EVALUAREA CALITATII SOLULUI, A FENOMENELOR DE DEGRADARE SI FORMELOR DE POLUARE DIN ZONA STUDIATA

CALITATEA SOLULUI SI EVALUAREA EI

Ce este solul

Solul reprezinta unul dintre cele mai complexe sisteme de pe Terra, de o insemnatate fundamentala pentru sustinerea vietii. Intr-adevar, solul, respectiv invelisul de sol, constituie o foarte importanta resursa naturala a planetei, un mijloc de productie in agricultura si silvicultura, un obiect al activitatii omului si principala sursa de obtinere de produse agroalimentare, care ii confera caracterul de valoroasa avutie de neinlocuit a naturii si societatii. Invelisul de sol formeaza un imens sistem la scara planetara, subsistem al geosistemelor continentale si ecosistemelor terestre, care, alaturi de sistemul oceanului planetar, influenteaza intreaga biosfera si atmosfera si este influentat de acestea. Ia parte activa la toate circuitele substantelor si ale energiei din natura si contribuie la reglarea compozitiei aerului atmosferic si a apei de la suprafata Terrei. Consta din numeroase ecosisteme si peisaje geografice in stransa inlantuire spatiala si coerenta legatura cu litosfera, biosfera (vegetatia superioara, animale, microorganisme), atmosfera, cu conditiile ei climatice, si topografia, pentru care joaca rolul de interfata, mijlocind schimburile de substanta si energie dintre acestea, precum si variatele procese geochimice si biochimice de la suprafata scoartei.

Importanta cruciala a solului rezida in faptul ca, folosit in mod corespunzator, contribuie la asigurarea securitatii alimentare, fiind factorul primar de care depind cantitatea si calitatea produselor necesare hranei vietuitoarelor (inclusiv omul). La acestea se adauga rolul esential al solului in indeplinirea unor functii si servicii necesare vietuirii.

Calitatea solului. Definitie

Termenul de calitatea solului (soil quality), introdus relativ recent si din ce in ce mai larg folosit, este mult discutat in literatura, avand diverse conotatii, fapt care creaza multe confuzii (Rositer, 1996; Ranst, 1996; Bouma, 1996). Se pare ca acest termen este folosit prin analogie cu termenii de calitatea apei, calitatea aerului, calitatea mediului, calitatea vietii, notiunea de calitate implicand un ansamblu de caracteristici care definesc relatii subiectiv-obiective, considerate antropocentric, referitoare la starea de satisfacere (indestulare) sau de gradul in care corespunde cerintelor specifice (de a fi bun sau rau). Adeseori, accentul se pune in cazul calitatii solului pe insusirile de care depinde starea de sanatate pe care solul o induce vietuitoarelor, astfel ca, de multe ori, in literatura se echivaleaza calitatea solului cu sanatatea solului (Brady si Weil, 2000). Confuzia se datoreaza si intelesului diferit al cuvantului calitate, fie ca grad de bonitate, cu semnificatie de valoare globala (de exemplu teren de calitate excelenta), fie ca atribut referitor la o anumita insusire (de exemplu teren sau sol cu foarte buna capacitate de retinere a apei, teren cu fertilitate foarte buna sau moderata etc). Confuzia este accentuata si de circulatia paralela a termenului de calitate a terenului (land quality) ca criteriu de evaluare a terenului bazata pe un complex de insusiri (atribute) care-i confera o anumita comportare, printre care - evident - si insusiri ale solului (deosebindu-se pe aceasta cale clase de calitate); van Diepen et al (1991, citat dupa van Ranst, 1996) considera insuficient precizat termenul de calitate a terenului, iar Sys (1993) comenteaza similar acest termen si il redefineste pentru precizare, specificand ca evaluarea terenului trebuie facuta pentru un anumit tip de utilizare.

In genere, ideea de calitate a solului variaza la diferiti oameni in functie de preocuparile lor:

pentru agricultori inseamna un teren productiv care se exploateaza usor, cu profit ridicat si care isi mentine fertilitatea;

pentru naturalist inseamna sol integrat in mod armonios in peisajul geografic;

pentru cei care se ocupa de mediu inseamna un sol care isi indeplineste functiile in ecosistem sau geosistem la potentialul sau cu privire la mentinerea biodiversitatii, calitatea apei si aerului, ciclul nutrientilor, cantitatea si calitatea biomasei produse etc

La noi in tara, calitatea solului a fost privita pana de curand sub aspectul

indeplinirii functiei de a contribui la producerea de biomasa, prin definirea si evaluarea claselor de bonitare a solului sau a celor de pretabilitate la anumite folosinte sau amenajari (ICPA, Metodologia elaborarii studiilor pedologice, 1987). Mai tarziu, (Florea si colab, 1991, Florea , 2000 a) sunt stabilite si discutate principalele calitati ale solului care determina reactivitatea solului fata de agentii chimici contaminanti, de care depinde vulnerabilitatea solului la poluarea cu diferiti compusi chimici, stabilind totodata si un model de comportare a diferitelor soluri fata de acesti agenti contaminanti si modul de elaborare a hartilor cu vulnerabilitatea solurilor la poluare (Florea si colab. 1991, Florea, 2000 b).

Se pare ca tendinta in definirea si evaluarea notiunii de calitatea solului este cea de a considera procesele fizice, chimice si biologice intercorelate in intregul sistem in conditii de diferite utilizari ale solului, in loc de a considera calitati ale solului sau terenului luate separat.

Cea mai utilizata definitie, in prezent, pentru calitatea solului este capacitatea unui anumit sol de a functiona in cadrul unui ecosistem natural sau folosit de om, pentru a sustine productivitatea plantelor si animalelor, pentru a pastra sau creste calitatea apei si aerului si pentru a asigura sanatatea vietuitoarelor si a habitatului (U.S.D.A. - N.R.C.S.). Evident, orice schimbare in capacitatea solului de a functiona (respectiv in calitatea solului) se va reflecta in proprietatile solului, cu consecinte corespunzatoare in fertilitate, eficienta economica, starea mediului inconjurator si a biotopului, situatia sanitara.

