Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav aplikované a krajinné ekologie
Ohrožení zemědělských půd erozí v katastrálním území Marefy Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
prof. Ing. František Toman, CSc.
Lucie Hoňková
BRNO 2011
Mendelova univerzita v Brně Ústav aplikované a krajinné ekologie
Agronomická fakulta 2011/2012
ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Autorka práce: Studijní program: Obor: Název tématu:
Lucie Hoňková Zemědělská specializace Pozemkové úpravy, ochrana a využití půdního fondu
Ohrožení zemědělských půd erozí v katastrálním území Marefy
Rozsah práce:
30 stran textu včetně příloh
Zásady pro vypracování: 1. Formou literární rešerše, na základě studia odborné literatury, popište problematiku eroze půdy a protierozní ochrany. 2. Ve vybraném katastrálním území proveďte rozbor současných podmínek a analýzu současného stavu využití území z hlediska jeho ohrožení vodní a větrnou erozí. 3. Vyhodnoťte jednotlivé erozní faktory - dešťový faktor, faktor erodovatelnosti půdy, faktor sklonu a délky svahu, faktor vegetačního krytu a agrotechniky. 4. Stanovte stupeň erozního ohrožení pozemků pomocí univerzální rovnice pro výpočet ztráty půdy. Seznam odborné literatury: PODHRÁZSKÁ, J. -- DUFKOVÁ, J. Protierozní ochrana půdy. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005. 95 s. ISBN 80-7157-856-8. 2. Janeček,M. a kol.: Ochrana zemědělské půdy před erozí. ISV Praha 2002, ISBN 85866-85-8 3. Pasák, V.: Ochrana půdy před erozí. SZN Praha,1984 1.
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Ohrožení zemědělských půd erozí v katastrálním území Marefy vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
Brno, dne…………………………. Podpis studenta…………………...
PODĚKOVÁNÍ Děkuji panu prof. Ing. František Toman, CSc. za možnost zpracování bakalářské práce a pracovníkům Ústavu aplikované a krajinné ekologie Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně za cenné rady. Také bych chtěla poděkovat zemědělskému družstvu Proagro, spol. s. r. o., které obhospodařuje pozemky v katastrálním území Marefy za poskytnutí potřebných údajů.
ANOTACE Eroze půdy je proces rozrušování, transportu a následné sedimentace půdních částic, který je způsoben erozními činiteli jako jsou voda, vítr, led aj. Ve světě je nejrozšířenější eroze vodní. V České republice je vodní erozí ohroženo až 50 % zemědělské půdy a větrnou erozí až 10 %. V bakalářské práci jsem dělala rozbor katastrálního území Marefy, stanovila faktory univerzální rovnice a následně vypočítala průměrnou dlouhodobou ztrátu půdy. Výsledky jsem porovnala s potenciální ztrátou půdy a následně stanovila stupně ohrožení. Větrná eroze se v katastrálním území nevyskytuje. Výsledkem bakalářské práce je mapa zájmového území, na níž jsou vyznačeny jednotlivé uzavřené celky se stupněm daného ohrožení. Z výsledků vyplývá, že převážná část katastrálního území je ohrožena erozí nepatrnou.
Klíčová slova: půda, vodní eroze, erozní faktory, univerzální rovnice
ANNOTATION Soil erosion is a process of breaking, transport and subsequent sedimentation of soil particles, which is caused by erosive factors such as water, wind, ice etc. Water erosion is the most widespread erosion in the world. In the Czech Republic 50 % of agricultural land is endangered by water erosion and up to 10 % by wind erosion. In the bachelor’s paper I did an analysis of the cadastral area of Marefy, I determined the factors of Universal Soil Loss Equation and then I calculated the average long-term loss of soil. I compared the results with the potential loss of soil and then I set the degrees of risk. Wind erosion is not present in this cadastral area. The result of this bachelor’s paper is a map of the area on which the individual sealed units are marked with the degree of risk. The results show that a large part of the cadastral area is endangered by only a slight erosion.
Keyword: Soil, water erosion, erosion factors, Universal Soil Loss Equation
OBSAH 1
ÚVOD ....................................................................................................................... 9
2
CÍL PRÁCE ............................................................................................................ 10
3
EROZE.................................................................................................................... 11 3.1
Fáze eroze......................................................................................................... 11
3.2
Příčiny vodní eroze .......................................................................................... 12
3.2.1
Srážky a povrchový odtok ........................................................................ 12
3.2.2
Morfologie území ..................................................................................... 13
3.2.3
Půdní a geologické poměry....................................................................... 13
3.2.4
Vegetační kryt půdy .................................................................................. 14
3.2.5
Způsob využívání půdy ............................................................................. 14
3.3
Formy povrchové vodní eroze ......................................................................... 15
3.3.1
Plošná vodní eroze .................................................................................... 15
3.3.2
Výmolová vodní eroze .............................................................................. 15
3.3.3
Proudová vodní eroze ............................................................................... 16
3.4
Podpovrchová vodní eroze ............................................................................... 16
3.5
Druhy eroze ...................................................................................................... 16
3.5.1
Gravitační eroze ........................................................................................ 16
3.5.2
Vodní eroze ............................................................................................... 16
3.5.3
Větrná eroze .............................................................................................. 17
3.5.4
Eroze působením ledu ............................................................................... 18
3.6
3.7
DŮSLEDKY VODNÍ EROZE ........................................................................ 18
3.6.1
Ztráta půdy ................................................................................................ 18
3.6.2
Transport a sedimentace půdních částic ................................................... 19
3.6.3
Transport chemických látek ...................................................................... 20
Rozšíření eroze .................................................................................................... 20
5
6
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA VYBRANÉHO ÚZEMÍ ............................. 29 5.1
Historie ............................................................................................................. 30
5.2
Geologické a geomorfologické poměry ........................................................... 30
5.3
Půdní poměry ................................................................................................... 31
5.4
Hydrologické poměry....................................................................................... 31
5.5
Klimatické poměry ........................................................................................... 32
Výpočet ohrožení orné půdu vodní erozí v zájmovém území ................................ 32 6.1
Stanovení faktoru R.......................................................................................... 32
6.2
Stanovení faktoru K ......................................................................................... 32
6.3
Stanovení faktoru L a S .................................................................................... 33
6.4
Stanovení faktoru C.......................................................................................... 34
6.5
Stanovení faktoru P .......................................................................................... 35
6.6
Stanovení přípustné ztráty půdy Gp ................................................................. 35
6.7
Stanovení stupně ohrožení půdy erozí ............................................................. 35
7
VÝSLEDKY A DISKUZE ..................................................................................... 36
8
ZÁVĚR ................................................................................................................... 38
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ............................................................................ 39 SEZNAM TABULEK .................................................................................................... 40 SEZNAM PŘÍLOH......................................................................................................... 41
1 ÚVOD Půda jako jeden z hlavních zdrojů biosféry je podle definice OSN "omezený a nenahraditelný přírodní zdroj; v případě postupující degradace a její ztráty se stává tento zdroj v mnoha částech světa hranicí dalšího rozvoje lidské společnosti. Jestliže by půda přestala existovat, přestane existovat biosféra s ničivými následky pro lidstvo". Intenzivní využívání půdy pro zemědělskou výrobu a velkoplošné odlesňování porušilo postupně přirozený kryt půdy a vystavilo její povrch působení erozivních sil. Rozvinula se eroze, spočívající v destrukčním účinku vody a větru na půdní povrch. Eroze vede ke ztrátě nejúrodnější vrstvy půdy, jejíž nahrazení trvá stovky let. V mnoha zemích světa (hlavně v těch se vzrůstající populací) se půdní eroze stává nejen jedním z největších ekologických ale i ekonomických problémů. Nedostatek orné půdy způsobuje i nedostatek potravin a tím i ekonomické problémy země.
