Erozi lze charakterizovat jako přírodní proces, při kterém působením vody, větru, ledu, příp. jiných činitelů dochází k rozrušování povrchu půdy a transportu půdních částic a jejich následném usazování.
Rozlišujeme erozi normální neboli geologickou, kterou nazýváme přirozenou, a erozi zrychlenou.
Zrychlená eroze zemědělských půd vážně ohrožuje produkční a mimoprodukční funkce půd a vyvolává mnohamilionové škody v intravilánech měst a obcí, způsobované povrchovým odtokem a smyvem půdy zejména ze zemědělských pozemků. Přehlížet nelze ani časté škody vyvolané větrnou erozí. Eroze půdy ochuzuje zemědělské půdy o nejúrodnější část - ornici, zhoršuje fyzikálně-chemické vlastnosti půd, zmenšuje mocnost půdního profilu, zvyšuje štěrkovitost, snižuje obsah živin a humusu, poškozuje plodiny a kultury, znesnadňuje pohyb strojů po pozemcích a způsobuje ztráty osiv a sadby, hnojiv a přípravků na ochranu rostlin.
Transportované půdní částice a na nich vázané látky znečišťují vodní zdroje, zanášejí akumulační prostory nádrží, snižují průtočnou kapacitu toků, vyvolávají zakalení povrchových vod, zhoršují prostředí pro vodní organismy, zvyšují náklady na úpravu vody a těžbu usazenin; velké povodňové průtoky poškozují budovy, komunikace, koryta vodních toků apod. V případě větrné eroze jde především o poškozování klíčících rostlin, znečišťování ovzduší, škody navátím ornice apod.
Na převážné ploše erozí ohrožených půd ČR není prováděna systematická ochrana, která by omezovala ztráty půdy na stanovené přípustné hodnoty, tím méně na úroveň, která by bránila dalšímu snižování mocnosti půdního profilu a ovlivňování kvality vod v důsledku pokračujícího procesu eroze.
Vodní eroze je způsobena destrukční činností deště a povrchového odtoku a následným transportem půdních částic. Intenzita vodní eroze je závislá na charakteru srážek a povrchového odtoku, půdních poměrech, morfologii území (především na sklonu a nepřerušené délce svahu), vegetačních poměrech a způsobu hospodaření na pozemcích.
Vodní eroze se na povrchu půdy projevuje selekcí půdních částic a vznikem odtokových drah různých rozměrů, v místech výrazné koncentrace povrchového odtoku se mohou vytvářet strže. V depresích a na místech sníženého sklonu dochází zpravidla na níže ležících plochách k ukládání půdních částic. Částice transportované za hranice pozemků se dostávají do hydrografické sítě, kde vytvářejí plaveniny. Ty sedimentují v nádržích a v úsecích toků se sníženou transportní schopností. Z hlediska objemu plavenin je jejich největším zdrojem smyv orné půdy; je však třeba počítat i s erozí ploch stavenišť, s erozí lesní půdy při mechanizované těžbě dřeva, s břehovou a dnovou erozí v tocích. Tyto zdroje se mohou rovněž podstatnou měrou podílet na zvýšeném transportu plavenin.
Nejčastěji používanou metodou pro stanovení intenzity vodní eroze je tzv. Univerzální rovnice USLE (Wischmeier, Smith 1978):
G = R x K x L x S x C x P
kde:
G – průměrná dlouhodobá ztráta půdy (t.ha-1.rok-1),
R, K, L, S, C, P – viz. níže
Faktor erozní účinnosti přívalového deště (R)
Faktor R je vyjádřený v závislosti na kinetické energii a intenzitě erozně nebezpečných dešťů. Doporučená průměrná hodnota pro Českou republiku je R = 20 MJ.ha-1.cm.h-1. Použití této hodnoty je doporučeno dle nejnovějších metodik (např. Janeček et al. 2008) a to z toho důvodu, že pro přesnější regionalizaci faktoru R na území České republiky není prozatím vyhodnoceno dostatek údajů. Průměrná hodnota faktoru R je v našich podmínkách hodnotou za vegetační období, neboť přívalové deště vyvolávající erozi se vyskytují převážně od konce dubna do počátku října.