Functiile solului (dupa U.S.D.A. - N.R.C.S.)

Principalele functii pe care le poate asigura solul si care determina calitatea lui sunt urmatoarele:

Sustinerea activitatii biologice (cresterea plantelor, dezvoltarea microorganismelor, cresterea animalelor), a biodiversitatii si productivitatii prin asigurarea unui mediu fizic, chimic si biologic favorabil dezvoltarii vietuitoarelor si schimbului de apa, aer, nutrienti si energie;

Reglarea regimului de apa si de aer (distributia fluxului de apa intre infiltratie si scurgere la suprafata, stocare si drenaj in adancime) si formarea solutiei solului cu nutrienti si alte substante;

Acumularea, reglarea eliberarii si aprovizionarii cu nutrienti si alte elemente prin reciclarea acestora (cicluri biogeochimice) cu ajutorul vietuitoarelor din sol (edafon);

Filtrarea, tamponarea, transformarea, imobilizarea, indepartarea si detoxificarea materialelor organice sau anorganice (inclusiv deseuri municipale, animaliere, industriale, incluzand si caderi atmosferice), actionand pentru protectia calitatii apei, aerului si edafonului;

Suport pentru cladiri si diferite infrastructuri si protectie pentru comori arheologice si situri asociate cu locuiri umane vechi.

Fertilitate, capacitate de productie a ecosistemului si productivitate

efectiva a (agro)ecosistemului

Fertilitatea solului se coreleaza, de regula, cu productia vegetala a unui teren

si, in mod obisnuit, reflecta calitatea solului; uneori este considerata ca exprima insasi calitatea solului, fiind privita de agricultori ca cea mai importanta si reprezentativa functie a solului.

Fertilitatea solului este determinata de ansamblul insusirilor solului si al conditiilor de mediu (factori si determinanti ecologici dupa C. Chirita), ansamblu care formeaza specificul ecologic al fiecarei unitati teritoriale elementare de sol (pedotop). Aceasta proprietate esentiala a solului se pune in evidenta numai prin intermediul unei biocenoze sau plante de cultura (fiecare cu potentialul biologic propriu) in cadrul ecosistemului terestru (sau agroecosistemului) respectiv, care se caracterizeaza, deci, printr-o capacitate de productie specifica sau productivitate vegetala potentiala.

Deoarece plantele au abilitati variate de a valorifica un anumit potential de fertilitate al unui sol (pedotop), capacitatea de productie a (agro)ecosistemului caruia ii apartine solul respectiv va fi diferita de la o planta la alta. Deci, un anumit sol, caracterizat prin potentialul sau de fertilitate, va genera diferite capacitati de productie, in functie de planta cultivata (sau de biocenoza sau asociatia vegetala). Este de subliniat ca fertilitatea este un atribut al solului si mediului in care se afla, in timp ce capacitatea de productie (productivitatea) trebuie atribuita intregului (agro)ecosistem, nu numai solului sau numai plantei.

Capacitatea de productie este determinata, deci, in conditii naturale, de doua laturi distincte, si anume una care se refera la potentialul de fertilitate care deriva din specificul ecologic al solului (si care este unul pentru un anumit sit) si alta care se refera la favorabilitatea variata a acestui potential pentru diferite plante, care este determinata de masura in care sunt satisfacute cerintele de viata ale fiecarei plante sau asociatii vegetale, atat de diferite de la o planta la alta.

Fertilitatea solului (ca si capacitatea de productie a ecosistemului) poate fi nativa, cea corespunzatoare solurilor aflate sub vegetatie naturala, neinfluentata de om si modificata antropic, denumita adesea si artificiala, cea corespunzatoare solurilor influentate de activitatea productiva a omului. Fertilitatea modificata antropic poate fi, la randul ei, culturala, rezultata prin utilizarea indelungata in cultura agricola a solurilor dupa defrisarea padurii sau destelenirea pajistilor sau tehnogena, rezultata in urma efectuarii unor lucrari de imbunatatiri funciare sau aplicarii unor tehnologii agricole intensive, care au modificat mult insusirile solului si, implicit, potentialul de fertilitate nativ.

Atat fertilitatea culturala cat si cea tehnogena a solului si, implicit, capacitatile de productie ale (agro)ecosistemelor respective, sunt caracteristici potentiale. Ele se materializeaza prin actiunea vegetatiei si activitatea omului si se manifesta prin productia efectiv obtinuta sau productivitatea (efectiva) a ecosistemului, exprimata prin cantitatea de produse vegetale obtinuta pe hectar. Productivitatea efectiva a (agro)ecosistemului este mult influentata de tehnologia de cultura, de organizarea activitatii de productie, dar si de conditiile meteorologice (fig. . ), de aceea sunt frecvente cazurile in care se obtin productivitati ridicate pe soluri cu potential scazut de fertilitate si viceversa.

Calitatea solului, element cheie in evaluarea calitatii mediului.

