TALAJTULAJDONSÁGOK VÁLTOZÁSA ÉS JELLEMZŐI DOLINÁKBAN. Zseni Anikó Keveiné Bárány Ilona 1. Bevezetés

Földrajzi Konferencia, Szeged 2001.

TALAJTULAJDONSÁGOK VÁLTOZÁSA ÉS JELLEMZŐI DOLINÁKBAN Zseni Anikó – Keveiné Bárány Ilona1 A karsztos térszínek leggyakoribb felszínformáinak, a dolináknak a kialakulását és fejlődését számtalan ökológiai tényező befolyásolja. A ‘70-es években megkezdett kutatások elsődleges célja a dolinák aszimmetrikus alakjának a magyarázata volt. Az első vizsgálatok a Bükk-fennsík dolináiban zajlottak, a ‘80-as években további dolinavizsgálatok folytak az Aggteleki Karszt területén. A kutatások a ‘90-es években is folytatódtak Bükk-fennsíki és aggteleki dolinákban. A ‘90-es évek vizsgálatai 15-20 év elteltével, több geoökológiai paraméter összehasonlító elemzését célozták. A dolgozat a legújabb eredményeket mutatja be és hasonlítja azokat össze a korábbi adatokkal és megállapításokkal. Bevezetés A karsztos térszínek leggyakoribb felszínformáinak, a dolináknak a kialakulását és fejlődését számtalan ökológiai tényező befolyásolja, mivel a dolinák a környezeti tényezők egymásra hatásaként kialakult önálló dinamikai egységek, s így az ökológiai vizsgálatokra különösen alkalmas mikrotérségek (KEVEINÉ BÁRÁNY 1987). A dolinák fejlődésében a legfontosabb szerepet a mikroklíma játssza, amely kölcsönhatásban van a talajjal, a talajban lejátszódó biológiai folyamatokkal és ezzel összefüggésben a talaj alatti korróziós denudáció dinamikájával (KEVEINÉ BÁRÁNY 1985). Hasonlóan más karsztvizsgálatokhoz, a dolinavizsgálatok is abból az alapfeltevésből indulnak ki, hogy a karbonátos alapkőzeten a víz oldó hatása a legfontosabb tényező. A víz összetételének változása kis területen belül is különbségeket hoz létre a karbonátos kőzetek oldódásának mértékében. A dolinák talajai különböző kitettségű, lejtőszögű felszíneken helyezkednek el, és ez alapvetően meghatározza azok fizikai és kémiai tulajdonságait. A talajréteg vastagsága, áteresztőképessége, textúrája, szerkezete, kémiai tulajdonságai meghatározó szerepet töltenek be a denudációs folyamatban. A felszíni areális és a talajbani áthalmozási folyamatok lejtőirányban játszódnak le. Mivel ezek határozzák meg a talajon keresztül szivárgó víz oldóképességét, különösen fontos a talajban lejátszódó fizikai és kémiai folyamatok ismerete. A folyamatokat alapvetően befolyásoló mikroklímával szoros kölcsönhatásban fejlődik a kőzetet borító talaj, változnak a talajban lejátszódó biológiai folyamatok, s velük összefüggésben alakul ki a talajok alatti korróziós denudáció dinamikája. A dolinafenéken és a lejtők nagy részén az erdőtalajok dinamikáját jelző agyagtalajok, a kőzetkibukkanásos részeken és különösen a D-i lejtőn (É-i kitettség) a fekete rendzina talajok fordulnak elő (KEVEINÉ BÁRÁNY 1987). A ‘70-es években elkezdődő kutatások célja a dolinák aszimmetrikus alakjának értelmezése volt. A vizsgálatok a Bükk-fennsík dolináiban kezdődtek el, és a ‘80-as években újabb dolinákkal bővültek mind a fennsíkon, mind az Aggteleki Karszt területén. A dolinák É-i, K-i, D-i és Ny-i kitettségű lejtőin, 3 m-es szintkülönbséggel történtek mintavételezések. A talajok kémhatása, 1

Zseni Anikó, PhD hallgató, Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi Tanszék 6722 Szeged, Egyetem u. 2.; E-mail: [email protected] Dr. Keveiné Dr. Bárány Ilona tanszékvezető egyetemi docens Szegedi Tudományegyetem Éghajlattani és Tájökológiai Tanszék, 6722 Szeged, Egyetem u. 2.; E-mail: [email protected]

