Az erózió lépték függése

Pannon Egyetem, Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék Növénytermesztés és Kertészeti tudományok Doktori Iskola

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS

Az erózió lépték függése Szűcs Péter

Témavezető: Dr. Sisák István Keszthely 2012

AZ ERÓZIÓ LÉPTÉK FÜGGÉSE Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében Írta: Szűcs Péter Készült a Pannon Egyetem Növénytermesztés és Kertészeti tudományok Doktori iskolája keretében Témavezető: Dr. Sisák István Elfogadásra javaslom (igen / nem) ………………………. (aláírás) A jelölt a doktori szigorlaton

%-ot ért el,

Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom:

Bíráló neve

igen /nem ………………………. (aláírás)

Bíráló neve:

igen /nem ………………………. (aláírás)

A jelölt az értekezés nyilvános vitáján Veszprém/Keszthely,

%-ot ért el. …………………………. a Bíráló Bizottság elnöke

A doktori (PhD) oklevél minősítése: ………………………… Az EDHT elnöke

3

Tartalomjegyzék 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5. 3.3.6. 3.4. 3.4.1. 3.5. 3.5.1. 3.5.2. 3.6. 4. 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.3. 4.4. 4.4.1. 4.4.1.1. 4.4.2. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 5. 5.1. 5.1.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.4. 5.4.1. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 5.9. 5.10. 5.11.

Bevezetés Kivonatok Irodalmi áttekintés Az erózió fogalma és fajtái A talajpusztulás megjelenési formái Az eróziót kiváltó és befolyásoló tényezők Csapadék Lejtő A talaj nedvességi állapota A talaj vízgazdálkodása A talaj szerkezete Növényborítottság Erózió Európában Tanulságok a magyarországi eróziós viszonyokra nézve, a vizsgálati terület erózióval összefüggő problémái A talajveszteség mérésének fontosabb módszerei Természetes körülmények kötött mért talajerózió Mesterséges körülmények között mért talajerózió Az erózió lépték függésével foglalkozó újabb kutatások Anyag és módszer A kísérleti terület általános jellemzése Kisvízgyűjtő szintű eróziós vizsgálatok A kisvízgyűjtők jellemzése Tábla szintű eróziós vizsgálatok Terepi eső-szimulátoros vizsgálatok A Pannon R-02 esőszimulátor A mérés menete Osztrák esőszimulátor Nagylaboratóriumi esőszimulátoros vizsgálatok Az eredmények matematikai értékelése Térinformatikai feldolgozás Az általános talajveszteségi egyenlet tényezőinek számítása a somogybabodi mintavízgyűjtőre Eredmények Kisvízgyűjtők Lefolyás és erodált talaj a kisvízgyűjtőkről Kisparcellás esőszimulátoros mérések A Pannon R-02 és az Osztrák esőszimulátor összehasonlítása Terepi kisparcellás kísérletek eredményei Nagylaboratóriumi eróziós mérések A különböző léptékű vizsgálatok összehasonlítása Nagylaboratóriumi és kisparcellás mérések összehasonlítása A vízvezető képesség és az erózió összefüggése, a három kísérleti helyen USLE eróziószámítások a somogybabodi kisvízgyűjtő lejtőire A különböző léptékű vizsgálatok együttes értékelése (léptéksor) Összefoglalás Új tudományos eredmények Javaslatok Irodalomjegyzék

5 7 10 10 11 12 13 16 19 20 21 22 23

74 77 77 77 85 85 88 94 101 102 106 107 111 114 120 121 123

Mellékletek

139

29 31 31 35 38 45 45 48 54 60 61 61 63 68 70 71 74

4

1. Bevezetés Magyarország területének közel 55%-a domb- és hegyvidéki terület. E területen belül főként a helytelen talajhasználatnak és a kedvezőtlen természeti viszonyoknak köszönhetően a víz- és szélerózió által különböző mértékben veszélyeztetett térségek nagysága eléri a 2,5-3 millió ha-t (Stefanovits et al., 1999) és az erózió a talaj termékenységének gátló tényezőjévé vált mintegy 1,45 millió ha területen (Németh et al., 2005). Felmérések szerint Magyarország talajainak felső rétege 525000 ha területen 70%-ban, 880000 ha-on 30-70%-ban és további 880000 ha-on 30%-nál kisebb mértékben már lepusztult. Az ország összes lejtős területén a talajpusztulás éves átlaga mintegy 25-30 t/ha (Szabó, 2006). Az ország nyugati részén elterülő csapadékosabb vidékeken elsősorban a vízerózió hatásával kell számolni, ezért dolgozatomban, a továbbiakban az erózió fogalma alatt kizárólag a vízeróziót értem. A vízerózió következtében fellépő jelentős talaj és tápanyag elmozdulás a talaj termékenységének folyamatos csökkenéséhez vezet, és az élő vizekbe jutva kedvezőtlen fizikai, kémiai és biológiai folyamatokat indít el és erősít fel. Az erózióval járó talajpusztulás és környezeti terhelés mérséklése, vagy megszűntetése fontos társadalmigazdasági célkitűzés, melyben a mezőgazdaság a legközvetlenebbül érintett ágazat. Az eróziós jelenségek (különösen a felületi erózió) hatása évenként „kismértékű”, hagyományos mérési módszerekkel nehezen követhető, ezért a pontosabb vizsgálata a hosszabb távú hatások előrejelzése szempontjából rendkívül fontos. Az eróziós folyamatok megismerésére világszerte több módszert és berendezést dolgoztak ki. Ezek közül a különböző intenzitású természetes esők hatásának megfigyelése a legcélravezetőbb. Ezek a vizsgálatok állandó mérési készenlétet igényelnek és még így is több éves rendszeres megfigyelés után derül fény az alapvető törvényszerűségekre. Méréstani szempontból még ennél is körülményesebb a konkrét esőterhelést okozó természetes esők cseppjeinek méreteloszlását és kinetikai energiáját meghatározni. Ezek és az ehhez hasonló nehézségek vezettek az eső-szimulátorok kifejlesztéséhez. Az erózió problémája különösen nagy hangsúlyt kap a Balaton vízgyűjtő területén. Ezen a területen az erózió nem csak a mezőgazdaságra, hanem a tó vízminőségén keresztül annak idegenforgalmára és gazdasági szerepére is hatással van. A Pannon Egyetem Georgikon Karának Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszéke az elmúlt években a Balaton vízgyűjtő területén, különböző léptékben végzett eróziós vizsgálatokat. A különböző léptékek a következők: nagylaboratóriumi esőszimulátoros

5

vizsgálatok, kisparcellás esőszimulátoros vizsgálatok a terepen és kisvízgyűjtők eróziós monitoringja. A Magyar Tudományos Akadémia Földrajzkutató Intézete az elmúlt években szintén különböző léptékben vizsgálta a talaj erodálhatóságát (többek között tábla és részvízgyűjtő szinten). A két intézet kutatásaiból egy „léptéksort” kapuk, amely az egyes vizsgálati módszerek végeredményén (lefolyás, erodált talaj mennyisége, talajba szivárgott csapadék

mennyisége)

kívül

lehetővé

tette

számunkra,

hogy

megvizsgáljuk

és

összehasonlítsuk az erózió alakulását is. Az eróziós kísérletek a Balaton vízgyűjtőjén folytak. A vízgyűjtő mindhárom részén (K-i, Ny-i és D-i vízgyűjtő) egy-egy eróziómérő állomás került kialakításra. Ezeken a kisvízgyűjtőkön mértük a terület csapadékterhelését és az ebből a területen lefolyt vizet és hordalékát. A kisvízgyűjtőkön terepi esőszimulátoros méréseket is végeztünk, és később ugyanazokat a talajokat nagylaboratóriumi körülmények között is vizsgáltuk. A tábla szintű vizsgálatok helyszíne Szentgyörgyvár. A részvízgyűjtő szintet pedig a Tetves patak vízgyűjtője, illetve az arról a helyről származó csapadékesemény adatai reprezentálják. A vizsgált területek talajai túlnyomó részben változó erodáltságú agyagbemosódásos barna erdőtalajok, barnaföldek, illetve lejtőhordalék talajok. Disszertációm tárgya és célkitűzése az eróziós folyamatok léptékfüggésének vizsgálata, amely során különböző méretű vizsgálati egységeken (m2, ha, km2) eróziós kísérleteket, mintavételeket és méréseket végeztem és az eredményeket összehasonlítottam. Az eredmények értelmezésével választ kerestem arra a kérdésre, hogy az EU talajvédelmi stratégiáját megalapozó tanulmányokban (Vandekerckhove et al., 2004) a gazdasági kihatásai alapján első helyre sorolt talajdegradációs folyamat, a vízerózió esetében Magyarországon milyen monitoring rendszer kiépítése javasolható, amely költséghatékony, de mégis képes ennek a térben és időben erősen változó talajpusztulási folyamatnak a felmérésére, amely alapján megfelelő erózióvédelmi stratégiát lehetne kialakítani. Munkám a keszthelyi Georgikon Kar Talajtani Tanszéken folyó több projektnek a keretében zajlott, amelyek közül a fontosabbak: „Szabályozási alternatívák a diffúz foszfor terhelés csökkentésére a Balaton vízgyűjtőjén” című NKFP projekt; az EU 5. Kutatási és Fejlesztési Programjában zajló „An Environmental Soil Test to Determine the Potential for Sediment and Phosphorus Transfer in Run-off from Agricultural Land” című projekt; „Interneten keresztül elérhető automatikus eróziós modell fejlesztése a Balaton vízgyűjtőjére és adaptálása más környezetre” című GVOP projekt, valamint osztrák-magyar kétoldalú tudományos és technológiai együttműködési projektek.

6

2. Kivonatok Az erózió lépték függése A vízerózió negatív gazdasági hatásait tekintve az első helyre sorolt talajdegradációs folyamat. A szerző különböző léptékű eróziós vizsgálatokat végzett és hasonlított össze: nagylaboratóriumi esőszimulátoros vizsgálatokat (3 m2), terepi esőszimulátoros vizsgálatokat (10 m2), tábla szintű eróziós vizsgálatokat (1200 m2), kisvízgyűjtő eróziós monitoring eredményeket (0,7-7 km2) és részvízgyűjtő szintű eróziós vizsgálatokat (100 km2). Választ keresett arra a kérdésre, milyen eróziós monitoring rendszer kiépítése javasolható, ennek milyen elvekre kellene épülnie, milyen elemeket és módszereket kellene tartalmaznia. Munkáját a Balaton vízgyűjtőjén végezte. A szerző nagylaboratóriumi mérésekkel megállapította három, a Balaton vízgyűjtőjén reprezentatívnak tekinthető talaj relatív erodálhatóságát. A kidolgozott módszerrel jellemezte a szántott réteg talajtulajdonságaiból adódó eróziós variabilitást. Terepi kisparcellás kísérletekben kimutatta a három talajnak a természetes vízháztartási körülmények esetén érvényesülő eróziós érzékenységét. A terepi kisparcellás mérések és a nagylaboratóriumi mérések együttes értékelése révén bizonyította, hogy a talajok egyensúlyi vízvezető képessége és egyensúlyi eróziója között lineáris összefüggés van. Az egyenesek meredekségét a talajok erodálhatósága objektív mérőszámának tekinthetjük. Kisvízgyűjtő szintű mérésekkel, táblaszintű számításokkal és a léptékek összehasonlításával megállapította, hogy a tábla és a kisvízgyűjtő lépték között az elsődlegesen erodálódott talajmennyiség jelentős része leülepedhet. Összetett lejtőjű táblák esetében ehhez a táblán belüli szedimentáció is hozzájárul. Ezek a hatások előre nem kiszámíthatók, ezért a kisvízgyűjtő szintű monitoring az eróziós monitoring elengedhetetlen eleme.

7

Scale dependence of erosion Soil erosion is considered as the most damaging soil degradation process regarding its economic effect. The author carried out and compared erosion measurements at different scales: large laboratory tests (3 m2), plot scale measurements on field (10 m2), field-scale investigations (1200 m2), small catchment monitoring (0.7-7 km2) and subwatershed monitoring (100 km2). An effective soil monitoring system was searched for, its underlying principles, main components and methods were investigated. The study was conducted in the watershed of Lake Balaton. In large laboratory studies, the author measured the relative erodibility of three soils that are dominant in the watershed of Lake Balaton. The method he developed can characterize the variability of erosion due to the properties of the plough layer. He measured the erodibility for the same three soils under natural soil water regimes in small plot experiments. Close linear relationships were recognized between hydraulic conductivity and erodibility of soils in the steady-state phase of runoff. The slope of the linear equation can be considered as an objective indicator of the erodibility. By catchment scale studies and field scale calculations and by comparing results at different scales, the author recognized that large part of the soil may settle between the field and catchment outlet. Fields with a complex slope may contribute to this process. This effect cannot be calculated in advance, so catchment monitoring must be essential part of an erosion monitoring system.

8

Skalierung der Erosionsprozesse

Bodenerosion ist der meist gefährliche Bodendegradationsprozess hinsichtlich ihr wirtschaftlichen Auswirkung. Der Autor untersuchte und verglich Erosion in verschiedenen Skalen: großlaboratorische Messungen (3 m2), Messungen auf Feldparzellen (10 m2), Feldmessungen

(1200

m2),

Teileinzugsgebiet-Monitoring

Kleineinzugsgebiet-Monitoring (100

km2).

Vorbedingungen

km2)

(0,7-7 für

ein

und

wirksames

Monitoringssystem wurde untersucht und Grundprinzipien, Bestandteile und Methode für das System wurden gesucht. Die Studie wurde im Einzugsgebiet des Plattensees durchgeführt. Mit großlaboratorischen Untersuchungen hat der Autor die relative Erodierbarkeit von drei Böden gemessen, die im Einzugsgebiet von Plattensee oft vorkommen. Die ausgearbeitete Methode kann die Variabilität der Erosion infolge der Bodeneigenschaften der Ackerkrume charakterisieren. Die Erodierbarkeit der drei Böden unter natürlichem Wasserhaushalt wurden auf

Feldparzellen

getestet.

Lineare

Zusammenhänge

zwischen

Gleichgewicht-

Einsickerungsraten und Erodierbarkeit wurden im Vergleich von großlaboratorischen Messungen und Messungen auf Feldparzellen festgestellt. Die Neigung der Linien können als objektive Indikatoren der Erodierbarkeit betrachtet werden. Es wurde mit Feldkalkulationen, Kleineinzugsgebiet-Monitoring und mit Vergleich der Ergebnissen auf verschiedenen Skalen festgestellt, dass viel erodiertes Bodenmaterial zwischen dem Feld und Kleinenzugsgebiet sedimentiert wird. Wenn das Feld hat einen variablen Hang, trägt Sedimentation auf dem Feld auch bei. Dies Wirkungen können nicht vorher kalkuliert werden darum ist die Kleineinzugsgebiet-Monotoring ein unvermeidlicher Teil der Erosionsmonitoring.

9

3. Irodalmi áttekintés 3.1. Az erózió fogalma és fajtái Az erózió a víz (fluviális erózió), a szél (eolikus erózió) és a jég (glaciális erózió) földfelszínre ható tevékenysége, melynek során a felszín lepusztul (denudáció) és a lepusztult anyagok másutt halmozódnak fel (akkumuláció). A három típus közül a legjelentősebb a fluviális erózió, mely a földfelszín 25%-án érvényesül, míg az eolikus és glaciális erózió együttes mértéke közel 6-7 %. A víz munkája lehet fizikai és kémiai. Bizonyos esetekben a két hatás együttesen is érvényesülhet. A víz felszíni és felszín közeli pusztító munkájának folyamatai közül a Balaton vízgyűjtőjében az alábbi főbb eróziós hatások figyelhetők meg (Thyll, 1992): Abláció: a víz talajt lemosó tevékenysége, melynek hatására kopár területek maradnak vissza és így a talajképző kőzet kerül a felszínre. Hazánkban 280 ezer hektárra tehető az ilyen kopár területek kiterjedése. Derepció: a völgyek, vízmosások medrében a mozgó víz elsodorja az útjában lévő összeálló, illetve laza kőzeteket. Erózió: a tulajdonképpeni erózió helyén a víz a törmelékekkel vési, vájja a felszínt. A folyamat az alapkőzet minősége és települése szerint különböző módon megy végbe. Hatására alakulnak ki az eróziós völgyek. Korrázió: a karsztos területeken a mészkő, illetve a dolomit felületén a víz a törmelékekkel bemélyedéseket, sőt víznyelőket, üregeket képes kivájni. Az üregesedést a víz oldó, kémiai hatása is elősegíti (Balaton-felvidék). Korrózió: a víz vegyi, oldó hatása. A csapadékvíz a légkörből CO2-ot, a talajból humuszsavakat, a kőzetekből szulfidokat vesz fel, ennek következtében oldja a kőzeteket. A természetes (geológiai, vagy normális) erózió lassú folyamat, mely zavartalan természeti körülmények között megy végbe. Ekkor az elhordott anyagot a kőzetek mállása folyamatosan pótolja és természetes vegetáció esetén egy egyensúlyi állapot alakul ki. Emberi tevékenység hatására ez a természetes egyensúly felborulhat, és a talajpusztulás léphet előtérbe. McHugh és munkatársai (2002) kimutatták, hogy napjainkban nagyon megnőtt az ember által kiváltott, vagy felgyorsított erózió aránya. Az emberi tevékenység által befolyásolt, fokozott mértékű talajpusztulást nevezzük gyorsított eróziónak.

10

3.2. A talajpusztulás megjelenési formái

A talajpusztulás folyamata a különféle módosító tényezők hatására (természeti viszonyok, emberi tevékenységek) különböző alakokban jelenik meg, melyeket talajpusztulási vagy eróziós formáknak nevezzük. Ezek elsősorban átművelhetőségükben különböznek egymástól. Az eróziós formákat a kiváltott hatás szerint két csoportba soroljuk:

- areális, vagy felületi (réteg-) erózió - lineáris, vagy mélységi (vonalas) erózió.

Az areális erózió csak a művelt talajréteget károsítja, de megjelenése általában nagyobb területet érint. Felületi erózió hatására a termőtalaj egyenletes, vékony rétegben pusztul le, mert a mozgó víz energiatartalma kicsi, így csak a kisebb méretű talajrészecskéket képes elmozdítani. Az

areális

erózió

megjelenési

formái

a

következők:

átmosásos

erózió,

mikroszoliflukció, csepperózió, lepelerózió, talpas erózió (Thyll, 1992). Az utóbbit kivéve hatásuk közvetlenül a talajfelszínen nehezen figyelhető (mérhető) meg. A lineáris erózió nagyobb mélységekre terjed ki, ezért hatása igen látványos és szembetűnő. Ebben az esetben a felületen mozgó víz rétegvastagsága, mozgási energiája is nagyobb, mint az előző esetben. Kialakulását éppúgy elősegíthetik az areális erózió során kialakult vízerecskék, mint a terephajlatok és a lejtő irányú keréknyomok. A mélységi erózió barázdás, árkos és vízmosásos formában jelenhet meg. Négy esetben igen valószínű a lineáris erózió bekövetkezte (Hasholt and Breuning-Madsen, 1989): 1. nedves talajra eső érkezik, 2. részben fagyott talajra csapadék esik, 3. hóolvadáskor, 4. nagy intenzitású eső fedetlen talajra hullik.

11

A különböző léptékű eróziós mérések esetében különböző eróziós folyamatok és tényezők kerülnek előtérbe a vizsgálatok során. Az úgynevezett mikro lépték esetében (mm2 1 m2) az aggregátumok stabilitásától függ elsősorban az erózió. További befolyásoló tényező ebben az esetben a talaj nedvességtartalma, szerves anyag tartalma és a talajélet aktivitása. Parcella szinten (1 m2 - 100 m2) a lefolyást befolyásoló tényezők kerülnek előtérbe. A beszivárgási és mikrodomborzatbeli különbségek jelentősen befolyásolhatják az erózió mértékét adott parcellákon. Egyik ilyen fontos tényező a felszín kövessége, mely több kulcsfontosságú vízvezetési folyamatra, a talajfelszín hőmérsékletére és az erodálhatóságra is hatással van (Poesen et al., 1994). Tábla szinten (100 m2 – 10000 m2) a jól elkülöníthető helyeken kialakult eróziós formák mennyisége és milyensége a döntő tényező. A vízgyűjtőkön (≥10000 m2) belüli különbségekből adódóan különböző típusú eróziós tevékenységeket különböztetünk meg (csepperózió, rétegerózió, barázdás erózió, árkosvízmosásos erózió). Ezek számának és minőségének egymáshoz viszonyított arányának függvénye a vízgyűjtőkön kialakult erózió mértéke (R.P.C. Morgan, 2005).

3.3. Az eróziót kiváltó és befolyásoló tényezők

Az eróziót kiváltó tényezők közül az első a csapadék, melynek két megjelenési formája meghatározó az erózió szempontjából. Az eső mennyisége, cseppnagysága, hevessége, időtartama és a hó mennyisége, valamint olvadási ideje határozza meg a csapadék hatását az erózió mértékére. A másik kiváltó tényező a lejtő, melynek meredeksége, hosszúsága, alakja és elhelyezkedése a meghatározó eróziós szempontból. Az eróziót befolyásoló tényezők a következők: a talaj nedvességi állapota, a talaj vízgazdálkodása, a talaj mechanikai összetétele, szerkezete a felszín egyenetlensége és fedettsége (növénymaradványok, kavicsok, mulcs) és a növényborítottság (Stefanovits, 1992). Az erózió a szántókon ott a leggyakoribb, ahol a felszín csupasz, vagy csak kismértékben fedett. Függ a lejtőmeredekségtől, talaj szerkezetétől (Evans, 2002), a táblamérettől és a talajhasználattól.

12

3.3.1. Csapadék Az erózió kiváltásában az éghajlati tényezők közül a csapadéknak (eső, hó) van a legnagyobb szerepe. A csapadék fent említett formái közül a csapadék mennyisége mindkét esetben meghatározó. Az eső hatásának meghatározásakor annak intenzitását (hó esetében az olvadás intenzitását) szokták még vizsgálni. Az erózió folyamatában az eső intenzitása játssza a legfontosabb szerepet. Az eső intenzitásának növelése a lefolyás és az erózió ugrásszerű növekedését eredményezi. Az intenzitás mértéke az esőcseppek átmérőjétől és azok eloszlásától függ (1. ábra). Ezt az összefüggést (Levert, 1962), a következőképp írja le: r =1,73×i-0,227, (mm)

Ahol: r – átlagos sugár (mm) i – intenzitás (mm/ó) 1. ábra: Az esőcseppek átmérői az intenzitás függvényében

Az eróziós hatást elsősorban az esőcseppek becsapódási sebessége határozza meg, mely a rá ható gravitációs erőtől, az esőcseppek tömegétől és a szélerőtől függ. Szélcsend esetén a földre hulló esőcseppek végsebessége csak azok tömegétől és a légellenállásától függ. Abban az esetben, ha a csepp tömege és légellenállása egyensúlyba kerülnek egymással, a csepp végsebességét elérve, nem gyorsul tovább és ezzel az állandó sebességgel folytatja útját. Ezen tény ismerete az eső-szimulátorok tervezése és üzemeltetése szempontjából fontos. Gyakorlati tapasztalat, hogy legalább 6 m-es szabadesést kell biztosítani egy „nyomás nélkül” képzett vízcseppnek ahhoz, hogy a talajra érkezés előtt érje el közelítőleg az esési végsebességét.

13

Az érkezési sebesség és az esőcsepp sugara között (Levert, 1962) a következő összefüggést találta: Vv=6,5×

r ,

Ahol: Vv – érkezési sebesség, (m/s) r – az esőcsepp sugara, (mm). Az esőcsepp sugara és kinetikai energiája között pozitív korreláció tapasztalható. Minél nagyobb az esőcsepp, annál nagyobb a tömege és ebből fakadóan a kinetikai energiája is. A vízcseppek talajra ható mozgási energiájának fontos szerepe van a csepperózió és a levonuló vízlepel anyagszállító képességének fenntartásában. A kinetikai energia: Ekin.=1/2m×v2, Ahol: Ekin. – kinetikai energia (J) m – tömeg (kg) v – érkezési sebesség (m/s).

A talaj vízáteresztő képességétől és az eső intenzitásától függ annak a talajfelszíni víztöbbletnek a kialakulása, mely vízréteg az erózió kialakulásáért felelős. A talaj nedvességtartalma kedvezőtlen módon befolyásolja annak víznyelési és vízáteresztési tulajdonságait. Az átázott talajfelszín már viszonylag kisebb mennyiségű csapadék hatására is felületi elfolyást és talajpusztulást mutat (Stefanovits, 1966). Felszíni víz akkor képződik, ha az időegység alatt felszínre érkező víz mennyisége meghaladja az időegység alatt elnyelődő víz mennyiségét. Állandó esőintenzitás esetén a 2. ábra szemlélteti a felszíni víz képződésének szakaszait.

14

2. ábra: Az eső és a beszivárgás intenzitása (Thyll, 1992)

Bacsó (1968) a csapadékokat – intenzitásuk szerint – három osztályba sorolva vizsgálta. Apró csapadéknak a 0,1 - 0,9 mm/h, közepes csapadéknak az 1,0 - 4,9 mm/h és nagy csapadéknak az 5 mm/h feletti intenzitású esőt nevezte. Kutatásai szerint, mely 43 évi időszakokat tartalmaz, az erózió szempontjából leglényegesebb nagy csapadékok Magyarországon késő tavasszal és kora nyáron a leggyakoribbak. A nagy intenzitású és mennyiségű záporesők lehullásakor jelentős a felületi lefolyás. Zezchwitz (1967) mérései azt bizonyítják, hogy egy 100 mm-es felhőszakadás 70 80 %-a lefolyik a felszínen. Az erózió mértékét jelentősen befolyásolja, hogy a zápor mikor éri el intenzitásának maximumát a záporeső teljes időtartamán belül. A szerzők többsége négy alaptípust különböztet meg. Az első esetben az intenzitás maximuma a zápor kezdetén van, a második esetben közelítőleg a teljes időtartam felénél, a harmadik típusnál az eső végén jelentkezik az intenzitás maximuma. A negyedik típusba az egyenletes intenzitású csapadékok tartoznak. Bacsó (1968) kutatásai szerint a hazánkban előforduló esőzések nagy része az első típusba sorolhatók. Ez eróziós szempontból kedvezőnek tekinthető, hiszen a talajok vízbefogadó képességét nagyban meghatározza azok nedvességtartalma. Az eróziós mérések összehasonlíthatóságát nagyon nehezíti az a tény, hogy azonos intenzitás-lefutású záporok gyakorlatilag évekig sem fordulnak elő egy kiválasztott helyen és időben (azonos dekádban).

15

Magyarországon a nagy intenzitású (100 mm/h) csapadékok bárhol előfordulhatnak (OMSZ, 1993). Ebben a tekintetben a magyar viszonyok nem térnek el lényegesen a környező országokétól, így a viszonylag gyakorinak számító 60 mm/h esőintenzitás (Strauss et al., 2000) az eróziós mérések tekintetében nálunk is megfelelő. A

csapadék

mennyisége

az

eső

intenzitásától

és

időtartamától

függ.

Csapadékmennyiségen azt a számot értjük, amely megmutatja, hogy valamely t időtartam során a vízszintes sík 1 m2-ére mikro-csapadékok kiválásából, vagy csapadékhullásból hány liter vízmennyiség jutott. A csapadékmennyiség egysége:

(10-3 × m3)/m2 = liter/m2 = mm,

ami azt fejezi ki, hogy a felszínre került csapadék hány mm vízréteget képezne a vízszintes felszínen, ha nem folyna el, nem szivárogna be a talajba és nem párologna el (Péczely, 1979). A hó eróziót kiváltó hatása elsősorban a hóréteg vastagságától, az olvadás időtartamától és a talaj állapotától függ. A havazás közvetlenül nem vált ki eróziót. A talajon felhalmozódott hó mennyiség csak akkor okozhat kárt, ha megolvad. Ebben az esetben az erózió mértéke a talaj vízbefogadó képességétől függ. A fagyott állapotú talaj nem tudja elvezetni az olvadékvizet és a megindult lefolyás eróziós károkat okoz. A hóolvadás következtében kialakuló erózió hazánkban összességében nem számottevő, de a napsütötte déli fekvésű lejtőkön gyakran előfordul.

3.3.2. Lejtő A csapadék mellett a lejtő a másik eróziót kiváltó tényező, melynek meredekségétől, hosszúságától, alakjától és kitettségétől függ a rajta kialakult talaj erodálhatóságának mértéke. Az erózió mértékét elsősorban a lejtő meredeksége határozza meg. Ugyanazon területről készült lejtőkategória-térképet és talajeróziós térképet összehasonlítva, legtöbbször igen szembeötlő a hasonlóság (Boros, 1977, Kerényi, 1977, Pinczés et al., 1978). A meredekségtől függ, hogy a talajfelszínen lefolyó víz mekkora energiára tesz szert, mekkora lesz az erodáló hatása. Azonos talajminőséget feltételezve minél meredekebb a lejtő, annál nagyobb a felszínen lefolyó víz talajpusztító és –elhordó hatása.

16

A lejtőszög és az erodált talajmennyiség közti összefüggés a következő: A = a (S - b)n, Ahol: A – erodált talajmennyiség (t/ha/év), S – lejtőhajlás (%), n – az egyenes ordinátával bezárt szögének tangense, mely a képlethez szerkesztett koordináta rendszerből meghatározható, a, b – állandók (Thyll, 1992).

A lejtők meredekségének kifejezésére a lejtőkategóriák használatosak, melyek az erózió veszélyességének kifejezése mellett a talajvédelmi eljárások megválasztásához is segítséget nyújtanak. Hazánkban, a mezőgazdaságban használatos öt lejtőkategória a következő: I. lejtőkategória:

<5%

II. lejtőkategória:

5-12%

III. lejtőkategória:

12-17%

IV. lejtőkategória:

17-25%

V. lejtőkategória:

>25%

I. lejtőkategória: Sík, vagy hullámos területek. Ebben a kategóriában a mélységi erózió formái nem fordulnak elő. A felületi erózió is csak igen ritkán, mert a területen esetlegesen keletkező víz elmozdulása, egyben energiája igen csekély. A szikes talajok esetenként padkásodhatnak. II.

lejtőkategória:

Enyhén

lejtős

területek.

A

felszíni

vízmosás

közepes

energiatartalmú, a felületi erózió gyakoribb, mint az előző esetben. A felületi lefolyás kialakulását és mértékét jelentősen befolyásolja a talaj vízgazdálkodása.

17

III. lejtőkategória: a felületi erózió mellett gyakran megjelenik a mélységi erózió barázdás formája, amely helytelen talajhasználat esetén akár vízmosások kialakulásához is vezethet. IV. lejtőkategória: Erősen lejtős területek. Egyértelmű a vonalas erózió dominanciája. A lejtőn lefutó víz energiája lényegesen nagyobb, mint az előző esetben. Az eróziós fokozatokat elsősorban a talaj erodálhatósága határozza meg. V.

lejtőkategória:

Meredek

lejtők

kategóriája.

Minden

esetben

észlelhető

talajpusztulás, melynek mértéke ebben a kategóriában a legnagyobb. A legtöbb könnyen erodálódó talaj a talajképző kőzetig lepusztul (Thyll, 1992). A lejtők hosszúsága szabja meg, hogy a felületi lefolyás milyen tömegű vizet szállít, és ez milyen sebességre gyorsulhat fel az adott meredekségű lejtőn. A lefolyó víz tömege a lejtő hosszával arányosan növekszik, ha a terület lejtése egyenletes (Stefanovits, 1992). Az egyre növekvő víztömeg energiája fokozatosan nő, így a talajpusztulás mértéke a lejtőn lefelé haladva egyre fokozódik és a vonalas erózió kerül előtérbe. Mattyasovszky (1956) tanulmányaiban azt írja, hogy egy hektárról lefolyó víz mennyisége a lejtő hosszúságának növelésével csökken, a lemosott talaj mennyisége azonban növekszik. A lepusztulás mértékét a lejtő alakja is befolyásolja. A lejtő lehet egyenes, kihajló (konvex), behajló (konkáv) és összetett lejtő. A lepusztulás helye és mértéke a lejtő alakjától függ. Egyenes lejtőn a lefelé folyó víz rétegvastagsága a lejtő hosszával arányosan fokozatosan nő, ezért az alsó harmadban a legnagyobb a talajpusztulás. A kihajló lejtőnek a felső harmada közel változatlan marad, az alsó harmada károsodik. A behajló lejtő felső harmada igen meredek, ezért ez a szakasz erodálódik a leginkább, majd az eróziós hatás egyre csökken és sok esetben az alsó harmadban már annyira kicsi a felszínen lefolyó vízesése, hogy üledék rakódik le. 1997 és 1999 között, Angliában és Wales-ben végzett vízgyűjtő eróziós monitoring során a kiülepedésnek a mértéke csupán 1%-os volt a teljes elmozdult talajmennyiséghez (0,284 km3) viszonyítva (McHugh et al., 2002). Souza & Morgan (1976) laboratóriumi

méréseinek

táblázata

(1.

táblázat)

az

egyszerű

lejtőkről

lehordott

talajmennyiségeket hasonlítja össze g-okban:

18

1. táblázat: Az egyszerű lejtőkről lehordott talajmennyiségek g-ban

lejtő (%)

konvex egyszerű konkáv

18

-

1373

-

14

1347,3

864

636,1

10,5

956,2

717,2

530

7

678,4

682,9

518,5

3,5

617,2

621,6

502,4

A természetben nagyon ritka az egyszerű lejtő. A fent említett három lejtőtípus különböző módon kapcsolódva összetett lejtőként jelenik meg a valóságban, melyen a talajpusztulás az összetevők arányában módosul. Az USA mezőgazdasági minisztériuma által kiadott RUSLE kézikönyvben (RUSLE: Revised Universal Soil Loss Equation) számos mérés eredményeként megállapították, hogy az egyenes lejtőn tapasztalható átlagos erózió mennyiségének csupán 85%-a mérhető behajló lejtő esetén és 132%-a kihajló lejtő esetén (Renard et al., 1997). A lejtő kitettségén azt értjük, hogy a lejtő vagy a lejtőszakasz melyik égtáj felé néz. A kitettségtől függő eróziós különbségekre a választ a csapadék- és a sugárzásviszonyok módosulásában kell keresni. Abban az esetben, ha a lejtő kitettsége és az uralkodó szélirány egybeesik, az erózió fokozott, mert az esőcseppek közel merőleges szögben érik a talajt, így ütőhatásuk nagyobb. A sugárzási viszonyok talajvédelmi szempontból káros hatása elsősorban a déli fekvésű lejtőkön érvényesül. A nagyobb mértékű besugárzás jobban szárítja a talajt és ennek összetett hatása lehet. A szárazabb talajba gyorsabban beszivárog a víz, a kiszáradt felszínre érkező eső szétrobbanthatja a talaj aggregátumait, és a gyors hóolvadás barázdás eróziót válthat ki, ha az altalaj fagyott (Stefanovits, 1992).

