EROZIJA PRSTI NA FLIŠU

doc. dr. Matija Zorn(matija.zorn@zrc-sazu.si)

Geografski inštitut Antona MelikaZnanstvenoraziskovalni center Slovenske akademije znanosti in umetnosti

Ajdovščina, 22. 5. 2012

EROZIJA PRSTI GLOBALNI PROBLEM

Globalno je danes »… tako velik problem kot segrevanje ozračja …« (Randorf, 2004), a njeni preučevalci sami priznavajo, da čeprav je v »… današnjem času ena od najpomembnejših okoljskih problemov …«, je »… verjetno tudi najmanj splošno poznana …« (Favis-Mortlock, 2007).

V zadnjih štiridesetih letih smo na globalni ravni zaradi erozije izgubili skoraj tretjino njivskih površin; trend se nadaljuje s hitrostjo prek 10 milijonov ha/leto (Science, 1995)

EU ZAKONODAJA

Uradni list Evropske unije: Kmetijstvo …, 2009, II/218: »… V Evropi sta propad in erozija tal verjetno

najpomembnejši okoljski težavi, ki ju povzroča konvencionalno kmetijstvo; prizadetih je približno 157

milijonov hektarjev (16 % Evrope) ... V sredozemskih regijah je erozija tal zelo močna in lahko prizadene do 50–70 % kmetijskih zemljišč. … Erozija ima pomemben gospodarski vpliv na kmetijska

površin; trend se nadaljuje s hitrostjo prek 10 milijonov ha/leto (Science, 1995)

prizadene do 50–70 % kmetijskih zemljišč. … Erozija ima pomemben gospodarski vpliv na kmetijska

zemljišča, vendar tudi na javno lokalno infrastrukturo zaradi stroškov vzdrževanja omrežij in ravnanja z

vodo.«. Po tem dokumentu je povprečna erozija prsti v Evropi 17 t/ha na leto!

Erozijo so uvrstili med osem glavnih degradacijskih procesov, ki ogrožajo prst v Evropski uniji (Predlog Direktive …, 2006, 2, 10).

SLOVENSKA ZAKONODAJA – naravne nesreče (izbor)

Zakon o varstvu pred naravnimi in drugimi nesrečami (Uradni list RS 51/2006)8. člen

Naravne nesreče so potres, poplava, zemeljski plaz, snežni plaz, visok sneg, močan veter, toča, žled, pozeba, suša, požar v naravnem okolju, množični pojav nalezljive človeške, živalske ali rastlinske bolezni in druge nesreče, ki jih povzročijo naravne sile. Za naravno nesrečo se štejejo tudi neugodne vremenske razmere po predpisih o kmetijstvu in odpravi posledic naravnih nesreč, ki jih povzročijo žled, pozeba, suša, neurje, toča ali živalske in rastlinske bolezni ter rastlinski škodljivci. pozeba, suša, neurje, toča ali živalske in rastlinske bolezni ter rastlinski škodljivci.

Zakon o vodah (Uradni list RS 67/2002)82. člen

Varstvo pred škodljivim delovanjem voda se nanaša na varstvo pred: …površinsko, globinsko in bočno erozijo celinskih voda … 83. člen

Zaradi zagotavljanja varstva pred škodljivim delovanjem voda se določi območje, ki je ogroženo zaradi: … erozije celinskih voda in morja (v nadaljnjem besedilu: erozijsko območje), 87. člen87. člen

Za erozijsko območje se določijo zemljišča, ki so stalno ali občasno pod vplivom površinske, globinske ali bočne erozije vode in sicer zemljišča, ki so: 1. izvori plavin (erozijska žarišča), 2. pod vplivom hudournih voda (povirja), 3. sestavljena iz kamnin, podvrženih preperevanju, 4. pod vplivom valovanja morja (klifi).

Temeljni zakon o naravnih nesrečah in temeljni zakon o hidro-geomorfnih procesih erozije prsti NE poznata!

Zakon o kmetijskih zemljiščih (Uradni list RS 55/2003)4. člen

Trajna rodovitnost tal je zagotovljena, če tla:- niso izpostavljena eroziji …

Zakon o kmetijstvu (Uradni list RS 51/2006)Erozije NE omenja!

