Stanovení potenciální vodní eroze zemědělské půdy.

Václav Ždímal
Ústav krajinné ekologie, AF MZLU v Brně
zdimal@mendelu.cz

Vodní eroze je složitý jev na jehož vzniku se podílí řada faktorů. “Potenciální erozí půdy” je nazýván podíl působení přírodních faktorů v souhrnné hodnotě eroze půdy. Při stanovení míry erozního ohrožení pozemků vodní erozí podle tzv. univerzální rovnice, kterou sestavili W. H. Wischmeier a D. D. Smith a která byla pro naše podmínky upravena V. Pasákem, M. Janečkem a M. Šabatou, je potenciální eroze půdy součinem faktoru erozní účinnosti dešťů (K), faktoru erodovatelnosti půdy (K) a faktoru sklonu svahu (S) a představuje možnou ztrátu půdy. Použití GIS usnadňuje stanovení potenciální vodní eroze zemědělské půdy konkrétního území. Pro demonstraci bylo zvoleno povodí horního toku řeky Fryšávky na Českomoravské vrchovině.

Vodní eroze je velmi složitý jev, na jehož vzniku a průběhu se podílí celá řada faktorů. Po stránce kvalitativní je ji možno charakterizovat úbytkem půdní hmoty na plošné jednotce povrchu půdy za určité časově vymezené období [Toman, Sanetrník, Filip, 1994]. Úbytek půdní hmoty - erozní smyv - je možno obecně vyjádřit vztahem [Sedlák, 1987]

G = f (Xa, Xb),

kde G - intenzita erozního procesu (smyv půdy),

Xa - soubor faktorů vytvářejících podmínky pro pohyb půdních částic (disperze půdy),

Xb - soubor faktorů způsobujících pohyb půdních částic (transport půdy).

Celkem je známo více než 70 faktorů Xa a více než 10 faktorů Xb. Z podrobného rozboru faktorů vyplývá, že jejich vzájemné působení je velmi složité. Je téměř nemožné určit všeobecně platnou a všechny podmínky vystihující zákonitost kvantitativního i kvalitativního průběhu erozních procesů. Řada autorů z provedených experimentálních šetření sestavila empirické modely erozních procesů, které vyjadřují erozi jako vztah mezi erozní účinností deště a náchylností půdního povrchu k erozi [Toman, Sanetrník, Filip, 1994]. K nejznámějším patří empirické modely, které zpracovali R.K.Frevert a W.H.Wischmeier [Holý, 1978].

V našich podmínkách se dnes užívá k určení míry erozního ohrožení pozemků vodní erozí tzv. univerzální rovnice, kterou sestavili W.H.Wischmeier a D.D.Smith [Toman, Sanetrník, Filip, 1994] a která byla pro naše podmínky upravena V. Pasákem, M. Janečkem a M. Šabatou [1983, 1992]. Univerzální rovnice pro výpočet průměrné dlouhodobé ztráty půdy z pozemků vodní erozí [Wischmeier, Smith, 1978] má tvar:

G = R * K * L * S * C * P, (1)

kde G - průměrná dlouhodobá ztráta půdy (t . ha-1 . r-1),

R - faktor erozní účinnosti dešťů,

K - faktor náchylnosti půdy k erozi,

L - faktor délky svahu,

S - faktor sklonu svahu,

C - faktor ochranného vlivu vegetace,

P - faktor účinnosti protierozních opatření.

Klimatické, geografické a půdní přírodní podmínky jsou přirozeně stabilní a jejich trvalé působení na intenzitu erozních procesů nemůže být prakticky měněno. Naproti tomu další faktory, které určují intenzitu eroze půdy v daném místě (délka svahu, vegetační kryt, způsob hospodaření), mohou být poměrně snadno pozměněny [Toman, Sanetrník, Filip, 1994]. Podíl působení přírodních faktorů v souhrnné hodnotě eroze půdy je nazýván “potenciální erozí půdy” [Stehlík, 1975]. Potenciální eroze půdy je tedy součinem faktorů R, K a S v rovnici (1) a představuje možnou ztrátu půdy [Toman, Sanetrník, Filip, 1994].

Ke stanovení potenciální vodní eroze zemědělské půdy bylo zvoleno povodí horního toku řeky Fryšávky na Českomoravské vrchovině o rozloze 10,39 km2. Uvedené území se nachází v CHKO Žďárské vrchy, představuje neporušenou venkovskou krajinu s vysokým scenérickým půvabem a je začleněno do “Zelené knihy 44 význačných evropských krajin” [Vaníček, 1979].

Ke stanovení potenciální vodní eroze zemědělské půdy byly použity následující podklady: Topografická mapa 1 : 10 000, Mapa bonitovaných půdně-ekologických jednotek a Tabulka s průměrnými ročními hodnotami faktoru R pro srážkoměrné (ombrografické) stanice na území jižní Moravy [Toman, 1996]. Potřebné údaje byly převedeny do formátů DGN a GRD.

Faktor erozní účinnosti dešťů R pro zájmové území byl stanoven interpolací hodnot tohoto faktoru pro jednotlivé stanice.

Faktor náchylnosti půdy k erozi K byl stanoven na podkladě Mapy bonitovaných půdně-ekologických jednotek (BPEJ) podle druhého a třetího místa pětimístného kódu [Janeček a kol., 1992].

Pro výpočet faktoru sklonu svahu S byly vytvořeny na podkladě vrstevnic digitální model terénu, kartogram sklonu svahu a podle vztahu: S = , kde s je sklon svahu v procentech (2) [Janeček a kol., 1992] byl stanoven faktor S.

Součin faktorů R, K a S určuje průměrnou dlouhodobou ztrátu půdy G (t . ha-1 . r-1). Zvolené povodí bylo rozděleno do následujících kategorií potenciální erozní ohroženosti zemědělských půd:

Holý, L. Protierozní ochrana Praha : SNTL, ALFA, 1978. 288 s.

Janeček, M. a kol. Ochrana zemědělské půdy před erozí. Metodiky ÚVTIS , 5. Praha : 1992. 77 s.

Pasák, V., Janeček, M. a Šabata, M. Ochrana zemědělské půdy před erozí. Metodiky ÚVTIS , 11. Praha : 1983. 77 s.

Sedlák, L. Výhled a současný stav v protierozní ochraně půdního fondu. In Pozemkové úpravy, rozvoj a ochrana krajiny. Brno : VŠZ, 1987, s. 108-141.

Stehlík, O. Potenciální eroze půdy proudící vodou na území ČSR. Studia geographica, 13, Brno : 1970, 40 s.

Toman, F., Sanetrník, J. a Filip, J. Potenciální eroze půdy v povodí Fryšávky. In Strategie trvale udržitelného žití. Skalský dvůr u Bystřice nad Pernštejnem : Nadace prameny Vysočiny, 1994, s. 24-26.

Toman, F. Protierozní ochrana půdy. 1. vyd. Brno : MZLU v Brně, 1996. 76 s.

Vaníček, V. Implementation of Czechoslovak Conservation Strategy in The Region of the Bohemian-Moravian Uplands. A case study of ecodevelopment. Práce a studie - ochrana přírody a krajiny, 1979, 11, s. 157-173.

Wischmeier, W., H. a Smith, D.,D. Predicting rainfall erosion losses. Maryland : SEA USDA, 1978, 58 s.