3.3.3. A talaj nedvességi állapota

A talaj nedvességi állapota nagymértékben befolyásolja az eróziós folyamatokat. A talajpusztulási folyamatok közül elsősorban a csepperózió tekintetében jelent veszélyt. Száraz talajfelszínen a talajrészecskék szétesése elsősorban a nedvesedési erőnek köszönhető.

19

Nedves talaj esetén az erózió a becsapódó cseppek energiájától függ. Schmidt (1979) szerint a feltalaj növekvő nedvességével a leöblítésre való hajlam egyre nő. Kuron és munkatársai (1956) megállapították, hogy a talajok víztelítettségének fokozódásával a letarolás mértéke jobban emelkedik, mint a lefolyás. Munkájukban kivételekről is említést tesznek, így hasonló intenzitású csapadék esetén, száraz talajon kis lefolyást és nagy letarolást, majd erősen átázott talajon nagyobb lefolyást és kisebb letarolást mértek. Véleményük szerint ez azzal magyarázható, hogy a nedves talaj aggregátumok egy ideig vízállóbbak, mint a szárazabbak. Huzamosabb nagy intenzitású esők hatására a talaj felszíne elérheti vízkapacitásának maximumát. Ilyen esetben a sok löszfrakciót tartalmazó talajfelszín pépes része könnyen elmozdul és sárfolyás alakulhat ki. Az amerikai talajvédelmi szolgálat (Soil Conservation Service) által használt vízgyűjtő lefolyási görbék módszerének számítása során is figyelembe veszik az aktuális talajnedvességet (megelőző 5 nap csapadékösszege alapján becslik). 6 kategóriát különböztetnek meg. 3 fokozat vegetációs időszakban, 3 fokozat vegetációs időszakon kívül (Novotny and Olem, 1994).

3.3.4. A talaj vízgazdálkodása

A talaj vízgazdálkodása közvetett módon – a felszíni víz képződésén keresztül – befolyásolja az erózió kialakulását (Thyll, 1992). A legfontosabb eróziót befolyásoló tényező, mely a talajra jutó csapadék beszivárgásának mértékét határozza meg. Az esőáteresztőképesség a talajfelszínnek az a tulajdonsága, mely megszabja, hogy különböző lejtőszögek mellett, különböző cseppnagyságú esőből vízkapacitásig telített állapotban időegység alatt mennyi szivároghat be. Mértékegysége: mm/perc/lejtőszög vagy mm/óra/lejtőszög (Góczán, 1974). A rövid ideig tartó kis és közepes intenzitású csapadék hatása elsősorban a felszín vízáteresztő képességétől függ. Hosszabb ideig tartó csapadék talajpusztító hatását viszont a mélyebben fekvő rétegek vízáteresztő képessége is befolyásolja. Az egész szelvény vízáteresztő képességét mindenkor a legrosszabb vízáteresztő képességű réteg szabja meg (Stefanovits, 1992). A leggyengébb vízáteresztő képességű réteg felszíntől való távolsága nagyban befolyásolja a csapadék további útját a talajban. A felszíni víz kialakulásának valószínűsége annál nagyobb, minél közelebb található a felszínhez a gyengébb vízáteresztésű talajréteg és minél nagyobb a rétegek áteresztőképességének különbsége. A víztartó képesség

20

a talaj vízgazdálkodásának másik tényezője, mely a talaj kiszáradását és a rajta kialakuló talajvédő növényzet minőségét befolyásolja. Ezt a koncepciót az újabb, fizikai alapon nyugvó eróziós modellek is magukévá teszik, amennyiben bevezetik az aktív réteg víztartó képességének a fogalmát, pl. a WEPP modellben (Flanagan et al., 2001).

3.3.5. A talaj szerkezete

A talajszerkezet a talajok vízgazdálkodását és az erodálhatóságukat határozza meg. A jó szerkezetű talajok vízáteresztése és víztartó képessége egyaránt kedvező. Erodálhatóságukat a talajmorzsák nagysága és azok vízállósága befolyásolja. Különösen vulkáni területeket övező löszszerű üledéken vagy nyirokon kialakult talajokon tapasztaljuk, hogy nagyobb csapadék esetében nem lép fel talajpusztulás, annak ellenére, hogy a felületi lefolyás jelentős. Azonos lejtőviszonyok esetében viszont a leromlott, elporosodott szerkezetű csernozjom talajokon már kisebb csapadék is jelentős talajmennyiséget szállít az erózióbázis felé (Stefanovits,

1992).

A

mezőgazdaságilag

művelt

talajok

szerkezetét

és

egyben

vízgazdálkodását jelentősen javíthatja az egy időben kijuttatott és bekevert meszező anyag és szerves trágya. Emellett nagy szerep jut a jó talajhasználatnak és a kíméletes, „érlelő” talajművelésnek. Az aggregátumok méretére és vízállóságára vonatkozóan Bryan (1968) részletes vizsgálatokat végzett, melyben a 2-5 mm-es aggregátumok mennyisége bizonyult az erózióval szembeni ellenállás legjobb indikátorának. Újabb tanulmányok is bizonyítják (Barthés & Roose, 2001), hogy a vízálló aggregátumok mennyisége a talajban az erózióval szembeni ellenálló képesség jó mérőszáma a léptékek széles skáláján. Az eróziós modellek azonban csak ritkán veszik figyelembe közvetlenül az aggregátum stabilitást (Torri et al., 1999), inkább az ezt meghatározó talajtulajdonságok szerepelnek az egyenletekben. Az aggregátumok stabilitását Tisdall és Oades (1982) szerint három tényezőcsoport határozza meg: a) gyorsan lebomló mikrobiális és növényi poliszaharidok átmeneti hatása, b) gyökerek és gombafonalak (főleg mikorrhiza) ideiglenes hatása és c) gyűrűs humuszvegyületek tartós hatása, főként ha amorf Al és Fe vegyületekhez és többértékű kationokhoz kapcsolódnak. Az általános talajveszteségi egyenlet és későbbi változatai, valamint az ezekre épülő további

21

modellek a talaj erodálhatósági tényezőjének meghatározása során figyelembe veszik az aggregátum osztályokat is (Römkens et al., 1997).

3.3.6. Növényborítottság

A növényzet eróziót befolyásoló szerepe Bukovinszky (in: Thyll, 1992) szerint a következőképp foglalható össze: -

a csapadék felfogása,

-

a hótakaró felhalmozása,

-

a csapadék beszivárgásának és tárolódásának segítése,

-

a talajnedvesség megőrzése,

-

a felszín érdességének növelése.

A fent említett faktorok közül a csapadékfelfogó hatás a legfontosabb, melynek során a növénytakaró az esőcseppek mechanikai ütő hatását csökkenti és az esőt permetszerűen szétszórja. Ennek következtében a csapadék erodáló hatása csökken, vagy teljesen megszűnik. Ezt a hatást a talajfelületet borító elhalt növényi részek tovább erősítik. A sekélyen gyökerező növények a felszínen mozgó víz energiájának megtörésében játszanak fontos szerepet. Csepinszky és Jakab (1999) megállapította, hogy tarlón kétszer annyi anyagot képes a felszínen lefolyó víz szállítani, mint az álló búzával védett területen. Az irodalom szerint az őszi búza maximális levélfelületi indexe 4 m2 m-2 (Neitsch et al., 2001). Ezzel az értékkel számolva őszi búzában 3 mm az intercepció 20 mm csapadék felett (Wohlrab et al., 1992). Csepinszky és Jakab (1999) mérései szerint a „növényi” hatás ennél nagyobb volt. A búza állományban és a búza tarlón mért csapadékmennyiségbeli különbségek az intenzitástól függően a következők voltak: 30-40 mm h-1-nál 6 mm, 60 mm h-1-nál 8,4 mm és 90 mm h-1nál 11,2 mm. A különbségek abból adódnak, hogy az intercepción túl, a növény felületén a felszínre folyó víz könnyebben beszivároghat a talajba. Az intercepció által felfogott vízmennyiség konstans, szerepe annál jelentősebb, minél kisebb a csapadékösszeg. Nagy mennyiségű eső esetén már a száron levezetett víz jelentősége nő meg. Ez a víz már nem rendelkezik jelentős kinetikus energiával, ezért nem képes csepperóziót okozni. A talajpusztulás szempontjából meghatározó jelentősége van a felszín fedettségének (Kertész et al., 2001). Minél tovább növényi borítottságot kell biztosítani a dombvidéken 22

mezőgazdaságilag művelt területeken, melyet későn érő fajtákkal, őszi vetéssel és végső esetben másodvetéssel, esetleg mulcsozással lehet elérni.

A hótakaró összegyűjtésekor a növényállomány zártsága és szintezettsége szabja meg a talajpusztító hatás csökkenésének mértékét. Szél hatására a növényzet különböző mértékben gyűjti össze a havat, ezért a leesett csapadék átrendezésében is fontos szerepet játszik. Egyes növényfajok (pl.: pillangósok, fűfélék) morzsás talajszerkezet kialakításával javítják a talaj vízvezető és víztároló képességét. A csapadék tárolását a talajok szerves anyag tartalma is kedvezően befolyásolja. A növényzet árnyékoló hatása, mely a talajnedvesség megőrzésében fontos szerepet játszik, a növényállomány fejlettségétől, térállásától és levélzetének tömegétől függ.

3.4. Erózió Európában Az EU talajvédelmi stratégiáját megalapozó tanulmányokban (Vandekerckhove et al., 2004) gazdasági kihatásai alapján az erózió az első helyre sorolt talajdegradációs folyamat. Ennek megfelelően az EU szintű kutatásokban is jelentős figyelmet kap és az eróziós helyzet európai áttekintésére is sor került a közelmúltban (Boardman & Poesen, 2006). Röviden áttekintem ennek a szintézisnek a tanulságait a magyarországi helyzetre vonatkozóan. Magyarország éghajlata a területnagyságához viszonyítva változatosnak mondható. Főképpen ezért, de nem csak ebből fakadóan (eutrofizáció, löszterületek erodálódása, művelési/betakarítási erózió, stb.) vonható párhuzam több európai országgal eróziós szempontból. Az alábbiakban, a teljesség igénye nélkül mutatok be európai országokat, ahol a hazánkban ható folyamatokhoz hasonló eróziós tevékenységek érvényesülnek.

Norvégiában elsősorban ősszel és tavasszal okoz nagyobb károkat az erózió. Ősszel az enyhén nedves talajra hulló nagymennyiségű eső okoz felszíni lefolyást. Tavasszal a hóolvadás okozta erózió bír nagy jelentőséggel, különösen ha az altalaj még fagyott állapotban van (Oygarden, 2000; Lundekvam, 2002). A víz okozta erózió a folyók és tavak eutrofizációját okozzák. Dániában 5 különböző típusa jelenik meg az eróziónak: 1. Defláció: A homoktalajok fő problémája a defláció, különösen vetés idején. 0,5 millió ha érintett. 2. Lepelerózió: Ősszel és

23

télen jelentős. Fő oka a hóolvadás, vagy az eső, amikor részben fagyott talajra esik. 3. Barázdás erózió: Dánia összes talaját fenyegeti. Meredekebb, konkáv lejtőkön és az agyagos altalajú területeken gyakoribb. Legtöbbször őszi búzával és őszi árpával vetett, agyagos altalajú területek esetében regisztráltak barázdás eróziót. 4. Művelési erózió: Speciális típusa, amikor cukorrépát, vagy burgonyát takarítanak be. Egy területről kb. 0,1 mm/év-nyi mennyiség került lehordásra a szántóról a cukorrépán és a burgonyán maradt talajmennyiséggel (Hasholt, 1988). 5. Part erózió (elhabolás): Különböző mértékű lehet, attól függően, hogy milyen a talajtípus, a rézsű növényzete, meredeksége, magassága, a folyó sebessége (Laubel et al, 2000). A K-i parton az agyagos talajok dominálnak. Az eutrofizáció Dániában is fontos és mindmáig megoldatlan kérdés. Franciaország változatos földrajzi adottságokkal bír (magashegységek, dombvidék, fennsík, síkság). Az éghajlat szintén változatos. Az óceáni éghajlattól kezdve, a kontinentálison át, a mediterránig. Az ország 55%-a szántó. Szőlőültetvények és gabonafélék a legjellemzőbbek, melyek az ország mezőgazdasági termelésének 2/3-át adják. A csapadék erozivitása a mediterrán vidékeken a legnagyobb. A DNy-i részen az eróziós károk nagy része tavasszal következik be, a meredek lejtőknek, a talajművelésnek és az alacsony növényborítottságnak köszönhetően. A felhőszakadások nagymértékű eróziót okozhatnak, ha a talajművelés pár nappal előtte történt.

Sárfolyások szinte az egész országban előfordulhatnak és nagy

jelentőségűek. 1985 és 2001 között 15000 ilyen eseményt regisztráltak. A hegyvidékeken az erózió mértéke csökkent, hála a rekultivációknak és a szántóföldek arányában bekövetkező csökkenésnek. Belgium annak ellenére, hogy kis ország, változatos felszínnel rendelkezik, melynek következtében a talajtakarója és a talajhasználat is változatos. Talajeróziós szempontból három fő régiót különböztethetünk meg. 1. É-i terület: síkvidék, zömmel homok és homokos vályog talajokkal. A lejtők ritkán érik el a 2%-os meredekséget, általában 1%-osak. 2. Belgium középső része: Fennsík jellegű. A tengerszint feletti magasság 90 és 200 m között változik. Homokos vályog és vályog talajféleség. A legtöbb lejtő meredekebb, mint 5%. A legmeredekebb lejtők 15 és 25% között vannak. 3. Ardennek: vékony rétegű Leptosolok. Főleg erdő és legelőterületek találhatók itt. A lejtők akár 30% felettiek is lehetnek. Az éves csapadékmennyiség az É-i és a középső részen 700 és 900 mm között változik, de az Ardennekben elérheti az 1400 mm-t is. A víz és a művelési erózió a két legfontosabb eróziós forma az országban, melyek főleg a középső részeken dominánsak. Az É-i részek homokos síkságain, néhol defláció is előfordulhat. A centrális részen, betakarítási erózió is felléphet ott, ahol gumós növényeket és gyökérzöldségeket termesztenek. A legtöbb mezőgazdasági 24

vízgyűjtőben a víz okozta erózió értéke 10 t/ha/év körül mozog. A művelési eróziós károk átlagosan 1,4 t/ha/év-re tehetők. A betakarítási veszteségek (gumós, gyökérzöldség) 2 - 16 t/ha/betakarítás között mozognak, növényfajtától függően. A földcsuszamlások főleg az infrastruktúrában okozott károk miatt jelentősek. Hollandiában a talajerózió nem egész országot érintő probléma. A víz által okozott erózió, csak az ország legdélebbi pontján (Dél-Limbourg) jelentkezik és 40000 hektáron okoz gondot a dombvidéki terület lösztalajain. A terület éghajlata óceáni, egész évben jellemző a csapadék, melynek éves átlagos mennyisége 750 mm. A vízerózió megjelenési formái: árkosodás (ephemeral) a szántóföldön, sárfolyások és szedimentáció a völgyekben, utakon, utak menti árkokban, a házak alagsorában, pincéiben, stb. A régióban gazdálkodó farmereknek kötelességük: 1. Betakarítás után, min. 20 cm mélyen talajmunkát végezni. 2. Direkt vetést alkalmazni, vagy eltűntetni a traktornyomokat silókukorica, vagy cukorrépa vetése után. 3. Kukorica és gabona betakarítása után zöldtrágyázás. 4. Minimum 3 m széles vízvisszatartó alkalmatosság kialakítása erózióveszélyes növénnyel vetett táblák alján. 5. 2 - 5%-os lejtésű területen maximum 400 m-es lehet a táblahossz, erózióveszélyes növények esetén, vagy a következő technológiák alkalmazása: direkt vetés, mulcsozás, vagy szalmatakarás vetés után, 6. 5-18 %-os lejtőn a maximális táblahossz 300 m és ld. előbbi technológiák, 18 % feletti lejtők esetén csak gyepterület lehet. A deflációnak kitett területek nagysága 97000 hektárra tehető. A partvidéken és a szántóföldek homoktalajain jelentkezik. Anglia eróziós szempontból két részre osztható. Az ÉK-i részen lévő fennsíkra és a DNy-i részen elterülő síkságra. Az ÉK-i részen nagyrészt legeltetéssel foglalkoznak és az éves csapadékmennyiség magasabb, mint 800 mm. A szántóföldi területek nagy része a DNy-i régióban terülnek el, ahol a csapadék éves átlagos mennyisége 400 és 800 mm közé esik. A szántóföldi területek a víz okozta erózió (lepel, barázdás, árkor) helyszínei. Csak egy kis rész érintett szélerózió szempontjából. A legelőkön a túllegeltetés és legfontosabb probléma. Anglia talajainak 24 %-a közepes, vagy annál nagyobb mértékben veszélyeztetett eróziós szempontból. A klímaváltozás miatt Angliában a nyarak melegebbek és szárazabbak lesznek, míg a tél enyhébb és csapadékosabbnak ígérkezik. Ezért az erózió mértéke növekedhet az őszi gabonák és a kukorica vetésterületein. Csehország 50,1 %-a dombság, 33,9 %-a fennsík, 11,6 %-a hegyvidék és csupán 4,5 %-a síkság. A szántóterület részaránya 42,2 %. Az éves csapadékmennyiség 600-800 mm körül mozog, de a hegységekben mértek már 1500 mm/év fölötti mennyiséget is. Az éves csapadék 31 %-a felszíni lefolyás formájában távozik a területről. A tavaszi hónapokban a legmagasabb a lefolyások aránya. A mezőgazdasági területek 50 %-a erózióveszélyes terület. Ebből 40 %25

án a víz okozta erózió okoz károkat. A víz és a szél erózió mellett a hóolvadás következtében bekövetkező talajpusztulási folyamatok is jelen vannak az ország területén. A defláció kis jelentőséggel bír Svájcban. A csapadék közepes erozivitásának, a talajok mérsékelt erodibilitásának és a kisméretű tábláknak köszönhetően Svájcban, összességében nincsenek nagy „on-site” károk. Júniustól augusztusig terjedő időszakban hullik a csapadék nagy része. A legveszélyeztetettebb régiók a svájci fennsík és a dél alpoki rész. A szántóterületek 32 %-án gyökérzöldséget, vagy kukoricát termesztenek. Az erózió a következő tényezők miatt nőtt 1950-1990-ig: 1. 26 %-os szántóterület növekedés; 2. az 1960as táblásítás 4 - 8 ha nagyságú táblákat eredményezett és az erdősávok, sövények aránya csökkent.; 3. tereprendezés; 4. 742 %-os silókukorica és 65%-os cukorrépa vetésterület növekedés; 5. 28%-os gyepterület csökkenés a vetésforgókban; 6. A talajszerkezet leromlása, az intenzív kultúrák térhódításával és a talajnyomás növekedésével; 7. A majdnem minden régióban termesztett szőlőben, nagyobb csapadékesemények során akár 15 t/ha is lehet a talajveszteség. A talajképződés nagyon lassú Svájcban, sehol sem éri el az 1 mm/évet. Finnország a legészakibb ország, amely még fedezni tudja saját szükségleteit a mezőgazdasági termeléséből. Legmagasabb pontja az 1328 m magasan lévő Haltiatunturi. Az összterületnek (338100 km2) csupán 8 %-a mezőgazdaságilag művelt terület. Az éves csapadékmennyiség D-en 600-700 mm, É-on 450-550 mm. Finnországban a DNy-i partszakasz talajai veszélyeztetettek az eróziótól (Puustinen, 1994). A hóolvadás időszakában és rögtön utána a barázdás erózióé a főszerep. A mezőgazdasági területekről 0,03-3,3 t/ha/év talaj pusztult le az utóbbi évtizedekben, az erdősített területekről pedig 0,02-0,2 t/ha/év. A legnagyobb gond az, hogy az erózió által szerves anyagok, főleg P jut az élővizekbe és ott eutrofizációt okoz. Lengyelország 90 %-a 0 és 300 m-es tengerszint feletti magasság között fekszik. A legnagyobb területen különféle erdőtalajok találhatók (Luvisol, Cambisol), de jelentős területen vannak podzolok is. D-en foltokban rendzinák és csernozjomok, a hegységekben pedig Regosolok fordulnak elő. Az éves csapadék a síkságokon 500 - 550 mm, a hegységekben pedig 700 - 1000 mm. Az éves csapadék kb. 80 %-a eső formájában hullik júliusi maximummal. Az ország 45 %-a szántó. A szántóterületek nagyrészt a Lengyel-alföld és a löszös fennsíkok területére esnek. Az erdőterületek az ország É-i és D-i részén találhatók. Többek között a parcellás vizsgálatokra alapozott kutatások szerint legtöbb esetben nyáron tapasztaltak eróziót a kísérleti parcellákon. Árkos erózió az ország 18 %-án fordul elő. A földcsuszamlásoknak 98 %-a a Kárpátokban következett be (98000 ha). Az ország mintegy 28

26

%-a veszélyeztetett a szél erózió által (10 % közepes mértékben, 1 % erősen). Leginkább veszélyeztetett rész a Lengyel Síkság középső része. Oroszországban és Fehéroroszországban a lejtőkön lepel és barázdás erózió, árkos erózió és a hordalék szedimentálódása a völgyekben és a vízhálózatban. A folyamatokat a földrajzi elhelyezkedés, a talaj erodálhatósága, az olvadékvíz és/vagy a csapadék erozivitása, a növényborítottság és a talajhasználat befolyásolják. Oroszország európai része klasszikus példája a hosszanti talajzonalitásnak. A talajok típusa és erózióval szembeni ellenállása is változik a zónákban, a mechanikai szerkezetüktől, szerves anyag tartalmuktól és a koruktól függően. Az erózióval szembeni ellenállás É-ról D-re, a podzoloktól a szürke erdőtalajokon át a csernozjomokig egyre nő, aztán újra csökken a sötétbarna talajokon át a sivatagi, félsivatagi talajokig. A K-értékek 0,11 - 0,53 t/ha/eróziós együttható változnak. A hóolvadás időszakában a felszínen lefolyó víz mennyisége, É-ról D-re haladva csökkenő tendenciát mutat (200 - 220 mm – 10 - 20 mm). Az eső formájában hullott csapadék eloszlása is változó. É-ról D-re és Kről Ny-ra nő a csapadék mennyisége. Az eső formájában hullott csapadék részaránya az É-i részeken 50-70%, míg a D-i területeken 90 % körüli. A defláció a DK-i részre korlátozódik, ahol a dombok tetején és az uralkodó széljárással szemben fekvő lejtők talajai gyorsan kiszáradnak és erodálódnak. Az erózió minden formája, kisebb, vagy nagyobb mértékben, de jelen van az országban. Szlovákia területének 40%-a sík vidék. A mezőgazdaságilag művelt területekből (összterület 45%-a) 34% szántó. Az ország természeti adottságai főleg a víz okozta eróziónak kedveznek. A szántóterületek 57%-a ad teret az erózió valamelyik formájának. A legjelentősebb eróziós formák Szlovákiában a felületi és a vonalas erózió. A legveszélyesebb periódus a május, június, amikor a felszínborítás gyér, vagy egyáltalán nincs és az esők intenzitása a legnagyobb. Szerbia területe 88361 km2, változatos felszíni formákkal. Az É-i területek extenzív síkságaitól kezdve, a D-i dombvidékeken át, a hegyvidékekig minden megtalálható itt. Területhasználat: 42,2% szántó és ültetvények; 21,8% gyep, legelő; 26,7% erdő és 9,3% egyéb. Szerbia É-i és a Duna jobb partja deflációnak kitett terület. A leginkább deflációra érzékeny tartomány (Vajdaság) éves, átlagos talajvesztesége 1,82 t/ha. Szerbia területének 35,5%-a közepesen, vagy annál nagyobb mértékben erodált. A talajdegradációs folyamatok közül az erózió a legfontosabb folyamat Szerbiában és Montenegróban. Romániában

az

éves

csapadékmennyiség

360

mm

(Duna-delta)

és

1450

mm

(magashegységek) között változik. Az ország összterületének (237500 km2) 63 %-a mezőgazdaságilag művelt terület és az összterület 41,4%-a szántó. A víz okozta erózió sokkal 27

gyakoribb Romániában, mint a defláció. A szántóterületek 45,6%-a veszélyeztetett vízeróziós, míg csupán 1,4%-a széleróziós szempontból. A legmagasabb becsült eróziós veszteség 30-45 t/ha/év (Kárpátalja). Az egész országra vonatkoztatott éves eróziós veszteség (106 t/év) 85%át a mezőgazdasági területek talajveszteségei teszik ki. Érdemes megjegyezni, hogy a művelési ágakon belüli arányok esetében nem a szántók, melyek a legnagyobb részarányban vannak jelen, adják a legnagyobb eróziót, hanem a legelő területek (a mezőgazdasági területek talajveszteségeinek 45%-a). Az eróziós formák közül a lepel és barázdás erózióé a főszerep (49%), majd az árkos erózió (23,6%) és a földcsuszamlások (11,9%) következnek. A fennmaradó 15,5% talajveszteség egyéb eróziós formák eredménye. Bulgária 2/3-a 8%-nál meredekebb terület. A meredek területek (8-30%-os lejtők) aránya 52% és még a 30% feletti lejtéssel bíró, igen meredek területek aránya is 16% körüli. Az ország évi átlagos csapadékmennyisége 500-650 mm körül van, mely területegységenként 440 és 1020 mm között változik. A legcsapadékosabb hónapok: május, június (55-85 mm). A legtöbb mezőgazdaságilag művelt területen alacsony humusztartalmú, kevésbé strukturált, ezért erózióra hajlamos talaj található. Az ország 56,3 %-a mezőgazdaságilag művelt terület. Bulgáriában az erózió a legjellemzőbb talajdegradációs folyamat. A víz által veszélyeztetett területek aránya kb. az ország összterületének (110994 km2) a fele. A defláció 15 %-os. Az öntözéses erózió 1990-ig volt jelentős tényező. Ekkor az összterületnek 9%-át veszélyeztette. Szlovénia területének 42-44%-a érintett eróziós szempontból. Az Alpok hegyvidékein Rendzina, az alpesi dombokon Cambisol, a Dinári és a mediterrán fennsíkokon Chromic Cambisol, a Pannon-dombság területén Cambisol és Planosol, az alpesi síkságokon Rendzina, Cambisol és Luvisol és a Pannon síkságon Ranker, Cambisol és Luvisol a jellemző talajtípus. A kis ország (20273 km2) időjárását három klíma (szubmediterrán, kontinentális és hegyvidéki) és kétféle csapadékeloszlás (szubmediterrán (maximum ősszel és tavasszal) és kontinentális (maximum nyáron)) határozza meg. Deflációs szempontból Szlovénia DNy-i része érintett (Bora 170 km/h). Az ország 1/3-án alakulhat ki földcsuszamlás és 1/5-én árvíz. A szántóföldi területeken összességben csökkent az erózió mértéke, mert felhagytak a meredek területek művelésével. A dombvidéki jelleg, a nagy intenzitású csapadékok és a talajok nagyfokú erodálhatósága nagy talajveszteségekhez vezethetnek Moldáviában. Az éves csapadékmennyiség 370 és 550 mm között változik. Moldáviában a vonalas eróziós formák közül az árkos erózió jelenléte a legmarkánsabb. Az árkos eróziók 57%-a a téli időszakban alakul ki, valószínűsíthetően az egymást követő fagyásnak és felolvadásnak köszönhetően. A Közép Moldáviai Fennsík a legveszélyeztetettebb terület eróziós szempontból. Ezen a területen több mint 55000 eróziós árok hosszabb, mint 50 m és 28

az összes hosszúságuk eléri a 13000 km-t. Az átlagos sűrűségük 0,39 km/km2, vagy 1.63 árok/km2. Ukrajna összterületének (603700 km2) közel 90%-a síkság, a hegyvidéki területek aránya 5%. Területtől függően az éves csapadékmennyiség 300 és 1200 mm között változik. Az ország 70,3%-át mezőgazdaságilag művelt terület foglalja el és ebből a szántóterületek aránya 81%. Ez a legnagyobb összefüggő, mezőgazdasági terület egész Európában. A legnagyobb arányban művelt talajtípus a csernozjom (60,6%) és a sötétszürke erdőtalaj (21,3%). Évente, átlagosan

500

*

106

t

a

mezőgazdasági

területek

talajvesztesége.

Ukrajna

legerózióveszélyesebb területei a D-i erdős-sztyepp és az É-i sztyepp területek. A problémák csak úgy oldhatók meg, hogy a víz- és széleróziótól veszélyeztetett területeken speciális antieróziós, agro-tájat alakítanak ki, amely nagyon hasonló a természetes tájhoz.

3.4.1. Tanulságok a magyarországi eróziós viszonyokra nézve, a vizsgálati terület erózióval összefüggő problémái Az európai kitekintés számos következetéssel szolgálhat a magyarországi eróziós kutatások és talajvédelem jövőbeli irányára nézve is. Az egyik ilyen következetés lehet, hogy szinte éghajlati különbségektől függetlenül a lösz területek talajai különösen érzékenyek az erózióra, az eróziónak mezőgazdasági ágazaton belüli hatásai (termőképesség csökkenés) és az egyéb hatásai (havária jellegű eróziós események, falvak elöntése) is nagy jelentőségűek az ilyen területeken. Magyarországon is a legjobb termőtalajaink jelentős része lösz talajképző kőzeten alakult ki és lejtős területeken, ezekre a talajokra nézve az erózió nagy fenyegetést jelent (Dezsény, 1982; Kertész és Richter, 1997; Centeri, 2002a; Farsang és Barta, 2004). Másik jelentős tanulság lehet a számunkra, hogy a mezőgazdasági kultúrák megválasztásának a szempontjai között szinte sehol nem játszik szerepet a talajvédelem, csakis a gazdasági szempontok. A talajvédelemnek ezzel a ténnyel, mint adottsággal kell számolni, és ehhez alkalmazkodva kell az erózió elleni védekezést tervezni. Régebbi (Bukovinszky in: Thyll 1992) és újabb (Centeri, 2002b) publikációk is rávilágítanak ennek a kérdésnek a fontosságára, de az agrár-környezetgazdálkodási támogatások feltételéül szabott jó gazdálkodási gyakorlat kritériumai közül lényegében kikerültek a meredekebb területeken a kapásnövények (pl. kukorica) termesztésére vonatkozó tilalmak. A közép- és délkelet európai klíma nagy része alapvetően a szárazföldi klíma típushoz sorolható. A csapadékeloszlás gyakran nyári maximumot mutat nagy viharokkal és nagy eróziós potenciállal (EEA, 2003),

29

amelyre a kisebb vízgyűjtők sokkal érzékenyebbek, mint a nagy vízgyűjtők (Zessner et al., 2005). Ez szükségessé teszi a kisvízgyűjtő szintű monitorozást az erózió közvetlen és közvetett hatásainak a pontos felméréséhez.

Magyarországon az éves csapadékmennyiség 500 és 900 mm között változik. Az Alföld a legszárazabb terület, az ország Ny-i része és a hegységek a leginkább csapadékosak. A legcsapadékosabb hónap a június, de a mediterrán hatásnak köszönhetően van még egy kiemelkedően csapadékos időszak, októberi maximummal. Az összterületnek 63%-a mezőgazdaságilag művelt terület, melynek 48,5%-a szántó. A Balaton vízgyűjtőjén különös jelentőséggel bír az erodált talaj foszfor tartalma. Ez az elem a tó eutrofizációjának és vízminőség-szabályozásának a kulcsa (Somlyódy, 1983, Somlyódy et al., 2003). A Balaton vízmennyiségét és vízminőségét is a vízgyűjtő területén végbemenő folyamatok határozzák meg. A tó víztömegében megfigyelhető ingadozás alapvetően természeti folyamatok következménye, és abban a vízgyűjtő területen érvényesülő civilizációs hatások csak elhanyagolható szerepet játszanak. A tó vízminőségének alakulásában az utóbbi években bekövetkezett kedvező változásokat hajlamosak vagyunk befejezett tényként elfogadni, és megfeledkezni azokról a tényezőkről, amelyek a kialakult kedvező helyzet romlását okozhatják. Abban, hogy az utolsó évtizedekben a Balaton vízminősége javult, döntő szerepet játszottak a főleg a nyolcvanas években végrehajtott vízminőségvédelmi beavatkozások (Somlyódy et al., 2003):

-

vízminőségvédelmi tározórendszerek létesítése: Kis-Balaton, Marcali-tározó, Buzsáki tározó, szűrő-ülepítő tározók a Lovasi-Séden, a Tapolca-, a Lesence- a Kétöles-, a Világos-, a Csókakői-pataknál, a Büdösárkon, stb.;

-

megkétszereződött a szennyvíztisztító kapacitás, a tisztított szennyvizek kétharmada idegen vízgyűjtőre kerül, a maradék egyharmada pedig harmadfokú, kémiai tisztítást követően juthat a Balatonba;

-

megszüntették a hígtrágya-kibocsátó állattartási technológiát és számos olyan ipari-, és szolgáltatói tevékenységet, amelyek jelentős terhelést képviseltek.

