TEORETICKÉ MINIMUM K VĚTRNÉ EROZI
Obsah
Příčiny větrné eroze
Větrnou erozi ovlivňují zejména meteorologické a půdní poměry, které jsou dále zesilovány či zeslabovány dalšími faktory a přímými zásahy člověka. Jsou to zejména drsnost půdního povrchu, půdní krusta, vegetační kryt půdy, způsob a termín obdělávání půdy a délka nechráněného pozemku.
Z meteorologických faktorů jsou to především rychlost a směr větru, doba jeho působení a četnost výskytu. Dále je vznik větrné eroze ovlivněn množstvím a formou atmosférických srážek a výparem ovlivněným teplotou. Čím větší je rozměr půdních částic, tím je potřebná větší rychlost větru při zemi, aby nastal odnos. Počáteční vlečná rychlost pro odnos půdních částic je s ohledem na půdní podmínky udávána od 3,3 m/s pro suchou písčitou a hlinitopísčitou půdu do 22 m/s pro suchou i vlhkou půdu hlinitou. Při rychlosti 5 m/s může vítr unášet částice o velikosti 0,25 mm, při rychlosti 9 m/s o velikosti 0,75 mm a při rychlosti 12 m/s částečky velikosti až 1,5 mm. Při silných a zejména nárazovitých větrech byl zaznamenán pohyb částeček i o velikosti 4–5 mm.
Rychlost větru při zemi je výrazně ovlivňována půdním povrchem – se zvyšující se drsností povrchu dochází k brzdícímu účinku. Z půdních faktorů ovlivňujících větrnou erozi je to především struktura půdy, velikost půdních částic (zrnitostní skladba), vlhkost půdy, drsnost půdního povrchu.
Větrnou erozí jsou ohroženy zejména lehké písčité půdy, především na jižní Moravě a v Polabí. Specifické je působení větrné eroze v oblastech s těžkými půdami (např. oblast pod Bílými Karpatami - Bánov, Suchá Loz a na Litoměřicku - Klapý). Půdy v těchto územích mění silně svou strukturu vlivem povětrnostních podmínek, zejména v zimním období vlivem mrazu a následným suchem v jarních měsících. Vlivem silných výsušných větrů, které jsou pro tyto oblasti typické, pak dochází zejména v jarních obdobích k výskytu větrné eroze až prašným bouřím.
Kromě uvedených meteorologických a půdních faktorů je významná také délka území vystaveného působení větru, půdní pokryv, způsob a období (resp. stav půdy a počasí) při provádění agrotechnických operací.
Čím je delší území ve směru působení větru, tím se uvolňuje větší počet částic. Přerušení délky území zmenšuje intenzitu odnosu půdy a také má vliv na mikroklima a další produkční i mimoprodukční charakteristiky. Přerušení délky území ve směru převládajícího větru je vhodné pomocí biotechnických opatření – ochranných lesních pásů, nebo jiných typů větrolamů.
V zásadě se může větrná eroze vyskytovat po celý rok, nejškodlivější však bývá na jaře, které následuje po suché, sněhem chudé zimě, kdy silný vítr strhává z holých nebo vegetací málo zakrytých polí vyschlou ornici. Výskyt větrné eroze se zvyšuje také na podzim, kdy povrch půdy již opět není chráněn vegetací. Výskyt eroze bývá tedy zaznamenán převážně tam, kde je půda bez rostlinstva, nebo kde je rostlinná pokrývka slabě vyvinuta.
Při přípravě půdy za suchého období může docházet k uvolňování půdních částic i při povětrnostních podmínkách, které obvykle vznik větrné eroze nepůsobí. Polní práce tak mohou být původcem erozních událostí.
Obr. 5-1: Antropogenní eroze (foto: VÚMOP, v.v.i., 2015)
Důsledky větrné eroze
Hrozba pro trvalou udržitelnost úrodnosti půdy
Jedním z negativních důsledků větrné eroze je degradace půdního profilu. Ta je primárně způsobena rozpadem půdních agregátů vlivem dynamického působení větru, odnosem jemných půdních částic a následným snížením mocnosti půdního profilu a zvýšením skeletovitosti půdy (zvýšení relativního obsahu větší frakce). Míra vlivu odnosu půdy je závislá na tom, o jakou frakci a množství se jedná.