9
2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je objasnit problematiku působení eroze na půdu a provést stanovení ohroženosti zemědělských půd vodní erozí v katastrálním území Marefy. V zájmovém území se provede analýza vodní eroze a rozbor současných podmínek vzhledem k vyžívání pozemků. Pro stanovení vodní eroze se použije univerzální Wischmeier-Smithova rovnice (USLE), podle které zjistíme stupeň eroze v katastrálním území. Pro tuto rovnici je třeba zjistit řadu faktorů, které jsou důležité pro velikost vodní eroze v zájmovém území. Jsou to faktory: faktor erodovatelnosti půdy, faktor erozní účinnosti dešťů, faktor sklonu svahu a délky svahu, faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu. Pro zjištění eroze v zájmovém území dále použijeme mapu katastrálního území M 1:10 000, mapa BPEJ a osevní postupy zemědělců obhospodařující zájmové území.
10
3 EROZE Slovo „eroze“ je latinského původu a je odvozené od slova „erodere“- rozhlodávat. V nejširším smyslu slova pojem „eroze“ rozumíme rozrušování litosféry, resp. pedosféry pohybující se hmotou erogenního původu. V současné době se eroze definuje jako komplexní proces, zahrnující rozrušování půdního povrchu, transport a sedimentaci uvolněných půdních částic působením vody, větru, ledu a jiných tzv. erozních činitelů (Janeček, 2005). Problém eroze zemědělsky využívaných půd je problémem celosvětovým, který má za následek každoroční úbytek tisíců km2 zemědělské půdy. Na celém světe je každoročně postihováno erozí asi 24 miliard tun ornice. Odpovídá to rozloze veškeré ornice na pozemcích v Austrálii, kde se pěstuje pšenice a představuje to ztrátu 9 miliónů tun potenciální sklizně obilí. V ČR je potenciálně ohroženo 50 % orné půdy vodní erozí.
3.1
Fáze eroze
Půdní eroze způsobená činností vody, větru a ledovců je třífázový proces. První fází je uvolňování částic z půdní hmoty, druhou je jejich transport uvedenými činiteli. Třetí fází je ukládání materiálu, k němuž dochází tehdy, není-li k dispozici dostatek energie, jež by částice dále transportovala. Činnost vody, větru a ledovců, jež v přirozených podmínkách probíhala zvolna, se v intenzivně využívané krajině výrazně zrychlila a přinesla pro společnost řadu nepříznivých důsledků. Při normální erozi nedochází k porušení přírodní rovnováhy a ztráta půdních částic je doplňována tvorbou nových částic z půdního podkladu. Při zrychlené erozi je porušena přírodní rovnováha a dochází k takovému smyvu půdních částic a živin, že nemohou být nahrazeny půdotvorným procesem. Intenzifikace zemědělské výroby vyžadovala v minulosti tvorbu velkých půdních celků, výrazné zvýšení podílu orné půdy a hospodářské plány zemědělských družstev předepisovaly minimální výměry jednotlivých druhů pěstovaných plodin bez ohledu na sklonitostní poměry regionu. Používání těžkých mechanismů podporovalo velké bloky půdních celků, pokud možno s monokulturami a způsob obdělávání pozemků nerespektoval zásady protierozní ochrany. Snížení úrodnost půdy bylo eliminováno dodáváním nadměrných množství průmyslových hnojiv, které nemohli pěstované 11
plodiny využít. Tyto látky pak byly spolu s půdními částicemi transportovány do vodních toků a nádrží tam způsobovaly eutrofizaci vody. Dnes je třeba tento přístup změnit a změnit i systém hospodaření s ornou půdou směrem k trvalé udržitelnosti.
3.2
Příčiny vodní eroze
Erozní procesy vznikají interaktivním působením přírodních a antropogenních činitelů, které je vyvolávají. Nejvýznamnějšími činiteli jsou: a) srážky a z nich vznikající povrchový odtok b) morfologie území c) geologické a půdní poměry d) vegetační kryt půdy e) způsob využívání půdy
3.2.1 Srážky a povrchový odtok Vznik a průběh erozních procesů je ve většině případů vyvolán přívalovými srážkami, které jsou charakterizovány vysokou intenzitou, krátkou dobou trvání a malou zasaženou plochou. Zvlášť nebezpečné jsou zejména extrémní přívalové deště, s úhrnem srážek nad 20 mm. Povrchový odtok, vznikající z těchto srážek rychle kumuluje a má výrazné erozní a transparentní charakteristiky. V některých může být dominantním erozním faktorem povrchový odtok z tajícího sněhu. Erozivní účinek dešťových srážek je dán jejich kvalitativními charakteristikami, především jejich intenzitou a kinetickou energií, nebo jejich kombinací. Erozní a transportní činnost povrchového odtoku se obecně vyjadřuje v závislosti na jeho kvantitativních charakteristikách (např. objemu průtokové vlny, kulminačním průtoku apod.) nebo charakteristikách kvalitativních (např. rychlosti proudění, tangenciálním napětí).
12
3.2.2 Morfologie území Vodní erozi výrazně ovlivňují sklon, délka a tvar svahu, v menší míře se také uplatňuje expozice svahu. Sklon svahu je jedním z rozhodujících erozních faktorů; jeho vliv může být ostatními faktory (např. vegetačním, půdním i hospodářsko-technickým faktorem) zeslaben, nikdy však plně potlačen. Vliv délky svahu není jednoznačný a v důsledku působení ostatních faktorů se neprojevuje vždy stejně výrazně. Zpravidla však při rostoucí délce svahu a dostatečně dlouhé době trvání, deště převyšující dobu koncentrace povrchového odtoku, se intenzita eroze zvyšuje podle exponenciální závislosti. Tvar svahu (konvexní, konkávní, kombinovaný svah) výrazně ovlivňuje intenzitu eroze v důsledku možné nepřirozené kombinace sklonu a délky svahu v určitých jeho částech.
3.2.3 Půdní a geologické poměry Půdní poměry jsou charakterizovány fyzikálními vlastnostmi půdy, zejména, texturou, strukturou, obsahem organické hmoty, vlhkostí, apod. Tyto vlastnosti určují velikost a časový průběh infiltrace vody do půdy a tím ovlivňují tvorbu povrchového odtoku. Současně určují odolnost půdy proti destrukčním účinkům dešťových kapek a povrchového odtoku a transportovatelnost uvolněných půdních částic. Obecně platí, že nejméně náchylné k erozi jsou půdy s vysokým podílem velkých písčitých částic (půdy písčité), dále pak půdy jílovité s vysokým obsahem podílem jílovité frakce, vyznačující se silným kohezivním účinkem. Nejméně odolné proti erozi jsou půdy hlinité s velkým podílem částic prachové kategorie, které jsou snadno uvolnitelné a transportovatelné. Za obzvlášť náchylné k vodní erozi jsou považovány spraše. Geologické poměry působí na erozní procesy nepřímo, kdy jako matečný substrát ovlivňují některé půdní vlastnosti. Jejich přímý vliv se projevuje při působení erozivních činitelů na obnažený geologický podklad.
13
3.2.4 Vegetační kryt půdy Působení vegetace na průběh a intenzitu erozních procesů se projevuje ochranou půdního povrchu před přímým dopadem dešťových kapek, podporou vsaku do půdy, retardací povrchového odtoku, zpevněním půdy kořenovým systémem a zlepšením celkových fyzikálních, chemických a biologických vlastností půdy. Podle erozivní účinnosti vegetačního krytu je možno seřadit jednotlivé druhy vegetace do pořadí: a) lesní porost b) trvalé travní porosty c) dočasné travní porosty d) úzkořádkové plodiny (obiloviny, řepka, apod.) e) širokořádkové plodiny (kukuřice, řepa, brambory)
3.2.5 Způsob využívání půdy Hospodářsko-technické poměry záleží především na užívání a obhospodařování půdy, na volbě a polohovém rozmístění kultur, na jejich zařazení do vhodného osevního postupu a na provedení různých technických zásahů. Jsou důležitým činitelem, který může kladným i záporným způsobem ovlivnit intenzitu erozních procesů. Eroze mívá největší intenzitu na půdách, na nichž byl porušen původní porost, tedy převážně na zemědělských půdách zbavených porostu z různých důvodů (výstavba sídlišť, komunikací, výcvikových prostorů, apod.). Každý zásah do přirozeného vegetačního krytu půdního povrchu je nutno posuzovat z hlediska možných důsledků, vyúsťujících obvykle v intenzivní erozní procesy, a proto se v každém připravovaném projektu mají navrhnout účinná protierozní opatření.