Ezek az intézkedések mintegy felére csökkentették az algásodásban szerepet játszó, biológiailag hozzáférhető foszforterhelés mennyiségét, aminek érvényesülését tovább korlátozta a keszthelyi tómedencében folytatott medertisztító kotrási tevékenység. A 30

vízminőség kedvező változásában bizonyosan jelentős szerepet játszott az is, hogy a kilencvenes évek elején és az évezred első éveiben mintegy harmadával csökkent a vízgyűjtő területről a hozzáfolyás mennyisége és annál még nagyobb mértékben a hozzáfolyás által szállított terhelés. Az alacsony vízhozammal nem csak az oldott állapotban szállított káros anyagok mennyisége csökkent, hanem a hordalék-szállító képesség még inkább. Azóta, a vízfolyások medrében halmozódik az a terhelés, amely a jövőben fellépő árhullámokkal esetleg lökésszerűen fogja elérni a Balatont. Manapság a terhelés már csak három nagyobb tételből tevődik össze: -

A civilizációs hatásoktól független, természetes anyagforgalom (természeteshez közeli állapotú erdők, gyepterületek kibocsátása, a vízfolyások medrének, partjának eróziója)

-

A települési csapadékelvezető rendszerekből származó lemosódás különösen a tavat már csaknem összefüggően övező parti településeken.

-

A

földhasználattal

kapcsolatos,

eróziós

tevékenységből

származó

diffúz

foszforterhelés. A tó vízminőségének az utóbbi években megfigyelhető ismételt romlása (NyKVI, 2009) különösen fontossá teszi az erózió elleni védekezést a vízgyűjtőn és ezáltal a diffúz foszfor terhelés további csökkentését. Újabb vizsgálatok igazolják, hogy a Kárpát-medence ezen részén a nagy intenzitású csapadékok gyakorisága jelentősen nőtt (Bartholy és Pongrácz, 2007), a nagy csapadékokból hulló vízmennyiség átlagosan nagyobb, mint a környező területeken (Pőcze és Sisák, 2009).

3.5. A talajveszteség mérésének fontosabb módszerei 3.5.1. Természetes körülmények között mért talajerózió

-

A talajszint változásának felmérése kitűzött áranként (főleg árkos erózió esetén): Gyakorlati módszer, gyakran sok elvi (rejtett) hibával terhelt, ami a mérések számának növelésével csökkenthető.

-

Erózió mérés izotópok segítségével: a talajok izotóp-jelölésével és a légkörből kihullott izotópok (Cs137) vizsgálatával (a talajmozgások követésére mindkét módszer

31

alkalmas). Az utóbbi a vízgyűjtők többévi eróziós mozgásainak rekonstruálására ígéretes módszernek tűnik (Csepinszky, 2003; Dezső et al., 2003; Szűcs, 2003).

-

Kitűzött szabvány-parcellák természetes talajveszteségeinek mérése: A módszer (Wischmeier and Smith, 1978) immár klasszikus vizsgálati eljárás, mellyel 1940 óta végeznek kísérleteket átlagosan 22,1 m hosszú parcellákon, átlagosan 9 %-os lejtőn, folytonos ugaron (lejtő irányban szántva). Pontos adataira épült a felületi erózióból származó talajveszteséget becslő egyenlet: USLE-Universal Soil Loss Equation (Centeri, 2002a).

-

Nem szabvány parcellák eróziós veszteségeinek mérése, melyek természetes csapadék hatására következnek be (tábla szintű eróziós vizsgálatok).

-

Kisvízgyűjtők, részvízgyűjtők, teljes vízgyűjtők eróziós monitoringja.

A felületi (réteg-) erózióból származó talajveszteség becslésére hazai viszonyok mellett is alkalmazzák Wischmeier & Smith (1960) képletét, mely a következő:

A = R×K×L×S×C×P , Ahol: A – az évi átlagos talajveszteség (t/ha év), R – az esőtényező (t/ha év), K – a talaj erodálhatóságát kifejező tényező, L – a lejtőhosszúság tényezője, S – a lejtőhajlás tényezője, C – a növénytermesztés és gazdálkodás tényezője, P – a talajművelés tényezője.

32

Az esőtényező (R) a helyileg várható záporok eróziópotenciálja; az erózióindexek összege átlagos évben (Thyll, 1992). Az esőerózió-index az eső kinetikai energiájának és 30 perces maximális intenzitásának szorzata (E×I), melynek kiszámításához esődiagram szükséges. Ilyen esődiagramok a legutóbbi időkig csak a budapesti, miskolci és pécsi meteorológiai állomásokon voltak szerkeszthetők, de ezen adatok alapján jól becsülhetők az E×I átlagos évi értékei. Az így kapott esőerózió potenciál átlagosan 35 %-kal nagyobb a számított értéknél, ezért: 0,65 E×I=R. A talaj erodálhatóságának tényezője (K) a talajlemosódásnak az erózióindex egységére vonatkoztatott mértéke. Wischmeier és munkatársai (1971) szerint értéke több talajjellemzőtől függ. Vizsgálataik szerint a szemcseösszetétel, a humusztartalom, a szerkezet és a víznyelés alapján K értéke meghatározható (3. ábra).

3. ábra A K-érték meghatározása nomoggrammal (Stefanovits, 1992)

A lejtőhosszúság (L) tényezője az alábbi egyenlettel számítható:

l   L =    22 ,13 

m

Ahol: l – lejtőhosszúság. 33

Az egyenlet m hatványkitevője elsősorban a lejtő hosszúságától és hajlásától függ. Kisebb mértékben a talaj szerkezete, a növényzet és a gazdálkodás módja is módosíthatja. Átlagos értéke: 0,5. A lejtőhajlás tényezőjének (S) számítása és értékei a következők:

0 ,52 + 0 ,36 s + 0 , 052 s 2 S = 7 ,97

A topográfiai tényező a lejtőhossz és a lejtőhajlás tényezőjének szorzata (L×S), melynek közelítő értékeit a 4. ábra szemlélteti:

4. ábra: Segédlet a topográfiai tényező meghatározásához (Thyll, 1992)

A növénytermesztés és gazdálkodás tényezője (C) a termesztett növények talajvédő hatását, a növényi maradványok mennyiségét, a kezelés módját és a termesztési módot (monokultúra, vetésváltás) foglalja magában. A természetes állapothoz viszonyítva fejezi ki a mezőgazdaságilag termelésbe vont területek talajveszteségét. Értéke az 5. ábra segítségével határozható meg.

34

5. ábra: C-tényező meghatározása: 1. Jó védőhatású növények (évelő pillangósok), 2.-3. Közepes védőhatású növények (kalászosok), 4.-5. Gyenge védőhatású növények (hüvelyesek), 6.-7. Rossz védőhatású növények (kapások) (Thyll, 1992)

A talajművelés tényezője (P) a különböző művelési módoktól (lejtő irányú, vízszintes, melioráló) és a lejtő meredekségétől függően változik (2. táblázat). 2. táblázat: A különböző művelési módok és a lejtő meredekségének hatása a P tényezőre

Lejtő

A talajművelés tényezője, P lejtő irányú Vízszintes

melioráló

0-5%

1

0,5

0,2

5 - 12 %

1

0,6

0,22

12 - 17 %

1

0,8

0,3

17 - 25 %

1

0,9

0,34

3.5.2. Mesterséges körülmények között mért talajerózió

-

In situ eső-szimulátoros mérések: Az eső-szimulátorok kis, közepes és nagy méretűek lehetnek. A méretek növelésével az alkalmazás nehézségei hatványozódnak. Egyedi és csoportos cseppképzésű rendszereket különböztetnek meg. Az eső cseppspektruma közel állandó, intenzitása változtatható.

35

-

Laboratóriumi eső-szimulátoros mérések: A laboratóriumi eső-szimulátorok változatos nagyságban és céllal épülnek. A vizsgálatokat bolygatott vagy bolygatatlan talaj-monolitokon végzik. Általában nem az eróziós jelenség egészét vizsgálják egy időben. Eredményeik a természetes jelenségek modellezéséhez szolgáltatnak alapadatokat. A talajveszteségek mérése vezetett a megengedett talajveszteség fogalmának

kialakulásához, melyet különböző szerzők különböző módon értelmeznek. Elvileg az a talajveszteség engedhető meg, amely a talajképződéssel egyensúlyban van. Így a talajveszteség megengedhető mértékét a szerzők általában 1-10 t/ha/év értékek között határozzák meg (Schwertmann et al., 1987.) Az ezzel kapcsolatos szakirodalmat Centeri (2002a) tekintette át. Cseppkialakításukat

tekintve

az

eső-szimulátorok

egyedi

vagy

csoportos

cseppképzésűek lehetnek. Az egyedi cseppképzéssel működő szimulátorok megfelelő számú, kellő sűrűségben elhelyezett mikro-csövekkel (kapillárisok, injekciós tűk) nagyrészt homogén cseppek képzésére alkalmasak. A csoportos cseppképzésű eső-szimulátorok alacsony üzemi nyomáson működő, cseppkialakításukat tekintve ipari szórófejjel, vagy vízsugaras ütközőelemmel (drótháló) ellátott berendezések. Az eső-szimulátorok ilyen típusaival széles cseppspektrumban, viszonylag nagy cseppek sokasága képezhető. Mesterséges eső képzésekor különös figyelmet kell fordítani a természetes eső cseppjeinek végsebességéhez közeli, vagy azzal megegyező sebesség biztosítására (2 mm átmérőjű cseppek esetében kb. 6 m/s, 6 mm átmérőjű cseppeknél ez az érték közel 9 m/s). A természetben ez akkor teljesül, ha a cseppek legalább 6 m magasságból szabadon esnek. Egyedi cseppképzésű eső-szimulátorokkal a kívánatos sebesség a cseppképző szerkezet magasságának állításával, míg ugyanez a hatás csoportos cseppképzésű szimulátorok esetén a fúvóka magasságának és a rajta kilépő víz sebességének együttes változtatásával érhető el. Magyarországon az eső-szimulátorok alkalmazása a múlt század második felében vált általánossá. A legismertebb magyar eső-szimulátor a Kazó-féle mesterséges esőztető készülék (Kazó, 1966), mely egy csoportos cseppképzéssel működő (kör alakú esőztető fej ütőszerkezettel), 1 m magasságból, 0,25 m2 kör alakú terület esőztetésére alkalmas berendezés. Az így előállított mesterséges eső intenzitása 20-100 mm/h között változtatható. A készülékkel laboratóriumban és szabadföldön egyaránt vizsgálható a talaj vízbefogadó képessége és lefolyási viszonyai.

36

A környező országokban használt eső-szimulátorok közül a 2 m magasból öntöző, függesztett, horizontálisan minden irányba állítható Józefacuik-féle (1966, lengyel) és az 1 m magas, fúvókákkal felszerelt Dvorák-féle (1962, cseh) esőztető készülékek egyaránt (2×1) 2 m2 terület esőztetésére alkalmasak. Mikro-területek (0,25 m2) mesterséges esőztetésére alkalmas (4-100 mm/h), elektromosan működő berendezés a Steinhardt-Hillel féle (1966) izraeli esőztető készülék, melynek 1 m magasan felfüggesztett, perforált lemezzel ellátott, forgó esőztető fejével a cseppnagyság és a csepphullás sebessége külön változtatható (Duck & Erődi, 1968). A nagyméretű laboratóriumi és a telepíthető terepi eső-szimulátorok elsősorban a műszakilag és gazdaságilag fejlettebb nyugati országokban terjedtek el. Karl & Toldrian (1973) által tervezett eső-szimulátor, (5×20) 100 m2-es terület öntözésére alkalmas. A parcella mindkét oldalára 0,8 m magasságban elhelyezett, 30°-ban felfelé szóró szórófejekkel ellátott berendezés. A cseppek esési magassága 2 m. Parcellamérete nagyon jól reprezentálja a vizsgált területet, felállítása során a terület bolygatása minimális és igen jól alkalmazható meredek lejtőkön. Alkalmas hosszan tartó kísérletek elvégzésére, továbbá egy és több parcellás mérésekre. A Schmidt-féle (1983) eső-szimulátort (1×10) 10 m2-es parcellák vizsgálatára fejlesztették ki. Cseppképzését kapilláris csövekkel oldották meg, ezért a víz ionizáltságára nagyon érzékeny. A mikro-csövekből aláhulló cseppek egy 4 m magasan kifeszített hálón áthullva kapják meg végső méretüket. Egyparcellás, hosszan tartó kísérletek elvégzésére alkalmas, szélre érzékeny berendezés. Auerswald (1986) eső-szimulátora 290 m2-es, kör alakú terület esőztetésére alkalmas, ahol általában két (4×10) 40 m2-es parcellát alakítanak ki. Cseppképzését egy 3 m magasan elhelyezett, szórófejekkel ellátott, forgó kar biztosítja. Igen jól alkalmazható magas növénykultúrákban, de a mérések elvégzését, az esőztetés során benedvesített parcellák közötti terület nehezíti. A Kromer & Vöhringer (1988) által tervezett, (4×10) 40 m2-es parcella öntözésére alkalmas, alternáló mozgást végző szórófejekkel ellátott berendezés, csak egy 60 kW teljesítményű traktor segítségével állítható fel, ami magas költséget és a kísérleti terület nagyfokú bolygatását eredményezi. A vízcseppek esési magassága 2,5 m. Richter et al. (1988) eső-szimulátora ismételten egy háló-szimulátor, melynek elsődleges cseppképzését perforált csövekkel oldották meg. Az élet hűbb cseppsebesség 37

elérése érdekében a háló 6 m magasban került kifeszítésre, így a szimulátor teljes magassága eléri a 8 m-t. A szélre igen érzékeny, mert a cseppek kezdeti sebessége alacsony (ezért a szelet kifeszített műanyag-ponyvákkal fogják fel.) A kezelt terület nagysága: (1×8) 8 m2. Nálunk ezen berendezéssel a 90-es évek elején az MTA FKI szervezésében a Balatonfelvidéken (Pécselyi medence) végeztek sorozat-méréseket. A Kainz & Eicher (1990) által kifejlesztett szimulátor vízszintesen lengő mozgást végző szórófejekkel, 2,9 m magasságból, (1,8×4,5) 8,1 m2-es területet esőztet. A terepen kerekeivel könnyen mozgatható, elsősorban egyparcellás mérésekre alkalmas eszköz (Kainz et al., 1992).

3.6. Az erózió lépték függésével foglalkozó újabb kutatások Több szerző vállalkozott a legutóbbi években is az eróziós modellek áttekintésére, csoportosítására (Favis-Mortlock et al., 2001, de Vente és Poesen, 2005). Egyértelműen megállapítják, hogy a modellek térbeli és időbeli felbontása szoros összefüggésben áll. A parcella szintű modellek rövid időléptékkel dolgoznak, és az egy csapadékeseményen belüli fizikai folyamatok leképezésére is vállalkoznak (Torri et al., 1999). A nagyobb tájak, esetleg kontinensek eróziós viszonyait sokkal nagyobb időléptékben egyszerűbb összefüggések alapján lehet becsülni (Kirkby, 2001). Favis-Mortlock et al. (2001) tanulmányukban megállapítják, hogy a fizikai alapon nyugvó, nagy tér-, és időbeli felbontású modelleket valójában az idő és tér skála teljes tartományában alkalmazzák. Amore et al. (2004) egy fizikai alapon nyugvó és egy empirikus modell összehasonlítása kapcsán (WEPP, USLE) tekintette át a lépték kérdését és irodalmi előzményeit. Megállapították, hogy a parcellás kísérletek elsősorban a kutatók eszköztárához tartoznak, a táblaszintű vizsgálatok a gazdálkodókat érintik leginkább, a kisvízgyűjtők talajvesztesége a közösségeket érinti, a régiós és országos szintű erózió pedig a döntéshozók érdeklődését váltja ki (Kirkby et al., 1996). A szántóföldekről származó talajveszteséget korábban többen is vizsgálták (Evans, 1993; Boardman and Favis-Mortlock, 1993). Egyértelműen kimutatták, hogy a táblaszinten számított átlagos erózió jóval kisebb, mint a parcella szinten számított, ami aláhúzza a lépték kérdésének a fontosságát. Le Bissonais et al. (1998) úgy becsülte, hogy a 20 és 1 négyzetméteres parcellák talajvesztesége közötti arány 2, míg az 500 és 20 négyzetméteresek között ez az arány 0,5. Az

38

1 négyzetméteres parcellával alábecsüljük a 20 négyzetméteres erózióját, mert a kisebb parcellán korlátozott a lefolyási sebesség és hordalékszállítás, míg a 20 négyzetméteres parcellával túlbecsüljük az 500 négyzetméteresről származó eróziót, valószínűleg a nagyobb léptékben fontosabbá váló beszivárgás és leülepedés miatt. Chaplot és Le Bissonais (2000) szerint, akik 1 és 10 négyzetméteres parcellán dolgoztak, nagyon kicsi parcellán az eróziós hordalékszállítás korlátozott a csepperózió által is befolyásolt lefolyás kis mértéke és a nagyon kicsi lefolyási sebesség miatt. Szerintük a kisvízgyűjtők nagyobb heterogenitása miatt nehéz a parcellák talajveszteségi adatainak a nagyobb területre vetítése. Parsons et al. (2004, 2006) szerint a lehordott talaj mennyisége a parcella hosszával először nő, majd csökken. 2006-os közleményük szerint a legnagyobb talajveszteség 4 és 14 m közötti hosszúságnál volt, a polinom illesztéssel kapott maximumot 7 méternél állapították meg. Ez is alátámasztotta az elméletüket, hogy a nagyobb lejtők és táblák erózióját nem lehet közvetlenül parcellás mérésekből becsüli, más módszert is alkalmazni kell. Kirkby (2010) az eróziós kutatások helyzetét és jövőjét áttekintő cikkében három irányt lát kirajzolódni: 1. Ahhoz, hogy jobban megismerjük az erodált talaj mozgását a területen, meg kell tudnunk, hogy pontosan hogyan alakulnak adott terület lefolyási viszonyai és lefolyás milyen térbeli és időbeli mintázatot mutat, milyen interakcióknak van alárendelve. 2. Az adott területről lehordott talajmennyiség összefüggésben áll a felszínen lefolyó víz transzport kapacitásával, és ez fontos hajtóereje az eróziónak. E tényező azonban sokkal összetettebb, mint a felszíni lefolyás kérdése. Nincs egyenes arányosság a lefolyás és a talajveszteség között. Számos befolyásoló tényező hat a folyamat során, például a mikro-, és makrodomborzat, az esőcsepp becsapódás és a felszíni elfolyás kölcsönhatása, eliszapolódott, rossz vízvezetésű rétegek foltszerű kialakulása, durva részecskék szállítási kapacitástól való függése, a finom részecskék erodálhatóságtól való függése és a két folyamat interakciója stb. 3. Az erózió tanulmányozása során rendkívül nagy figyelmet kell fordítani a tér és időbeli léptékre, amelyben a jelenséget vizsgáljuk. Többek között figyelembe kell venni a csapadék és a lefolyás tér- és időbeli eloszlását akár egy eseményen belül is. A kisparcellás eróziós mérések csupán egy átlagos eróziós becslést adnak a lefolyás és erózió kapcsolatáról. Ezek az adatok azonban jól használhatók a kisvízgyűjtőkön mért, természetes esők által kiváltott erózió becslésére.

39

Egyre nyilvánvalóbb, hogy egyes befolyásoló tényezők óriási térbeli variabilitást mutatnak. Ezek hatása a különböző léptékek esetében szintén nagyon eltérő, illetve ezek hatását nehéz a méréstől eltérő léptékben megbecsülni. Ilyen változók különösen a víznyelőképesség, a kritikus hidraulikus súrlódás értéke és a mikrodomborzat. Nagyobb területek eróziójának a vizsgálata során a vonalas eróziót is figyelembe kell venni, amely jelentős mértékben elválik a lejtőn lejátszódó folyamatoktól, még ha a barázda a lejtőn fut is végig. A két eróziós folyamat egybekapcsolása egyelőre várat magára (Kirkby, 2010). A szerző ezzel kapcsolatban összefoglalta a legutóbbi évek tudományos erőfeszítéseinek az eredményeit. Megállapította, hogy az eróziós esemény során a felszín dinamikus átalakulását egyre több modell próbálja leírni. A lepelszerű felszíni lefolyás vízerekké, barázdákká egyesülése drámai hatással van az erózió mértékére, és ez egy csapadékeseményen belül is változhat. Ezzel párhuzamosan a finom szemcsék erodálhatóság által limitált eróziója, és a durva szemcsék szállítási kapacitás által limitált eróziója, valamint a szélsőséges esetek átmenetei képezik a kutatások fő vonulatát. Egyik legfontosabb feladat a különböző léptékek közötti átmeneteknek, és azok szabályszerűségeinek a megértése. Ennek keretében két részeredményt emelt ki (1) az általános talajveszteségi egyenlet linearitása többé nem tartható, különösen nem a topográfiai tényező esetében, és (2) az eróziós eredményeket minden esetben vagy hosszú távú átlagokhoz, vagy gyakorisági eloszlásokhoz viszonyítva kell közölnünk.

Zhang és munkatársai (2004) áttekintették a környezeti és ezen belül a hidrológiai és eróziós modellek és mérések léptékfüggésének számos aspektusát. Megállapították, hogy a léptéknek öt különböző (jóllehet egymással bizonyos mértékig összefüggő) jelentéstartalma van (Quattrochi, 1992; Blöschl & Sivapalan, 1995). A térképi lépték a térképi távolság és a valós távolság arányát adja meg, ezért a nagy léptékű térképek kis területet, a kis léptékű térképek nagy területet reprezentálnak. A földrajzi lépték a vizsgálat térbeli kiterjedését mutatja meg. A kis földrajzi lépték kis területre, a nagy földrajzi lépték nagy területre vonatkozik. A hatáslépték (jellemző, vagy folyamatlépték) azt mutatja meg, hogy egy vizsgált folyamat mekkora területen (és ezzel összefüggő időbeli hatállyal) hat a környezetben. Ez egyértelműen függ a vizsgált folyamat milyenségétől, ami meghatározza a vizsgált objektum tulajdonságait. Egy folyamat a rá jellemző léptékben vizsgálható a leghatékonyabban és legpontosabban. A mérési lépték (megfigyelési lépték) az a térbeli kiterjedés, amellyel meghatározzuk a vizsgált jelenséget. Ebben a mérettartományban alkalmazzuk a megfigyelésünket, a térbeli és időbeli skála egy meghatározott szakaszán gyűjtjük illetve aggregáljuk az adatainkat azzal a céllal, hogy a vizsgált rendszer variabilitását a lehető 40

legjobban jellemezni tudjuk. A modellezési lépték (munkalépték) az a mérettartomány, amelyben akár formalizált (egyenletekkel leírt) akár kvalitatív módon a vizsgált jelenség lényegét, valódi tartalmát próbáljuk megragadni. A hidrológiai (és eróziós) modellek jellemző léptékei a parcella szint (méteres nagyságrend), a lejtő szint (100 m), a vízgyűjtő szint (10 km), és a regionális szint (1000 km). Az ezeknek megfelelő időlépték a különálló lefolyási esemény (nap vagy annak töredéke), évszakos váltakozás (éven belüli) és a hosszú távú átlagok (évtized, évszázad). A környezeti modellek négy különböző lépték felfogást minden esetben tartalmaznak: a földrajzi léptéket (a megfigyelés tárgyának kiterjedése), az időbeli léptéket (a hatáslépték egyik aspektusa), a mérési léptéket és a modellezési léptéket. Ahogyan egyértelmű nem-lineáris összefüggés van az oldalhosszúság és a terület, még inkább a térfogat között, ugyanúgy a hidrológiai folyamatok is erősen eltérnek a linearitástól a különböző léptékek esetén: vízfolyás hossza - vízgyűjtő terület - vízhozam (Dodds and Rothman, 2000).

Ez utóbbiból következik, hogy a modellek paraméterei igen erősen függnek a mérési (megfigyelési) léptéktől. Ebből az is következik, hogy a nagyobb mérési lépték paramétereit nem származtathatjuk közvetlenül a kisebb léptékben mért értékek átlagaként. A különböző léptékek összekapcsolása során legtöbbször az a kérdés merül fel, hogyan változik a (mentális vagy formalizált) modellünk attól függően, milyen mérési léptéknél mérjük a paramétereket. Emiatt sarkalatossá válik az is, hogyan interpolálhatunk a különböző léptékek között, ha a mérési léptékünk adott (Zhang et al., 2004).

Heuvelink (1998), Harvey (2000) és Peterson (2000) kutatásai nyomán fölsorolhatunk néhány alapvető okot, amelyek a lépték problémát okozzák. 1.) Legelső ilyen, hogy a környezeti modellek változói időben és térben rendkívül heterogének (csapadék, hőmérséklet, domborzat, fizikai és kémiai talajtulajdonságok stb.) és azok a folyamatok, amelyekben szerepet játszanak alapvetően nem-lineáris jellegűek. Ez rendkívül megnehezíti, hogy pontszerűen, vagy helyileg mért értékekből nagy területek átlagára következtessünk. 2.) Második ok, hogy az egyes folyamatok egy jellemző léptékben hatnak, és az ebben a léptékben mért jó korrelációk valószínűleg nem lesznek érvényesek más léptékben. Az eltérő léptékekben eltérő folyamatok lesznek dominánsak, tehát ha széles léptéktartományban kívánunk vizsgálódni, többféle folyamatot tekintetbe kell vennünk. 3.) Harmadik ok, hogy a különböző léptékek és folyamatok között visszacsatolás van, tehát azok nem függetlenek egymástól. A kis léptékű és gyors folyamatok korlátait a nagyobb 41

léptékű lassabb folyamatok jelentik, de az is igaz, hogy a lassabb folyamatok a gyors folyamatok interakciójának eredményeként alakulnak ki. Ez a sokszoros összefonódás arra int bennünket, hogy a léptékváltást is tartalmazó következtetéseinkben mértéktartóak legyünk, a léptékek kiterjesztését csak szűk körben alkalmazzuk. 4.) Újonnan megjelenő tulajdonságok sokkal inkább a kisebb léptékű, gyors folyamatok interakciójából következnek, semmint külső hatásokból. A folyamatok hirtelen más irányt vehetnek, és ennek következtében a korábbi léptékek és az ott jelentkező folyamatok, tulajdonságok jelentéktelenné válhatnak. 5.) Ha a vizsgált rendszerünkben a hatás és a válasz között időbeli eltérés van, a lépték probléma abból is adódhat, hogy nem ismerjük pontosan a folyamat dinamikáját, az időbeliségéből származó kölcsönhatásokat.

A környezeti modellek bemenő adatai vagy pontszerűek (csapadék, hőmérséklet, talajszelvény adatok stb.), vagy egy bizonyos területre vonatkozhatnak (távérzékeléssel kapott adatok). Az adatok megbízhatóságát befolyásolják a szomszédos megfigyelési egységek és a mért adat inhomogenitása is. Egy kellően nagy “pixelre” vonatkozó adat rendszerint valós kisebb objektumok értékeinek a keveréke és nem egyetlen objektumra vonatkozó tényleges érték (Settle and Drake, 1993; Fisher, 1997).

Egy kellően nagy hálónak az egységére

vonatkozó környezeti változó inkább csak a jellegzetességként fogható fel, nem valódi fizikai jelenéssel bíró értékként. Például, ha egy nagy hálózat egyetlen egységén belül legalább három talajtípus vagy felszínborítási kategória is van, akkor lehetséges, hogy a jellemző (legnagyobb területi arányú) érték a teljes pixelnek kevesebb, mint felére lesz igaz. Az adott példa nyilvánvaló és könnyen átlátható, de valójában minden ilyen típusú adatnál hasonló problémák állnak fenn, akár tudatában vagyunk, akár nem. Illúzió azt gondolni, hogy különböző felbontású raszter adatok a homogén valóságot tükrözik (Fisher, 1997).

Beláttuk, hogy a mérési (megfigyelési) lépték alapvetően befolyásolja a megfigyelt érték variabilitását. Valós körülmények között sok esetben értelmetlen egyetlen átlagos értéket mérni, ha a mérési léptékünk túl kicsi, vagy túl nagy. A mért érték a jellemezni kívánt folyamat hatásléptékének függvénye lesz. Ha a mérési léptékünk és a hatáslépték azonos, vagy közeli, a valóságot jól tükröző mérési eredményt kapunk. Ha a hatásléptéknél sokkal kisebb vagy sokkal nagyobb léptéknél mérünk, értelmetlen adatot kapunk (Blöschl és Sivapalan, 1995). Például, ha távérzékeléssel kapott adatokból a felszínborítást kívánjuk becsülni, akkor kapunk legjobb eredményt, ha kb. a táblanagyságokkal megegyező pixelekre 42

végzünk becslést. Ha a pixelméret sokkal nagyobb vagy kisebb, az osztályozásunk kevésbé lesz pontos (Curran and Atkinson, 1999).

Az elmúlt években számos tudományos cikk foglalkozott a barázdás erózió témakörével is, mint az eróziós folyamatoknak egy nagyobb léptékben jelentkező, minőségileg más, nagyobb veszélyességű formájával. A vonalas erózió (barázdák, vízmosások) a talajpusztulás felgyorsult formáját jelentik, amelyek a felszíni rétegerózióhoz képest sokszoros talajveszteséggel járhatnak (Meyer et al. 1975, Morgan 2005). A barázdaközökben a csepperózió okozza a talajrészek leválását, a felszíni elfolyás (lepelerózió) végzi a részecskék szállítását, míg a barázdás erózió során a lefolyó víz az erózió kiváltója, és a csepperóziónak gyakorlatilag nincs szerepe (Govers et al. 2007). A barázdás és felszíni erózió annyira eltérő folyamatokkal jellemezhetők, hogy még az általános talajveszteségi egyenlet újabb változata is (RUSLE) tekintettel van erre a topográfiai tényező számítása során (McCool et al. 1997). Az erózió táblán kívüli hatásai is legtöbbször a vonalas eróziónak a következményei (Lal, 1998), és ezek a hatások gyakran havária jelleget öltenek (van Dijk et al., 2005). Ezzel is magyarázható, hogy az EU Talajvédelmi Stratégiájában Vandekerckhove et al. (2004) a barázdák vízgyűjtő szintű monitoringját javasolta, mint az erózió indikátorát és potenciális szabályozási eszközét. De Vente et al. (2006) olaszországi megfigyelései kapcsán arra hívja fel a figyelmet, mennyire fontos az erodált talajmennyiség forrásának a meghatározása. Kimoto et al. (2006) egy négy évig tartó kutatómunka során kimutatta, hogy nagyobb csapadékesemények hatására könnyebben alakulnak ki barázdás eróziós károk és az ezekből származó talajveszteség részaránya nagyobb az összes talajveszteségből, mint kisebb csapadékok esetében. A barázdák vízgyűjtő területének lehatárolásával Rejman és Brodowski (2005) kisparcellás kísérletben elkülönítették a barázdaközökből és a barázdákból származó eróziót, és az utóbbit mintegy kétharmadnyinak találták. Művelés alatt álló vízgyűjtőkről az összes erózió mintegy 44-80 %-a származott a vízmosásos erózióból (Poesen et al., 1996). Kinnel (2009) a barázdás és nem barázdás erózió összehasonlíthatósága érdekében azonos, vagy közel azonos csapadékesemények vizsgálatát javasolja. Újabban számos publikáció jelent meg a modellezett rendszerek alkotórészei kapcsolatának a fontosságáról, ami alapvetően határozhatja meg pl. egy vízgyűjtő eróziós válaszát (Poesen and Hooke 2000, Wainwright 2006) de szerepet játszhat parcella léptékben is (Dabroux et al 2001, Berger et al 2010). A konnektivitásnak nevezett tulajdonság mértékétől függően nagyon

43

különböző eróziós választ tapasztalhatunk akár ugyanazon vízgyűjtő, vagy nagyon hasonló vízgyűjtők és azonosnak tekinthető csapadékok esetében is. Leser et al. (2002) is megállapították, hogy az erózió a tábla bizonyos részein sokkal erősebben jelentkezik, ezért ezeknek az adatoknak az extrapolálása a teljes táblára hibás következtetésekhez vezetne. Az extrapoláció a legtöbb esetben a vízgyűjtő szintű erózió túlbecsülését eredményezi (Poesen et al., 2003).