1

Zseni A. – Keveiné Bárány I.: Talajtulajdonságok változása…

kötöttsége, szénsavas mész és szervesanyag-tartalma, összes sótartalma, a vízben oldható anionok és kationok, valamint a mikroelemek mennyisége jelentette a folyamatosan bővülő vizsgálatok adatbázisát. A dolinák növényzeteinek felvételezésére is sor került. A kutatások 1998-ban folytatódtak 1-1 Bükk-fennsíki illetve aggteleki dolina részletes vizsgálatával. A fenti talajparaméterek nagy részét most is meghatároztuk, némi változtatással: a vízben oldható ionok helyett az 1 mol/dm3-es pH=7-es ammónium-acetáttal leszorítható Ca2+, Mg2+, K+ és Na+ ionokat határoztuk meg, így meg tudtuk adni a talajok S-értékét. A mikroelem vizsgálatok pedig a nehézfémek mennyiségi meghatározásával bővültek. A megelőző vizsgálatok és megállapításaik A Bükk-fennsíkon a ’70-es években a Lusta-völgy két dolinájának különböző kitettségű lejtőiről vett talajminták vizsgálatának célja a talajnedvesség, a mikrobaszám és a talajhőmérséklet kapcsolatának megállapítása volt. A füves növényzettel borított dolinában a talajnedvesség és a baktériumszám kapcsolata zavartalanabbul kimutatható volt, mint az erdős dolina talajában. (BÁRÁNY - MEZŐSI 1978). A későbbi vizsgálatok (BÁRÁNY 1980) azon alapultak, hogy a talaj fizikai és kémiai tulajdonságai hatással vannak a talajban lejátszódó mikrobiológiai folyamatok intenzitására. A korábban vizsgált dolina D-i, Ny-i, É-i és K-i kitettségű lejtőinek különböző magassági pontjain (3, 6, 9, 12 és 15 m) történt a talajminták begyűjtése, 5 és 30 cm-es mélységből. A talajok kémhatása, szénsavas mész tartalma, Arany-féle kötöttsége, szervesanyag-tartalma, vízoldható ionjai (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, HCO3-, Cl-, SO42- ), valamint a vastartalom képezték a vizsgálatok alapját. 1982-ben egy újabb, nagy-mezei dolina talajait vizsgáltuk meg hasonló módon. A talajvizsgálatok kibővültek a pH(KCl), és a hidrolitos aciditás meghatározásával. (KEVEINÉ BÁRÁNY 1985). Az 1985-ös újabb vizsgálatok alkalmával az eddigieken kívül megmértük a talajok mikrolelem (Zn, Cu, Mn) tartalmát is (BÁRÁNY-KEVEI 1987 b, KEVEINÉ BÁRÁNY 1987), amit a későbbiekben újabb nehézfémekkel bővítettünk: Al, Fe, Co, Ni, Pb (BÁRÁNY-KEVEI 1998). A bükki vizsgálatok kimutatták, hogy a talajok többnyire gyengén savanyú, esetenként savanyú és semleges kémhatásúak. A mélyebb rétegekben általában magasabb a pH, de ez a változás nem jelentős a felszíni réteghez képest, és nem is mindig következik be. A legalacsonyabb kémhatásokat az É-i lejtők talajaiban mértük (pH=5-6), a többi lejtőn magasabbak az értékek (pH=6-7). A vizsgálati adatok időbeni összehasonlítása a talaj savanyodási tendenciáját mutatta ki egy adott dolinát tekintve. 1982-ben a ∆pH értéke 0,2-0,6 volt az egész dolinában, 1984-ben pedig már 0,3-1,3 között, de döntően 0,7 felett volt a ∆pH értéke (KEVEINÉ BÁRÁNY 1987). (A ∆pH a talajok savanyodási tendenciájáról ad információt: savanyú talajokban értéke általában 0,2-0,5, az ennél magasabb, 1 körüli értékek viszont a talajok savanyodási tendenciáját jelzik.) A savanyodással lehet összefüggésben a baktériumszám csökkenése is az 1978-as mérések értékeihez képest. A savanyú humuszanyagok mellett a savanyodás a savas ülepedéssel lehet kapcsolatban. A hidrolitos aciditás a dolina mélyebb pontjain általában magasabb. Szénsavas mész a talajokban többnyire csak nyomokban található, csupán a D-i és Ny-i magasabb kémhatású talajokban fordul elő néhány %-ban. A szerves hulladékok lassú mineralizációja miatt a talajok szervesanyag-tartalma általában magas. Az É-i lejtők talajai rendelkeznek a legkisebb szervesanyag-tartalommal, mivel itt a D-i kitettség miatt kedvezőbbek a lebomlás ökológiai feltételei. A vízoldható ionok között elsősorban a Ca2+ és HCO3- ionok fordulnak elő nagyobb mennyiségben, az alapkőzet sajátosságainak megfelelően. A

2


K+ és Na+ ellátottság jó, a Mg2+ mennyisége közepesnek mondható. A hazai talajokhoz viszonyítva magasabb a HCO3-, Cl-, SO42- ionok mennyisége. Az ionok összmennyiségét tekintve megállapítható, hogy mennyiségük a felszín közeli rétegben magasabb. A lejtő alacsonyabb részei felé haladva csökken a vízoldható ionok mennyisége, mivel a lejtők magasabb szintjein a talajba szivárgó csapadékvíz közvetlenül fejti ki oldó hatását, a dolina mélyebb szintjei felé haladva azonban vastag talajrétegen átszivárogva, szénsavban feldúsulva erősebben lúgozza ki a könnyen oldható ionokat. Elsősorban a Ca2+ és HCO3- ionok mennyisége mutat helyi különbségeket. A D-i lejtőn a magasabb nedvességtartalom miatt erőteljesebb az ionos alkotók kilúgozódása a dolina mélyebb szintjei felé haladva, a többi lejtőhöz képest. A vízoldható ionok mennyisége általában a D-i és a Ny-i lejtőn a legnagyobb. A vas- és agyagtartalom a dolina alja felé haladva nő a lejtők mentén. A talaj fizikai és kémiai tulajdonságai az É-i és a D-i lejtőn térnek el a legnagyobb mértékben egymástól. A ’80-as években került sor egy aggteleki dolina hasonló vizsgálatára is. A bükk-fennsíki és az aggteleki dolina talajainak összehasonlítása a következő eredményeket hozta (BÁRÁNYKEVEI 1987 a). A dolina minden lejtőjének savanyúbb volt a kémhatása az aggteleki dolinában, mint a bükkiben. Ez alól csak a dolina alja a kivétel, ahol a bükki dolinában volt alacsonyabb a pH. A ∆pH értékek nagyobb savanyodási tendenciát jeleztek az aggteleki dolinában (∆pH=0,81,8), mint a bükkiben (∆pH=0,4-1,3). A különbség oka valószínűleg abban rejlik, hogy a bükki dolina antropogén hatásoktól teljesen mentes volt már akkor is, az aggteleki dolinában azonban megengedett volt akkoriban a legeltetés. A vízoldható ionok kisebb mennyiségben voltak jelen az aggteleki dolina talajában, mint a bükkiében, ami az erősebb savanyodási tendenciával mutat összefüggést. A korábbi bükki vizsgálatok eredményeivel összhangban az aggteleki dolina talajában is kimutatható volt a vízoldható ionok csökkenése a dolina peremétől a dolina alja felé haladva (BÁRÁNY - MEZŐSI 1995). Egy-egy bükki, aggteleki illetve mecseki dolina talajainak nehézfém vizsgálatát is elvégeztük (BÁRÁNY-KEVEI 1998). Értékelésünk szerint a nehézfémtartalmak mindhárom helyen magasabbak annál, mint amennyinek lenniük kellene abban az esetben, ha a nehézfémek csak az alapkőzetből származnának. Ebből arra következtettünk, hogy a száraz és nedves ülepedésből származik a nehézfémtöbblet. A nehézfémterhelés azonban nem haladja meg a szennyezettségi határértékeket. A legújabb vizsgálatok 1998 nyarán került sor egy-egy újabb dolina vizsgálatára a Bükk-fennsíkon és az Aggteleki Karszton. A dolina 4 fő égtáj szerinti kitettségű lejtőin - lejtőközépen - a dolina aljában, valamint az aggteleki dolinában ezeken kívül a peremen is történt mintavételezés. A talajokat 10 cmenként mintáztuk meg, általában 40 cm-es mélységig. A bükki dolina D-i és Ny-i lejtőin csak 20 cm-es volt a fekete rendzina talajtakaró. A dolina növényzetét szőrfüves gyeptársulás alkotta. A vizsgálatok során meghatároztuk a pH(H2O)-t, pH(KCl)-t, a szénsavas mész és szervesanyagtartalmat. A talajok kémhatását 1:2,5-ös szuszpenzióban (desztillált vízzel ill. 1 mol/dm3 KCl oldattal) határoztuk meg. A szénsavas mész tartalmat Scheibler-féle kalciméterrel mértük meg. A talajok szervesanyag tartalmát kénsavas közegben K2Cr2O7 oldattal oxidáltuk, majd spektofotométerrel mértük. A növények számára felvehető Ca2+, Mg2+ és K+ és Na+ ionokat a talajkolloidok felületéről 1 mol/dm3-es pH=7,0-es ammónium-acetát oldattal szorítottuk le, a Ca2+ és Mg2+ ionok mennyiségét atomabszorpciós spektrofotométerrel, a K+-ét és Na+-ét