SLOVENSKA ZAKONODAJA – kmetijstvo (izbor)

Erozije NE omenja!

Zakon o ratifikaciji Konvencije Združenih narodov o boju proti dezertifikaciji v tistih državah, ki doživljajo hudo sušo in/ali dezertifikacijo, zlasti v Afriki (Uradni list RS 48/2001)1. člen

… degradacija zemljišč … erozija tal, ki jo povzročata veter in/ali voda …

Ocena izvajanja konvencije ZN o boju proti dezertifikaciji (2005): »… erozija tal [je] v Sloveniji Ocena izvajanja konvencije ZN o boju proti dezertifikaciji (2005): »… erozija tal [je] v Sloveniji slabo raziskana, kljub veliki potencialni ogroženosti« (Suhadolc, 2005, 14); Slovenija je »… do sedaj

namenjala le malo pozornosti raziskavam erozije tal. Natančnih podatkov o izgubi tal zaradi erozije tako nimamo …« (Suhadolc in sod., 2010, 50).

Koliko znaša erozija prsti?

primer erozije prsti na flišu

POVRŠINSKO SPIRANJE smo merili na osmih erozijskih poljih pri vasi Marezige.

Erozijska polja velikosti 1 m2 smo postavili na golo prst v oljčniku (2), na travnik v zaraščanju (2) in v gozd (4) – dva različna naklona.

Erozijsko polje 1 na goli prsti v mladem oljčniku in gradivo, ki je bilo ujeto v lovilno posodo v tednu med 7. 4. in 13. 4. 2005.

Erozijska polja 1–4 (spredaj polje 4, za njim polje 3, zadaj levo polje 1 in zadaj desno polje 2).

Erozijski polji 3 (zadaj) in 4 na travniku v zaraščanju.

Erozijsko polje 5 v gozdu z manjšim naklonom; zadaj desno (rdeča puščica) erozijsko polje 6.

Listna površina nad erozijskim poljem 5 pred olistanjem (levo) in po olistanju (desno).

REZULTATI MERITEV:Letno sproščanje gradiva/zniževanje površja in povprečni tedenski površinski odtok:

- gola prst v oljčniku (povprečen naklon 5,5o): 9,01–9,82 kg/m2/leto (90,13–98,16 t/ha/leto) = 8,54–9,29 mm; povprečni tedenski odtok: 22,82–23,49 %

- travnik v zaraščanju (povprečen naklon 9,4o): 0,17–0,19 kg/m2/leto (1,68–1,92 t/ha/leto) = 0,16–0,18 mm ; povprečni tedenski odtok: 8,38–7,85 %;

- gozd manjši naklon (povprečen naklon 7,8o): 0,39–0,46 kg/m2/leto (3,91–4,36 t/ha/leto) = - gozd manjši naklon (povprečen naklon 7,8 ): 0,39–0,46 kg/m /leto (3,91–4,36 t/ha/leto) = 0,37–0,40 mm ; povprečni tedenski odtok: 6,46–6,19 %;

- gozd večji naklon (povprečen naklon 20,4o): 0,42–0,50 kg/m2/leto (4,15–4,97 t/ha/leto) = 0,39–0,47 mm ; povprečni tedenski odtok: 6,46–6,43 %.

Razlike v tedenski (21. 4. 2005–28. 4. 2005) količini površinskega odtoka in količini suspendiranega gradiva med erozijskimi polji 1–2 (gola prst), 3–4 (travnik), 5 (gozd-manjši naklon )in 7 (gozd-večji naklon) – posode sprejmejo 10 l tekočine.

VLOGA “VEČJIH” PADAVINSKIH DOGODKOV NA LETNO EROZIJO PRSTI:

- bolj kot skupne letne količine padavin, so pomembni podatki o sproščenem gradivo ob posameznih padavinskih dogodkih!

- teden med 5. 8. in 12. 8. 2005 - najbolj erozivne padavine v vsem obdobju meritev (tedenska erozivnost padavin je bila 1235,91 MJ/ha mm/leto; 11. 8. 2005 so bile maksimalne 30 minutne padavine 42,8 mm, dnevna erozivnost padavin pa 1110,5 MJ/ha mm/h). 30 minutne padavine 42,8 mm, dnevna erozivnost padavin pa 1110,5 MJ/ha mm/h).