Rezistenta si rezilienta solului

Solul, ca sistem complex in continua dinamica, prezinta proprietatile generale de receptivitate a conditiilor de mediu si de reactivitate (comportare) la modificari ale acestora sau fata de actiuni de perturbare a solului. Prin receptivitatea solului se intelege capacitatea acestuia de a suferi sau de a asimila si de a integra in mod specific actiunea oricarui factor sau agent exterior. Reactivitatea solului se refera la capacitatea lui de a "raspunde" , de a se comporta in mod specific fata de factorii si stimulii mediului. Cele doua proprietati se completeaza reciproc, fiind laturi ale unei proprietati mai generale de reflectivitate. Datorita acestora, solul se dezvolta pe termen lung, sub influenta conditiilor de mediu si a proceselor induse de acestea, evoluand de la faza incipienta de formare la cea climax, cand ajunge sa fie in echilibru cu conditiile de mediu pe care le reflecta; ele determina si "adaptarea" continua a sistemului sol la schimbarile naturale ale conditiilor de mediu, uneori pastrand caracteristici ale fazelor anterioare de evolutie, "memorand", astfel, principalele etape de evolutie ale acestora (cazul solurilor poligenetice). Ca atare, solul apare ca un component relativ stabil al ecosistemelor (sau geosistemelor), avand o anumita inertie in evolutie, un anumit caracter de continuitate si conservatorism (in comparatie cu aerul, apa si vietuitoarele, care se reimprospateaza sau se schimba relativ rapid in cadrul diferitelor ecosisteme in curs de evolutie). Aceasta evolutie pe termen lung a sistemului sol se exprima prin capacitatea specifica de evolutie a solului, care este data de rata de adaptare a sistemului sol la conditiile de mediu, care poate fi mai rapida sau mai lenta, in functie atat de compozitia si proprietatile solului cat si de diferenta dintre starea sistemului sol si starea climax a acestuia.

In conditii antropice, datorita unei anumite utilizari, amenajari teritoriale, chimizari etc, sistemul sol poate fi perturbat, iar functionarea lui deranjata, afectand calitatea solului. In asemenea situatii, diferitele soluri se comporta diferit, in functie de proprietatile lor. Aceasta comportare poate fi definita prin rezistenta si rezilienta solului.

Rezistenta solului este capacitatea solului de a se opune modificarii unei proprietati sau functii cand este confruntat cu actiuni din afara sau perturbari accidentale sau periodice; capacitatea de tamponare a solului la acidifiere (prin "ploi acide" sau ingrasaminte fiziologic acide), la scaderea concentratiei de nutrienti in solutia solului constituie exemple edificatoare de rezistenta a solului.

Rezilienta solului este capacitatea solului de a se reface sau de reveni la o stare apropiata de cea normala dupa ce a suferit o perturbare sau stres, precum si viteza cu care are loc revenirea.

Rezistenta si rezilienta solului sunt caracteristici importante in evaluarea calitatii solului.

Solul si calitatea lui apare, deci, nu numai ca un indicator care arata sau reflecta starea sau calitatea mediului ambiant, ci si a evolutiei acestuia (Florea, 1988, 2003). Urmarirea complexa a evolutiei solurilor (a pedotopurilor), a calitatii lor, mai ales in teritorii amenajate cu lucrari de imbunatatiri funciare, va reflecta atat schimbarile in conditiile de mediu cat si in caracteristicile invelisului de sol si poate fi un indicator util in stabilirea eficientei ecologice si economice a sistemelor de imbunatatiri funciare si a modului de exploatare a acestora.

Evaluarea calitatii solului

Stabilirea calitatii solului sau evaluarea ei in sensul definitiei date mai sus este o problema inca nesatisfacator rezolvata, desi urmarirea ei in timp este foarte importanta pentru precizarea efectului practicilor manageriale aplicate solului. Se fac studii pentru dezvoltarea unei metodologii corespunzatoare. Totodata, este dezvoltat conceptul nou, integrator de calitate a solului prin dezbateri stiintifice cu dublu scop, pe de o parte de a fi public extinsa si recunoscuta importanta acestuia pentru functionarea armonioasa si sanatoasa a ecosistemelor, iar pe de alta parte de a fi considerata si utilizata ca un instrument eficient pentru alegerea celor mai bune practici agricole sau a celor mai adecvate masuri sau lucrari tehnice de ameliorarea a solului sau de amenajare a teritoriului, in functie de modul de utilizare a terenurilor.

Trebuie precizat ca aceasta proprietate globala a solului, calitatea, nu poate fi masurata direct (ca de altfel si fertilitatea solului); ea poate fi evaluata indirect, printr-o serie de indicatori calitativi si cantitativi, tinand seama ca acestia reflecta compozitia si alcatuirea diferite ale solului, proprietati si procese fizice, chimice si biologice variate, care interactioneaza intr-un corp sau sistem cu caracter de viu intr-o continua dinamica.

Stabilirea sau evaluarea calitatii solului poate fi considerata ca o caracteristica globala a acestuia, strans legata de prima acceptie a notiunii de calitate, respectiv de "totalitatea insusirilor si laturilor esentiale in virtutea carora un lucru este ceea ce este, deosebindu-se de celelalte lucruri" (DEX, 1998), indiferent de cat de bune sau rele sunt acestea. Se propune a denumi aceasta insusire globala calitatea absoluta a solului, pentru a o diferentia de calitatea relativa a solului, care, prin definitie, raspunde celei de-a doua acceptiuni a notiunii de calitate, in sensul de a fi bun sau rau in diferite grade. Calitatea absoluta specifica a solului corespunde, deci, totalitatii insusirilor si trasaturilor solului, considerate in mod obiectiv, nu sub aspect antropocentric si este definita prin marimi si indicatori ca atare (in sine) fara a se aprecia cat de bune sau rele sunt acestea. In continuare, termenul simplu de calitate a solului va fi utilizat pentru calitatea relativa a solului.

Caracterul complex a evaluarii calitatii solului deriva chiar din concept, prin faptul ca, prin definitie, se refera atat la ecosistemele naturale cat si la cele antropizate. Ca atare, apare necesar sa se deosebeasca o calitate a solului nativa sau naturala, dezvoltata sub influenta factorilor de mediu si proceselor generate de acestia, practic neinfluentate de om (inherent soil quality, in limba engleza) si o calitate a solului modificata antropic (dynamic soil quality, in limba engleza), care se refera la calitatea solului asa cum apare din insusirile solului schimbate ca urmare a diferitelor utilizari ale terenului in practica agricola, de imbunatatiri funciare sau in alt mod.

