Pannon Egyetem, Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék
Növénytermesztés és Kertészeti tudományok Doktori Iskola
DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS
Az erózió lépték függése
Sz ű cs Péter
Témavezet ő : Dr. Sisák István
Keszthely
2012
AZ ERÓZIÓ LÉPTÉK FÜGGÉSE
Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében Írta:
Szűcs Péter
Készült a Pannon Egyetem Növénytermesztés és Kertészeti tudományok Doktori iskolája keretében
Témavezető: Dr. Sisák István
Elfogadásra javaslom (igen / nem)
……….
(aláírás) A jelölt a doktori szigorlaton %-ot ért el,
Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom:
Bíráló neve igen /nem
……….
(aláírás)
Bíráló neve: igen /nem
……….
(aláírás)
A jelölt az értekezés nyilvános vitáján %-ot ért el.
Veszprém/Keszthely, ……….
a Bíráló Bizottság elnöke A doktori (PhD) oklevél minősítése:
………
Az EDHT elnöke
Tartalomjegyzék
1. Bevezetés 5
2. Kivonatok 7
3. Irodalmi áttekintés 10
3.1. Az erózió fogalma és fajtái 10
3.2. A talajpusztulás megjelenési formái 11
3.3. Az eróziót kiváltó és befolyásoló tényezők 12
3.3.1. Csapadék 13
3.3.2. Lejtő 16
3.3.3. A talaj nedvességi állapota 19
3.3.4. A talaj vízgazdálkodása 20
3.3.5. A talaj szerkezete 21
3.3.6. Növényborítottság 22
3.4. Erózió Európában 23
3.4.1. Tanulságok a magyarországi eróziós viszonyokra nézve, a vizsgálati terület
erózióval összefüggő problémái 29
3.5. A talajveszteség mérésének fontosabb módszerei 31
3.5.1. Természetes körülmények kötött mért talajerózió 31
3.5.2. Mesterséges körülmények között mért talajerózió 35
3.6. Az erózió lépték függésével foglalkozó újabb kutatások 38
4. Anyag és módszer 45
4.1. A kísérleti terület általános jellemzése 45
4.2. Kisvízgyűjtő szintű eróziós vizsgálatok 48
4.2.1. A kisvízgyűjtők jellemzése 54
4.3. Tábla szintű eróziós vizsgálatok 60
4.4. Terepi eső-szimulátoros vizsgálatok 61
4.4.1. A Pannon R-02 esőszimulátor 61
4.4.1.1. A mérés menete 63
4.4.2. Osztrák esőszimulátor 68
4.5. Nagylaboratóriumi esőszimulátoros vizsgálatok 70
4.6. Az eredmények matematikai értékelése 71
4.7. Térinformatikai feldolgozás 74
4.8. Az általános talajveszteségi egyenlet tényezőinek számítása a somogybabodi
mintavízgyűjtőre 74
5. Eredmények 77
5.1. Kisvízgyűjtők 77
5.1.1. Lefolyás és erodált talaj a kisvízgyűjtőkről 77
5.2. Kisparcellás esőszimulátoros mérések 85
5.2.1. A Pannon R-02 és az Osztrák esőszimulátor összehasonlítása 85
5.2.2. Terepi kisparcellás kísérletek eredményei 88
5.3. Nagylaboratóriumi eróziós mérések 94
5.4. A különböző léptékű vizsgálatok összehasonlítása 101
5.4.1. Nagylaboratóriumi és kisparcellás mérések összehasonlítása 102 5.5. A vízvezető képesség és az erózió összefüggése, a három kísérleti helyen 106 5.6. USLE eróziószámítások a somogybabodi kisvízgyűjtő lejtőire 107 5.7. A különböző léptékű vizsgálatok együttes értékelése (léptéksor) 111
5.8. Összefoglalás 114
5.9. Új tudományos eredmények 120
5.10. Javaslatok 121
5.11. Irodalomjegyzék 123
Mellékletek 139
1. Bevezetés
Magyarország területének közel 55%-a domb- és hegyvidéki terület. E területen belül főként a helytelen talajhasználatnak és a kedvezőtlen természeti viszonyoknak köszönhetően a víz- és szélerózió által különböző mértékben veszélyeztetett térségek nagysága eléri a 2,5-3 millió ha-t (Stefanovits et al., 1999) és az erózió a talaj termékenységének gátló tényezőjévé vált mintegy 1,45 millió ha területen (Németh et al., 2005). Felmérések szerint Magyarország talajainak felső rétege 525000 ha területen 70%-ban, 880000 ha-on 30-70%-ban és további 880000 ha-on 30%-nál kisebb mértékben már lepusztult. Az ország összes lejtős területén a talajpusztulás éves átlaga mintegy 25-30 t/ha (Szabó, 2006).
Az ország nyugati részén elterülő csapadékosabb vidékeken elsősorban a vízerózió hatásával kell számolni, ezért dolgozatomban, a továbbiakban az erózió fogalma alatt kizárólag a vízeróziót értem. A vízerózió következtében fellépő jelentős talaj és tápanyag elmozdulás a talaj termékenységének folyamatos csökkenéséhez vezet, és az élő vizekbe jutva kedvezőtlen fizikai, kémiai és biológiai folyamatokat indít el és erősít fel. Az erózióval járó talajpusztulás és környezeti terhelés mérséklése, vagy megszűntetése fontos társadalmi- gazdasági célkitűzés, melyben a mezőgazdaság a legközvetlenebbül érintett ágazat.
Az eróziós jelenségek (különösen a felületi erózió) hatása évenként „kismértékű”, hagyományos mérési módszerekkel nehezen követhető, ezért a pontosabb vizsgálata a hosszabb távú hatások előrejelzése szempontjából rendkívül fontos.
Az eróziós folyamatok megismerésére világszerte több módszert és berendezést dolgoztak ki. Ezek közül a különböző intenzitású természetes esők hatásának megfigyelése a legcélravezetőbb. Ezek a vizsgálatok állandó mérési készenlétet igényelnek és még így is több éves rendszeres megfigyelés után derül fény az alapvető törvényszerűségekre. Méréstani szempontból még ennél is körülményesebb a konkrét esőterhelést okozó természetes esők cseppjeinek méreteloszlását és kinetikai energiáját meghatározni.
Ezek és az ehhez hasonló nehézségek vezettek az eső-szimulátorok kifejlesztéséhez.
Az erózió problémája különösen nagy hangsúlyt kap a Balaton vízgyűjtő területén.
Ezen a területen az erózió nem csak a mezőgazdaságra, hanem a tó vízminőségén keresztül annak idegenforgalmára és gazdasági szerepére is hatással van.
A Pannon Egyetem Georgikon Karának Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszéke az elmúlt években a Balaton vízgyűjtő területén, különböző léptékben végzett eróziós vizsgálatokat. A különböző léptékek a következők: nagylaboratóriumi esőszimulátoros
vizsgálatok, kisparcellás esőszimulátoros vizsgálatok a terepen és kisvízgyűjtők eróziós monitoringja. A Magyar Tudományos Akadémia Földrajzkutató Intézete az elmúlt években szintén különböző léptékben vizsgálta a talaj erodálhatóságát (többek között tábla és részvízgyűjtő szinten). A két intézet kutatásaiból egy „léptéksort” kapuk, amely az egyes vizsgálati módszerek végeredményén (lefolyás, erodált talaj mennyisége, talajba szivárgott csapadék mennyisége) kívül lehetővé tette számunkra, hogy megvizsgáljuk és összehasonlítsuk az erózió alakulását is.
Az eróziós kísérletek a Balaton vízgyűjtőjén folytak. A vízgyűjtő mindhárom részén (K-i, Ny-i és D-i vízgyűjtő) egy-egy eróziómérő állomás került kialakításra. Ezeken a kisvízgyűjtőkön mértük a terület csapadékterhelését és az ebből a területen lefolyt vizet és hordalékát. A kisvízgyűjtőkön terepi esőszimulátoros méréseket is végeztünk, és később ugyanazokat a talajokat nagylaboratóriumi körülmények között is vizsgáltuk. A tábla szintű vizsgálatok helyszíne Szentgyörgyvár. A részvízgyűjtő szintet pedig a Tetves patak vízgyűjtője, illetve az arról a helyről származó csapadékesemény adatai reprezentálják. A vizsgált területek talajai túlnyomó részben változó erodáltságú agyagbemosódásos barna erdőtalajok, barnaföldek, illetve lejtőhordalék talajok.