21.7.2005

9%

30.6.2005

7%

6.7.2005

4%

19.5.2005*

5%

ostalih 43

tednov

28%

ostalih 43

tednov

12.5.2005*

13%

30.6.2005

3%19.5.2005*

4%

ostalih 41

tednov

6.7.2005

5% 5.8.2005

4%

21.7.2005

3%

12.5.2005*

5%

1.9.2005

3%

3.11.2005

3%

5.1.2006

6%

27.10.2005

5%

12.8.2005

5%

6.10.2005

3%1.9.2005

4%30.9.2005

6%

26.8.2005

4%

12.8.2005

30%

9%37%

12.8.2005**

24%

26.8.2005**

4%

1.12.2005**

4%

30.9.2005**

5%

23.2.2006

3%

1.9.2005**

3%

tednov

42%

1.12.2005**

4%15.2.2006

6%

7.12.2005**

4%

6.10.2005**

5%26.8.2005

3%

1.9.2005

4%

12.8.2005

15% ostalih 43

tednov

56%

3%

23.2.2006

4%15.3.2006

4%

15.2.2006

4%

23.3.2006**

10%

Gola prst – tedni (28. 4. 2005–26. 4. 2006) s prek 3 % skupne letne erozije prsti.

Travnik – tedni (28. 4. 2005–26. 4. 2006) s prek 3 % skupne letne erozije prsti.

Gozd-manjši naklon – tedni (28. 4. 2005–26. 4. 2006) s prek 3 % skupne letne erozije prsti.

Gozd-večji naklon – tedni (28. 4. 2005–26. 4. 2006) s prek 3 % skupne letne erozije prsti.

POMEN OLISTANOSTI ZA EROZIJO!

MERITVE EROZIJE PRSTI PO MESECIH IN LETNIH ČASIH:

- namen – ugotavljati splošnejše trende erozije prsti preko leta.

Eroziji na goli prsti, travniku in v gozdu z manjšim naklonom je skupno, da imajo primarni višek mesečnih erozijskih vrednosti avgusta (najbolj erozivne padavine), vrednosti letnih časov pa poleti.

Zaradi najnižje erozivnosti padavin pozimi je nižek erozije pozimi tako na goli prsti kot na travniku, pri gozdu z manjšim naklonom pa smo zabeležili primarni nižek erozije v spomladanskih mesecih, kar kaže na vpliv olistanja na erozivnost padavin v gozdu.

Še bolj vpliv olistanja pride do izraza v gozdu z večjim naklonom, kjer smo zabeležili primarni višek pozimi in Še bolj vpliv olistanja pride do izraza v gozdu z večjim naklonom, kjer smo zabeležili primarni višek pozimi in sekundarnega jeseni, saj so olistane krošnje povsem izničile vpliv erozivnosti padavin. V poletni mesecih je bil na teh erozijskih poljih zabeležen primarni nižek erozije.

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

100

1000

10000 pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 1

polje 2

povprečje polj 1-2

padavine

erozivnost padavin

trend povprečja polj 1-2 - polinom šeste stopnje

20

30

40

50

60

70

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

10

100

1000

10000 pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 3

polje 4

povprečje polj 3-4

padavine

erozivnost padavin

trend povprečja polj 3-4 - polinom šeste stopnje

60

80

100

120

140

160

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

100

1000

10000 pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 5

polje 6

povprečje polj 5-6

padavine

padavine v gozdu

erozivnost padavin

trend povprečja polj 5-6 - polinom šeste stopnje

30

40

50

60

70

80

90

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

100

1000

10000 pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 7

polje 8

povprečje polj 7-8

padavine

padavine v gozdu

erozivnost padavin

trend povprečja polj 1-2 - polinom šeste stopnje

Gozd-večji naklon: erozija prsti in padavine po mesecih (zgoraj) in letnih časih (spodaj).

Gozd-manjši naklon: erozija prsti in padavine po mesecih (zgoraj) in letnih časih (spodaj).

Travnik: erozija prsti in padavine po mesecih (zgoraj) in letnih časih (spodaj).

Gola prst: erozija prsti in padavine po mesecih (zgoraj) in letnih časih (spodaj).