Evaluarea starii de calitate a unui sol presupune un termen de referinta fata de care capacitatea functionala a solului sa fie comparata (reference soil condition). De regula, comparatia se face fata de un sol larg raspandit si, deci, reprezentativ pentru un teritoriu si cu o semnificatie aparte din punct de vedere agricol, forestier, ingineresc etc (benchmark soil); de asemenea, se poate compara cu insusirile initiale ale solului respectiv (baseline), ca in cazul monitoringului pedologic sau cu insusirile unui sol similar, aflat sub vegetatie nativa (nederanjata) ori cu management similar.

Evaluarea calitatii solului (sau a unei insusiri a acestuia) necesita, de asemenea, precizarea scopului in care se face estimarea sau conditiile de functionare a solului, pentru ca aceeasi insusire a unui sol poate fi buna pentru o anumita folosinta, planta sau management, rea pentru alta folosinta, planta sau management sau indiferenta pentru alte situatii. Evaluarea calitativa se face, deci, in raport cu situatii concrete de utilizare a solului. Adeseori este necesar sa se precizeze si conditiile in care este situat solul, topografice mai ales ( pe partea superioara a pantei sau cea inferioara, inclinarea pantei si expozitia, caracterul inundabil si frecventa inundatiilor etc), pentru o corecta evaluare.

Este de remarcat caracterul subiectiv al evaluarii diferitelor insusiri ale solului, datorita interpretarii lor tinand seama de cat de utile sunt omului (caracter antropocentric).

Indicatori de calitate a solului

Calitatea solului este determinata, in fond, de o serie de procese fizice, chimice si biologice si de intensitatea dezvoltarii lor (ca de exemplu alterarea, levigarea, humificarea, schimbul de substante, eroziunea etc). Deoarece nu este posibila masurarea acestora, se foloseste o serie de proprietati ale solului care sunt semnificative pentru aceste procese. Proprietatile respective masurate (sau evaluate semicantitativ) constituie setul de indicatori pe care se bazeaza evaluarea calitatii.

Majoritatea indicatorilor sunt fizici, chimici si biologici. Cei mai folositi sunt (dupa Brady si Weil, 2000):

Indicatori fizici:

textura si structura; influenteaza retinerea si transportul apei si substantelor;

adancimea solului si inradacinarea; influenteaza potentialul de fertilitate, eroziunea solului, stabilitatea reliefului;

infiltratia si densitatea aparenta; influenteaza potentialul de eroziune, porozitatea, productivitatea;

capacitatea de retinere a apei; este corelata cu retinerea si transportul apei, cu erodabilitatea hidrica, cu lucrabilitatea si traficabilitatea etc.

Indicatori chimici

continutul total de materie organica: defineste stocarea de C, fertilitatea potentiala, stabilitatea structurala;

continutul de materie organica activa: defineste stabilitatea structurala si hrana pentru microorganisme;

pH-ul; defineste pragurile (treptele) de activitate chimica si biologica;

conductivitatea electrica; defineste pragurile de activitate microbiana si a plantelor;

N, P, K extractabili; definesc accesibilitatea nutrientilor pentru plante si potentialul pentru pierderi de N si sunt indicatori de fertilitate si de calitate a mediului.

Indicatori biologici

C si N masei microbiene: reflecta potentialul catalitic microbian si avertizare timpurie despre efectul managementului asupra materiei organice;

N mineralizabil potential: reflecta potentialul de aprovizionare cu N si fertilitatea (productivitatea) solului;

respiratia specifica: reflecta activitatea microbiologica pe unitatea de biomasa microbiana;

numarul de macroorganisme: reflecta activitatea organismelor din sol, mai ales a viermilor de pamant.

Desigur, si alti indicatori pot sa fie folositi.

Din punct de vedere practic, este utila sistematizarea indicatorilor pedologici in functie de gradul in care sunt influentati si se modifica in functie de managementul solului. Din acest punct de vedere, pot sa se distinga trei categorii (Brady si Weil, 2000), care reflecta diferite categorii de proprietati, si anume:

proprietati relativ stabile, care nu se schimba prin management sau prea putin: textura, caracterul scheletic, mineralogia substratului anorganic, grosimea solului, orizonturi restrictive, panta;

proprietati labile, care se pot schimba repede, chiar de la o zi la alta, ca rezultat al conditiilor meteorologice sau al practicilor manageriale curente: continutul de apa, densitatea aparenta, continutul de N, P, Z accesibile, pH-ul, respiratia solului, compozitia aerului din sol etc;

proprietati intermediare, care se pot modifica sub influenta unor practici manageriale pe termen mediu sau lung: continutul de materie organica, continutul de C organic activ, biomasa microbiana, structurarea solului, respiratia specifica etc.

Dintre aceste proprietati (si indirect indicatori), se da in studii atentie ultimelor,

caci odata deteriorate, refacerea lor este dificila si cere mult timp si invers, printr-o practica manageriala buna se poate ridica nivelul acestora, nivel care, odata atins, tinde sa se mentina o perioada lunga de timp.

Evaluarea calitatii solului se bazeaza pe examinarea indicatorilor care se refera la proprietati stabile sau intermediare care determina capacitatea functionala a solului intr-un anumit scop. Natura indicatorilor si numarul lor depind de scara de evaluare (camp, ferma, peisaj, regiune) si, evident, de scopul in care se face evaluarea (functia sau serviciul solicitat in cazul a diferite utilizari ale solului).

Indicatorii alesi pentru evaluare trebuie sa fie sensibili la schimbari ale proprietatilor, siguri, sa reflecte corect situatia, sa fie usor de obtinut sau determinat si capabili sa detecteze schimbari chiar mici in procese, proprietati si interrelatii din sol; trebuie sa fie masurati cantitativ sau cel putin estimati semicantitativ. In unele cazuri se poate obtine, prin functii de pedotransfer (relatii matematice intre doua sau mai multe proprietati ale solului, care arata o confidenta statistica de nivel ridicat).

Restrictii (limitari) si degradari

In evaluarea calitatii solurilor se utilizeaza frecvent termenul de limitare sau restrictie (sau factor limitativ ori restrictiv) care nu trebuie echivalat cu starea de degradare sau deteriorare a solului.

