Antropogeniczne zmiany środowiska przyrodniczego

Antropogeniczne zmiany środowiska przyrodniczego należy definiować jako przekształcenia jego jednego lub kilku komponentów, spowodowane różnymi formami działalności człowieka. Województwo śląskie jest powszechnie uważane za najbardziej antropogenicznie przekształ-cony obszar w Polsce mimo występowania w jego granicach terenów atrakcyjnych pod względem przyrodniczym, krajobrazowym, turystycznym, etc. Tym samym, określenia doty-czące przeobrażenia środowiska („katastrofa ekologiczna”, „zanieczyszczenie środowiska”, „hałdy”, „odpady”, „tąpnięcia”, „uprzemysłowiony i zurbanizowany”), są zwykle kojarzone właśnie z: województwem śląskim, Katowicami, regionem górnośląskim, Górnośląskim Za-głębiem Węglowym, Górnośląskim Okręgiem Przemysłowym, Rybnickim Okręgiem Węglo-wym, konurbacją katowicką i konurbacją rybnicką, dawnym województwem katowickim, a nawet Górnym Śląskiem. W województwie śląskim występują zarówno tereny silnie przeobra-żone antropogenicznie (np. Wyżyna Śląska, Kotlina Oświęcimska), jak również jest ono koja-rzone z Wyżyną Krakowsko-Częstochowską i częścią Beskidów, jako terenami o znacznie mniejszych antropogenicznych zmianach środowiska.

Trwająca na tym obszarze kilka wieków eksploatacja surowców mineralnych, rozwój przemy-słu przetwórczego, procesy urbanizacyjne i napływ ludności, stały się przyczyną antropoge-nicznych zmian środowiska przyrodniczego. Apogeum tych zmian wystąpiło w latach 70. XX wieku, jednak i współcześnie środowisko nie jest pozbawione występowania przekształceń antropogenicznych. Zmiany w środowisku dotyczą: budowy geologicznej i rzeźby terenu, klimatu, stosunków wodnych, gleb, szaty roślinnej oraz świata zwierząt.

Zmiany w ukształtowaniu terenu

Szczególnie spektakularne i typowe dla województwa śląskiego przeobrażenia dotyczą budo-wy geologicznej i rzeźby terenu. Polegają one na: zmianach spowodowanych wgłębną działalnością górniczą, deformowaniu naturalnego ukształtowania terenu oraz tworzeniu nowych form.

Województwo śląskie to obszar występowania ważnych surowców mineralnych: węgla kamiennego, rud cynku i ołowiu, obecnie już nie eksploatowanych rud żelaza, piasków, żwirów, dolomitów itd. Rudy cynku i ołowiu oraz żelaza eksploatowano już we wczesnym średnio-wieczu, a węgiel kamienny – od końca XVIII wieku, przy czym jego eksploatacja odbywa się na największą w kraju skalę, właśnie w województwie śląskim. Eksploatacja surowców mineralnych doprowadziła do zmian w przypowierzchniowej części skorupy ziemskiej, których przykładem są szyby górnicze, chodniki eksploatacyjne, sztolnie, podziemne komory będące pozostałością po wyeksploatowanych złożach.

Zmiany antropogeniczne zachodzą również na powierzchni terenu, gdzie powstało wiele różnych form. Zwykle dzieli się je na dwie grupy tj. utworzone w wyniku bezpośredniej działalności gospodarczej oraz powstałe w wyniku współdziałania procesów gospodarczych i czynników naturalnych.

Fot. 1. Kamieniołom dolomitów w okolicach Siewierza (fot. M. Rzętała).

