Eroze půdy

Erozní žlab v kukuřičném poli na severozápadě USA.
Vítr fouká jemné složky ornice v poli (vpravo) do sousední stromové školky (vlevo). Poloostrov Fife , Skotsko.

Eroze půdy je nadměrné erozi z půd způsobené nesprávným humánní využití půdy , např. Odstraněním ochranného vegetace pomocí overgrazing nebo odlesňování , jakož i ladem období, které jsou příliš krátké . Obzvláště problematická je ztráta ornice , tj. Nejúrodnější a zemědělsky nejdůležitější části půdy .

Trvalá eroze půdy zpočátku vede ke zhoršení kvality půdy ( degradace půdy ). Od roku 1945 dosáhla plocha zasažená degradací půdy celosvětově více než 1,2 miliardy hektarů - to odpovídá rozloze Číny a Indie.

Degradace může nakonec vést k úplné ztrátě zemědělské využitelnosti půdy (devastace půdy). Odhaduje se, že celosvětová ztráta ornice erozí činí kolem 23 až 26 miliard tun ročně (v průměru 14 až 16 tun na hektar za rok). To odpovídá roční ztrátě méně než jednoho procenta orné půdy.

Půdní eroze je problém s dalekosáhlými ekologickými, ekonomickými a sociálními důsledky. Po celém světě proto byla zavedena různá opatření na ochranu půdy , která však ještě problém zcela neodstranila. Americké ministerstvo zemědělství odhaduje, že navzdory opatřením, která byla nyní v USA přijata proti erozi půdy, se z polí zemědělců v povodí Mississippi do Mexického zálivu každoročně vyplaví miliony tun úrodné půdy .

Mechanismy

Eroze půdy je způsobena především dešťovou vodou vyjetí nebo větrem.

Lineární eroze vodou (eroze rýh)

To je způsobeno stékáním dešťové vody v krátkodobých potůčcích. Tam, kde se tato voda shromažďuje a proudí společně, koncentrovaný odtok vytváří vpusti a v případě obzvláště silného odtoku skutečné rokle v terénu. To může vést k retrográdní erozi, při které se s postupující erozí pohybuje po svahu obzvláště strmý svah nebo hloubková čára .

Rozsáhlá vodní eroze ( denudace )

V případě obzvláště silných srážek může na svahu bez vegetace dešťová voda ve skutečnosti během krátké doby odtékat a odplavovat půdu. Ve většině případů však k povrchové erozi dochází souhrou lineární eroze v malém měřítku. Tímto způsobem je půda snížena víceméně rovnoměrně, bez povšimnutí.

Přímé dopady silných dešťových kapek na zem - vytvářejí se v jemnozrnných nekonsolidovaných sedimentech krátery dešťové kapky - hrají o odtok půdy a nepřímo se podílejí kvůli vysoké kinetické energii, takže na velmi krátké vzdálenosti (centimetry) ucpávají pohybující se jemné částice půdy větší póry a schopnost absorpce vody snižují půdu jako celek a tím zvyšují její náchylnost k erozi ( zanášení ).

Půda unášená dešťovou vodou je buď odplavena vodou do blízkého vodního útvaru, nebo dále dolů na svah, kde se svah svažuje a tím klesá rychlost proudění vody, je uložena jako naplavený vějíř .

Větrná eroze ( deflace )

Větrná eroze se vyskytuje převážně na lehkých půdách. Při této formě eroze vítr odfukuje nejvyšší, relativně jemnozrnné vrstvy půdy. Ty jsou opět uloženy jinde.

Eroze tunelu

způsobeno rychle tekoucí vodou v makropórech podloží, zejména na strmých svazích. Vytvářejí se tunely a propady, které ztěžují obdělávání půdy .