0

500

1000

jan

ua

r

feb

rua

r

ma

rec

ap

ril

ma

j

jun

ij

julij

av

gu

st

se

pte

mb

er

ok

tob

er

no

ve

mb

er

de

ce

mb

er

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

zim

a

po

mla

d

po

letje

jes

en

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

100

1000

10000

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 1

polje 2

povprečje polj 1-2

padavine

erozivnost padavin

trend povprečja polj 1-2 - polinom šeste stopnje

trend povprečja polj 1-2 - kvadratna funkcija

0

10

20

jan

ua

r

feb

rua

r

ma

rec

ap

ril

ma

j

jun

ij

julij

av

gu

st

se

pte

mb

er

ok

tob

er

no

ve

mb

er

de

ce

mb

er

1

10

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

zim

a

po

mla

d

po

letje

jes

en

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

100

1000

10000

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 3

polje 4

povprečje polj 3-4

padavine

erozivnost padavin

trend povprečja polj 3-4 - polinom šeste stopnje

trend povprečja polj 3-4 - kvadratna funkcija

0

20

40

jan

ua

r

feb

rua

r

ma

rec

ap

ril

ma

j

jun

ij

julij

av

gu

st

se

pte

mb

er

ok

tob

er

no

ve

mb

er

de

ce

mb

er

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

0

50

100

150

200

250

zim

a

po

mla

d

po

letje

jes

en

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

100

1000

10000

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 5

polje 6

povprečje polj 5-6

padavine

padavine v gozdu

erozivnost padavin

trend povprečja polj 5-6 - polinom šeste stopnje

trend povprečja polj 5-6 - kvadratna funkcija

0

10

20

30

jan

ua

r

feb

rua

r

ma

rec

ap

ril

ma

j

jun

ij

julij

av

gu

st

se

pte

mb

er

ok

tob

er

no

ve

mb

er

de

ce

mb

er

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

zim

a

po

mla

d

po

letje

jes

en

ero

zij

a p

rsti

(g

/m2

)

1

10

100

1000

10000

pa

da

vin

e (m

m) in

ero

ziv

no

st p

ad

av

in (M

J/h

a

mm

/h)

polje 7

polje 8

povprečje polj 7-8

padavine

padavine v gozdu

erozivnost padavin

trend povprečja polj 7-8 - polinom šeste stopnje

trend povprečja polj 7-8 - kvadratna funkcija

datum erozivnega dogodka 11. 8. 2005 4. 8. 2006

max. 30 min. padavine (mm) 42,8

(skoraj 25 letna povratna doba) 13

(2–5 letna povratna doba)

skupne dnevne padavine (mm) 46,8

(1 letna povratna doba) 73,8

(prek 2 letna povratna doba)skupna dolžina žlebičev (m) 869 600,2povprečna širina žlebičev (m) 0,41 0,27

povprečna globina žlebičev (m) 0,24 0,10

skupna prostornina žlebičev (m3) 84,09 16,28

skupna masa odnesega gradiva (t) 88,80 17,24

V času naših meritev so erozijski žlebiči nastali na goli prsti po intenzivnih padavinah 11. 8. 2005 in tudi skoraj natanko leto dni kasneje (4. 8. 2006).

- pri naših meritvah je bil delež žlebične erozije dobrih 90 % pri prvem in slabih 75

V EU ocenjujejo, da so letni stroški izgube prsti na ha zemljišča v povprečju od 10 do 90 € (Soil protection …, 2006, 11).

Po tej oceni znašajo (v grobem) na goli prsti stroški zaradi:- površinskega spiranja 50–500 €/leto na ha (500–5000 €/leto na 10 ha);

ŽLEBIČNA EROZIJA

padavinsko obdobje 5.–12. 8. 2005 11. 8. 2005 1.–7. 8. 2006 4. 8. 2006 erozija medžlebična žlebična medžlebična žlebična

odneseno gradivo (kg/m2) 2,67 29,78 2,09 5,77 odneseno gradivo (t/ha) 26,73 297,83 20,87 57,66

skupaj (medžlebična + žlebična) 32,45 kg/m2

324,56 t/ha 7,85 kg/m2 78,53 t/ha

delež (%) glede na skupaj 8,24 91,76 26,57 73,43

skupna masa odnesega gradiva (t) 88,80 17,24odneseno gradivo (kg/m2) 29,78 5,77odneseno gradivo (t/ha) 297,83 57,66

Primerjava površinskega spiranja in žlebične erozije ob intenzivnih padavinah 11. 8.2005 in 4. 8. 2006.