Boix-Fayos et al. (2007) nagyobb hordalék-koncentrációt mért kisvízgyűjtő szinten (14,24 ha és 1,32 g/l) mint parcella szinten (30 m2 és 0,30 g/l) vagy pontmérésekben (1 m2 és 0,17 g/l). Bagarello és Ferro (2004) is többféle léptékben végeztek kísérletet (176 m2, 0,16 m2 és 0,04 m2). A parcellán barázdák is kialakultak, míg a pontmérésnek tekinthető mérésekben csak rétegerózió lépett föl. A rétegerózió csak töredéke volt az összes eróziónak, tehát a kisebb lépték extrapolálása csaknem értelmetlen a nagyobb léptékre. Az eróziós folyamatok erős léptékfüggése miatt egyes szerzők a kis és közepes parcellák helyett a hidrológiai egységek bevezetését javasolták. Ezek azonosnak tekinthetők a geomorfológiai tulajdonságaikat és vízgazdálkodásukat tekintve, így egységes válasz várható tőlük egy csapadékesemény hatására. Ezek a hidrológiai egységek a geo-ökoszisztéma komplex egységét jelenthetik, így a léptékek átváltásának, és a teljes vízgyűjtő reakciója megértésének is hasznos eszközei lehetnek (Cammeraat, 2002). Leser et al. (2002) az eróziós kutatásaikat egy geo-ökoszisztémamodellre építették. A méréseiket többféle léptékben végezték:

pontmérések

(klíma,

csepperózió,

felszíni

lefolyás,

talajlehordás,

talaj

nedvességtartalma stb.), táblaszintű mérések (hordalékmintázás, drén-kifolyás) és a teljes vizsgálati területre vonatkozó megfigyelések (talajtérkép, talajeróziós károk, geomorfológiai térképezés, felszínborítás, vízgyűjtő vízhozam). Más kutatók szintén végeztek hierarchikus felépítésű vizsgálatokat a lefolyás és erózió vizsgálatára (Bergkamp, 1998, Cammeraat, 2004; Wilcox et al., 2003). Nagyobb vizsgálati területen belül elhelyezett parcellák segítségével határozták meg a hordalék fő forrását adó és a szedimentációs területeket, meghatározták a geomorfológiai határértékeket, amelyek szerepet játszottak a különböző léptékek esetén.

Hudson (1993) szerint parcellák kialakításánál a következő feltételeket kell figyelembe venni: minél nagyobb a parcella, annál jobban mutatja a természetes heterogenitást, minél szélesebb a parcella, annál kisebb a határfelületi torzítás, minél hosszabb a parcella, annál nagyobb az

44

esély a barázdák kialakulására. A kis és közepes parcellák alkalmasak az eredeti (kezdeti) talajelmozdulás becslésére, a nagyobb léptékű mérések pedig a hordalékhozam becslését teszik lehetővé (Stroosnijder, 2005). A szükséges ismétlések száma minden esetben a vizsgált ökoszisztéma variabilitásától függ. Hudson (1993) három parcellát javasolt az eróziós kísérletekhez. Boix-Fayos et al. (2006) szerint az ismétlések számát növelni kell, ha a parcellaméret kisebb. Fontos, hogy miden parcella azonos felszínre kerüljön.

4. Anyag és módszer 4.1. A kísérleti terület általános jellemzése A Balaton és annak vízgyűjtő területe Magyarország nyugati részén helyezkedik el. Az északi szélesség 46°62’ és 47°04’, keleti hosszúság 17°15’ és 18°10’ között. Az átlagos vízfelszín magassága az Adriai-tengerhez viszonyítva 104,8 m. A vízfelület felszíne 596 km2, az átlagos mélység 3,25 m. A Balaton és vízgyűjtő területe együttesen 5775 km2 nagyságú. A Zala folyó vízgyűjtője a felét teszi ki a Balatonénak és a legkisebb öbölbe szállítja a felszíni vizeket. A tó vízszintje csak a Sió csatorna megnyitásával és zárásával szabályozható (Heródek et al., 1988). A vízgyűjtő talajhasználati térképe a 6. ábrán, a talajhasználat %-os megoszlása a 3. táblázatban láthatók (EEA, 2005).

6. ábra: A Balaton és a három részvízgyűjtőterülete (CORINE)

45

3. táblázat: Talajhasználat a Balaton vízgyűjtőjén (CORINE)

Részvízgyűjtők Talajhasználat

nyugati

északia

délia

összesen

az összterület %-ában

a

beépített terület

4,07

6,75

6,79

5,43

szántó

41,95

22,83

46,86

39,2

szőlő, gyümölcsös

1,03

8,83

3,41

3,39

rét, legelő

9,53

12,86

7,88

9,79

kisparcellás mg.-i terület

9,08

3,77

6,2

7,11

erdő

30,76

43,25

24,69

31,74

mocsár, láp

2,63

1,63

3,26

2,59

tavak, tározók

0,94

0,08

0,9

0,74

a folyók vízgyűjtői és a közvetlenül a Balatonnal szomszédos területek

A talajképző folyamatok nagy változatosságot mutatnak a Balaton körül, ami a talajtakaró változatosságában is megmutatkozik. Ha csak a klimatikus tényezők egyikét, az éves csapadékmennyiséget tekintjük, a Balaton vízgyűjtőterületének Ny-i részén 800 mm/év feletti, míg a K-i részen kevesebb, mint 550 mm/év ez az érték. A talajképződést befolyásoló földtani tényezők sokkal változatosabbak az É-i részvízgyűjtőn. Az alapkőzetet itt a késő perm kori vörös homokkő, a késő triász kori dolomit és mészkő, késő miocén kori mészkő murva, a korai triász kori dolomit, bazalt, bazalttufa és a pleisztocén kori lösz és homok üledékek adják. A Ny-i és D-i részvízgyűjtők geológiailag kevésbé változatosak. Főleg a Ny-i részen, nagy területen találunk pannon tengeri üledéket különböző mechanikai összetétellel. A D-i részvízgyűjtőn gyakori a pleisztocén kori lösz és homok a felszínen.

A vízgyűjtő területen kialakult fontosabb talajtípusok: Köves, sziklás váztalajok alakultak ki az É-i részen meredek lejtőkön, ahol az erózió folyamatosan pusztítja a termőréteget. A dolomit és mészkő dombvidék jellemző talajai a rendzinák, fekete nyirok talajok bazalton és bazalttufán alakultak ki. A homokkő alapkőzeten inkább savanyú kémhatású ranker talajok dominálnak. A meredek lejtéssel, vagy relatíve száraz mikroklímával rendelkező térségek (jellemzően a tó Ny-i medencéje körül) az barnaföldek kialakulásának kedveznek. Kovárványos barna erdőtalajok és a humuszos

46

homoktalajok alakultak ki a D-i részvízgyűjtő, belső-somogyi területein. A tó K-i szélén mészlepedékes csernozjomok alakultak ki a szárazabb klíma, a lösz alapkőzet és a szerves anyag felhalmozódás következtében. A vízfolyások és tőzegterületek szomszédságában típusos réti talajok alakultak ki. Lápos réti talajok is előfordulnak, de azok kisebb területeken. A Kis-Balaton és a Nagyberek lápos, mocsaras területein a kotus láptalaj és tőzegláp talaj a legjellemzőbb talajtípusok. A Balaton szomszédságában fekvő homokhátságok, melyek a XIX. században kerültek a felszínre a tó vízszintjének csökkenése révén, jellemző talaja a jellegtelen homoktalaj. A völgyek és enyhén lejtős területek fő talajtípusa az agyagbemosódásos barna erdőtalajok, melyek nagy része mezőgazdasági művelés alatt van. Az alapkőzettől függően vörösebb színű változatok alakulhatnak ki a homokos vályog szerkezetű üledékeken. A vályog, vagy annál finomabb szemcseméretű üledékeken típusos változatok képződnek. Ez a talajtípus egyrészt a mezőgazdaság, másrészt a Balatont érő szerves anyag terhelés szempontjából fontos. A Ny-i részvízgyűjtőn főleg a pannon tengeri vályogos üledékből, a D-i vízgyűjtőn pedig a löszből alakult ki ez a talajtípus. A löszön kialakult változatok eróziós szempontból veszélyeztetettebbek, gyakran egészen az talajképző kőzetig erodálódtak, így már földes kopárnak tekinthetők (D-i vízgyűjtő). A Ny-i részvízgyűjtőn kialakult agyagbemosódásos és pangó vizes barna erdőtalajok nagy része vastag termőrétegű és kevésbé erodált (Sisák és Máté, 2003). A részvízgyűjtő szintű vizsgálatokat a Tetves-patak vízgyűjtőjén folytak, mely kb. 100 km2 nagyságú. A területet már több helyen részletesen bemutatták (Tóth, 2004; Jakab és Szalai, 2005), ezért itt csak a vizsgálat szempontjából fontos momentumokat emelem ki. A patak felső szakasza nagyesésű, bevágó jellegű, míg az alsó szakaszon igen kicsi az esés, ezért itt jelentős mennyiségű hordalék rakódhat le a mederben. A hordaléknak csak csekély hányada származik mederelfajulásból, zömét a mezőgazdaságilag művelt területek eróziós talajpusztulása teszi ki (Dél-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság, 1985). A nagymennyiségű hordalék visszatartására 1970-ben, a patak jobb partján, a 3+500 és a 4+400 szelvények között mintegy 13 ha területű, 95300 m3 kapacitású sankolóteret alakítottak ki. A sankoló a 2000. évre teljesen feltelt, ezzel lehetővé vált a vizsgált 30 évben a vízgyűjtő területét elhagyó hordalék pontos becslése (Jakab et al., 2006).

47

A Tetves-patak vízgyűjtőjének területhasználati megoszlását a 7. ábra mutatja.

7. ábra: A kisparcellás kísérlet helye és a Tetves-patak területhasználati térképe (CORINE)

4.2. Kisvízgyűjtő szintű eróziós vizsgálatok A kisvízgyűjtőt alapvető vizsgálati egységnek tekintettük a munkánk során. Ezek mérete (1-7 km2) nagyobb az egységesen művelt táblák méreténél, de még elég kicsi ahhoz, hogy a USLE és egyéb modelleket még megbízhatóan alkalmazni lehessen rá. Ez a területnagyság alkalmas arra, hogy az eredményeket mind a mezőgazdasági, mind a vízügyi szakemberek és irányítók felé megfelelően kommunikálhassuk: véges, kisszámú táblából áll, ezért a területhasználat és a talaj lemosódás között még könnyebben megtalálhatók az oksági összefüggések, de már elég nagy is ahhoz, hogy hidrológiai alapegységnek tekinthessük egy nagyobb vízgyűjtőn belül. A kisvízgyűjtők kiválasztásánál a következő kritériumokat tartottuk szem előtt: 1) mindhárom fő vízgyűjtőn (északi, déli, nyugati) legyen kísérleti vízgyűjtő 2) többféle fizikai féleségű talaj is legyen közte (homok, vályog, agyag) 3) kiemelten fontos területek bekerüljenek (pl.: szőlők az észak, közvetlen vízgyűjtőn). 4) Végül, de nem utolsósorban fontos szempont volt az is, hogy a helyszín könnyen megközelíthető és őrizhető legyen.

48

A három beműszerezett kisvízgyűjtő (Tagyon, Nagyhorváti és Somogybabod) főbb tulajdonságai tükrözik az északi, nyugati és déli részvízgyűjtők jellegzetességeit, így reprezentatívnak tekinthetők. Európában és az USA-ban az utóbbi évtizedben egyre több beszámolót közölnek egész kisvízgyűjtők eróziós monitorozásáról (Sharpley et al., 2001). 2003 során három kisvízgyűjtőt műszereztünk be, szem előtt tartva a Balaton három részvízgyűjtőjének általános karakterét (8. ábra). A Balaton északi részvízgyűjtőjén lévő kisvízgyűjtőre (Tagyon) meredek lejtők jellemzők. A magasabban fekvő területein erdő, az alacsonyabban fekvő részeken szőlőművelési ág a jellemző. A vízgyűjtőterület nyugati részét Nagyhorváti község határában kialakított kisvízgyűjtő reprezentálja. A területre közepes lejtők, kis mértékben erodált, vastag A-szinttel rendelkező talajok jellemzők, melyek nagy része szántóföldi művelés alatt áll. A déli részvízgyűjtőn Somogybabodra esett a választás, amikor ott mintavízgyűjtő kialakításról döntöttünk. Itt szintén a magasabban fekvő területeken erdő található. A további területeken mezőgazdasági művelés folyik, de ezekre is a viszonylag meredek lejtésviszonyok jellemzőek. Részben ennek következménye az itt található, nagy mennyiségű homokfrakciót tartalmazó, lösz talajok nagyfokú erodáltsága.

8. ábra: Kísérleti vízgyűjtők a Balaton három részvízgyűjtőjén

49

A monitoring állomások 2003 októberétől üzemelnek. A téli időszakokban, decembertől márciusig, leállítottuk a működésüket a fagyveszély miatt.

Lefolyás és talajmintázás, labormunkák és adatfeldolgozás

A Cipoletti-bukóval szerelt műtárgyaknál (Nagyhorváti, Tagyon) a mintavétel akkor kezdődik, amikor a vízszint eléri a bukóél magasságát. A Parshall csatorna (Somogybabod) esetében a mintavétel egy bizonyos vízoszlop magasság elérése után kezdődött (2004: 5 cm, 2005: 8 cm). A mintavétel során a részminták vétele között eltelt időt a vízgyűjtőterületek nagyságát és az időjárási viszonyokat figyelembe véve határoztuk meg. A kisebb mintavízgyűjtőkön (Nagyhorváti, Tagyon) 10-20 percenként, míg a somogybabodi vízgyűjtőn 15-60 percenként történtek a mintavételek. A rövidebb mintavételi intervallumokat a heves, nyári esőzések során alkalmaztuk.

A minták térfogata minden esetben 300 ml volt. Nagyhorvátiban és Tagyonban 24 egyedi mintát, míg Somogybabodon 24 összetett mintát (1 edénybe három részmintából álló mintája került) vett a mintavevő. A mintákat már a lefolyás napján, vagy az azt követő napon a laborba szállítottuk. A vízmintában lévő lebegőanyag mennyiségét a homogenizált szuszpenzióból szűrés (0,45 µm) és szárítás (105 °C) után határoztuk meg. A talajveszteséget a laboratóriumi mintában mért lebegőanyag tartalom és az adott időintervallumra eső, a 48. oldalon látható egyenletekkel számított átfolyás szorzataként kaptuk.

A nagyhorváti és a tagyoni vízgyűjtők műtárgyaiban leülepedett talaj mennyiségének becslése a visszatartott iszap kitermelése előtt történt. Mindkét műtárgy „medencéjének” keresztmetszete és az iszap mélységének meghatározása után számítottuk az iszap térfogatát. Az iszap súlyát a térfogatából és a térfogattömegéből számoltam, melyet minden kitermelés előtt Vér-féle csövek segítségével határoztam meg.

A műtárgyban elhelyezett vízmintavevő készülékek (Nagyhorváti, Tagyon: ISCO; Somogybabod: American SIGMA) közül az ISCO típusúak Cipoletti-bukóval szerelt műtárgyban kaptak helyet, ahol a vízmintavételt a víznek bukóél feletti átfolyása indítja el. Az American SIGMA típusú műszer egy Parshall-csatorna átfolyását követte nyomon.

50

Nagyhorvátiban és Tagyonban a Cipoletti-bukó sajátosságai miatt a hordalék a műtárgyban, közvetlenül a bukóél alatt halmozódik fel, így könnyen becsülhető annak mennyisége. A somogybabodi műtárgy egy korábbi terv részben megvalósult formája, a hordalékot nem tudjuk pontosan becsülni, mert a hordalékfogó csak a későbbiek folyamán kerül kiépítésre. Az állomások kiépítése során jelentős mértékben támaszkodtunk a Talajvédelmi Információs Monitoring (TIM) hálózat keretében tervezett eróziós megfigyelő helyek terveire. Somogybabod esetében a Somogy Megyei NTSz-al együttműködve egy már elkészült TIM tervet valósítottunk meg, jóllehet nem teljesen az eredeti elképzelésnek megfelelően. Elkészült egy vízmegosztó, ami lehetővé teszi, hogy később megépülhessen az a homokfogó, amivel nagy pontossággal a teljes hordalékmennyiség mérhető lesz.

A vízszint átszámítása vízhozamra a Cipoletti-bukó esetén a Q = 1,86 . b. h3/2

m3/s

egyenlettel, a Parshall csatorna esetében pedig a Q = 2,367. b . h1,566

m3/s

képlettel történik a műszaki leírás szerint.

Q az átfolyt víz mennyisége, h a vízoszlop magasság, és b a bukó él hosszúsága, ill. a csatorna szélessége annak legkeskenyebb pontján.

A mintavízgyűjtők talajai szintén vizsgálat tárgyát képezték. Nagyhorvátiban 70 db, Tagyonban 48 db és Somogybabodon 95 db mintát gyűjtöttem a szántott rétegből, melyekből Arany-féle kötöttségi számot, humusztartalmat határoztunk meg a szabványos módszerekkel.

51

1. kép: A tagyoni mérőállomás

2. kép: A tagyoni mérőállomás műszerei

52

3. kép: A somogybabodi vízmegosztó

4. kép: A somogybabodi mérőműtárgy és műszerszekrény

5. kép: A nagyhorváti mérőműtárgy

53

4.2.1. A kisvízgyűjtők jellemzése

Nagyhorváti A kisvízgyűjtő egy észak-déli lefutású völgy időszakos vízfolyásán létesült, mely a vizet az Esztergályi patakba, az pedig a Zala folyóba vezeti. A területre a mezőgazdasági művelés jellemző (7. táblázat). A völgyfenéken egy földút húzódik, mindkét szélén árokkal. Az átlagos meredekség 4,7 %, de akadnak 15-20 %-os lejtésű területek is a kisvízgyűjtőn. A talaj mély termőrétegű, alig erodált, agyagbemosódásos barna erdőtalaj, melyek vályogos negyedkori üledékeken képződtek. Általában búzát, kukoricát, napraforgót, repcét, árpát termesztenek vetésforgóban. Az esőszimulációs kísérletek mellett végzett talajfeltárás adatait a 4. táblázat mutatja.

6. kép: A vízgyűjtő egy részlete Nagyhorvátiban

54

4. táblázat: A nagyhorváti agyagbemosódásos barna erdőtalaj szelvényleírása Talajréteg

Mélység

Munsell szín

Humusz

pHH2O

CaCO3

Fizikai

jelölése

cm

nedves

tartalom

pHCaCl2

%

talajféleség

Ap

0-24

7.22

nyomokban

Homokos vályog

E

24-50

Halvány vörös

-

Homokos

Bt1

50-87

barna

-

Homokos

száraz

%

Vöröses barna

1.7

Világos olív barna

6.62 n.a.

7.18

n.a.

7.12

Szürkés barna

6.32

Sárgás barna Bt2

87-165

Vöröses barna

6.17 n.a.

Világos olív barna C

165-180

Vöröses barna Világos sárgás barna

agyagos vályog

6.89

agyagos vályog -

6.31 n.a.

8.27

Homokos agyagos vályog

9.93

7.50

Homokos agyagos vályog

n.a. – nincs adat

7. kép: Légi fotó a kisvízgyűjtőről Nagyhorvátiban

55

Somogybabod A somogybabodi kisvízgyűjtő a legnagyobb a három mintavízgyűjtő közül. A talajhasznosítás is itt a legváltozatosabb (7. táblázat). A Balaton déli részvízgyűjtőjén fekszik. Az időszakos vízfolyása a Tetves patakba torkollik. A felszínre került alapkőzeten földes kopárok alakultak ki, továbbá erodált agyagbemosódásos barna erdőtalajok és barnaföldek találhatók a területen. A kisvízgyűjtő több mint a felén erdő található. A barázdás, árkos és lepelerózió általános jelenségek ezen a helyen. A vízgyűjtő felső részén mogyoróültetvény található, de eróziós szempontból nem tekinthető veszélyesnek, mert enyhe lejtésű területre telepítették és a területe is elhanyagolható az összterülethez képest. A terület kb. 1/3-a áll mezőgazdasági művelés alatt. Általában búzát, kukoricát, napraforgót, repcét, árpát termesztenek vetésforgóban. A talajok könnyen erodálódnak ezeken a területeken. Az átlagos lejtőmeredekség relatíve magas: 9,9 %. Az esőszimulációs kísérletek mellett végzett talajfeltárás adatait az 5. táblázat mutatja.

8. kép: Részlet a somogybabodi vízgyűjtőről

56

5. táblázat: A somogybabodi földes kopár szelvényleírása Talajréteg

Mélység

Munsell szín

Humusz

pHH2O

CaCO3

Fizikai

jelölése

cm

nedves

tartalom

pHCaCl2

%

talajféleség

Ap

0-30

8.19

22

Homokos

C

30-100

száraz

%

Világos olív barna

1.5

Halvány sárga Világos olív barna Halvány sárga

7.58 n.a.

8.57

agyagos vályog 27

Homokos vályog

7.79

n.a. – nincs adat

9. kép: A somogybabodi kisvízgyűjtő légi fotója

57

Tagyon A tagyoni kisvízgyűjtő a Balaton északi részvízgyűjtőjén található, kifolyási pontja közvetlenül a tóba torkollik egy sankolótér közvetítésével. Lényegében egy meredek szőlőhegynek tekinthető. Csésze szelvényű utak találhatók a területen, melyek hatékonyan vezetik le a vizet a felsőbb részekről a főút menti árokba. A felső, legmeredekebb részen erdő található, itt mészkőn kialakult rendzina a jellemző talajtípus. Lefelé haladva a lejtőn az erdőt kisparcellás, lejtőirányban művelt szőlő és gyümölcs ültetvények követik. Az összterület 1/3át adja ez a rész. A felszín lejtése még nagynak mondható. Jellemző talajtípus a köves lejtőhordalék talaj és a barnaföld, melyek harmadkori üledéken alakultak ki. A vízgyűjtő alsó része a teljes terület kb. ¼-ét adja. A lejtők enyhébb lejtésűek. Nagyparcellás szőlőültetvények találhatók ezen a részen, lejtőirányú műveléssel (7. táblázat). Az esőszimulációs kísérletek mellett végzett talajfeltárás adatait a 6. táblázat mutatja.

10. kép: A tagyoni kisvízgyűjtő látképe

58

6. táblázat: A tagyoni köves lejtőhordalék talaj szelvényleírása Talajréteg

Mélység

Munsell szín

Humusz

pHH2O

CaCO3

Fizikai

jelölése

cm

nedves

tartalom

pHCaCl2

%

talajféleség

száraz

%

kövesség %

Ap

0-14

Sötét sárgás barna

2.16

Sötét sárgás barna B

14-27

barna

27-53

Sárgás barna Világos sárgás barna

8.47

7.31 1.64

Sárgás barna B-C

8.03

8.00

38.14 9.74

7.32 0.73

8.18 7.72

vályog

vályog 56.43

14.79

vályog 76.00

11. kép: A tagyoni kisvízgyűjtő légi fotója

59

7. táblázat: A talajhasználat és egyéb adatok a három mintavízgyűjtőn

2

Nagyhorváti

Tagyon

Somogybabod

A mintavízgyűjtő teljes területe

km

0.77

0.61

7.03

A vízgyűjtő É-i határa

º′″

46º42′48″N

46º54′19″N

46º40′44″N

A vízgyűjtő D-i határa

º′″

46º41′38″Ν

46º53′22″N

46º38′53″N

A vízgyűjtő Ny-i határa

º′″

17º4′43″E

17º39′41″E

17º43′42″E

A vízgyűjtő K-i határa

º′″

17º5′44″E

17º40′40″E

17º46′15″E

A vízgyűjtő legmagasabb pontja A vízgyűjtő legalacsonyabb pontja

m m

181 129,5

338,8 157,3

271 155

Átlagos lejtőmeredekség

%

4,7

12,8

9,9

Talajhasználat: Erdő Erdősávok, kisebb erdők Szántó Kisparcellás szőlő, gyümölcsös Nagyparcellás szőlő, gyümölcsös

% % % % %

10,5 89,5 -

37,4 37,7 27,9

56,8 3,2 35,2 4,8

4.3. Tábla szintű eróziós vizsgálatok A hagyományos és talajkímélő művelés eróziós vizsgálatához, 2 ismétlésben beállítva, összesen 4 db 24 x 50 m-es parcellát alakítottak ki a szentgyörgyvári, 2 ha-os, 9-10%-os lejtésű kísérleti területen. Az ilyen méretű parcellákon a normál, gépesített szántóföldi művelés már megvalósítható, ugyanakkor még épp akkorák, hogy a területről lefolyó vizeket (és a lehordott talajt) felfoghatták és mérni tudták. A lefolyás mérésére egy speciális kétcsatornás gyűjtőrendszert alakítottak ki úgy, hogy a gyakori kis intenzitású esők, valamint a (1%-os valószínűséggel bekövetkező) nagy intenzitású csapadékok lefolyása is felfogható legyen. A méréseket és vizsgálatokat követően az eróziós folyamatok során lehordott anyagok mennyiségei igen jól becsülhetők (Kertész et al., 2005). A fent leírt vizsgálatokat nem mi, hanem az MTA Földrajztudományi Kutató Intézete végezte, a területről származó összes adat közül az összehasonlítás érdekében csak egy csapadékesemény adatait használtam fel.

60

4.4. Terepi eső-szimulátoros vizsgálatok Manapság nemcsak külföldön, de hazánkban is folynak terepi vizsgálatok esőszimulátorral (Jakab et al., 2006; Sisák et al., 2002; Szűcs et al., 2000, 2006). A három kísérleti kisvízgyűjtő (Nagyhorváti, Somogybabod, Tagyon) mindegyikén végeztünk egy-egy, változó időtartamú (egy-három hét) kisparcellás méréssorozatot. A kísérleteket 10 m2-es parcellákon (5x2 m), július-augusztusban hajtottuk végre három különböző évben. A metodika kevés eltéréssel megegyezett. A kísérleteket frissen elmunkált talajfelszínen állítottuk be, Nagyhorvátiban búzatarlón, Somogybabodon kézzel eltávolított kukorica növények helyén, Tagyonban pedig kordonos művelésű szőlő sorközében. A talajművelés minden esetben gépi (10-15 cm mély tarlóhántás, tárcsa, rotációs kapa) és kézi (kapa, gereblye) elmunkálást is tartalmazott. Nagyhorvátiban és Somogybabodon négy-négy, Tagyonban három parcellát alakítottunk ki. Az öntözés kemény csapvízzel

(Nagyhorváti,

Tagyon,

Somogybabod),

illetve

ioncserélt

lágy

vízzel

(Somogybabod) történt. A somogybabodi mérések alapján összehasonlítottuk a lágy víz és a kemény víz eróziós hatását (Azazoglu et al., 2002), de ezeket az eredményeket a dolgozatomban nem tárgyalom. A kísérlet minden esetben 60 mm/óra intenzitású szimulált csapadékkal folyt, amit minden esetben kis intenzitású, védőhálón keresztül, vagy a nélkül alkalmazott 10-30 mm beáztató öntözést előzött meg annak biztosítására, hogy a kezdeti körülmények azonosak legyenek.

4.4.1. A Pannon R-02 esőszimulátor A Pannon R-02 esőszimulátor egy lengő szórófejekkel működő, középméretű (6*2 m) kísérleti parcella esőztetésére alkalmas berendezés, melynek esőintenzitása 0-130 mm/h-ig állítható és a terepen minden gépjárművel megközelíthető helyen célszerűen használható. Fő részei a következők:

Tartó és mechanikus mozgató szerkezet:

-

3 db állvány, kézi csörlőkkel és két felső távtartóval,

-

2 db – egyenként 3 m-es – összekapcsolható tartó keret,

61

-

2 db csapágyazott forgatható tengely a kereten és a hozzájuk tartozó összekapcsoló elem,

-

1 db 24 V-os ablaktörlő motor, excenter-karos hajtással.

Vízellátó és kijuttató rendszer:

-

1 m3-es, műanyagból készült, flexibilis szállító tartály,

-

1,5 m3-es tárolótartály, mely a szállító utánfutó fedeléből, PE fólia-béléssel alakítható ki,

-

1 db FO 111 típusú oldalcsatornás önfelszívó körforgós szivattyú,

-

elosztó flexibilis csőrendszer, ellenőrző nyomásmérőkkel,

-

4 db VEE-JET H1 * 2U 80100, vagy 80150 szórófej, csatlakozókkal és adapterekkel,

-

4 db túlfolyó tartály a szélső állásban feleslegesen kipermetezett víz visszavezetésére és az ehhez szükséges rugalmas és fél-merev (PVC) csőrendszer,

-

szélvédő ponyva az esőszimulátor állványának takarására (szállítási helyzetben az utánfutó takarására szolgál).

Hordalékfelfogó rendszer:

-

20 db 1,05 m * 0,22 m vaslemezből készült területhatároló elem és rögzítő-szögek,

-

2 db, 1 m széles, trapezoid alakú, felszíni lefolyást összegyűjtő elem, eső-védő tálcákkal,

-

15 és 25 l-es (fedeles, lezárható) gyűjtő edények (vödrök, tárolók),

-

mintavevő- és mérőedények (1,15 dm2 felületű, 1 l-es mintavevő és tároló edények, kalibrált menzúrák),

-

1 db 20 kg-os, 5 g pontosságú bolti mérleg.

Energiaellátó és vezérlő rendszer:

-

Honda típusú benzinmotoros áramfejlesztő aggregátor,

-

kisfeszültségű transzformátor és egyenirányító,

-

PSION számítógép és program a folyamat vezérlésére, indító ütemadó adapterrel,

-

villanyvezetékek. 62

Szállító és kiszolgáló eszközök:

-

egytengelyes, egyedi tervezésű, esőszimulátor-szállító utánfutó (maximális össz. tömeg: 750 kg), takaróponyvával,

-

1 db Renault Traffic típusú – 1 t teherbírású – gépkocsi,

-

egyéb agyagok: szerszámok és eszközök (fóliák, üzem- és kenőanyagok, tartalék alkatrészek, szerelési anyagok, állványok, deszkák, kézi és kerti szerszámok, kettős alumínium létra, tárolóeszközök, stb.).

A szimulátor felállításához 3 fő szükséges, mely minden gépjárművel megközelíthető helyen telepíthető. A tartószerkezet 3 db állítható talpakkal felszerelt, ’A’ alakú állvány, melyek meredekebb lejtésű és egyenetlen talajon biztonsággal felállíthatók. Az állványok egymás közti állandó távolságát távtartók biztosítják. Ezek alatt kapott helyet a szórófejeket hordozó vízszintes keret, melynek a földfelszíntől számított magassága a mérések során 3 m volt. Az összeszerelt állapotban 7 m hosszú keret az állványokon elhelyezett drótkötelek és csörlők segítségével kerül végső helyére, ahol a megfelelő magasság beállítása után bilincsekkel az állványhoz rögzítjük. A kereten elhelyezett, alternáló mozgást végző tengelyen 4 db VEEJET 80100, vagy 80150 fúvóka található, egymástól 180 cm távolságban. A fúvókák vízellátását egy 1,5 m3-es víztartály és egy 0,41 bar üzemi nyomáson működő szivattyú biztosítja.

A tengely mozgatását és egyben a kísérleti parcella egyenletes beöntözését egy számítógép által vezérelt elektromotor végzi. A szimulált eső intenzitása a számítógép indító impulzusának gyakoriságától függ. Mérés során a fúvókák folyamatosan üzemelnek, ezért a két impulzus közti időben a szélső állásban elhelyezkedő szórófejek vízhozamát a tartókeretre erősített gyűjtő edények fogják fel és vezetik vissza a víztartályba. Egy adott impulzus, vagyis a szórófejek oda, és visszalendülése során, 0,41 bar nyomás esetén a parcella vízterhelése a 80100-as szórófej esetén 0,037 mm/lengés, míg a 80150-es szórófejet alkalmazva 0,057 mm/lengés. A szórófejek vízsebességének és vízhozamának adatait a 8. táblázat mutatja: 8. táblázat: Szórófejek paraméterei

Típus

Fúvóka átmérő

Vízsebesség

vízhozam

VEEJET-80100

6,4 cm

7,2 m/s

14 l/perc

VEEJET-80150

7,5 cm

7,9 m/s

21 l/perc

63

A fúvókát elhagyó vízsugár sebessége 7,2 m/s ill. 7,9 m/s körüli. A szórófejtől a talajig tartó 3 m-es út során a keletkező vízcseppek tovább gyorsulnak és olyan sebességet érnek el, mintha legalább 7 m magasból, pusztán a gravitáció hatására estek volna le, mely magasság elegendő ahhoz, hogy a cseppek elérjék esési végsebességüket. Az eső-szimulátor által képzett csepp-spektrum felvétel WATOR adszorpciós lapok segítségével történt, 1560 csepp nagyságának meghatározásával. A cseppek átmérő szerinti osztályba sorolása után a cseppek súlyának százalékos megoszlását a 9. táblázat a természetes zápor cseppspektrumával hasonlítja össze.

9. táblázat: A természetes és a mesterséges eső cseppspektruma

átmérő (mm), s% 0,3

0,8

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

Pannon R-02

0,2

3,2

9,4

22,5 26,6 21,5 16,5

Természetes eső

6

19,5 20,4 22,1 17,9 14,1 0

A talaj terhelése az esőveréssel elsősorban a nagyobb átmérőjű cseppektől függ, ezért nem tekinthető nagy hibának az eső-szimulátor csepp-spektrumának a kisebb cseppek tartományában mutatott hiányossága. Az eső-szimulátor által, 0,41 bar üzemi nyomáson képzett, 42,7 mm/h-s mesterséges csapadék kinetikai energiáját a Trier-i Egyetem munkatársai segítő közreműködésével határozták meg, melynek értéke: 12 MJ/ha. Ez az érték a hasonló berendezések teljesítményével arányos, az azonos elven működő szimulátorokkal pedig gyakorlatilag megegyezik.

