[Home Page]

GIS v projektu WEELS: Větrná eroze na evropských lehkých půdách

WEELS (Wind Erosion on European Light Soils - větrná eroze na evropských lehkých půdách) byl evropsky financovaný projekt, který se zabýval modelováním půdních ztrát. Zkoumaly se čtyři různé regiony na třech testovacích prostorech v Německu, Švédsku a Spojeném království. V rámci projektu WEELS byl vyvinut model větrné eroze, založený na GIS, který je schopný uspokojit základní potřeby potenciálních koncových uživatelů.

Eroze půdy je uvolňování a přemísťování půdních částic větrem nebo vodou. Větrná eroze nastává, sejdou-li se tři podmínky: dostatečně silný vítr u povrchu země, suchý povrch půdy náchylný k erozi a nepřítomnost ochranného porostu. Větrná eroze se objevuje nejen na východě a jihu Evropy, kde se tyto podmínky vyskytují, ale je závažným ekologickým problémem i v mírném podnebí severozápadní Evropy, kde primárně ovlivňuje lehké půdy, pocházející ze čtvrtohorních fluvioglaciálních nánosů před čelem ledovce. V těchto regionech může jednorázová jarní eroze překročit 5 tun na hektar jednou za 10 let a dosáhnout až 40 tun na hektar.

Nárůst rizika větrné eroze

Riziko větrné eroze rozhodujícím způsobem narostlo v několika posledních dekádách, kdy intenzifikace zemědělské výroby vedla k větším polím. A současně rostla produkce plodin náchylných k podpoře eroze, jako je kukuřice v Dolním Sasku. Tento růst eroze, který způsobil ekologické a ekonomické problémy, vyvolal potřebu prognostických systémů, které by dodaly politikům, výrobcům a jiným potenciálním účastníkům informace o ohrožených polích, aktuálních půdních ztrátách a o efektech modifikování zemědělské praxe na časové a prostorové jevy větrné eroze.

Rozložení a závažnost větrné eroze

V rámci plánování udržitelnosti je ústřední úlohou stanovení, kde a za jakých podmínek jsou pravděpodobné škody větrnou erozí, a co mohou způsobit. Predikční technologie je žádoucí, aby vybavila plánující činitele potřebnými nástroji, a výrobce doporučeními pro využití potenciálně erodovatelných pozemků. V závislosti na výchozích podmínkách budou uživatelé na různých administrativních úrovních požadovat odpovědi o různé přesnosti a měřítku.

WEELS model větrné eroze

V rámci projektu WEELS byl vyvinut model větrné eroze, založený na GIS, který umožňuje vyhovět základním požadavkům potenciálních koncových uživatelů. Model se skládá ze tří stupňů, odpovídajících různým měřítkům:
– první stupeň je identifikace problémových oblastí v regionálním měřítku pro detailnější zkoumání,
– druhý stupeň zahrnuje určení potenciálního rizika větrné eroze v polním měřítku, s ohledem na ornici, délku pole, směr větru a větrné zábrany,
– poslední stupeň, vyžadující velmi detailní data, byl vyvinut pro účely modelování procesů větrné eroze pro období 30 let, pro tvorbu předpovědí na základě scénářů klimatických změn a scénářů různých způsobů využití krajiny.

V další části článku se popisují algoritmy pro první a druhý stupeň. Třetí stupeň je velmi komplexní model, který bude publikován ve zvláštním vydání (2002: Catena special issue, Böhner et al. »The WEELS Model: methods, results and limits of wind erosion modelling«).

Identifikace problémových oblastí v regionálním měřítku

Metoda pro vyhledání oblastí s vysokým rizikem větrné eroze kombinuje existující digitální data o půdě (v měřítku 1 : 50 000), topografická nebo pozemková data (1 : 25 000) a statistiky o využívání pozemků. Podle rozměrů půdních částic se svrchní vrstvy půdy klasifikují do šesti tříd. Vysoký podíl jílu a naplavenin se hodnotí »bez rizika eroze«, vysoký podíl písku, zvláště jemného, znamená »velmi vysoké riziko eroze«. Výběr a zpracování dat se děje v rámci GIS ArcInfo.

Určení potenciálního rizika větrné eroze v polním měřítku

Modul »potenciální větrná eroze« pro ArcInfo byl vyvinut Geologickým průzkumem Dolního Saska jako předpokládaná standardní metoda pro práce v polním měřítku (1 : 5 000).

Algoritmus využívá údajů topografických map 1 : 5 000 (DGK5 - Deutsche Grundkarte) a na základě digitálních dat o půdních poměrech, o jejím využití, o větru a větrných zábranách atd. připravuje podklady pro třetí stupeň modelu. Existující prostorová databáze bude doplněna o nový atribut »větrná zábrana« a proměnlivá vzdálenost její ochranné zóny.

Zpracování v ArcInfo

Na základě programových nabídek se spouštějí jednotlivé moduly. Tak se v prvním modulu společně zpracovávají údaje o využití půdy a o její taxaci. Druhý modul zachovává původní souřadnice pozemkového užívání a generuje větrové čáry, které natáčí o zadaný úhel. Další procedura vybírá zábrany s atributy »les« a »živý plot« a počítá chráněné zóny. Nakonec se každá parcela orné půdy (mimo chráněné zóny) porovnává s tabulkami všech možných kombinací parametrů (textura povrchových vrstev, původ, stupeň obdělávání apod.). Výsledky se zobrazují v grafické podobě mapy.

Závěry

Popsaná procedura určování problémových oblastí potenciálního rizika větrné eroze je vhodným prostředkem k nalezení jejích horkých bodů. Potřebná data pro regionální měřítko jsou k dispozici ve většině evropských států. Pro další zkoumání v polním měřítku jsou potřebné údaje o povrchových vrstvách půdy, tvaru pozemků a o větrných zábranách. V mnoha státech jsou jako celek, nebo zčásti, obsaženy v existujících digitálních datech. Jinak je třeba je zaměřit a digitalizovat. Filtrace potenciálních rizik větrné eroze v různých měřítkách umožní soustředit čas a prostředky na nejzranitelnější prostory. A jen tam stojí za to využít model s vysokým rozlišením pro předpověď aktuálního rizika větrné eroze.

Annette THIERMANN, Jan SBRESNY, Walter SCHAFER

vyvěšeno: 18.03.2004
ID článku: 1165
další informace: www.vugtk.cz/nzk/c6-02/thiermann.htm


Z časopisu Zeměměřič č. 03-12
[Server] GISNZK [Pošta]