Ovlivňující faktory

Velký, hluboký erozní kanál na pastvině ve viktoriánských Alpách , Austrálie.
Když prší, ornice se částečně nahromadila ve formě malých sedimentových oddílů dále po svahu, pole cukrové řepy v kantonu Bern
Klimatické a povětrnostní jevy
které výrazně urychlují erozi půdy
  • Dlouhodobé, časté a silné srážky (vodní eroze). Na povrchu půdy vytvářejí erodující odtoky
  • Sněhová pokrývka bohatá na vodu, která se rychle taví (sněhová eroze)
  • Bouře s vysokou rychlostí větru (větrná eroze)
Vlastnosti podkladu a půdy
které podporují erozní procesy. Jako náchylné k erozi se pak označují půdy, pokud mají následující vlastnosti:
  • Malé objemy pórů pro preferenční tok
  • Tendence povrchového zhutnění a špatná stabilita půdy
  • nízké infiltrační kapacity
  • Typ půdy ovlivňuje erosiveness půdy. Mějte tedy u písčitých a hlinitých půd zvýšenou náchylnost k erozi
  • Reliéf má vliv na rychlost a množství odtékající vody:
    • Čím větší je sklon, tím rychleji voda odtéká a erozní účinek je silnější
    • Množství odtoku se zvyšuje na dlouhých svazích a na povrchových tvarech, kde se voda shromažďuje na více svazích.
Stupeň pokrytí země
od vegetace nebo kompost určuje, kolik povrch je erozivní déšť vystavena:
  • Čím nižší je krajinná pokrývka, tím větší je erozivita. Ochrana proti dešťové erozi je založena na účinku, který způsobí, že vodní kapky jsou zpomaleny nárazem na vrstvu podlahové krytiny, a mají tak při dopadu na zem méně kinetické energie . Vysoký stupeň pokrytí půdy také zpomaluje vítr přímo nad povrchem země, a tím snižuje větrnou erozi.
  • Typ krajinného pokryvu ovlivňuje erozivitu v závislosti na výšce vegetace. Rostliny kukuřice zpomalují dopadající kapky, ale padají relativně daleko od vysoké rostliny k zemi, a tak opět vyvíjejí vysokou rychlost. Pro optimální ochranu proti erozi by měla být půda pokryta bezprostředně nad povrchem.
  • Zakořenění s kořeny rostlin z přirozeně se vyskytujících a přizpůsobených pro rostliny v příslušných místech ( Prairie tráva ) stabilizuje půdu fyzicky optimálně a snižuje erozivní účinky větru, deště a povrchového odtoku. Jiné rostliny s horší penetrací kořenů, jako například Phedimus stoloniferus , mají také horší vlastnosti stabilizující půdu.
Eroze půdy v Manausu v Brazílii
Eroze půdy manaus.jpg
Zabavování nelegální půdy
Eroze půdy manaus weg.jpg
Zničená silnice


  • Zejména využívání půdy v tropech vyžaduje pro obdělávané oblasti dostatečně dlouhé období ladem kvůli extrémně silným srážkám a řídké půdě . Pokud se oblast, která byla vymazána ohněm, tradičně používá jeden až dva roky a poté leží ladem po dobu 20 až 25 let, může se půda regenerovat i po zahájení eroze. Zvyšující se intenzifikace v důsledku růstu populace však vede ke zkrácení úhoru a zvýšení eroze půdy.

prevence

Orné použití na svazích bez jakéhokoli odstraňování půdy není možné. Realistickým cílem může být pouze omezení eroze půdy na únosnou úroveň. Na velmi hlubokých půdách je dnes za únosnou považována eroze půdy maximálně 10 t / ha za rok (což odpovídá tloušťce vrstvy kolem 0,6 mm). S ohledem na pomalou tvorbu nové půdy v důsledku povětrnostních procesů by však tato hodnota měla být obecně výrazně nižší.

Podpora správy půdní táry a mulče

Aby se omezila eroze na orné půdě, je primárně nutné zajistit, aby se dešťová voda neshromažďovala na povrchu půdy a nestékala na povrch. Toho lze dosáhnout dvěma druhy opatření:

  • Podpora půdy : přísun humusu, vápnění, pečlivé obdělávání půdy , přiměřené zakořenění a zamezení zhutňování a inkrustace půdy podporují schopnost půdy absorbovat vodu . Současně snižují riziko eroze. V podmáčených půdách má regulace vodní bilance (často drenáží ) podobný účinek snižující erozi.
  • Hospodaření s mulčováním : Nejdůležitějším opatřením na ochranu před erozí půdy je ponechat rostlinné zbytky na povrchu půdy ( mulč ). Mulčovací kryt rozbíjí nárazovou sílu dešťových kapek, zvyšuje infiltraci vody do podloží a tím snižuje povrchový odtok.

