Preliminary assessment of soil sulphur contamination and vegetation characteristic in the vicinity of former boreholes on afforested post-mine site Jeziorko

Authors

  • Justyna Likus-Cieślik Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow
  • Marcin Pietrzykowski Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow
  • Martyna Śliwińska-Siuśta Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow
  • Wojciech Krzaklewski Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow
  • Marta Szostak Department of Forest Management, Geomatics and Forest Economics, Institute of Forest Resources Management, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

DOI:

https://doi.org/10.7494/geol.2015.41.4.371

Keywords:

reclamation, afforestation, underground melting sulfur mine, pollution of sulfur

Abstract

The work aims to assess soil sulfur contamination degree indicating various reclamation efficiencies within microhabitats formed in the “Jeziorko” inoperative boreholes of former sulfur-mining areas which have been reclaimed to forest. Three plot categories have been initially determined in post-mining areas: category D – degraded, i.e. ineffectively reclaimed and unsuccessfully afforested plots, pine stands category (P), and birch stands (B), successfully afforestated. Afterwards, four circular plots were defined within each of the determined categories (4 replications, i.e. a total of 12 plots). For each plot, cover-abundance (according to the Braun-Blanquet scale) and dominant herbaceous vegetation species, tree species and stand density were determined. Height (Ht) and diameter at breast height (DBH) measurements were taken, and a vitality assessment was completed according to the IUFRO classification. Soil samples were collected at each plot from the plots in 5 points at two different depths (0–5 cm and 5–40 cm) and laboratory analysis were prepared. Soil  properties such as texture, pH, electrical  conductivity (EC), hydrolytic acidity (Hh), the contents of soil organic carbon SOC, total nitrogen TN, total sulfur TS, and exchangeable cations (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) were determined. Soils from the D plot category were characterised by high sulfur contamination, excess salinity (EC), and strong acidity in top soil. These parameters indicated the completed neutralization had not been performed effectively at certain sites. Pine (P) and birch (B) stands categories showed good growth rates and soil parameters indicating the reclamation treatments  had been completed successfully.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Justyna Likus-Cieślik, Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

MSc, PhD student

Marcin Pietrzykowski, Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

PhD, DSc, Associate Professor of Forest Ecology and Reclamation

Martyna Śliwińska-Siuśta, Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

MSc

Wojciech Krzaklewski, Department of Forest Ecology and Reclamation, Institute of Forest Ecology and Silviculture, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

Proffesor, PhD, DSc

Marta Szostak, Department of Forest Management, Geomatics and Forest Economics, Institute of Forest Resources Management, Faculty of Forestry University of Agriculture in Krakow; al. 29-listopada 46, 31-425 Krakow

PhD

References

Abrol, I.P., Yadav J.S.P. & Massoud F.I., 1988. Salt-affected soils and their management. FAO Soil Bulletin, 39.

Baule H. & Fricker C., 1973. Nawożenie drzew leśnych. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.

Braun-Blanquet J., 1964. Pflanzensoziologie. Springer, Berlin, Wien, New York.

Długosiewicz F., 1999. Rekultywacja gruntów poprzemysłowych na terenie kopalni siarki „Jeziórko”. [in:] Górnictwo odkrywkowe – środowisko – rekultywacja, ze szczególnym uwzględnieniem KWB „Bełchatów”: międzynarodowa konferencja naukowa, 8–9 czerwca 1999, Bełchatów, Kraków, 57–59.

Gołda T., 2005. Rekultywacja. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.

Gołda T., Haładus A. & Kulma R., 2005. Geosozologiczne skutki likwidacji kopalń siarki w rejonie Tarnobrzega. Inżynieria Środowiska, 10(1), 70–72.

Gąsiewicz A., Jasionowski M. & Poberzhskyy A., 2012. Wpływ eksploatacji siarki na cechy geochemiczne środowiska powierzchniowego złóż siarki z pogranicza polsko-ukraińskiego. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 449, 5–40.

Härtel O., 1953. Eine neue Methode zur Erkennung von Raucheinwirkungen an Fichten. Zentralblatt Gesamte Forst Holzwirtschaft, 72, 12–21.

Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach B. Filipiak K., Krakowiak A. & Pietruch C., 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb. Metale ciężkie, siarka i WWA. Biblioteka Monitoringu Środowiska, PIOŚ, Warszawa.

Klasyfikacja gleb leśnych Polski, 2000, Centrum Informacyjne Lasów Państwowych, Warszawa.

Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych: PTG 2008 [Polish Soil Taxonomy], 2008, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Warszawa.

Kowalik S., 2004. Zagadnienia z gleboznawstwa. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.