Disszertációm tárgya és célkitűzése az eróziós folyamatok léptékfüggésének vizsgálata, amely során különböző méretű vizsgálati egységeken (m2, ha, km2) eróziós kísérleteket, mintavételeket és méréseket végeztem és az eredményeket összehasonlítottam.
Az eredmények értelmezésével választ kerestem arra a kérdésre, hogy az EU talajvédelmi stratégiáját megalapozó tanulmányokban (Vandekerckhove et al., 2004) a gazdasági kihatásai alapján első helyre sorolt talajdegradációs folyamat, a vízerózió esetében Magyarországon milyen monitoring rendszer kiépítése javasolható, amely költséghatékony, de mégis képes ennek a térben és időben erősen változó talajpusztulási folyamatnak a felmérésére, amely alapján megfelelő erózióvédelmi stratégiát lehetne kialakítani.
Munkám a keszthelyi Georgikon Kar Talajtani Tanszéken folyó több projektnek a keretében zajlott, amelyek közül a fontosabbak: „Szabályozási alternatívák a diffúz foszfor terhelés csökkentésére a Balaton vízgyűjtőjén” című NKFP projekt; az EU 5. Kutatási és Fejlesztési Programjában zajló „An Environmental Soil Test to Determine the Potential for Sediment and Phosphorus Transfer in Run-off from Agricultural Land” című projekt;
„Interneten keresztül elérhető automatikus eróziós modell fejlesztése a Balaton vízgyűjtőjére és adaptálása más környezetre” című GVOP projekt, valamint osztrák-magyar kétoldalú tudományos és technológiai együttműködési projektek.
2. Kivonatok
Az erózió lépték függése
A vízerózió negatív gazdasági hatásait tekintve az első helyre sorolt talajdegradációs folyamat. A szerző különböző léptékű eróziós vizsgálatokat végzett és hasonlított össze:
nagylaboratóriumi esőszimulátoros vizsgálatokat (3 m2), terepi esőszimulátoros vizsgálatokat (10 m2), tábla szintű eróziós vizsgálatokat (1200 m2), kisvízgyűjtő eróziós monitoring eredményeket (0,7-7 km2) és részvízgyűjtő szintű eróziós vizsgálatokat (100 km2). Választ keresett arra a kérdésre, milyen eróziós monitoring rendszer kiépítése javasolható, ennek milyen elvekre kellene épülnie, milyen elemeket és módszereket kellene tartalmaznia.
Munkáját a Balaton vízgyűjtőjén végezte.
A szerző nagylaboratóriumi mérésekkel megállapította három, a Balaton vízgyűjtőjén reprezentatívnak tekinthető talaj relatív erodálhatóságát. A kidolgozott módszerrel jellemezte a szántott réteg talajtulajdonságaiból adódó eróziós variabilitást. Terepi kisparcellás kísérletekben kimutatta a három talajnak a természetes vízháztartási körülmények esetén érvényesülő eróziós érzékenységét. A terepi kisparcellás mérések és a nagylaboratóriumi mérések együttes értékelése révén bizonyította, hogy a talajok egyensúlyi vízvezető képessége és egyensúlyi eróziója között lineáris összefüggés van. Az egyenesek meredekségét a talajok erodálhatósága objektív mérőszámának tekinthetjük.
Kisvízgyűjtő szintű mérésekkel, táblaszintű számításokkal és a léptékek összehasonlításával megállapította, hogy a tábla és a kisvízgyűjtő lépték között az elsődlegesen erodálódott talajmennyiség jelentős része leülepedhet. Összetett lejtőjű táblák esetében ehhez a táblán belüli szedimentáció is hozzájárul. Ezek a hatások előre nem kiszámíthatók, ezért a kisvízgyűjtő szintű monitoring az eróziós monitoring elengedhetetlen eleme.
Scale dependence of erosion
Soil erosion is considered as the most damaging soil degradation process regarding its economic effect. The author carried out and compared erosion measurements at different scales: large laboratory tests (3 m2), plot scale measurements on field (10 m2), field-scale investigations (1200 m2), small catchment monitoring (0.7-7 km2) and subwatershed monitoring (100 km2). An effective soil monitoring system was searched for, its underlying principles, main components and methods were investigated. The study was conducted in the watershed of Lake Balaton.
In large laboratory studies, the author measured the relative erodibility of three soils that are dominant in the watershed of Lake Balaton. The method he developed can characterize the variability of erosion due to the properties of the plough layer. He measured the erodibility for the same three soils under natural soil water regimes in small plot experiments. Close linear relationships were recognized between hydraulic conductivity and erodibility of soils in the steady-state phase of runoff. The slope of the linear equation can be considered as an objective indicator of the erodibility.
By catchment scale studies and field scale calculations and by comparing results at different scales, the author recognized that large part of the soil may settle between the field and catchment outlet. Fields with a complex slope may contribute to this process. This effect cannot be calculated in advance, so catchment monitoring must be essential part of an erosion monitoring system.
Skalierung der Erosionsprozesse
Bodenerosion ist der meist gefährliche Bodendegradationsprozess hinsichtlich ihr wirtschaftlichen Auswirkung. Der Autor untersuchte und verglich Erosion in verschiedenen Skalen: großlaboratorische Messungen (3 m2), Messungen auf Feldparzellen (10 m2), Feldmessungen (1200 m2), Kleineinzugsgebiet-Monitoring (0,7-7 km2) und Teileinzugsgebiet-Monitoring (100 km2). Vorbedingungen für ein wirksames Monitoringssystem wurde untersucht und Grundprinzipien, Bestandteile und Methode für das System wurden gesucht. Die Studie wurde im Einzugsgebiet des Plattensees durchgeführt.
Mit großlaboratorischen Untersuchungen hat der Autor die relative Erodierbarkeit von drei Böden gemessen, die im Einzugsgebiet von Plattensee oft vorkommen. Die ausgearbeitete Methode kann die Variabilität der Erosion infolge der Bodeneigenschaften der Ackerkrume charakterisieren. Die Erodierbarkeit der drei Böden unter natürlichem Wasserhaushalt wurden auf Feldparzellen getestet. Lineare Zusammenhänge zwischen Gleichgewicht- Einsickerungsraten und Erodierbarkeit wurden im Vergleich von großlaboratorischen Messungen und Messungen auf Feldparzellen festgestellt. Die Neigung der Linien können als objektive Indikatoren der Erodierbarkeit betrachtet werden.
Es wurde mit Feldkalkulationen, Kleineinzugsgebiet-Monitoring und mit Vergleich der Ergebnissen auf verschiedenen Skalen festgestellt, dass viel erodiertes Bodenmaterial zwischen dem Feld und Kleinenzugsgebiet sedimentiert wird. Wenn das Feld hat einen variablen Hang, trägt Sedimentation auf dem Feld auch bei. Dies Wirkungen können nicht vorher kalkuliert werden darum ist die Kleineinzugsgebiet-Monotoring ein unvermeidlicher Teil der Erosionsmonitoring.
3. Irodalmi áttekintés
3.1. Az erózió fogalma és fajtái
Az erózió a víz (fluviális erózió), a szél (eolikus erózió) és a jég (glaciális erózió) földfelszínre ható tevékenysége, melynek során a felszín lepusztul (denudáció) és a lepusztult anyagok másutt halmozódnak fel (akkumuláció).
A három típus közül a legjelentősebb a fluviális erózió, mely a földfelszín 25%-án érvényesül, míg az eolikus és glaciális erózió együttes mértéke közel 6-7 %.
A víz munkája lehet fizikai és kémiai. Bizonyos esetekben a két hatás együttesen is érvényesülhet.
A víz felszíni és felszín közeli pusztító munkájának folyamatai közül a Balaton vízgyűjtőjében az alábbi főbb eróziós hatások figyelhetők meg (Thyll, 1992):
Abláció: a víz talajt lemosó tevékenysége, melynek hatására kopár területek maradnak vissza és így a talajképző kőzet kerül a felszínre. Hazánkban 280 ezer hektárra tehető az ilyen kopár területek kiterjedése.
Derepció: a völgyek, vízmosások medrében a mozgó víz elsodorja az útjában lévő összeálló, illetve laza kőzeteket.
Erózió: a tulajdonképpeni erózió helyén a víz a törmelékekkel vési, vájja a felszínt. A folyamat az alapkőzet minősége és települése szerint különböző módon megy végbe. Hatására alakulnak ki az eróziós völgyek.
