Integrovaná ochrana půdy a vody. Ing. Jiří Hladík, Ph.D.

Transkript

1 Integrovaná ochrana půdy a vody. Ing. Jiří Hladík, Ph.D.

2 Hlavní činnost Základním účelem veřejné výzkumné instituce VÚMOP, v.v.i. je rozvoj vědního poznání v oborech komplexních meliorací, pedologie a informatiky vztahující se k těmto oborům. Mezi druhy činnosti ve výzkumu, která je předmětem hlavní činnosti veřejné výzkumné instituce, patří také výzkum a vývoj metod geografických informačních systémů vztahujícím se k oborům meliorací a pedologie. Nutnost zabývat se detailně tématem informačních systémů vyplývá také z faktu, že VÚMOP, v.v.i. je výzkumnou institucí opírající svoje činnosti o prostorově umístěné informace a spravující rozsáhlou datovou základnu.

3 Definice ochrany půdy a vody Ochrana půdy před degradací -Opatření proti větrné a vodní erozi ( zejména liniová vegetace) zatravnění a zalesnění degradovaných půd Ochrana proti extrémním meteorologickým situacím: -Opatření ke zvýšení retence vody v krajině (suché a retenční nádrže, mokřady, revitalizace vodních toků, vyšší zastoupení trvalé vegetace v krajině) Ochrana vodních systémů ochranné zóny podél vodotečí a vodních ploch ochrana přirozených zdrojů akumulace vod Ochrana proti destrukci ekologické stability krajiny: posilování diverzity (plošné a druhové)v krajině využívání autochtonní vegetace při navrhování ochranných opatření omezování monokulturních systémů hospodaření na půdě

4 Výchozí předpoklady Půda je v zásadě neobnovitelným zdrojem Její degradace může být rychlá, procesy jejího vytváření a regenerace jsou extrémně pomalé Velmi dynamický systém Plní mnoho funkcí nezbytných pro lidskou činnost a pro přežití ekosystémů

5 Funkce půdy Produkce potravin a jiné biomasy Environmentální interakce: skladování, filtrace, a transformace Biologické oživení a genetická reserva Zdroj surovin Fyzikální a kulturní dědictví pro lidi a lidské činnosti, archiv geologického a archeologického dědictví Základ pro člověkem vytvořené konstrukce, stavby, dálnice Zásobárna uhlíku

6 Ohrožení půdy eroze kontaminace ztráta organické hmoty ztráta biodiversity utužení a zhoršení fyzikálních vlastností zasolení záplavy a sesuvy půdy nepropustné zakrytí povrchu (sealing)

7 Vliv lidské činnosti na půdu Difúzní znečištěné pevnými částicemi Persistentní sloučeniny Kyseliny Pesticidy & herbicidy Hnůj a hnojiva Čistírenské kaly Těžba štěrku Zakrytí půdy Blokování funkcí půdy důležitých pro ekologii krajiny Postupné mizení farem Postupná destrukce půdy Snižování půdní úrodnosti Rozklad humusu Změny struktury půdy Snížení úrodnosti půd Zhutnění zasolení Acidifikace Akumulace/ kontaminace Kontaminace půd a podzemních vod aplikovanými chemikáliemi a atmosférickými spady Změny ve složení půd Uvolnění toxických sloučenin Destrukce půdy Destrukce půdy Nepříznivý dopad na organizmy žijící v půdě

8 Ochrana půdní organické hmoty je kritickým bodem hospodaření Půdní organická hmota se skládá z organické frakce půdy, která je tvořena zbytky rostlin a živočichů. Porušení rovnováhy mezi stavbou půdní organické hmoty a rychlostí rozkladu vede ke snižování obsahu humusu v půdě a tím i snížení obsahu uhlíku v půdě Snížení C o 1% sníží vododržnou kapacitu půdy o 0,5 až 0,6 % obj., pórovitost o 1 % a objemovou hmotnost (utužení) zvýší o 0,01 0,020,02 g/cm3.

9 K dalším ekologickým funkcím humusu patří ochrana půdy před destrukcí vlivem dešťových kapek a povrchovým odtokem (voda se vsakuje 3-7krát intenzivněji), ochrana půdy před odnosem povrchových částic větrem, tepelně-izolační funkce (snižuje teplotu půdy v nejteplejším období roku), omezení neproduktivního výparu, zlepšení zásobení rostlin vláhou, zajištění stálosti objemové hmotnosti půdy či ochrana podzemních vod před kontaminací nitráty. Vlivem nevhodného způsobu hospodaření v zemědělství obsah humusu v současné době neustále klesá a sním i úrodnost půd. 6 základních principů půdního managementu (Greenland 1975) i) náhrada živin odebraných z půdy, ii) udržení fyzikálních poměrů v půdě, iii) konstantní obsah humusu, iv) půda nesmí být zdrojem nemocí, plevelů a škůdců, v) ph a hladina toxických prvků nesmí stoupat vi) snížení půdní eroze pod přírůstek půdy

