PL EN
ORIGINAL PAPER
Identification of forest ploughing traces in the soils of the Soil Reference Area in the Osie Forest District, northern Poland, based on LIDAR data analysis
 
More details
Hide details
1
Nicolaus Copernicus University in Toruń, Faculty of Earth Sciences and Spatial Management, ul. Lwowska 1, 87-100 Toruń, Poland
 
 
Submission date: 2026-06-12
 
 
Final revision date: 2026-08-15
 
 
Acceptance date: 2026-08-28
 
 
Online publication date: 2026-08-28
 
 
Publication date: 2026-08-28
 
 
Corresponding author
Bartłomiej Zawadzki   

Faculty of Earth Sciences and Spatial Management, Nicolaus Copernicus University, ul. Lwowska 1, 87-100, Toruń, Polska
 
 
Soil Sci. Ann., 2026, 77(3)235776
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Network of GPW (Soil Reference Areas, in Polish: Glebowe Powierzchnie Wzorcowe) is a form of soil protection in Poland, initiated in 1975 by the Soil Science Society of Poland and the Polish State Forests. Currently, 135 such areas operate in Poland, but they have not been properly monitored for a long time, and their condition in most cases remains unknown. The lack of studies and the extensive form of protection are causing controversy among foresters, who are faced with management restrictions on forest areas covering several hundred hectares. The aim of this study is to assess the current soil condition of Soil Reference Area located in the Osie Forest District, northern Poland, and in particular, the soil surface distortions resulting from soil preparation for stand planting (forest ploughing), based on remote microrelief analysis (LIDAR data and GIS tools), photointerpretation of available orthophotomaps and fieldwork. The minimum curvature interpolation method and an attempt to identify correlations between the visibility of ploughing traces and stand age were applied. Three classes of soil surface condition were established with respect to the presence of traces of forest ploughing: no marks, faint marks, and clear marks. This method enabled precise identification of the most severely plough-affected sections of the GPW. Ploughing traces were identified on 43% of the entire GPW, most of which are located under stands planted during the GPW's existence. The least transformed areas are located under the oldest forest stands.
REFERENCES (35)
1.
Araźny, A., Strzyżewski, T., 2018. Temperatura powietrza – rozkład przestrzenny średniej rocznej temperatury powietrza. [In:] Budzyńska, I., Belluci, I. (Eds.), Atlas województwa kujawsko-pomorskiego. Urząd Marszałkowski Województwa Kujawsko-Pomorskiego, Toruń, 38.
 
2.
Basista, I., Dębińska, E., Kozioł, K., Czerniec, J., Sosnowski, M., 2023. Micro-morphological analyses of digital terrain model in search of traces of ploughing on archaeological objects. International Journal of Conservation Science 14(1), 131–158. https://doi.org/10.36868/IJCS.....
 
3.
Berganzo-Besga, I., Orengo, H.A., Canela, J., Belarte, M.C., 2022. Potential of Multitemporal Lidar for the Detection of Subtle Archaeological Features under Perennial Dense Forest. Land 11(11), 1964. https://doi.org/10.3390/land11....
 
4.
Bogusz, J., Kłos, A., Grzempowski, P., Kontny, B., 2014. Modelling velocity field in regular grid on the area of Poland on the basis of the velocities of European permanent stations. Pure and Applied Geophysics 171(6), 809–833. https://doi.org/10.1007/s00024....
 
5.
Chojnicki, J., Kwasowski, W., Zielony, R., 2021. Ocena funkcji i przeznaczenia Glebowej Powierzchni Wzorcowej w Puszczy Białej w zależności od diagnozy siedlisk leśnych. Sylwan 165(4), 296–304. https://doi.org/10.26202/SYLWA....
 
6.
Chojnicki, J., Kwasowski, W., Wójcik, R., 2021. Ocena funkcji i przeznaczenia Glebowej Powierzchni Wzorcowej w Puszczy Białej w zależności od typologii i właściwości gleb. Sylwan 165(3), 223–232. https://doi.org/10.26202/SYLWA....
 
7.
Chojnicki, J., Kwasowski, W., Hnativ, P., 2025. Origin and properties of organic soils on the Soil Model Areas of the White Forest, NE Poland. Soil Science Annual 75(4), 1–10. https://doi.org/10.37501/soils....
 
8.
Erdede, S.B., Bektaş, S., 2020. Examining the interpolation methods used in forming the digital elevation models. Celal Bayar University Journal of Science 16(2), 207–214. https://doi.org/10.18466/cbaya....
 
9.
Filbrandt-Czaja, A., 2009. Studia nad historia szaty roślinnej i krajobrazu Borów Tucholskich. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. Toruń.
 
10.
Forest Management Instruction (Instrukcja urządzania lasu), 2023. Część 2. Instrukcja wyróżniania i kartowania siedlisk leśnych. Załącznik do Zarządzenia nr 116 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 14 grudnia 2023 r.
 
11.
Gawrysiak, L., Kociuba, W., 2023. LiDAR-Derived Relief Typology of Loess Patches (East Poland). Remote Sensing 15(7), 1875. https://doi.org/10.3390/rs1507....
 
12.
Howey, M.C.L., Sullivan, F.B., Tallant, J., Kopple, R.V., Palace, M.W., 2016. Detecting Precontact Anthropogenic Microtopographic Features in a Forested Landscape with Lidar: A Case Study from the Upper Great Lakes Region, AD 1000-1600. PLOS ONE 11(9). https://doi.org/10.1371/journa....
 
13.
Jankowski, M., Rutkowska, P.A., 2024. Podzolization in a 150-year chronosequence of soils under pine timber forest on inland dunes in the Toruń Basin (Northern Poland). Catena 247, 108551. https://doi.org/10.1016/j.cate....
 