14
3.3
Formy povrchové vodní eroze
Rozeznáváme tři formy povrchové vodní eroze: a) plošná b) výmolová c) proudová
3.3.1 Plošná vodní eroze Plošná eroze je charakterizována rozrušováním a smyvem půdní hmoty na celém území. Jejím prvním stupněm je eroze selektivní, při níž povrchový odtok odnáší jemné půdní částice a na ně vázané chemické látky. Dochází ke změně půdní textury a obsahu živin v půdě. Půdy podléhající selektivní erozi se stávají hrubozrnnějšími a mají snížený obsah živin, půdy obohacené smyvem jsou jemnozrnnější a bohaté na živiny. Selektivní eroze probíhá zvolna, často nepozorovaně, a nezanechává viditelné stopy. Při větší kinetické energii povrchově stékající vody a nepříznivém utváření půdního profilu (střídání málo odolných a odolných vrstev) dochází ke smyvu půdní hmoty ve vrstvách. Ta to eroze se nazývá eroze vrstevná. Projevuje se na celé ploše svahu nebo probíhá v širokých pruzích v závislosti na reliéfu povrchu. Dochází při ní obvykle ke ztrátě celé orniční vrstvy.
3.3.2 Výmolová vodní eroze Výmolová vodní eroze vzniká postupným soustřeďováním povrchově stékající vody, která vyrývá v půdním povrchu mělké zářezy, postupně se prohlubující. Prvním stadiem výmolové vodní eroze je eroze rýžková a brázdová. Při rýžkové erozi vznikají v půdním povrchu drobné úzké zářezy, které vytvářejí na postiženém svahu hustou síť. Brázdová eroze se vyznačuje mělkými širšími zářezy, jejichž hustota na svahu je menší než u eroze rýžkové. Vzhledem k tomu, že rýžková a brázdová eroze postihují obvykle velkou část povrchu svahu, označuje se tato eroze často jako nejvyšší stadium plošné eroze. 15
Z rýžek a brázd vznikají pokračujícím soustředěným odtokem hlubší rýhy, které se směrem po svahu postupně prohlubují. Jsou výsledkem rýhové eroze. Ta pak přechází ve vyšší stupeň - erozi výmolovou a ta v nebezpečnou, území devastující erozi stržovou. Výsledkem výmolové a stržové eroze jsou hluboké výmoly a strže.
3.3.3 Proudová vodní eroze Proudová vodní eroze probíhá ve vodních tocích působením vodního proudu. Je-li rozrušováno pouze dno, mluvíme o erozi dnové, jsou-li rozrušovány břehy, o erozi břehové. Dnová eroze je formou podélné eroze, prohlubující podélné osy toku, břehová eroze je formou eroze, probíhající směrem kolmo na osu toku. Nejvýrazněji se projevuje proudová eroze v bystřinách, jež nesou obvykle velké množství splavenin [1].
3.4
Podpovrchová vodní eroze
Srážková voda působí erozně nejen při povrchovém odtoku, ale i při jejím podpovrchovém odtoku, způsobující vnitropůdní erozi. Zvláštní formou podzemní eroze je tunelová eroze (sufoze), spočívající ve vymílání podpovrchových chodeb vodou nad nepropustným podložím. Konečným stadiem tunelové eroze jsou erozní rýhy, vzniklé probořením stropů (Janeček, 2005).
3.5
Druhy eroze
3.5.1 Gravitační eroze Síla gravitace způsobuje svahové pohyby hornin a sedimentů. Tento typ probíhá v přírodě nepřerušeně na všech svazích. Někde zvolna, jindy dochází k náhlých pohybům, často s katastrofálními následky. Pomalou erozí vznikají suťové kužele na úpatích svahů, typické pro velehorský reliéf. 3.5.2 Vodní eroze Jedním z typů je eroze způsobená deštěm, kdy dochází k oddělování malých půdních částic dopadem dešťových kapek. Pokud množství srážek převýší infiltraci 16
půdy, dochází ke splachu částic proudící vodou. Jiným typem je eroze tekoucí vodou. Na horních tocích je převážně hloubková (vertikální), údolí mají typický průřez ve tvaru písmene V a spád toku je poměrně značný. Po dosažení erozní základy začne převažovat boční (laterární) eroze, mířící vodorovně na některou stranu. Dochází k rozšiřování údolí a vytváří se úzká povodňová oblast. V období záplav pak dochází k zvyšování eroze při zvýšení množství protékané vody i unášeného materiálu. Na horních tocích řek se můžeme setkat se zpětnou erozí, prohlubováním koryta zpětným proudem. U vodopádů se zpětná eroze projevuje ústupem prahu proti proudu, dochází i k tzv. říčnímu pirátství. Vířivým pohybem vody vznikají kotlovité prohlubně, zvané obří hrnce. Erodující proud má dva koncové body, svrchní (u řeky pramen) a spodní (ústí) výmolnou základnu (erozní bázi). Čím větší je výškový rozdíl těchto bodů, tím je eroze větší. V životě řek se střídají erozní období s obdobími akumulačními, výsledkem střídání při spolupůsobení tektonických, klimatických a dalších činitelů jsou pak říční terasy. Eroze též závisí na změnách klimatu a pohybech zemské kůry. V případě, že by tyto procesy erozi neovlivňovaly, došlo by k zarovnání souší asi na výšku kolem 250 m n. m. K erozi způsobené vodou řadíme i působení mořské vody na pobřeží. Sama energie narážejících vln může způsobovat „odlamování“ různě velkých částic, které pak, neseny pobřežními proudy, zvyšují účinnost eroze. Ta nastává, pokud množství neseného materiálu je menší než množství oderodovaného materiálu. Pokud převažuje unášený materiál, vznikají písečné či štěrkové břehy, které mohou vlivem proudění migrovat podél pobřeží a střídavě jej tak chránit.
3.5.3 Větrná eroze Rušivou činnost větru lze rozdělit na „korazi“ = obrus třením větrem transportovaného materiálu a „deflaci“ = větrný odnos sypkého zvětralého povrchu. Koraze je závislá na síle větru, množství a hrubosti unášeného materiálu a na úhlu dopadajícího větru. Výsledkem jsou pak hrance, eologlyptolity, houbovité skalní útvary, bašty, skalní okna, skalní mosty apod. V širším slova smyslu se název koraze používá jako synonymum „abraze“, tj. procesu erodování povrchu transportovaným materiálem vůbec. Důležitým obranným faktorem je vysazování větrolamů a zvyšování hustoty rostlinného pokryvu osazováním pohyblivých písků na okrajích pouští. 17
3.5.4 Eroze působením ledu V první řadě jde o působení ledovcových splazů. Dochází při něm k vylamování a vlečení kusů hornin skalního podkladu. Pohybem ledovce společně s působením neseného horninového materiálu dochází k přemodelování údolí před ledovcem a vzniku tzv. trogů, ledovcových údolí ve tvaru U. K erozi přispívá pak i voda z tajících ledovců, jejím vířivým pohybem vznikají např. ledovcové obří hrnce. Významným erozním faktorem je však i působení ledu v malých skalních prasklinkách, které jsou zavodněny a působením mrazu dochází při rozpínání ledu k odlamování částí skal. Na prudkých svazích tomuto jevu napomáhá gravitační síla. Tento jev může způsobovat stavebně-technické problémy v místech, kde pod takto narušenou skálou vedou komunikace či se nachází lidská obydlí [2].
