DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 71 <-- 71 --> PDF |
IZLAGANJE NA ZNANSTVENOM SKUPU - PRESENTATION AT THE INTERNATIONAL SYMPOSIUM Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77 UDK 630* 116 Y 114.7 RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA HRVATSKE RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE FOREST ECOSYSTEMS OF CROATIA Stjepan HUSNJAK1, Nikola PERNAR2, Renata PERNAR2, Ivica KISIĆ1 SAŽETAK: U radu se analizira rizik pojave erozijskih procesa u prostoru šumskih ekosustava Hrvatske, uz pretpostavku kad ne bi bilo šumske vegetacije. Za istraživanje potencijalnog rizika od erozije tla vodom, korištena je karta potencijalnog rizika od erozije u digitalnom obliku, koja je za cjelokupno područje Republike Hrvatske prema programu CORINE izrađena u mjerilu 1:300.000. Na temelju karte izvršena je inventarizacija površina te je utvrđeno daje na 44,8 % površine šumskog zemljišta prisutan visok rizik od erozije tla vodom. Na 26,5 % nalazi se umjereni rizik od erozije. Ovi podaci ukazuju na važnost općekorisnih funkcija šuma na području Hrvatske, te osvjetljavaju bitna polazišta za objektivniju valorizaciju takvih resursa. U radu se kroz raspravu ukazuje na teškoće i probleme koji su uočeni u procjeni rizika od erozije, te se predlažu rješenja za objektivniju procjenu potencijalnog i aktualnog rizika od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima. K lj u č n e r ij e č i: erozija tla vodom, rizik od erozije tla, erodibilnost tla, erodibilnost terena, GIS UVOD - Introduction Erozija tla vodom predstavljajedan od najopasnijih ne čimbenike erozije u Hrvatskoj navodi reljef, litoprocesa oštećenja tla. Posljedice erozije tla vodom mološku gradu terena (matični supstrat), klimu, vegetacijgu imati vrlo nepovoljan utjecaj na sveukupni gosposki pokrov, antropogeni utjecaj te svojstva samog tla. darski razvoj, a isti se neposredno manifestira u poljoU potrajno gospodarenoj šumi praktično nema ubrzane privredi i vodnom gospodarstvu. Prema Mar t ino -erozije. Javlja se samo normalna erozija, čiji degradavicu (1997) eroziji vodom izloženo je tlo na oko cijski utjecaj dolazi manje do izražaja od progresijskih 90 % teritorija Hrvatske. G r a č a n i n (1962) kao glav-učinaka pedogenetskih procesa (Martinovi ć 2003). Koliko je važna uloga šumske vegetacije u zaštiti tla od erozije, pokazuju opsežna istraživanja koja proDoc. dr. se. Stjepan Husnjak, Agronomski fakultet Sveučilišta vodi Topić sa suradnicima u mediteranskom i submeu Zagrebu, Zavod za pedologiju, Svetošimunska 25; diteranskom području Hrvatske (Topić 1995, 1996, shusnjak@agr.hr Izv. prof. dr. sc. Ivica Kisić, Agronomski fakultet Sveučilišta 1999, 2001, Topi ć &Butora c 2004). Interesantni u Zagrebu, Zavod za opću proizvodnju bilja, Svetošimunska 25; su i rezultati kojima isti autor ukazuje na načine posikisic@ agr.hr rednog antropogenog utjecaja, odnosno na izbor na Izv. prof. dr. sc. Nikola Pernar, Zavod za ekologiju i uzgajanje šuma, Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Svetošimunska 25; mjene i načina korištenja zemljišta (Topić , 2000). pernar@hi.htnet.hr Pokazalo se daje povišenom riziku od erozije izloženo Doc. dr. sc. Renata Pernar, Zavod za uređivanje šuma, Šumarski oko 1 mil. ha šuma i šumskog zemljišta mediteranskog fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Svetošimunska 25; i submediteranskog dijela Hrvatske, a redoviti erozij rpernar@sumfak.hr |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 72 <-- 72 --> PDF |
S. Husnjak. N. l´crnar. R. Pcrnar. 1. Kisić: RIZIK 0 0 UROZI.IU TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUP1.F.MUNT (201)5). 69-77 ski procesi prate požare vegetacije koji se nerijetko javljaju u proljetnom i ljetnom razdoblju. Općenito,erozijski procesi manifestiraju se kao gubitak tla, to jest odnošenje površinskog humusnog horizonta, nerijetko i nižih horizonata, zbog čega dolazi do sniženja razine (degradacija) ili potpunoga gubitka pojedinih funkcija tla. Sekundarni učinci su povećanje količine praškastih čestica u kanalima, rijekama, akumulacijama, i bazenima kao što su jezera i mora, te prekrivanja nižih reljefnih položaja erozijskim sedimentom. Učestala pojava sušnih razdoblja, propadanje šumske vegetacije te dezertifikacijski procesi, u uzajamnoj su povezanosti s erozijom tla, bilo da se govori o potencijalnom ili aktualnom riziku od erozije (Sassa 1998, Gee son etal. 2001). Za kvalitetnu valorizaciju šumskog ekosustava na nacionalnoj i regionalnoj razini te za izradu gospodarskih smjernica u skladu s održivim razvojem nužno je raspolagati pokazateljima potencijalnog rizika erozije tla temeljenim na jedinstvenim kriterijima. Potencijalni rizik od erozije tla vodom definiranje kao temeljna osjetljivost tla prema eroziji vodom i to ne uzimajući u obzir vegetacijski pokrov ili način korištenja, odnosno uz pretpostavku da tlo nema zaštitu vege tacijskog pokrivača. To znači da se procjena potencijalnog rizika od erozije tla vodom bazira na pretpostavci da se cjelokupno područje istraživanja koristi kao obradivo. Poznavajući potencijalni rizik tla od