terenów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych na
równinie, gdzie przy niesprzyjających warunkach synoptycznych zanieczyszczenie
atmosfery w warstwie przyziemnej może być stosunkowo znaczne;
5.3.
Obszarów silnie zurbanizowanych lub uprzemysłowionych, położonych w
obniżeniach (dnach dolin i innych form wklęsłych), gdzie wskutek
niedostatecznego przewietrzania zanieczyszczenie przyziemnych warstw
powietrza może być bardzo duże, uciążliwe, a często nawet szkodliwe dla ludzi,
zwierząt i roślin;
5.4.
Terenów zabudowanych z sadami na obszarach wyniesionych ponad dno doliny
(na wysoczyznach, sandrach, wysokich terasach);*
5.5.
Tereny zabudowane na wyniesieniach w dnach dolin z sadami;*
6.
Topoklimat zbiorników wodnych
6.1.
Obejmuje zbiorniki wodne, naturalne i sztuczne oraz ich bezpośrednie otoczenie,
gdzie wskutek dużej pojemności cieplnej i dobrej przewodności cieplnej podłoża
dobowe amplitudy temperatury w przyziemnej warstwie powietrza są znacznie
mniejsze aniżeli na terenach sąsiednich;
#
typy topoklimatów wprowadzone po modyfikacji podziału Paszyńskiego (1980) według Kicińskiej,
Olszewskiego, Żmudzkiej (2001)* typy topoklimatów wyróżnione przez autora
W poziomie drugim czynności właściwych, w każdym z pól podstawowych zsumowano
punkty bonitacyjne przyznane w ocenie dwóch kryteriów w poziomie pierwszym. Na tej podstawie
utworzono typologię ich wartości (tab. 5.). Z tak uzyskanych danych utworzono cztery przedziały
oceny georóżnorodności topoklimatów, a każdemu z nich przydzielono wartości punktów od 1 do 4
(tab. 6.).
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
265
Dyskusja
Wyniki kompleksowej oceny topoklimatów przedstawiono w postaci kartogramu (ryc. 3.). Jak
z niego wynika, bardzo duże zróżnicowanie topoklimatów występuje w 247 kwadratach, a małe w
215. Największa zmienność topoklimatów występuje w obrębie zachodniego zbocza doliny Wisły w
okolicach Topolinka, Topolna, Złej Wsi, Trzęsacza, Miedzynia i Czarnówka. Wschodnie zbocze jest
najbardziej zróżnicowane w pobliżu Kiełpa, Gzina Górnego oraz wsi Pień i Mozgowina. Bardzo
różnorodny w tym zakresie jest także fragment zbocza Kotliny Bydgosko - Toruńskiej w południowej
części obszaru badań, w pobliżu Wałdowa Królewskiego. Najmniejsza różnorodność topoklimatów
występuje na Wysoczyźnie Chełmińskiej i w dnie Basenu Unisławskiego.