3


lángfotométerrel mértük meg. A nehézfém-vizsgálatokhoz az 5-10 és a 30-40 cm-es (sekélyebb talajoknál a legalsó) talajrétegeket használtuk fel. A nehézfémek mennyiségét királyvizes talajfeltárást követően atomabszorpciós spektrofotométerrel mértük meg. A vizsgálatok eredményei Az újabb vizsgálatok igazolták, hogy a talaj kémhatása mindkét dolinában uralkodóan gyengén savanyú, helyenként savanyú, semleges, de gyengén lúgos kémhatások is előfordulnak (1., 2. ábra). A kémhatás a mélységgel lefelé haladva nő. Égtájak szerint jelentős különbségek mutathatók ki: a bükki dolinában a D-i és Ny-i lejtőkön semleges ill. gyengén lúgos a kémhatás (pH=7 körül), az É-i és K-i lejtőn, valamint a dolina aljában gyengén savanyú (pH=6 körül). Az aggteleki dolinában ugyancsak magasabb (pH=7) kémhatással találkozunk a D-i lejtőn, azonban itt a Ny-i lejtőnek már alacsonyabb, gyengén savanyú kémhatása van. Az égtájak szerint a talajok kémhatása az alábbi sorrendben csökken az aggteleki dolinában: D>É>Ny>Perem>K>Alj. A ∆pH értékei magasabbak az aggteleki dolinában (0,5-1,3) mint a bükkiben (0,3-1,1). A talajok szénsavas mész tartalma a gyengén savanyú kémhatásoknak megfelelően 0%, kivétel a semleges kémhatású talajok, ahol nyomokban (1% alatt) megjelenik (1., 2. táblázat). 1. ábra. 1. ábra: A vizsgált dolina talajának kémhatása, Bükk-fennsík, 1998. 8.00 7.00 6.00

pH

5.00

pH(H2O)

4.00

pH(KCl)

3.00

pH(H2O)-pH(KCl)

2.00 1.00

4

Alja/(40-50)

Alja/(30-40)

Alja/(20-30)

Alja/(5-10)

Alja/(10-20)

Ny/(5-10)

mintavételi helyek

Ny/(10-20)

D/(5-10)

D/(10-20)

K/(30-40)

K/(20-30)

K/(5-10)

K/(10-20)

É/(30-40)

É/(20-30)

É/(5-10)

É/(10-20)

0.00


2. ábra. 2. ábra: A vizsgált dolina talajának kémhatása, Aggteleki-karszt, 1998. 8.00 7.00 6.00

pH(H2O)

pH

5.00

pH(KCl) 4.00

pH(H2O)-pH(KCl)

3.00 2.00 1.00

mintavételi helyek

Perem/(30-40)

Perem/(10-20)

Alja/(30-40)

Alja/(10-20)

Ny/(20-30)

Ny/(5-10)

D/(30-40)

D/(10-20)

K/(20-30)

K/(5-10)

É/(30-40)

É/(10-20)

0.00

1. táblázat. Az 1998 nyarán vizsgált Bükk-fennsíki dolina talajparaméterei. BÜKK dolina

pH(H2O) pH(KCl)

DpH

karbonát- szervesanyag- Zn tartalom tartalom % ppm (%) 0,0 46,6 72,4 0,0 29,1 0,0 14,2 0,0 15,8 65,3

É/5-10 É/10-20 É/20-30 É/30-40

5,90 5,88 6,13 6,12

5,30 5,26 5,49 5,24

0,60 0,62 0,64 0,88

K/5-10 K/10-20 K/20-30 K/30-40

5,87 5,99 6,20 6,20

5,06 5,23 5,40 5,09

0,81 0,76 0,80 1,11

0,0 0,0 0,0 0,1

53,7 28,9 24,0

D/5-10 D/10-20

6,84 7,37

6,42 6,88

0,42 0,49

0,4 0,8

igen magas 84,7

Ny/5-10 Ny/10-20

6,93 7,20

6,61 6,85

0,32 0,35

0,5 0,9

73,4 58,6

A/5-10 A/10-20 A/20-30 A/30-40 A/40-50

5,03 5,45 6,40 6,51 6,52

4,46 4,77 5,84 5,84 5,83

0,57 0,68 0,56 0,67 0,69

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

igen magas igen magas 8,3 10,4 10,9

nehézfém háttér koncentráció nehézfém szennyezettségi határérték

Cd ppm

Pb ppm

Ni ppm

Co ppm

Cr ppm

Mn ppm

0,69

34,3

43,0

10,7

14,4

437,5

0,34

25,1

43,1

10,3

1,6

410,3

98,2

3,25

43,0

47,6

12,8

10,8

592,8

78,9

2,14

24,5

47,0

12,9

6,1

575,7

177,3 6,66 116,2 56,3 161,8 7,38 66,6 68,1 199,2 9,78 71,1 65,9 177,7 9,93 61,5 66,5 82,7 1,18 32,0 30,8