Korrázió: a karsztos területeken a mészkő, illetve a dolomit felületén a víz a törmelékekkel bemélyedéseket, sőt víznyelőket, üregeket képes kivájni. Az üregesedést a víz oldó, kémiai hatása is elősegíti (Balaton-felvidék).
Korrózió: a víz vegyi, oldó hatása. A csapadékvíz a légkörből CO2-ot, a talajból humuszsavakat, a kőzetekből szulfidokat vesz fel, ennek következtében oldja a kőzeteket.
A természetes (geológiai, vagy normális) erózió lassú folyamat, mely zavartalan természeti körülmények között megy végbe. Ekkor az elhordott anyagot a kőzetek mállása folyamatosan pótolja és természetes vegetáció esetén egy egyensúlyi állapot alakul ki.
Emberi tevékenység hatására ez a természetes egyensúly felborulhat, és a talajpusztulás léphet előtérbe. McHugh és munkatársai (2002) kimutatták, hogy napjainkban nagyon megnőtt az ember által kiváltott, vagy felgyorsított erózió aránya. Az emberi tevékenység által befolyásolt, fokozott mértékű talajpusztulást nevezzük gyorsított eróziónak.
3.2. A talajpusztulás megjelenési formái
A talajpusztulás folyamata a különféle módosító tényezők hatására (természeti viszonyok, emberi tevékenységek) különböző alakokban jelenik meg, melyeket talajpusztulási vagy eróziós formáknak nevezzük. Ezek elsősorban átművelhetőségükben különböznek egymástól.
Az eróziós formákat a kiváltott hatás szerint két csoportba soroljuk:
- areális, vagy felületi (réteg-) erózió - lineáris, vagy mélységi (vonalas) erózió.
Az areális erózió csak a művelt talajréteget károsítja, de megjelenése általában nagyobb területet érint. Felületi erózió hatására a termőtalaj egyenletes, vékony rétegben pusztul le, mert a mozgó víz energiatartalma kicsi, így csak a kisebb méretű talajrészecskéket képes elmozdítani.
Az areális erózió megjelenési formái a következők: átmosásos erózió, mikroszoliflukció, csepperózió, lepelerózió, talpas erózió (Thyll, 1992). Az utóbbit kivéve hatásuk közvetlenül a talajfelszínen nehezen figyelhető (mérhető) meg.
A lineáris erózió nagyobb mélységekre terjed ki, ezért hatása igen látványos és szembetűnő. Ebben az esetben a felületen mozgó víz rétegvastagsága, mozgási energiája is nagyobb, mint az előző esetben. Kialakulását éppúgy elősegíthetik az areális erózió során kialakult vízerecskék, mint a terephajlatok és a lejtő irányú keréknyomok.
A mélységi erózió barázdás, árkos és vízmosásos formában jelenhet meg.
Négy esetben igen valószínű a lineáris erózió bekövetkezte (Hasholt and Breuning-Madsen, 1989):
1. nedves talajra eső érkezik,
2. részben fagyott talajra csapadék esik, 3. hóolvadáskor,
4. nagy intenzitású eső fedetlen talajra hullik.
A különböző léptékű eróziós mérések esetében különböző eróziós folyamatok és tényezők kerülnek előtérbe a vizsgálatok során. Az úgynevezett mikro lépték esetében (mm2 - 1 m2) az aggregátumok stabilitásától függ elsősorban az erózió. További befolyásoló tényező ebben az esetben a talaj nedvességtartalma, szerves anyag tartalma és a talajélet aktivitása.
Parcella szinten (1 m2 - 100 m2) a lefolyást befolyásoló tényezők kerülnek előtérbe. A beszivárgási és mikrodomborzatbeli különbségek jelentősen befolyásolhatják az erózió mértékét adott parcellákon. Egyik ilyen fontos tényező a felszín kövessége, mely több kulcsfontosságú vízvezetési folyamatra, a talajfelszín hőmérsékletére és az erodálhatóságra is hatással van (Poesen et al., 1994). Tábla szinten (100 m2 – 10000 m2) a jól elkülöníthető helyeken kialakult eróziós formák mennyisége és milyensége a döntő tényező. A vízgyűjtőkön (≥10000 m2) belüli különbségekből adódóan különböző típusú eróziós tevékenységeket különböztetünk meg (csepperózió, rétegerózió, barázdás erózió, árkos- vízmosásos erózió). Ezek számának és minőségének egymáshoz viszonyított arányának függvénye a vízgyűjtőkön kialakult erózió mértéke (R.P.C. Morgan, 2005).
3.3. Az eróziót kiváltó és befolyásoló tényez ő k
Az eróziót kiváltó tényezők közül az első a csapadék, melynek két megjelenési formája meghatározó az erózió szempontjából. Az eső mennyisége, cseppnagysága, hevessége, időtartama és a hó mennyisége, valamint olvadási ideje határozza meg a csapadék hatását az erózió mértékére.
A másik kiváltó tényező a lejtő, melynek meredeksége, hosszúsága, alakja és elhelyezkedése a meghatározó eróziós szempontból.
Az eróziót befolyásoló tényezők a következők: a talaj nedvességi állapota, a talaj vízgazdálkodása, a talaj mechanikai összetétele, szerkezete a felszín egyenetlensége és fedettsége (növénymaradványok, kavicsok, mulcs) és a növényborítottság (Stefanovits, 1992).
Az erózió a szántókon ott a leggyakoribb, ahol a felszín csupasz, vagy csak kismértékben fedett. Függ a lejtőmeredekségtől, talaj szerkezetétől (Evans, 2002), a táblamérettől és a talajhasználattól.
3.3.1. Csapadék
Az erózió kiváltásában az éghajlati tényezők közül a csapadéknak (eső, hó) van a legnagyobb szerepe. A csapadék fent említett formái közül a csapadék mennyisége mindkét esetben meghatározó. Az eső hatásának meghatározásakor annak intenzitását (hó esetében az olvadás intenzitását) szokták még vizsgálni.
Az erózió folyamatában az eső intenzitása játssza a legfontosabb szerepet. Az eső intenzitásának növelése a lefolyás és az erózió ugrásszerű növekedését eredményezi. Az intenzitás mértéke az esőcseppek átmérőjétől és azok eloszlásától függ (1. ábra). Ezt az összefüggést (Levert, 1962), a következőképp írja le:
r =1,73×i-0,227, (mm)
Ahol:
r – átlagos sugár (mm) i – intenzitás (mm/ó)
1. ábra: Az esőcseppek átmérői az intenzitás függvényében
Az eróziós hatást elsősorban az esőcseppek becsapódási sebessége határozza meg, mely a rá ható gravitációs erőtől, az esőcseppek tömegétől és a szélerőtől függ.
Szélcsend esetén a földre hulló esőcseppek végsebessége csak azok tömegétől és a légellenállásától függ. Abban az esetben, ha a csepp tömege és légellenállása egyensúlyba kerülnek egymással, a csepp végsebességét elérve, nem gyorsul tovább és ezzel az állandó sebességgel folytatja útját. Ezen tény ismerete az eső-szimulátorok tervezése és üzemeltetése szempontjából fontos.
Gyakorlati tapasztalat, hogy legalább 6 m-es szabadesést kell biztosítani egy „nyomás nélkül” képzett vízcseppnek ahhoz, hogy a talajra érkezés előtt érje el közelítőleg az esési végsebességét.
Az érkezési sebesség és az esőcsepp sugara között (Levert, 1962) a következő összefüggést találta:
Vv=6,5× r , Ahol:
Vv – érkezési sebesség, (m/s) r – az esőcsepp sugara, (mm).
Az esőcsepp sugara és kinetikai energiája között pozitív korreláció tapasztalható. Minél nagyobb az esőcsepp, annál nagyobb a tömege és ebből fakadóan a kinetikai energiája is. A vízcseppek talajra ható mozgási energiájának fontos szerepe van a csepperózió és a levonuló vízlepel anyagszállító képességének fenntartásában.
A kinetikai energia:
Ekin.=1/2m×v2, Ahol:
Ekin. – kinetikai energia (J) m – tömeg (kg)
v – érkezési sebesség (m/s).