MAPY CECH I KRYTERIÓW
ocena georóżnorodności topoklimatów
WYBÓR POLA
PODSTAWOWEGO
kwadrat 500x500 m
SKALA OCENY
1 : 25 000
IV
V
VI
VII
VIII
2,3,4,5,6,7,8 punktów
Szeregi bonitacyjne z sumy punktów bonitacyjnych wszystkich
kryteriów 4 przedziały
(≤2; 3-4; 5-6; 7-8)
Bonitacja punktowa przedziałów komponentów punkty 1,2,3,4
oraz ocena komponentu odpowiednio mała, średnia, duża,
bardzo duża
Poziom II
Ocena komponentutopoklimatów
III
liczba jednostek topoklimatycznych; liczba
typów jednostek topoklimatycznych
Nałożenie siatki 1119 pól podstawowych i obliczenie wartości 2
kryteriów w każdym kwadracie – typologia wartości 2 kryteriów
- liczba jednostek topoklimatycznych 1 – 27
- liczba typów jednostek topoklimatycznych 1 – 13
…
Szeregi bonitacyjne (zawsze 4 przedziały) z wartości kryteriów
oceny
liczba jednostek topoklimatycznych (1-4; 5-8; 9-12; 13≤)
liczba typów jednostek topoklimatycznych (1-2; 3-4; 5-6; 7≤)
Bonitacja punktowa przedziałów kryteriów i ocena kryterium
najsłabszy przedział; punktów 1; zróżnicowanie małe
średni przedział; punktów 2; zróżnicowanie średnie
dobry przedział; punktów 3; zróżnicowanie duże
bardzo dobry przedział; punktów 4; zróżnicowanie bardzo duże
Typologia sumy punktów bonitacyjnych wszystkich kryteriów
Poziom I
Ocena wszystkich kryteriów
KRYTERIA OCENY
Czynności właściwe oceny
II
CEL OCENY
Czynności wstępne
oceny
mapa topoklimatów
OCENA WŁAŚCIWA
I
ANALIZA ŚRODOWISKA
PRZYRODNICZEGO
Tabela 2. Etapy, czynności i poziomy oceny georóżnorodności topoklimatów
Table 2. Stages, activities and levels of the geodiversity evaluation of the climate
266
Rafał Kot
Tabela 3. Typologia wartości kryteriów liczby jednostek topoklimatów i ich typów oraz liczebność
kwadratów z poszczególnymi ich wartościami
Table 3. Typology of the values of topoclimate unit number criteria and their types and the number of
squares with assigned values
Liczba jednostek
topoklimatycznych każdego
kwadratu
Liczba kwadratów, w której
występuje określona liczba
jednostek topoklimatycznych
Liczba typów jednostek
topoklimatycznych każdego
kwadratu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
78
86
97
100
93
86
92
71
61
60
59
49
39
22
27
25
17
13
6
6
9
5
7
3
3
2
3
RAZEM 1119
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Liczba kwadratów, w której
występuje określona liczba
typów jednostek
topoklimatycznych
78
144
203
214
153
99
68
60
41
29
21
4
5
RAZEM 1119
Tabela 4. Szeregi bonitacyjne oraz bonitacja punktowa dla wartości kryteriów oceny topoklimatów
Tab. 4. Valuation series and point valuation for the evaluation criteria of the topoclimate
Topoklimaty
Jednostki
Punkty
Typy
jednostek
Punkty
1–4
1
1–2
1
5–8
2
3–4
2
9 – 12
3
5–6
3
pow. 13
4
pow. 7
4
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
267
Tabela 5. Liczebność kwadratów z określonymi wartościami punktów, przyznanymi na podstawie
wszystkich kryteriów oceny topoklimatów
Tab. 5. The number of squares with different point values given on the basis of all of the criteria in the
geodiversity evaluation of the climate
Wartości punktów
Liczba kwadratów
2
215
3
153
4
211
5
166
6
127
7
96
8
151
RAZEM 1119
Tabela 6. Klasyfikacja i bonitacja punktowa oraz ocena georóżnorodności topoklimatów
Table 6. Classification, point valuation and geodiversity evaluation of the climate
Klasy z sumy punktów dla
dwóch kryteriów oceny
topoklimatów
Bonitacja
punktowa
Liczba kwadratów
występująca w
poszczególnych
przedziałach oceny
georóżnorodności
topoklimatów
do 2
1
215
3–4
2
364
5–6
3
293
7–8
4
247
Ocena
georóżnorodności
topoklimatów
Georóżnorodność
mała
Georóżnorodność
średnia
Georóżnorodność
duża
Georóżnorodność
bardzo duża
268
Rafał Kot
Podsumowanie
Przeprowadzone badania nad oceną georóżnorodności klimatu fordońskiego odcinka doliny
dolnej Wisły umożliwiają sformułowanie następujących wniosków:
1. Problem oceny georóżnorodności środowiska przyrodniczego należy uznać za bardzo ważny i
złożony oraz trudny, głównie w kontekście obiektywnej metodyki.
