Egykori talajművelés nyomainak vizsgálata középhegységi erdős terület mikro-domborzataiban és talajaiban. Kivonat

Átírás

1 Chimica Acta Scientiarum Transylvanica, 25/3, Egykori talajművelés nyomainak vizsgálata középhegységi erdős terület mikro-domborzataiban és talajaiban Sándor Gábor 1, Boda Péter 2, Márta László 3, Novák Tibor József 4 1 Szent István Egyetem, Tájépítészeti és Településtervezési Kar, Tájvédelmi és Tájrehabilitációs Tanszék, Budapest, Villányi út sandor.gabor@tajk.szie.hu 2,3,4 DE TTK, Tájvédelmi és Környezetföldrajzi Tanszék, 4010 Debrecen, Egyetem tér 1. pf. 9. novak.tibor@science.unideb.hu 102 Kivonat A Bükkalja területén, mintegy m tsz.f. magasságban fekvő cseres-kocsánytalan tölgyes erdővel borított területen ( Síkfőkút Projekt ) végzett talajtani vizsgálataink során helyenként szabályos, mintegy 4 5 m-es távolságokban ismétlődő alacsony hátakat és azokat elválasztó, mintegy cm mélységű barázdákat fedeztünk fel. Korábbi kutatásaink alapján a terület talajai jelentős térbeli változatosságot mutattak, egyebek között Chromic Protovertic Luvisolt, Endostagnic Abruptic Luvisolt, és Mollic Umbrisolt találtunk, ugyanakkor a mikrogeomorfológia sajátos jellegét természetes folyamatokkal nem tudtuk magyarázni, és a területtel foglalkozó korábbi talajtani munkák sem említik. Ezért a barázdák és hátak keresztmetszetében újabb talajszelvények létesítésével vizsgáltuk meg azok felszín alatti struktúráját. Feltárásaink során, a hátakon jelentős mértékben erodált, vékony (4 cm) humuszos rétegű, a humuszos réteg alatt erősen savanyú kémhatású (ph H2O = 4,3; ph KCl = 3,4), erősen kötött, tömörödött, agyagos textúrájú Luvisolt találtunk. A barázdák alatt feltárt szelvény vastag (35 cm) humuszos rétegű, csak enyhén savanyú (ph H2O = 6,4; ph KCl = 5,9) kémhatású, morzsás szerkezetű Mollic szinttel rendelkező Phaeozemnek bizonyult. Mindkét szelvény esetében a feltalaj cm-es rétegében 1-2% közötti arányban találtunk műterméket (cserépdarabok, tégla- üveg törmelék, döntően 2 5 mm átmérőjű nagyságrendben), illetve HTM talajanyagot (a terület alapkőzetétől eltérő, máshonnan származó kavics), amelyek egyértelmű antropogén hatás, korábban mintegy 20 cm mélységig terjedő szántás jeleiként értelmezhetők. Mivel a terület korábbi műveléséről írásbeli és