Kozłowski T., 1997. Responses of woody plants to flooding and salinity. Tree Physiology Monograph, Heron Publishing, Victoria, Canada.

Krzaklewski W., Kowalik S. & Wójcik J., 1997. Rekultywacja utworów toksycznie kwaśnych w górnictwie węgla brunatnego. Monos, Kraków.

Leibundgut H., 1958. Beispiel einer Bestandesanalyse nach neuen Baumklassen. International Union of Forest Research Organisations. [in:] 12 ème Congrès, Oxford, 1956: rapports. 12th Congress: papers. 12. Kongress: Abhandlungen, Volume 2, Section 23 & 24, London, 95–118.

Menz F.C. & Seip H.M., 2004. Acid rain in Europe and the United States: an update. Environmental Science and Policy, 7, 253–265.

Michno W., Dziedzic W. & Czajkowski R., 2009. Przywracanie wartości użytkowych terenom górniczym na przykładzie KiZPS „Siarkopol”. [in:] XIII Warsztaty Górnicze z cyklu „Zagrożenia naturalne w górnictwie”, 17–19 czerwca 2009, Bogatynia – Świeradów-Zdrój, IGSMiE PAN, Kraków, 197–211.

Motowicka-Terelak T. & Dudka S., 1991. Degradacja chemiczna gleb zanieczyszczonych siarką i jej wpływ na rośliny uprawne. Series: R – Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa 284, Dział Wydawnictw Naukowych IUNG, Puławy.

Ostrowska S., Gawliński Z. & Szczubiałka Z., 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin: katalog. Dział Wydawnictw IOŚ, Warszawa.

Pawłowski S., Pawłowska K. & Kubica B., 1985. Budowa geologiczna tarnobrzeskiego złoża siarki rodzimej. Prace Instytutu Geologicznego, 114, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.

Pietrzykowski M., Krzaklewski W., Woś B. & Pietrzak W., 2012. Ocena zagospodarowania leśnego zrekultywowanych terenów po otworowej eksploatacji siarki. Przegląd Górniczy, Miesięcznik Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Górnictwa, 7(68), 98–103.

Plan Urządzenia Lasu dla Nadleśnictwa Nowa Dęba. Sporządzony na okres od 01.01.2003 do 31.12.2012 [Forest Management of Nowa Dęba Forest Inspectorate for 2003–2012]. RDLP w Lublinie, BULiGL, Lublin.

Puchalski T. & Prusinkiewicz Z., 1975. Ekologiczne podstawy siedliskoznawstwa leśnego. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.

Skawina T., Trafas M. & Gołda T., 1972. Problemy rekultywacji terenów pogórniczych Kopalni Siarki „Jeziórko”. Ochrona Terenów Górniczych, 20, 3–13.

Van Reewijk, L.P., 2002. Procedures for soil analysis. Series: Technical Paper 9, ISRIC, FAO, Wageningen.

Warmiński K., Rogalski L. & Bęś A., 2005. Oddziaływanie dwutlenku siarki i siarczanów (IV) na zanik chlorofilu w niektórych roślinach wskaźnikowych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 505, 491–501.

Warzybok W., 2000. Rekultywacja terenów górniczych Kopalni Siarki “Jeziórko”. [in:] Ochrona i rekultywacja gruntów: materiały konferencji naukowo-technicznej zorganizowanej wspólnie z Instytutem Ochrony Środowiska, Przedsiębiorstwem Rekultywacji Terenów Górniczych „Jeziórko”, Baranów Sandomierski 14–16 czerwca 2000, Inżynieria Ekologiczna, 1, Ekoinżynieria, Lublin, 23–26.

Wilczek A., Skierucha W., Janik G., Cieśla J. & Pichler V., 2012. Zasolenie gleby wyznaczane sensorami FDR działającymi w zmiennej częstotliwości. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 12, 2(38), 341–349.

Woś A., 1999. Klimat Polski. Wyd. PWN, Warszawa.

Downloads

Published

2016-03-15

How to Cite

Likus-Cieślik, J., Pietrzykowski, M., Śliwińska-Siuśta, M., Krzaklewski, W., & Szostak, M. (2016). Preliminary assessment of soil sulphur contamination and vegetation characteristic in the vicinity of former boreholes on afforested post-mine site Jeziorko. Geology, Geophysics and Environment, 41(4), 371. https://doi.org/10.7494/geol.2015.41.4.371

Issue

Vol. 41 No. 4 (2015)

Section

Articles

License

Licencja Creative Commons

Authors have full copyright and property rights to their work. Their copyrights to store the work, duplicate it in printing (as well as in the form of a digital CD recording), to make it available in the digital form, on the Internet and putting into circulation multiplied copies of the work worldwide are unlimited.

The content of the journal is freely available according to the Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)