Nejlépe odolávají účinku větru agregáty velikosti od 0,84 mm, v oblasti těžkých půd (Bánov) byl sledován pohyb půdních částic o velikosti 2 mm, Naopak nejvíce větru podléhají částice půdy o velikosti od 0,25 do 0,40 mm. Velikost erodovaných částic, ztráta půdy a úbytek půdního profilu závisí však na intenzitě působení erozních činitelů – zejména tedy na aktuálním stavu půdy a povětrnostních podmínkách. Skutečně erodované mohou být tedy i půdní částice o velikosti řádu milimetrů.
V návaznosti na odnos jemných částic půdy na daném místě následuje například:
• snížení obsahu všech látek vázaných na erodované (odvanuté) částice (humusové látky, minerální živiny, aj.) – tj. následná potřeba vyšší aplikace chybějících látek,
• změna vodního režimu půdy – vyplavování aplikovaných hnojiv a dalších látek z písčitých vrstev do nižších vrstev a podzemních vod,
• změna zrnitosti půdy, zvýšení relativního podílu hrubší frakce,
• zvýšením podílu písku nastává snížení sorpční kapacity, úbytek bazických iontů (vápník, hořčík, draslík,…) a dalších živin.
Tyto jevy mají negativní vliv na biologickou aktivitu v půdě a půdní úrodnost.
Transport a sedimentace půdních částic
Transport půdních částic započíná působením větru na povrch obnažené půdy. Dochází k rozbíjení suchých agregátů a vznikají jemnější částice, které jsou následně transportovány silou větru pohybem po půdním krytu, skokem nebo unášeny do ovzduší.
Pohyb půdních částic při větrné erozi může probíhat ve třech formách:
• pohyb nejjemnějších půdních částic ve formě suspenze, které jsou větrem zvedány a přenášeny na velké vzdálenosti; vznikají tak prašné bouře;
• pohyb půdních částic skokem, při němž dochází k přemisťování největšího množství půdní hmoty;
• pohyb půdních částic sunutím po povrchu půdy, kterým se pohybují větší a těžší částice.
K první a druhé fázi dochází působením turbulentního proudění přízemního větru s energií, jež je schopna překonat gravitační síly půdních částic. Třetí fáze nastává při poklesu energie pod uvedenou mez. Rozhodující složkou větrné eroze je vítr, jeho unášecí síla je závislá na rychlosti větrného proudu, době trvání a četnosti i výskytu větrů. K pohybu půdních částic stačí někdy i malé rychlosti větru, ale nejsilnější erozní účinky nastávají při silných výsušných a dlouhotrvajících větrech na holých plochách.
Se vzrůstající rychlostí větru vzrůstá velikost erodovatelných částic, množství odnesených částic a vzdálenost doletu půdních částic. Menší frakce může být vynášena do velkých výšek, setrvat v atmosféře déle a být odnášena do větších vzdáleností. Působením již erodovaných částic (např. zrnka písku) dochází k dalšímu mechanickému obrušování a vymílání (korazi) okolního prostředí a předmětů. Tyto jevy způsobují na zemědělské půdě například obnažení kořenů pěstovaných plodin, které následně usychají, nebo poškozování či úplnou likvidaci mladých vzcházejících rostlin, jako např. na jaře r. 2012 na Znojemsku, kde bylo na jednom poli větrnou erozí zničeno cca 100 hektarů vzcházející řepy.
Při transportu částic na velké vzdálenosti ve formě aerosolu, tj. rozptýlených částic v ovzduší, dochází ke vzniku prašných bouří různé intenzity. Od těžko identifikovatelného béžového zákalu až po výrazná světle hnědá mračna nesoucí se krajinou. Takové případy již přímo nepůsobí destruktivně na zemědělské plodiny, ale znečišťují ovzduší a vodu v širším okolí.
Při poklesu rychlosti větru pod unášecí sílu nastává ukládání neseného materiálu – sedimentace. Většinou se tak děje na návětrné nebo závětrné straně překážek, ať už terénních, krajinných nebo technických (valy, porosty, budovy, komunikace, vodní toky,…). Při navátí silné vrstvy půdy na zemědělském pozemku dochází k překrytí původního půdního horizontu i s plodinami, díky čemuž je další vzcházení mladých rostlin zastaveno. Nerovnoměrná sedimentace má za následek vznik terénních nerovností, čímž se zvyšuje potenciál k akumulaci sedimentů po další erozní události a tím k omezení jejich funkčnosti snížením průtočného profilu, případně úplným zavátím. Vznikají také navátiny podél komunikací, plotů, staveb, a také poprašek, povlaky z erodovaných částic v otevřené krajině a v intravilánech obcí a měst.
