Integrovaná ochrana půdy a vody . Ing. Jiří Hladík, Ph.D.
Hlavní činnost Základním účelem veřejné výzkumné instituce VÚMOP, v.v.i. je rozvoj vědního poznání v oborech komplexních meliorací, pedologie a informatiky vztahující se k těmto oborům. Mezi druhy činnosti ve výzkumu, která je předmětem hlavní činnosti veřejné výzkumné instituce, patří také výzkum a vývoj metod geografických informačních systémů vztahujícím se k oborům meliorací a pedologie. Nutnost zabývat se detailně tématem informačních systémů vyplývá také z faktu, že VÚMOP, v.v.i. je výzkumnou institucí opírající svoje činnosti o prostorově umístěné informace a spravující rozsáhlou datovou základnu.
Definice ochrany půdy a vody
Ochrana půdy před degradací -Opatření proti větrné a vodní erozi ( zejména liniová vegetace) zatravnění a zalesnění degradovaných půd Ochrana proti extrémním meteorologickým situacím: situacím: -Opatření ke zvýšení retence vody v krajině (suché a retenční nádrže, mokřady, revitalizace vodních toků, vyšší zastoupení trvalé vegetace v krajině) Ochrana vodních systémů ochranné zóny podél vodotečí a vodních ploch ochrana přirozených zdrojů akumulace vod Ochrana proti destrukci ekologické stability krajiny: krajiny: posilování diverzity (plošné a druhové)v krajině využívání autochtonní vegetace při navrhování ochranných opatření omezování monokulturních systémů hospodaření na půdě
Výchozí předpoklady Půda je v zásadě neobnovitelným zdrojem Její degradace může být rychlá, procesy jejího vytváření a regenerace jsou extrémně pomalé Velmi dynamický systém Plní mnoho funkcí nezbytných pro lidskou činnost a pro přežití ekosystémů
Funkce půdy Produkce potravin a jiné biomasy Environmentální interakce: skladování, filtrace, a transformace Biologické oživení a genetická reserva Zdroj surovin Fyzikální a kulturní dědictví pro lidi a lidské činnosti, archiv geologického a archeologického dědictví Základ pro člověkem vytvořené konstrukce, stavby, dálnice… Zásobárna uhlíku
Ohrožení půdy
eroze kontaminace ztráta organické hmoty ztráta biodiversity utužení a zhoršení fyzikálních vlastností zasolení záplavy a sesuvy půdy nepropustné zakrytí povrchu (sealing)
Vliv lidské činnosti na půdu
Difúzní znečištěné pevnými částicemi
Kyseliny
Persistentní sloučeniny
Hnůj a hnojiva
Pesticidy & herbicidy
Čistírenské kaly Těžba štěrku
Akumulace/ kontaminace
Postupné mizení farem
Zakrytí půdy Blokování funkcí půdy důležitých pro ekologii krajiny Destrukce půdy
Rozklad humusu
Zhutnění zasolení Acidifikace
Postupná destrukce půdy
Změny struktury půdy
Kontaminace půd a podzemních vod aplikovanými chemikáliemi a atmosférickými spady
Snižování půdní úrodnosti
Snížení úrodnosti půd
Změny ve složení půd Nepříznivý dopad na organizmy žijící v půdě
Uvolnění toxických sloučenin Destrukce půdy
Ochrana půdní organické hmoty je kritickým bodem hospodaření Půdní organická hmota se skládá z organické frakce půdy, která je tvořena zbytky rostlin a živočichů. Porušení rovnováhy mezi stavbou půdní organické hmoty a rychlostí rozkladu vede ke snižování obsahu humusu v půdě a tím i snížení obsahu uhlíku v půdě Snížení C o 1% sníží vododržnou kapacitu půdy o 0,5 až 0,6 % obj., pórovitost o 1 % a objemovou hmotnost (utužení) zvýší o 0,01 0,01– –0,02 g/cm3.
K dalším ekologickým funkcím humusu patří ochrana půdy před destrukcí vlivem dešťových kapek a povrchovým odtokem (voda se vsakuje 3-7krát intenzivněji), ochrana půdy před odnosem povrchových částic větrem, tepelně-izolační funkce (snižuje teplotu půdy v nejteplejším období roku), omezení neproduktivního výparu, zlepšení zásobení rostlin vláhou, zajištění stálosti objemové hmotnosti půdy či ochrana podzemních vod před kontaminací nitráty. Vlivem nevhodného způsobu hospodaření v zemědělství obsah humusu v současné době neustále klesá a sním i úrodnost půd. 6 základních principů půdního managementu (Greenland 1975) i) náhrada živin odebraných z půdy, ii) udržení fyzikálních poměrů v půdě, iii) konstantní obsah humusu, iv) půda nesmí být zdrojem nemocí, plevelů a škůdců, v) pH a hladina toxických prvků nesmí stoupat vi) snížení půdní eroze pod přírůstek půdy
katastrální území Dubá Obr. 1: Přehledná situace
Stručný popis: - 250 – 340 m n. m. - mírně členitý terén - předvartérní podloží: křemenné pískovce (mezozoikum) - kvartérní pokryv: sprašová hlína (pleistocén) - půdní typy: KAm na křemenném pískovci LUm, HNm na sprašové hlíně
Smytá půda a Koluvizem
Obr. 2: Vývoj od původního stavu k novému
Koluvizem Obr. 3: Vývoj od původního stavu k novému
EROZE - rozrušování
půdního povrchu, transport a sedimentace uvolněných půdních částic působením vody, větru, ledu apod.