A talaj vízáteresztő képességétől és az eső intenzitásától függ annak a talajfelszíni víztöbbletnek a kialakulása, mely vízréteg az erózió kialakulásáért felelős. A talaj nedvességtartalma kedvezőtlen módon befolyásolja annak víznyelési és vízáteresztési tulajdonságait. Az átázott talajfelszín már viszonylag kisebb mennyiségű csapadék hatására is felületi elfolyást és talajpusztulást mutat (Stefanovits, 1966). Felszíni víz akkor képződik, ha az időegység alatt felszínre érkező víz mennyisége meghaladja az időegység alatt elnyelődő víz mennyiségét. Állandó esőintenzitás esetén a 2. ábra szemlélteti a felszíni víz képződésének szakaszait.
2. ábra: Az eső és a beszivárgás intenzitása (Thyll, 1992)
Bacsó (1968) a csapadékokat – intenzitásuk szerint – három osztályba sorolva vizsgálta.
Apró csapadéknak a 0,1 - 0,9 mm/h, közepes csapadéknak az 1,0 - 4,9 mm/h és nagy csapadéknak az 5 mm/h feletti intenzitású esőt nevezte.
Kutatásai szerint, mely 43 évi időszakokat tartalmaz, az erózió szempontjából leglényegesebb nagy csapadékok Magyarországon késő tavasszal és kora nyáron a leggyakoribbak. A nagy intenzitású és mennyiségű záporesők lehullásakor jelentős a felületi lefolyás. Zezchwitz (1967) mérései azt bizonyítják, hogy egy 100 mm-es felhőszakadás 70 - 80 %-a lefolyik a felszínen.
Az erózió mértékét jelentősen befolyásolja, hogy a zápor mikor éri el intenzitásának maximumát a záporeső teljes időtartamán belül. A szerzők többsége négy alaptípust különböztet meg. Az első esetben az intenzitás maximuma a zápor kezdetén van, a második esetben közelítőleg a teljes időtartam felénél, a harmadik típusnál az eső végén jelentkezik az intenzitás maximuma. A negyedik típusba az egyenletes intenzitású csapadékok tartoznak.
Bacsó (1968) kutatásai szerint a hazánkban előforduló esőzések nagy része az első típusba sorolhatók. Ez eróziós szempontból kedvezőnek tekinthető, hiszen a talajok vízbefogadó képességét nagyban meghatározza azok nedvességtartalma.
Az eróziós mérések összehasonlíthatóságát nagyon nehezíti az a tény, hogy azonos intenzitás-lefutású záporok gyakorlatilag évekig sem fordulnak elő egy kiválasztott helyen és időben (azonos dekádban).
Magyarországon a nagy intenzitású (100 mm/h) csapadékok bárhol előfordulhatnak (OMSZ, 1993). Ebben a tekintetben a magyar viszonyok nem térnek el lényegesen a környező országokétól, így a viszonylag gyakorinak számító 60 mm/h esőintenzitás (Strauss et al., 2000) az eróziós mérések tekintetében nálunk is megfelelő.
A csapadék mennyisége az eső intenzitásától és időtartamától függ.
Csapadékmennyiségen azt a számot értjük, amely megmutatja, hogy valamely t időtartam során a vízszintes sík 1 m2-ére mikro-csapadékok kiválásából, vagy csapadékhullásból hány liter vízmennyiség jutott. A csapadékmennyiség egysége:
(10-3 × m3)/m2 = liter/m2 = mm,
ami azt fejezi ki, hogy a felszínre került csapadék hány mm vízréteget képezne a vízszintes felszínen, ha nem folyna el, nem szivárogna be a talajba és nem párologna el (Péczely, 1979).
A hó eróziót kiváltó hatása elsősorban a hóréteg vastagságától, az olvadás időtartamától és a talaj állapotától függ. A havazás közvetlenül nem vált ki eróziót. A talajon felhalmozódott hó mennyiség csak akkor okozhat kárt, ha megolvad. Ebben az esetben az erózió mértéke a talaj vízbefogadó képességétől függ. A fagyott állapotú talaj nem tudja elvezetni az olvadékvizet és a megindult lefolyás eróziós károkat okoz. A hóolvadás következtében kialakuló erózió hazánkban összességében nem számottevő, de a napsütötte déli fekvésű lejtőkön gyakran előfordul.
3.3.2. Lejt ő
A csapadék mellett a lejtő a másik eróziót kiváltó tényező, melynek meredekségétől, hosszúságától, alakjától és kitettségétől függ a rajta kialakult talaj erodálhatóságának mértéke.
Az erózió mértékét elsősorban a lejtő meredeksége határozza meg. Ugyanazon területről készült lejtőkategória-térképet és talajeróziós térképet összehasonlítva, legtöbbször igen szembeötlő a hasonlóság (Boros, 1977, Kerényi, 1977, Pinczés et al., 1978). A meredekségtől függ, hogy a talajfelszínen lefolyó víz mekkora energiára tesz szert, mekkora lesz az erodáló hatása. Azonos talajminőséget feltételezve minél meredekebb a lejtő, annál nagyobb a felszínen lefolyó víz talajpusztító és –elhordó hatása.
A lejtőszög és az erodált talajmennyiség közti összefüggés a következő: A = a (S - b)n,
Ahol:
A – erodált talajmennyiség (t/ha/év), S – lejtőhajlás (%),
n – az egyenes ordinátával bezárt szögének tangense, mely a képlethez szerkesztett koordináta rendszerből meghatározható,
a, b – állandók (Thyll, 1992).
A lejtők meredekségének kifejezésére a lejtőkategóriák használatosak, melyek az erózió veszélyességének kifejezése mellett a talajvédelmi eljárások megválasztásához is segítséget nyújtanak.
Hazánkban, a mezőgazdaságban használatos öt lejtőkategória a következő: I. lejtőkategória: <5%
II. lejtőkategória: 5-12%
III. lejtőkategória: 12-17%
IV. lejtőkategória: 17-25%
V. lejtőkategória: >25%
I. lejtőkategória: Sík, vagy hullámos területek. Ebben a kategóriában a mélységi erózió formái nem fordulnak elő. A felületi erózió is csak igen ritkán, mert a területen esetlegesen keletkező víz elmozdulása, egyben energiája igen csekély. A szikes talajok esetenként padkásodhatnak.
II. lejtőkategória: Enyhén lejtős területek. A felszíni vízmosás közepes energiatartalmú, a felületi erózió gyakoribb, mint az előző esetben. A felületi lefolyás kialakulását és mértékét jelentősen befolyásolja a talaj vízgazdálkodása.
III. lejtőkategória: a felületi erózió mellett gyakran megjelenik a mélységi erózió barázdás formája, amely helytelen talajhasználat esetén akár vízmosások kialakulásához is vezethet.
IV. lejtőkategória: Erősen lejtős területek. Egyértelmű a vonalas erózió dominanciája.
A lejtőn lefutó víz energiája lényegesen nagyobb, mint az előző esetben. Az eróziós fokozatokat elsősorban a talaj erodálhatósága határozza meg.
V. lejtőkategória: Meredek lejtők kategóriája. Minden esetben észlelhető talajpusztulás, melynek mértéke ebben a kategóriában a legnagyobb. A legtöbb könnyen erodálódó talaj a talajképző kőzetig lepusztul (Thyll, 1992).
A lejtők hosszúsága szabja meg, hogy a felületi lefolyás milyen tömegű vizet szállít, és ez milyen sebességre gyorsulhat fel az adott meredekségű lejtőn. A lefolyó víz tömege a lejtő hosszával arányosan növekszik, ha a terület lejtése egyenletes (Stefanovits, 1992). Az egyre növekvő víztömeg energiája fokozatosan nő, így a talajpusztulás mértéke a lejtőn lefelé haladva egyre fokozódik és a vonalas erózió kerül előtérbe. Mattyasovszky (1956) tanulmányaiban azt írja, hogy egy hektárról lefolyó víz mennyisége a lejtő hosszúságának növelésével csökken, a lemosott talaj mennyisége azonban növekszik.