3.6
DŮSLEDKY VODNÍ EROZE
Hlavní důsledky vodní eroze můžeme rozdělit do následujících tří skupin: a) Ztráta půdy b) Transport a sedimentace půdních částic c) Transport chemických látek
3.6.1 Ztráta půdy Ztráta půdy při erozních procesech postihuje nejvíce zemědělství. ztráta je trvalá, protože ani v případě, že půda ve formě sedimentu je po svém zachycení vytěžena, pouze zcela výjimečně se vrací zpět na pozemek. Uvolňování a odnos částic se často děje ve velkém měřítku. Mnohdy se při intenzivních srážkách smyje mělká půdní vrstva a obnaží se půdní podklad, což má při dlouhodobém procesu tvorby nové půdy pro zemědělskou i lesní výrobu velmi nepříznivé důsledky. Vodní eroze postupuje selektivně - tj. odnáší nejprve nejjemnější nebo nejlehčí půdní částice. V praxi to znamená ztrátu organické složky, snížení schopnosti vázat živiny, vyrovnávat pH a vůbec celkové snížení sorpční kapacity. Spolu s jemnou frakcí půdních částic a organickým materiálem dochází k přímé ztrátě vázaných živin. Ztráta rostlinných živin znamená vedle snížení výnosu i zhoršení kvality sklizně. 18
Při erozních procesech s nižší intenzitou dochází ke ztrátě jemných půdních částic. Tím se mění půdní textura a struktura a snižuje se vodní kapacita půdy. Při procesech vodní eroze s vyšší intenzitou, při nichž dochází ke smyvu značné části vrchního horizontu, nepřijímá nižší horizont, obvykle s menším obsahem organické hmoty a s menší propustností, v dostatečné míře srážkovou vodu; půdní profil je ochuzen o zásobu vláhy, což má v suchých obdobích výrazný vliv na vývoj vegetace. Následkem plošné eroze dochází ke změně zrnitostního složení půdy směrem po svahu. V horní části je materiál hrubozrnnější, v dolní naopak převažuje jemnozrnný. Následkem je nerovnoměrné rozložení vlhkosti po svahu - (horní, hrubozrnnější část vysychá podstatně dříve a snadněji než jemné sedimenty v dolní části svahu). Ztráta půdy rovněž vede ke snížení biodiverzity dané oblasti, protože rostlinné druhy ztrácejí svá přirozená stanoviště.
3.6.2 Transport a sedimentace půdních částic Půdní částice uvolněné povrchově stékající vodou jsou ukládány po poklesu jejich tangenciálního napětí a rychlosti na úpatí svahů. Jemný materiál je však transportován vodou do hydrografické sítě, v níž tvoří převážnou část splavenin. Určitý podíl částic, nesených vodou ze zemědělských nebo jiných pozemků je zachycen dříve, než se dostane do recipientu. Toto množství (tzv. "poměr odnosu" DR - delivery ratio) závisí obecně na charakteru povodí mezi zdrojem sedimentu a recipientem. Vyskytují-li se v hojné míře v krajině prvky s vysokou drsností, brzdící odtok a zachycující splaveniny a podporující infiltraci (meze, remízky, lesy, průlehy, travní pásy, mokřady apod.), je množství půdních částic, které dosáhnou vodoteče, malé. Naopak v případě homogenních, nevhodným způsobem obdělávaných pozemků a nepřiměřeně velkých pozemků při absenci přirozených překážek je zachycení půdy v povodí velmi nízké a téměř veškerý uvolněný a nesený materiál se dostává do hydrografické sítě. Splaveniny zanášejí přirozené i umělé vodní toky (plavební, odvodňovací, závlahové i jiné kanály), vodní nádrže a stavby na tocích. Dále zanášejí koryto toku a zmenšují jeho hloubku. Úroveň dna a s ní i hladina toku zvolna stoupá a postupně působí zamokření okolních pozemků. Koryto vyžaduje častější údržbu a čištění, což je jednak nákladné a jednak má negativní vliv na stabilitu a ekologickou funkci koryta. 19
Silný zákal vody při erozních událostech negativně ovlivňuje oživení toku a snižuje kvalitu vody pro další její využití. Transportované půdní částice, nesené vodním tokem, sedimentují ve vodních nádržích, v nichž dochází zanášením ke zmenšení kapacity prostoru a k potížím při provozu. U mnoha nádrží je každoročně zanášeno až 5 % objemu. Údaje z USA uvádějí, že více než 33 % kapacity vodních nádrží ve státech středního západu USA je zanášením ztraceno do 50 let od výstavby. Velké množství sedimentu se ukládá zejména na přítoku do nádrže. V této části se snižuje hloubka vody a vznikají předpoklady pro uchycení vodních rostlin. Tím se uložený materiál stabilizuje proti případnému dalšímu transportu a současně se zvýší drsnost a zrychlí se další usazování. Nádrž se tímto způsobem stále rychleji zanáší a zarůstá.
3.6.3 Transport chemických látek Spolu s půdními částicemi je ze zemědělských pozemků přinášeno i velké množství živin. Jemnozrnné sedimenty v toku pak negativně ovlivňují kvalitu vody a poskytují životní podmínky organismům a rostlinám náročným na živiny ve vodě i v půdě, čímž dochází ke změnám v biologických charakteristikách toku - změna oživení i břehového porostu. Bujná vegetace zvyšuje drsnost břehů, snižuje kapacitu koryta a průtočnou rychlost, čímž se opět urychluje zanášení a zvyšuje hladina vody. Negativní dopady těchto nežádoucích skutečností se projevují zejména při povodňových situacích. Spolu s jemnými půdními částicemi jsou do toku přinášeny i toxické látky, aplikované při ochraně rostlin nebo hnojení (zejména pesticidy a těžké kovy). Živiny transportované do nádrže (hlavně N a P) jsou zdrojem eutrofizace, která sice zvyšuje biologickou hodnotu vody, ale současně hrozí kyslíkovou havárií, splaveniny tedy negativně ovlivňují kvalitu vody ve vodních nádržích [3].
3.7
Rozšíření eroze
Obecně se uznává, že zrychlená eroze půdy je vážným celosvětovým problémem. Obtížné je však určit rozsah, velikost a rychlost půdní eroze a její důsledky pro hospodářství a životní prostředí. Odhaduje se, že množství sedimentů odnášených do oceánů vzrostlo z 10 miliard t.rok-1 před zavedením intenzivního zemědělství (pastvy) 20
na 25 až 50 miliard t.ha-1 v současnosti. Za tu dobu bylo zničeno erozí 430 mil. ha produktivních ploch. Současná degradace půdy erozí a jinými faktory vede k nevratné ztrátě produkce na ploše 6 mil. ha. rok-1 úrodné půdy. Ztráta zemědělské půdy erozí se odhaduje na 3 mil. ha.rok-1. Podle OSN produkce plodin na 20 milionech hektarů klesne na nulu nebo se stane neekonomickou z důvodu degradace půdy erozí (Janeček, 2005).
