Instytucja
Uniwersytet Jagielloński
ul. Gołębia 24
31-007 Kraków
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej
ul. Gronostajowa 7
30-387 Kraków
Stacja Naukowa Łazy
Adres i kontakt
Stacja Naukowa IGiGP UJ Łazy
Łazy 1
32-765 Rzezawa
tel. 14 61 130 67
e-mail: lazyiguj@poczta.onet.pl
Kierownik Stacji
dr inż. Mariusz Klimek
Lokalizacja Stacji
Współrzędne Stacji: 49°57’53,71”N, 20°29’55,57”E
Ryc. 1. Położenie Stacji Bazowej „Pogórze Karpackie”
Charakterystyka zlewni badawczej ZMŚP
Stacja Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego Pogórze Karpackie zlokalizowana jest na pograniczu Karpat i Kotliny Sandomierskiej, a podstawowym obiektem badawczym Stacji jest zlewnia Starej Rzeki (Gróbki, Grabki), o powierzchni 22,22 km2. Według podziału fizycznogeograficznego Kondrackiego (2009), zlewnia Starej Rzeki znajduje się w obrębie dwóch mezoregionów: Pogórza Wiśnickiego (513.34) i Podgórza Bocheńskiego (512.42). Pogórze Wiśnickie stanowi część makroregionu Pogórze Zachodniobeskidzkie (513.3), w podprowincji Zewnętrznych Karpat Zachodnich (513). Natomiast Podgórze Bocheńskie należy do makroregionu Kotlina Sandomierska (512.4-5) w podprowincji Podkarpacie Północne (512). Obie podprowincje stanowią część prowincji Karpat Zachodnich z Podkarpaciem Zachodnim i Północnym (51) oraz Regionu Karpackiego.
Zlewnia Starej Rzeki, charakteryzuje się dojrzałą rzeźbą fluwialno-denudacyjną (Święchowicz 1991, 1992). Składa się z 29 zlewni cząstkowych, które odwadniane są stale lub okresowo przez cieki będące bezpośrednimi dopływami Starej Rzeki. Zamknięte przekrojami hydrometrycznymi są cztery z nich: zlewnia Dworskiego Potoku, Kubaleńca, Leśnego Potoku i Leśnego Górnego Potoku.
Zlewnia Starej Rzeki położona jest wg. Olewicza (1968, 1973) na obszarze 3 jednostek tektonicznych. Są nimi: 1) jednostka śląska (na południu) – zbudowana z kredowych i paleogeńskich utworów fliszowych, 2) jednostka bocheńska/podśląska (na północy) podzielona na dwie dygitacje: wyższą (fliszową) i niższą (przefałdowane utwory fliszowe i mioceńskie), 3) fragment zapadliska przedkarpackiego (na północnym-wschodzie), który budują warstwy tortonu paraautochtonicznego i autochtonicznego – utwory ilaste.
Wg. Żytki i in. (1989) przefałdowane utwory fliszowe i mioceńskie tworzą jednostkę zgłobicką w obrębie jednostki bocheńskiej. Do kredowych kompleksów skalnych należą: górne łupki cieszyńskie, piaskowce grodziskie, warstwy lgockie, warstwy godulskie, warstwy istebnianskie dolne. Flisz paleogeński tworzą: warstwy istebnianskie górne, iły zielone i czerwone, łupki menilitowe, rogowce i warstwy krośnieńskie. Utwory mioceńskie reprezentowane są przez warstwy dolnego i górnego tortonu. Warstwy dolnego tortonu wykształcone są w postaci spągowych iłów marglistych, piaskowców podsolnych i iłów podsolnych, a kończy je seria solna Bochni. Ogólna miąższość osadów dolnego tortonu na fliszu jednostki bocheńskiej wynosi 50-180 m. Warstwy górnego tortonu wykształcone są w postaci warstw chodenickich oraz warstw grabowieckich (Olewicz 1968). Podłoże kredowo-trzeciorzędowe okryte jest pokrywami wieku czwartorzędowego. Spośród wszystkich utworów pokrywowych w zlewni Starej Rzeki zasadnicze znaczenie mają pyłowe utwory lessopodobne, które występują na całym obszarze zlewni (Święchowicz 1991). U podnóży stoków oraz w dnach dolin występują pokrywy deluwialne i proluwia. W obrębie wielu stoków transformowanych przez ruchy masowe występują koluwia. Dno doliny Starej Rzeki oraz jej głównych dopływów budują osady pylaste oraz w mniejszym stopniu osady o większej frakcji (piaski różnoziarniste lub żwiry), spoczywające na erozyjnym stropie iłów mioceńskich. Miąższość osadów drobnoziarnistych w dnie doliny Starej Rzeki wynosi 5-7 m (Pietrzak 2002, Stępień 2018).