Výsev do mulčovací vrstvy lze použít téměř pro všechny plodiny. Je možné po základním zpracování půdy s pluhem i bez něj. Najděte krycí plodinu pro použití k přípravě mulče, většinou jsou objednány pro letní brázdu . Meziplodina, pečlivě obdělávaná po orbě, poskytuje nejen ochranu proti erozi, ale také snižuje vypouštění dusičnanů a stabilizuje strukturu půdy . V příznivých lokalitách lze řádkové plodiny vysévat na jaře bez další přípravy seťového lože ( mulčovací výsev bez přípravy seťového lože). Metodu mulčovacího setí s přípravou seťového lože je třeba použít tehdy, když se půdy pomalu zahřívají a se zpožděním vysychají. Na suchých stanovištích je ohrožen vznik letní meziplodiny, pokud nejsou srážky. Za takových podmínek lokality je zpracování půdy bez orby rostlinnými zbytky předchozí plodiny ponechané na povrchu nebo mulčované v mělké formě způsobem snižování eroze.

Následující meziplodiny se osvědčily při mulčování:

  • Hořčice (odrůdy odolné vůči hlístům při pěstování cukrové řepy) je méně náročný druh, který bezpečně vymrzá, pokud je zaset včas (na konci srpna), vytvoří dostatečnou výhonkovou hmotu pro dobré pokrytí půdy.
  • Phacelia vyžaduje jemně drobivou seťovou postel a dřívější výsev. Umístění hlavního ovoce do macechy phacelia není kvůli nízkému pokrytí příliš obtížné.
  • Jako přezimující druhy přicházejí v úvahu trávy (zejména jílek německý a řepka ozimá ). Před zasetím hlavní plodiny by měla být krycí plodina obvykle usmrcena chemickým ošetřením.

Ne-do

Zvláštní formou správy mulče je bezorebné zemědělství , tj. Bezorebné zemědělství . To znamená, že semena se vysévají bez zpracování půdy bezprostředně po sklizni nebo v neobdělávané ladem . Zejména v Severní Americe se tato forma zemědělství stále více uplatňuje. Zbytky rostlinného materiálu z předkultury zůstávají na poli jako mulč. Speciální secí stroje otevírají pouze úzké štěrbiny na povrchu půdy, které jsou po uložení osiva znovu zasypány zeminou. Půda zažívá pouze mechanické rušení ve skutečných řadách osiva. Různé studie v USA ukazují někdy drastický pokles eroze půdy, který je důsledkem úplného opuštění orby na orné půdě. Například eroze půdy klesla o 75 procent na kukuřičná pole v americkém státě Indiana a až o 90 procent na oblasti pěstování tabáku v Tennessee . Množství snížení eroze půdy však závisí na příslušné půdě a pěstovaných plodinách. No-till má nejen výhody, nebo tato metoda stále potřebuje určitá vylepšení. Přinejmenším poprvé po přechodu z konvenčního zemědělství na neobdělávané půdy je z různých důvodů nutné zvýšené používání pesticidů .

Kultivace přes svah

Aby se zabránilo stékání vody po svahu, mělo by kultivace probíhat přes svah, nejlépe rovnoběžně s vrstevnicí. Tím se zabrání vzniku pruhů podporujících erozi ve směru svahu. Pokud se v rámci konsolidace pozemků překreslí hranice polí a rozšíří se silniční a vodní síť, měla by být pole vytyčena takovým způsobem, aby mohlo dojít ke křížovému řízení. Staré kultivované terasy , úponky a živé ploty mají být v rámci možností zachovány.