4.4.1.1. A mérés menete

Az eső-szimulátor szórásképének felvétele és beállítása Mérés során az egyik legfontosabb kérdés az egyenletes „csapadékterhelés” biztosítása, azaz a terület egyenletes beöntözése. Ennek optimális elérése érdekében az eső-szimulátor szórásképének egyenletességét ellenőrizni, és ha szükséges korrigálni kell. A berendezés bemérésére a kísérletek megkezdése előtt kerül sor, melynek során 50×50 cm-es kötésben elhelyezett, 115 cm2 felületű mérőedények segítségével a terület adott pontjaira kiöntözött víz mennyiségét megmértük. Az így felvett adatok segítségével, számítógép igénybevételével meghatározzuk, egyben értékeljük (statisztikai mutatók: átlag, négyzetes átlageltérés, CV%;

64

Christiansen-féle egyenletesség) a szórásképet, és ha szükséges, elvégezzük a módosításokat (Szűcs, 2000).

Szállítás és telepítés A szállításhoz és telepítéshez 3 fő szükséges. Az eső-szimulátor és tartozékainak szállítására egy 1 t hasznos teherbírású Renault Traffic típusú gépjármű és egy speciális, külön erre a célra készített egytengelyes utánfutó szolgál. A telepítés az utánfutó leterhelésével kezdődik. A terület lejtésének meghatározása után (melyet szintező segítségével végzünk), az állványok felállítása és a szóró-keret 3 m-es magasságának beállítása következik, ügyelve a mérési terület bolygatatlanságának megőrzésére. A rögzített szóró-keret tengelyének függőzésével határozzuk meg és tűzzük ki a (6×2) 12 m2-es kísérleti parcellát, majd a lefolyást összegyűjtő edények elhelyezésére szolgáló gödör kiásása következik. A gyűjtő és a parcellát határoló elemek elhelyezése szintén nagy körültekintést igényel, hogy az lehetőleg minimális talajsérüléssel járjon. Az ennek ellenére keletkezett talajsebzéseket kittel és vízüveggel tömítjük, ill. fixáljuk. A határoló lemezekre azért van szükség, mert a szegélyhatás kiküszöbölése érdekében a ténylegesen öntözött terület nem 12 m2, hanem ennél nagyobb (kb. 7×3=21 m2). A ki- és ráfolyástól csak így tudjuk védeni a kísérleti területet. Ezután a víz- és energiaellátó rendszer összeállítása következik. A pótkocsi lemezfedeléből kialakított víztartály alapjának kiképzése, a tartály elhelyezése és feltöltése az előző műveletekkel párhuzamosan végezhető. A víztartályt egy flexibilis tartály segítségével 1 m3 vízzel töltjük fel. A telepítés utolsó mozzanata az eső terhelésének és egyenletességének ellenőrzésére szolgáló mintavevő edények elhelyezése a parcella körül, a számítógép beprogramozása és az eső-szimulátor működésének ellenőrzése (víznyomás, szórófejek beállítása, tömítések ellenőrzése). A kísérleti parcella pontos lejtését szintezéssel állapítjuk meg.

Mérés A mérés megkezdése előtt 0-10 cm mélységből talajmintát veszünk a szárazanyag tartalmának megállapításához. Párhuzamosan a mérési naplóba bekerülnek a kísérlet helyére, időpontjára és feltételeire vonatkozó fontosabb adatok. A végső ellenőrzés után a számítógép által adott első indító impulzussal veszi kezdetét az esőztetés és az időmérés. A mérés folyamán a mérési naplóba, időponthoz kötve bejegyzésre kerülnek a kísérleti területen 65

bekövetkezett változások, a lefolyás megindulásának időpontja, az adott időpontig a területről lefolyt vízmennyiség, az esőztetés befejezése, az után-folyás mennyisége és időtartama. A mérés befejezését a parcella szélén elhelyezett (zöld) mintavevő edények tartalmának lemérése és feljegyzése jelenti, mely a tényleges esőterhelés meghatározásában segít. A mérés folyamatát a mérési napló egyik lapjának másolatával mutatom be (9. ábra), mely egy korábbi terepi mérés feljegyzett adatait tartalmazza.

1.14.11.

9:49

1999.07.30

Plotár tag, búza tarló, lejtés: 13% elvi esőterhelés: 28 mm/h

öntözési ciklusok száma: 245

tényleges esőterhelés: 30,1 mm/h

tényleges lengések száma: 92

tervezett időtartam: 0,5 h

ciklus idő: 7,3 sec./ciklus

víznyomás: 0,41 bar

idő kitöltés: 21%

jobb oldal (ml)

folyamat idő (sec.)

bal oldal (ml)

az esőztetés kezdete

0

a lefolyás megindul

190

20

219

500

50

255

500

45

283

500

28

309

500

32

335

500

32

357

500

32

382

500

20

404

500

20

424

500

20

443

500

30

463

500

20

480

500

25

499

500

25

517

500

50

551

1000

50

585

1000

45

617

1000

vödör csere

723

3756

157

a lefolyás megindul

esőztetés vége (K11) megállt

794,5 948

megállt

eső mentes lefolyás (K13)

9. ábra: Mérési napló

66

A folyamat során 115 cm2-es mintavevő edényekbe gyűjtött vízmennyiségek, a tényleges esőterhelés kiszámításához (10. ábra):

72

78

68

66

73

78

70

72

58

66

65

64

63

53

73

71

75

71

66

92

109

82

77

67

63

55

74

42

50

É

10. ábra: Mérőedények elhelyezése és a mért mennyiségek ml-ben

A konkrét vizsgálati méréseket minden esetben egy száraz talajon végzett „beöntöző” esőztetés előzte meg 40 mm/h-s intenzitással, abból a célból, hogy a talajt a vizsgálatokhoz a szabadföldi vízkapacitásig feltöltsük. Ez általában a felállítás napjának délutánján történt, míg a konkrét méréseket másnap délelőtt kezdtük meg.

67

4.4.2. Osztrák esőszimulátor Az Osztrák esőszimulátor, a Pannon esőszimulátorral ellentétben fix szórófejekkel működő, szintén közép-méretű, de csak 5*2 m-es kísérleti parcella esőztetésére alkalmas berendezés. Esőintenzitása 0-210 mm/h-ig állítható és a terepen minden gépjárművel megközelíthető helyen célszerűen használható (Strauss et al., 2000).

Fő részei a következők:

Tartószerkezet:

8 db tüskével ellátott talp 16 db 1,5 m hosszú alumínium vázelem 10 db alumínium, merevítő cső 2 db szórókeret

Vízellátó és kijuttató rendszer:

1-3 db 1m3-es műanyag tartály 1 db WILO JET típusú, 750W teljesítményű szivattyú elosztó flexibilis csőrendszer, 6 darab nyomásmérővel 6 db mágnes-szeleppel működő szórófej 2 db szélvédő háló

Hordalékfelfogó rendszer:

21 db bádog lemezből készült területhatároló elem 6 db bádog lemezből készült sarokelem 3 db 2 m széles háromszög alakú felszíni lefolyást összegyűjtő elem, esővédő fedéllel 150 db, 20 l-es vödör 1db 0,01 g pontosságú digitális mérleg

68

Energiaellátó és vezérlő rendszer:

1db min 1000W teljesítményű benzinmotoros aggregátor Kisfeszültségű transzformátor és egyenirányító 1db laptop, és a szimulátor vezérléséhez szükséges program villanyvezetékek

Szállító és kiszolgáló eszközök:

közepes méretű platós tehergépkocsi egyéb anyagok: szerszámok és eszközök (fóliák, üzem és kenőanyagok, tartalék alkatrészek, szerelési anyagok, létra, deszkák, kézi és kerti szerszámok, tároló eszközök stb.).

Az esőszimulátor felállításához minimum 2 fő szükséges, a tartószerkezet 8 darab szétszerelhető lábból, és 2 darab a szórófejeket hordozó keretből áll. A 3 m magasban a talajfelszínnel párhuzamosan elhelyezkedő 2 keret közti állandó távolságot távtartók biztosítják. A kereteken lévő szórófejek egymástól fél, a talajfelszíntől 3 méter távolságban vannak. A 0,56 bar nyomás, és a felszíntől mért 3 m-es távolság együttesen biztosítják a természetes eső cseppjének végsebességével megegyező vízsebességet. A 10 m2-es kísérleti parcella kialakítása a terület fölásásával kezdődik, majd a határoló-kerítés és a lefolyást összegyűjtő elem leverése, végül a gereblyézés következik. Így egységes, homogén felszínű területet hozunk létre. A mérések során a lefolyó vizet számozott vödrökbe gyűjtöttük össze. A lefolyt vizet és a víz által erodált talajt tartalmazó edények tömegét digitális mérlegen mértem le, és a számozáshoz társítva följegyeztem. Az esőztetés végén a vödröket letakartuk és megvártuk, hogy a benne lévő talaj leülepedjen. Nagyjából egy nap után a vizet egyenként minden vödörnél leszivornyáztuk az üledék fölül egy tiszta vödörbe, s ezt számozott üvegcsékbe megmintáztuk, a későbbi P és lebegőanyag vizsgálatokhoz. A vödrökben maradt talajt a napon kiszárítottuk, majd a laboratóriumba szállítottuk az üvegcsékkel együtt. Az osztrák-esőszimulátor szállítása, telepítése és a szimulátorral történő mérés a Pannon R-02 esőszimulátorhoz hasonló, ezért itt most nem térek ki ennek részletezésére.

69

4.5. Nagylaboratóriumi esőszimulátoros vizsgálatok Nagy mennyiségű, 1,5 m3 talajmintát vettünk a kisvízgyűjtők (Nagyhorváti, Tagyon és Somogybabod) azon helyszíneiről, ahol korábban terepi kisparcellás eróziós mérést is folytattunk. Az esőztetések előtt ezekkel a talajokkal töltöttük fel az eróziós berendezés 50 cm magas 1x3 m felszínű vasládáját úgy, hogy először 25 cm magasan homokkal töltöttük meg, majd 25 cm vastagságban a kísérleti talajokat rétegeztük rá, amelyeket előzőleg 5 mm-es rostán rostáltunk át. A nagylaboratóriumi mérőberendezés a 22. ábrán látható. A nagylaboratóriumi méréseket az osztrák típusú terepi esőszimulátorral végeztük, azzal a különbséggel, hogy a terepi eszköz egy talprendszerrel egészült ki. Ahhoz, hogy az esőszimulátor szórófejeinek talajfelszíntől való, 3 m-es távolságát biztosítani tudjuk, szükség volt egy állványra. Erre az állványra állítva az esőszimulátort, biztosak lehettünk benne, hogy a szimulátor cseppjeinek végsebessége a parcella teljes felületén eléri a természetes esőcseppek végsebességét. A talajtartó láda és az állvány dőlésszöge fokozatmentesen állítható.

Előzetes talaj átnedvesítést nem végeztünk, ezt a funkciót az első esőztetés töltötte be. Az esőztetés 60 mm/óra intenzitással, csapvízzel történt. A láda aljában felgyülemlő szivárgó vizet 6 lyukon vezettük el. Minden kísérleti variációban három, egymást követő esőztetést végeztünk. A kísérlet folyamán a terepi mérésekhez hasonlóan mértük a lefolyás intenzitását és az eróziót olyan módon, hogy a teljes lefolyt mennyiséget előre lemért tömegű vödrökben fogtuk föl. Meghatároztuk a lefolyt víz és talaj együttes tömegét. A vödrökben a szuszpenziókat ülepedni hagytuk, majd a felülúszó folyadékot óvatosan, a leülepedett talaj felkeverése nélkül a közlekedőedények elve alapján egy szilikon cső segítségével leeresztettük. A maradék kevés vizet napon szárítva elpárologtattuk, és a vödröket ismételten lemérve kaptuk meg az erodálódott talaj tömegét. A korábbi mérés eredményéből a talaj tömegét kivonva kaptuk a lefolyás mennyiségét. A kísérletet a somogybabodi talajjal 13 %-os lejtés mellett végeztük, ami megegyezett a terepi parcellák átlagos lejtésével. A másik két talajjal szintén 13 %-os lejtés mellett végeztünk mérést, hogy közvetlen összehasonlításra nyíljon lehetőség a három talaj között, valamint a terepi lejtéssel is végeztünk mérést (Tagyon: 6 %, Nagyhorváti: 7 %). A méréseket addig folytattuk, amíg az egyenletes lefolyási intenzitás stádiumát el nem értük és ebben a szakaszban is elég mérési eredményt nem kaptunk. Az első mérés során gyakran ezt az egyensúlyi állapotot nem értük el, illetve az

70

ekkor mért egyensúlyi lefolyás és/vagy erózió alacsonyabb volt, mint a későbbi esőztetésekben.

12. kép: Nagylaboratóriumi esőszimulátor és a kísérleti talajjal feltöltött blokk azonos dőlésszögre beállítva, a mérés megkezdése előtt.

4.6. Az eredmények matematikai értékelése Csepinszky (1998) a folyamat követésére kiindulásképpen a talaj konstans vízáteresztését leíró Horton-képlettel dolgoztak. Horton szerint a vízáteresztés intenzitása a talajban exponenciálisan csökken (Horton, 1933), míg be nem áll egy állandó értékre. Ezek a feltételek a nagy intenzitású mesterséges esőztetés esetén - amelyet mi is alkalmaztunk fennállnak, tehát az értékeléshez számunkra megfelelő ez az egyenlet. A három kísérleti helyen, illetve az onnan származó talajjal végzett terepi és nagylaboratóriumi mérések összes eredményét egységesen dolgoztuk föl. A lefolyás adatokra és az eróziós adatokra külön exponenciális egyenleteket illesztettünk. Ez lényegében a 2. ábra beszivárgási görbéjének a csapadék (öntözés) vízszintes egyenesére tükrözött megfelelője.

71

y = A - B*e-k*x ,

Ahol: y: a felszíni lefolyás vagy az erózió időegységre jutó mértéke (mm/perc vagy g/m2/perc) x: idő (perc) A, B és k: a talajtól és az önözések számától (ülepedés) függő konstansok.

A 11. ábrán bemutatjuk ennek a függvénynek az általános alakját, a 12. ábrán pedig egy kísérleti variáns adatait és az adatokra illesztett függvényeket. A terepi méréseket több parcellán végeztük. Statisztikai próbával igazoltuk, hogy ritka kivételtől eltekintve (lásd: 21. táblázat, c megjegyzés) a parcellák egy populációt képeztek, azaz a függvénykapcsolatok ugyanazok voltak a különböző parcellákra a hibahatáron belül. Az egymást követő öntözésekben mért fajlagos lefolyás és eróziós adatokra illesztett függvények között F próbával vizsgáltuk meg, hogy statisztikailag egymással azonos, vagy eltérő függvényekkel állunk-e szemben. Ha az F-próba nem mutatott szignifikáns különbséget, akkor egy közös függvényt illesztettünk az adatokra (20. és 21. táblázat). Egyes esetekben a lineáris függvény illeszkedésénél nem volt jobb az exponenciális függvény illeszkedése. Ezt szintén F-próbával vizsgáltuk. Ha az exponenciális függvény nem hozott szignifikánsan nagyobb determinációs együtthatót, akkor lineáris függvényt illesztettünk (20. és 21. táblázat). Ezeket az eseteket a későbbi vizsgálatokból, amikor a függvények elméleti maximum értékeivel számoltunk, ki kellett hagynunk. Egyes esetekben az eróziós adatokra illesztett függvények egy-egy paramétere nem különbözött szignifikánsan nullától (21. táblázat, d megjegyzés), de az exponenciális függvényt megtartottuk, mert ezekben az esetekben is a függvény maximum értéke (egyensúlyi lefolyás vagy erózió) szignifikáns volt.

72

1.2

1

függvényérték

0.8

0.6

A:1; B:1; k:1 A:1; B:1; k:0.1

0.4

A:1; B:2; k:0.1 A:1; B:2.5; k:0.05

0.2

0 0

10

20

30

40

50

60

idő

11. ábra: A modellezéshez felhasznált függvény [y = A - B*e-k*x] viselkedése a paraméterek változása esetén

0,8 0,7

lefolyás mm/perc

0,6 0,5 0,4

NH1 0,3

NH2 NH3

0,2

illesztett NH1 0,1

illesztett NH2 illesztett NH3

0 0

20

40

60

80

100

idő perc

12. ábra: Példa a valós adatokra történő függvényillesztésre (Lefolyás adatok és az illesztett függvények képe nagylaboratóriumi kísérletben, Nagyhorvátiból származó talajjal, 60 mm/h öntözés és 7 % lejtés mellett - az egyenletek paraméterei a 20. táblázatban találhatók meg.)

73

4.7. Térinformatikai feldolgozás A térinformatikai feldolgozás ArcView és ArcGIS programokkal végeztük (ESRI, 2003). A mintavízgyűjtők jellemzéséhez légi fotókat illesztettünk a topográfiai térképekhez és ezen történt meg a területhasználati kategóriák elkülönítése. A kisvízgyűjtő és vízgyűjtő szinten ugyanez a CORINE100 adatbázis alapján történt (EEA, 2005). 1:10.000 méretarányú topográfiai térképek és magasságvonal térképek alapján történt a digitalizálás és a digitális domborzatmodell előállítása és ezt használtuk a domborzati jellemzők számításához.

4.8. Az általános talajveszteségi egyenlet tényezőinek számítása a somogybabodi mintavízgyűjtőre A térinformatikai feldolgozás során a somogybabodi mintavízgyűjtőt tábla méretű részvízgyűjtőkre bontottuk és ezekre kiszámítottuk az általános talajveszteségi egyenlet tényezőit a következő módon (Wischmeier & Smith 1971):

KUSLE: a talaj erodálhatósági tényezője M: szemcseméretet jellemző paraméter OM: szerves anyag tartalom % csoilstr: a talaj szerkezetét jellemző paraméter cpermr: a talaj vízvezető képességét jellemző paraméter Az M számítása:

msilt: a porfrakció (0,002-0,05 mm) aránya % mvfs: az igen finom homok frakció (0,05-0,1 mm) aránya % mclay: az agyagfrakció (<0,002 mm) aránya %

74

A szerves anyag tartalom számítása szerves széntartalomból:

A csoilstr és cperm értékeit a irodalmi adatokból választottuk ki a terepi esőztetéses vizsgálatok és a talajszelvény feltárások adatai alapján. Az esőztetéses kísérlet helyszínén vett talajminták és az ottani talajszelvény feltárás adatait tekintettük a teljes mintavízgyűjtőre közelítően érvényes adatoknak. Többek között ezt a módszert használják a SWAT modellben is (Neitsch et al., 2001). Az amerikai mértékegységben megkapott eredményt (Renard et al., 1997) szerint számítottuk át SI mértékegységre.

A csapadékesemények eróziós energiáját a következő módon számítottuk ki (Renard et al., 1997):

EIstorm ={Σ 0.29 [1- 0.72 exp (- 0,05 Xi)] Di} I30 EIstorm = egy csapadékesemény eróziós energiája Xi = csapadék intenzitás (mm/h) Di = csapadék mennyisége az i-ik lépésben (mm) I30 = maximális 30 perces csapadék intenzitás (mm/h). Egy évre az eredményeket összegezve kaptuk az adott évi eróziós potenciált. A csapadékmérők az eróziós monitoring állomások részét képezték és tíz percenként rögzítettek adatokat.

A táblák (pontosabban tábla méretű, egy lefolyási egységet képező lejtők) topográfiai tényezőjének a meghatározásához a térinformatikai feldolgozás nyújtott segítséget. A digitális domborzati modellből meg lehet határozni az egyes pixeleknek a vízgyűjtő kifolyási pontjától mért távolságát. Egy lejtő adatiból eloszlási diagramot készíthetünk (13. ábra) és ezen meg tudjuk határozni a lejtő legnagyobb lefolyási út hosszúságát (L tényező). Ugyanezt a módszert alkalmazzák az EUROSEM modellben is (Morgan et al, 1998) Az alábbi ábrából nyilvánvaló, hogy az „elméleti tábla” és a valós lejtő alakja, ezáltal a számított és tényleges erózió többékevésbé eltérhet, de közelítő módszernek megfelelő az eljárás.

75

a "tábla" szélessége a pixelek számából számítva m

300 tényleges eloszlás 250

200 számított "elméleti" tábla

150

100

50

0 3000

3500

4000

4500

5000

5500

lefolyási út hossza m 13. ábra: Egy lejtő tényleges, valamint számított hosszúsága és szélessége a somogybabodi vízgyűjtőn

A lejtő meredekségét (S tényező) közvetlenül a térinformatikai feldolgozás alapján a lejtő pixeleinek átlagos meredekségeként kaptuk.

Az LS topgráfiai tényezőt Novotny & Olem (1994) módszere alapján számítottuk ki:

A C tényezőt becsléssel állapítottuk meg az egyes földhasználati kategóriákra a SWAT modell (Neitsch et al., 2001) táblázatai segítségével (erdő: 0,002; szántó: 0,2; gyümölcsös: 0,1) és az egyes lejtők esetében területarányosan súlyozva számítottuk ezekből a lejtőre vonatkozó átlagos C tényezőt. A P tényezőt mindenütt egységnyinek tekintettük, mivel talajvédelmi beavatkozások a vízgyűjtőn nem voltak.

76

5. Eredmények 5.1. Kisvízgyűjtők 5.1.1. Lefolyás és erodált talaj a kisvízgyűjtőkről

A nagyhorváti és a tagyoni vízgyűjtők műtárgyaiban leülepedett talaj mennyiségének becslése a visszatartott iszap kitermelése előtt történt. Mindkét műtárgy „medencéjének” keresztmetszete egyértelműen meghatározható területű síkidomra hasonlít, így könnyen számítható az iszap mélységének meghatározása után annak térfogata. Az iszap súlyát a térfogatából és a térfogattömegéből számoltam, melyet minden kitermelés előtt Vér-féle csövek segítségével határoztam meg (10. és 11. táblázat).

10. táblázat: Az iszapfelhalmozódás üteme és mennyisége Nagyhorvátiban Időszak

2003.10.-2004.04.16 2004.04.16-2004.04.22 2004.04.22-2004.06.24 2004.06.24-2004.07.01 2004.07.01-2004.07.06 2004.07.06-2004.11.13 2004.11.13-2005.05.20 2005.05.20-2005.06.17 2005.06.17-2005.07.13 2005.07.13-2005.10.03

Újonnan keletkezett iszap (kg) 5400 1650 3750 1250 400 400 800 200 1050 1650

11. táblázat: Az iszapfelhalmozódás mennyisége Tagyonban

Időszak 2003.10. - 2004.04.16 2004.04.16 - 2004.12.13 2004.12.13 - 2005.11.02

A

műtárgyakban

Újonnan keletkezett iszap (kg) 15200 550 5100

leülepedett

talaj

mennyisége

a

monitorozott

időszakban

nagyságrendileg megegyezik. Tagyonban a két év alatt 20,85 t, míg Nagyhorvátiban 16,55 t halmozódott fel a műtárgyak medencéiben.

77

Nagyhorváti A kisvízgyűjtő monitoringját 2003 őszén kezdtük. 2004 elején a hóolvadással sok hordalék került a Cipoletti-bukóval szerelt műtárgyak medencéjébe. A méréseket csak márciusban tudtuk elkezdeni. 16 nagyobb lefolyást eredményező csapadékeseményt tapasztaltunk a vizsgált időszakban. Egyet 2003-ban, tízet 2004-ben és ötöt 2005-ben (12. táblázat). Az egyik 2005-ös lefolyás részletezett diagramja a 14. ábrán látható. A mérések kezdeti fázisában mintavételi gondok, 2004-2005-ig pedig a csapadékmérő többszöri eltömődése (rovarlárvák és ürülék) nehezítette a minden paraméterre kiterjedő méréseket. A sikertelen mintavételből adódó lebegőanyag koncentrációra vonatkozó adatokat az alábbi becslő egyenlettel pótoltuk, amelyben a célváltozó becslése közel 300 mérés eredményéből történt.

R2 = 0,4377

SS = 128,7Q + 1,93

Ahol: SS

-

hordalék koncentráció (g/l),

Q

-

lefolyás (m3/s).

NH 2005 06 16 12

10

8 csap. (mm/10 perc) lefolyás (m3/10 perc) 6

lebegőanyag (g/l) oldott P (mg/l) összes P (mg/l)

4

2

0 2005.06.16 14:24

2005.06.16 12:00

2005.06.16 9:36

2005.06.16 7:12

2005.06.16 4:48

2005.06.16 2:24

2005.06.16 0:00

2005.06.15 21:36

14. ábra: Lefolyásesemény Nagyhorvátiban (2005. június 16)

78

12. táblázat: A lefolyások során elhordott talajmennyiség Nagyhorvátiban a műtárgyban felfogott hordalék nélkül

a

A csapadék és a Csapadék

Lefolyás

lefolyás időpontja

mennyisége

mennyisége

Talajveszteség

mm

3

m

kg

23-24.10.2003

19.8

69

20

6-7.04.2004

71.5

1155

3824a

13-14.04.2004

38.6

745

2183

19-21.04.2004

49.5

633

2096a

18-19.06.2004

n.a.

42

386

20-21.06.2004

n.a.

353

1167a

25.06.2004

n.a.

242

780

1-2.07.2004

50.5

144

542

17.10.2004

n.a.

380

126

8.11.2004

44.5

143

365

13.11.2004

44.1

338

426

18.05.2005

n.a.

80

467

15-16.06.2005

44.8

102

669

12.07.2005

n.a.

427

2939

21-22.08.2005

75.4

851

8212

29-30.09.2005

61.9

172

471a

- a lefolyásból és a számított koncentrációból becsült adat

n.a. - nincs adat

A kisvízgyűjtőről lefolyt víz mennyisége 5,5 és 2,1 mm/év között változott. A benne lebegtetett hordalék mennyisége 0,32 és 0,21 t/ha/év volt 2004 és 2005-ben. A hóolvadásból származó hordalékmennyiséget az előbb említett számok nem tartalmazzák. Az alacsony lefolyásértékekre a területre jellemző jó vízvezetőképességű és mélyrétegű talajok és a vízgyűjtő felsővízi elhelyezkedése lehetnek a magyarázat. 2005-ben szinte az év teljes hordalékmennyisége egy csapadékesemény következménye volt. 2005 augusztusában csupán a hordalék 19%-a rekedt meg a műtárgy medencéjében, míg a fennmaradó rész a kifolyási szelvényen távozott a kisvízgyűjtőről. Tagyon A műtárgyat 2003 őszén üzemeltük be. Ebben az évben csupán egy, 2004-ben négy és 2005-ben hat lefolyást mintáztunk meg (13. táblázat).

Egy-két kisebb lefolyást is

regisztráltunk az évek során, de ezekkel nem dolgoztunk a későbbiekben, mert a Cipoletti bukónak alacsony vízszint esetén nagy a bizonytalansága. A csapadékmérővel itt is akadtak problémák, de a mérés itt zavartalanabb volt. A meredek lejtőknek és a csészeszelvényű

79

utaknak köszönhetően, melyek csatornaként funkcionáltak, itt nagyobb mennyiségű lefolyások voltak. A hordalék nagy részét egy nagy lefolyás adta 2004-ben és két extrém nagy lefolyás 2005-ben (13. táblázat). A 15. ábra az egyik extrém nagy csapadék esemény adatait tartalmazza. Ez a többcsúcsú csapadékesemény több mint 182 tonna hordalékot szállító lefolyást produkált, ez volt a legnagyobb érték a monitorozott periódusban. Tagyon 2005 07 11

100 csap. (mm/10 perc) lefolyás (m3/10 perc)

10

lebegőanyag (g/l) oldott P (mg/l) összes P (mg/l)

2005.07.11 14:24

2005.07.11 12:57

2005.07.11 11:31

2005.07.11 10:04

2005.07.11 8:38

2005.07.11 7:12

1

2005.07.11 5:45

mért adatok (logaritmikus skála)

1000

0,1 idő

15. ábra: Extrém csapadékesemény Tagyonban (2005. július 11)

13. táblázat: A lefolyások során elhordott talajmennyiség Tagyonban a műtárgyban felfogott hordalék nélkül A csapadék és a Csapadék

Lefolyás

lefolyás időpontja mennyisége

mennyisége

Talajveszteség

mm

3

m

kg

29.11.2003

8

27

40

30-31.05.2004

n.a.

155

4037

18-19.06.2004

n.a.

1122

54961

25.06.2004

n.a.

152

2392

8.11.2004

33,8

94

85

18.05.2005

7,3

65

53

11.07.2005

19,6

1082

182522

12.07.2005

6,9

169

4360

22.07.2005

n.a.

186

2226

12.08.2005

n.a.

169

153

17.08.2005

31,6

3037

87584

n.a. – nincs adat

80

A 2004. és a 2005. évben az általunk mért lefolyás értékek 2,5 és 7,7 mm voltak. A lefolyó víz által elszállított hordalék mennyisége 1,27 és 4,62 t/ha, melyek a lebegtetett anyagot és a Cipoletti bukó által visszatartott hordalék mennyiségét is magukban foglalják (10. és 11. táblázat). A kisvízgyűjtőn található köves talajnak és az ebből következő jó vízvezető képességnek köszönhetően ezek a lefolyásadatok nem mondhatók különösen nagynak. A 2004. évben a lehordott talaj mennyiségének 20 %-a a műtárgy medencéjében maradt vissza, míg a többi a lefolyó vízzel távozott a kisvízgyűjtőről. Ez az érték csupán 7 % volt a 2005. évben, amikor a lefolyás összességében magasabb volt. Ez a jelenség pontosan az ellenkezője annak, amit Nagyhorvátiban tapasztaltunk. Erre magyarázat csak a 2005. július 11-én, Tagyonban kialakult, nagy intenzitású zivatar lehet. A csapadékesemény során a legmagasabb átfolyási érték elérte a 700 m3/10 perc értéket. A műtárgy medencéje gyorsan feltelt hordalékkal és a lefolyás későbbi szakaszában az a frakció is távozott a bukóél felett, amely normális esetben kiülepedett volna a medencében. Július 11-én a csapadék mennyisége kevesebb volt, mint augusztus 17-én, mégis több talajt hordott el a területről (14. táblázat). Az eltérés a csapadékesemények lefolyásának különbözőségéből fakad. A magasabb kezdeti intenzitású, de kisebb csapadék nagyobb eróziót eredményezett. Ez a jelenség egybevág Torri és munkatársai (1999) megfigyelésével, akik felismerték a csapadékon belüli változékonyság fontosságát az eróziós folyamatok vizsgálatakor.

14. táblázat: Két tagyoni extrém csapadékesemény összesítő adatai és kezdeti fázisa

2005.07.11 2005.08.17 Összes csapadék (mm)

19,6

31,6

Összes hordalék (kg)

182522

87584

A csapadék mennyisége a maximális intenzitás eléréséig (mm)

5,5

2,6

A csapadék időtartam a maximális intenzitás eléréséig (perc)

70

140

A csapadék átlagos intenzitása a maximumig (mm h-1)

4,71

1,11

maximális 20 perces csapadékösszeg (mm)

11,8

8,8

maximális lefolyás (m3 10 perc-1)

718,7

318,2

A legnagyobb eróziós hatású, 2005. júliusi csapadékesemény földigiliszták ezreit mosta ki a talajból a műtárgyba és a csatornába, ebből már a minták begyűjtésekor arra következtethetünk, hogy jelentős mértékű barázdás erózió lépett fel. Később a barázdákat térképeztük is a vízgyűjtőn, de az eredményeket ebben a dolgozatban nem értékelem.

81

Somogybabod A mérőállomást 2004 kora tavaszán üzemeltük be és három lefolyáseseményt mintáztunk 2004-ben és 2005-ben is (16. ábra). Az árhullámnak csak a leszálló ágát tudtuk mintázni. 2004. április 14-én, és 2005. augusztus 16-17-én a hatalmas lezúduló áradat, és a benne görgetett kövek és betondarabok elsodorták és tönkretették a mintavevő szondát, tehát ebből nem tudtunk mintát venni. Néhány kisebb lefolyáseseményt és árhullámmentes időszakban is mintáztunk annak érdekében, hogy teljesebb képet kapjunk a mintavízgyűjtő viselkedéséről. 2005-ben a kisebb árhullámokat már nem mintáztuk, mert ekkor a mintavételi minimumként a korábbi 5 cm vízoszlop helyett 8 cm-t állítottunk be. Ezen a mérőhelyen Parshall csatornával történt a mérés, és ebben nem halmozódik fel talaj. A három monitorozott vízgyűjtő közül ez a legnagyobb, több mint 7 km2, amelyen a felszín alatti vízmozgás is jelentős részben hozzájárul a vízfolyás vízhozamához. Ezért tapasztaljuk azt, hogy az éves lefolyás magasabb, mint a másik két mintavízgyűjtőnél (4,9 mm és 10,2 mm 2004-ben és 2005-ben). A mintázott lefolyás eseményeket 2004 tavaszán a hóolvadás, 2005 nyarán pedig viharos záporok okozták (15. táblázat). A vízgyűjtő völgyében a viszonylagos nagyság ellenére is csak időszakos vízfolyás található, amely száraz volt a mérések előtti három évben, de 2004 óta csaknem egész éven át víz van benne.