Zlewnia Starej Rzeki, jest wydłużona w kierunku równoleżnikowym i ma kształt typowy dla zlewni pogórskich (Święchowicz 1991). Jej północną część stanowi piętro o typie rzeźby pogórzy niskich o powierzchni wierzchowinowej położonej 280-300 m n.p.m., rozwiniętej na mniej odpornych skałach. Południowa część zlewni reprezentuje typ rzeźby pogórzy średnich o wysokości 320-340 m n.p.m. (Starkel 1972, 1988; Gilewska, Starkel 1988) (Ryc. 1.3). Stara Rzeka na znacznej długości swego biegu rozdziela od siebie dwie jednostki tektoniczne wykorzystując różnice odporności skał na granicy nasunięć fliszowych jednostek śląskiej i podśląskiej oraz utworów miocenu. Zlewnia jest wyraźnie asymetryczna. Jej lewobrzeżna część, o cechach pogórza niskiego, zajmuje 9,2 km2, prawobrzeżna, w przeważającej części o rzeźbie pogórza średniego – 17,2 km2 (Święchowicz 1992). Zlewnia charakteryzuje się dojrzałą rzeźbą fluwialno-denudacyjną. Główne doliny oddzielone są od siebie szerokimi garbami o zaokrąglonych, wyrównanych wierzchowinach.
Ryc. 2. Położenie zlewni Starej Rzeki
Źródło: Stępień 2018, na podstawie: Gilewska, Starkel 1988, Starkel 1988, Święchowicz 2012
Zlewnia Starej Rzeki położona jest na wysokości 212,5-361,0 m n.p.m., zaś wysokości względne osiągają wartości 20-80 m. Według klasyfikacji A. Strahlera dolina Starej Rzeki w ujściowym odcinku jest rzędu V. Obszar źródłowy leży na wysokości 280-360 m n.p.m. i jest rozcięty dolinami pierwszego rzędu, głównie wciosami i debrzami. Górny odcinek doliny jest krótki i charakteryzuje go spadek 89‰. Natomiast dolny odcinek jest długi i jego średni spadek wynosi 11,6‰. Dolina Starej Rzeki charakteryzuje się płaskim i szerokim dnem (50-250 m), z wyjątkiem odcinka początkowego, gdzie dno jest węższe (Święchowicz 2002). Koryto Starej Rzeki, o szerokości do 1 m w górnym odcinku, 3 m – w środkowym i 5 m – w dolnym, rozcina dno doliny do głębokości odpowiednio 1, 3 oraz 5 m. Prawie na całej długości rozcina ono aluwia i tylko, w niektórych miejscach docina się do skał podłoża. Przebieg koryta Starej Rzeki jest nieregularny, a w dolnym odcinku przechodzi w meandrowy.