Pierwsza z wymienionych grup, to formy świadomie stworzone przez człowieka w rezultacie konkretnego zapotrzebowania gospodarczego. Należy do nich zaliczyć formy wypukłe (hałdy, zwałowiska, nasypy, groble) oraz wklęsłe (wyrobiska, wkopy, warpie, rowy, powierzchnie zniwelowane). Formy wypukłe są efektem składowania na określonych obszarach materiału zbędnego, który nie nadawał się do bezpośredniego wykorzystania. Hałdy i zwałowiska mogą być pogórnicze (czyli usypane z materiału wydobywanego z węglem kamiennym) oraz pohutnicze (usypane z materiału zbędnego po procesach metalurgicznych). Z kolei nasypy towarzyszące chociażby szlakom komunikacyjnym i groble zlokalizowane w sąsiedztwie cieków i licznych zbiorników wodnych są zdecydowanie powszechniejszym elementem krajobrazu górno-śląskiego, mimo iż osiągają znacznie mniejsze rozmiary. Formy wklęsłe z jednej strony są przykładem przekształcenia zewnętrznej części litosfery wskutek stosowania wielkich, przemysłowych technik powierzchniowego wydobycia surowca (fot. 1), z drugiej natomiast dokumentują pozostałości średniowiecznej eksploatacji rud srebra i ołowiu, a także węgla kamiennego. Współczesne przeobrażenia rzeźby związane są z również z wkopami, rowami oraz zniwelowanymi powierzchniami na potrzeby chociażby budownictwa mieszkalnego i przemysłowego.

Fot. 2. Teren objęty osiadaniem u ujścia Jaworznika do Brynicy (fot. M. Rzętała).

Druga grupa form powstała drogą naturalną, ale warunki ich rozwoju zainicjował człowiek. Dobrym przykładem takich form są niecki osiadania lub zapadliska (fot. 2). Formy te powstają na powierzchniach terenu zlokalizowanych nad polami podziemnej eksploatacji surowców mineralnych. Pozyskanie surowca wiąże się z powstaniem podziemnych pustek, które nawet po uzupełnieniu innym materiałem prowadzą do powolnego ugięcia lub zawalenia nadległego materiału i powstania zagłębienia na powierzchni w postaci osiadania lub zapadania gruntu. Wielkość, zasięg i przebieg powstawania deformacji uzależniony jest od fizyczno-mechanicznych właściwości górotworu takich jak tektonika, rodzaj skał nadkładu, warunki hydrogeologiczne, głębokość zalegania i miąższość złoża, a także czynników związanych ze sztuką górniczą. Proces osiadania jest zwykle powolny a niecka osiadania przyjmuje kształt zbliżony do koła lub elipsy. Największe osiadania terenu powstają w wyniku eksploatacji pełnej z zawałem stropu, kiedy to współczynnik osiadania wynosi 0,7 na każdy metr wybranego pokładu. Natomiast najmniejsze odkształcenia powierzchni terenu mają związek z eksploatacją częściową prowadzoną pasami z podsadzką hydrauliczną i kształtują się na poziomie 0,02-0,03 przy grubości pokładu wynoszącego 1 metr. Wielkości obniżeń w poszczególnych rejonach eksploatacji są zróżnicowane. Maksymalne sięgają one powyżej 30 metrów (np. w północnej części Bytomia) i są następstwem eksploatacji wielu, zalegających nad sobą pokładów węgla, przy czym osiadaniem objęte jest ponad 1000 km² obszaru Śląska i Zagłębia Dąbrowskiego.Nieciągłe deformacje terenu występujące w przypadku płytkiej eksploatacji surowców, przybierają najczęściej postać odwróconych stożków o kołowych lub eliptycznych podstawach, progów, lejów, szczelin. Głębokość zapadlisk w większości przypadków nie przekracza kilku metrów, sporadycznie dochodzi do kilkunastu. Deformacje nieciągłe występują również na terenach eksploatacji rud cynkowo – ołowiowych. Liczna grupa lei zapadliskowych występuje m.in. na terenie „Lasu Segieckiego” (Tarnowskie Góry) a jest związana z obszarem starej XIX – wiecznej eksploatacji tych rud. Konsekwencją tych procesów są odkształcenia powierzchni terenu oraz związane z nimi uszkodzenia konstrukcyjne infrastruktury. Zmiany o których mowa posiadają wymiar konkretnych szkód ekonomicznych, a są to chociażby: uszkodzenia (a nawet zniszczenia) budynków w Rydułtowach (Rybnicki Okręg Węglowy) i Bytomiu Karbiu, szkody konstrukcyjne na odcinku Katowice – Mysłowice autostrady A4, podtopienia gruntów oraz osiedli (np. w Sosnowcu Klimontowie), uszkodzenia szlaków kolejowych i ograniczenia prędkości z tym związane na obszarach objętych szkodami górniczymi, zaniechanie eksploatacji zbiorników wodnych w strefie ujścia Jaworznika do Brynicy, konieczność nadbudowy i częstej renowacji elementów regulacyjnych cieków i zabudowy hydrotechnicznej rzek Brynicy, Rawy, Kłodnicy.