2. Zróżnicowanie topoklimatów może być podstawą dla określenia zróżnicowania klimatu w
szczegółowej skali, zwłaszcza przy braku gęstej sieci szczegółowych pomiarów instrumentalnych
cech klimatycznych i wykreślonych na ich podstawie dokładnych map klimatycznych.
3. Georóżnorodność klimatu zależy od:
intensywności, powtarzalności oraz długości trwania procesów i czynników zachodzących na
określonym obszarze w przeszłości i obecnie;
przekształceń naturalnych i antropogenicznych obszaru
4. W ocenie georóżnorodności klimatu dokonywanej metodą bonitacji punktowej wynik końcowy
zależy od: jakościowego i ilościowego rozpoznania cech klimatycznych, ich przedstawienia w
określonym modelu i odpowiedniej skali, doboru kryteriów oceny, pola podstawowego, skali
opracowania, liczby klas w szeregu bonitacyjnym i wielkości przyznanych im punktów
5. Zastosowana procedura waloryzacji cząstkowych umożliwia zwiększenie liczby kryteriów oceny
georóżnorodności poszczególnych komponentów, co także nie powoduje zawyżania wyników
końcowych oceny i pozwala porównywać cechy odmienne, ale ze sobą powiązane i od siebie zależne
np. wilgotność powietrza i wiatr.
6. Kwadrat jest polem podstawowym oceny (łatwość konstrukcji siatki), a jego wielkość ustalono
metodą praktyczną. Zależy ona przede wszystkim od jakościowego rozpoznania i rangi wydzielonych
komponentów i ich cech, a te z kolei są uzależnione od skali opracowania
7. Zaproponowana ocena metodą bonitacji punktowej, składająca się z dwóch etapów, tj. analizy
środowiska przyrodniczego oraz oceny właściwej, do której zalicza się z kolei czynności wstępne i
czynności właściwe, jest logicznym sposobem dochodzenia do końcowych wyników oceny
georóżnorodności. Umożliwia ona kompleksową ocenę różnorodności wszystkich komponentów jak
również każdego z nich.
8. O zróżnicowaniu komponentów abiotycznych środowiska przyrodniczego decyduje przede
wszystkim: liczba typów wydzieleń, oraz ich rozdrobnienie w polu podstawowym oceny. W dalszej
kolejności ich układ, powiązania oraz długości i charakter granic.
9. Zaproponowana metodyka oceny umożliwia wskazanie obszarów najbardziej zróżnicowanych oraz
najwartościowszych, z punktu widzenia poszczególnych i wszystkich komponentów abiotycznych
środowiska przyrodniczego w skali lokalnej, regionalnej i krajowej
10. Metoda bonitacji punktowej oceny georóżnorodności wraz z jej spójnym i konsekwentnym
sposobem dochodzenia do końcowego wyniku oceny może być z powodzeniem stosowana na innych
obszarach badawczych.
The evaluation of the climate geodiversity on the example of the Fordon part of the Lower
Vistula Valley and its environs on 1 : 25 000 scale
Summary
In recent years, it has become an important issue for the natural science research to define
geodiversity (ger. Geodiversität). Mizgajski (2001) enumerates three mainstream directions of
research on geodiversity. According to Kozłowski (1997, 2002) and Kostrzewski (1998) geodiversity
can be defined as a diversification and variability of the abiotic elements of the environment i.e.
geologic structure, relief, soil types, climate,surface and underground waters as a whole, at various
levels of the synthesis of the gographical space and with different degrees of human influence. The
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
269
need for carrying out research on geodiversity was put forward in Poland by the National Geologic
Institute during the Lithosphere Research Programme carried out between 1990-1994 (Kozłowski
1992,1996, 1998, 2000) The first definitions, methods and guidelines for research were proposed later
during work on Geodoversity Protection Programme, carried out between 1996-1999 (Kostrzewski
1997; Kozłowski 1999, 2000).