Ryc. 3. Zlewnia Starej Rzeki – mapa wysokości względnych
Stoki w części północnej zlewni zbudowane są z grubej pokrywy pylastych utworów lessopodobnych, okrywających starsze mioceńskie podłoże, a w części południowej z utworów fliszowych, okrytych zwietrzelinami nafliszowymi. Przeważają stoki złożone. Ich profil podłużny jest nieregularny, przeważnie schodowy, z wieloma segmentami wklęsłymi, wypukłymi i prostymi. W części południowej zlewni dolne odcinki stoków są częściej wypukłe, a w części północnej wklęsłe lub proste. Nachylenia stoków wykazują duże zróżnicowanie przestrzenne. W części północnej zlewni dominują stoki o nachyleniach 2-10°, a w południowej nachylenia stoków najczęściej wynoszą powyżej 10°. Większość stoków przechodzi w dna dolin bez wyraźnego załomu. Kształt i nachylenia stoków związane są z dużą plastycznością pokryw i z powszechnie zachodzącymi w ich obrębie ruchami masowymi. Pyłowe pokrywy na stokach ornych są szczególnie podatne na spłukiwanie. Stoki rozczłonkowane są dolinami nieckowatymi, debrzami, parowami i wciosami. Powszechnie występujące doliny nieckowate są charakterystycznym rysem rzeźby zlewni i często składają się one z doliny głównej i systemu mniejszych niecek. Niecki w ujściowych odcinkach są zapłynięte, a u ich wylotu występują stożki deluwialne. Dna niecek są podmokłe, a zbocza złaziskowo-osuwiskowe. Większe doliny nieckowate są rozcięte korytami cieków stałych i okresowych do głębokości 0,5 m, a miejscami do 2 i więcej metrów. Doliny tego typu występują głównie w północnej części zlewni, a w południowej w obrębie wyższego stopnia progu Pogórza, niewielkich rozmiarów niecki zachowały się w obrębie gruntów ornych i łąk, a w obszarach leśnych zostały rozcięte debrzami i wciosami oraz silnie przemodelowane przez osuwanie i spełzywanie. Stoki są przekształcane przez ruchy masowe. Powszechne są osuwiska i powierzchnie złaziskowe. Nisze osuwiskowe są płytkie, a ich krawędzie często złagodzone i słabo zaznaczające się w terenie. Materiał przemieszczany jest w dół stoku szeroką strefą i na niewielką odległość, tworząc powierzchnię koluwialną, pełną nabrzmień i zagłębień. Większość materiału jednak nie dociera do den dolin. W strefach silnej degradacji garbów pogórskich przez procesy osuwiskowe następuje znaczne zwężenie powierzchni wierzchowinowej, a granica pomiędzy wierzchowiną i stokiem ulega wówczas podkreśleniu.
Na obszarze zlewni występują liczne osuwiska ziemne i zwietrzelinowe, także skalno-zwietrzelinowe, o maksymalnej powierzchni do 2-3 ha (Michno 1995). Przeważają stoki złożone. Ich profil podłużny jest nieregularny, przeważnie schodowy, z wieloma segmentami wklęsłymi, wypukłymi i prostymi. W części południowej zlewni dolne odcinki stoków są częściej wypukłe, a w części północnej wklęsłe lub proste. Nachylenia stoków wykazują duże zróżnicowanie przestrzenne. W części północnej zlewni nachylenia stoków wynoszą 3-10o, natomiast w części południowej 10-25o (Święchowicz 1991). Stoki rozczłonkowane są dolinami nieckowatymi, wciosami, debrzami i parowami. Gęstość sieci dolinnej w zlewni Starej Rzeki wynosi 6,0 km/km2.
Ryc. 4. Zlewnia Starej Rzeki – rzędy dolin: 1 – I rząd, 2 – II rząd, 3 – III rząd, 4 – IV rząd, 5 – V rząd (pomiar na mapie w skali 1: 10 000)
Gleby zlewni, wykształcone na genetycznie jednorodnych pyłowych utworach macierzystych, są mało zróżnicowane (Skiba 1992). Są to gleby pyłowe o podobnym składzie mechanicznym. Ich cechą jest zróżnicowanie w profilu glebowym zawartości iłu koloidalnego. Odczyn gleb jest kwaśny w glebach leśnych (pH około 4,0) lub słabo kwaśny w glebach ornych (pH 5,9-6,1). Tak niskie wartości pH są wynikiem znacznego odwapnienia osadów lessopodobnych. Stopień wysycenia kationami zasadowymi we wszystkich glebach nie przekracza 50%, co świadczy o znacznym wyługowaniu tych gleb (Skiba 1992). Zawartość substancji organicznej w poziomach próchnicznych wynosi od 0,5 do 1,6%. Wyraźnie niższy jej udział (0,5%) zaznacza się w glebach wtórnie brunatnych, co świadczy o ich erozyjnym pochodzeniu (Skiba i in. 1995).