16. ábra: Csapadék és lefolyás idősorok Somogybabodban

82

A legtöbb jelentős lefolyás eseményt sikerült mintázni és a talajveszteséget sikerült becsülni a mérésekkel. Ugyanakkor a legnagyobb eróziós esemény, amely 2005-ben volt, és egy viszonylag nagy esemény egy részét 2004-ben nem tudtuk mintázni, ezért a hiányzó adatok pótlására a meglévő adatokból levezetett regressziós egyenletet használtuk, hiszen a lefolyás adatok ezekre az eseményekre is rendelkezésünkre álltak. Továbbá a nem mintázott kisebb lefolyás események és az alap vízhozam is kis mértékben hozzájárulnak az éves terheléshez, tehát ezeket is számításba kell venni. A következő egyenletet kaptuk:

R2 = 0.6387

SS = 18.882Q

Ahol SS a lebegőanyag koncentráció (mg/l) és Q a felszíni lefolyás (m3 h-1). Ezt az egyenletet használtuk a 15. táblázat hiányzó adatinak a pótlására és az éves talajlehordás számításához. Az évekre összegzett talajlehordást területegységre vetítve az erózió rendre 0,61 és 4,09 t ha-1 volt 2004-ben és 2005-ben.

15. táblázat: A lefolyások során elhordott talajmennyiség Somogybabodon

a

A csapadék és a Csapadék

Lefolyás

lefolyás időpontja mennyisége

mennyisége 3

Talajveszteség

mm

m

kg

25.03.2004

27.2

2926

8930

6-7.04.2004

42.4

8710

85850

13-14.04.2004

61.2

22790

331830a

11.07.2005

33.0

3707

11520

3-4.08.2005

68.6

17866

154090

16-17.08.2005

63.2

29317

1972000a

22.08.2005

40.9

20686

734300

– részben vagy teljesen becsült értékek

83

17. ábra: Egy lefolyásesemény részletes adatai Somogybabodon (2004. április 6-7.)

A három kisvízgyűjtő terület lefolyási adatai a 2004-2005-ös periódusban 2,1 mm és 10,2 mm

között

változtak

változatosságának,

a

(16.

táblázat).

vízgyűjtők

Az

adatok

nagyságbeli

különbözősége

eltérésének,

az

a

adott

csapadékok kisvízgyűjtő

elhelyezkedésének és a lejtési viszonyoknak tudhatók be. A legkisebb értéket Nagyhorvátiban (összességében enyhe lejtésű, 1 km2-nél kisebb területű vízgyűjtő), a legnagyobbat Somogybabodon (viszonylag nagy lejtésű, 7 km2-es terület) regisztráltuk. A hordalék mennyisége a lefolyással arányosan változott 0,21-4,62 t/ha/év között.

16. táblázat: Lefolyás és erózió a vízgyűjtőkön Vízgyűjtő

Nagyhorváti

Tagyon

Somogybabod

Mintavételek száma

16

11

6

4,7

12,8

9,9

Átlagos meredekség (%) 2004

2005

2004

2005

2004

2005

Lefolyás (mm)

5,5

2,1

2,5

7,7

4,9

10,2

Erózió (t/ha)

0,32

0,21

1,27

4,62

0,61

4,09

84

5.2. Kisparcellás esőszimulátoros mérések

5.2.1. A Pannon R-02 és az Osztrák esőszimulátor összehasonlítása A két esőszimulátor összehasonlítása (13. kép) során kapott legszembetűnőbb eredmény (18. ábra), hogy mind a lefolyás, mind az erózió egyenlettel becsült maximuma lényegesen függ attól, hogy a magyar, vagy az osztrák esőszimulátort használtuk, és éppen ellentétesen a két vizsgált jelenség esetén: a magyar esőszimulátor esetében kisebb a lefolyás és nagyobb az erózió, mint a másik eszközzel végzett kísérletben (17. táblázat).

A lefolyás eltérése valószínűleg azzal függ össze, hogy mindkét esőszimulátor esetében állandó vízáramot biztosító szivattyú működik, és a tényleges esőterhelést az esőztetés szakaszosságával állítják be. A magyar konstrukció esetében a szivattyú több vizet szállít, és ezért a 60 mm/h terhelés eléréséhez rövidebb szakaszokban nagyobb intenzitással jut a víz a talajra, míg az osztrák szerkezet esetében hosszabb szakaszokban kisebb intenzitással. Mivel a víznyelés mértéke arányos az esőztetés intenzitásával, ezért a magyar szimulátor esetében nagyobb a beszivárgás az öntözés periódusaiban is, és utána, a hosszabb öntözésmentes periódusban is több idő áll erre rendelkezésre. Az adott kísérletben az eltérő parcella nagyságot nem tudjuk értékelni (magyar: 12 m2, osztrák: 10 m2), feltételezzük, hogy a fajlagos értékekre a parcella méretek kis különbsége csak elhanyagolható mértékben hat.

85

17. táblázat A lefolyás (R) és erózió (E) adatokra illesztett negatív exponenciális egyenletek E(t) ill.R(t) = a - b*exp(-k*t)

lefolyás/

konstansok

erózió

"a" konstans b

magyar/

és 95 %-os

osztrák

konfidencia

k R2

határai

R(t)

0,657

magyar

±7%

R(t)

0,858

osztrák

±2%

E(t)

100,1

magyar

± 46 %

E(t)

83,3

osztrák

±7%

2,263

0,178

R2 = 0,821

1,567

0,138

R2 = 0,883

204,6

0,101

R2 = 0,388

153,9

0,110

R2 = 0,650

13. kép: Erózió mérése magyar és osztrák esőszimulátorral

86

A pe tzenkirche ni (Aus ztria) és a kes zthe lyi es ős zim ulátor öss zehasonlítása 60 m m /h öntözé si intenzitás es eté n 1 0.9 0.8

lefolyás mm/min

0.7 Hung1 0.6

Hung2 Aust1

0.5

Aust2 Aust3

0.4

Aust4 0.3

HungPRED AustPRED

0.2 0.1 0 0

10

20

30 öntözés ide je

40

50

60

70

m in

18. ábra: Osztrák és magyar esőszimulátor összehasonlítása

Az erózió eltérésére is a berendezések konstrukciójában kell magyarázatot keresnünk. Logikusan azt várnánk, hogy a nagyobb lefolyás (osztrák berendezés) nagyobb eróziót is eredményez, de az átlagokat tekintve fordított a helyzet. A magyar esőszimulátor cseppképzését injektoros szórófejek valósítják meg és az egyébként is nagyobb intenzitású öntözési periódusokban sokkal nagyobb energiával csapódnak a cseppek a talaj felszínéhez, mint a mágneses cseppképzésű osztrák berendezésből. Az egy mm lefolyó vízre jutó erózió mértéke a magyar berendezés esetében 57%-kal haladja meg az osztrák berendezéssel kapott hasonló adatot. Meg kell jegyezni, hogy a magyar berendezéssel kapott eróziós adatok igen nagy bizonytalansága következtében a kétféle maximális erózió eltérését nem tekinthetjük szignifikánsnak. A magyar esőszimulátor konstrukciós okok miatt sokkal nagyobb energiájú esőztetést biztosít. Ez a magyarázata a magyar szimulátorral végzett mérés kicsivel nagyobb bizonytalanságának, de ebben a tekintetben nincs túl nagy különbség a két berendezés között. Különböző talajok összehasonlítására mindkét eszköz egyformán alkalmas. A módszerek összehasonlításából azt a következtetést vonhattuk le, hogy a felszíni lefolyást és az eróziót egyszerre kell mérni, de ezt 2-3 percenként is elég megtennünk úgy, hogy legalább 12-15 különböző időpontban rendelkezzünk méréssel. Ilyen módon egy kísérlet 30-45 percig tarthat. Homogén, jól elmunkált parcellákon a méréseket elegendő 3 parcellán végezni, nem szükséges 4 parcella. A talajok állapotától függően (szerkezet, előzetes művelés stb.) egy mérés időtartama 30 és 50

87

perc között változhat és a talajok kezdeti gyors ülepedését is figyelembe véve egymást követően ugyanazon a parcellán 2-4-szer kell megismételni a mérést. Tapasztalatainkat a szakirodalomban publikált eredmények is megerősítik (Hudson, 1993; Boix-Fayos et al., 2006). A kísérletekhez lehetőleg ioncserélt vizet, vagy lágy vizet kell használni. A tapasztalatok azt mutatták, hogy az osztrák esőszimulátor sokkal könnyebben kezelhető a terepen, így a több helyszínt érintő, mobilitást feltételező mérésekhez alkalmasabb.

5.2.2. Terepi kisparcellás kísérletek eredményei Az eredmények összefoglaló adatai a 19. – 21. ábrákon láthatók. Mindegyik ábra azonos felépítésű, tartalmazza a fajlagos lefolyás, fajlagos erózió értékeit, az egymás utáni öntözéseket más-más színnel ábrázolva. A következő összefoglaló megállapításokat tehetjük: Nagyhorvátiban (19. a. és b. ábra) a lefolyás az első esőztetés alatt csak sokára, 30-50 perc után indult meg, és lineárisan nőtt az esőztetés végéig. A következő esőztetések során a lefolyás öt percen belül elkezdődött és egyre nőtt és a vége felé egyensúlyi helyzethez közelített. A negyedik öntözésben a négy parcella nagyon egyöntetű képet mutatott, a lefolyás intenzitása kb. 30 perc alatt elérte az egyensúlyi szintet, a 0,6-0,65 l/m2/perc értéket. A növekvő intenzitású felszíni lefolyás együtt járt az erózió fokozatos növekedésével az egymás utáni kísérletek során. Az utolsó öntözésben azonban az erózió már 10 perc alatt elérte az egyensúlyi, 10-15 g/m2/perc értéket. Somogybabodon (20. a. és b. ábra) a lefolyás szinte azonnal megkezdődött az esőztetés kezdetén. Az első esetben gyorsan, de a későbbi esőztetések során még gyorsabban nőtt és 10-20 percen belül egy magas egyensúlyi értéken állapodott meg (0,6-0,7 l/m2/perc). Az erózió hasonló módon 10-15 perc alatt elérte az 50-100 g/m2/perc egyensúlyi értékét. A tagyoni kísérletben (21. a. és b. ábra) az első mesterséges eső hatására a lefolyás később indult meg (a tízedik perc körül), mint a további öntözések során, ahol kb. öt perc után kezdődött, de már az első esőztetésben is elérte a később jellemző egyensúlyi lefolyás (0,450,55 l/m2/perc) alsó határát. Az erózió szempontjából az egyik parcella már az első esőztetés során úgy viselkedett, mint ahogy azt a későbbi öntözések során láttuk, amelyekben a talajlemosódás 2-5 g/m2/perc érték között állapodott meg.

88

Fajlagos lefolyás 0.80

0.70 Nagyhorváti 1. önt. Nagyhorváti 2. önt. Nagyhorváti 3. önt. Nagyhorváti 4. önt.

lefolyás l/m2/perc

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

idő perc

Fajlagos erózió 16

14 Nagyhorváti 1. önt. Nagyhorváti 2. önt. Nagyhorváti 3. önt. Nagyhorváti 4. önt.

erózió g/m2/perc

12

10

8

6

4

2

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

idő perc

19. a. és b. ábra: A nagyhorváti kisparcellás eróziós kísérlet összefoglaló adatai

89

Fajlagos lefolyás 0.80

0.70

lefolyás l/m2/perc

0.60

0.50 Somogybabod 1. önt. Somogybabod 2. önt. Somogybabod 3. önt.

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

idő perc

Fajlagos erózió 120

100

erózió g/m2/perc

80

60

40

Somogybabod 1. önt. Somogybabod 2. önt. Somogybabod 3. önt.

20

0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

idő perc

20. a. és b. ábra: A somogybabodi kisparcellás eróziós kísérlet összefoglaló adatai

90

Fajlagos lefolyás 0.7

Tagyon 1. önt. Tagyon 2. önt. Tagyon 3. önt.

0.6

2

lefolyás l/m /perc

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0

10

20

30

40

50

60

70

idő perc

Fajlagos erózió 6

5

erózió g/m2/perc

4

3

2

Tagyon 1. önt. Tagyon 2. önt. Tagyon 3. önt.

1

0 0

10

20

30

40

50

60

70

idő perc

21. a. és b. ábra: A tagyoni kisparcellás eróziós kísérlet összefoglaló adatai

91

Az egyensúlyi állapotra vonatkozóan megállapított határértékeket táblázatosan is összefoglaltuk (18. táblázat). Itt megadom a parcellák eltérő lejtőmeredekségét és a 67. oldalon látható egyenlet alapján kiszámított LS tényezőt, valamint az ezzel a tényezővel korrigált (elosztott), a korrekció után már egymással közvetlenül összevethető talajveszteség értékeket is.

18. táblázat: Az egyensúlyi lefolyás során megfigyelt tulajdonságok szélső értékei Vizsgált tényezők

mértékegység

Somogybabod

Nagyhorváti

Tagyon

Fajl.lefolyás

min.

l/m2/perc

0,6

0,6

0,4

max.

l/m2/perc

0,7

0,65

0,6

meredekség

%

13

7

6

LS tényező

--

0,835

0,335

0,273

Fajl.erózió

eredeti

korrigált

eredeti

korrigált

eredeti

korrigált

min.

g/m2/perc

50

60

10

30

2

7,3

max.

g/m2/perc

100

120

15

45

5

18,3

A kísérleti helyek eltérő meredeksége részben magyarázattal szolgál a megfigyelt jelenségekre, de a talajok erodálhatóságában is óriási különbségeket tártunk fel. Az adatokon túl a kísérlet végére előállt talajfelszín is érzékelteti (14. – 16. kép), hogy Somogybabodon egy rendkívül könnyen erodálódó, Tagyonban és Nagyhorvátiban az eróziónak bizonyos mértékben ellenálló talajt találunk.

92

14. kép: Somogybabodi parcella a kísérlet végén

15. kép: Tagyoni parcella az esőztetés végén

93

16. kép: Parcella az esőztetés végén Nagyhorvátiban

5.3. Nagylaboratóriumi eróziós mérések Az eredményeket a 22. – 31. ábra mutatja. A különböző talajok azonos körülmények közötti összehasonlítására a somogybabodi terepi körülményekkel megegyező 13 százalékos lejtőmeredekséget választottuk, mert ez az érték volt a legnagyobb, így ebben a kísérletben várhattuk a legnagyobb eróziót is. Ezen túl a másik két helyszín talajával (Tagyon, Nagyhorváti) megismételtük a kísérletet a terepi viszonyoknak megfelelő lejtőmeredekséggel is annak érdekében, hogy a terepi és a nagylaboratóriumi eredmények közvetlenül összehasonlíthatók legyenek.

Az összefoglaló eredményeket az 19. táblázat mutatja. Az egyensúlyi helyzetben a lefolyás intenzitása nagyon kevéssé változik a különböző talajoktól és a különböző lejtőmeredekségektől függően. Ez azzal magyarázható, hogy a kísérlet egyéb körülményei nagyon hasonlók:

94

1. A feltalaj erősen bolygatott, a friss és alaposan elmunkált szántás körülményeihez hasonló. 2. Az „altalaj” a vizet gyorsan elvezető homok. 3. A vízvezetésre rendelkezésre álló együttes talajmélység 50 cm.

Az egyensúlyi állapotban mért erózió azonban már jelentősen eltér a kísérleti variánsokban. Azoknál a talajoknál, ahol kétféle meredekséggel is végeztünk mérést, a körülbelül ugyanakkora vízmennyiség nagyobb sebességgel folyik le a meredekebb lejtőről és ez az erózió nagyságában is megmutatkozik. Azonos lejtőmeredekség mellett a legkisebb a tagyoni talaj eróziója, majd ezt követi a nagyhorváti és a somogybabodi talaj, de a két utóbbinál elég nagy az átfedés.

fajlagos lefolyás (l/m2/perc)

0,9 0,8 0,7 0,6

SB1

0,5

SB2 0,4

SB3

0,3 0,2 0,1 0 0

20

40

60

80

100

esőztetés hossza (perc)

22. ábra Fajlagos lefolyás mérése somogybabodi talajjal (13 % lejtés)

95

fajlagos erózió (g/m2/perc)

40 35 30 25

SB1

20

SB2

15

SB3

10 5 0 0

20

40

60

80

100

esőztetés hossza (perc)

23. ábra Fajlagos erózió mérése somogybabodi talajjal (13 % lejtés)

fajlagos lefolyás (l/m2/perc)

0,9 0,8 0,7 0,6

T1

0,5

T2 0,4

T3

0,3 0,2 0,1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

esőztetés hossza (perc)

24. ábra Fajlagos lefolyás mérése tagyoni talajjal (13 % lejtés)

96

fajlagos erózió (g/m2/perc)

12

10

8

T1 6

T2 T3

4

2

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

esőztetés hossza (perc)

25. ábra Fajlagos erózió mérése tagyoni talajjal (13 % lejtés)

0,8

fajlagos lefolyás (l/m2/perc)

0,7 0,6 0,5

NH1 NH2

0,4

NH3 0,3 0,2 0,1 0 0

20

40

60

80

100

120

esőztetés hossza (perc) 26. ábra Fajlagos lefolyás mérése nagyhorváti talajjal (13 % lejtés)

97

fajlagos erózió (g/m2/perc)

25

20

15

NH1 NH2 NH3

10

5

0 0

20

40

60

80

100

120

esőztetés hossza (perc)

27. ábra Fajlagos erózió mérése nagyhorváti talajjal (13 % lejtés)

fajlagos lefolyás (l/m2/perc)

0,8 0,7 0,6 0,5

T1 T2

0,4

T3

0,3 0,2 0,1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

esőztetés hossza (perc)

28. ábra Fajlagos lefolyás mérése tagyoni talajjal (terepi - 6 % - lejtés)

98

fajlagos erózió (g/m2/perc)

6

5

4

T1 3

T2 T3

2

1

0 0

20

40

60

80

100

esőztetés hossza (perc)

29. ábra Fajlagos erózió mérése tagyoni talajjal (terepi - 6 % - lejtés)

fajlagos lefolyás (l/m2/perc)

0,7 0,6 0,5

NH1

0,4

NH2 0,3

NH3

0,2 0,1 0 0

20

40

60

80

100

esőztetés hossza (perc)

30. ábra Fajlagos lefolyás mérése nagyhorváti talajjal (terepi - 7 % - lejtés)

99

fajlagos erózió (g/m2/perc)

8 7 6 5

NH1 NH2

4

NH3

3 2 1 0 0

20

40

60

80

100

esőztetés hossza (perc) 31. ábra Fajlagos erózió mérése nagyhorváti talajjal (terepi - 7 % - lejtés)

19. táblázat A nagylaboratóriumi kísérletek eredményeinek az összefoglalása Kísérlet

fajlagos értékek a 2-3. (esetenként már az 1.) esőztetés során az állandó lefolyási intenzitás egyensúlyi fázisában lefolyás 2

erózió

l/m /perc

g/m2/perc

Somogybabod 13 %

0,5-0,7

15-27

Tagyon 13 %

0,7-0,75

8-10

Nagyhorváti 13 %

0,5-0,65

12-20

Tagyon 6 % (=terepi)

0,5-0,7

3-5

Nagyhorváti 7 % (=terepi)

0,5-0,65

3-7

100

5.4. A különböző léptékű vizsgálatok összehasonlítása

Az erózió mértékét és az eróziós folyamatokat nagyban befolyásolja a vizsgált terület mérete.

Mikro-lépték (mm²-1 m²): Ebben a léptéktartományban az erózió nagysága elsősorban a talaj aggregátumainak stabilitásától függ. A legfőbb befolyásoló tényezők a talajnedvesség, szerves anyag tartalom és a talajélet intenzitása.

Parcella szint (1 m²-100 m²): A mintatér talajának vízvezető képessége a legfontosabb befolyásoló tényező. A felszíni lefolyás megindulása ettől és a mikrodomborzattól függ. Elsősorban a felszíni rétegerózió dominál, de meredekebb lejtők esetén megjelenhet a barázdás erózió is.

Tábla szint (100 m²-10000 m²): Ebben a léptékben már jól elkülöníthetően jelentkeznek a vonalas és réteg eróziós formák. A mezőgazdaságilag művelt területeken a lefolyások irányát elsősorban a talajművelés határozza meg. A mintatéren belüli talajok vízáteresztő képességbeli különbsége is nagyban befolyásolja a mért eróziót.

Vízgyűjtő szint (>10000 m²): Az előzőekben említett befolyásoló és kiváltó tényezők együttesen hatnak a vízgyűjtőkön. A lefolyás iránya a mesterséges és természetes akadályoktól függ. Az eróziós folyamatok szempontjából az sem elhanyagolható, hogy a vízgyűjtőn hullott csapadék milyen eloszlású és hogy eróziós szempontból veszélyeztetett területen esett-e.

101

5.4.1. Nagylaboratóriumi és kisparcellás mérések összehasonlítása A felszíni lefolyás és az eróziós eredményeket értékelve a legszembetűnőbb eredmény, hogy a kezdeti talajállapotban, vetőágy minőségű nyári talaj előkészítés után a Nagyhorvátiban található ép szelvényű agyagbemosódásos barna erdőtalaj kezdetben nagyon lassan ülepszik, a vizet nagymértékben elnyeli, így az erózió igen kismértékű. Ezt az összefüggést lineáris egyenlettel lehet leírni, exponenciális egyenlet nem illeszthető, illetve nem magyaráz többet az adatok varianciájából, mint a lineáris egyenlet. Az egymást követő esőztetések során az egyenletek alakja változik, a lefolyás tekintetében és a nagylaboratóriumi mérésekben erősebben (20. és 21. táblázat + Melléklet).

A nagylaboratóriumi mérésekben az utolsó esőztetések során (ülepedett talaj) az egyensúlyi erózió megmutatta a három talaj relatív erodálhatósága közötti különbségeket (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében rendre 8,7 – 19,1 és 25,5 g/m2/perc). A módszer jellemezi a szántott réteg talajtulajdonságaiból adódó eróziós variabilitást.

A terepi kisparcellás kísérletekben az utolsó esőztetésben mért egyensúlyi erodálhatóság megmutatta a három talajnak a természetes vízháztartási körülmények esetén érvényesülő erodálhatóságát (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében rendre 3,6 – 12,1 és 72,0 g/m2/perc).

102

20. táblázat A lefolyás adatokra illesztett exponenciális és lineáris egyenleteka paraméterei

Kísérleti talaj Tagyon Tagyon Tagyon

Kísérleti körülmények terepi (10 m2) 6% lejtő 1. öntözésb terepi (10 m2) 6% lejtő 2. öntözés terepi (10 m2) 6% lejtő 3. öntözés

B 0.763 0.885 0.960

k 0.047 0.205 0.274

terepi (10 m2) 7% lejtő 1. öntözés terepi (10 m2) 7% lejtő 2-3. öntözés terepi (10 m2) 7% lejtő 4. öntözés terepi (10 m2) 13% lejtő 1. öntözés terepi (10 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

A 0.511 0.514 0.525 0.128 0.560 0.625 0.858 0.797

Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti Somogybabod Somogybabod

0.004 0.621 0.979 1.567 1.645

lineáris 0.061 0.184 0.138 0.323

Tagyon Tagyon Tagyon Tagyon

labor (3 m2) 6% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 6% lejtő 2-3. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

0.482 0.603 0.746 0.712

4.464 5.599 1.556 9.420

0.098 1.453 0.064 2.125

Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti

labor (3 m2) 7% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 7% lejtő 2. öntözés labor (3 m2) 7% lejtő 3. öntözés

1.646 2.240 4.121

0.031 0.763 1.226

Nagyhorváti Nagyhorváti

labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

0.587 0.546 0.603 0.289 0.575

0.011 2.793

lineáris 1.206

Somogybabod labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés 0.569 0.822 0.058 2 Somogybabod labor (3 m ) 13% lejtő 2-3. öntözés 0.650 23.884 3.112 a illesztett egyenletek: y = A - B * e-kx és y = A + B * x ahol x= idő (perc); y= lefolyás (mm/perc) b mindenütt 60 mm/h intenzitással történt

103

21. táblázat Az eróziós adatokra illesztett exponenciális és lineáris egyenleteka paraméterei

Kísérleti talaj Tagyonc Tagyon Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti Somogybabod Somogybabod

Kísérleti körülmények terepi (10 m2) 6% lejtő 1. öntözésb terepi (10 m2) 6% lejtő 2-3. öntözés terepi (10 m2) 7% lejtő 1. öntözés terepi (10 m2) 7% lejtő 2-3. öntözés terepi (10 m2) 7% lejtő 4. öntözés terepi (10 m2) 13% lejtő 1. öntözés terepi (10 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

A 2.897 3.634 -0.630 8.040 12.106 83.270 71.979

B 3.969 4.371 0.019 8.811 24.012 153.879 156.229

k 0.040 0.124 lineáris 0.048 0.251 0.110 0.318

Tagyon Tagyon Tagyon Tagyon Tagyon

labor (3 m2) 6% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 6% lejtő 2. öntözés labor (3 m2) 6% lejtő 3. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

3.758 4.229 4.065 9.722 8.714

35.4d 7.089 4.254 14.461 10.763

0.095 0.331 0.030 0.035d 0.187

Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti Nagyhorváti

labor (3 m2) 7% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 7% lejtő 2. öntözés labor (3 m2) 7% lejtő 3. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés labor (3 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés

-1.786 5.005 6.726 -8.612 19.104

0.059 5.906 7.898 0.258 22.881

lineáris 0.103 0.127 lineáris 0.140

Somogybabod labor (3 m2) 13% lejtő 1. öntözés Somogybabod labor (3 m2) 13% lejtő 2-3. öntözés a illesztett egyenletek: y = A - B * e-kx és y = A + B * x ahol x=idő (perc); y=erózió (g/m2/perc) b mindenütt 60 mm/h intenzitással történt c csak két parcella adataira illesztett függvény d nem szignifikáns

25.295 30.889 25.465 30.122

0.029 0.135

A terepi és nagylaboratóriumi mérések összevetését elvégezhetjük a 21. táblázat „A” konstansaival (32. ábra), amelyek az egyensúlyi állapot elérése után mérhető fajlagos erózió átlagos értékét mutatják, vagy ugyanezen értékek szóródását jellemző minimum és maximum értékekkel is (18. és 19. táblázat), ami a 33. ábrán látható. A lineáris összefüggések hasonlóak, de az átlagos értékek illesztése során nem egyenletes az adatok eloszlása a mérési tartományban (32. ábra). Az egyenesek illeszkedése jó, a determinációs együttható magas, és az összefüggések szignifikánsak, ahogy ezt a Mellékletben közölt részletszámítások is igazolják. A terepi kisparcellás mérések és a nagylaboratóriumi mérések eróziós adatai között szoros összefüggés állapítható meg, tehát a kidolgozott nagylaboratóriumi módszerrel jól lehet jellemezni a tényleges eróziós folyamatokat.

104

egyensúlyi fajlagos erózió ("A" konstans) g/m2/perc terepi kísérletben

90 80 70

y = 3,4618x - 10,296 R2 = 0,9894

60 50 40 30 20 10 0 0

5

10

15

20

25

30

egyensúlyi fajlagos erózió ("A" konstans) g/m2/perc nagylaboratóriumi kísérletben

32. ábra: Terepi lejtéssel elvégzett nagylaboratóriumi kísérlet (3 m2) és a terepi mérés (10 m2) összehasonlítása

egyensúlyi fajlagos erózió terepi mérésben g/m2/perc

az egyensúlyi fajlagos erózió („A” konstans) értékei alapján

120

y = 4,0269x - 9,9357 R2 = 0,9862

100

80

60

40

20

0 0

5

10

15

20

25

30

egyensúlyi fajlagos erózió nagylaboratóriumi mérésben g/m2/perc

33. ábra: Terepi lejtéssel elvégzett nagylaboratóriumi kísérlet (3 m2) és a terepi mérés (10 m2) összehasonlítása az egyensúlyi fajlagos erózió minimális és maximális értékei alapján

105

5.5. A vízvezető képesség és az erózió összefüggése, a három kísérleti helyen A 34. ábra bemutatja, hogy a terepi és nagylaboratóriumi mérésekben (mindenütt a terepivel megegyező lejtés mellett, mindhárom öntözés figyelembevételével) a három vizsgált talajon miként változik az egyensúlyi fajlagos erózió az egyensúlyi vízvezető képességtől függően. A vízvezető képességet az öntözési intenzitás (60 mm/h) és az egyensúlyi lefolyási intenzitás (20. táblázat „A” konstans) különbségeként kaptuk. A regressziós egyenesek determinációs együtthatóiból leolvasható, hogy az erózió változásáért 65-90 % mértékben a talaj vízvezető képesség értékek különbségei a felelősek. Ez világosan jelzi annak az igénynek a jogosságát, hogy a hidrológia folyamatokat valósághűen leíró fizikai modelleket használjunk az erózió modellezése során. A regressziós egyenesek meredeksége az erózióval szembeni érzékenységgel (erodálhatósággal) arányos, de tartalmazza a lejtőmeredekségek különbségéből adódó hatásokat is. Tehát a fizikai alapon nyugvó eróziós modellekben a felszíni lefolyás tényezőjét és a talaj erodálhatóságának a tényezőjét külön-külön kalibrálni kell. A felszíni lefolyás a vízzel telített talaj vízvezető képességével becsülhető, bár rendszerint a valós csapadékesemények során az effektív vízvezető képesség kisebb, mint a laboratóriumban meghatározott kétfázisú vízvezető képesség (Novotny and Olem, 1994). 90

Somogybabod Tagyon Nagyhorváti Lineáris (Somogybabod) Lineáris (Nagyhorváti) Lineáris (Tagyon)

80 y = -3.8495x + 115.38

egyensúlyi erózió g/m2/perc

70

2

R = 0.8957

60

50

40 y = -1.0596x + 34.473

30

R2 = 0.6543

20 y = -0.4178x + 15.47 R2 = 0.8927 10

0 0

5

10

15

20

25

30

35

a talaj egyensúlyi vízvezetése 60 mm/h intenzitású öntözésnél mm/h

34. ábra: Vízvezető képesség és erózió összefüggése a három kísérleti hely talajai esetében

106

Leginkább erózióérzékenynek Somogybabod bizonyult az egyenes együtthatójának az abszolút értéke alapján, a következő nagyhorváti talajhoz képest az érzékenysége több mint háromszoros, a legkevésbé érzékeny pedig Tagyon. A nagyhorváti mérések R2 értéke viszonylag alacsony. Túl közel esnek egymáshoz a vízszintes tengelyen az adatok, ezért az egyenes illesztése bizonytalanabb (5 %-os szinten nem szignifikáns, de 10 % szinten igen – lásd a Mellékletben). Valószínű, hogy nagyobb terjedelmű egyensúlyi vízvezetés értékek esetén a szignifikáns összefüggés bizonyítható lenne. Megállapíthatjuk, hogy az általam elvégzett mérések alkalmasak arra, hogy a fizikai modellek alapvető kalibrálandó paraméterei tekintetében (vízvezető képesség és fizikai értelemben vett erodálhatóság) a talajok közötti különbséget jól leíró eredményeket szolgáltassanak, az ilyen modellek paraméterezéséhez hozzájáruljanak.

Az egyenletek meredekségét a talajok

erodálhatósága objektív mérőszámának tekinthetjük (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében előjel nélkül rendre 0,42 – 1,06 és 3,85).

5.6. USLE eróziószámítások a somogybabodi kisvízgyűjtő lejtőire

A somogybabodi eróziós mérőállomás adatai alapján a 2004. és 2005. évre a csapadék eróziós potenciálja rendre 84 és 512 MJ*mm (ha*h*y)-1. A kísérleti hely talajára meghatározott K érték 0,04412 t*ha*h*(ha*MJ*mm)-1. A digitális domborzati modell (35. ábra) kiértékelésével automatikus lejtő lehatárolást végeztünk, majd annak finomításával 42 lejtőt különítettünk el (36. és 37. ábra), melyek nagysága 5,5 ha és 31,6 ha között változott, tehát a mezőgazdasági táblák méretének megfelelő tartományba estek. A lejtőhosszúságok 76 és 1885 m közé estek és az átlagos lejtő meredekségek 3,6 és 15,3 % között szóródtak (37. ábra). A területhasználati megoszlást a 22. táblázat mutatja. A táblázat adataiból nyilvánvaló, hogy a C tényezők a 0,002 és a közel 0,2 (0,199) között változhattak, azaz százszoros különbség is előfordult.

107

35. ábra: Digitális domborzati modell (10x10 m) a somogybabodi vízgyűjtőre

36. ábra Automatikus lejtő lehatárolás a somogybabodi vízgyűjtőn

108

37. ábra Finomított lejtő lehatárolás a somogybabodi vízgyűjtőn a lejtőkategóriák jelölésével (fehér: 0-5%; világos szürke: 5-12 %; szürke: 12-17 %; fekete: 17-25 %)

109

22. táblázat Az elkülönített lejtők területhasználati megoszlása az erdővel borított területek csökkenő részaránya sorrendjében ID 12 14 17 20 25 31 33 35 39 41 42 2 37 5 22 6 23 18 9 34 21 1 40 32 27 15 28 4 3 26 36 29 30 13 24 11 16 38 7 10 8 19

erdő % 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 99,51 98,3 96,48 90,94 82,98 80,66 77,99 70,12 67,8 65,45 65,11 62,66 61,19 55,09 49,73 46,03 43,97 40,27 39,5 36,93 33,86 33,75 32,97 25,37 24,12 19,64 17,78 13 4,24 1,91 0,36

szántó %

gyümölcsös %

0,49 1,7 3,52 9,06 17,02 19,34 22,01 29,88 32,2 34,55 34,89 37,34 38,81 44,91 50,27 53,97 56,03 59,73 60,5 63,07 66,14 66,25 67,03 74,63 75,88 80,36 82,22 87 95,76 98,09 99,64

110

Az eredményeket az alábbiakban foglaltuk össze: ténylegesen mért erózió t/ha

számított erózió t/ha

hordalék visszatartás a vízgyűjtőn %

2004 2005 0,61 4,09

2004 2005 2,63 16,0

2004 2005 77 74

Az általános talajveszteségi egyenlet táblaszintre kidolgozott módszer, tehát a tényleges és számított erózió különbsége nem váratlan eredmény. Világosan látszik, hogy a tábla (lejtő) szintű számításokkal az erózió mértékét a kisebb csapadékú években inkább túlbecsüljük, mint a nagyobb csapadékú években. Ez elsősorban abból adódik, hogy a nagy csapadékú években az elsődlegesen erodálódott talajmennyiség sokkal nagyobb százaléka szállítódik tovább a vízgyűjtő kifolyásához, mint a szárazabb években, amikor már a táblán, vagy a tábla környezetében lerakódnak az erodált talajrészecskék. Az eredmények világosan igazolják, hogy a kisvízgyűjtő szintű mérések az eróziós monitoring kihagyhatatlan elemei.