2 Sándor G., Boda P., Márta L., Novák T. J. kartográfiai anyagok áttekintése alapján nem találtunk bizonyítékot, emiatt a talaj magbankjában kimutatott jelentős arányú, bolygatást tűrő növényfaj magjának jelenléte, mint közvetett bizonyíték mellett, a talaj egykori művelés hatására átalakult rétegei szolgálnak első konkrét bizonyítékként arra, hogy a jelenlegi erdőterület egy része korábban szántóföldi hasznosítás alatt állhatott. Kulcsszavak: erózió, erdőfelújulás, talajművelés, tájváltozás, tájtörténet. Bevezető, anyag és módszer A Síkfőkút projekt kutatási területe a Bükkalja völgyközi hátakkal és ÉNy- DK irányú völgyekkel tagolt, nagyobb részében egy völgyközi hát [1] enyhén lejtős területén, és annak egy oldalvölgyében, túlnyomórészt alsó oligocén kiscelli agyagon helyezkedik el, amely agyagos, agyagmárgás üledékek mellett, a közelben felszínre kerülő noszvaji tagozat kavicsos, helyenként mangántelepes rétegeivel váltakozik [2]. A terület talajtípusait a projekt kezdetekor (1972) az alaphektár közvetlen közelében létesített 2 talajszelvény alapján zonális barnaföldben, illetve agyagbemosódásos barna erdőtalajban határozták meg, ugyanakkor Stefanovits [3] felhívja a figyelmet a talajok gyakori vertic tulajdonságaira, amely a talajduzzadó képes agyagásványokban való gazdagságából fakad. A későbbiekben a Síkfőkút Projekt keretében számos tanulmány foglalkozik a terület talajával, azonban ezek többsége elsősorban annak elemforgalmát [4] mikrobiológiai aktivitását [5], illetve nedvességháztartását vizsgálja [6]. A talajok WRB szerinti osztályozása céljából végzett 2014-es helyszíni felvételezés alapján a völgyközi hát magasabb fekvésű tetőterületének talaját Chromic Protovertic Luvisolban, a meredek oldalvölgy lejtőjén kialakult talajt Protovertic Endostagnic Abruptic Luvisolban, míg az oldalvölgy völgytalpi részén kialakult talajt Mollic Umbrisolnak határoztuk meg a WRB (2014) [7] irányelvei alapján. A talajtani változatosság feltérképezése céljából 2015 tavaszán és nyarán további három talajszelvényt létesítettünk a védett erdőterületen áthúzódó mellékvölgy északi oldalán (1. ábra, Síkfőkút 8, 9, 10 szelvények), ahol a felszíni mikrodomborzat alapján korábbi antropogén hatások nyo- 103

3 Chimica Acta Scientiarum Transylvanica, 25/3, ábra: A síkfőkúti mintaterület domborzata és a feltárt talajszelvények elhelyezkedése. Fig. 1. The relief of the Síkfőkút plot and the location of the explored soil profiles. 2. ábra: A mikrodomborzati jellemzők és talajszelvények antropogén jellemzőinek kapcsolata a Síkfőkút 9 és Síkfőkút 10 talajszelvények esetén. Fig. 2. The relation between the microrelief and the anthropogenic features in the case of Síkfőkút 9 and Síkfőkút 10 plots. 104

4 Sándor G., Boda P., Márta L., Novák T. J. mait véltük felfedezni, amelyről az erdő műveléstörténetének dokumentációjában nem található említés. A mikrodomborzati elemek, illetve azok talajtulajdonságokkal való kapcsolatának felderítése céljából egy szelvényt létesítettünk egy lejtő irányba futó hát, egy azzal párhuzamos árok, illetve azok lejtőalji szakaszában elhelyezkedő akkumulációs felszín területén. A szelvényekből részletesen leírtuk az antropogén hatások nyomaira utaló bélyegeket, talajszintenként mintákat vettünk, melyekből laboratóriumban a szemcseösszetétel, ph, szerves széntartalom, humusztartalom, karbonát tartalom, könnyen felvehető P- és N-tartalom került meghatározásra. Eredmények és megvitatásuk A 2015-ben feltárt mindhárom szelvény erőteljes emberi hatások nyomait viseli magán, ezt az is bizonyítja, hogy a felső 22, 30 illetve 45 cm mélységig mindhárom szelvényben (Síkfőkút ) különböző műtermékeket (cserép, üvegdarab) és HTM-et (környező területekről származó mészkő, riolittufa kavics) találtunk. A Síkfőkút 8 szelvény esetében a talajszelvény vélhetően az oldalvölgy aljában húzódó egykori földutat tárt fel, a Síkfőkút 9 szelvény esetében a talaj szerkezeti elemei, szintezettsége és a műtermékek összetétele alapján egykori művelést, vagy legalábbis a szint többször bekövetkezett mechanikai átkeverését feltételezhetjük, a szelvény egész ugyanakkor erősen erodált. Míg a Síkfőkút 10 szelvény esetében vélhetően egykori eróziós barázda kitöltését ástuk meg (2. ábra), amelyben 30 cm vastag, homogén, humuszos, jó szerkezetű, vélhetően a szomszédos területek feltalajának eróziója során áthalmozott talajréteg települ. Az akkumulációs térszínen feltárt Síkfőkút 8 szelvényben mintegy cm mélység között recens lejtőüledékekkel fedetten egykori földútra utaló, erősen tömörödött, ember által transzportált anyagot tartalmazó réteg volt megtalálható. A benne lévő műtermékek (1. táblázat) alapján egészen fiatal felhalmozódásból származik a talaj felső, 15 cm-es rétege. A Síkfőkút 9 és 10 szelvények a felszínen is megfigyelhető, 4-5 méter széles hátakból és azokat elválasztó barázdákból álló felszíni mikro-domborzathoz kötődnek, vélhetően egykori művelés, vagy erdészeti talaj előkészítés következtében kialakult eróziós árkok és erodált hátak talaját tárják fel. A Síkfőkút 9 szelvényben mintegy 22 cm mélységig a talajszerkezet illetve az előforduló műtermékek rendszeres talajművelésre utalnak. A Sík- 105