Limitarea (restrictia) se refera la o insusire nativa a solului (terenului), care restrange utilizarea acestuia intr-un anumit mod sau scop sau pentru o anumita cultura. De exemplu, panta accentuata a unui teren, caracterul puternic scheletic al solului, saraturarea intensa, regimul termal al solului la nivel foarte scazut etc sunt conditii sau factori care exclud folosirea solului respectiv ca arabil. Alte insusiri ca aciditatea accentuata, textura, regimul termal etc restrang gama de culturi care se pot practica cu succes.

In cazul terenurilor cu factori limitativi trebuie sa se adapteze folosinta terenului si cultura, daca este cazul, tinand seama de natura factorului sau factorilor restrictivi si intensitatea de manifestare a acestora, daca nu este posibila modificarea acestora. Din acest punct de vedere, factorii restrictivi (limitativi) pot fi absoluti sau necorectabili (ca de exemplu temperatura joasa, panta prea accentuata, caracterul bolovanos intens al solului etc) si factori restrictivi corectabili, care pot fi modificati si ameliorati prin diverse tratamente sau lucrari (ca aciditatea sau saraturarea solului, excesul de apa etc).

Degradarea solului, spre deosebire de limitare (restrictie), este indusa de om, care foloseste solul in mod necorespunzator, generand deteriorarea sau chiar distrugerea acestuia. Uneori, restrictii ca saraturarea nativa sau inmlastinirea nativa se confunda cu degradarea; de asemenea, nu trebuie confundat un teren neproductiv sau slab productiv in mod nativ cu un teren degradat (antropic) care si-a diminuat potentialul productiv.

Exista insa si cazuri cand scaderea potentialului productiv al unui teren are o cauza naturala, de regula recenta, cum este cazul terenurilor afectate de alunecari, colmatate prin inundare cu sedimente nefertile, terenuri acoperite de lava sau cenusi vulcanice etc.

Modul de evaluare a calitatii solului

O metodologie de evaluare globala a calitatii solului, valabila pentru orice conditii si utilizari, nu exista si nici nu poate fi elaborata, deoarece calitatea solului se estimeaza in functie de modul de folosire sau de functiile pe care le indeplineste, care sunt foarte variate. De aceea, evaluarea calitatii solului se face pentru fiecare utilizare sau functie in parte, pornind fie direct de la proprietatile pedotopului (deci indicatori pedologici), fie pe baza de functii ale solului care, la randul lor, sunt estimate tot prin indicatori pedologici.

In principiu, metodologia (Metodologia elaborarii studiilor pedologice, ICPA, 1987, Florea, 2003) consta in:

- alegerea celor mai potriviti indicatori care se refera la insusiri care arata o stransa corelatie cu functia sau modul de utilizare a solului luat in considerare si o reflecta cel mai expresiv, mai relevant, urmata de incadrarea valorilor indicatorilor in clase de marimi;

- stabilirea masurii in care valorile indicatorilor (sau clasele de marime ale lor) sunt favorabile pentru functia sau utilizarea considerata a fi evaluata, raspund, deci, cerintelor acestora, obtinandu-se astfel nivelul de calitate al insusirii respective pentru functia sau utilizarea considerata;

- atribuirea unui calificativ sau index (numeric) de calitate, tinand seama de masura in care diferiti indicatori au fost sau nu favorabili (de nivelul calitativ al lor in situatia considerata).

Aplicarea in practica variaza foarte mult ca grad de fundamentare a criteriilor de evaluare (indicatorilor), plecand chiar de la simple observatii in teren si determinari expeditive in camp, apreciate de catre specialist (cum apare, de exemplu, in fisa laturata), pana la studii pedologice detaliate cu date morfogenetice, fizice, chimice, biochimice, biologice, despre mediul sau situl respectiv, completata cu analize variate de laborator (ca de exemplu cele redate in Metodologia elaborarii studiilor pedologice, ICPA, 1987).

Pentru o evaluare globala a calitatii solului s-a emis ideea calcularii unui numar-index de calitate, ca o medie simpla sau ponderata a indecsilor numerici corespunzatori celor 5 calitati principale ale solului.

In aceeasi ordine de idei, se poate imagina stabilirea de clase si subclase globale de calitate a solului, definind clasa (I, II, . , V) dupa functia sau functiile cele mai bune si subclasele (a, b, c, d, e) dupa natura urmatoarelor 1-2 functii mai bine plasate, notand clasa acestora cu cifre (1, 2, . , 5), ca de exemplu in simbolul IIb, 3c, 4a, care semnifica sol de calitatea a II-a pentru functia b si de clasa a treia pentru functia c si a patra pentru functia a.

Monitoringul solului

Monitoringul calitatii solului este operatia de urmarire a tendintelor de schimbare in capacitatea functionala a solului sau in indicatorii cantitativi, in scopul evaluarii rezultatului unei practici manageriale si, daca este cazul, al luarii unor masuri de corectare sau completare a acesteia.

Se realizeaza printr-o culegere sistematica de date cantitative asupra unor indicatori, analiza si interpretarea acestora. Operatia se repeta in timp in aceleasi locatii dupa o anumita durata (bianual, anual etc), de regula in acelasi anotimp. Timpul optim si siturile (locatiile) si indicatorii pentru studiu depind de obiectivul monitoringului:

- date de inventariere a calitatii resurselor de sol pentru fundamentarea unor decizii de utilizare si valorificare a acestora;

- date despre influenta practicii manageriale asupra calitatii solurilor din diferite locatii (situri) pentru stabilirea celei mai bune valorificari (inclusiv imbunatatirea practicii manageriale);

- informatii care sa detecteze o evolutie negativa a calitatii solului (realizand o avertizare timpurie pentru a lua masuri potrivite la timp);

- identificarea ariilor cu risc de degradare si natura acestui risc pentru luarea de masuri corespunzatoare.