Jedním z nejvýznamnějších projevů degradace půdy ve světovém i tuzemském měřítku je eroze půdy.
Fyzikální degradace 4%
Chemická degradace 12%
Větrnou
Vodní erozí
erozí
56%
28%
Protierozní opatření jsou součástí oboru meliorací s úzkou vazbou na pozemkové úpravy a hrazení bystřin.
EROZE zhoršuje fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půdy tím, že: •snižuje mocnost ornice
•zvyšuje štěrkovitost •způsobuje ztráty živin, humusu, osiva, sadby •poškozuje pěstované plodiny •zhoršuje pohyb strojů
Základní příčiny eroze • výskyt vydatných a intenzivních přívalových dešťů (v případě větrné eroze silných výsušných větrů) • nedostatečná ochrana půdy vegetací (zejména při pěstování širokořádkových plodin okopaninového charakteru)
Příčiny podporující degradaci půdy erozí • vytváření příliš velkých oraných půdních celků a používání (konvenčních) pěstebních technologii a strojů na pozemcích ohrožených erozí
• snížení vsaku vody do půdy • rušení hydrografických prvků v krajině • nezpevněná koryta (břehy) toků • nedostatečná ochrana půdy na staveništích, skládkách apod.
Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé průměrné ztráty půdy vodní erozí Eroze je funkcí erozivity a erodibility
G = R . K . L . S .C . P
[t . ha-1 . rok-1]
R –faktor erozní účinnosti deště, deště, závisí na četnosti výskytu, úhrnu, intenzitě a kinetické energii přívalových dešťů, způsobujících povrchový odtok
K – faktor erodovatelnosti půdy, půdy, závisí na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty a propustnosti půdy
L – faktor délky svahu, svahu, vyjádřen v poměru k délce standardního pozemku 22 22,,13 m
S – faktor sklonu svahu, svahu, vyjádřen v poměru ke sklonu standardního pozemku 9 %
C – faktor ochranného vlivu vegetace, vegetace, vyjádřen v poměru k úhoru bez vegetace
P – faktor účinnosti protierozních opatření, opatření, vyjádřen v poměru k situaci bez PEO
Protierozní opatření organizačního charakteru • pozemkové úpravy a cestní síť • trvalé zatravnění a zalesnění • protierozní rozmístění plodin
Agrotechnická protierozní opatření
• vrstevnicové obdělávání (otočnými pluhy)
CHARAKTERISTIKA OCHRANNÉHO OBDĚLÁVÁNÍ • udržuje > 30 % rostlinných zbytků na povrchu půdy (nastýlka, mulč)
• zmenšuje počet operací při obdělávání půdy (energetická úspora) • místo orby se kypří (půda se neřeže, ale drobí) • podmíněné k tomu účelu použitelnými stroji (kypřiče, bezorebné secí stroje)
•mulčování
Technická protierozní opatření • • • • • • • • •
Terénní urovnávky Terasy a terasové dílce Vrstevnicové meze Příkopy - záchytné, sběrné, svodné, cestní Průlehy – průtočné, akumulační, zatravněné, obdělavatelné Ochranné hrázky Protierozní nádrže Asanace strží Hrazení bystřin
Terasy • vhodné především pro zpřístupnění a obdělávání velmi svažitých terénů
• Meze •
- význam mají jen vrstevnicové meze
•
- ale ani ty nezachycují povrchový odtok a smytou zeminu
• Příkopy •
- slouží ke stálému odvádění povrchové vody • - vyžadují dobré opevnění a údržbu, propustky jsou častou příčinou zablokování odtoku
• Průlehy - široce otevřené, velmi vhodné k odvádění náhlých povrchových odtoků z přívalových dešťů - snadná údržba a přejezdnost - mohou být zatravněné i obdělavatelné
Zachovalá zatravněná údolnice, resp. svodný průleh
Realizace svodného průlehu a retenční nádrže
Řešení protipovodňové a protierozní ochrany
Vizualizace budoucí nádrže
Variantní řešení umístění ochranných nádrží
„Materiál“ po vyčištění drenážního potrubí
Děkuji za pozornost
Ing. Jiří Hladík, Ph.D.
[email protected] 257 027 300