A lepusztulás mértékét a lejtő alakja is befolyásolja. A lejtő lehet egyenes, kihajló (konvex), behajló (konkáv) és összetett lejtő. A lepusztulás helye és mértéke a lejtő alakjától függ. Egyenes lejtőn a lefelé folyó víz rétegvastagsága a lejtő hosszával arányosan fokozatosan nő, ezért az alsó harmadban a legnagyobb a talajpusztulás. A kihajló lejtőnek a felső harmada közel változatlan marad, az alsó harmada károsodik. A behajló lejtő felső harmada igen meredek, ezért ez a szakasz erodálódik a leginkább, majd az eróziós hatás egyre csökken és sok esetben az alsó harmadban már annyira kicsi a felszínen lefolyó vízesése, hogy üledék rakódik le. 1997 és 1999 között, Angliában és Wales-ben végzett vízgyűjtő eróziós monitoring során a kiülepedésnek a mértéke csupán 1%-os volt a teljes elmozdult talajmennyiséghez (0,284 km3) viszonyítva (McHugh et al., 2002). Souza & Morgan (1976) laboratóriumi méréseinek táblázata (1. táblázat) az egyszerű lejtőkről lehordott talajmennyiségeket hasonlítja össze g-okban:
1. táblázat: Az egyszerű lejtőkről lehordott talajmennyiségek g-ban
lejtő (%) konvex egyszerű konkáv
18 - 1373 -
14 1347,3 864 636,1
10,5 956,2 717,2 530 7 678,4 682,9 518,5 3,5 617,2 621,6 502,4
A természetben nagyon ritka az egyszerű lejtő. A fent említett három lejtőtípus különböző módon kapcsolódva összetett lejtőként jelenik meg a valóságban, melyen a talajpusztulás az összetevők arányában módosul.
Az USA mezőgazdasági minisztériuma által kiadott RUSLE kézikönyvben (RUSLE:
Revised Universal Soil Loss Equation) számos mérés eredményeként megállapították, hogy az egyenes lejtőn tapasztalható átlagos erózió mennyiségének csupán 85%-a mérhető behajló lejtő esetén és 132%-a kihajló lejtő esetén (Renard et al., 1997).
A lejtő kitettségén azt értjük, hogy a lejtő vagy a lejtőszakasz melyik égtáj felé néz. A kitettségtől függő eróziós különbségekre a választ a csapadék- és a sugárzásviszonyok módosulásában kell keresni. Abban az esetben, ha a lejtő kitettsége és az uralkodó szélirány egybeesik, az erózió fokozott, mert az esőcseppek közel merőleges szögben érik a talajt, így ütőhatásuk nagyobb. A sugárzási viszonyok talajvédelmi szempontból káros hatása elsősorban a déli fekvésű lejtőkön érvényesül. A nagyobb mértékű besugárzás jobban szárítja a talajt és ennek összetett hatása lehet. A szárazabb talajba gyorsabban beszivárog a víz, a kiszáradt felszínre érkező eső szétrobbanthatja a talaj aggregátumait, és a gyors hóolvadás barázdás eróziót válthat ki, ha az altalaj fagyott (Stefanovits, 1992).
3.3.3. A talaj nedvességi állapota
A talaj nedvességi állapota nagymértékben befolyásolja az eróziós folyamatokat. A talajpusztulási folyamatok közül elsősorban a csepperózió tekintetében jelent veszélyt. Száraz talajfelszínen a talajrészecskék szétesése elsősorban a nedvesedési erőnek köszönhető.
Nedves talaj esetén az erózió a becsapódó cseppek energiájától függ. Schmidt (1979) szerint a feltalaj növekvő nedvességével a leöblítésre való hajlam egyre nő. Kuron és munkatársai (1956) megállapították, hogy a talajok víztelítettségének fokozódásával a letarolás mértéke jobban emelkedik, mint a lefolyás. Munkájukban kivételekről is említést tesznek, így hasonló intenzitású csapadék esetén, száraz talajon kis lefolyást és nagy letarolást, majd erősen átázott talajon nagyobb lefolyást és kisebb letarolást mértek. Véleményük szerint ez azzal magyarázható, hogy a nedves talaj aggregátumok egy ideig vízállóbbak, mint a szárazabbak. Huzamosabb nagy intenzitású esők hatására a talaj felszíne elérheti vízkapacitásának maximumát. Ilyen esetben a sok löszfrakciót tartalmazó talajfelszín pépes része könnyen elmozdul és sárfolyás alakulhat ki.
Az amerikai talajvédelmi szolgálat (Soil Conservation Service) által használt vízgyűjtő lefolyási görbék módszerének számítása során is figyelembe veszik az aktuális talajnedvességet (megelőző 5 nap csapadékösszege alapján becslik). 6 kategóriát különböztetnek meg. 3 fokozat vegetációs időszakban, 3 fokozat vegetációs időszakon kívül (Novotny and Olem, 1994).
3.3.4. A talaj vízgazdálkodása
A talaj vízgazdálkodása közvetett módon – a felszíni víz képződésén keresztül – befolyásolja az erózió kialakulását (Thyll, 1992). A legfontosabb eróziót befolyásoló tényező, mely a talajra jutó csapadék beszivárgásának mértékét határozza meg. Az esőáteresztő- képesség a talajfelszínnek az a tulajdonsága, mely megszabja, hogy különböző lejtőszögek mellett, különböző cseppnagyságú esőből vízkapacitásig telített állapotban időegység alatt mennyi szivároghat be. Mértékegysége: mm/perc/lejtőszög vagy mm/óra/lejtőszög (Góczán, 1974). A rövid ideig tartó kis és közepes intenzitású csapadék hatása elsősorban a felszín vízáteresztő képességétől függ. Hosszabb ideig tartó csapadék talajpusztító hatását viszont a mélyebben fekvő rétegek vízáteresztő képessége is befolyásolja. Az egész szelvény vízáteresztő képességét mindenkor a legrosszabb vízáteresztő képességű réteg szabja meg (Stefanovits, 1992). A leggyengébb vízáteresztő képességű réteg felszíntől való távolsága nagyban befolyásolja a csapadék további útját a talajban. A felszíni víz kialakulásának valószínűsége annál nagyobb, minél közelebb található a felszínhez a gyengébb vízáteresztésű talajréteg és minél nagyobb a rétegek áteresztőképességének különbsége. A víztartó képesség
a talaj vízgazdálkodásának másik tényezője, mely a talaj kiszáradását és a rajta kialakuló talajvédő növényzet minőségét befolyásolja.
Ezt a koncepciót az újabb, fizikai alapon nyugvó eróziós modellek is magukévá teszik, amennyiben bevezetik az aktív réteg víztartó képességének a fogalmát, pl. a WEPP modellben (Flanagan et al., 2001).
3.3.5. A talaj szerkezete
A talajszerkezet a talajok vízgazdálkodását és az erodálhatóságukat határozza meg. A jó szerkezetű talajok vízáteresztése és víztartó képessége egyaránt kedvező. Erodálhatóságukat a talajmorzsák nagysága és azok vízállósága befolyásolja. Különösen vulkáni területeket övező löszszerű üledéken vagy nyirokon kialakult talajokon tapasztaljuk, hogy nagyobb csapadék esetében nem lép fel talajpusztulás, annak ellenére, hogy a felületi lefolyás jelentős.
Azonos lejtőviszonyok esetében viszont a leromlott, elporosodott szerkezetű csernozjom talajokon már kisebb csapadék is jelentős talajmennyiséget szállít az erózióbázis felé (Stefanovits, 1992). A mezőgazdaságilag művelt talajok szerkezetét és egyben vízgazdálkodását jelentősen javíthatja az egy időben kijuttatott és bekevert meszező anyag és szerves trágya. Emellett nagy szerep jut a jó talajhasználatnak és a kíméletes, „érlelő” talajművelésnek.
Az aggregátumok méretére és vízállóságára vonatkozóan Bryan (1968) részletes vizsgálatokat végzett, melyben a 2-5 mm-es aggregátumok mennyisége bizonyult az erózióval szembeni ellenállás legjobb indikátorának. Újabb tanulmányok is bizonyítják (Barthés &
Roose, 2001), hogy a vízálló aggregátumok mennyisége a talajban az erózióval szembeni ellenálló képesség jó mérőszáma a léptékek széles skáláján. Az eróziós modellek azonban csak ritkán veszik figyelembe közvetlenül az aggregátum stabilitást (Torri et al., 1999), inkább az ezt meghatározó talajtulajdonságok szerepelnek az egyenletekben. Az aggregátumok stabilitását Tisdall és Oades (1982) szerint három tényezőcsoport határozza meg: a) gyorsan lebomló mikrobiális és növényi poliszaharidok átmeneti hatása, b) gyökerek és gombafonalak (főleg mikorrhiza) ideiglenes hatása és c) gyűrűs humuszvegyületek tartós hatása, főként ha amorf Al és Fe vegyületekhez és többértékű kationokhoz kapcsolódnak. Az általános talajveszteségi egyenlet és későbbi változatai, valamint az ezekre épülő további
modellek a talaj erodálhatósági tényezőjének meghatározása során figyelembe veszik az aggregátum osztályokat is (Römkens et al., 1997).