9,6 12,4

57,4 40,2

845,3 990,2

14,8 15,2

28,4 1261,0 31,0 1220,0

8,9

20,5

369,9

77,4

0,61

26,7

11,7

0,0

402,9

100 200

0,5 1

25 100

15 30

30 75

41,7 25 40

5


2. táblázat. Az 1998 nyarán vizsgált aggteleki dolina talajparaméterei. AGGTE pH(H2O) pH(KCl) DpH karbonát- szervesanyag Zn LEK dolina tartalom tartalom % ppm (%) É/5-10 6,10 5,24 0,86 0,0 25,4 106,5 É/10-20 6,36 5,42 0,94 0,0 28,3 É/20-30 6,58 5,81 0,77 0,1 38,2 É/30-40 7,01 6,32 0,69 0,2 27,3 111,7

Cd

Pb

Ni

Co

Cr

Mn

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

0,91

78,3

51,2

17,3

57,4 576,7

1,23 0,50

71,7

59,4

15,5

76,0

50,2

18,6

76,9 567,1 58,0 616,9

70,1

64,0

16,9

49,2

49,1

14,5

86,0 561,9 56,6 536,3

K/5-10 K/10-20 K/20-30 K/30-40

5,53 5,64 6,17 6,03

4,52 4,65 5,16 4,81

1,01 0,99 1,01 1,22

0,0 0,0 0,0 0,0

24,1 17,3 16,7 16,5

121,5

D/5-10 D/10-20 D/20-30 D/30-40

7,05 7,24 7,20 7,20

6,53 6,45 6,03 6,00

0,52 0,79 1,17 1,20

0,4 0,2 0,1 0,1

47,1 21,2 12,0 12,9

104,2

1,02 0,87

82,5

0,99

38,4

48,4

13,8

69,2 541,2

Ny/5-10 Ny/10-20 Ny/20-30 Ny/30-40

5,80 6,39 6,53 6,56

4,90 5,56 5,43 5,42

0,90 0,83 1,10 1,14

0,0 0,0 0,0 0,0

30,5 18,0 35,2 23,4

147,2

1,14

66,8

57,0

14,4

57,1 543,9

145,5

61,0

63,7

12,6

A/5-10 A/10-20 A/20-30 A/30-40 A/40-50

5,54 5,68 5,86 5,85 5,70

4,70 4,64 4,54 4,70 4,70

0,84 1,04 1,32 1,15 1,00

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

41,8 17,6 27,4 21,0 25,5

112,0

1,40 0,71

88,6

43,2

23,6

80,9 505,7 43,4 614,4

123,7

0,99

81,3

47,7

20,2

64,3 586,7

P/5-10 P/10-20 P/20-30 P/30-40

5,95 6,06 6,52 6,29

5,14 5,16 5,63 5,09

0,81 0,90 0,89 1,20

0,0 0,0 0,0 0,0

38,0 38,8 28,9 23,3

104,3

0,89

81,8

48,8

17,6

46,4 559,7

116,4

1,00 0,5 1

73,1

55,3 25 40

15,2

71,2 570,0

nehézfém háttér koncentráció nehézfém szennyezettségi határérték

133,9

100 200

25 100

15 30

30 75

A talajok szervesanyag-tartalma igen magas (1., 2. táblázat). A bükki dolina D-i és Ny-i lejtőin, valamint a dolina aljában 5-20 cm-en 70-80 %-ot meghaladó, a fekete rendzinára jellemző értékeket mértünk. Az É-i és K-i lejtőkön a legfelső talajréteg ugyancsak nagyon sok szervesanyagot tartalmaz, azonban a mélyebb szintekben az érték lecsökken (15-25 %), akárcsak a dolina aljában, ahol a 20 cm-es mélységtől a talaj szemmel láthatóan is megváltozik, agyagos, világos színű lesz, a felszíni réteghez képest nagyon csekély (10 %-os) szervesanyag-tartalommal. Az égtájak szerinti különbözőséget az okozza, hogy a D-i és Ny-i lejtőn a kitettség miatt (É-i és K-i) kedvezőtlenebbek a biológiai lebomlás feltételei, mint a Ny-i és D-i kitettségű K-i és É-i lejtőn. Ezért itt nagyon sok elbomlatlan szerves maradvánnyal találkozunk. Az aggteleki dolinában az égtájak szerint nem figyelhetünk meg ennyire markáns eltéréseket, de a felszíni réteg szervesanyag-tartalma itt is a D-i és Ny-i lejtőn, a dolina aljában és peremén a legmagasabb. A korább vizsgálatok során a szervesanyag-tartalmak kevesebbnek adódtak (<15%), valószínűleg az eltérő mérési módszer miatt.