5 Chimica Acta Scientiarum Transylvanica, 25/3, táblázat: Az egykori talajbolygatással érintett területen feltárt Síkfőkút 8, Síkfőkút 9 és Síkfőkút 10 talajszelvények alapvető adatai. Table 1. The main data of the Síkfőkút 8, Síkfőkút 9 és Síkfőkút 10 plots, explored on the area affected by the earlier soil disturbance. Szelvény mélység (cm) ph (H2O) ph (KCl) Corg % Földes rész % Vázr. % ,23 4,66 4,2 99,1 0,9 i.a.v ,03 4,10 1,5 98,0 2,0 i.a.v. Text. Műtermék HTM 1%, tégla, cserép, üveg törmelék (5 50 mm) tégla, cserép, kerámia törmelék (0 5 mm) ,31 4,23 1,5 99,0 1,0 i.a.v %, mészkő (2 5 cm) 1 2%, mészkő (2 5 cm) Síkfőkút ,22 4,27 1,3 100,0 0,0 a.v ,22 4,59 6,7 98,1 1,9 i.a.v ,36 3,38 0,8 98,8 1,2 a.v. <1% cserép, tégla törmelék (2-5 mm) <1% cserép, tégla törmelék (2-5 mm) ,59 3,44 0,7 97,2 2,8 a.v. 0 0 <1% mészkő kavicsok (20-50 mm) 1-2% riolittufa, és mészkő kavicsok (5-100 mm) Síkfőkút ,12 4,06 0,7 98,8 1,3 a.v ,48 5,93 5,2 99,0 1,0 i.a.v. <1% cserép, tégla törmelék (2-50 mm) ,44 4,38 1,5 99,2 0,8 a.v ,95 3,84 0,6 98,0 2,0 a.v Síkfőkút

6 Sándor G., Boda P., Márta L., Novák T. J. főkút 10 szelvény esetében feltehetően a művelés következtében kialakult eróziós barázdákat utólagosan kitöltő, a szomszédos területek feltalajából erózió által áthalmozott, nagy szerves anyag tartalmú, kedvező szerkezetű és kémhatású talajréteg halmozódott fel mintegy 30 cm vastagságban (2. ábra). A Síkfőkút 9 szelvény esetében ezzel szemben a szerves anyagban gazdag feltalaj csupán 4 cm vastag, és feltehetően csak a művelés, valamint az azt követő erózió után megtelepedő erdő hatására lezajlott szerves anyag akkumuláció eredménye. A 2015-ben feltárt talajszelvények az erdőrészlet korábbi talajbolygatásának egyértelmű jeleiként, bizonyítékaiként értelmezhetők, amelyekre eddigi írásos dokumentációkban nem sikerült utalást találni. A szelvények talajosztályozás szerinti helyzetét azok antropogén bélyegei az osztályozás szintjén nem érintik, ugyanakkor fontos közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak a korábbi tájhasználat eltérő jellegére vonatkozóan. Irodalomjegyzék 1. Antal, E.; Justyák, J., Seasonal changes of soil moisture in sessile-oak turkey oak forest in Síkfőkút (in hungarian). In: Tar, K. Berki, I. Kiss, Gy. (eds): Erdő és Klíma (Forest and Climate) KLTE, Debrecen, 1995, Dobos, A., Reconstruction of Quaternary landscape development with geomorphological mapping and analysing of sediments at the Cserépfalu Basin (the Bükk Mts., Hungary). Geomorphologica Slovaca et Bohemica, 1, 2012, Gyalog, L. (ed.), Explanations to the Surface Geological Map of Hungary in 1: Scale (in hungarian). Hungarian Institute of Geology, Budapest, 2005, IUSS Working Group WRB, World Reference Base for Soil Resources 2014, World Soil Resources Reports, No FAO, Rome, 2014, Koncz, G.; Papp, M.; Török, P.; Kotroczó, Zs.; Krakomperger, Zs.; Matus, G., Egy cseres-tölgyes állomány (Síkfőkút, Bükk-hegység) magbankja és szerepe a lágyszárú szint regenerálódásában. Természetvédelmi Közlemények 15, 2009,