3.3.6. Növényborítottság
A növényzet eróziót befolyásoló szerepe Bukovinszky (in: Thyll, 1992) szerint a következőképp foglalható össze:
- a csapadék felfogása, - a hótakaró felhalmozása,
- a csapadék beszivárgásának és tárolódásának segítése, - a talajnedvesség megőrzése,
- a felszín érdességének növelése.
A fent említett faktorok közül a csapadékfelfogó hatás a legfontosabb, melynek során a növénytakaró az esőcseppek mechanikai ütő hatását csökkenti és az esőt permetszerűen szétszórja. Ennek következtében a csapadék erodáló hatása csökken, vagy teljesen megszűnik.
Ezt a hatást a talajfelületet borító elhalt növényi részek tovább erősítik. A sekélyen gyökerező növények a felszínen mozgó víz energiájának megtörésében játszanak fontos szerepet.
Csepinszky és Jakab (1999) megállapította, hogy tarlón kétszer annyi anyagot képes a felszínen lefolyó víz szállítani, mint az álló búzával védett területen. Az irodalom szerint az őszi búza maximális levélfelületi indexe 4 m2 m-2 (Neitsch et al., 2001). Ezzel az értékkel számolva őszi búzában 3 mm az intercepció 20 mm csapadék felett (Wohlrab et al., 1992).
Csepinszky és Jakab (1999) mérései szerint a „növényi” hatás ennél nagyobb volt. A búza állományban és a búza tarlón mért csapadékmennyiségbeli különbségek az intenzitástól függően a következők voltak: 30-40 mm h-1-nál 6 mm, 60 mm h-1-nál 8,4 mm és 90 mm h-1- nál 11,2 mm. A különbségek abból adódnak, hogy az intercepción túl, a növény felületén a felszínre folyó víz könnyebben beszivároghat a talajba. Az intercepció által felfogott vízmennyiség konstans, szerepe annál jelentősebb, minél kisebb a csapadékösszeg. Nagy mennyiségű eső esetén már a száron levezetett víz jelentősége nő meg. Ez a víz már nem rendelkezik jelentős kinetikus energiával, ezért nem képes csepperóziót okozni.
A talajpusztulás szempontjából meghatározó jelentősége van a felszín fedettségének (Kertész et al., 2001). Minél tovább növényi borítottságot kell biztosítani a dombvidéken
mezőgazdaságilag művelt területeken, melyet későn érő fajtákkal, őszi vetéssel és végső esetben másodvetéssel, esetleg mulcsozással lehet elérni.
A hótakaró összegyűjtésekor a növényállomány zártsága és szintezettsége szabja meg a talajpusztító hatás csökkenésének mértékét. Szél hatására a növényzet különböző mértékben gyűjti össze a havat, ezért a leesett csapadék átrendezésében is fontos szerepet játszik.
Egyes növényfajok (pl.: pillangósok, fűfélék) morzsás talajszerkezet kialakításával javítják a talaj vízvezető és víztároló képességét. A csapadék tárolását a talajok szerves anyag tartalma is kedvezően befolyásolja.
A növényzet árnyékoló hatása, mely a talajnedvesség megőrzésében fontos szerepet játszik, a növényállomány fejlettségétől, térállásától és levélzetének tömegétől függ.
3.4. Erózió Európában
Az EU talajvédelmi stratégiáját megalapozó tanulmányokban (Vandekerckhove et al., 2004) gazdasági kihatásai alapján az erózió az első helyre sorolt talajdegradációs folyamat. Ennek megfelelően az EU szintű kutatásokban is jelentős figyelmet kap és az eróziós helyzet európai áttekintésére is sor került a közelmúltban (Boardman & Poesen, 2006). Röviden áttekintem ennek a szintézisnek a tanulságait a magyarországi helyzetre vonatkozóan. Magyarország éghajlata a területnagyságához viszonyítva változatosnak mondható. Főképpen ezért, de nem csak ebből fakadóan (eutrofizáció, löszterületek erodálódása, művelési/betakarítási erózió, stb.) vonható párhuzam több európai országgal eróziós szempontból. Az alábbiakban, a teljesség igénye nélkül mutatok be európai országokat, ahol a hazánkban ható folyamatokhoz hasonló eróziós tevékenységek érvényesülnek.
Norvégiában elsősorban ősszel és tavasszal okoz nagyobb károkat az erózió. Ősszel az enyhén nedves talajra hulló nagymennyiségű eső okoz felszíni lefolyást. Tavasszal a hóolvadás okozta erózió bír nagy jelentőséggel, különösen ha az altalaj még fagyott állapotban van (Oygarden, 2000; Lundekvam, 2002). A víz okozta erózió a folyók és tavak eutrofizációját okozzák.
Dániában 5 különböző típusa jelenik meg az eróziónak: 1. Defláció: A homoktalajok fő problémája a defláció, különösen vetés idején. 0,5 millió ha érintett. 2. Lepelerózió: Ősszel és
télen jelentős. Fő oka a hóolvadás, vagy az eső, amikor részben fagyott talajra esik. 3.
Barázdás erózió: Dánia összes talaját fenyegeti. Meredekebb, konkáv lejtőkön és az agyagos altalajú területeken gyakoribb. Legtöbbször őszi búzával és őszi árpával vetett, agyagos altalajú területek esetében regisztráltak barázdás eróziót. 4. Művelési erózió: Speciális típusa, amikor cukorrépát, vagy burgonyát takarítanak be. Egy területről kb. 0,1 mm/év-nyi mennyiség került lehordásra a szántóról a cukorrépán és a burgonyán maradt talajmennyiséggel (Hasholt, 1988). 5. Part erózió (elhabolás): Különböző mértékű lehet, attól függően, hogy milyen a talajtípus, a rézsű növényzete, meredeksége, magassága, a folyó sebessége (Laubel et al, 2000). A K-i parton az agyagos talajok dominálnak. Az eutrofizáció Dániában is fontos és mindmáig megoldatlan kérdés.
Franciaország változatos földrajzi adottságokkal bír (magashegységek, dombvidék, fennsík, síkság). Az éghajlat szintén változatos. Az óceáni éghajlattól kezdve, a kontinentálison át, a mediterránig. Az ország 55%-a szántó. Szőlőültetvények és gabonafélék a legjellemzőbbek, melyek az ország mezőgazdasági termelésének 2/3-át adják. A csapadék erozivitása a mediterrán vidékeken a legnagyobb. A DNy-i részen az eróziós károk nagy része tavasszal következik be, a meredek lejtőknek, a talajművelésnek és az alacsony növényborítottságnak köszönhetően. A felhőszakadások nagymértékű eróziót okozhatnak, ha a talajművelés pár nappal előtte történt. Sárfolyások szinte az egész országban előfordulhatnak és nagy jelentőségűek. 1985 és 2001 között 15000 ilyen eseményt regisztráltak. A hegyvidékeken az erózió mértéke csökkent, hála a rekultivációknak és a szántóföldek arányában bekövetkező csökkenésnek.
Belgium annak ellenére, hogy kis ország, változatos felszínnel rendelkezik, melynek következtében a talajtakarója és a talajhasználat is változatos. Talajeróziós szempontból három fő régiót különböztethetünk meg. 1. É-i terület: síkvidék, zömmel homok és homokos vályog talajokkal. A lejtők ritkán érik el a 2%-os meredekséget, általában 1%-osak. 2.
Belgium középső része: Fennsík jellegű. A tengerszint feletti magasság 90 és 200 m között változik. Homokos vályog és vályog talajféleség. A legtöbb lejtő meredekebb, mint 5%. A legmeredekebb lejtők 15 és 25% között vannak. 3. Ardennek: vékony rétegű Leptosolok.
Főleg erdő és legelőterületek találhatók itt. A lejtők akár 30% felettiek is lehetnek. Az éves csapadékmennyiség az É-i és a középső részen 700 és 900 mm között változik, de az Ardennekben elérheti az 1400 mm-t is. A víz és a művelési erózió a két legfontosabb eróziós forma az országban, melyek főleg a középső részeken dominánsak. Az É-i részek homokos síkságain, néhol defláció is előfordulhat. A centrális részen, betakarítási erózió is felléphet ott, ahol gumós növényeket és gyökérzöldségeket termesztenek. A legtöbb mezőgazdasági
vízgyűjtőben a víz okozta erózió értéke 10 t/ha/év körül mozog. A művelési eróziós károk átlagosan 1,4 t/ha/év-re tehetők. A betakarítási veszteségek (gumós, gyökérzöldség) 2 - 16 t/ha/betakarítás között mozognak, növényfajtától függően. A földcsuszamlások főleg az infrastruktúrában okozott károk miatt jelentősek.