6


A talajkolloidok felületén adszorbeált Ca2+, Mg2+, K+ és Na+ ionok vizsgálata az alábbi eredményeket hozta a bükki dolina esetében. Mind a négy ion mennyisége csökken a mélységgel a korábbi vizsgálatokkal egyezően -, a magnézium és kálium ionok tekintetében különösen jelentősen (3. táblázat). A D-i és Ny-i lejtő magasabb iontartalma markánsan kirajzolódik (3., 4., 5., 6. ábra), összhangban a korábbi mérésekkel. A kalcium esetében 4-5-szörös az eltérés az égtájak szerint. A kalcium, magnézium és nátrium tekintetében a dolina aljának 5-20 cm-es talajrétegében is megfigyelhető az ionok feldúsulása az É-i és K-i lejtők talajaihoz képest. A talajok S-értékének égtájak szerinti és talajszelvénybeli változása a felvehető kalciumtartalommal mutat azonosságot, mivel az S-érték legnagyobb hányadát a kalcium-ionok teszik ki (90-97 %) (7. ábra). A dolina D-i és Ny-i lejtőin 45-58 me/100g az S-érték, míg a másik két lejtőn mindössze 10 me/100g körüli. A dolina aljában 30 me/100g, a mélységgel ez 7 me/100g-ra csökken. Amennyiben az egyes ionok S-érték %-át tekintjük, a következő megállapításokat tehetjük (3. táblázat). A Ca2+ S%-a minden talajmintában nő a mélységgel, azaz a mélyebb talajrétegekben nagyobb hányadban fordul elő a kalcium a többi ionhoz viszonyítva. A D-i és Nyi lejtőn magasabb a kalcium S%-a (95-97%) mint az É-i és K-i lejtőn (a felszíni rétegekben 90 S% körüli). A magnézium a mélységgel csökkenő S%-ban fordul elő. Az É-i és K-i lejtők talajában magasabb az aránya (7-8 S% a felső szintben) mint a D-i és Ny-i lejtőn (2-3 S%). A dolina aljának 5-20 cm-es talajrétegében szintén magasabb arányt képvisel (6-7 S%). A magnéziumhoz hasonlóan a kálium részaránya is csökken a mélységgel, kivéve a dolina aljában, ahol növekedés figyelhető meg. A D-i lejtőn 1 S% alatti az érték, a többi lejtőn 1,5 S% körüli értékeket állapítottunk meg. A nátrium esetében a részarány nagyon alacsony, 0,3-0,4 S%, a mélységgel nem egyértelműen változik. A D-i és Ny-i lejtőkön kicsit alacsonyabb S%-ok figyelhetők meg. 3. táblázat. Az 1998 nyarán vizsgált Bükk-fennsíki dolina adszorbeált iontartalma és S-értéke. BÜKK

Ca2+ Mg2+

dolina É/5-10 É/10-20 É/20-30 É/30-40 K/5-10 K/10-20 K/20-30 D/5-10 D/10-20 Ny/5-10 Ny/10-20 A/5-10 A/10-20 A/20-30 A/30-40 A/40-50

K+

Na+

mg/1 kg talaj 2248 1958 1509 1271 2666 2101 1719 11170

9936 8672 8660 5938 4626 1431 1379 1426

137,0 97,4 43,9 28,2 147,9 64,4 20,6 217,1 112,4 203,8 144,1 297,2 203,3 31,3 18,7 18,3

97,9 70,3 43,0 43,7 86,9 46,6 40,1 201,7 106,0 352,1 252,7 123,5 86,3 48,5 41,8 34,8

8,5 10,0 8,0 7,8 10,6 13,0 8,6 41,0 31,0 28,6 26,4 25,2 13,5 9,7 11,3 10,1

Ca2+ me/100 g 11,21 9,77 7,53 6,34 13,30 10,48 8,57 55,71 49,56 43,25 43,19 29,62 23,07 7,14 6,88 7,11

Mg2+ S%

88,76 90,55 93,77 94,49 89,93 93,66 96,51 95,72 97,39 94,12 95,68 91,14 92,21 94,44 95,69 96,21

me/100 g 1,13 0,80 0,36 0,23 1,22 0,53 0,17 1,79 0,93 1,68 1,19 2,45 1,67 0,26 0,15 0,15

S% 8,95 7,41 4,48 3,43 8,25 4,74 1,91 3,08 1,83 3,66 2,64 7,54 6,67 3,44 2,09 2,03

K+ me/10 0g 0,25 0,18 0,11 0,11 0,22 0,12 0,10 0,52 0,27 0,90 0,65 0,32 0,22 0,12 0,11 0,09

Na+

S % me/10 0g 1,98 0,04 1,67 0,04 1,37 0,03 1,64 0,03 1,49 0,05 1,07 0,06 1,13 0,04 0,89 0,18 0,53 0,13 1,96 0,12 1,44 0,11 0,98 0,11 0,88 0,06 1,59 0,04 1,53 0,05 1,22 0,04

S-érték

S % me/100 g 0,32 12,63 0,37 10,79 0,37 8,03 0,45 6,71 0,34 14,79 0,54 11,19 0,45 8,88 0,31 58,20 0,26 50,89 0,26 45,95 0,24 45,14 0,34 32,50 0,24 25,02 0,53 7,56 0,70 7,19 0,54 7,39

7


3. ábra. 3. ábra: A talajok felvehető kalcium-tartalma, Bükk-fennsík, dolina, 1998.

mg Ca2+/ 1kg talaj

12000 10000 5-10 cm

8000

10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

6000 4000 2000 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

mintavételi helyek

4. ábra. 4. ábra: A talajok felvehető magnézium-tartalma, Bükk-fennsík, dolina, 1998. 350 mg Mg2+/ 1kg talaj

300 5-10 cm

250

10-20 cm

200

20-30 cm

150

30-40 cm 40-50 cm

100 50 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

mintavételi helyek

8

Alja


5. ábra. 5. ábra: A talajok felvehető kálium-tartalma, Bükk-fennsík, dolina, 1998. 400

mg K+/ 1kg talaj

350 300

5-10 cm 10-20 cm

250 200

20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

150 100 50 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

mintavételi helyek

6. ábra. 6. ábra: A talajok felvehető nátrium-tartalma, Bükk-fennsík, dolina, 1998. 45

mg Na+/1kg talaj

40 35 5-10 cm 10-20 cm

30 25

20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

20 15 10 5 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

mintavételi helyek

9


7. ábra. 7. ábra: A talajok S-értéke, Bükk-fennsík, dolina, 1998. 70.00 S-érték, me/100g talaj