In ceea ce priveste indicatorii, pe langa cei relativ stabili, se da o atentie deosebita indicatorilor intermediari, care se modifica in functie de managementul aplicat. In interpretarea valorilor obtinute, acestea se compara cu date de referinta care pot fi valorile initiale sau cele ale unui sol aflat in conditii similare de utilizare si management.

De regula, densitatea locatiilor de monitoring se mareste in ariile cu risc de degradare, ca si in ariile degradate, dar cu potential de recuperare sau de restaurare.

Aplicatie la IMB

Daca in problema evaluarii calitatii solului sub aspect global lucrurile nu sunt clare, totusi, pentru evaluarea calitatii solurilor din punct de vedere agronomic si chiar silvic exista proceduri care se aplica in practica (Metodologia elaborarii studiilor pedologice, ICPA, 1987). Astfel, sunt elaborate criterii pentru stabilirea claselor de calitate a solurilor pentru diferite folosinte si culturi, in conditii naturale sau amenajate, pentru amenajare in conditii de irigatie si drenaj etc.

In cazul studiului de fata, calitatea solului ca arabil (pentru diferite culturi agricole), folosinta cea mai larga in teritoriu, este redata in capitolul ---, evaluarea facandu-se in conditii de teritoriu amenajat cu lucrari de imbunatatiri funciare. De asemenea, clasele de calitate a terenurilor pentru folosinta ca padure sau ca piscicultura, folosinte ca ar putea fi luate in considerare, sunt redate in cap --- si cap ---.

Desigur, calitatea solurilor si utilizarea terenurilor nu pot fi discutate separat. Intr-un anumit teritoriu natural (sau administrativ), cum este IMB, apar soluri variate, cu diferite calitati, unele optime pentru anumite utilizari, altele pentru alte utilizari. Ideal ar fi ca folosinta solurilor sa fie in acord cu calitatea acestora. Acest lucru nu este in majoritatea cazurilor posibil, deoarece omul (si societatea) are anumite cerinte de produse agricole sau piscicole, de lemn etc, care trebuie satisfacute prin utilizarea solurilor in acest scop, utilizare care, de regula, nu corespunde celei optime.

De aceea, evaluarea calitatii solurilor (terenurilor) se face pentru tot teritoriul (sau partile cele mai interesate) pentru toate utilizarile importante. Pe aceasta baza, se fac apoi diferite scenarii de utilizare in proportii diferite (in scopurile mentionate) a teritoriului, destinand fiecarei utilizari cele mai bune terenuri (cu corecturi determinate de facilitati infrastructurale, conditii sociale etc). Pe baza acestor scenarii se iau apoi decizii astfel ca proportia utilizarii terenurilor in diferite scopuri sa fie cea mai convenabila din punct de vedere social, ecologic si economic, asigurand, totusi, o anumita concordanta, daca nu armonie, intre conditiile de sol, cerintele societatii si ocrotirea mediului ambiant pe termen lung.

FACTORII LIMITATIVI, FENOMENELE DE DEGRADARE SI

FORMELE DE POLUARE

Riscuri si fenomenul de degradare in IMB

Trebuie precizat de la inceput ca IMB este un teritoriu de lunca, care era inundata periodic, teritoriu care a fost amenajat radical prin lucrari de imbunatatiri funciare si care este folosit in prezent, in cea mai mare parte, ca arabil.

In conditii naturale, teritoriul reprezenta o vasta arie in care se revarsau apele Dunarii in perioada de viitura, inundand-o in cea mai mare parte si in care persistau arii intinse de mlastini si balti. Acest teritoriu era folosit indeosebi pentru piscicultura, dar si pentru cresterea in "libertate" a unor animale (porci si cai, indeosebi), pentru obtinerea de lemn, mai ales pentru combustibil, pentru exploatare de stuf sau ca arii pentru vanatoare. Nu putea fi folosit agricol, cu exceptia unor arii mici de grinduri inalte, datorita inundatiilor periodice si excesului de apa prelungit pe mari intinderi.

Lucrarile de imbunatatiri funciare au realizat apararea impotriva inundatiilor prin indiguire, eliminarea excesului de apa prin reteaua de desecare si drenaj (cu evacuarea apei colectate prin pompare in Dunare) si reglarea regimului de apa in sol prin introducerea irigatiei.

Chiar daca aceste lucrari de imbunatatiri funciare au condus la realizarea unor conditii pentru introducerea culturilor agricole in teritoriu, exista, insa, unele riscuri majore in exploatarea IMB, si anume:

- riscul de inundare prin revarsarea Dunarii la mari viituri, fapt care necesita o intretinere permanenta a digurilor si urmarirea functionarii acestora cu mare atentie la viituri mari, pentru a lua masuri corespunzatoare unde ar aparea defectiuni;

- riscul de formare a excesului de apa din acvifer sau din ploi la suprafata solului, daca nu se intretine corespunzator, in stare de functionare, reteaua de desecare-drenaj si nu se evacueaza la timp si in masura necesara surplusului de apa acumulat; de altfel, unele areale joase ale IMB, chiar in conditii amenajate, sunt dificil de drenat, astfel ca au inca un grad de umiditate in exces (asociat, de regula, si cu arii depresionare si soluri argiloase);

- riscul de deficit de apa in sol datorita deficitului climatic de umiditate (seceta), daca nu se iriga in mod corespunzator, conform fazei de dezvoltare a culturilor.

La aceste riscuri generale, practic pentru intreg teritoriul se adauga riscul de degradare a solului prin saraturare, daca nu se iau masuri profilactice (de prevenire) a acumularii sarurilor sau masuri de spalare periodica a sarurilor acumulate in sol.

La aceste riscuri in exploatarea agricola se adauga factori limitativi legati de unele caracteristici ale solului cum sunt: textura prea fina, compactarea stratului superior al solului, scaderea continutului de materie organica, cloroza pentru unele culturi, portanta solului in perioade umede.

