Hide
Show all
Influence of Geological Substratum on the Hydrochemical Differentiation of Groundwater in Alkaline Fen Area (Bagno Staw and Bagno Bubnów – Polesie National Park)
Abstract
Alkaline fens are rare and sensitive hydrogenic ecosystems whose functioning depends on the supply of groundwater rich in calcium and bicarbonate ions. The aim of this study is to assess the influence of geological substratum on the hydrochemical differentiation of groundwater in the Bagno Staw and Bagno Bubnów area (Polesie National Park). The research was conducted in summer 2024 at nine piezometers tapping waters from peat deposits, carbonate formations, and sands. The analyses included field measurements of basic physicochemical parameters as well as laboratory determinations of ionic composition, organic matter content, and selected elements. The waters exhibited a varied degree of mineralization and redox conditions, clearly dependent on the type of aquifer. The dominant chemical water type was Ca–HCO₃, characteristic of alkaline fens. Peat waters were distinguished by elevated concentrations of organic matter, iron, and manganese, as well as reducing conditions, whereas waters from mineral formations showed lower concentrations of these indicators. Correlation analysis and multivariate methods (CA, PCA) revealed the presence of three principal water types in the study area, corresponding to peat, carbonate formations, and sands. The results highlight the key role of geological substratum and redox processes in shaping the hydrochemistry of alkaline fens and underline the importance of chemical monitoring for their protection.
Keywords
Full Text:
PDF (Język Polski)References
Chmielewski, T.J. (red.). (1989). Poleski Park Narodowy – dokumentacja naukowa. Instytut Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej, Towarzystwo Wolnej Wszechnicy Polskiej.
Chmielewski, T.J., Szymański, J., Weigle, A. (red.). (2020). Poleski Park Narodowy. Dziedzictwo i przyszłość. Wydawnictwo UMCS.
Dobrowolski, R., Bałaga, K., Buczek, A., Alexandrowicz, W.P., Mazurek, M., Hałas, S., Piotrowska, N. (2016). Multi-Proxy Evidence of Holocene Climate Variability in Volhynia Upland (SE Poland) Recorded in Spring-Fed fen Deposits from the Komarów Site. The Holocene, 26(9), 1406–1425. DOI: https://doi.org/10.1177/0959683616640038
Elzinga, C.L., Salzer, D.W., Willoughby, J.W., Gibbs, J.P. (2001). Monitoring Plant and Animal Populations: A Handbook for Field Biologists. Blackwell Science.
European Commission (2013). Interpretation Manual of European Union Habitats (EUR28).
European Environment Agency (2018). EUNIS Habitat Factsheet: Alkaline Fens (7230).
Harasimiuk, M., Michalczyk, Z., Turczyński, M. (red.). (1998). Jeziora łęczyńsko-włodawskie. Monografia przyrodnicza. Wydawnictwo UMCS.
Hájek, M., Horsák, M., Hájková, P., Dítě, D. (2006). Habitat Diversity of Central European Fens in Relation to Environmental Gradients and an Effort to Standardise Fen Terminology in Ecological Studies: Perspectives in Plant Ecology. Evolution and Systematics, 8(2), 97–114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ppees.2006.08.002
Herbichowa, M., Wołejko, L. (2004). Górskie i nizinne torfowiska zasadowe o charakterze młak, turzycowisk i mechowisk. W: J. Herbich (red.), Wody słodkie i torfowiska. Poradniki ochrony siedlisk i gatunków Natura 2000 (s. 178–195). Ministerstwo Środowiska.
Jiménez-Alfaro, B., Hájek, M., Ejrnæs, R., Rodwell, J.S., Pawlikowski, P., Weeda, E.J., Laitinen, J., Moen, A., Bergamini, A., Aunina, L., Sekulová, L., Tahvanainen, T., Gillet, F., Jandt, U., Dítě, D., Hájková, P., Corriol, G., Kondelin, H., Díaz, T.E. (2014). Biogeographic Patterns of Base-Rich Fen Vegetation across Europe. Applied Vegetation Science, 17(2), 367–380. DOI: https://dx.doi.org/10.1111/avsc.12065
Joosten, H., Tanneberger, F., Moen, A. (Eds.). (2017). Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and Conservation. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung.
Jóźwiak, K., Solovey, T., Filar, S., Węglarz, D., Mordzonek, G., Przytuła, E., Brodecki, A. (2024). Zmienność parametrów fizykochemicznych wód torfowisk alkalicznych typu 7230. Przegląd Geologiczny, 72(2), 63–71. DOI: https://doi.org/10.7306/2024.42
Kaszewski, B.M. (2008). Wody. W: Środowisko przyrodnicze Lubelszczyzny (s. 79–110). Lubelskie Towarzystwo Naukowe.
Kaszewski, M., Siwek, K., Gluza, A. (2020). Warunki klimatyczne. W: T.J. Chmielewski, J. Szymański, A. Weigle (red.), Poleski Park Narodowy. Dziedzictwo i przyszłość (s. 101–117). Wydawnictwo UMCS.