5.7.

A

különböző

léptékű

vizsgálatok

együttes

értékelése

(léptéksor)

Az előző fejezetekben részletezett egyes vizsgálati eredményeket a 23. táblázatban foglaltam össze. A táblázat első két oszlopában szereplő, két esőszimulátoros méréssorozat eróziós adatainak különbsége a vizsgált területek lejtőhosszúságából fakad. A terepi kísérleteket és a nagylaboratóriumi kísérletek azonos lejtés, talaj és talajállapot mellett folytak, csupán a parcellák hossza és szélessége tért el egymástól. Mivel ilyen kis parcellaszélességnél (1 és 2 m) a szélességnek nincs eróziót befolyásoló hatása, a különbséget tehát csak a parcellák hossza (3 és 5 m) közti különbség okozhatta. Parson szerint a legnagyobb talajveszteség 4-14 m-es parcellákon mérhető (Parson et al., 2006). A fajlagos eróziót azért számítottuk 0,5 órára, mert Nagykanizsa és Zalaegerszeg környékén 10 évente egyszer előfordul olyan csapadék, amely fél órán keresztül akár 70 mm/h-s intenzitással esik, ami a vizsgálatunk körülményeivel nagyjából megegyező.

111

A táblázat 3. és 4. oszlopában a 2006. 05. 14-i csapadékesemény hatását figyelhetjük meg tábla és kisvízgyűjtő szinten. Az adatokból kitűnik, hogy a Nagyhorváti felett pontosan kétszer akkora átlagintenzitású volt a csapadék, mint Szentgyörgyvár felett. Nagyhorvátiban tovább is tartott (2,66 óra) a csapadékesemény. Ennek ellenére Nagyhorvátiban, a kisvízgyűjtőn mért erózió nagyságrendekkel kisebb, mint a szentgyörgyvári 1200 m2-es „táblákon”. A szentgyörgyvári tábla egy egyenes lejtőnek fogható fel. Lejtése viszonylag nagy (9 %), míg a 0,7 km2 területű, változatos domborzatú kisvízgyűjtő, 29,6-os relatív relieffel és 4,7 %-os átlagos lejtőmeredekséggel bír. Ezek közül a különbségek közül a területnagyság az, ami a változatos (kihajló, behajló lejtők, dombtetők, völgyek) domborzaton keresztül nagyban befolyásolja a kisvízgyűjtőről származó hordalék mennyiségét. Az 1200 m2-es táblákon, az összes talaj, amely egyszer megindult lefelé a területről, nagy valószínűséggel meg is érkezik a tábla alján kialakított hordalékgyűjtő rendszerbe. A kisvízgyűjtő adott táblájáról viszont egyáltalán nem biztos, hogy eljut az összes hordalék a legalacsonyabb pontra telepített, Cipoletti-bukóval ellátott hordalékfogó medencébe. Sokkal valószínűbb, hogy túlnyomó része szedimentálódik a lefolyási út során a tábla kisebb lejtésű részén, vagy a növényzettel benőtt vízelvezető árkokban. A következő két oszlopban (5. és 6.), szintén Nagyhorváti (kisvízgyűjtő) és Szentgyörgyvár (tábla) adatait láthatjuk. Ebben az esetben azonban egy-egy teljes esztendő csapadék és erózió adatait összesítettük. Ahogy az előző, egyedi csapadékesemények összehasonlításakor, úgy ebben az esetben is nagyságrendekkel volt kevesebb az erózió Nagyhorvátiban. A különbség oka az előbb leírtakéval azonos. A táblázat utolsó oszlopában a Tetves-patak által lehordott talajmennyiség látható. A patak felső szakasza nagy esésű, bevágódó jellegű, míg az alsó szakaszon igen kicsi az esés. A relatív relief: 1,64. Az 1970-től 2000-ig tartó periódus lényegesen csapadékosabb volt, mint az utóbbi évek. Ezért lehet az, hogy a Tetves-patak vízgyűjtőjéről lehordott talajmennyiség éves átlaga nagyságrendileg megegyezik a kisvízgyűjtő adatával, de számszerűen magasabb annál (Szűcs et al. 2007). A Tetves-patakeróziójában már a part elhabolás is szerepet játszhat. A táblázat utolsó három sorában a USLE ható tényezőit tűntettük fel adott szintekre. Az LS-tényező változásán jól nyomon követhető a parcellák hosszának hatása. Az R-tényező a két esőszimulátoros vizsgálat esetében megegyezik, hiszen a kijuttatott csapadék mindkét esetben azonos mennyiségű, és 60 mm/h intenzitású volt. A szentgyörgyvári adat kisebb ennél, mert a teljes csapadékesemény során csak 5 percig esett a szimulátoros mérésekhez hasonló (55,2 mm/h) intenzitású eső. A K-tényezők nagyon hasonlóak és alacsonynak mondhatók, mivel a talajtípus mindhárom esetben lényegében megegyezik. 112

Világosan látszik, hogy a parcella szintű mérések az igen összetett eróziós folyamatokat felülbecslik, elsősorban a nagyobb léptékben jelentős szerepet játszó kiülepedési folyamatok nem kellő reprezentációja miatt. A táblaszintű számításokban (23. táblázat, 3. és 5. oszlop) ez csak részben jelenik meg, amit igazol a terepi kisparcellás kísérlet és a szentgyörgyvári tényleges csapadék hatására bekövetkező fajlagos erózió hasonlósága is (2. és 3. oszlop) a parcella hosszúságok tízszeres különbsége ellenére. Az eróziós monitoringban kisvízgyűjtő szintű mérések (4. és 6. oszlop) egyáltalán nem hanyagolhatók el, mert a tábla és a kisvízgyűjtő lépték között rendkívül jelentős további kiülepedés történik (vö.: 5.6. fejezet).

23. táblázat: Eróziós léptékek 1

2

3

4

5

6

7

Nagyhorváti

Nagyhorváti

Szentgyörgyvár

Nagyhorváti

Szentgyörgyvár

Nagyhorváti

Tetves-patak

Időpont

2006

2000

2006 05 14

2006 05 14

2006

2004

1970-2000

Lépték

nagylabora terepi -tórium parcella

tábla

kisvízgyűjtő

tábla

kisvízgyűjtő

részvízgyűjtő

Terület

3 m2 3x1

10 m2 5x2

1200 m2 50x24

0,7 km2

0,0012 km2

0,7 km2

116,6 km2

Oszlop

max.

mm/h

60

60

55.2

116

átlag

mm/h

60

60

12

24

Időtartam, összes csapadék

h mm

0,5 30

0,5 30

1,9 23,2

2,66 64,9

Fajlagos erózió

t/ha

2 t/ha/0.5 3.63 t/ha/0.5 5.9 t/ha/eső óra óra

0.088 t/ha/eső

7.1 t/ha/év

0.32 t/ha/év

0.79 t/ha/év

Lejtő Rel.relief

% m/km2

7 -

7 -

9 -

átlag 4,7 -

9 -

átlag 4,7 29,6

1,64

LS-tényező

0,260

0,335

1,500

R-tényező

78,31

78,31

27,30

K-tényező

0,098

0,138

0,144

Csapadékintenzitás

A kisvízgyűjtőnél esetenként mért magas lebegőanyag tartalom (15. ábra) alapján arra következtethetünk, hogy a hordalék szállítási hányados csökkenése első fázisban a felszínen lefolyó víz beszivárgásából adódik, de ekkor a lebegőanyag tartalom még nem csökken jelentősen. Valószínűleg ez a fázis még a Horton-féle felszíni lefolyás fázisához tartozik. A következő szakaszban (feltételezhetően az interflow dominanciája idején) már a lebegőanyag

113

tartalom is erősen csökken. A kisparcellás eróziós kísérletek során teljes egészében a Hortonféle felszíni lefolyás játszik szerepet, míg a tábla szinten és a kisvízgyűjtő szinten egyre nagyobb szereppel bír a felszín alatti lefolyási utakat is magában foglaló interflow jellegű lefolyás.

5.8. Összefoglalás Disszertációm tárgya és célkitűzése az eróziós folyamatok léptékfüggésének vizsgálata, amely során különböző méretű vizsgálati egységeken (m2, ha, km2) eróziós kísérleteket, mintavételeket és méréseket végeztem, végül az eredményeket összehasonlítottam. Az eredmények értelmezésével választ kerestem arra a kérdésre, hogy az EU talajvédelmi stratégiáját megalapozó tanulmányokban (Vandekerckhove et al., 2004) a gazdasági kihatásai alapján első helyre sorolt talajdegradációs folyamat, a vízerózió esetében Magyarországon milyen monitoring rendszer kiépítése javasolható.

A kutatás módszerei

Az eróziós kísérletek a Balaton vízgyűjtőjén folytak. A vízgyűjtő mindhárom részén (K-i, NY-i és D-i vízgyűjtő) egy-egy eróziómérő állomás került kialakításra. Ezeken a kisvízgyűjtőkön mértem a terület csapadékterhelését és az ebből, a területen lefolyt vizet és hordalékát. A kisvízgyűjtőkön terepi esőszimulátoros méréseket is végeztem, és később ugyanazokat a talajokat nagylaboratóriumi körülmények között is vizsgáltam. A tábla szintű vizsgálatok helyszíne Szentgyörgyvár volt. A részvízgyűjtő szintet pedig, a Tetves patak vízgyűjtője, illetve az arról a helyről származó csapadékesemény adatai reprezentálják. A vizsgált területek talajai túlnyomó részben változó erodáltságú agyagbemosódásos barna erdőtalajok, barnaföldek illetve lejtőhordalék talajok voltak. A kisvízgyűjtőt alapvető vizsgálati egységnek tekintettük a munkánk során. Ezek mérete (1-7 km2) nagyobb az egységesen művelt táblák méreténél, de még elég kicsi ahhoz, hogy a USLE és egyéb modelleket még megbízhatóan alkalmazni lehessen rá. 2003 során három kisvízgyűjtőt (Tagyon, Nagyhorváti és Somogybabod) műszereztünk be, szem előtt tartva a Balaton három részvízgyűjtőjének általános karakterét. A táblaszintű összehasonlításhoz a Szentgyörgyváron, 9 %-os lejtésű kísérleti területen végzett méréseket használtam. (Kertész et al., 2005).

114

A három kísérleti kisvízgyűjtő (Nagyhorváti, Somogybabod, Tagyon) mindegyikén végeztünk egy-egy kisparcellás méréssorozatot változó időtartam alatt (egy-három hét). A kísérleteket 10 m2-es parcellákon (5x2 m) 60 mm/óra esőztetéssel, július-augusztusban hajtottuk végre három különböző évben. A metodika kevés eltéréssel megegyezett. Nagylaboratóriumi mérést végeztünk ugyanazzal az esőszimulátorral a terepi kísérletek helyén gyűjtött felszíni talajjal (Nagyhorváti, Tagyon és Somogybabod) 1x3x0,5 m mesterséges parcellán. Minden kísérleti variációban három, egymást követő esőztetést végeztünk 60 mm/h intenzitással. A kísérlet folyamán a terepi mérésekhez hasonlóan mértük a lefolyás intenzitását és az eróziót. A kísérletet a somogybabodi talajjal 13 %-os lejtés mellett végeztük, ami megegyezett a terepi parcellák átlagos lejtésével. A másik két talajjal szintén 13 %-os lejtés mellett végeztünk mérést, hogy közvetlen összehasonlításra nyíljon lehetőség a három talaj között, valamint a terepi lejtéssel is végeztünk mérést (Tagyon: 6 %, Nagyhorváti: 7 %). A térinformatikai feldolgozás ArcView és ArcGIS programokkal végeztük (ESRI, 2003). A mintavízgyűjtők jellemzéséhez légifotókat illesztettünk a topográfiai térképekhez és ezen történt meg a területhasználati kategóriák elkülönítése. A kisvízgyűjtő és vízgyűjtő szinten ugyanez a CORINE100 adatbázis alapján történt (EEA, 2005). 1:10000 méretarányú topográfiai térképek és magasságvonal térképek alapján történt a digitalizálás és a 10x10 m felbontású digitális domborzatmodell előállítása és ezt használtuk a domborzati jellemzők számításához.

A kutatás eredményei

Kisvízgyűjtők eróziós tulajdonsága A három kisvízgyűjtő terület lefolyási adatai a 2004-2005-ös periódusban 2,1 mm és 10,2 mm között változtak. Az adatok különbözősége a csapadékesemények változatosságának, a vízgyűjtők nagyságbeli eltérésének, az adott kisvízgyűjtő elhelyezkedésének (Balaton vízgyűjtőn belül) és lejtési viszonyoknak tudhatók be elsődlegesen. A legkisebb értéket Nagyhorvátiban (összességében enyhe lejtésű, 1 km2-nél kisebb területű vízgyűjtő), a legnagyobbat Somogybabodon (viszonylag nagy lejtésű, 7 km2-es terület) regisztráltuk. A hordalék mennyisége a lefolyással arányosan változott (0,21 – 4,62 t/ha/év).

115

A Pannon R-02 és az Osztrák esőszimulátor összehasonlítása – módszertani megfigyelések A két esőszimulátor összehasonlítása során (Somogybabod) kapott legszembetűnőbb eredmény, hogy mind a lefolyás, mind az erózió egyenlettel becsült maximuma lényegesen függ attól, hogy a magyar, vagy az osztrák esőszimulátort használtuk, és éppen ellentétesen a két vizsgált jelenség esetén: a magyar esőszimulátor esetében kisebb a lefolyás és nagyobb az erózió, mint a másik eszközzel végzett kísérletben. A lefolyás eltérése valószínűleg cseppképzés és a szakaszos működés különbözősége ad magyarázatot. Mivel a víznyelés mértéke arányos az esőztetés tényleges intenzitásával, ezért a magyar szimulátor esetében nagyobb a beszivárgás az öntözés periódusaiban is, és utána, a hosszabb öntözésmentes periódusban is több idő áll erre rendelkezésre. Az erózió eltérésére is a berendezések konstrukciójában kell magyarázatot keresnünk. A magyar esőszimulátor cseppképzését injektoros szórófejek valósítják meg és az egyébként is nagyobb intenzitású öntözési periódusokban sokkal nagyobb energiával csapódnak a cseppek a talaj felszínéhez, mint a mágneses cseppképzésű osztrák berendezésből. Az egy mm lefolyó vízre jutó erózió mértéke a magyar berendezés esetében 57 %-al haladja meg az osztrák berendezéssel kapott eredményt. Különböző talajok összehasonlítására mindkét eszköz egyformán alkalmas. A tapasztalatok azt mutatták, hogy az osztrák esőszimulátor sokkal könnyebben kezelhető a terepen, így a több helyszínt érintő, mobilitást feltételező mérésekhez alkalmasabb.

Terepi kisparcellás kísérletek eredményei Nagyhorvátiban a lefolyás az első esőztetés alatt csak sokára, 30-50 perc után indult meg, és lineárisan nőtt az esőztetés végéig. A következő esőztetések során a lefolyás öt percen belül elkezdődött, egyre nőtt és a vége felé egyensúlyi helyzethez közelített. A negyedik öntözésben a négy parcella nagyon egyöntetű képet mutatott, a lefolyás intenzitása kb. 30 perc alatt elérte az egyensúlyi szintet, a 0,6-0,65 l/m2/perc értéket. A növekvő intenzitású felszíni lefolyás együtt járt az erózió fokozatos növekedésével az egymás utáni kísérletek során. Az utolsó öntözésben azonban az erózió már 10 perc alatt elérte az egyensúlyi, 10-15 g/m2/perc értéket. Somogybabodon a lefolyás szinte azonnal megkezdődött az esőztetés kezdetén. Értéke már az első esetben is gyorsan, de később még gyorsabban nőtt, és 10-20 percen belül egy magas egyensúlyi értéken állapodott meg (0,6-0,7 l/m2/perc). Az erózió hasonló módon 10-15 perc alatt elérte az 50-100 g/m2/perc egyensúlyi értékét.

116

A tagyoni kísérletben az első mesterséges eső hatására a lefolyás később indult meg (a tízedik perc körül), mint a későbbiekben (kb. öt perc környékén), de már az első esőztetésben elérte a később jellemző egyensúlyi lefolyás (0,45-0,55 l/m2/perc) alsó határát. Az erózió szempontjából az egyik parcella már az első esőztetés során úgy viselkedett, mint ahogy azt a későbbi öntözések során láttuk, amelyekben a talajlemosódás 2-5 g/m2/perc érték között állapodott meg. A kísérleti helyek eltérő meredeksége részben magyarázattal szolgál a megfigyelt jelenségekre, de a talajok erodálhatóságában is óriási különbségeket tártunk fel. Az adatokon túl a kísérlet végére előállt talajfelszín is érzékeltette, hogy Somogybabodon egy rendkívül könnyen erodálódó, Tagyonban és Nagyhorvátiban az eróziónak bizonyos mértékben ellenálló talajt találunk.

Nagylaboratóriumi eróziós mérések A különböző talajok azonos körülmények közötti összehasonlítására a somogybabodi terepi körülményekkel megegyező 13 százalékos lejtőmeredekséget választottuk, mert ez az érték volt a legnagyobb, így ebben a kísérletben várhattuk a legnagyobb eróziót is. Ezen túl a másik két helyszín talajával megismételtük a kísérletet a terepi viszonyoknak megfelelő lejtőmeredekséggel is (Tagyon 6%, Nagyhorváti 7%) annak érdekében, hogy a terepi és a nagylaboratóriumi eredmények közvetlenül összehasonlíthatók legyenek. Az egyensúlyi helyzetben a lefolyás intenzitása nagyon hasonló volt a különböző talajok és a különböző lejtőmeredekségek esetében. Ez azzal magyarázható, hogy a kísérlet egyéb körülményei azonosak. Az egyensúlyi állapotban mért erózió azonban már jelentősen eltér a különböző talajokon. Azoknál a talajoknál, ahol kétféle meredekséggel is végeztünk mérést, a körülbelül ugyanakkora vízmennyiség nagyobb sebességgel folyt le a meredekebb lejtőről és ez az erózió nagyságában is megmutatkozott (4 és 9 g/m2/perc a tagyoni talajnál és 6 és 19 g/m2/perc a nagyhorváti talajnál). Azonos lejtőmeredekség mellett a legkisebb a tagyoni talaj eróziója, majd ezt követi a nagyhorváti és a somogybabodi talaj (rendre 9, 19 és 25 g/m2/perc), de a két utóbbinál átfedés van az adatok terjedelmében.

117

A nagylaboratóriumi és a terepi esőszimulátoros mérések összehasonlítása A két esőszimulátoros méréssorozat eróziós adatainak különbsége részben a vizsgált területek lejtőhosszúságából fakad. A terepi kísérleteket és a nagylaboratóriumi kísérletek azonos lejtés, talaj és talajállapot mellett folytak, csupán a parcellák hossza és szélessége tért el egymástól. Mivel ilyen kis parcellaszélességnél (1 és 2 m) a szélességnek nincs eróziót befolyásoló hatása, a különbséget tehát csak a parcellák hossza (3 és 5 m) közti különbség okozhatta. A terepi kisparcellás mérések és a nagylaboratóriumi mérések eróziós adatai között összefüggés állapítható meg, tehát a kidolgozott nagylaboratóriumi módszerrel jellemezni lehet a talajok közötti különbségeket. A nagylaboratóriumi mérések valós viszonyokra történő alkalmazása során azonban figyelembe kell venni, a parcellaméretből adódó különbségeket, valamint az eredeti állapotú talaj és a kísérleti körülmények közötti vízgazdálkodási különbségeket. A laboratóriumi kísérlet a szántott réteg tulajdonságairól tájékoztat elsősorban, míg a terepi kísérlet az egész talajszelvény tulajdonságaiból következő erózióra enged következtetni. Terepi parcellás és nagylaboratóriumi mérések együttes alkalmazásával meghatározhatjuk a talajok víznyelő képességétől függő erózió-érzékenységi (erodálhatósági) függvényét.

A különböző léptékű vizsgálatok együttes értékelése (léptéksor) A nagylaboratóriumi és a terepi kisparcellás kísérletek esetében a nagyobb lefolyás és a nagyobb parcella hosszúság nagyobb erózióhoz vezetett az utóbbi esetében. A parcella és a tábla összehasonlítása során a számított K tényezőből kitűnik, hogy a kisparcellás terepi kísérletek (K = 0,138) megfelelően reprezentálják a hasonló természeti körülményekkel bíró táblák erodálhatóságát (K = 0,144). Szentgyörgyvár és Nagyhorváti esetében ugyanazon nap csapadékának a hatását figyelhetjük meg tábla és kisvízgyűjtő szinten csupán néhány kilométerre egymástól. Nagyhorváti felett pontosan kétszer akkora átlagintenzitású volt a csapadék, mint Szentgyörgyvár felett. Nagyhorvátiban tovább is esett, ennek ellenére Nagyhorvátiban, a kisvízgyűjtőn mért erózió nagyságrendekkel kisebb volt (0,088 t/ha/eső), mint a szentgyörgyvári 1200 m2-es „táblákon” (5,9 t/ha/eső). Ugyanebben az összevetésben az éves átlagos erózió is hasonló különbséget mutat (7,1 és 0,32 t/ha/év a táblára és a kisvízgyűjtőre).

118

A szentgyörgyvári tábla egy egyenes lejtőnek fogható fel, és lejtése viszonylag nagy (9 %), míg a 0,7 km2 területű kisvízgyűjtő 4,7 %-os átlagos lejtőmeredekséggel bír. A vízgyűjtők hordalék visszatartása rendkívül nagy lehet, ami az egyes csapadékeseményekre akár 100 %os, azaz teljes visszatartást is jelenthet, jóllehet táblaszinten tényleges erózió jelentkezik. A Tetves patak felső szakasza nagyesésű, bevágó jellegű, míg az alsó szakaszon igen kicsi az esés. Az átlagos relatív relief: 1,64. Az 1970-től 2000-ig tartó periódus lényegesen csapadékosabb volt, mint az utóbbi évek. Ezért lehet az, hogy a Tetves-patak vízgyűjtőjéről lehordott talajmennyiség éves átlaga nagyságrendileg megegyezik a nagyhorváti kisvízgyűjtő adatával, de számszerűleg magasabb. A nagyságrendi egyezőségből arra következtethetünk, hogy a kisvízgyűjtők megfelelő reprezentáns alapegységei a nagyobb vízgyűjtőkre vonatkozó számításoknak. Megállapíthatjuk, hogy az általam elvégzett és általában az esőszimulátoros mérések alkalmasak arra, hogy a fizikai modellek alapvető kalibrálandó paraméterei tekintetében (vízvezető képesség és fizikai értelemben vett erodálhatóság) a talajok közötti különbséget jól leíró eredményeket szolgáltassanak, az ilyen modellek paraméterezéséhez hozzájáruljanak. Az eredmények felhasználhatók a talajtömörödés eróziót növelő, és a talajlazítás eróziót csökkentő hatásának közvetlen becslésére. A vízgyűjtőkön kapott eredmények igazolják, hogy a kisvízgyűjtő szintű méréseknek az eróziós monitoringban fontos szerepet kell kapniuk.

119

5.9. Új tudományos eredmények 1. Hazai viszonylatban elsőként végeztem, illetve értékeltem különböző léptékű (nagylaboratóriumi - kisparcellás - tábla - kisvízgyűjtő és részvízgyűjtő szintű) eróziós vizsgálatokat a Balaton vízgyűjtőn és az összefüggések vizsgálatával felvázoltam egy komplex eróziós és vízvédelmi monitoring rendszer alapelemeit.

2. Nagylaboratóriumi mérésekkel megállapítottam három, a Balaton vízgyűjtőjén reprezentatívnak tekinthető talaj relatív erodálhatóságát (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében rendre 8,7 – 19,1 és 25,5 g/m2/perc). A kidolgozott nagylaboratóriumi módszer jellemezi a szántott réteg talajtulajdonságaiból adódó eróziós variabilitást.

3. Terepi kisparcellás kísérletekben kimutattam ugyanennek a három talajnak a természetes vízháztartási körülmények esetén érvényesülő eróziós érzékenységét (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében rendre 3,6 – 12,1 és 72,0 g/m2/perc).

4. A terepi kisparcellás mérések és a nagylaboratóriumi mérések eróziós adatai között szoros lineáris összefüggést állapítottam meg, és együttes értékelésük révén bizonyítottam, hogy a talajok egyensúlyi vízvezető képessége és egyensúlyi eróziója között lineáris összefüggés van. Az egyenletek meredekségét a talajok erodálhatósága objektív mérőszámának tekinthetjük (a tagyoni, nagyhorváti és somogybabodi talajok esetében előjel nélkül rendre 0,42 – 1,06 és 3,85).

5. Kisvízgyűjtő

szintű

mérésekkel,

táblaszintű

számításokkal

és

a

léptékek

összehasonlításával megállapítottam, hogy a tábla és a kisvízgyűjtő lépték között az elsődlegesen

erodálódott

talajmennyiség

mintegy háromnegyede

leülepedhet.

Összetett lejtővel jellemezhető táblák esetében ehhez a táblán belüli szedimentáció is hozzájárul. Ezek a hatások előre nem számíthatók ki, ezért a kisvízgyűjtő szintű monitoring az eróziós monitoring elengedhetetlen eleme.

120

6. Megállapítottam, hogy az általános talajveszteségi egyenlettel az erózió mértékét a kisebb csapadékú években inkább túlbecsüljük, mint a nagyobb csapadékú években a hordalék visszatartás különbségei miatt.

7. Összehasonlítottam egy hazai és egy osztrák tervezésű esőszimulátor működését és eróziós vizsgálatokra való alkalmasságát. Megállapítottam, hogy a két esőszimulátor mérési eredményei közötti különbségeket a berendezések cseppképzése és a cseppek eltérő energiája magyarázza.

5.10. Javaslatok Az eredményeimet az irodalom feldolgozása során felvetődő kérdésekkel összevetve, továbbgondolva több ponton is gyakorlati következetésekre juthatunk, javaslatokat fogalmazhatunk meg. Ezek röviden, pontokba szedve a következők:

-

Vizsgálati szabványt kellene készíteni az eső-szimulátorok egyöntetű alkalmazásának érdekében.

-

A dombvidéki talajok vízbefogadó képességének növelésére irányuló művelési, talajjavítási és talajhasználati eljárásokat általánossá kellene tenni, mert elsősorban az erodált lösz területeken ez önmagában nagy előrelépés lenne az erózió elleni védekezésben.

-

A vízgyűjtők lefolyási és eróziós viszonyainak a modellezése igényelné a területre vonatkozó esőintenzitás adatokat. Az Országos Meteorológiai Szolgálat automata mérőállomásai által és a csapadék-radarok által mért adatokból ezeket az információkat elő kellene állítani.

-

Az Európai Unióval kötött társulási szerződésben foglalt agrár-környezetvédelmi feladatok teljesítése, valamint a víz keretirányelv célkitűzéseinek való megfelelés szükségessé teszi a talajok minőségét és mennyiségét leginkább fenyegető talajdegradációs folyamatnak, az eróziónak a monitorozását és az ezen alapuló, az egész országra kiterjeszthető eróziós becslések pontosítását.

121

-

A monitoring rendszer elemi: talajok erodálhatóságát nagylaboratóriumi mérésekkel lehet legpontosabban összehasonlítani. A teljes szelvény vízgazdálkodásának hatását az erózióra terepi kisparcellás mérésekkel lehet leginkább becsülni, amely eredmények az egyenes lejtőjű táblákra is jól extrapolálhatók. A tábla és a kisvízgyűjtő lépték között nagyon jelentős a szedimentáció, ami kisvízgyűjtőnként is változhat, ezért kisvízgyűjtő szintű monitoringot is elengedhetetlen.

-

A Balaton vízminőség védelme érdekében született kormányhatározatokra is tekintettel az eróziós monitoringot a Balaton vízgyűjtőjére célszerű koncentrálni.

-

Az eróziós folyamatok összetettsége miatt többféle módszert kell használni (pl. Cs137 izotópos mérést is).

-

Az erózió jelentőségét tudatosítani kell ahhoz, hogy az ellene való védekezés beépülhessen a termelők gyakorlatában (ismeretterjesztés, előadássorozatok, a média hatékonyabb bevonása).

122

5.11. Irodalomjegyzék Amore, E., C. Modic, M. A. Nearing, V. C. Santoro (2004): Scale effect in USLE and WEPP application for soil erosion computation from three Sicilian basins. Journal of Hydrology 293. 100–114.

E. Azazoglu, P. Strauss, I. Sisák, W.E.H. Blum (2002): Einfluss der Wasserqualität auf Oberflächenabfluss, Bodenabtrag und Infiltration - ein Beregnungsversuch in Ungarn. Mitteilungen der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft. 65. 25-33.

Bacsó N. (1968): A talajvédelem agrometeorológiai alapjai. Agrártudományi Egyetem, Gödöllő. 83. p.

Bagarello, V., Ferro, V., (2004): Plot-scale measurement of soil erosion at the experimental area of Sparacia (southern Italy). Hydrological Processes 18, 141–157.

Barthès B., E. Roose (2001): La stabilité de l'agrégation, un indicateur de la sensibilité des sols au ruissellement et à l'érosion : validation à plusieurs échelles. Agricultures. Vol. 10, No. 3, Mai - Juin 2001 p. 185-193

Bartholy, J., Pongrácz, R. (2007): Regional analysis of extreme temperature and precipitation indices for the Carpathian Basin from 1946 to 2001. Global and Planetary Change, 57, 83-95

Berger, C., M. Schulze, D. Rieke-Zapp, F. Schlunegger (2010): Rill development and soil erosion: a laboratory study of slope and rainfall intensity. Earth Surf. Process. Landforms 35. 1456–1467.

Bergkamp, G. (1998): A hierarchical view of the interactions of runoff and infiltration with vegetation and micro topography in semiarid scrublands. Catena 33, 201–220.

123

Blöschl, G., Sivapalan, M. (1995): Scale issues in hydrological modeling: a review, in J.D. Kalma and M. Sivapalan (eds) Scale Issues in Hydrological Modelling, John Wiley & Sons, Chichester, 9–48.

Boardman, J., Favis-Mortlock, D.T. (1993): Simple methods of characterizing erosive rainfall with reference to the South Downs, southern England. In: Wicherek, S., (Ed.), Farm Land Erosion in Temperate Plains Environment and Hills, Elsevier, Amsterdam, pp. 17–29.

Boardman, J., J. Poesen (2006): Soil Erosion in Europe. Wiley. Chichester. pp 25 and 855.

Boix-Fayos, C., M. Martínez-Mena, E. Arnau-Rosalén, A. Calvo-Cases, V. Castillo, J. Albaladejo (2006): Measuring soil erosion by field plots: Understanding the sources of variation. Earth-Science Reviews 78. 267–285.

Boix-Fayos, C., Martínez-Mena, M., Calvo-Cases, A., Arnau-Rosalén, E., Albaladejo, J. and Castillo, V. (2007): Causes and underlying processes of measurement variability in field erosion plots in Mediterranean conditions. Earth Surf. Process. Landforms, 32: 85–101.

Boros L. (1977): A tokaji Nagy-hegy lösztakarójának pusztulása. Doktori disszertáció, Debrecen, 134. p.

Bryan (1968): The development, use and efficiency of indices of soil erodibility. Geoderma 1968 ; 2 : 5-26.

Cammeraat, L.H. (2002): A review of two strongly contrasting geomorphological systems within the context of scale. Earth Surface Processes and Landforms 27, 1201–1222.

Cammeraat, L.H. (2004): Scale dependent thresholds in hydrological and erosion response of a semi-arid catchment in Southeast Spain. Agriculture, Ecosystems and Environment 104, 317–332.

124

Centeri Cs. (2002a): Az általános talajveszteség becslési egyenlet (USLE) K tényezőjének vizsgálata. PhD értekezés. Szent István Egyetem. Gödöllő

Centeri Cs. (2002b): A talajerodálhatóság terepi mérése és hatása a talajvédő vetésforgó kiválasztására. Növénytermelés. 51. 2. p 211-222.

Chaplot, V., Le Bissonais, Y. (2000): Field measurements of interrill erosion under different slopes and plot sizes. Earth Surface Processes and Landforms 25, 145–153.

Curran, P.J., Atkinson, P.M. (1999): Issues of scale and optimal pixel size, in A. Stain, F. van der Meer and B. Gorte (eds) Spatial Statistics for Remote Sensing, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 115–133.

Csepinszky

B.

(1998):

A

Balaton

három

vízgyűjtő-területén

domináns

talajok

erodálhatóságának vizsgálata eső-szimulátorral. Zárójelentés, Keszthely, 17-20. p.

Csepinszky B., Jakab G. (1999): Pannon R-02 Esőszimulátor a Talajerózió Vizsgálatára. XLI. Georgikon Napok, Keszthely; 294-298.