10

11

12

13

14

15

16 katastrální území Dubá Obr. 1: Přehledná situace Stručný popis: m n. m. - mírně členitý terén - předvartérní podloží: křemenné pískovce (mezozoikum) - kvartérní pokryv: sprašová hlína (pleistocén) - půdní typy: KAm na křemenném pískovci LUm, HNm na sprašové hlíně

17 Smytá půda a Koluvizem Obr. 2: Vývoj od původního stavu k novému

18 Koluvizem Obr. 3: Vývoj od původního stavu k novému

19 EROZE - rozrušování půdního povrchu, transport a sedimentace uvolněných půdních částic působením vody, větru, ledu apod.

20 Jedním z nejvýznamnějších projevů degradace půdy ve světovém i tuzemském měřítku je eroze půdy. Fyzikální degradace 4% Chemická degradace 12% Větrnou erozí 28% Vodní erozí 56% Protierozní opatření jsou součástí oboru meliorací s úzkou vazbou na pozemkové úpravy a hrazení bystřin.

21

22

23

24

25

26

27

28 EROZE zhoršuje fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půdy tím, že: snižuje mocnost ornice

29 zvyšuje štěrkovitost způsobuje ztráty živin, humusu, osiva, sadby poškozuje pěstované plodiny zhoršuje pohyb strojů

30 Základní příčiny eroze výskyt vydatných a intenzivních přívalových dešťů (v případě větrné eroze silných výsušných větrů) nedostatečná ochrana půdy vegetací (zejména při pěstování širokořádkových plodin okopaninového charakteru)

31 Příčiny podporující degradaci půdy erozí vytváření příliš velkých oraných půdních celků a používání (konvenčních) pěstebních technologii a strojů na pozemcích ohrožených erozí

32 snížení vsaku vody do půdy rušení hydrografických prvků v krajině nezpevněná koryta (břehy) toků nedostatečná ochrana půdy na staveništích, skládkách apod.

33 Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé průměrné ztráty půdy vodní erozí Eroze je funkcí erozivity a erodibility G = R. K. L. S. C. P [t. ha - 1. rok - 1 ] R faktor erozní účinnosti deště, závisí na četnosti výskytu, úhrnu, intenzitě a kinetické energii přívalových dešťů, způsobujících povrchový odtok K faktor erodovatelnosti půdy, závisí na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty a propustnosti půdy L faktor délky svahu, vyjádřen v poměru k délce standardního pozemku 22,13 m S faktor sklonu svahu, vyjádřen v poměru ke sklonu standardního pozemku 9 % C faktor ochranného vlivu vegetace, vyjádřen v poměru k úhoru bez vegetace P faktor účinnosti protierozních opatření, vyjádřen v poměru k situaci bez PEO

34 Protierozní opatření organizačního charakteru pozemkové úpravy a cestní síť trvalé zatravnění a zalesnění protierozní rozmístění plodin

35

36

37 Agrotechnická protierozní opatření vrstevnicové obdělávání (otočnými pluhy)

38 CHARAKTERISTIKA OCHRANNÉHO OBDĚLÁVÁNÍ udržuje > 30 % rostlinných zbytků na povrchu půdy (nastýlka, mulč) zmenšuje počet operací při obdělávání půdy (energetická úspora) místo orby se kypří (půda se neřeže, ale drobí) podmíněné k tomu účelu použitelnými stroji (kypřiče, bezorebné secí stroje)

39 mulčování

40 Technická protierozní opatření Terénní urovnávky Terasy a terasové dílce Vrstevnicové meze Příkopy - záchytné, sběrné, svodné, cestní Průlehy průtočné, akumulační, zatravněné, obdělavatelné Ochranné hrázky Protierozní nádrže Asanace strží Hrazení bystřin

41 Terasy vhodné především pro zpřístupnění a obdělávání velmi svažitých terénů

42 Meze - význam mají jen vrstevnicové meze - ale ani ty nezachycují povrchový odtok a smytou zeminu

43 Příkopy - slouží ke stálému odvádění povrchové vody - vyžadují dobré opevnění a údržbu, propustky jsou častou příčinou zablokování odtoku

44 Průlehy - široce otevřené, velmi vhodné k odvádění náhlých povrchových odtoků z přívalových dešťů - snadná údržba a přejezdnost - mohou být zatravněné i obdělavatelné

45 Zachovalá zatravněná údolnice, resp. svodný průleh

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55 Realizace svodného průlehu a retenční nádrže

56 Řešení protipovodňové a protierozní ochrany

57 Vizualizace budoucí nádrže

58 Variantní řešení umístění ochranných nádrží

59 Materiál po vyčištění drenážního potrubí

60 Děkuji za pozornost Ing. Jiří Hladík, Ph.D