Acesti factori limitativi sunt luati in considerare la evaluarea claselor de calitate a solurilor cu privire la favorabilitatea in conditii de irigatie pentru diferite culturi (cap. . ) si la pretabilitatea la folosire ca arabil-irigat (cap. ).

Poluarea solurilor

In IMB nu exista intreprinderi industriale si nici orase care sa constituie surse interne de agenti poluanti. In vecinatate sunt situate complexul industrial de la Chiscani si orasul Braila, cu diverse activitati industriale, care ar putea fi surse de poluare prin emisiile distribuite in teritoriul IMB. "Caderile" acide nu afecteaza practic solurile datorita continutului de carbonat de calciu de la suprafata acestora, care neutralizeaza eventuala aciditate. Metalele grele, insa, si alti compusi cu F, S, s-ar putea acumula.

Ingrasamintele chimice administrate si substantele chimice folosite in procesul productiei agricole pot fi, insa, surse de poluare.

Datele existente pentru metalele grele, unii metaloizi si pesticide sunt prezentate in tabelele . si . dupa analizele efectuate de ICPA (2002) prin reteaua de monitoring a solului si in cadrul tezei de doctorat a Dlui I. Piciu (1999). Din acestea rezulta urmatoarele:

- toate solurile au un continut foarte mic de Fe mobil (8,7-48,4 ppm);

- de asemenea, continutul de cadmiu (Cd) mobil este cuprins intre 0,30 si 0,49 ppm, iar cel total intre 0,9-1,35 ppm, ceea ce le situeaza in apropierea limitei maxime admise (LMA = 1,0 ppm), pentru formele mobile si sub pragul de alerta (3 ppm) pentru continutul total, care ar prezenta pericol toxic;

- aproximativ la fel se petrec lucrurile si cu continutul de plumb (Pb): forma mobila se situeaza sub LMA = 8,0 ppm, aici existand 4 exceptii: la doua din profile LMA a fost atinsa (8,9 ppm), iar la altele doua este foarte aproape; in rest, toate solurile au un continut de Pb de 2,2-6,0 ppm; datele din 2002 pentru continutul total arata valori de 30-64 ppm, depasindu-se usor pragul de alerta la unele probe;

- toate solurile au un continut mijlociu-mare de bor, 0,47-1,09 ppm, cu tendinte de predominare a valorilor mari (peste 0,61 ppm), fara a se atinge pragul toxic (peste 2,01 ppm);

- la Zn solurile arata continuturi mici la mari, 0,9-4,1 ppm pentru forma mobila si intre 98-158 ppm, continutul total, acesta fiind mult sub pragul de alerta (300 ppm);

- Cu se inscrie cu continuturi mici-mijlocii in sol (2,7-7,8 ppm) la forma mobila si intre 19-46 ppm continut total, mentinandu-se sub pragul de alerta;

- la mangan (Mn) solul arata un continut mic-mijlociu (20,4-37,6 ppm) pentru forma mobila (tab. ).

In toate cazurile, nu se poate face o grupare a valorilor pe subtipuri de soluri, pe texturi, pe forme de microrelief sau pe cele doua jumatati, estica si vestica, ale teritoriului, ceea ce arata lipsa unei corelatii intre valorile continutului in fiecare microelement in soluri.

Data fiind mobilitatea mare a microelementelor in lantul trofic sol-planta-animal-om, este posibil ca analizele facute pe unele plante de cultura sa scoata in evidenta o anumita afinitate a acestora pentru unul sau mai multe microelemente sau o carenta in unul sau mai multe microelemente.

In ceea ce priveste continutul total de S (178-233 ppm) si de F (3,35-6,65 ppm), se constata valori sub pragul de alerta (2000 si 10 ppm). De asemenea, mult sub pragul de alerta sunt si continuturile de DDT (0,025-0,123 ppm fata de 0,500 ppm) si de HCH (0,009-0,012 ppm fata de 0,250 ppm pragul de alerta).

In concluzie, deci, nu se constata o poluare a solurilor in IMB, totusi, o usoara depasire a pragului de alerta a aparut local pentru Pb.

Tabel

Continutul total in diferite elemente sau constituenti in primii 20 cm ai solurilor din IMB (valori in ppm)

Tabel

Continutul in microelemente (forme mobile) al solurilor din I.M. a Braileix)

Asamblajul de soluri si pedodiversitatea

Teritoriul IMB constituie in prezent un invelis de sol (asamblaj pedogeografic) tabular, de lunca indiguita si desecata, caracterizat printr-un pedopeisaj de Protisoluri (Protisoletea) in care predomina ansambluri (aliante) de asociatii de soluri in care dominante sunt aluviosolurile (Aluviosoletea), cu variate subtipuri (entice, gleice, saline, molice, pelice, vertice), avand texturi variate, de la nisipolutoasa la argiloasa, cu predominarea celor mijloci-fine si fine, dezvoltate pe depozite fluviatile recente. Intregul teritoriu este inca influentat de apa featica la mica adancime (in conditii de irigatie) si prezinta salinizare pe suprafete apreciabile.

Solurile intalnite in pedoasociatiile specifice IMB sunt:

Aluviosolurile gleice, aluviosolurile molice-gleice si aluviosolurile molice-salinice sunt solurile codominante in asamblajul pedogeografic, iar aluviosolurile pelice-gleice si aluviosolurile salinice apar ca soluri subsidiare, in timp ce celelalte soluri pot fi considerate ca incluziuni in invelisul de sol (sub 5%).

Fig. Distributia principalelor soluri in I. M. B.