Faktor erodovatelnosti půdy (K)
Faktor K je v USLE definován jako ztráta půdy ze standardního pozemku vyjádřená v t.ha-1 na jednotku erozní účinnosti deště R. Hodnota faktoru K závisí na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty a propustnosti půdního profilu. Tento faktor představuje náchylnost půdy k erozi, tedy schopnost půdy odolávat působení rozrušujícímu účinku deště a transportu povrchového odtoku.
Topografický faktor (LS)
Topografický faktor (LS), neboli faktor délky (L) a sklonu svahu (S), vyjadřuje vliv morfologie terénu na vznik a vývoj erozních procesů. Topografický faktor představuje poměr ztrát půdy na jednotku plochy svahu ke ztrátě půdy na jednotkovém pozemku o délce 22,13 se sklonem 9%.
L - faktor délky svahu vyjadřuje vliv nepřerušené délky svahu na velikost ztráty půdy erozí.
S - faktor sklonu svahu vyjadřuje sklonu svahu na velikost ztráty půdy erozí.
Faktor ochranného vlivu vegetace (C)
Faktor C vyjádřený v závislosti na vývoji vegetace a použité agrotechnice, představuje poměr smyvu na pozemku s pěstovanými plodinami ke ztrátě půdy na standardním pozemku udržovaném jako úhor, pravidelně po každém dešti kypřeném.Metodika USLE počítá se stanovením faktoru ochranného vlivu vegetace (C) pro konkrétní osevní postup včetně období mezi střídáním plodin a při určení nástupu a způsobu agrotechnických prací v 5-ti obdobích (Janeček et al. 2007) pro každý pozemek.
Faktor účinnosti protierozních opatření (P)
Jestliže nelze předpokládat, že by byly dodrženy podmínky maximálních délek pozemků a počtů pásů při pásovém střídání plodin, nelze s uvedenou účinností příslušného opatření vyjádřenou hodnotami faktoru P při výpočtu průměrné dlouhodobé ztráty půdy počítat a hodnota faktoru P = 1.
Při stanovení erozní ohroženosti pomocí výpočtu dlouhodobého průměrného smyvu půdy (G) dle rovnice USLE je nutné si uvědomit omezení způsobená přesností stanovení hodnot faktoru ochranného vlivu vegetace (C), která spočívají v nereálnosti stanovení hodnot faktoru C podle metodiky USLE pro velká území. Stanovením faktoru C pro konkrétní osevní postup včetně období mezi střídáním plodin a při určení nástupu a způsobu agrotechnických prací v 5-ti obdobích (Janeček et al. 2007) pro každý pozemek není v případě velkého území (např. celá ČR) možné.
Všechny výše uvedené skutečnosti nás dovedly k úvaze, že za předpokladu stability ostatních faktorů v delším časovém období a při určení maximální přípustné hodnoty ztráty půdy (GP) je možné z rovnice USLE vyjádřit maximální přípustnou hodnotu faktoru ochranného vlivu vegetace (CP):
CP = GP/ (R x K x L x S x P)
kde:
CP – maximální přípustná hodnota faktoru ochranného vlivu vegetace,
GP – přípustná ztráta půdy s ohledem na zachování funkcí půdy a její úrodnosti (t.ha-1.rok-1).
R, K, L, S, P – viz. výše
Za hodnoty dlouhodobého průměrného smyvu půdy (G) jsme dosadili hodnoty maximální přípustné ztráty půdy (GP), která by na pozemcích o dané hloubce neměla být překročena.
Pro faktor účinnosti protierozních opatření (P) byla použita hodnota P = 1 a je tedy možné předpokládat také tvar:
CP x P = GP/ (R x K x L x S)
Výsledná mapa „Maximální přípustné hodnoty faktoru ochranného vlivu vegetace (CP)“ udává limitní hodnotu faktoru C, kterou je třeba na jednotlivých blocích orné půdy respektovat, což je z pohledu protierozní ochrany velice praktické a snadno využitelné. V případě, že je tato maximální přípustná hodnota překročena, je třeba provést protierozní opatření. V kritických případech pak nastupují protierozní opatření technická, jejichž realizace je komplikovanější a jsou uskutečňována zpravidla v rámci komplexních pozemkových úprav.