Zkrácení délky erozivního svahu

Zkrácením délky svahu je omezena dráha toku a tím i přepravní kapacita povrchové vody. Jednoduchým krokem je rozdělit velkou plochu na dvě části přes svah, které se pěstují střídavě se zimními a letními plodinami. Kritérium délky svahu úzce souvisí s otázkou přijatelné velikosti pole. Dané podmínky umístění a stávající konstrukční prvky v zásadě poskytují rámec. Sloučení polí, které je vyžadováno z důvodu ekonomických a technických omezení, bude schváleno pouze tehdy, nebude -li v důsledku toho překročena únosná půdní eroze.

Ochrana proti větrné erozi

Riziko větrné eroze jsou převážně písčité, humózní půdy, využívané zejména pro obdělávání rašelinných půd . Nejúčinnější ochranou proti erozi je stálezelený porost rostlin. Kde je to možné, je půda , musí být chráněny před erozí půdy pomocí větrolamy ( živé ploty ). Záleží na správné struktuře a rozteči ochranných pásků. Systémy ochrany před větrem neslouží pouze k ochraně před erozí, ale také vytvářejí mikroklima, které lze snadno pěstovat . Snižují neproduktivní odpařování a nabízejí zvířatům a rostlinám ochranu a životní prostor.

Katastr

V Německu vyhláška Federální ochrany půdy a kontaminovaných lokalit (BBodSchV), poslední změna z 31. července 2009, §§ 7 a 8, ve státě Bádensko-Württembersko ministerstvem pro venkovské oblasti, ochranu potravin a spotřebitele s vyhláškou o klasifikaci zemědělských oblastí podle stupně erozního rizika (vyhláška o ochraně proti erozi - ErosionSchV) ze dne 29. května 2010 vytvořila právní základ pro tvorbu a zveřejňování katastru pro erozní riziko.

Eroze půdy v Evropě

Vodní eroze v Evropě v roce 1993
současné riziko eroze půdy v jižní Evropě

Více než polovina oblastí v Evropě je v různé míře poškozena vodní erozí. Přibližně pětina oblasti je poškozena větrnou erozí, zejména v jihovýchodní Evropě .

  • V severní a severozápadní Evropě je eroze půdy poměrně nízká, protože déšť padá na převážně mírné svahy a je rovnoměrně rozložen po celý rok. V důsledku toho je oblast zasažená erozí poměrně malá. Ve skandinávských zemích Norska, Švédska, Finska a Dánska je vodní eroze považována za hlavní problém, zejména z důvodu jejího významného příspěvku ke znečištění fosforem ve vodních útvarech. Na Islandu jsou míry eroze díky drsnějšímu klimatu výrazně vyšší, a proto zde již v roce 1907 byl založen orgán na ochranu půdy ( Landgræðsla ríkisins ).
  • Ve středomořské oblasti často po delších obdobích sucha následují silné srážky, které mohou zejména na relativně strmých svazích způsobit značné erozní škody. Zde má vyluhování částic jílu a tím i „cementující látka“ mezi většími půdními částicemi vysokou koncentraci sodíku v půdě (měřítko mezi jinými antropogenními slanostmi půdy ), což výrazně zvyšuje erozivní účinek silných srážek na půdu. Totéž platí pro regiony se srovnatelným podnebím v jiných regionech světa.

následovat

Pouštní scenérie v Jižní Dakotě v roce 1936 během Dust Bowl
Děti zemědělské rodiny z Amarilla v Texasu ve svém chudém novém domově v Arizoně (1940)

Potenciální sociální důsledky eroze půdy a s tím spojené ztráty úrodných půd ilustrují migrační pohyby, ke kterým došlo v USA ve 30. letech 20. století během Dust Bowl a v zóně afrického Sahelu v 70. letech minulého století a v současné době probíhají v Amazonii Umyvadlo. The Dust Bowl uvádí v americkém Středozápadě vzít si jejich jméno od velkých větrné eroze událostech a souvisejících prachových bouřích 1930. V důsledku Dust Bowl se desítky tisíc farmářů musely vzdát svého podnikání. Při hledání práce se někteří z nich přestěhovali až do Kalifornie , kde byli ubytováni v přijímacích táborech a vystaveni vykořisťování a hladovění. Laureát Nobelovy ceny za literaturu John Steinbeck se zabýval jejím utrpením v románu Ovoce hněvu , který byl v roce 1940 oceněn Pulitzerovou cenou . V reakci na tuto událost byla založena služba ochrany půdy Soil , americká státní organizace na ochranu půdy, a položila tak základ pro výzkum eroze. Na základě jejich plánování byl od roku 1935 vytvořen Great Plains Shelterbelt , 100 mil široký pás stromů od severní k jižní hranici USA jako ochrana před větrem a nadměrným vypařováním.