7 Chimica Acta Scientiarum Transylvanica, 25/3, Stefanovits, P., Soil conditions of the forest. In: Jakucs P. (ed.) Ecology of an oak forest in Hungary. Results of Síkfôkút Project 1. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1985, Świtoniak, M.; Charzyński, P.; Novák, T.J.; Zalewska, K.; Bednarek, R., Forested hilly landscape of Bükkalja Foothill (Hungary). In: Świtoniak, M. Charzyński P. (eds.), Soil sequences atlas. Nicholaus Copernicus University Press, Torun. 2014, Tóth, J.A.; Nagy, P.T.; Krakomperger, Zs.; Veres, Zs.; Kotroczó, Zs.; Kincses, S.; Fekete, I.; Papp, M.; Mészáros, I.; Oláh, V., The Effects of Climate Change on Element Content and Soil ph (Síkfőkút DIRT Project, Northern Hungary). In: J. Kozak et al. (eds.), The Carpathians: Integrating Nature and Society Towards Sustainability, Environmental Science and Engineering, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013, Varga, Cs.; Fekete, I.; Kotroczó, Zs.; Krakomperger, Zs.; Vincze, Gy., The Effect of litter on soil organic matter (SOM) turnover in Síkfőkút site. Cereal Research Communications. 36, 2008, Specific soil and micro-geomorphologic features indicating historic cultivation in a forested hilly area 108 Summary Pedological and micro-geomorphological surveys were carried out in a protected sessile oak turkey oak-forest in the Bükk-foothill area, on m a.s.l. ( Síkfőkút Project ). As a result of detailed survey we discovered a repetitive pattern of parallel tended low ridges along the slope in 4-5 m distance, dissected by cm shallow ditches. Based on previous researches the soils shows high spatial variability, inter alia, Chromic - Protovertic Luvisols, Endostagnic - Abruptic Luvisols and Mollic Umbrisols were found [7], but we did not found any of natural surface forming factor, which could be responsible for development of this structures, and they were not even mentioned in earlier pedological publications concerning to the area. Therefore, we dissected in cross section of ditches and ridges with soil profiles, to discover they subsurface structure.

8 Sándor G., Boda P., Márta L., Novák T. J. As a result of detailed soil profiles description and after laboratory analysis of samples we classified strongly acidic (ph H2O 4.3; ph KCl 3.4), strongly bound, compacted, clay textured Luvisol under the ridges, with significantly eroded, shallow (4 cm) organic rich layer. Meanwhile soils under the ditches have deep (35 cm) humus rich layer with granular structure, slightly acidic (ph H2O : 6.4; ph KCl 5.9) ph, therefore it fulfilled the criteria of Mollic, and soil profile was classified as Phaeozem. In both of the profiles we found in the topsoil (0 to cm layer) artefacts (tile parts, bricks cullet, in the order of 2-5 mm in diameter predominantly) and human transported materials (gravels, from different bedrock) which are clearly indicating anthropogenic effects, most probable plowing until regular depth of 20 cm. In written and cartographic archives we did not found any evidence which concerning to the previous cultivation history of the area. Based on the investigations of the soil seed bank [5] supposed former influence of anthropogenic disturbances on the forest, which presumption could be confirmed by our pedological results, describing the evidence of remnants of earlier cultivation of soil, as the recent forested area had been cultivated in historic time. 109