4 Určení ohroženosti pozemků vodní erozí Složitost erozních procesů je podmíněna řadou navzájem se ovlivňujících faktorů. Je zřejmě nemožné určit obecně platnou a všechny podmínky vystihující zákonitost kvantitativního a kvalitativního průměru eroze (Dufková, 2005). Pro výpočet ohroženosti pozemků vodní erozí se používá tzv. univerzální rovnice (Wischmeier et Smith, 1978). G = R * K * L * S * C * P; G = průměrná dlouhodobá ztráta půdy [t.ha-1.rok-1]; R = faktor erozní účinnosti dešťů vyjádřený v závislosti na jejich četnosti výskytu, úhrnu, intenzitě a kinetické energii [MJ. ha-1.cm.h-1]; K = faktor erodovatelnosti půdy vyjádřený v závislosti na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty a propustnosti [t.ha-1.rok-1]; L = faktor délky svahu vyjadřující vliv nepřerušené délky svahu na velikost ztrát půdy erozí, S = faktor sklonu svahu vyjadřující vliv sklonu svahu na velikost ztráty půdy erozí, (L a S faktor se spojují do jednoho faktoru označovaného jako topografický faktor, označuje se písmeny LS); C = faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu vyjádřený v závislosti na vývoji vegetace a použité agrotechnice; P = faktor účinnosti protierozních opatření (Dufková, 2005). 21
4.1
Faktor erozní účinnosti přívalového deště (R)
Pro tento faktor máme tři možné způsoby zjištění: a) vzorcem Tento faktor definoval Wischmeier et Smith (1958).
R= R = faktor erozní účinnosti dešťů (MJ.ha-1.cm.h-1), E = celková kinetická energie deště (J.m-2), i30 = max. 30minutová intenzita deště (cm.h-1), Celková kinetická energie deště E je:
E = kinetická energie i-tého úseku, n = počet úseků deště, E = (206 + 87 log isi).H, i = intenzita deště (cm.h-1), H = úhrn deště v i-tém úseku (cm).
b) průměrnou hodnotou stanovenou pro ČR Pro získání reprezentativních údajů o průměrné roční hodnotě faktoru R pro jednotlivá místa je třeba zpracovat úplné údaje, nejlépe za období alespoň 50 let. Pokud nelze z ombogramů stanovit průměrnou roční hodnotu faktoru R pro místní podmínky, lze počítat pro české kraje s průměrnou hodnotou 20 (Dufková, 2005). c) mapou izolinií 22
Pro určení faktoru R použijeme mapu izolinií (Dufková, 2005).
4.2
Faktor erodovatelnosti půdy (K)
Faktor erodovatelnosti půdy, resp. náchylnosti půdy k erozi je univerzální rovnicí definován jako odnos půdy v t.ha-1 na jednotku dešťového faktoru R ze standardního pozemku o délce 22,13 m (na svahu o sklonu 9 %), který je udržován jako nakypřený černý úhor kultivací ve směru sklonu. (Dufková, 2005) Vyjadřuje se v závislosti na textuře a struktuře půdy, jejím obsahu humusu a propustnosti. Čím je hodnota faktoru K vyšší, tím je půda náchylnější k erozi. Pro stanovení faktoru K můžeme použít tři varianty: a) vzorcem 100K = 2,1M1,1410-4(12 - a) + 3,25(b - 2) +2,5(c - 3), M = součin (% prachu + % práškového písku) krát (100 - jílu), a = % organické hmoty (humusu), b = třída propustnosti ornice, c = třída propustnosti půdního profilu, Tento vzorec lze použít, jestli-že obsah prachu a práškového písku nepřekročí 70 %. b) monogram Hodnota K faktoru lze také odečíst z monogramu. Je zapotřebí znát obsah (%) půdních částic 0,001-0,10 mm (prach), obsah půdních částic 0,10-2,0 mm (písek), propustnost, strukturu půdy a obsah organické hmoty v %. c) pomocí tabulky K faktor lze také určit z tabulky pomocí BPEJ (bonitovaná půdně ekologická jednotka) kódu a to z hlavní půdní jednotky, která je určená z druhého a třetího místa číselného kódu. 23
Tab. 1 Hodnoty faktoru K odpovídající 2 a 3 místu kódu BPEJ (Dufková, 2005) Druhé a třetí místo pětimístného kódu
Faktor K ornice
Druhé a třetí místo pětimístného kódu
Faktor K ornice
1
0,41
28
0,35
2
0,46
29
0,34
3
0,39
30
0,26
4
0,17
31
0,21
5
0,4
32
0,30
6
0,3
33-S-T
0,45-0,30
7
0,29
34
0,26
8
0,65a
35
0,24
9
0,53
36
0,22
10
0,52
37-39 c
11
0,55
40-41
12
0,48
42
0,52
13
0,55b
43
0,61
14
0,66
44
0,57
15
0,60
45
0,48
16
0,30
46
0,55
17
0,29
47
0,50
18
0,42
48
0,39
19-S-T
0,49-0,42
49
0,49
20
0,34
50
0,33
21
0,16
51
0,20
22
0,20
52
0,34
23
0,18
53
0,36
24-S-T
0,52-0,43
54
0,35
25
0,49
55-63 e
26
0,49
64-76 f
27
0,30
77-78 g
a) velká variabilita – odvodit z nomogramu, b) obvykle na překryvech teras, ne na svazích, c) použit údaje z půd 18-36, v jejich areálu se nacházejí d) použit údajů z ostatních půd, v jejichž areálu se nacházejí, 24
e) pokud jsou na agradačních valech či jiných svažitých prvcích fluvizemě, použít nomogram, f) u půd použít nomogram (velká variabilita, zejména v oblastech humusu), g) vyčlenit ze ZPF.
4.3
Topografický faktor- součin faktorů L a S
Délka a sklon svahu mají velmi podstatný vliv na smyv půdy. Objektivním kritériem není jen hustota, ale hlavně poloha umístěných odtokových linií na pozemku. Při umisťování odtokových linií je nutno zájmovou plochu rozdělit na menší území – „celky erozně uzavřené“ (EUC). Každý EUC je ohraničen dílčí rozvodnicí a dílčí údolnicí. Odtokové linie uvnitř každého EUC jsou vedeny vždy kolmo na vrstevnici, od rozvodnice k nejbližší údolnici v místě největší délky a sklonu svahu (Dufková, 2005). Hodnota topografického faktoru LS pro přímé svahy se vypočítá ze vztahu: LS= ld 0,5 (0,0138 + 0,0097s + 0,00138s2), ld = nepřerušená délka svahu (m), s = sklon svahu (%). Faktor L a S leze zjistit jednotlivě ze vzorce, z tabulky nebo z grafu: vzorec pro faktor L:
L = délka svahu (m), l = nepřerušená délka svahu (m), p = exponent zahrnující vliv sklonu svahu.
25
Tab. 2 Exponent zahrnující vliv sklonu svahu p (Dufková, 2005) Sklon (%)
p
Sklon (%)
p
5
0,5
1-3
0,3
3-5
0,4
1
0,2
Tab. 3 Hodnoty pro přepočet délky svahu l (m) na faktor L (Dufková, 2005) ld (m)
5
10
15
20
30
40
50
0,48
0,68
0,82
0,95
1,17
1,35
1,52
60
80
100
150
200
250
300
L
1,66
1,91
2,13
2,61
3,02
3,38
3,69
ld (m)
350
400
450
500
600
700
800
L
3,99
4,27
4,52
4,77
5,22
6,62
6,04
ld (m)
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
L
6,39
6,75
7,07
7,39
7,69
7,98
8,26
L ld (m)
Vzorec pro faktor S:
S= sklon
svahu (%)
26
Tab. 4 Hodnoty pro přepočet sklonu svahu s (%) na faktor S (Dufková, 2005) s (%)
2
3
4
5
6
7
8
S
0,718
0,26
0,35
0,45
0,57
0,7
0,84
s (%)
9
10
11
12
13
14
15
S
1,0
1,17
1,35
1,55
1,75
1,97
2,21
s (%)
16
17
18
19
20
21
22
S
2,46
2,72
2,99
3,27
3,57
3,86
4,21
s (%)
23
24
25
26
27
28
29
S
4,55
4,9
5,26
5,64
6,03
6,43
6,85
s (%)
30
S
7,28
4.4
Faktor ochranného vlivu vegetace (C)
Vliv vegetačního pokryvu na smyv půdy se projevuje jednak přímo ochranou povrchu půdy před destruktivním působením dopadajících dešťových kapek a zpomalováním rychlosti povrchového odtoku a jednak nepřímo působením vegetace na půdní vlastnosti, zejména pórovitost a propustnost včetně omezení možnosti zanášení pórů rozplavenými půdními částicemi a mechanickým zpevněním půdy kořenovým systémem. Ochranný vliv vegetace je přímo úměrný pokryvnosti a hustotě porostu v době přívalového deště (duben-říjen). Proto dokonalou protierozní ochranu představují porosty trav a jetelovin, zatímco běžným způsobem pěstované širokořádkové plodiny (kukuřice, okopaniny, ovocné výsadby a vinice) chrání půdu nedostatečně. Stupeň ochranného účinku plodin a jejich posklizňových zbytků rozdělili Wischmeier et Smith (1978) do 5 období: 1) období podmítky a hrubé brázdy, 2) období od přípravy pozemku k setí do jednoho měsíce po zasetí nebo sázení, 27
3) období po dobu druhého měsíce od jarního nebo letního setí či sázení, u ozimů do 30.04., 4) období od konce 3. období do konce sklizně, 5) období strniště.