Hollandiában a talajerózió nem egész országot érintő probléma. A víz által okozott erózió, csak az ország legdélebbi pontján (Dél-Limbourg) jelentkezik és 40000 hektáron okoz gondot a dombvidéki terület lösztalajain. A terület éghajlata óceáni, egész évben jellemző a csapadék, melynek éves átlagos mennyisége 750 mm. A vízerózió megjelenési formái: árkosodás (ephemeral) a szántóföldön, sárfolyások és szedimentáció a völgyekben, utakon, utak menti árkokban, a házak alagsorában, pincéiben, stb. A régióban gazdálkodó farmereknek kötelességük: 1. Betakarítás után, min. 20 cm mélyen talajmunkát végezni. 2. Direkt vetést alkalmazni, vagy eltűntetni a traktornyomokat silókukorica, vagy cukorrépa vetése után. 3.
Kukorica és gabona betakarítása után zöldtrágyázás. 4. Minimum 3 m széles vízvisszatartó alkalmatosság kialakítása erózióveszélyes növénnyel vetett táblák alján. 5. 2 - 5%-os lejtésű területen maximum 400 m-es lehet a táblahossz, erózióveszélyes növények esetén, vagy a következő technológiák alkalmazása: direkt vetés, mulcsozás, vagy szalmatakarás vetés után, 6. 5-18 %-os lejtőn a maximális táblahossz 300 m és ld. előbbi technológiák, 18 % feletti lejtők esetén csak gyepterület lehet. A deflációnak kitett területek nagysága 97000 hektárra tehető. A partvidéken és a szántóföldek homoktalajain jelentkezik.
Anglia eróziós szempontból két részre osztható. Az ÉK-i részen lévő fennsíkra és a DNy-i részen elterülő síkságra. Az ÉK-i részen nagyrészt legeltetéssel foglalkoznak és az éves csapadékmennyiség magasabb, mint 800 mm. A szántóföldi területek nagy része a DNy-i régióban terülnek el, ahol a csapadék éves átlagos mennyisége 400 és 800 mm közé esik. A szántóföldi területek a víz okozta erózió (lepel, barázdás, árkor) helyszínei. Csak egy kis rész érintett szélerózió szempontjából. A legelőkön a túllegeltetés és legfontosabb probléma.
Anglia talajainak 24 %-a közepes, vagy annál nagyobb mértékben veszélyeztetett eróziós szempontból. A klímaváltozás miatt Angliában a nyarak melegebbek és szárazabbak lesznek, míg a tél enyhébb és csapadékosabbnak ígérkezik. Ezért az erózió mértéke növekedhet az őszi gabonák és a kukorica vetésterületein.
Csehország 50,1 %-a dombság, 33,9 %-a fennsík, 11,6 %-a hegyvidék és csupán 4,5 %-a síkság. A szántóterület részaránya 42,2 %. Az éves csapadékmennyiség 600-800 mm körül mozog, de a hegységekben mértek már 1500 mm/év fölötti mennyiséget is. Az éves csapadék 31 %-a felszíni lefolyás formájában távozik a területről. A tavaszi hónapokban a legmagasabb a lefolyások aránya. A mezőgazdasági területek 50 %-a erózióveszélyes terület. Ebből 40 %-
án a víz okozta erózió okoz károkat. A víz és a szél erózió mellett a hóolvadás következtében bekövetkező talajpusztulási folyamatok is jelen vannak az ország területén.
A defláció kis jelentőséggel bír Svájcban. A csapadék közepes erozivitásának, a talajok mérsékelt erodibilitásának és a kisméretű tábláknak köszönhetően Svájcban, összességében nincsenek nagy „on-site” károk. Júniustól augusztusig terjedő időszakban hullik a csapadék nagy része. A legveszélyeztetettebb régiók a svájci fennsík és a dél alpoki rész. A szántóterületek 32 %-án gyökérzöldséget, vagy kukoricát termesztenek. Az erózió a következő tényezők miatt nőtt 1950-1990-ig: 1. 26 %-os szántóterület növekedés; 2. az 1960- as táblásítás 4 - 8 ha nagyságú táblákat eredményezett és az erdősávok, sövények aránya csökkent.; 3. tereprendezés; 4. 742 %-os silókukorica és 65%-os cukorrépa vetésterület növekedés; 5. 28%-os gyepterület csökkenés a vetésforgókban; 6. A talajszerkezet leromlása, az intenzív kultúrák térhódításával és a talajnyomás növekedésével; 7. A majdnem minden régióban termesztett szőlőben, nagyobb csapadékesemények során akár 15 t/ha is lehet a talajveszteség. A talajképződés nagyon lassú Svájcban, sehol sem éri el az 1 mm/évet.
Finnország a legészakibb ország, amely még fedezni tudja saját szükségleteit a mezőgazdasági termeléséből. Legmagasabb pontja az 1328 m magasan lévő Haltiatunturi. Az összterületnek (338100 km2) csupán 8 %-a mezőgazdaságilag művelt terület. Az éves csapadékmennyiség D-en 600-700 mm, É-on 450-550 mm. Finnországban a DNy-i partszakasz talajai veszélyeztetettek az eróziótól (Puustinen, 1994). A hóolvadás időszakában és rögtön utána a barázdás erózióé a főszerep. A mezőgazdasági területekről 0,03-3,3 t/ha/év talaj pusztult le az utóbbi évtizedekben, az erdősített területekről pedig 0,02-0,2 t/ha/év. A legnagyobb gond az, hogy az erózió által szerves anyagok, főleg P jut az élővizekbe és ott eutrofizációt okoz.
Lengyelország 90 %-a 0 és 300 m-es tengerszint feletti magasság között fekszik. A legnagyobb területen különféle erdőtalajok találhatók (Luvisol, Cambisol), de jelentős területen vannak podzolok is. D-en foltokban rendzinák és csernozjomok, a hegységekben pedig Regosolok fordulnak elő. Az éves csapadék a síkságokon 500 - 550 mm, a hegységekben pedig 700 - 1000 mm. Az éves csapadék kb. 80 %-a eső formájában hullik júliusi maximummal. Az ország 45 %-a szántó. A szántóterületek nagyrészt a Lengyel-alföld és a löszös fennsíkok területére esnek. Az erdőterületek az ország É-i és D-i részén találhatók.
Többek között a parcellás vizsgálatokra alapozott kutatások szerint legtöbb esetben nyáron tapasztaltak eróziót a kísérleti parcellákon. Árkos erózió az ország 18 %-án fordul elő. A földcsuszamlásoknak 98 %-a a Kárpátokban következett be (98000 ha). Az ország mintegy 28
%-a veszélyeztetett a szél erózió által (10 % közepes mértékben, 1 % erősen). Leginkább veszélyeztetett rész a Lengyel Síkság középső része.
Oroszországban és Fehéroroszországban a lejtőkön lepel és barázdás erózió, árkos erózió és a hordalék szedimentálódása a völgyekben és a vízhálózatban. A folyamatokat a földrajzi elhelyezkedés, a talaj erodálhatósága, az olvadékvíz és/vagy a csapadék erozivitása, a növényborítottság és a talajhasználat befolyásolják. Oroszország európai része klasszikus példája a hosszanti talajzonalitásnak. A talajok típusa és erózióval szembeni ellenállása is változik a zónákban, a mechanikai szerkezetüktől, szerves anyag tartalmuktól és a koruktól függően. Az erózióval szembeni ellenállás É-ról D-re, a podzoloktól a szürke erdőtalajokon át a csernozjomokig egyre nő, aztán újra csökken a sötétbarna talajokon át a sivatagi, félsivatagi talajokig. A K-értékek 0,11 - 0,53 t/ha/eróziós együttható változnak. A hóolvadás időszakában a felszínen lefolyó víz mennyisége, É-ról D-re haladva csökkenő tendenciát mutat (200 - 220 mm – 10 - 20 mm). Az eső formájában hullott csapadék eloszlása is változó. É-ról D-re és K- ről Ny-ra nő a csapadék mennyisége. Az eső formájában hullott csapadék részaránya az É-i részeken 50-70%, míg a D-i területeken 90 % körüli. A defláció a DK-i részre korlátozódik, ahol a dombok tetején és az uralkodó széljárással szemben fekvő lejtők talajai gyorsan kiszáradnak és erodálódnak. Az erózió minden formája, kisebb, vagy nagyobb mértékben, de jelen van az országban.