Csepinszky B. (2003): A légkörből kihullott radioaktív anyagok követésén alapuló új eróziókutatási módszer alkalmazhatóságának vizsgálata a Balaton vízgyűjtő területén. Jelentés FVM KF 289/1.

de Vente, J., Poesen, J (2005): Predicting soil erosion and sediment yield at the basin scale: Scale issues and semi-quantitative models Earth Science Reviews, Volume 71, Issue 1-2, 1 June 2005, p. 95-125.

de Vente, J., J. Poesen, P. Bazzoffi, A. Van Rompaey, G. Verstraeten (2006): Predicting catchment sediment yield in Mediterranean environments: the importance of sediment sources and connectivity in Italian drainage basins. Earth Surf. Process. Landforms 31. 1017–1034.

125

Dabroux, F., Ph. Davy, C. Gascuel-Odoux, C. Huang (2001): Evolution of soil surface roughness and flow path connectivity in overland flow experiments. Catena 46. 125–139.

Dezsény

Z.

(1982):

A

Balaton

részvízgyűjtőinek

összehasonlító

vizsgálata

az

erózióveszélyeztetettség alapján. Agrokémia és Talajtan 31. 3-4. pp. 405-421.

Dezső Z., Csepinszky B., Józsa S., Szűcs P., Jakab G. (2003): Antropogén cézium migrációja Balaton környéki talajokban – Alapfelmérés eróziós vizsgálatokhoz. Előadás: Veszprém, 2003. szept. 3-5. Sugárzástechnika a mezőgazdaságban, élelmiszeriparban és ökológiában. (VII. szimpózium)

Dodds, P.S., Rothman, D.H. (2000): Scaling, university, and geomorphology, Annual Review of Earth and Planetary Sciences 28, 571–610.

Duck T., Erődi B. (1968): Talajpusztulás és talajvédelem. (Témadokumentáció) Agroinform, Budapest. 38-42 pp.

EEA (2003): Assessment and reporting on soil erosion. European Environment Agency. Technical report 94. 101 p. Copenhagen, Denmark

EEA (2005): Corine land cover 2000 seamless vector database CLC2000. European Environment Agency. Copenhagen

ESRI (2003): ArcMap

Evans, R. (1993): Extent, frequency, and rates of rilling of arable land in localities in England and Wales. In: Wicherek, S., (Ed.), Farm Land Erosion in Temperate Plains Environment and Hills, Elsevier, Amsterdam, pp. 177–190.

Evans R. (2002): An alternative way to assess water erosion of cultivated land – field based measurements: and analysis of some results. Applied Geography 22: 187-208.

126

Farsang A., Barta K. (2004): A talajerózió hatása a feltalaj makro- és mikroelem tartalmára. Talajvédelem különszám. p 268-276.

Fisher, P. (1997): The pixel: a snare and a delusion, International Journal of Remote Sensing 18 (3), 679–685.

Favis-Mortlock D., J. Boardman, V. MacMillan (2001): The limits of erosion modeling In: Russell S. Harmon, William W. Doe III (Eds): Landscape erosion and evolution modeling. Kluwer. New York. p. 477-516.

Flanagan D.C., J.C. Ascough II, M. A. Nearing, J.M. Laflen (2001): The water erosion prediction project (WEPP) model In: Russell S. Harmon, William W. Doe III (Eds): Landscape erosion and evolution modeling. Kluwer. New York. p. 145-199.

Govers, G., Gimenez, R., Van Oost, K. (2007): Rill erosion: Exploring the relationship between experiments, modeling and field observation Earth-Science Reviews 84. 87-102.

Góczán L. (1974): Vízáteresztő képesség – esőáteresztő képesség. Földrajzi Értesítő, 23. 401404. p.

Harvey, L.D.D. (2000): Up scaling in global change research, Climatic Change 44, 225–263.

Hasholt B. (1988): On identification of sources of suspended sediment transport in small basins with special references to particulate phosphorus. In: Sediment Budgets, Bordas MP, Walling DE. Proceedings, Symposium, 11-15 dec. 1988, Porto Alegre, Brazil. IAHS Publication No. 174. IAHS Press, Wallingford; 241-250.

Hasholt B., Breuning-Madsen H. (1989): On evaluation of soil erosion risk and sources of suspended load in Denmark, In: International Symposium on Erosion and Volcanic Debris Flow Technology, Yogyakarta, Indonesia, 1989

127

Herodek, S., Lackó, L., Virág, Á. (1988): Lake Balaton research and management. ILECMinistry for Environment and Water Management. Budapest p.110

Heuvelink, G.B.M. (1998): Uncertainty analysis in environmental modeling under a change of spatial scale, Nutrient Cycling in Agro ecosystems 50 (1–3), 255–264.

Horton R. E. (1933): The role of infiltration in the hydrological cycle – Transactions of the American Geophysical Union 14, pp. 446-460.

Hudson, N.W. (1993): Field measurement of soil erosion and runoff. FAO Soils Bulletins, vol. 68. Silsoe Associates, Amptill, Bedford UK.

Jakab G., Kertész Á., Dezső Z., Madarász B., Szalai Z. (2006): The role of gully erosion in total soil loss at catchment scale. 14th International Poster Day. Transport of Water, Chemicals and Energy in the Soil-Crop Canopy-Atmosphere System Bratislava, 9.11.2006 Proceedings CD, ISBN 80-85754-15-0

Jakab G., Szalai Z. (2005): Barnaföld erózióérzékenységének vizsgálata esőztetéssel a tetves-patak vízgyűjtőjén. Tájökológiai Lapok 3 (1): 177-189.

Kainz M.; Auerswald K.; Vohringer R. (1992): Comparison of German and Swiss rainfall simulators – utility, labor demands and costs. Zeitschrift-für-Pflanzenernahrung-undBodenkunde. 14 ref., 155: 1, 7-11. p.

Kazó B. (1966): A talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak meghatározása mesterséges esőztető Készülékkel – Agrokémia és talajtan Tom. 15. (2.) pp. 329-252.

Kerényi A. (1977): Különböző reliefenergia-ábrázolások és az erózió kapcsolata a tokaji Kopasz-hegy példáján. Földrajzi Közlemények, 26. 210-236 p.

128

Kertész Á., Richter G. (1997): Results. Soil loss in the Örvényesi watershed In: The Balaton project. ESSC Newsletter 1997. 2-3. Bedford. European Society for Soil Conservation. p 2226.

Kertész, Á., Tóth, A., Jakab G., Szalai, Z. (2001): Soil erosion measurements in the Tetves Catchment, Hungary. In: Helming, K. (ed.) Multidisciplinary Approaches to Soil Conservation Strategies. Proceedings, International Symposium, ESSC, DBG, ZALF, May 11-13, 2001. Müncheberg, Germany. ZALF-BERICHT Nr. 47. pp. 47-52.

Kertész, Á., Bádonyi, K., Madarász, B., Csepinszky, B., Benke, Sz. (2005): Conventional and conservation tillage from pedological and ecological aspects, The SOWAP project. – In: Book of abstracts of the COST 634 On- and off-site Environmental Impacts of Runoff and Erosion, 5-7 June 2005, Mont Saint Aignan, France

Kimoto, A., Nearing, M. A., Shipitalo, M. J., and Polyakov, V. O. (2006): Multi-year tracking of sediment sources in a small agricultural watershed using rare earth elements, Earth Surf. Proc. Land., 31, 1763–1774.

Kinnell, P. I. A. (2009): The impact of slope length on the discharge of sediment by rain impact induced saltation and suspension. Earth Surf. Process. Landforms 34. 1393–1407.

Kirkby, M.J., Imeson, A.C., Bergkamp, G., Cammeraat, L.H. (1996): Scaling up process and models from the field plot to the watershed and regional areas. J. Soil Water Conserv. 5, 391–396.

Kirkby M. (2001): From plot to continent: reconciling fine and coarse scale erosion models. 860-870 pgs. In: D.E. Stott, R.H. Mohtar, and G.C. Steinhardt (eds). Sustaining the Global Farm – Selected papers from the 10th International Soil Conservation Organization Meeting, May 24-29, 1999, West Lafayette, IN. International Soil Conservation Organization in cooperation with the USDA and Purdue University, West Lafayette, IN. CD-ROM available from the USDA-ARS National Soil Erosion Laboratory, West Lafayette

129

Kirkby, M. J. (2010): Distance, time and scale in soil erosion processes. Earth Surf. Process. Landforms 35. 1621–1623.

Lal, R. (1998): Agronomic consequences of soil erosion. In.: Penning deVries, F. W. T., F. Agus, J. Kerr (Eds) Soil erosion at multiple scales. Cab International. P. 149-160.

Lam, N., Quattrochi, D.A. (1992): On the issue of scale, resolution, and fractal analysis in the mapping sciences, Professional Geographer 44, 88–98.

Laubel AR, Kronvang B, Larsen SE, Pedersen ML, Svendsen LM. (2000): Bank erosion as a source of sediment and phosphorus delivery to small Danish streams. In: The role of Erosion and Sediment Transport in Nutrient and Contaminant Transfer. IAHS Publication number 263. Proceeding, Waterloo, Canada, july 2000. IAHS Press, Wallingford; 75-82.

Le Bissonais, Y., Benkhadra, H., Chaplot, V., Fox, D., King, D., Daroussin, J. (1998): Crusting, runoff and sheet erosion on silty loamy soils at various scales and up scaling from m2 to small catchments. Soil and Tillage Research 46, 69–80.

Leser, H., Meier-Zielinski, S., Prasuhn, V., Seiberth, C. (2002): Soil erosion in catchment areas of Northwestern Switzerland. Methodological conclusions from a 25-year research program. Zeitschrift fur Geomorphologie 46, 35–60.

Levert C. (1962): Praxis und Theorie der Messung schrägen Regenmessern. Archiv für Meteor., Geophis. u. Bioklimat Ser. B, 11. 447

Lundekvam H. (2002): ERONOR/USLENO – Empirical Erosion Models for Norwegian Conditions. Report No. 6/2002. Agricultural University of Norway, As.

Mattyasovszky J. (1956): A talajtípus, az alapkőzet és a lejtőviszonyok hatása a talajeróziós folyamatok kialakulására. Földrajzi Közlemények, 4. 355-365. p.

130

McCool D. K., G.R. Foster, G.A. Weesies (1997): Slope length and steepness factor (LS). In: Renard, K.G., G.R Foster, G.A Weesies, D.K. McCool, D.C.Yoder (Coords): Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture, Agricultural Handbook No. 703, p.101-141.

McHugh M., Harrod T., Morgan R. (2002): The extent of soil erosion in upland England and Wales. Earth Surface Pocesses and Landforms 27: 99-107.

Meyer, L.D., Foster, G.R., Römkens, M.J.M. (1975): Source of soil eroded by water from upland slopes. In Present and prospective technology for predicting sediment yields and sources. USDA-ARS Publication ARSS 40: 177–189.

Morgan R.P.C., J.N. Quinton, R.E. Smith, G. Govers, J. W. A. Poesen, K. Auerswald, G. Chisci, D. Torri, M. E. Styczen, A. J. V. Folly (1998): The European soil erosion model (EUROSEM): documentation and user guide. Silsoe College, Cranfield University

Morgan R.P.C. (2005): Soil Erosion and Conservation. National Soil Resources Institute, Cranfield University. pp. 66.

Morgan, R.P.C (2005): Soil erosion and conservation. Blackwell Publishing, Oxford

Neitsch S.L., J.G. Arnold, J.R. Williams (2001): Soil and water assessment tool. Theoretical Documentation. Grassland, Soil and Water Research Laboratory, Agricultural Research Service. 808 East Blackland Road, Temple, Texas 76502

Neitsch S.L., J.G. Arnold, J.R. Kiniry, J.R. Williams (2001): Soil and water assessment tool. Theoretical documentation. USDA ARS Grassland, Soil and Water Research Laboratory. Temple, TX

Németh T., Stefanovits P., Várallyay Gy. (2005): Talajvédelem. Országos talajvédelmi stratégia tudományos háttere. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium. Budapest. pp. 76.

131

Novotny V., H. Olem (1994): Water quality: prevention, identification and management of diffuse pollution. Van Nostrand Reinhold. New York

NyKVI (2009): Kis-Balaton. Nyugat-Dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság. Szombathely, http://www.kisbalaton.hu

OMSZ (1993): Beszámolók a 1990-ben végzett tudományos kutatásokról. Budapest.

Oygarden L. (2000): Soil erosion in small agricultural catchments, south-eastern Norway. Doctor Scientiarium Thesis. Agricultural University of Norway, As.

Parsons AJ, Wainwright J, Powell DM, Kaduk J, Brazier RE. (2004): A conceptual model for determining soil erosion by water. Earth Surface Processes and Landforms 29: 1293–1302.

Parsons, A. J., R. E. Brazier, J. Wainwright, D. M. Powell (2006): Scale relationships in hill slope runoff and erosion. Earth Surf. Process. Landforms 31. 1384–1393.

Peterson, G.D. (2000): Scaling ecological dynamics: self organization, hierarchical structure, and ecological resilience, Climatic Change 44, 291–309.

Péczely Gy. (1979): Éghajlattan. Tankönyvkiadó, Budapest. 336. p.

Pinczés Z., Kerényi A., Martonné Erdős K. (1978): A talajtakaró pusztulása a Bodrogkeresztúri-félmedencében. Földrajzi Közlemények, 26. 210-236. p.

J. Poesen, H. Lavee (1994): Rock fragments in top soils: significance and processes, Copyright © 1994 Published by Elsevier B.V.

Poesen, J. W., K. Vandaele, B. Van Wesemael (1996): Contribution of gully erosion to sediment production on cultivated lands and rangelands. Erosion and Sediment Yield: Global

132

and Regional Perspectives (Proceedings of the Exeter Symposium July 1996). IAHS Publ. no. 236, p. 251-266

Poesen, J.W.A., J.M. Hooke (2000): Erosion, flooding and channel management in Mediterranean environments of southern Europe. Fluvial geomorphology Progress in Physical Geography, 24. 385-406.

Poesen, J., Nachtergaele, J., Verstraeten, G., Valentin, C. (2003): Gully erosion and environmental change: importance and research needs. Catena 50, 91–133.

Pőcze, T., Sisák, I. (2009): Spatial and temporal distribution of highly erosive rainfalls in the watershed of Lake Balaton, Hungary. European Geosciences Union, General Assembly 2009, Vienna, Austria, 19 – 24 April 2009. Abstracts. Elektronikus kiadvány

Puustinen M. (1994): Effect of soil tillage on erosion and nutrient transport in plough layer runoff. Publications of the Water and Environment Research Institute 17: 71-90.

Rejman, J., R. Brodowski (2005): Rill characteristics and sediment transport as a function of slope length during a storm event on loess soil. Earth Surface Processes and Landforms 30(2). 231–239.

Renard, K.G., G.R. Foster, G.A. Weesies, D.A. McCool, D.C. Yoder (1997): Predicting soil erosion by water: A guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Agric. Handb 703. US Gov. Print Office, Washington, D.C.

Römkens M.J.M, R.A Young, J.W.A POesen, D.K. McCool, S.A. El-Swaify, J.M. Bradford (1997): Soil Erodibility factor (K). In: Renard, K.G., G.R Foster, G.A Weesies, D.K. McCool, D.C.Yoder (Coords): Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture, Agricultural Handbook No. 703, pp. 65-99.

133

Schmidt, R.-G. (1979): Probleme der Erfassung und Quantifizierung von Ausmass und Prozessen der aktuellen Bodenerosion (Abspülung) auf Ackerflächen. Basel, 240.p.

Schwertmann, U., Vogl., V., Kainz, M., (1987): Bodenerosion durch Wasser: Vorhersage des Abtrags und Bewertung von Gegenmassnahmen. 2. Aufl. Stuttgart. Ulmer pp. 64.

Settle J.J., Drake N.A. (1993): Linear mixing and the estimation of ground cover proportions, International Journal of Remote Sensing 14 (6), 1159–1177.

Sharpley A.N., McDowell, R.W., Weld J.L., Kleinman P.J.A. (2001): Assessing Site Vulnerability to Phosphorus Loss in an Agricultural Watershed. Journal of Environmental Quality 30, 2026-2036

Sisák I., Máté F., (2003): Lake Balaton and its catchment: Soils. COST Action 623 „Soil Erosion and Global Change” Final Meeting and Conference. Book of Abstracts and Field Guide. pp. 19-22.

Sisák I., P. Strauss, E. Azazoglu, P. Szűcs (2002): Rainfall simulation experiments to develop an environmental soil P test. 17th World Congress of Soil Science. Transactions. Paper no 1691. pp. 7. 14-21 August 2002, Bangkok, Thailand

Somlyódy, L. (1983): A Balaton eutrofizálódása. VITUKI Közlemények. Budapest. p. 63

Somlyódy, L., Clement, A., Istvánovics, V., G.Tóth, L., Jolánkai. G., Sisák. I., Padisák,J., Specziár, A. (2003): A Balaton vízminőségi állapotának értékelése. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Budapest,

Souza, V.P.C.D., Morgan, R.P.C. (1976): A Laboratory Study of the Effect of Slope Steepness and Curvature on Soil Erosion. Journ. of Agricult. Engineering Research, 21. 2131. pp.

134

Stefanovits P. (1966): Talajvédelmi tervek talajtani megalapozása. Agrokémia és Talajtan, 15. 215-228. pp.

Stefanovits P. (1992): Talajtan. Mezőgazda Kiadó, Budapest. 268-270. pp.

Stefanovits P., Filep Gy., Füleky Gy. (1999): Talajtan. Mezőgazda Kiadó, Budapest Stroosnijder, L., 2005. Measurement of erosion. Is it possible? Catena 64, 162–173.

Strauss, P., J. Pitty, M. Pfeffer, A. Mentler (2000): Rainfall simulation for outdoor experiments. in: P. Jamet, J. Cornejo (Eds.): Current research methods to assess the environmental fate of pesticides. pp. 329-333, INRA Editions

Szabó L. (2006): A termőföld védelme. Agroinform Kiadó, Budapest. 24. p.

Szűcs P. (2000): Különböző módon művelt barna erdőtalajok erodálhatóságának vizsgálata esőszimulátorral, Diplomadolgozat

Szűcs P. (2003): Bázis talajminták Cs137 izotóp terhelésének értékelése talajerózió vizsgálata céljából. IX. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely 2003. márc. 20. Előadás és konferencia kiadvány CD-n.

Szűcs P., Csepinszky B., Sisák I., Jakab G. (2006): Rainfall simulation in wheat culture at harvest. Cereal Research Communications. 34. 1. 81-84. Proceedings of the 5th Alps-Adria Scientific Workshop, 6-11 March 2006, Opatija, Croatia

Szűcs P., Sisák I., Máté F., Jakab G. (2007): Az erózió lépték függése. Erdei Ferenc IV. Tudományos Konferencia. Kecskemét, 2007. augusztus 27-28. II. kötet 889-892.

Thyll Sz. (1992): Talajvédelem és vízrendezés dombvidéken. Mezőgazda Kiadó, Budapest. 11, 12, 36, 38, 46. pp.

135

Tisdall, J.M., J.M. Oades (1982): "Organic matter and water-stable aggregates in soils." J. Soil. Sci., 33: 141-163.

Torri, D., Regues Munoz, D., Pellegrini, S., Bazzoffi, P., (1999): Within-Storm Soil Surface Dynamics and Erosive Effects of Rainstorms, Catena, 32(8), 131-150.

Tóth A. (2004): Egy dél-balatoni vízgyűjtő (Tetves-patak) környezetállapotának vizsgálata a természeti erőforrások védelmének céljából, Doktori értekezés, ELTE

Vandekerckhove, L., Arnoldussen, A., Bazzoffi, P., Böken, H., Castillo, V., Crescimanno, G., Düwel, O., Esteve, J.F., Imeson, A., Jarman, R., Jones, R., Kobza, J., Lane, M., Le Bissonnais, Y., Loj, G., PhN. Owens, Øygarden, L., Mollenhauer, K., Prasuhn, V., Redfern, P., Sánchez Díaz, J., Strauss, P., Üveges Berényi, J., Volume II - Taskgroup on soil erosion. Taskgroup 7 Monitoring Soil Erosion in Europe. In: Van-Camp. L., Bujarrabal, B., Gentile, A.R., Jones, R.J.A., Montanarella, L., Olazabal, C., Selvaradjou, S-K., (Eds.) (2004): Reports of the Technical Working Groups Established under the Thematic Strategy for Soil Protection. 872 pp. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg. VOL II. 177-192.

van Dijk, P. M., A., V. Auzet, M. Lemmel (2005): Rapid assessment of field erosion and sediment transport pathways in cultivated catchments after heavy rainfall events. Earth Surf. Process. Landforms 30. 169–182.

Wainwright J. (2006): Past Hydrological Events Related to Understanding Global Change Degrees of separation: Hill slope-channel coupling and the limits of palaeohydrological reconstruction. CATENA 66(1-2). 93-106.

Wilcox, B.P., Breshears, D.D., Allen, C.D. (2003): Ecohydrology of a resource — conserving semiarid woodland: effects of scale and disturbance. Ecological Monographs 73, 223–239.

136

Wischmeier, W.H., Smith DD. (1960): Rainfall energy and its relationship to soil loss. Trans. Am Geophys. Union. 39. kötet

Wischmeier, W.H., C.B. Johnson, B.V. Cross, (1971): A soil erodibility nomograph for farmland and construction sites. Journal of Soil and Water Conservation 26:189-193.

Wischmeier WH, Smith DD. (1978): Predicting rainfall erosion losses – a guide to conservation planning. Agriculture Handbook, No. 537. US Department of Agriculture, Washington, DC.

B. Wohlrab, H. Ernstberger, A. Menser, V. Sokollek (1992): Landschaftswasserhaushalt. Verlag Paul Parey. Hamburg, p.: 66.

Zessner, M., Postolache, C., Clement, A., Kovács, A., Strauss, P., (2005): Considerations on the influence of extreme events on the phosphorus transport from river catchments to the sea. Water Science and Technology, 51(11), 193-204.

Zezchwitz E. (1967): A talaj és a növényzet befolyása az árvízre és az erózióra az 1967. VII. 16-i felhőszakadáskor Paderborn-i fennsíkon. (Boden- und Vegetationseinflüsse auf überschwemmungen und Erosionen beim Unwetter vom 16.7.1965. im Gebiet der Paderborne Hochfläche.) Z.Acker- Pflbau, Berlin-Hamburg. 1967. 125. Köt. 3. 189-210. p.

Zhang, X., N. A. Drake, J. Wainwright (2004): Scaling Issues in Environmental Modeling. In.: J. Wainwright, M. Mulligan. Environmental Modeling (Eds) Finding Simplicity in Complexity. 2004. John Wiley & Sons, Ltd p. 319-334.

137

Köszönetnyilvánítás Elsősorban szüleimnek tartozom köszönettel, akik életük folyamán tanulmányaimat mindig támogatták. Továbbá köszönettel tartozom témavezetőmnek, Dr. Sisák Istvánnak, Dr. Csepinszky Bélának, a Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék dolgozóinak, a Növénytermesztés és Kertészeti tudományok Doktori Iskola vezetőjének és munkatársainak.

138

Mellékletek A 20. és 21. táblázatokhoz tartozó számítások részletes bemutatása

Nem közvetlenül, de közvetetten lehetőség van az SPSS program segítségével komplex függvény illesztési problémák vizsgálatára. A művelet nehézsége és értelme legvilágosabban a viszonylag nagyobb mérési hibát mutató, és kevesebb mért pontot tartalmazó nagylaboratóriumi mérések kapcsán érzékelhető, ezért a mellékletben egy ilyen példán mutatjuk be a számításmenetet a felszíni lefolyás esetében.

0.7

fajlagos lefolyás l/m2/perc

0.6

0.5

NH1 NH2 NH3

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0

20

40

60

80

100

idő perc

30. ábra Fajlagos lefolyás mérése nagylaboratóriumi módszerrel – Nagyhorváti, 7 % lejtés

A lineáris regresszió analízissel és az exponenciális görbe illesztéssel kapott eredményekből egy új variancia táblázatot szerkesztettünk. Meghatároztuk, hogy a nem lineáris függvény mennyivel nagyobb varianciát magyaráz az összes varianciából, és a variancia növekedés szignifikanciáját a maradék variancia ellenében F próbával teszteltük.

139

Az alábbi táblázatból a megállapításunk: a Nagyhorvátiból származó talajjal 7% lejtés esetén folytatott kísérletben a lefolyás menetét leíró függvény nem lineáris Var. forrása Lineáris r. Nem lineáris r. plusz variancia Maradék

lineáris Össz. var. Regr.var. Marad.v.

Szab.fok Variancia Var/szab.f. F próba 1 0.274939 0.274939

2 0.018003 11 0.015341

0.009002 6.454572 0.001395

F próba szab.f. Szign. száml./nev. szint

2/11

5% szign

nem lin

0.3082825 0.308283 0.2749387 0.292942 0.015341

A nem lineáris regressziós egyenlet paramétereit becslő SPSS output táblázat a következő: Nem lineáris regresszió Parameter Estimates Parameter

A B k ANOVA(a)

Estimate

Std. Error

95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound 0.58745 0.067863 0.440842 0.734059 1.645988 0.301841 0.993901 2.298075 0.031168 0.007536 0.014887 0.047448

Sum of Source Squares df Mean Squares Regression 1.453101 3 0.484367 Residual 0.015341 13 0.00118 Uncorrected Total 1.468442 16 Corrected Total 0.308283 15 Dependent variable: runoff R squared = 1 - (Residual Sum of Squares) / (Corrected Sum of Squares) = a ,950.

140

7% lejtő esetén a 2. és 3. öntözés különbségének vagy azonosságának a tesztelése a lefolyás tekintetében Az előbbi módszerhez hasonlóan, több SPSS regressziós becslés variancia táblázatából szerkesztett új variancia táblázattal azt is tesztelhetjük, hogy egymáshoz viszonylag közel eső, de különböző kísérletekből származó pontok esetében összevonhatók-e a pontok és egyetlen függvény illeszthető, vagy a közelség ellenére a két függvény illesztése a helyes. Matematikailag fogalmazva, a két függvény illesztésével a teljes variancián belül a függvények által képviselt variancia szignifikánsan magasabb-e, mintha csak egy függvényt illesztettünk volna. Ekkor három futtatást végzünk, külön-külön és együtt is. Az együttes futtatásból meghatározható az összes variancia és a közös függvény által képviselt variancia, a külön-külön végzett futtatásokból pedig összegzéssel a két függvény által együttesen magyarázott variancia számítható ki.

F próba Var szab.f forrása Szab.f. Variancia Var/szab.fok F próba száml./nev. Egy függvény 3 0.635451 0.211817 Két függvény általi plusz varainacia 5 0.030247 0.006049 2.635116 5/33 Maradék 33 0.075758 0.002296 >2.53

2. és 3. önt. együtt Össz.var. 0.741455 Marad.var 0.106004 Regr.var. 0.635451

2. önt. 3. önt. 0.330091 0.359191 0.012633 0.010951 0.317457 0.34824

Szign. szint 5% szign

szum(2.+3. önt)

0.665698

Következtetésünk a fenti táblázatból, hogy a két függvény különböző, nem lehet eggyel helyettesíteni.

141

A 2. és 3. esőztetés lefolyás adataira illesztett függvények paraméter becslése (SPSS output) a következő:

2. öntözés Parameter Estimates Parameter Estimate

Std. Error

95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound 0.007092 0.531142 0.560943 0.350253 1.504374 2.976081 0.072478 0.610581 0.915124

A 0.546043 B 2.240228 k 0.762852 ANOVA(a) Source Sum of Squares df Mean Squares Regression 5.430576 3 1.810192 Residual 0.012633 18 0.000702 Uncorrected 21 Total 5.443209 Corrected Total 0.330091 20 Dependent variable: runoff R squared = 1 - (Residual Sum of Squares) / (Corrected Sum of Squares) = a ,962.

3. öntözés Parameter Estimates Parameter Estimate

Std. Error

95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound 0.006189 0.590095 0.616101 0.901952 2.225603 6.015466 0.13491 0.942972 1.509843

A 0.603098 B 4.120535 k 1.226407 ANOVA(a) Source Sum of Squares df Mean Squares 3 2.342193 Regression 7.026579 Residual 0.010951 18 0.000608 Uncorrected Total 7.03753 21 0.359191 20 Corrected Total Dependent variable: runoff R squared = 1 - (Residual Sum of Squares) / (Corrected Sum of Squares) = a ,970.

142

A 32. ábrához tartozó SPSS output: Magyarázat: labor_A = a nagylaboratóriumi mérésben függvényillesztéssel számított egyensúlyi fajlagos erózió terepi_A = a kisparcellás terepi mérésben függvényillesztéssel számított egyensúlyi fajlagos erózió

Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed Method 1

labor_A(a)

. Enter

a All requested variables entered. b Dependent Variable: terepi_A Model Summary Model 1

R

R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate

,995(a)

,989

,987

4,259733

a Predictors: (Constant), labor_A ANOVA(b) Model

Sum of Squares df Mean Square Regression

1

Residual

6758,905 1 72,581 4

Total

F

Sig.

6758,905 372,487 ,000(a) 18,145

6831,486 5

a Predictors: (Constant), labor_A b Dependent Variable: terepi_A Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients Beta

Model B

1

(Constant) labor_A

t

Sig.

Std. Error

-10,296

2,730

-3,771 ,020

3,462

,179

,995 19,300 ,000

a Dependent Variable: terepi_A

Következtetés: a változók között statisztikailag igazolható összefüggés van

143

A 33. ábrához tartozó SPSS output:

Magyarázat: laborminmax = a nagylaboratóriumi mérésben az egyensúlyi fajlagos erózió minimális és maximális értéke terepiminmax = a kisparcellás terepi mérésben az egyensúlyi fajlagos erózió minimális és maximális értéke

Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed Method 1

laborminmay(a)

. Enter

a All requested variables entered. b Dependent Variable: terepiminmax Model Summary Model 1

R

R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate

,993(a)

,986

,983

5,025

a Predictors: (Constant), laborminmax ANOVA(b) Model

Sum of Squares df Mean Square Regression

1

Residual

7232,323 1 101,010 4

Total

F

Sig.

7232,323 286,399 ,000(a) 25,253

7333,333 5

a Predictors: (Constant), laborminmax b Dependent Variable: terepiminmax Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients Beta

Model B

1

(Constant) laborminmax

t

Sig.

Std. Error

-9,936

3,142

-3,162 ,034

4,027

,238

,993 16,923 ,000

a Dependent Variable: terepiminmax

Következtetés: a változók között statisztikailag igazolható összefüggés van

144

A 34. ábrához tartozó SPSS output:

Magyarázat: vizvezetes_A = a talaj egyensúlyi vízvezetése 60 mm/h esőztetésnél erozio_ASB = a talaj egyensúlyi fajlagos eróziója 60 mm/h esőztetésnél - Somogybabod erozio_ATA = a talaj egyensúlyi fajlagos eróziója 60 mm/h esőztetésnél - Tagyon erozio_ANH = a talaj egyensúlyi fajlagos eróziója 60 mm/h esőztetésnél - Nagyhorváti Somogybabod

Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed Method 1

vizvezetes_A(a)

. Enter

a All requested variables entered. b Dependent Variable: erozio_ASB Model Summary Model 1

R

R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate

,946(a)

,896

,870

10,0664364309

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A ANOVA(b) Model

Sum of Squares df Mean Square Regression

1

Residual

3479,952 1 405,333 4

Total

F

Sig.

3479,952 34,342 ,004(a) 101,333

3885,285 5

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A b Dependent Variable: erozio_ASB Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients Beta

Model B

1

(Constant) vizvezetes_A

t

Sig.

Std. Error

115,376

11,797

9,780 ,001

-3,850

,657

-,946 -5,860 ,004

a Dependent Variable: erozio_ASB

Következtetés: a változók között statisztikailag igazolható összefüggés van

145

Tagyon

Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed Method 1

vizvezetes_A(a)

. Enter

a All requested variables entered. b Dependent Variable: erozio_ATA Model Summary Model 1

R

R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate

,945(a)

,893

,875

,958777055

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A ANOVA(b) Model

Sum of Squares df Mean Square Regression

1

Residual

45,884 1 5,516 6

Total

F

Sig.

45,884 49,914 ,000(a) ,919

51,399 7

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A b Dependent Variable: erozio_ATA Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients Beta

Model B

1

(Constant) vizvezetes_A

t

Sig.

Std. Error

15,470

1,409

10,980 ,000

-,418

,059

-,945 -7,065 ,000

a Dependent Variable: erozio_ATA

Következtetés: a változók között statisztikailag igazolható összefüggés van

146

Nagyhorváti

Variables Entered/Removed(b) Model Variables Entered Variables Removed Method 1

vizvezetes_A(a)

. Enter

a All requested variables entered. b Dependent Variable: erozio_ANH Model Summary Model 1

R

R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate

,809(a)

,654

,539

1,77853564

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A

ANOVA(b) Model

Sum of Squares df Mean Square Regression

1

Residual

17,964 1 9,490 3

Total

F

Sig.

17,964 5,679 ,097(a) 3,163

27,454 4

a Predictors: (Constant), vizvezetes_A b Dependent Variable: erozio_ANH Coefficients(a) Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients Beta

Model B

1

t

Sig.

Std. Error

(Constant)

34,473

11,144

3,093 ,054

vizvezetes_A

-1,060

,445

-,809 -2,383 ,097

a Dependent Variable: erozio_ANH

Következtetés: a változók között statisztikailag NINCS igazolható összefüggés (5 % megbízhatósági szinten)

147