The test study area of geodiversity evaluation is a fragment of the Lower Vistula Valley
together with its environs typical for the young glacial lanscape of the Polish Lowland with
characteristic widenings and narrowings. The area of study covers 279,75 square kilometers.
According to Kondracki’s (2000) physical geographic regional division the test area lies within the
range of four macroregions: the Lower Vistula Valley, the South Pomeranian Lakeland, the Chełmno Dobrzyń Lakeland and the Toruń - Eberswalde Ice Marginal Streamway, as well as four mezoregions:
the Fordon Valley, the Świecie Moraine Plateau, the Chełmno Lakeland, and the Toruń Basin,
respectively. At the bottom of the Lower Vistula Valley, within the Fordon Valley area of research,
Gacki and Szukalski (1982) designated six microregions of Bruki, Kokocko, Ostromecko, Fordon,
Kozielec, and Świecie respectively.
In the climatic regionalisation by Okołowicz and Martyn (1989) the Fordon fragment of the
Lower Vistula Valley is located in the Vistula subregion of the Mazury Lakeland region, in which the
climatic conditions are influenced mainly by the Baltic Sea and moraine landscape ‘shades’. The
average temperature here in January is about -2ºC, whereas in July it is 18ºC. The annual precipitation
varies between 490 mm at the bottoms of valleys and flatlands and 600 mm on higher moraine
plateaus (Wójcik, Marciniak 2001)
The main goal of this article is to establish in the possibly most accurate scale the
methodology of climate geodiversity evaluation. Due to the lack of systematic and detailed network of
measurements of the entire test area and the impossibility of creating detailed maps of climatic
features, the climate geodiversity evaluation was based on variability of topoclimates. For their
distinguishing I used the Paszyński method (1980) with later modifications by Kicińska, Olszewski
and Żmudzka (2001), and with a slight modification by the author. The author complemented the
climate topology, which was necessitated by the presence of numerous orchards and wicker
plantations as well as diverse relief of its bottom. As a result of the research, carried out by means of
GIS software, a digital topoclimate map of the Fordon fragment of Lower Vistula Valley was created
in 1 : 25 000 scale and in 1942 system.
This climate geodiversity evaluation has been carried out using point evaluation method
described in detail by Bartkowski (1971, 1974, 1986) and Sołowiej (1992). The evaluation consists of
two stages: component analysis and the evaluation proper subdivided into preliminary activities and
activities proper. The same methodology of evaluation was used by Kot (2005a, 2005b; Kot¹; Kot²) for
the specific components of the natural environment such as relief, geological structure, soils and
waters.
The research conducted over the evaluation of climate geodiversity of the Fordon fragment of
Lower Vistula Valley allows to formulate the following conclusions:
1. The issue of valuating geodiversity of natural environment must be viewed as essential, complex
and difficult, particularly in the context of objective methodology.
2. The diversification of topoclimates can be the basis for establishing climate variability in a detailed
scale, particularly when there is lack of a dense network of detailed measurements of climatic features
and accurate climate maps based upon them.
3. Climate geodiversity depens on:
- intensity, recurrence and duration of processes and factors occurring within a particular area in the
past and presently.
- natural and anthropogenic modifications to the area
4. In climate geodiversity evaluation conducted by point classes method the final result depends
mostly on: quality and quantity recognition of climate features, their presentation in a specific model
and scale, the choice of evaluation criteria, size and shape of basic area, scale of representation,
number of groups in classes row and value of assigned points.
5. A particle valorization procedure used in the research allows for an increase in the number of
criteria in geodiversity evaluation of each component , which also does not overrate the final
270
Rafał Kot
evaluation and allows a comparison between incomparable elements which are associated and
dependable on each other, e.g. air humidity and wind.
6. A square is the basic evaluation field ( facilitates drawing vector maps) and its size was selected by
practical method which depends mainly on quality recognition and importance of selected components
and their features, which , in turn, depend on the scale of the evaluation.