Plodiny dle stupně ochrany dělíme: a) plodiny s vysokým protierozním účinkem po celé vegetační období (jeteloviny) b) plodiny s dobrou protierozní ochranou po větší část vegetačního období (obiloviny) c) plodiny protierozně neúčinné - širokořádkové plodiny (brambory, kukuřice) (Dufková, 2005).
4.5
Faktor účinnosti protierozních opatření (P)
Hodnoty faktoru účinnosti protierozních opatření P jsou tabulizovány. Jestliže nelze předpokládat, že by byly dodrženy vyznačené podmínky maximálních délek a počtu pásů, nelze s uvedenou účinností příslušného opatření vyjádřenou hodnotami faktoru P počítat a faktor P = 1 (Dufková, 2005). Tab. 5 Hodnoty faktoru účinnosti protierozního opatření P (Dufková, 2005) Protierozní opatření
Sklon svahu (%) 2-7
7-12
12-18
120 m
60 m
40 m
0,6
0,7
0,9
1,0
40 m
30 m
20 m
20 m
6 pásů
4 pásy
4 pásy
2 pásy
- okopaniny s víceletými pícninami
0,30
0,35
0,40
0,45
- okopaniny s ozimými obilovinami
0,50
0,60
0,75
0,90
Hrázkování, resp. přerušované brázdování podél vrstevnic
0,25
0,30
0,40
0,45
Maximální délka pozemku po spádnici při konturovaném obdělávání Maximální šířka a počet pásů při pásovém střídání
Terasování
18-24
0,05-0,20
28
4.6
Přípustná ztráta půdy vodní erozí (Gp)
K posouzení míry erozního ohrožení pozemků slouží spolu s dalšími kriterii princip přípustné ztráty půdy, která je definována jako maximální hodnota ztráty půdy dovolující trvale a ekonomicky dostupně udržovat úrodnost půdy. Při určování mezí přípustné ztráty půdy erozí se uvažovalo se skutečnou mocností půdního profilu, požadovanými vlastnostmi půdy v budoucnu a s předpokládanou ztrátou půdy. Obecně platí, že čím je půda erodovanější, tím je přípustná ztráta menší. Pokud vypočtená ztráta půdy překračuje hodnoty přípustné ztráty stanovené podle hloubky půdního profilu u půd: mělkých (do 30 cm)
1 t . ha-1 . rok-1
u středně hlubokých (30 – 60 cm)
4 t . ha-1 . rok-1
u hlubokých (nad 60 cm)
10 t . ha-1 . rok-1
je zřejmé, že způsob využívání pozemku nezabezpečuje dostatečnou ochranu půdy před erozí (Janeček, 2005). Tab. 6 Stupeň ohroženosti půd vodní erozí (Dufková, 2005) Stupeň erozní ohroženosti
Násobek
1 eroze nepatrná
2 eroze střední
< 2
3 eroze silná
< 3
4 eroze velmi silná
> 3
5 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA VYBRANÉHO ÚZEMÍ Marefy je menší obec v okrese Vyškov, která leží přibližně 30 km východně od Brna. Spadá pod správu města Bučovice. Nachází se v údolí na levém břehu řeky Litavy podél železniční tratě a nedaleko silnice první třídy E 50, spojující Brno a Uherské Hradiště, která je zároveň jednou z hlavních komunikací do Slovenské republiky. Leží v nadmořské výšce 216 m. Svou rozlohou zaujímá 380 ha, z toho je 344,7 zemědělské půdy. 29
5.1
Historie
První zmínka pochází již z roku 1250, kdy byl založen na místě zdejší školy panský dvůr, nazvaný Marienhöf (Mariin dvůr). Příbytky poddaných postavené kolem dvora byly základem osady Marienhöfe (Mariiny dvory), v matrikách má název podobu Marhev, Marhew, Marhof. Další zmínka je z roku 1379, kdy Jan Kropáč z Holštejna vkládá podsedek v Marefích Ondřeji z Nechvalína. Tím se ves dostala k panství Bučovickému [4]. V letech 1886- 1889 působil v Marefích učitel a spisovatel Čeněk Kramoliš, který název obce počeštil na Marefy, na jeho nátlak obec název přijala do svého razítka. Pojmenování se zavedlo i bez povolení úřadů, teprve v r. 1918 požádalo obecní zastupitelstvo o úřední povolení počeštěného názvu, které získalo k 31.1.1921. Obec bývala zemědělská, ale žili v ní i řemeslníci, kteří vyráběli co potřeboval k práci sedlák. Podle Register marevských si vrchnost získávala pracovníky tak, že svým poddaným nebo přistěhovalých vyměřila dle jejich platební způsobilosti a podnikavosti rolí buď za štvrtlán, půllán nebo celý lán.
5.2
Geologické a geomorfologické poměry
Řešené území leží v geologickém celku Středomoravské Karpaty na rozhraní podcelků Litenčinská pahorkatina a Ždánský les. Jižní část řešeného území zaujímá v rámci Ždánského lesa Dambořická vrchovina, severní pak v rámci Litenčinské pahorkatiny Bučovská pahorkatina. Reliéf zájmového území je díky dlouhodobé kolonizaci a komunikačnímu i sídelnímu významu údolí Litavy značně antropogenizována. Výrazné jsou zářezy a násypy komunikací, koryta vodních toků byla napřímena a upravena. Zemědělsky využívaná v drobné držbě je místy terasována (zahrady, sady). Na orné půdě se projevuje působení vodní eroze. Pouze v jižní, vrcholové části území je relativně členitý reliéf jen málo ovlivněn hospodářskou činností.
30
Morfologickou osu území tvoří ploché údolní dno Litavy pokryté nivními písčitohlinitými sedimenty (6-10 metrů hlubokými), které leží na štěrkovém souvrství se zdroji podzemních vod. V řešeném území je údolí Litavy výrazně sklonově asymetrické. Území v pravobřežní Litavy patří k Bučovské pahorkatině, je tvořeno střídajícími se flyšovými jílovci a pískovci ždánicko-hustopečského souvrství ždánické jednotky. Území v levobřežní Litavy má podloží budované opět ždánicko-hustopečským souvrstvím ždánické jednotky a je charakterizován plochými hřbety a rozevřenými údolími s výraznými, místy zastavěnými údolními dny, která směřují k severu do Litavy. Nadmořská výška terénu se od nivy Litavy postupně zvyšuje až na vrchol Radlovce, který dosahuje 426 metrů. Z kvartérních pokryvů převažují v této části Dambořické vrchoviny svahoviny, sprašové hlíny a spraše.