Obr. 5-2: Částice těžké půdy nanesené větrnou erozí v březnu 2011
v okolí Nivnice (foto: T. Středa)
Obr. 5-3: Návěj u plotu v Bánově (foto: R. Švehlík, 1990)
Obr. 5-4: Zavátí komunikace u Nového Přerova
(foto: SPÚ Břeclav, jaro 2009)
Obr. 5-5: Zavátí komunikace u Nového Přerova
(foto: SPÚ Břeclav, jaro 2009)
Transport chemických látek
Po odnosu jemné frakce ze svrchní vrstvy půdního profilu dochází ke změnám v obsahu chemických látek. Těmi jsou jednak přírodní látky vázané na půdní částice – organické sloučeniny vč. humusu, minerální živiny, ale také látky dodávané do půdy člověkem – látky podpůrné (organická hnojiva, minerální živiny) i látky tlumivé (herbicidy, insekticidy, fungicidy aj.).
Změna chemických vlastností půdy může vést například k negativním jevům v oblasti pufračních schopností (zmírňování výkyvů chemismu), koloběhu živin, výživy rostlin a v neméně důležité biologické aktivitě. To vše přímo ovlivňuje vitalitu plodin a kvalitu i kvantitu sklizně.
V oblasti akumulace sedimentů, tedy v místech kde se erodovaná půda usazuje z ovzduší zpět na zemský povrch, dochází k efektu opačnému. Navátiny obohacené o minerální živiny a humusové látky se stávají dobrým prostředím zejména pro nitrofilní druhy – například kopřivu, šťovík a další rostliny využívající zvýšený obsah živin.
Naopak při navátí mocné vrstvy písku dochází k vytvoření na živiny chudé vrstvy s nedostatkem humusu. Na takových půdách se vyskytují pískomilné rostliny s bohatým kořenovým systémem, které se přizpůsobí na výkyvy teploty, vodního režimu i nedostatek živin.
Stejně jako v případě transportu půdních částic i transport chemických látek způsobuje změny v úrodnosti půdy a kontaminaci v místě akumulace látek – jde například o vodní toky a plochy.
Projevy větrné eroze
Obr. 5-6: Prašná bouře na orné půdě v okr. Hodonín (foto: VÚMOP, v.v.i., 2006)
Obr. 5-7: Prašná bouře na těžkých půdách u Veselí nad Moravou (foto: VÚMOP, v.v.i., 2013)
Obr. 5-8: Výsušné polygony – projev intenzivního vysychání povrchu půdy
větrem s následným rozpraskáním povrchu (foto: VÚMOP, v.v.i., 2015)
Obr. 5-9: Zarovnávání hrubé brázdy (planace) u Hodonína
(foto: VÚMOP, v.v.i., 2014)
Obr. 5-10: Skeletizace půdy působením větrné eroze u Hodonína
(foto: VÚMOP, v.v.i., 2014)
Zemědělskou půdu na plochách otevřených větrné erozi je třeba chránit vhodnými protierozními opatřeními. O použití jednotlivých způsobů ochrany rozhoduje jejich účinnost, místní podmínky a nutná ochrana objektů (intravilánů měst a obcí, liniových staveb atd.) včetně stanovení priorit. Zásadou při udržování stability území proti nežádoucímu působení přírodních a antropogenních činitelů je dodržování zásad správné zemědělské praxe, komplexní přístup v ochraně a využití území, respektování zájmů vlastníků a uživatelů půdy, v neposlední řadě také zvyšování odbornosti a informovanosti všech zainteresovaných subjektů.
Realizace opatření proti erozi vyžaduje určité finanční náklady. Nejméně náročná bývají většinou opatření organizační, spočívající převážně v organizaci půdního fondu a výběru pěstovaných plodin. Agrotechnická opatření znamenají pro hospodařící zemědělce určité náklady na pořízení speciální mechanizace. Finančně nejnáročnější je realizace opatření technických, tato ale zase zpravidla poskytují trvalou nebo dlouhodobou ochranu ohrožených území. Technická opatření se většinou realizují prostřednictvím pozemkových úprav ve veřejném zájmu.