Lamers, L.P.M., Vile, M.A., Grootjans, A.P., Acreman, M.C., Diggelen, R. van, Evans, M.G., Richardson, C.J., Rochefort, L., Kooijman, A.M., Roelofs, J.G.M., Smolders, A.J.P. (2015). Ecological Restoration of Rich Fens in Europe and North America: From Trial and Error to an Evidence-Based Approach. Biological Reviews, 90(1), 182–203. DOI: https://doi.org/10.1111/brv.12102
Mazhaisky, Y., Rokochynskiy, A., Volchek, A., Meshyk, O., Jeznach, J., Urban, D., Dobrowolski, R. (Eds.). (2024). Environmental Engineering in Polesye. Vol. 3: Polish Polesye. Warsaw University of Life Sciences Press.
Michalczyk, Z., Mięsiak-Wójcik, K., Sposób, J., Chmiel, S., Głowacki, S., Turczyński, M. (2020). Wody. W: T.J. Chmielewski, J. Szymański, A. Weigle (red.), Poleski Park Narodowy. Dziedzictwo i przyszłość (s. 119–142). Wydawnictwo UMCS.
Michalczyk, Z., Chmiel, S., Głowacki, S., Mięsiak-Wójcik, K.T., Raczyński, K., Sposób, J., Turczyński, M. (2024). Water Characteristic. W: Y. Mazhaisky, A. Rokochynskiy, A. Volchek, O. Meshyk, J. Jeznach, D. Urban, R. Dobrowolski (Eds.), Environmental Engineering in Polesye. Vol. 3: Polish Polesye (s. 141–190). Warsaw University of Life Sciences Press.
Paczyński, B. (red.). (1995). Atlas hydrogeologiczny Polski w skali 1:500 000. PIG.
Pawlikowski, P., Kozub, Ł. (2019). Czynniki chemiczno-fizyczne decydujące o zróżnicowaniu roślinności torfowisk alkalicznych. W: L. Wołejko, P. Pawlaczyk, R. Stańko (red.), Torfowiska alkaliczne w Polsce – zróżnicowanie, zasoby, ochrona (s. 41–48). Wydawnictwo Klubu Przyrodników.
Pietruczuk, J. (2020). Zapis późnoglacjalnych i holoceńskich zmian środowiskowych w osadach torfowisk alkalicznych Bagno Bubnów i Bagno Staw (Poleski Park Narodowy). Wydawnictwo UMCS.
Solovey, T., Wojewódka-Przybył, M., Janica, R. (2021). Hydrochemical Indicators of Water Source and Contamination in Fen Peatlands of Varying Hydrogeomorphic Settings in Northern and Central Poland. Ecological Indicators, 129, artykuł 107944. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107944
Stańko, R., Wołejko, L., Pawlaczyk, P. (red.). (2018). Podręcznik dobrych praktyk w ochronie torfowisk alkalicznych. Wydawnictwo Klubu Przyrodników.
Stumm, W., Morgan, J.J. (1996). Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. Wiley.
Sugier, P., Chmiel, S. (2007a). Heavy Metals in Peat Pit Waters of the Polesie National Park. Teka Komisji Ochrony i Kształtowania Środowiska Przyrodniczego, 4, 243–249.
Sugier, P., Chmiel, S. (2007b). Selected Physico-Chemical Water Parameters of Peat Pits in the Polesie National Park (South-Eastern Poland). Teka Komisji Ochrony i Kształtowania Środowiska Przyrodniczego, 4, 249–254.
Šefferová Stanová, V., Šeffer, J., Janák, M. (2008). Management of Natura 2000 Habitats: 7230 Alkaline Fens. European Commission.
Turczyński, M., Michalczyk, Z., Chmiel, S., Mięsiak-Wójcik, K., Głowacki, S. (2009). Evaluation of the Hydrological Role of Wetlands in the Włodawka River Catchment (Polesie Lubelskie). Journal of Water and Land Development, 13B, 109–123. DOI: https://doi.org/10.2478/v10025-010-0008-7
Wilgat, T., Fijałkowski, D. (1975). Projekt ochrony krajobrazu w przyszłym Lubelskim Zagłębiu Węglowym. Ochrona Przyrody, 40, 11–44.
Wilgat, T., Michalczyk, Z., Turczyński, M., Wojciechowski, K. (1991). Jeziora łęczyńsko-włodawskie. PAN o. w Krakowie.
Wilgat, T. (red.). (1963). Polesie Lubelskie. Wydawnictwo Lubelskie.
Wołejko, L., Pawlaczyk, P., Stańko, R. (red.). (2019). Torfowiska alkaliczne w Polsce. Zróżnicowanie, zasoby, ochrona. Wydawnictwo Klubu Przyrodników.
DOI: http://dx.doi.org/10.17951/b.2026.81.0.187-200
Date of publication: 2026-09-29 00:00:00
Date of submission: 2025-12-12 12:29:43
Statistics
Indicators
Refbacks
- There are currently no refbacks.
Copyright (c) 2026 Stanisław Chmiel, Magdalena Krekora, Mariusz Pliżga, Krzysztof Stępniewski
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.