5.3
Půdní poměry
Výskyt půdních typů je vázán na mateřskou horninu. Na spraších se v zájmovém území vyskytují nejčastěji typické černozemě. Směrem k jihu a s rostoucí nadmořskou výškou a sklonem svahů přecházejí tyto půdy přes hnědozemní černozemě až do hnědozemí. Na podloží tvořené slinitými jíly až slíny a jejich svahovinách (případně i na karbonátových píscích) se vyvinuly pararendziny. Údolní dna vodotečí (Litavy a jejich přítoků) pokrývají nivní karbonátové sedimenty, na nichž se vytvořily glejové fluvizemě. Jedná se o půdy těžké, středně až silně humozní, se středně až velmi kvalitivním humusem a s neutrální až slabě kyselou reakcí.
5.4
Hydrologické poměry
Obec se vyznačuje poměrně řídkou a málo vodnou potoční sítí. Hydrograficky náleží toto území do povodí Střední a dolní Dyje. Podélnou osu ve směru východ-západ tvoří říčka Litava, která je levostranným přítokem Svratky. Litava je zařazena do kategorie vodohospodářsky významných vodních toků s dlouhodobým průměrným průtokem 0,39 m3. s-1. V Marefích je tok klasifikován jako tok s vodou velmi znečištěnou 4. třída jakosti. 31
U Maref se v širokém údolí Litavy stýkají tři žleby: Mouřínovský, Rašovský a Lišecký. Potoky protékající těmito žleby se vlévají do Litavy, Rašovský se s ní spojuje za obcí na západní straně u křižanovského splavu, Lišecký na východní straně u Bukovského splavu, Mouřínovský protéká obcí. Podle regionalizace povrchových vod se řešené území vyznačuje málo příznivými charakteristikami. Patří do oblasti málo vodné se specifickým odtokem 3-6 l.s-1.km-2 s malou retenční schopností a silně rozkolísaným odtokem během roku. Nejvodnatějším měsícem je březen.
5.5
Klimatické poměry
V mapě klimatických oblastí je téměř celé řešené území zahrnuto do teplé oblasti T 2. Počet letních dnů 50-60, počet ledových dnů 30-40, počet dnů se sněhovou pokrývkou 40-50, srážkový úhrn ve vegetačním období 350-400 mm a v zimním období 200-300 mm.
6 Výpočet ohrožení orné půdu vodní erozí v zájmovém území
6.1
Stanovení faktoru R
Ke stanovení tohoto faktoru byla použita hodnota, stanovená jako průměrná pro české kraje 20.
6.2
Stanovení faktoru K
Faktoru K se stanovuje z druhého a třetího místa BPEJ kódu tj. z hlavní půdní jednotky. Jestliže se na EUC vyskytovalo větší zastoupení hlavních půdních jednotek, byl faktor K stanoven procentuálně.
32
Tab. 7 Hlavní půdní jednotky a jejich hodnoty K faktoru Hlavní půdní jedn.
K
8 jednotka 20
0,65
1
0,41
6.3
0,34
Stanovení faktoru L a S
Pro stanovení faktoru L bylo zapotřebí si na pracovní mapě vyznačit odtokové linie kolmo na vrstevnice v erozně uzavřených celcích, následně se odtoková linie změřila a výsledek byl odečten z tabulky. Pro výpočet univerzální rovnice byla pak použita nejdelší odtoková linie. Podobným způsobem se postupovalo i u faktoru S. Z mapy byl vypočítán sklon tak, že se udělal rozdíl nejvyšší a nejnižší nadmořské výšky a výsledek byl vydělen délkou odtokové linie a získal se sklon svahu v procentech. Následně se sklon v procentech odečetl z tabulky nebo bylo třeba použít pro přesnost výsledků interpolace. U některých odtokových linií bylo zapotřebí upřesnění sklonu svahu. Tento postup se provádí především u odtokových linií, jež mají nerovnoměrně od sebe rozestoupené vrstevnice a to tak, že se odtoková linie rozdělí na několik úseků se stabilním sklonem (2 a více), vypočítá se sklon k jednotlivým úsekům a opraví se podle vlivu změn půdních vlastností a sklonů, jež se musí určit, kolik částí z celkových deseti se nachází na úseku se stabilním sklonem. Celá délka odtokové linie se rozdělí na deset stejných částí, následně se k těm to částem přiřadí čísla z tabulky, jednotlivé části se sečtou a součet je vynásoben příslušným sklonem. Tím získáme přesnější hodnotu faktoru S pro celý svah. Opravené hodnoty faktoru S jsou v tabulce označen kurzívou.
Tab. 8 Opravné koeficienty pro určení vlivu změn půdních vlastností a sklonů na svažitém pozemku (Dufková, 2005) 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
0,03
0,06
0,07
0,09
0,1
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
33
Tab. 9 Hodnoty faktorů L a S v EUC Délka EUC č. Spádnice
Sklon s převýšení (%)
LS
l (m)
L
a
500
4,77
56
11,2 1,39
8,65
b
850
6,22
64
7,5 0,77
4,79
a
200
3,02
26
13
1,75
5,29
b
250
3,38
26
10,4 1,24
4,19
a
1200
7,39
48
a
700
5,62
b
800
VII
a
VIII.
Ι. II. III.
0,35
2,59
55
7,9 1,01
4,66
6,04
51
6,4 0,62
3,74
60
1,66
3
5
0,45
0,75
a
150
2,61
3
2
0,18
0,47
IX.
a
100
2,13
6
6
0,57
1,21
X.
a
350
3,99
27
7,7
0,8
3,19
XI.
a a b
180 500 500
2,86 4,77 4,77
6 42 47
3,3 0,29 8,4 0,86 9,4 1,07
0,83 4,10 5,10
a
650
5,42
62
9,5 1,09
5,91
b
500
4,77
32
6,4 0,62
2,95
c
500
4,77
62
12,4 1,63
7,78
a
250
3,38
21
8,4
0,9
3,04
a
250
3,38
26
10,4 1,24
4,19
b
220
3,16
26
11,8 1,51
4,77
c
250
3,38
24
9,6
1,1
3,72
a
230
3,24
28
12,2 1,59
5,15
b
150
2,61
27
c
300
3,69
a
280
3,57
VI.
XII. XIII. XIV. XV.
XVI. XV.
6.4
4
S
18
2,99
7,80
35
11,7 1,49
5,50
9
3,2 0,28
1,00
Stanovení faktoru C
Faktor C byl vypočítán procentuálním zastoupením pěstovaných plodin v zájmovém území. Na pozemcích hospodaří především podnik Proagro, spol. s. r. o., který potřebné hodnoty poskytl. Konečný výsledek faktoru C vyšel 0,15.
34
Tab. 10 Hodnoty faktoru C Zastoupení plodiny (%) Hodnota faktoru C Vážený průměr
Plodina pšenice ozimá
39
0,1
3,9
ječmen jarní
29
0,15
4,35
řepka ozimá
25
0,24
6
kukuřice
7
0,5
1,05
100
0,15
15,3
součet
6.5
Stanovení faktoru P
Jelikož se v zájmovém území nevyskytuje žádné protierozní opatření, byla hodnota faktoru P stanovena 1.
6.6
Stanovení přípustné ztráty půdy Gp
Přípustná ztráta půdy se zjistila z pátého čísla BPEJ kódu, jež stanovuje hloubku půdy. V převážné části zájmového území se vyskytují půdy hluboké, tomu odpovídá přípustná ztráta 10 t.ha-1.rok-1. V menším zastoupení se zde vyskytují i půdy středně hluboké, kde přípustná ztráta půdy činí 4 t.ha-1.rok-1, konkrétněji se jedná o EUC č. 4.
6.7
Stanovení stupně ohrožení půdy erozí
Stupeň erozního ohrožení půdy byl vypočítán jako násobek vypočítané eroze jednotlivého EUC a porovnán s přípustnou ztrátou půdy, tak jak je uvedeno v tabulce Tab. 6 Stupeň ohroženosti půd vodní erozí.