Configuratia asamblajului de soluri poate fi asemuita cu o tava dreptunghiulara, destul de alungita, cu margini usor inaltate (grinduri perifluviale), delimitata la exterior prin peretii digurilor de aparare contra inindatiilor. Asamblajul pedogeografic prezinta in prezent numeroase antropodiscontinuitati liniare (canale de desecare, de aductiune a apei, drumuri) si cateva hidrodiscontinuitati areale (lacuri naturale) sau metapedotopuri (asezari omenesti). El apare ca un sistem teritorial relativ inchis, cu drenaj deficient, care are, totusi, schimburi cu Dunarea in prezent numai prin infiltratii subterane sau prin evacuarea apelor de drenaj prin pompare.

Numarul de unitati de sol-teren (pedotopuri) este mai ridicat decat cel al unitatilor genetice de sol, aparand si separatii in functie de textura. In legenda hartii apar 22 pedotopuri, dar ca areale distincte pe teren numarul creste la 97 de areale. Marimea unui areal este, in medie, de 702 ha, cu variatii destul de mari (de la 120-200 ha la 1900-2200 ha).

Forma dominanta a arealelor de sol este fie alungita, fie ovala sau discoidala; arealele alungite sunt orientate paralel cu cursul fluviului, uneori cu prelungiri spre interior sau urmaresc vechi cursuri ale fluviului. Arealele ovale sau discoidale apar mai ales in partea axiala a IMB, legandu-se intre ele prin areale alungite ori destul de intortochiate. In ceea ce priveste conturul arealelor, acesta este rotunjit sau subrotunjit, rareori subangular.

Complexitatea invelisului de sol (asamblajului), calculata cu formula 25/Sm, este extrem de mica (Florea, 2001)

Contrastul dintre unitatile de sol este neinsemnat din punct de vedere genetic, dar destul de apreciabil din punct de vedere textural, al gradului de hidromorfie si uneori de saraturare. Trecerea, insa, intre unitatile invecinate se face treptat, fara salturi bruste.

In ceea ce priveste heterogenitatea invelisului de sol (rezultanta a complexitatii si contrastului), aceasta este redusa la foarte redusa, astfel ca teritoriul apare unitar pe suprafete apreciabile, incat nu pune probleme in aplicare diferentiata de tehnologii agricole.

Pedodiversitatea invelisului de sol se caracterizeaza prin urmatorii parametri:

- S, ocurenta sau bogatia (numerica) la nivel de subtip genetic de sol: 9; la nivel de tip de sol ocurenta este extrem de mica, 1(fata de 32 la nivelul tarii),daca facem abstractie de prezenta cu totul locala a litosolului, entiantroposolului si gleiosolului, nereprezentabile pe harta la aceasta scara. Din contra, la nivel de pedotop, ocurenta creste la 22, datorita indeosebi variatiilor texturale.

- Dominanta sau abundenta relativa a solurilor este redata grafic in ciclograma din fig .

- d, indicele de distributie a abundentei solurilor, dat de relatia: d =    Σpi²/10000 are valoarea 0,17, denota faramitare inaintata a invelisului de sol.

- Hrel, indicele de diversitate Shannon (sau masura entropica a echiparticiparii solurilor) este dat de relatia: Hrel = H/Hmax, in care:

H = - Σqilnqi = -2,3026Σqilogqi

(qi fiind fractia de unitate a fiecarui component al invelisului de sol, suma lor fiind egala cu 1), iar

Hmax = ln S = 2,3026 logS

Valoarea indicelui de diversitate Shannon pentru IMB este de 0,859, ceea ce denota o repartitie in unitati de marimi relativ apropiate (valoarea 1 corespunzand distributiei in areale egale intre ele).

- Itp, indicele topopedogeografic, dat de relatia:

Itp =    % soluri nezonale/(% soluri zonale+nezonale), prezinta valoarea 1, valoare maxima care denota existenta in teritoriu doar a solurilor nezonale, determinata de factori locali.

Bibliografie

Bouma J., (1996), Discussion of the paper by D. G. Rossiter, Geoderma, 72, p. 191-202

Brady, Nyle C., Weil, Ray R., (2002), The Nature and properties of Soils, 13^th ed., Pearson Education, 960 pg

Florea N., (1988), Locul solului in ecosistemele terestre si geosisteme, Terra, nr. 3-4

Florea N., (1997), Pedodiversitatea genetica a unitatilor teritoriale: indici de caracterizare si analiza geografica, Publ. SNRSS, vol. 29D, p. 45-51

Florea N., (2000), Using the soil maps for the assessment of the soil vulnerability to the pollutants and the compilation the corresponding maps, Geocarpathica, I, 1 Sibiu, p. 87-99

Florea N., (2000), Reactivitatea solurilor la agenti chimici contaminanti si elaborarea hartilor de vulnerabilitate a solurilor la poluare, Geographica Timisiensis, vol. 8-9, 1999-2000, p. 195-211

Florea N., (2001), Asamblajul pedogeografic, Edit Univ. "Al. I. Cuza", Iasi, 32 pag.

Florea N., (2003), Degradarea terenurilor, protectia si ameliorarea solurilor si terenurilor, Bucuresti, 313 p

Florea N., Rauta C., Munteanu I., (1991), On the grouping of soils depending on their behaviour to chemical pollution; the vulnerability maps. In volume: Internat. east-west Sympos. on contaminated areas in eastern Europe; origin, monitoring. Gosen near Berlin, p. 86-98

Piciu I, (1999), Resurse de soluri ale Insulei Mari a Brailei, Teza de doctorat, USAMV-Bucuresti

Ranst E. van., (1996), Discussion of the paper by D. G. Rossiter, Geoderma, 72, p. 197

Rossiter, David G., (1996), A theoretical framework for land evaluation, Geogderma, 72, p. 165-190

Taskin Oztas, (2005), Soil degradation and Assessment of soil Quality, Univ. of. Ataturk, Erzurum, Turkey

*** ICPA, (1987), Metodologia elaborarii studiilor pedologice, vol. I-III (Red princ. N. Florea, V. Balaceanu, C. Rauta, A. Canarache), Red. Prop. tehn. Agr., Bucuresti

*** NRCS, (2001), Soil Quality-Introduction, USDA, Natural Resources Conservation Service