Około 80% powierzchni zajmują gleby płowe (Haplic Luvisols) oraz płowe opadowo-glejowe (Stagnic Luvisols), tworzące wspólne mozaikowe kompleksy. Pozostałe 20% powierzchni zajmują gleby brunatne, gleby aluwialne i deluwialne oraz gleby glejowe (Skiba 1992, Skiba i in. 1995). Zlewnia Starej Rzeki charakteryzuje się stosunkowo dużym (41,9%) udziałem lasów w ogólnej powierzchni użytków. Lasy występują w postaci zwartych płatów, głównie w wyższej (południowej) części zlewni, zbudowanej z fliszowych utworów płaszczowiny śląskiej. Lasy zajmują obszary o największych nachyleniach i są rozczłonkowane systemami dolin różnego typu (Święchowicz 1991, 1992). W ich skład wchodzą następujące zbiorowiska leśne: grądy (Tilio-Carpinetum stachyetosum, Tilio-Carpinetum typicum, Tilio Carpinetum caricetosum pilosae), buczyny (Luzulo pilosae-Fagetum, Fagetum carpaticum), naturalne w dnach dolin łęgi olszowo-jesionowe (Circaeo-Alnetum), bory mieszane (Pino-Quercetum), lasy jodłowe (Stachurska, 1995). Zbiorowiska półnaturalne (łąki i pastwiska) zajmują 14,9% obszaru zlewni i występują głównie w dnie doliny Starej Rzeki, w dnach dolin większości jej dopływów oraz w obrębie stoków użytkowanych rolniczo (Święchowicz 1992, 2002a,b). W obrębie łąk najbardziej rozpowszechniona jest łąka rajgrasowa Arrhenatheretum elatioris. Pastwiska oraz tereny wokół zabudowań zajmuje zbiorowisko życicy i grzebienicy Lolio-Cynosuretum, z gatunkami odpornymi na wypas i wydeptywanie (Stachurska 1995). Grunty orne zajmują 36,2%. Rolniczy charakter zlewni, duża liczba wsi i przysiółków, zwłaszcza duże rozdrobnienie pól decyduje o istnieniu gęstej sieci dróg (w większości polnych), która jest równa sieci dolinnej, a w wielu zlewniach elementarnych znacznie ją przewyższa (Święchowicz 1992, 2002 a, b). Liczne miedze i terasy śródpolne w obrębie obszarów użytkowanych rolniczo porośnięte są zwartymi zaroślami śródpolnymi z rzędu Prunetalia, bogatymi w liczne gatunki krzewów (Stachurska 1995).
Program ZMŚP
Na obszarze zlewni badawczej od listopada 2021 roku realizowany jest pełen zakres pomiarowy ZMŚP. Wszystkie programy pomiarowe Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego realizowane są na obszarze zlewni Starej Rzeki.
Aktualnie w Stacji Bazowej „Pogórze Karpackie” realizowane są następujące programy Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego:
– meteorologia
– zanieczyszczenia powietrza
– chemizm opadów atmosferycznych
– chemizm opadu podkoronowego
– chemizm spływu po pniach
– metale ciężkie i siarka w porostach
– metale ciężkie i siarka w mchach
– gleby
– chemizm roztworów glebowych
– wody podziemne
– opad organiczny
– wody powierzchniowe – rzeki
– hydrobiologia rzek- makrofity i ocena hydromorfologiczna koryta rzecznego
– struktura i dynamika szaty roślinnej (powierzchnie stałe)
– monitoring gatunków inwazyjnych obcego pochodzenia – rośliny
– uszkodzenia drzew i drzewostanów
– zmiany pokrycia terenu i użytkowania ziemi
– świadczenia geoekosystemów
– modelowanie zmian bilansu wodnego i biogeochemicznego dla zlewni reprezentatywnych ZMŚP