Pro srovnání maximální přípustné hodnoty faktoru ochranného vlivu vegetace (CP) s hodnotou faktoru ochranného vlivu vegetace (C) na pozemku aktuálně dosaženou, je možné hodnotu (C) určit podle metodiky Janeček et al. 2008. Základním předpokladem je však dostupnost všech požadovaných informací.
Maximální přípustná ztráta půdy (GP)
Pro určení maximální přípustné ztráty půdy (GP), při které je možné trvale a ekonomicky dostupně udržovat úrodnost půdy, přihlížíme k hloubce půdy, která má pro zachování funkce pozemků a tudíž i pro určení jejich ohroženosti vodní erozí významný vliv. Pozemky na mělké půdě by měly být zatravněny (pro výpočet jsme dosadili za maximální přípustnou hodnotu Gp = 1 t.ha-1.rok-1), na pozemcích se středně hlubokou půdou by neměly hodnoty přesahovat Gp = 4 t.ha-1.rok-1 a na pozemcích s hlubokými půdami hodnotu Gp = 10 t.ha-1.rok-1.
Kategorie CP včetně doporučeného postupu řešení v případě jejich překročení
| hodnota CP | kategorie erozní ohroženosti | doporučení |
|---|---|---|
| do 0,005 | nejohroženější | převést příslušné půdní bloky nebo jejich části mezi trvalé travní porosty |
| 0,005 – 0,02 | silně ohrožené | pěstování víceletých pícnin např. jetele a vojtěšky |
| 0,02 – 0,2 | ohrožené | vyloučení pěstování širokořádkových plodin, úzkořádkové plodiny lze pěstovat pouze s využitím půdoochranných technologií |
| 0,2 – 0,6 | mírně ohrožené | pěstování úzkořádkových plodin bez omezení, širokořádkové plodiny však pouze s využitím půdoochranných technologií |
| 0,6 a více | bez ohrožení | žádné omezení |
Hůla, J., Janeček, M., Kovaříček, P., Bohuslávek, J: Agrotechnická protierozní opatření, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v. v. i., Praha, 2003, 48 s., ISSN 1211-3972.
Janeček, M. a kol.: Ochrana zemědělské půdy před erozí, metodika, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v. v. i., Praha, 2007, 76 s., ISBN 978-80-254-0973-2.
Janeček, M.: The Potential Risk of Water and Wind Erosion on the Soils of the Czech Republic, In: Scientia Agriculturae Bohemica, 26, 1995 (2), s. 105 – 118.
Kvítek, T. a kol.: Identifikace potenciálních zdrojových lokalit plošného zemědělského znečištění – standardizovaný podklad pro projektování komplexních pozemkových úprav, metodika, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v. v. i., Praha, 2008, 34 s., ISBN 978-80-904027-3-7.
Mitasova, H., Hofierka, J., Zlocha, M., Iverson, L. R.: Modeling Topographic Potential for Erosion and Deposition Using GIS, In: Int. Journal of Geographical Information Science, 10(5), 1996, s. 629-641. (reply to a comment to this paper appears in 1997 In: Int. Journal of Geographical Information Science, Vol. 11, No. 6)
Mitasova, H., Mitas, L., Brown, W. M., Johnston, D.: Multidimensional Soil Erosion/Deposition Modeling and Visualization Using GIS, Final report for USA CERL. University of Illinois, Urbana-Champaign, IL., 1998.
Vopravil, J.: Nové určení faktoru erodovatelnosti půdy K pro jednotlivé HPJ a půdy České republiky, In: Eroze, ČVUT v Praze, Praha, 2006.
Kadlec, M., Toman, F.: Závislost faktoru protierozní účinnosti vegetačního pokryvu C na klimatickém regionu, In: Bioklima - Prostředí - Hospodářství, 2002, s. 544 – 550, ISBN 80-85813-99-8.
Wischmeier, W. H., Smith, D. D.: Predicting Rainfall Erosion Losses – A Guide to Conservation Planning, Agr. Handbook, 537, US Dept. of Agriculture, Washington, 1978.