Ale dlouho předtím lidé opakovaně způsobovali erozi půdy nevhodným využíváním půdy, často s vážnými důsledky:

  • Rozsáhlá eroze po odlesňování lesů na kopcích kolem Athén byla ohrožena již v roce 590 př. N. L. Zásobování města potravinami, takže státník Solon navrhl zakázat orbu strmých svahů. V době peloponéské války (431–404 př. N. L.) Pocházela třetina až tři čtvrtiny potravin spotřebovaných ve městech řecké vlasti z Egypta nebo Sicílie.
  • V Laziu ve starověké Itálii odlesňování a intenzivní zemědělství na kopcích Campagna Romana přispěly k tomu, že Pontinská nížina , která byla do té doby vysoce produktivní v zemědělství, kolem roku 200 př. N. L. ... Změnil se v bažinu n. L., Která se nacházela v malárii přenášejícího komáry Anopheles .
  • Město Antiochie bylo jedním z největších a nejbohatších měst v římem okupované Sýrii a v jeho blízkosti byly stovky vesnic a malých měst. V 70. letech 20. století bylo stále osídleno pouze sedm vesnic. Dokud nebyly odkryty, byly ruiny Antiochie pohřbeny pod až 8 metrů půdy, která byla dříve erodována dále na sever na vysočině. Dveře starodávných ruin v těchto vysočinách jsou nyní jeden až dva metry nad holým kamenem, což ukazuje, kolik půdy se tam muselo ztratit.
  • Během takzvané povodně Magdalény v červenci 1342 zažila střední Evropa historicky jedinečné vysoké míry eroze půdy. Silné deště způsobené povětrnostními podmínkami Vb vedly k extrémně vysokému povrchovému odtoku (odhaduje se až 50 až 100krát více než během dešťů, které vedly k povodni Odry v roce 1997 ). Podle výpočtů bylo během této události v Německu odplaveno 13 miliard tun orné půdy ve vyšších oblastech a povrch orné půdy v postižených oblastech byl během několika dnů snížen v průměru o 5 centimetrů. Celé regiony se staly neobyvatelnými kvůli výsledným kaňonovým systémům. Tyto soutěsky lze v krajině identifikovat i dnes. Kromě silného deště v červenci 1342 je příčinou této katastrofy podezření na silné jarní záplavy toho roku a také období srážek na začátku léta, což způsobilo, že půda byla obzvláště náchylná k erozi. Navíc to byla pouze přeměna lesa na ornou půdu, která byla ve střední Evropě prováděna po staletí v předběhu, umožnila tak účinný útok na erozi na tak velké ploše. V důsledku jiných extrémních povětrnostních jevů byl ve 14. století povrch půdy zemědělských oblastí snížen v průměru o 10 centimetrů.

Viz také

literatura

  • Hans-Rudolf Bork, Helga Bork, Claus Dalchow: Vývoj krajiny ve střední Evropě. Účinky člověka na krajinu . Klett-Perthes, Gotha a kol. 1998, ISBN 3-623-00849-4 .
  • Markus Fuchs, Andreas Lang, Joseph Maran : Rekonstrukce starověké krajiny. In: Spectrum of Science . Listopad 2000, s. 85-87.
  • Čtenáři Hartmuta : krajinná ekologie. Přístup, modely, metodologie, aplikace (= UTB pro vědu. Uni kapesní knihy. Geografie, péče o půdu, ekologie, environmentální výzkum 521). 4., přepracované vydání. Ulmer, Stuttgart 1997, ISBN 3-8252-0521-5 .
  • Christiane Martin, Manfred Eiblmaier (Ed.): Lexikon geověd. V šesti svazcích. Spectrum, Akademischer Verlag, Heidelberg et al. 2000–2002.
  • David R. Montgomery : Špína - eroze civilizací . Druhé vydání. University of California Press, Berkeley (CA) 2012, ISBN 978-0-520-27290-3 .
  • Gerold Richter (Ed.): Eroze půdy. Analýza a hodnocení environmentálního problému. Scientific Book Society, Darmstadt 1998, ISBN 3-534-12574-6 .