14.
Kabała, C., Bojko, O., Medynska, A., Szczepaniak, A., 2013. Spatial variability and temporal changes in the heavy metal content of soils with a deep furrow-and-ridge microrelief formed by an afforestation plowing. Environmental Monitoring and Assessment 185(6), 5141–5150. https://doi.org/10.1007/s10661....
 
15.
Kaźmierowski, C., Ceglarek, J., Cierniewski, J., Jasiewicz, J., Królewicz, S., Wyczałek, M., 2015. Soil surface roughness quantification using DEM obtained from UAV photogrammetry. Unpublished. https://doi.org/10.13140/RG.2.....
 
16.
Kowalkowski, A., Prusinkiewicz, Z., 1976. Glebowe powierzchnie wzorcowe. Las Polski 7(1976), 13–14.
 
17.
Okołowicz, W., Martyn, D., 1979. Rejony klimatyczne Polski. [In:] Atlas geograficzny. PZWK, Warszawa.
 
18.
Prusinkiewicz, Z., 1975. Aktualne problemy ochrony gleb leśnych w Polsce. Sylwan 12.
 
19.
Prusinkiewicz, Z., 1986. Glebowe powierzchnie wzorcowe (GPW) i możliwości ich wykorzystania dla celów monitoringu środowiska przyrodniczego. Materiały sympozjum, Jabłonna k. Warszawy, PTGleb., PAN, PIOŚ, Warszawa, 56–58.
 
20.
Prusinkiewicz, Z., Czapiewski, S., Wieczorek, J., 1977. Zasady zagospodarowania i urządzania glebowych powierzchni wzorcowych w Lasach Państwowych. Materiały DGLP, Lasy Państwowe NZLP i PTG, Warszawa.
 
21.
Sewerniak, P., Fifielska, D., Bednarek, R., 2014. Przekształcenia morfologii i właściwości gleb na skutek zabiegów przygotowujących glebę do odnowienia drzewostanu. [In:] Bednarek, R., Jankowski, M., Świtoniak, M. (Eds.), Antropogeniczne przekształcenia pokrywy glebowej Brodnickiego Parku Krajobrazowego. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, 25–41.
 
22.
Sewerniak, P., Gonet, S.S., Quaium, M., Słomiński, W., 2011. Przygotowanie gleby do odnowienia drzewostanu jako czynnik kształtujący pokrywę glebową na przykładzie leśnictwa Zielona w Kotlinie Toruńskiej. [In:] Jankowski, M. (Ed.), Wybrane problemy genezy, systematyki, użytkowania i ochrony gleb regionu kujawsko-pomorskiego. PTSH, PTG, Warszawa, 135–147.
 
23.
Shukla, T., Tang, W., Trettin, C.C., Chen, S.E., Allan, C., 2024. Determination of microtopography of low-relief tidal freshwater forested wetlands using LiDAR. Remote Sensing 16(18), 3463. https://doi.org/10.3390/rs1618....
 
24.
Sokołowski A.W., 1981. Puszcza Białowieska jako teren badań przyrodniczych. Sylwan 125 (06), 31–36.
 
25.
Solon, J., et al., 2018. Physico-geographical mesoregions of Poland: Verification and adjustment of boundaries on the basis of contemporary spatial data. Geographia Polonica 91(2), 143–170. https://doi.org/10.7163/GPol.0....
 
26.
Sosnowski, M., Noryśkiewicz, A.M., Czerniec, J., 2019. Examining a scallop shell-shaped plate from the Late Roman Period discovered in Osie (site no.: Osie 28, AZP 27-41/26), northern Poland. Ana­lecta Archaeologica Ressoviensia 14, 91–98. https://doi.org/10.15584/anarr....
 
27.
Sosnowski, M., Czerniec, J., Kozioł, K., Popkiewicz, O., Lewińska, P., Szombara, S., 2023. Discovering traces of the possible early first millennium AD Nordic settlements in the Lower Vistula river basin. Interdisciplinary archaeological research at the site in Osie (site no.: Osie 28, AZP 27–41/26), northern Poland. [In:] Leighton, G., Różycki, Ł., Pranke, P. (Eds.), Continuation or Change? Borders and Frontiers in Late Antiquity and Medieval Europe. Routledge, London.
 
28.
Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50,000, Osie sheet, 2009. Państwowy Instytut Geologiczny.
 
29.
Yakar, M., Yilmaz, H.M., Yurt, K., 2010. The Effect of Grid Resolution in Defining Terrain Surface. Experimental Techniques 34(6), 23–29. https://doi.org/10.1111/j.1747....
 
30.
Yilmaz, H.M., 2007. The effect of interpolation methods in surface definition: An experimental study. Earth Surface Processes and Landforms 32(9), 1346–1361. https://doi.org/10.1002/esp.14....
 
31.
Zapłata, R., Stereńczak, K., 2016. Puszcza Białowieska, LiDAR i dziedzictwo kulturowe – zagadnienia wprowadzające. (The Białowieża Forest, LiDAR and cultural heritage – introductory issues). Raport, 239–255.
 
32.
Zielony R., Chojnicki J., 1996. Glebowe powierzchnie wzorcowe – historia, stan obecny, perspektywy. Sylwan 140(12), 83–87.
 
33.
Ustawa o ochronie przyrody, 2004. Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r., Dz.U. 2004 nr 92 poz. 880. https://isap.sejm.gov.pl/isap.....
 
34.
 
35.
 
eISSN:2300-4975
ISSN:2300-4967
Journals System - logo
Scroll to top