90 % pri prvem in slabih 75 % pri drugem padavinskem dogodku;- Govers in Poesen (1988) sta na podlagi pregleda literature sklenila, da le ok. 20 % erozije odpade na površinsko spiranje/medžlebično erozijo.

- površinskega spiranja 50–500 €/leto na ha (500–5000 €/leto na 10 ha);- celotne erozije prsti pa 260–2600 €/leto na ha (2600–26.000 €/leto na 10 ha).

Pri izračunu smo upoštevali, da je povprečna erozija prsti v Evropi 17 t/ha na leto (Uradni list Evropske unije: Kmetijstvo …, 2009, II/218), a podatki v knjigi Soil erosion in Europe (2006) omenjajo več kot 10x manjšo povprečno erozijo prsti v Evropi. Na podlagi tega podatka se zgornje vrednosti povečajo za faktor 10!

Erozijski žlebiči nastali ob intenzivnih padavinah 11. 8. 2005.

Zasuta lovilna posoda erozijskega polja 1 po padavinah11. 8. 2005.

V lijaku erozijskega polja 2se je po padavinah 11. 8. 2005 odložiloprek 2 kg gradiva.

9,01–9,82 kg/m2/leto (90,13–98,16 t/ha/leto) * 5 =

45,05–49,1 kg/m2/leto (450,65–490,8 t/ha/leto)

VETRNA EROZIJA

- obdobje: 18. 11. 2005–24. 11. 2005 (ni bilo padavin, v tednu pred tem pa je padlo 3, 4 mm padavin),- hitrost vetra v Kopru: max. dnevna hitrost 24 m/s (86,4 km/h) (23. 11. 2005),

povprečna tedenska max. dnevna hitrost 13,5 m/s (46,8 km/h),

- burja je popolnoma posušila zgornje dele prsti, ki na goli prsti ni zaščitena z rastlinskim - burja je popolnoma posušila zgornje dele prsti, ki na goli prsti ni zaščitena z rastlinskim pokrovom,- odpihnjeno gradivo se je ujelo v lijak erozijskega polja,

- odneseno 64,28 g/m2 (0,64 kg/ha) = znižanju površja za 0,06 mm.- pri površinskem spiranju: - v tednu pred 16. 9. 2005, ko je bila erozija 61,70 g/m2 in

padlo 11 mm padavin ob maksimalnih 30-minutnih padavinah 2 mm.

V SLOVENIJI NIMAMO DRUGIH MERJENIH PODATKOV O VETRNI EROZIJI!

Kaj pa če je hitrost BURJE za približno enkrat močnejša in traja približno dvakrat toliko časa?

VIPAVSKA DOLINA(začetek februarja 2012)

POSLEDICE

- prizadetih ok. 1200 ha,- odneseno 3–10 cm prsti(vir: Kmetijsko gozdarski zavod Nova Gorica)

erozija

sedimentacija

15 cm

5 cm

V EU ocenjujejo, da so letni stroški izgube prsti na ha zemljišča v povprečju od 10 do 90 € (Soil protection …, 2006, 11).

Po tej oceni znašajo (v grobem) stroški zaradi vetrne erozije v začetku februarja 2012 v Vipavski dolini:

Foto: Andreja Škvarč sedimentacija

dolini:300–3000 €/ha.

[* 1000 ha = SKUPAJ 300.000–3.000.000 € ]

Pri izračunu smo upoštevali, da je povprečna erozija prsti v Evropi 17 t/ha na leto (Uradni list Evropske unije: Kmetijstvo …, 2009, II/218), a podatki v knjigi Soil erosion in Europe (2006) omenjajo več kot 10x manjšo povprečno erozijo prsti v Evropi. Na podlagi tega podatka se zgornje vrednosti povečajo za faktor 10!

Foto: Andreja Škvarč sedimentacija

ODNESENO:~ 530 t/ha prstiskupaj = ~ 600.000 t

ALI JE TO NARAVNA NESREČA?