7. Suggested method of point classes evaluation consisting of two stages i.e. natural environment
analysis and specific evaluation divided into initial activities and three - level specific activities is a
logical mode of achieving the final results in geodiversity estimation. It enables a complex diversity
evaluation of all components as well as each separately.
8. Differentiation of natural environment’s abiotic components depends mostly on: number of type
classes and their fragmentation in the basic area, furthermore, their compilation, links and border
length or character.
9. Suggested methodology of evaluation enabled pointing out areas most diverse and valuable,
considering particular and all abiotic components of the environment on a local, regional and national
scale.
10. Point valuation method of geodiversity estimation with its consistent and concise process of
achieving the final result can be successfully applied in other areas of research.
Literatura
Barthlott W., Biedinger N., Braun G., Feig G., Mutke J., 1999, Terminological and methodological
aspects of the mapping and analysis of the global biodiversity. Acta Botanica Fenica, 162, s. 103-110.
Barthlott W., Kier G., Mutke J., 1999, Globale Artenvielfalt und ihre ungleiche Verteilung, Cour.
Forsch. Inst. Senckenberg 215, s. 7-22.
Bartkowski T., 1971, O metodyce oceny środowiska geograficznego, Przegląd Geograficzny, t. 53, z.
3, s. 263-281.
Bartkowski T., 1974, Zastosowania geografii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe,
Warszawa.
Bartkowski T., 1986, Zastosowania geografii fizycznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe,
Warszawa.
Burek C., Potter J., 2002, Setting the context for geological conservation, Local Geodiversity Action
Plans, English Nature Contract No. EIT 31-02-188, www.lgaps.org/report.pdf
Eberhard R. (red.), 1997, Pattern and Process: Towards a Regional Approach to National Estate
Assessment of Geodiversity, Australian Heritage Commission, Canberra.
Gacki T., Szukalski J., 1982, Morfostruktura krajobrazu i zróżnicowanie regionalne, [w:] B.
Augustowski (red.), Dolina dolnej Wisły, Wydawnictwo PAN Zakład Narodowy Ossolińskich,
Wrocław, s. 219-238.
Gawlikowska E., 2000, Ochrona georóżnorodności na Dolnym Śląsku z mapą chronionych obszarów i
obiektów przyrody nieożywionej 1 : 300 000, Ministerstwo Środowiska i Państwowy Instytut
Geologiczny, Warszawa.
Gray J. M., 2004, Geodiversity valuing and conserving abiotic nature, John Wiley & Sons, England.
Jedicke E., 2000, Bio-, Geo-, Ökodiversität – Kriterien zur Bewertung der Landschaftsstruktur? In:
IALE-Region Deutschland, Hrsg., Tagungsband mit Kurzfassungen der Beiträge zur 1. Jahrestagung
der IALE-Region Deutschland, Nürtingen, s. 10-11.
Jedicke E., 2001, Biodiversität, Geodiversität, Ökodiversität. Kriterien zur Analyse der
Landschaftsstruktur – ein konzeptioneller Diskussionsbeitrag, Naturschutz und Landschaftsplanung 3,
2/3, s. 59-68.
Kicińska B., Olszewski K., Żmudzka E., 2001, Uwagi o wykorzystaniu klasyfikacji J. Paszyńskiego
do kartowania topoklimatycznego (z doświadczeń Zakładu Klimatologii Uniwersytetu
Warszawskiego), [w:] M. Kuchcik (red.) Współczesne badania topoklimatyczne, Dokumentacja
Geograficzna nr 23, IG i PZ PAN, Warszawa, s. 143-151.
Kondracki J., 2000, Geografia regionalna Polski, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
Kostrzewski A., 1997, Opracowanie koncepcji i zasad georóżnorodności: definicja, zadania i cele
georóżnorodności, [w:] Opracowanie systemu ochrony georóżnorodności w Polsce, Archiwum
Państwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa.