60.00 50.00

5-10 cm

40.00

10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

30.00 20.00 10.00 0.00 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

mintavételi helyek

Az aggteleki dolinában a tendenciák egy része hasonló, de különbségek is kimutathatók. Az egyes ionok mennyiségének mélységgel történő változása nem olyan egyértelmű, mint a bükki dolina esetében. A magnézium minden talajmintában csökken a mélységgel. A felvehető kalciumtartalom a dolina É-i, K-i és Ny-i lejtőjén nő, a D-i lejtőn, valamint a dolina aljában és peremén csökken a mélységgel. A kálium és nátrium-ionok eloszlása némiképp ehhez hasonló: az É-i és K-i lejtőn nő, a többi vizsgált területen csökken a mélységgel (4. táblázat). A felvehető ionok összmennyisége a D-i és Ny-i lejtőkön a legmagasabb (12. ábra), az egyes ionok tekintetében azonban különbségek vannak. A Ca2+-ion mennyisége a D-i lejtőn magasabb, a Ny-i lejtőn csak kis mértékben magasabb a többi talajmintához viszonyítva, és kevesebb mint fele a bükki dolinában mért értékeknek (8. ábra., 4. táblázat). A másik két lejtőn mért kalcium-tartalmak viszont magasabbak (3000 mg/kg körüliek), mint a bükki dolina megfelelő talajaié. A magnézium-tartalom a Ny-i lejtőn, a dolina alján és peremén magasabb (9. ábra). A bükki dolinához képest a magnézium mennyiségének mélységbeli csökkenése nem olyan nagy mértékű. A kálium-tartalom csak a Ny-i lejtőn magasabb az átlagnál, a dolina aljában pedig kisebb (10. ábra). A Mg2+-hoz hasonlóan itt sem figyelhető meg olyan nagy mértékű mélységbeli változás, mint a bükki dolinában. Az É-i és K-i lejtők bükki dolinához képest magasabb értékei a káliumion esetében is megfigyelhetők, akárcsak a már említett kalcium-ioné. A nátrium-ionok mennyisége tekintetében jelentős különbségek nincsenek, csupán az É-i lejtő tűnik ki magasabb értékeivel, a D-i és Ny-i lejtő csak egy kicsivel több Na+-ot tartalmaz mint a K-i (11. ábra). Az aggteleki dolina egységesen magasabb nátrium-tartalommal rendelkezik, mint a bükki (4. táblázat). A talajok S-értéke a kalcium-ionok égtáj és talajmélység szerinti eloszlásával mutat párhuzamot (12. ábra). Értéke az É-i és K-i lejtőn nagyobb, a D-i és Ny-i lejtőn kisebb, mint a bükki dolina megfelelő talajaiban. A Ca2+-ion részaránya az S-értékben a mélységgel nő. Az S% a D-i lejtőn a legmagasabb (95%), a dolina alján a legalacsonyabb (85-88%) (4. táblázat). A Mg2+ S%-a a dolina alján és peremén, valamint a Ny-i lejtőn magasabb a többi talajmintáénál, részaránya mindenütt csökken a mélységgel (4. táblázat). Csökkenés figyelhető meg a kálium-ion

10


S%-át tekintve is, kivéve a D-i lejtő talaját (4. táblázat). A Ny-i lejtőn magasabb (2,3-3 S%), a Di lejtőn kicsit alacsonyabb (1-1,5 S%) részarány figyelhető meg, mint a többi lejtőn (2 S% körül). A nátrium-ionok kevesebb mint 1 S%-ot tesznek ki, arányuk egy kicsit magasabb, mint a bükki dolinában, és a mélységgel növekszik. A dolina aljában jellemző a magasabb, 1 S% körüli érték.

4. táblázat. Az 1998 nyarán vizsgált aggteleki dolina adszorbeált iontartalma és S-értéke. AGGTE LEK dolina

Ca2+ Mg2+

É/5-10 É/10-20 É/20-30 É/30-40 K/5-10 K/10-20 K/20-30 K/30-40 D/5-10 D/10-20 D/20-30 D/30-40 Ny/5-10 Ny/10-20 Ny/20-30 Ny/30-40 A/5-10 A/10-20 A/20-30 A/30-40 A/40-50 P/5-10 P/10-20 P/20-30 P/30-40

2765 3246 3064 4136 2491 2743 3160 3112 6562 4539 3681 3969 3436 3671 3713 3782 2102 1765 1816 1773 2100 3062 2831 3125 2848

K+

Na+

mg/1 kg talaj 113,1 120,8 91,2 79,1 123,1 96,5 84,4 75,3 129,7 88,1 77,5 79,0 208,5 163,4 153,6 139,4 184,3 148,8 141,4 128,2 128,3 161,0 130,0 137,6 84,2

111,3 141,6 126,6 148,3 122,1 124,0 141,0 142,6 130,7 122,6 117,1 116,0 229,9 179,7 190,8 195,3 97,9 67,3 71,0 74,6 86,8 135,6 126,5 132,0 111,4

22,1 50,6 58,5 30,1 23,0 25,5 28,4 28,0 38,8 33,0 30,4 32,9 29,5 29,8 33,2 34,3 24,9 22,2 22,2 27,3 27,1 23,9 25,8 33,4 24,7

Ca2+ me/10 0g 13,79 16,19 15,28 20,63 12,42 13,68 15,76 15,52 32,73 22,64 18,36 19,80 17,14 18,31 18,52 18,86 10,48 8,80 9,06 8,84 10,47 15,27 14,12 15,59 14,20

Mg2+

S % me/10 0g 91,32 0,93 91,16 0,99 92,05 0,75 94,68 0,65 89,74 1,01 91,81 0,79 93,09 0,69 93,38 0,62 95,42 1,07 95,05 0,73 94,49 0,64 94,78 0,65 87,54 1,72 91,46 1,34 90,74 1,26 91,29 1,15 84,79 1,52 85,52 1,22 86,29 1,16 86,58 1,06 88,21 1,06 89,56 1,33 90,40 1,07 90,59 1,13 92,93 0,69

K+

S % me/10 0g 6,16 0,28 5,57 0,36 4,52 0,32 2,98 0,38 7,30 0,31 5,30 0,32 4,08 0,36 3,73 0,36 3,12 0,33 3,06 0,31 3,29 0,30 3,11 0,30 8,78 0,59 6,62 0,46 6,17 0,49 5,57 0,50 12,30 0,25 11,86 0,17 11,05 0,18 10,38 0,19 8,93 0,22 7,80 0,35 6,85 0,32 6,57 0,34 4,52 0,28