Fot. 3. Krajobraz rolniczy w środkowej części Wyżyny Wieluńskiej (fot. J.M. Waga).

Inne przykłady antropogenicznych zmian rzeźby dotyczą:

• form eolicznych powstałych na powierzchniach przekształconych w wyniku działalności człowieka np. wydmy w obrębie odwodnionych obszarów eksploatacji piasku, wydmy na terenach wykarczowanych i odwodnionych;
• eolicznego usuwania materiałów frakcji drobnej z powierzchni hałd, pryzm i zwałowisk, a następnie ich depozycji na obszarach sąsiednich, co prawie zawsze wiąże się z pogorszeniem warunków mieszkaniowych ze względu na obniżenie walorów estetycznych otoczenia;
• uaktywnienia ruchów masowych i oddziaływania wód płynących po stokach hałd, zwałowisk, nasypów, co przykładowo prowadzi do powstania stożków napływowych, form osuwiskowych i obrywów, stwarzających zagrożenia konstrukcyjne różnego rodzaju budowli;
• kształtowania brzegów i dna sztucznych zbiorników wodnych, co prowadzi do wykształcenia różnorodnych form abrazyjnych lub akumulacyjnych (delty, klify, mierzeje, kosy, pokrywy osadów dennych) bardzo często utrudniających właściwe lub optymalne wykorzystanie obiektów;
• kształtowania nadpoziomowych i podpoziomowych składowisk odpadów różnego typu (wszak na terenie województwa śląskiego wytwarzana jest 1/3 odpadów przemysłowych oraz kilkanaście % odpadów komunalnych powstających na terenie Polski);
• modyfikacji rzeźby (np. niwelacja terenu, kształtowanie tarasów rolniczych) w konsekwencji działalności rolniczej (fot. 3).

Zmiany w troposferze

Fot. 4. Pogranicze Beskidu Małego i Pogórza Śląskiego z warstwą zmętnień i zanieczyszczeń w powietrzu – widok z góry Żar (fot. M. Rzętała).

Na obszarze województwa śląskiego, a przede wszystkim zurbanizowanej i uprzemysłowionej jego części, dochodzi do antropogenicznego zaburzenia wielu elementów klimatu i pogody. Antropogeniczne zmiany w atmosferze dotyczą modyfikacji lokalnych warunków cyrkulacji powietrza, warunków termicznych i wilgotnościowych powietrza atmosferycznego, wielkości i występowania opadów oraz osadów atmosferycznych, usłonecznienia, etc. Mimo braku jednoznacznych stwierdzeń określających wielkość tego wpływu, sygnalizowane są przejawy antropogenicznego oddziaływania, np.:

• obecność w powietrzu warstwy zmętnień i zanieczyszczeń modyfikującej wielkość usłonecznienia (fot. 4);
• wpływ zabudowy i uprzemysłowienia na kształtowanie temperatury (tzw. miejska wyspa ciepła”;
• emisja do atmosfery znacznych ilości energii cieplnej, pary wodnej i innych produktów procesów przemysłowych (gazy, aerozole, pyły), stanowiących aktywne jądra kondensacji oraz związany z tym wzrost opadów śladowych występujący zwłaszcza w ostatnich dziesięcioleciach;
• wpływ kilku tysięcy sztucznych zbiorników wodnych na klimat lokalny zwłaszcza Wyżyny Śląskiej i Kotliny Oświęcimskiej, co przejawia się niejednorodnym i ograniczonym terytorialnie wzrostem temperatur średnich i minimalnych powodującym wydłużenie okresów bezprzymrozkowych, nieznacznym zmniejszeniem maksimum termicznego oraz zwiększeniem częstości wiatrów słabych, oddziaływaniem na warunki konwekcji w okresie lata, zwiększeniem częstości występowania mgieł oraz opadów śladowych i małych.