Zhodnocení vodní eroze na zemědělské půdě v katastrálním území Kunovice

Bc. Jiří BARAN

Master's thesis

Assessment of water erosion on farmland in the Kunovice district

Anotácia:

Zrychlená eroze půdy je environmentální problém celosvětového měřítka. V České republice je ohrožena polovina agroekosystémů vodní erozí. To s sebou přináší riziko škod dotýkající se mnoha oblastí. Proto je nutné na základě erozního zhodnocení navrhnout taková opatření, pomoci nichž dojde k předcházení těchto škod. Za tímto účelem byly ve studii použity empirické modely WATEM/SEDEM, USPED, USLE 2D a USLE na území obce Kunovice. V tomto území je již aplikován ochranný management zákonných opatření GAEC. Jejich účinnost byla hodnocena vybranými modely na scénářích: ochranného osevního postupu a ochranného pěstování kukuřice. Výsledky byly také reklasifikovány do 6 (USLE, USLE2D) a 10 (USPED, WATEM/SEDEM) kategorií erozního ohrožení. Takto byla vyjádřena relativní četnost výskytu erozně ohrožených ploch a ploch neohrožených (USLE, USLE2D) a navíc výskytu ploch s depozicí (USPED, WATEM/SEDEM) v území. Z reklasifikovaných výsledků, byl také vyjádřen vliv modelů na absolutních četnosti dílčích rastrových elementů výsledků v kategoriích 1-10. Rozdílné výsledky modelů se také mohou odrážet v návrhu případných protierozních opatření. Výsledky USPED a WATEM/SEDEM se lišily jak v mapových výstupech tak vyhodnocených kategoriích erozního ohrožení. Kdy USPED vyhodnotil při obou scénářích více ploch s erozním ohrožení a depozicí. Průměrná hodnota erozního smyvu vyhodnocena touto metodou je 2,88 t/ha/rok (?255,95) pro ochranný osevní postup a 4,30 t/ha/rok (?311,3) pro ochranné pěstování kukuřice. Výsledky WATEM/SEDEM převažují vyhodnocenými plochami bez erozního ohrožení. Tento přístup vyhodnotil průměrnou hodnotu erozního smyvu pro ochranný osevní postup 1,57 t/ha/rok (?9,21) a u ochranného pěstování kukuřice 2,3 t/ha/rok (?13,75). Zhodnocené výsledky USLE a USLE 2D se také liší v mapových výstupech, při vyhodnocení kategorií erozního ohrožení již tak rozdílné nejsou. Kdy při scénáři ochranného osevního postupu téměř shodně vyhodnotili podíl ploch bez erozního ohrožení a s ohrožením. V tomto případě je průměrná hodnota erozního smyvu pro USLE 2,21 t/ha/rok (?3,9) a USLE 2D 2,2 t/ha/rok (?3,25). Při ochranném pěstování kukuřice USLE 2D vyhodnotilo více ploch erozně ohrožených při průměrném erozním smyvu 3,2 t/ha/rok (?4,77) u USLE tato hodnota činí 3,4 t/ha/rok (?6,26). Při obou scénářích byly opatření GAEC vyhodnoceny všemi modely jako nedostačující. Speciálně pro ochranné pěstování kukuřice, pro nějž byly navrhnuty doplňující protierozní opatření. Tím se zvýšila účinnost GAEC o 37-37,5 %.

Abstract:

Accelerated soil erosion is an environmental problem of global scale. Half of Czech agroecosystems are threatened by water erosion. This brings the risk of damage that influences many spheres. Therefore, it is necessary to evaluate the erosion risk and, on the basis of this, propose measures which will help to prevent the damage. For this aim the study makes use of empirical models WATEM/SEDEM, USPED, USLE, USLE 2D in the Kunovice district. In this area GAEC protective legal measures have already been applied. Their effectiveness was evaluated by selected models on the following scenarios: protective crop rotation and protective cultivation of maize. The results have been reclassified into 6 (USLE, USLE2D) and 10 (USPED, WATEM/SEDEM) erosion hazard categories. This provided an indication of the relative frequency of occurrence of erosion risk areas and areas free from erosion risk (USLE, USLE 2D) as well as areas of deposition (USPED, WATEM/SEDEM). From reclassified results it was also possible to express the effect of models on absolute frequency of partial raster elements in categories 1-10. The different results of models can be reflected in the design of erosion control measures. The results of USPED and WATEM/SEDEM were different in map outputs and evaluated categories of erosion risk. USPED evaluated extensive areas of erosion risk and deposition in both scenarios. The average value of erosion loss evaluated by this method is 2.88 t/ha/y (?255.95) for protective crop rotation and 4.30 t/ha/y (?311.3) for protective cultivation of maize. The results of WATEM/SEDEM indicate greater areas without erosion risk. This approach evaluated an average value of erosion loss for protective crop rotation of 1.57 t/ha/y (?9.21) and 2.3 t/ha/y (?13.75) for protective cultivation of maize. Evaluation of the results of USLE and USLE 2D also differ in map outputs. The evaluation of categories of erosion threat do not differ so greatly. In the scenario of protective crop rotation both models almost identically evaluate the proportion of erosion hazard areas and hazard-free areas. In this scenario the average value of erosion loss is 2.21 t/ha/y (?3.9) for USLE and 2.2 t/ha/y (?3.25) for USLE 2D. In the scenario of protective cultivation of maize USLE 2D evaluates more areas with erosion risk and the average value of erosion loss is 3.2 t/ha/y (?4.77), USLE evaluates an average value of erosion loss of 3.4 t/ha/y (?6.26). In both scenarios GAEC measures were evaluated by all models as inadequate, especially for protective cultivation of maize. Therefore additional erosion measures were designed. This increased the efficiency of GAEC by about 37-37.5%.

Kľúčové slová

eroze, WATEM/SEDEM, USPED, USLE, USLE 2D, protierozní opatření

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2013

Zverejniť od: 6. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2013
• Vedúci: Prof. Dr. Ing. Bořivoj Šarapatka, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Ecology and Environmental Protection / Landscape Protection and Planning