Na+

S % me/10 0g 1,85 0,10 2,03 0,22 1,93 0,25 1,74 0,13 2,24 0,10 2,15 0,11 2,13 0,12 2,17 0,12 0,96 0,17 1,30 0,14 1,54 0,13 1,44 0,14 3,01 0,13 2,27 0,13 2,40 0,14 2,42 0,15 2,02 0,11 1,65 0,10 1,71 0,10 1,86 0,12 1,85 0,12 2,05 0,10 2,05 0,11 1,98 0,15 1,83 0,11

S-érték

S % me/100 g 0,66 15,10 1,24 17,76 1,51 16,60 0,60 21,79 0,72 13,84 0,74 14,90 0,71 16,93 0,72 16,62 0,50 34,30 0,59 23,82 0,67 19,43 0,67 20,89 0,66 19,58 0,64 20,24 0,69 20,41 0,73 20,66 0,89 12,36 0,97 10,29 0,95 10,50 1,18 10,21 1,01 11,87 0,59 17,05 0,70 15,62 0,87 17,21 0,72 15,28

11


8. ábra.

7000

8. ábra: A talajok felvehető kalcium-tartalma, Aggtelek, dolina, 1998.

mg Ca2+/ 1kg talaj

6000 5-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

5000 4000 3000 2000 1000 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

Perem

mintavételi helyek

9. ábra. 9. ábra: A talajok felvehető magnézium-tartalma, Aggtelek, dolina, 1998.

mg Mg2+/ 1kg talaj

250 200

5-10 cm 10-20 cm 20-30 cm

150

30-40 cm 40-50 cm

100 50 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

mintavételi helyek

12

Alja

Perem


10. ábra.

250

10. ábra: A talajok felvehető kálium-tartalma, Aggtelek, dolina, 1998.

mg K+/ 1kg talaj

200

5-10 cm 10-20 cm

150

20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm

100 50 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

Perem

mintavételi helyek

11. ábra.

70

11. ábra: A talajok felvehető nátrium-tartalma, Aggtelek, dolina, 1998.

mg Na+/ 1kg talaj

60 5-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm

50 40 30

40-50 cm

20 10 0 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

Perem

mintavételi helyek

13


12. ábra. 12. ábra: A talajok S-értéke, Aggtelek, dolina, 1998. 40.00 S-érték, me/100g talaj

35.00 5-10 cm

30.00

10-20 cm

25.00

20-30 cm

20.00

30-40 cm

15.00

40-50 cm

10.00 5.00 0.00 Észak

Kelet

Dél

Nyugat

Alja

Perem

mintavételi helyek

A talajok Zn, Cd, Pb, Ni, Co, Cr és Mn-tartalmát is meghatároztuk (1., 2. táblázat). A talajok a Cd és Ni tekintetében bizonyultak szennyezettnek. (Az 1., 2. táblázatban bold betűtípus jelzi a szennyezettségi határértéket meghaladó eredményeket.) Az aggteleki dolina Co és Cr tartalma egyértelműen magasabb, a Cd tartalma alacsonyabb a bükki dolina talajaihoz képest. A korábbi nehézfémvizsgálatok közeli dolinákban több Mn-t és Co-t mutattak ki, míg a Ni-tartalom magasabb az újabban vizsgált dolinákban. A Pb-tartalom a kismértékben magasabbnak mondható a bükki területen, az aggteleki dolinában nem mérhető ma sem magasabb mennyiség, mint a korábbi években a környező területeken. Az égtájak szerinti elkülönülés a bükki dolina talajában mutatkozik egyértelműen, a vizsgált alkálifém és alkáliföldfém ionokhoz hasonlóan. (A korábbi években nehézfémekre vizsgált dolinában csak a dolina alján, valamint a K-i és ÉK-i lejtőkön végeztünk vizsgálatokat, így égtájak szerinti összehasonlításra nincs lehetőségünk.) A bükki dolina D-i és Ny-i lejtőjének talajában mindegyik vizsgált nehézfém nagyobb mennyiségben fordul elő, mint az É-i és K-i lejtőn (1. táblázat). A dolina aljában feldúsulás nem tapasztalható. Az É-i lejtőn valamivel magasabbak az értékek, mint a K-in. Jelentős mértékű Cd szennyezettségi határérték-túllépés a D-i és Ny-i lejtőkön tapasztalható. 7-9-szer magasabb a Cd tartalom a megengedettnél. A Niszennyezettség nem ennyire veszélyes, a határérték 1,5-szerese a D-i és Ny-i lejtő talajában, a többiben ennél kisebb. A nehézfémek közül a Zn, Cd, Pb és Cr többnyire a talajok felszíni rétegében található nagyobb mennyiségben, a Ni és Co a mélyebb rétegekben vesz fel kicsit magasabb értékeket, míg a Mn közel egyenletesen oszlik el a szelvényben. Az aggteleki dolina nem mutatja az égtájak szerinti hasonló eloszlást, és a korábbi években nehézfémre vizsgált dolinában sem tudtunk tendenciákat kimutatni. A Mn nem mutat jelentős eltérést az egyes lejtőkön. A Cr szintén elég egyöntetű, a dolina aljában és peremén valamivel kisebb értékeket mértünk. A Ni sem mutat markáns elkülönüléseket, a dolina alján, peremén és D-i lejtőjén mutathatók ki alacsonyabb értékek. Az Pb és Co esetében megfigyelhető, hogy a 14