Szlovákia területének 40%-a sík vidék. A mezőgazdaságilag művelt területekből (összterület 45%-a) 34% szántó. Az ország természeti adottságai főleg a víz okozta eróziónak kedveznek.
A szántóterületek 57%-a ad teret az erózió valamelyik formájának. A legjelentősebb eróziós formák Szlovákiában a felületi és a vonalas erózió. A legveszélyesebb periódus a május, június, amikor a felszínborítás gyér, vagy egyáltalán nincs és az esők intenzitása a legnagyobb.
Szerbia területe 88361 km2, változatos felszíni formákkal. Az É-i területek extenzív síkságaitól kezdve, a D-i dombvidékeken át, a hegyvidékekig minden megtalálható itt.
Területhasználat: 42,2% szántó és ültetvények; 21,8% gyep, legelő; 26,7% erdő és 9,3%
egyéb. Szerbia É-i és a Duna jobb partja deflációnak kitett terület. A leginkább deflációra érzékeny tartomány (Vajdaság) éves, átlagos talajvesztesége 1,82 t/ha. Szerbia területének 35,5%-a közepesen, vagy annál nagyobb mértékben erodált. A talajdegradációs folyamatok közül az erózió a legfontosabb folyamat Szerbiában és Montenegróban.
Romániában az éves csapadékmennyiség 360 mm (Duna-delta) és 1450 mm (magashegységek) között változik. Az ország összterületének (237500 km2) 63 %-a mezőgazdaságilag művelt terület és az összterület 41,4%-a szántó. A víz okozta erózió sokkal
gyakoribb Romániában, mint a defláció. A szántóterületek 45,6%-a veszélyeztetett vízeróziós, míg csupán 1,4%-a széleróziós szempontból. A legmagasabb becsült eróziós veszteség 30-45 t/ha/év (Kárpátalja). Az egész országra vonatkoztatott éves eróziós veszteség (106 t/év) 85%- át a mezőgazdasági területek talajveszteségei teszik ki. Érdemes megjegyezni, hogy a művelési ágakon belüli arányok esetében nem a szántók, melyek a legnagyobb részarányban vannak jelen, adják a legnagyobb eróziót, hanem a legelő területek (a mezőgazdasági területek talajveszteségeinek 45%-a). Az eróziós formák közül a lepel és barázdás erózióé a főszerep (49%), majd az árkos erózió (23,6%) és a földcsuszamlások (11,9%) következnek. A fennmaradó 15,5% talajveszteség egyéb eróziós formák eredménye.
Bulgária 2/3-a 8%-nál meredekebb terület. A meredek területek (8-30%-os lejtők) aránya 52% és még a 30% feletti lejtéssel bíró, igen meredek területek aránya is 16% körüli. Az ország évi átlagos csapadékmennyisége 500-650 mm körül van, mely területegységenként 440 és 1020 mm között változik. A legcsapadékosabb hónapok: május, június (55-85 mm). A legtöbb mezőgazdaságilag művelt területen alacsony humusztartalmú, kevésbé strukturált, ezért erózióra hajlamos talaj található. Az ország 56,3 %-a mezőgazdaságilag művelt terület.
Bulgáriában az erózió a legjellemzőbb talajdegradációs folyamat. A víz által veszélyeztetett területek aránya kb. az ország összterületének (110994 km2) a fele. A defláció 15 %-os. Az öntözéses erózió 1990-ig volt jelentős tényező. Ekkor az összterületnek 9%-át veszélyeztette.
Szlovénia területének 42-44%-a érintett eróziós szempontból. Az Alpok hegyvidékein Rendzina, az alpesi dombokon Cambisol, a Dinári és a mediterrán fennsíkokon Chromic Cambisol, a Pannon-dombság területén Cambisol és Planosol, az alpesi síkságokon Rendzina, Cambisol és Luvisol és a Pannon síkságon Ranker, Cambisol és Luvisol a jellemző talajtípus.
A kis ország (20273 km2) időjárását három klíma (szubmediterrán, kontinentális és hegyvidéki) és kétféle csapadékeloszlás (szubmediterrán (maximum ősszel és tavasszal) és kontinentális (maximum nyáron)) határozza meg. Deflációs szempontból Szlovénia DNy-i része érintett (Bora 170 km/h). Az ország 1/3-án alakulhat ki földcsuszamlás és 1/5-én árvíz.
A szántóföldi területeken összességben csökkent az erózió mértéke, mert felhagytak a meredek területek művelésével. A dombvidéki jelleg, a nagy intenzitású csapadékok és a talajok nagyfokú erodálhatósága nagy talajveszteségekhez vezethetnek
Moldáviában. Az éves csapadékmennyiség 370 és 550 mm között változik. Moldáviában a vonalas eróziós formák közül az árkos erózió jelenléte a legmarkánsabb. Az árkos eróziók 57%-a a téli időszakban alakul ki, valószínűsíthetően az egymást követő fagyásnak és felolvadásnak köszönhetően. A Közép Moldáviai Fennsík a legveszélyeztetettebb terület eróziós szempontból. Ezen a területen több mint 55000 eróziós árok hosszabb, mint 50 m és
az összes hosszúságuk eléri a 13000 km-t. Az átlagos sűrűségük 0,39 km/km2, vagy 1.63 árok/km2.
Ukrajna összterületének (603700 km2) közel 90%-a síkság, a hegyvidéki területek aránya 5%. Területtől függően az éves csapadékmennyiség 300 és 1200 mm között változik. Az ország 70,3%-át mezőgazdaságilag művelt terület foglalja el és ebből a szántóterületek aránya 81%. Ez a legnagyobb összefüggő, mezőgazdasági terület egész Európában. A legnagyobb arányban művelt talajtípus a csernozjom (60,6%) és a sötétszürke erdőtalaj (21,3%). Évente, átlagosan 500 * 106 t a mezőgazdasági területek talajvesztesége. Ukrajna legerózióveszélyesebb területei a D-i erdős-sztyepp és az É-i sztyepp területek. A problémák csak úgy oldhatók meg, hogy a víz- és széleróziótól veszélyeztetett területeken speciális anti- eróziós, agro-tájat alakítanak ki, amely nagyon hasonló a természetes tájhoz.
3.4.1. Tanulságok a magyarországi eróziós viszonyokra nézve, a vizsgálati terület erózióval összefügg ő problémái
Az európai kitekintés számos következetéssel szolgálhat a magyarországi eróziós kutatások és talajvédelem jövőbeli irányára nézve is. Az egyik ilyen következetés lehet, hogy szinte éghajlati különbségektől függetlenül a lösz területek talajai különösen érzékenyek az erózióra, az eróziónak mezőgazdasági ágazaton belüli hatásai (termőképesség csökkenés) és az egyéb hatásai (havária jellegű eróziós események, falvak elöntése) is nagy jelentőségűek az ilyen területeken. Magyarországon is a legjobb termőtalajaink jelentős része lösz talajképző kőzeten alakult ki és lejtős területeken, ezekre a talajokra nézve az erózió nagy fenyegetést jelent (Dezsény, 1982; Kertész és Richter, 1997; Centeri, 2002a; Farsang és Barta, 2004). Másik jelentős tanulság lehet a számunkra, hogy a mezőgazdasági kultúrák megválasztásának a szempontjai között szinte sehol nem játszik szerepet a talajvédelem, csakis a gazdasági szempontok. A talajvédelemnek ezzel a ténnyel, mint adottsággal kell számolni, és ehhez alkalmazkodva kell az erózió elleni védekezést tervezni. Régebbi (Bukovinszky in: Thyll 1992) és újabb (Centeri, 2002b) publikációk is rávilágítanak ennek a kérdésnek a fontosságára, de az agrár-környezetgazdálkodási támogatások feltételéül szabott jó gazdálkodási gyakorlat kritériumai közül lényegében kikerültek a meredekebb területeken a kapásnövények (pl. kukorica) termesztésére vonatkozó tilalmak. A közép- és délkelet európai klíma nagy része alapvetően a szárazföldi klíma típushoz sorolható. A csapadékeloszlás gyakran nyári maximumot mutat nagy viharokkal és nagy eróziós potenciállal (EEA, 2003),