35
7 VÝSLEDKY A DISKUZE Výsledkem bakalářské práce na téma Ohrožení zemědělských půd erozí v katastrálním území Marefy je mapa, na které jsou vyznačeny stupně erozního ohrožení v jednotlivých erozně uzavřených celcích a erozně odtokové linie s největším topografickým faktorem, u kterých dochází k největšímu smyvu půdy. Dále je výsledkem tabulka, ve které jsou uvedeny výměry jednotlivých EUC, nejdelší spádnice, faktor R, faktor K zjištěný dle hlavních půdních jednotek z mapy BPEJ, faktory L a S, faktor C dle zjištěných informací od místního zemědělského podniku a faktor P. Z těchto faktorů byl vypočítán erozní smyv půdy na jednotlivých EUC a erozní ohrožení dle přípustné ztráty. Na konec byl vypočítán celkový smyv půdy za rok tak, že se vynásobila výměra každého EUC s erozním smyvem. Z výsledků vyčteme, že v převážné většině zájmového území nejsou s erozí velké problémy, nachází se zde eroze se stupněm 1 – eroze nepatrná, jedná se 60 % výměry orné půdy a na zbylých 40 % plochy území se nachází eroze se stupněm 2 – eroze střední. Celkový odnos půdy ze zájmového území je 2528,45 t . rok-1.
36
Tab. 11 Průměrný smyv půdy v katastrálním území Marefy EUC č.
Spádnice
Výměra
R
K
LS
C
P
G
Gp
Stupeň eroze
Eroze celkem
I.
b
39
20
0,65
8,65
0,15
1
16,9
10
2
657,54
II.
b
15,8
20
0,65
4,19
0,15
1
8,17
10
1
129,09
III.
a
76,8
20
0,65
2,59
0,15
1
5,05
10
1
387,84
IV.
b
39,3
20
0,65
3,74
0,15
1
7,29
4
2
286,5
V.
a
36,9
20
0,65
0,75
0,15
1
1,46
10
1
53,87
VI.
a
3,2
20
0,65
0,47
0,15
1
0,92
10
1
2,94
VII.
a
2,4
20
0,65
1,21
0,15
1
2,36
10
1
5,66
VIII.
a
7,1
20
0,65
3,19
0,15
1
6,22
10
1
44,16
IX.
a
16,4
20
0,65
0,83
0,15
1
1,62
10
1
26,57
X.
a
24,6
20
0,65
4,10
0,15
1
7,99
10
1
196,55
XI.
a
47,1
20
0,65
5,91
0,15
1
11,5
10
2
542,59
XII.
a
5,8
20
0,34
3,04
0,15
1
3,1
10
1
17,98
XIII.
c
11,6
20
0,34
3,72
0,15
1
3,79
10
1
43,96
XIV.
c
11,6
20
0,65
5,50
0,15
1
10,7
10
2
124,47
XV.
a
7,1
20
0,41
1,00
0,15
1
1,23
10
1
8,73
CELKOVÝ ODNOS PŮDY ZA ROK
Jednotky: výměra
ha
faktor K
t . ha-1 . rok-1
ztráta půdy G
t . ha-1 . rok-1
eroze celkem
t
37
2528,45
8 ZÁVĚR Ve své bakalářské práci jsem se zabývala jedním z největších problémů v českém i celosvětovém zemědělství a to erozí půdy. Eroze je přírodní, těžko měřitelný jev, který je způsobován nejen přírodními faktory jako je voda, vítr, led aj., ale především k tomu přispívá v neposlední řadě lidská činnost a nevhodné agrotechnické zásahy. Půda, na níž se eroze projevila je nevratně poškozena a je zapotřebí poškozenou lokalitu chránit. Nesmíme totiž zapomenout, že půda je stále základní složkou životního prostředí, která vytváří nezbytné podmínky pro obživu lidstva. Úvod bakalářské práce byl věnován erozi pouze teoreticky, formou literární rešerše. Následně se navázalo rozborem zájmového území, jeho současných podmínek a vyhodnocením účinků vzájemně se ovlivňujících faktorů, ke kterým se použila Wismeier et Smithovu univerzální rovnici. Rozborem katastrálního území Marefy se došlo ke zjištění, že se vodní eroze vyskytuje na 60 % orné půdy, která je ohrožena erozí jen nepatrně se stupněm 1, jedná se zde především o půdy hluboké s mírným sklonem svahu. I přesto, že je tato půda zasažena erozí méně, je nezbytné snažit se tuto půdu chránit do dalších let. Dalších 40 % zájmového území je postiženo erozí střední se stupněm 2, jedná se tu o půdy středně hluboké, je to dáno hlavně velkým sklonem svahu na pozemcích a nevhodným výběrem pěstovaných plodin. V budoucích letech by šla i tato mírná eroze vyřešit protierozním
opatřením
v podobě
vhodného
osevního
postupu,
či
v podobě
agrotechnických opatření, díky kterým by se snížilo riziko odnosu půdy, jenž často končí na místních komunikacích nebo v blízkém toku.
38
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY JANEČEK M. A KOL., 2005: Ochrana zemědělské půdy před erozí. ISV nakladatelství, Praha, 195s. ISBN 80-86642-38-0. PODHRÁZKÁ J., DUFKOVÁ J., 2005: Protierozní ochrana půdy. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno, 99s. ISBN 80-7157-856-8. ZIMÁK J. A KOL., 1997: Průvodce geologickým exkurzím Morava – střední a jižní část. Univerzita Palackého, Olomouc, 130 s. ISBN 80-7067-764-3. PASÁK V. A KOL., 1984: Ochrana půdy před erozí. Státní zemědělské nakladatelství, Praha, ISBN 357607-003-84. TOMAN F.,1996: Protierozní ochrana půdy-cvičení. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Brno, 76 s. ISBN 80-7157-220-9. Kronika obce Marefy. Materiály Obecního úřadu Bučovice. Seznam internetových zdrojů: [1] Eroze. Vodní eroze. Online [cit. 2012-3-15]. Dostupné na: http://eroze.sweb.cz/index.htm [2] WIKIPEDIE, 2012: Eroze. Encyklopedie online [cit. 2012-02-16]. Dostupné na: http://cs.wikipedia.org/wiki/Eroze [3] Eroze: Důsledky vodní eroze. Online [cit. 2012-3-16]. Dostupné na: http://eroze.sweb.cz/dusledky.htm [4] WIKIPEDIE, 2012: Marefy. Encyklopedie online [cit. 2012-02-19]. Dostupné na: http://cs.wikipedia.org/wiki/Marefy Výskyt eroze: Mapa ČR s potenciálním výskytem vodní eroze. Online [cit. 2012-4-20]. Dostupné na: http://eroze.sweb.cz/home.htm
39
SEZNAM TABULEK
Tab. 1
Hodnoty faktoru K odpovídající 2 a 3 místu kódu BPEJ
Tab. 2
Exponent zahrnující vliv sklonu svahu p
Tab. 3
Hodnoty pro přepočet délky svahu l (m) na faktor L
Tab. 4
Hodnoty pro přepočet sklonu svahu s (%) na faktor S
Tab. 5
Hodnoty faktoru účinnosti protierozního opatření P
Tab. 6
Stupeň ohroženosti půd vodní erozí
Tab. 7
Hlavní půdní jednotky a jejich hodnoty K faktoru
Tab. 8
Opravné koeficienty pro určení vlivu změn půdních vlastností a sklonů na svažitém pozemku
Tab. 9
Hodnoty faktorů L a S v EUC
Tab. 10
Hodnoty faktoru C
Tab. 11
Průměrný smyv půdy v katastrálním území Marefy
40
SEZNAM PŘÍLOH Příloha č. 1: Mapa erozně ohroženého území v k. ú. Marefy Příloha č. 2: Podélné profily (oprava faktoru S u odtokových linií) Příloha č. 3: Mapa ČR s potenciálním výskytem vodní eroze Příloha č. 4: Fotodokumentace
41
PŘÍLOHY