dolina alján kicsivel magasabb a fémtartalom, a D-i és Ny-i lejtő talajában pedig alacsonyabb. A Zn és Cd a Ny-i lejtőn magasabb, a D-i lejtőn alacsonyabb értékekkel bír, mint a többi mintavételi helyen. A Cd-szennyezettség nem olyan erős az aggteleki dolinában, mint a bükkiben, a határérték 1,5-szeresénél kisebbek az értékek, és nem is mindegyik mintában figyelhető meg. A Ni-tartalom a bükki dolinához hasonló, a szennyezettségi határértéket mindenütt meghaladja. Helyenként a Cr-tartalom is túllépi a határértéket, de nem jelentősen. A nehézfémek mélységbeli eloszlása csak az Pb és a Co tekintetében mutat kis mértékű feldúsulást a felszíni talajrétegben, a Mn viszonylag egyenletesen oszlik el, míg a többi nehézfém a mélyebb talajrétegben vesz fel magasabb értékeket (2. táblázat). Összefoglalás A korábbi évtizedekben elkezdődött Bükk-fennsíki és Aggteleki karszti dolinavizsgálatok folytatása volt a célunk az 1998 nyarán történt mintavételezésekkel. A közel 20 éves időbeni eltérés a különböző talajalkotók változási tendenciájának kimutatására, valamint a jövőbeni változások prognosztizálására lehet alkalmas. A dolinák É-i, K-i, D-i, Ny-i lejtőjén, valamint a dolina alján és peremén történtek talajmintavételezések a korábbi évek gyakorlatának megfelelően. A vizsgálatok elsődleges célja annak tanulmányozása volt, hogy az aszimmetrikus dolinafejlődés kimutatható-e a talajtulajdonságok égtájak szerinti változásán keresztül is. Munkánk során a korábbi évek méréseiből leszűrt tapasztalatokat összegeztük, majd a legújabb mérések eredményeit elemeztük és hasonlítottuk össze a korábbi eredményekkel. Az elemzés alapján a következő megállapításokat tehetjük: Ε8 A dolinatalajok kémhatása döntően gyengén savanyú kémhatású, a mélységgel növekszik. A ∴pH értékek növekedtek az 1980-as évek eleje óta, ami a talajok savanyodási tendenciájára hívja fel a figyelmet. Ε8 A kémhatás égtájak szerint különböző: legmarkánsabban a legújabban vizsgált bükki dolinában jelentkezik a D-i és a Ny-i lejtők magasabb kémhatása a másik két égtájhoz képest, de a korábbi vizsgálatok is hasonló trendeket mutattak ki. Ε8 A talajok szénsavas mész tartalma gyakorlatilag 0 %, csak a semleges, gyengén lúgos talajokban jelentkezik nyomokban. Ε8 A szervesanyag-tartalom összhangban van a dolinák speciális mikroklímájával: a D-i és Ny-i lejtőn a legmagasabb, mivel itt az É-i ill. K-i kitettség miatt kedvezőtlenebbek a szerves hulladékok lebomlásának ökológiai feltételei. Ε8 A kolloidok felületén adszorbeált és a vízoldható Ca2+, Mg2+, K+ és Na+ ionok vizsgálata azt mutatja, hogy mennyiségük általában a D-i és a Ny-i lejtőn nagyobb. A legutóbbi bükki dolinavizsgálatban ez a tendencia különösen szépen érvényesült, az aggteleki dolinában a magnézium és kálium tekintetében inkább csak a Ny-i lejtő talajában figyelhetőek meg a magasabb értékek. Ε8 Ezen ionok mennyisége a felszíni rétegben általában magasabb. Ε8 Az S-érték legnagyobb hányadát a Ca2+ ionok jelentik: 90-97 S%, a részarány a mélységgel nő. Ε8 A Mg2+ ionok részaránya az S-értékben a mélységgel csökken. Ε8 A korábbi nehézfémvizsgálatok nem tártak fel szennyezettségi határértéket meghaladó fémtartalmakat. Az 1998-as mérések azonban mindkét dolinában határértéken felüli Ni-

15


tartalmakat állapítottak meg, a Cd-tartalom pedig a bükki dolinában jelentősen, az aggteleki dolinában csak kevéssé és esetenként haladja meg a megengedett értéket. (Korábban Cd vizsgálatokat a területen nem végeztünk, így időbeli összehasonlításra nincs lehetőségünk.) A bükki területen magasabb, de még határérték alatti Pb-tartalmakat mértünk az előző évekhez viszonyítva. Az aggteleki területen az ólom mennyiségének növekedése nem kimutatható a méréseinkkel. A fenti megállapítások hozzájárulnak a karsztos talajokban lejátszódó folyamatok, ezáltal a karsztkorrózió jelenségének pontosabb megértéséhez. A nehézfémszennyezettség vonatkozásában pedig figyelmeztetésül szolgálnak a karsztvízrendszerek fokozottabb védelme tekintetében. Irodalom BÁRÁNY, I. (1980): Some data about the physical and chemical properties of the soil of karst dolines. Acta Geographica Tomus XX. Szeged, pp. 37-49. BÁRÁNY-KEVEI, I. (1987 a): Comparativ karstic soil researches in the Bükk Mountain and on the Aggtelek Karst, Hungary. - Karst and Man, Proceedings of the International Symposium on Human Influence in Karst, Postojna, pp. 221-230. BÁRÁNY-KEVEI, I. (1987 b): Tendencies to change in the compositions of the karstic soil and the vegetation in the dolines in the Hungarian Bükk Mountain. - Endins, n.° 13. Ciutat de Mallorca, pp. 87-92. BÁRÁNY-KEVEI, I. (1998): The geo-ecology of three Hungarian karsts. - Cave and Karst Science Vol. 25, No. 3, pp. 113-117. BÁRÁNY, I. - MEZŐSI, G. (1978): Adatok a karsztos dolinák talajökológiai viszonyaihoz. - Földrajzi Értesítő XXVII. évf. 1978. 1. füzet, pp. 65-73. BÁRÁNY, I. - MEZŐSI, G. (1995): Ecological characteristics of doline types in Aggtelek Hills (North Hungary). - Acta Geographica Tomus XXXIV, Special Issue, Szeged, pp. 135-146. KEVEINÉ BÁRÁNY, I. (1985): A karsztdolinák talajainak és növényzetének sajátosságai. - Földrajzi Értesítő XXXIV. évf., 3. füzet, pp. 195-207. KEVEINÉ BÁRÁNY, I. (1987): Karsztfelszínek ökológiai adottságai, különös tekintettel a felszínt borító talajokra és a növényzetre. - Oktatási Intézmények Karszt- és Barlangkutató Tevékenységének II. Országos Tudományos Konferenciája, pp. 31-36.

16

TALAJTULAJDONSÁGOK VÁLTOZÁSA ÉS JELLEMZŐI DOLINÁKBAN. Zseni Anikó Keveiné Bárány Ilona 1. Bevezetés

Recommend Documents