webové odkazy

Individuální důkazy

  1. ^ David R. Montgomery: Špína - eroze civilizací . 2012, s. 174.
  2. Christoffel den Biggelaar, Rattan Lal, Keith Wiebe, Vince Breneman: Globální dopad eroze půdy na produktivitu. I: Absolutní a relativní ztráty výnosu vyvolané erozí. Pokroky v agronomii. Vol.81 , 2004, str. 1-48, doi : 10,1016 / S0065-2113 (03) 81001-5
  3. ^ A b David R. Montgomery: Dirt - The Erosion of Civilizations . 2012, předmluva.
  4. ^ A b David R. Montgomery: Dirt - The Erosion of Civilizations . 2012, s. 2 a násl.
  5. Franz Rothe: Kulturně-historické a kulturně-ekologické základy intenzifikačních a zavlažovacích technik tradičních zemědělských kultur ve východní Africe: Jejich vývojové pozadí a jejich schopnost přežít. Filozofická fakulta Univerzity Alberta Ludwiga ve Freiburgu i. Br., 2004.
  6. Rolf Derpsch: Udržitelnost (k 14. dubnu 2014). Nepracovat: udržitelné zemědělství v novém tisíciletí.
  7. ^ David R. Montgomery: Špína - eroze civilizací. 2012, s. 211 f.
  8. Landwirtschaft-bw.info: Vysvětlení nařízení o ochraně proti erozi (9. října 2010)
  9. Landwirtschaft-bw.info: registr eroze s dalšími odkazy (9. října 2010)
  10. Ása L. Aradóttir: Výzvy a strategie obnovy na Islandu. Landgræðsla ríkisins, Hella 2003 ( PDF 321 kB)
  11. ^ Karl-Erich Schmittner, Pierre Giresse: Vliv atmosférického sodíku na erodovatelnost jílu v pobřežní oblasti Středozemního moře. In: Environmentální geologie. Vol. 37, č. 3, 1999, ISSN  0943-0105 , str. 195-206, doi : 10,1007 / s002540050377 .
  12. H. Ghadiri, J. Hussein, E. Dordipour, C. Rose: Vliv slanosti a sodnosti půdy na erodovatelnost půdy, transport sedimentů a kvalitu vody po proudu. V SR Raine, JW Biggs, MN Menzies, DM Freebairn, PE Tolmie (Eds.): Conserving Soil and Water for Society: Sharing Solutions. Proceedings of the 13th International Soil Conservation Organisation Conference - Brisbane, July 2004. Australian Society of Soil Science Incorporated / International Erosion Control Association (Australasia), 2004, Paper No. 631 ( PDF 356 kB)
  13. ^ David R. Montgomery: Špína - eroze civilizací . 2012 (viz literatura ), s. 50.
  14. ^ David R. Montgomery: Špína - eroze civilizací . 2012, s. 58.
  15. ^ David R. Montgomery: Špína - eroze civilizací . 2012, s. 71.
  16. celý odstavec podle Hans-Rudolf Bork, Hans-Peter Piorr: Integrované koncepce ochrany a udržitelného rozvoje středoevropských krajin-příležitosti a rizika, ilustrováno na příkladu ochrany půdy a vody. S. 69–83 in: Karl-Heinz Erdmann, Thomas J. Mager (Ed.): Inovativní přístupy k ochraně přírody. Vize do budoucna. Springer, 2000, ISBN 978-3-642-63075-0 .