Ocena georóżnorodności klimatu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły…
271
Kostrzewski A., 1998, Georóżnorodność rzeźby jako przedmiot badań geomorfologii, [w:] Główne
kierunki badań geomorfologicznych w Polsce stan aktualny i perspektywy, pod red. K. Pękali, IV
Zjazd Geomorfologów Polskich, Wydawnictwo UMCS, Lublin, s. 11-16.
Kot R., 2005a, Georóżnorodność fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej otoczenia na
przykładzie oceny budowy geologicznej i gleb, AUNC, Geografia XXXIII, Zeszyt 111, Toruń.
Kot R., 2005b, Georóżnorodność-problem jej oceny i zastosowania w ochronie i kształtowaniu
środowiska na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły, praca doktorska IG UMK,
Toruń.
Kot1 R., Ocena georóżnorodności rzeźby terenu na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej
Wisły i jej otoczenia w skali 1 : 25000, [w:] Funkcjonowanie geoekosystemów Polski w warunkach
zmian klimatu i różnokierunkowej antropopresji, Biblioteka Monitoringu Środowiska (w druku).
Kot2 R., Ocena georóżnorodności wód na przykładzie fordońskiego odcinka doliny dolnej Wisły i jej
otoczenia w skali 1 : 25 000, [w:] Restrukturyzacja i projektowanie systemów terytorialnokrajobrazowych, Problemy Ekologii Krajobrazu (w druku)
Kozłowski S., 1992, Program ochrony litosfery na lata dziewięćdziesiąte, Przegl. Geol., 1, s. 1-7.
Kozłowski S., 1996, Problemy ochrony litosfery, Annales UMCS, Sec. B, 51 (4).
Kozłowski S., 1997, Program ochrony georóżnorodności w Polsce, Przegląd Geologiczny, vol. 45, nr
5, s. 489-496.
Kozłowski S. (red.), 1998, Ochrona litosfery, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
Kozłowski S., 1999, Koncepcja ochrony georóżnorodności przyrody nieożywionej w Polsce,
Archiwum Geologiczne PIG, Warszawa.
Kozłowski S., 2000, Ochrona geosfery, Przegl. Geol., 48, 9, s. 815-816.
Kozłowski S., 2002, Ekorozwój. Wyzwanie XXI wieku, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Mizgajski A., 2001, Odniesienie georóżnorodności do wybranych pojęć w naukach o środowisku, [w:]
Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach morfoklimatycznych monitoringu,
ochrona edukacja, pod red. A. Karczewskiego i Z. Zwolińskiego, Bogucki Wydawnictwo Naukowe,
Poznań, s. 369-375.
Okołowicz W., Martyn D., 1989, Regiony klimatyczne, [w:] Atlas geograficzny Polski, Wyd. PPWK,
Wyd. X, Warszawa-Wrocław, s. 11.
Paszyński J., 1980, Metody sporządzania map topoklimatycznych, Dok. Geogr., 3, s. 13-28.
Sołowiej D., 1992, Podstawy metodyki oceny środowiska przyrodniczego człowieka, Wyd. Nauk.
UAM, Poznań
Wójcik G., Marciniak K., 2001, Klimat, [w:] A. Przystalski (red.) Przyroda Województwa
Kujawsko-Pomorskiego, Kujawsko-Pomorski Urząd Wojewódzki, Wojewódzki Konserwator
Przyrody, Bydgoszcz, s. 23-32.
Wróblewski T., 2000, Ochrona georóżnorodności w Regionie Świętokrzyskim z mapą chronionych
obszarów i obiektów przyrody nieożywione 1 : 200 000, Ministerstwo Środowiska i Państwowy
Instytut Geologiczny, Warszawa.
Uniwersytet Mikołaja Kopernika,
Instytut Geografii
Zakład Geomorfologii i Paleogeografii Czwartorzędu,
ul. Fredry 6/8,
87-100 Toruń
[email protected]