erozije, zakonskim, prostornoplanerskim i gospodarskim mjerama, može se učinkovito minimalizirati stvarni rizik kao i razmjere postojećih erozijskih procesa. Stalni pokrov šumske vegetacije održava postojanom strukturu tla i povećava njegov kapacitet infiltracije vode te brže dubinsko otjecanje suvišne vode. Svojim korjenovim sustavom prožima tlo i osigurava ga od naglog odnošenja. U ovom radu ne bavimo se izravnim mjerenjem i učincima erozije, već izračunom pokazatelja predisponiranosti eroziji na cjelokupnom šumskom prostoru Hrvatske. U cilju sagledavanja razmjera opasnosti od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima Hrvatske, u prvom dijelu rada prezentiramo rezultate procjene potencijalnog rizika od erozije tla vodom, a u nastavku se ukazuje na mogućnosti primjene modela za kvalitetniju procjenu rizika od erozije. METODIKA ISTRAŽIVANJA - Methods Za istraživanje potencijalnog rizika od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima u Hrvatskoj, korištena je karta potencijalnog rizika od erozije u digitalnom obliku izrađena u mjerilu 1:300 000 (H u s n j a k, 2000)´. Karta teksture, dubine i kamenitosti tla izrađena je na bazi podataka danih za kartiranc jedinice tla s Osnovne pedološke karte Republike Hrvatske mjerila 1:50.000, na temelju podataka teksture tla dominantno zastupljene sustavne jedinice tla unutar pojedine kartografske jedinice s Namjenske pedološke karte Republike Hrvatske mjerila 1:300.000, te na temelju baze podataka koju čini 1088 reprezentativnih pedoloških profila, izrađene posebno za potrebe procjene rizika od erozije tla vodom. Karta erodibilnosti tla izrađena je uz proračun indeksa erodibilnosti metodom integracije karata s klasama teksture, dubine i kamenitosti tla. Indeks varijabilnosti oborina određenje prema modificiranom Fournier indeksu (FI) a indeks aridnosti na temelju Bagnouls-Gausscnovog indeksa (BGI), oboje za 70 klimatoloških postaja. Na temelju navedenih indeksa izrađene su karte varijabilnosti oborina i aridnosti klime čijom integracijom je uz proračun indeksa izrađena karta erozivnosti oborina. Detaljna metodologija izrade karte potencijalnog rizika od erozije prikazana je u citiranom radu, pa ju ovdje dajemo sažeto. Karta nagiba terena izrađena je na temelju slojnica s ekvidistancom od 50 m. Karta potencijalne opasnosti od erozije tla vodom izrađena je na kraju integracijom karata s klasama erodibilnosti tla, erozivnosti oborina i nagiba terena uz proračun indeksa potencijalnog rizika. Procjena potencijalnog rizika od erozije tla vodom određena je za cjelokupno područje Republike Hrvatske prema programu CORINE (Coordination of Information on the Environment). Radi se o kvalitativnoj kartografskoj metodi koja se temelji na preklapanju pojedinih tematskih karata prema sljedećoj shemi. Preklapanjem navedene karte s kartom rasprostranjenosti šuma (Husnjak, 1999), izrađena je karta potencijalnog rizika od erozije za područje šumskih ekosustava u Hrvatskoj. Preklapanje, kao i kasnija inventarizacija površina, izvršeni su pomoću GIS alata NT Arc Info programskog paketa. |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 73 <-- 73 --> PDF |
S. Husnjak, N. Pcrnar, R. Pcrnar, I. Kisić: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77 Karta s klasama teksture tla Map of soil texture classes Karta s klasama Karta s klasama dubine tla erodibilnosti Map of soil Map of erodibility depth classes classes Karta s klasama kamenitosti tla Map of stone contents Karta s klasama classes in soil potencijalnog rizika od erozije tla vodom Map with classes of Karta s klasama water-induced soil varijabilnosti oborina erosion risks Map of precipitation variability classes Karta s klasama erozivnosti oborina Map of precipitation Karta s klasama erosiveness classes aridnosti klime Map of climate aridity classes Karta s klasama nagiba terena Map of terrain inclination classes REZULTATI ISTRAŽIVANJA I RASPRAVA - Results and discussion Potencijalni rizik od erozije tla definiran je kao teskog područja te one na blažim nagibima. I na takvim meljna osjetljivost tla prema eroziji vodom u datoj konpovršinama u uvjetima bez vegetacije javljaju se slabistelaciji pedogenctskih čimbenika, ne uzimajući u obzir je izraženi erozijski procesi, ponajprije kao "kišna erovegetacijski pokrov i način korištenja zemljišta. Potencizija" (torencijalna ili splash erosion) prouzročena jalni rizik predstavlja najgori mogući slučaj, što znači da učinkom "bombardiranja" ili razaranja tla kišnim kase procjena potencijalnog rizika od erozije tla vodom bapima. Takvi procesi djeluju polagano i teško ih je prezira na pretpostavci daje cjelokupno područje istraživapoznati. Na padinama s nagibima većim od 3 % ako je nja bez vegetacijskog pokrova. U takvoj pretpostavci tlo "golo", počinje se javljati i plošna (površinska ili ključni su čimbenici erodibilnost tla, erozivnost oborina sheet erosion) erozija. te nagib terena. Preklapanjem tematskih karata ovih čimbenika u prostoru šumskih ekosustava (si. 1) dobivena je karta čije Tablica Klase potencijalnog rizika od erozije tla vodom i zastupljenost u prossu površine indeksirane glede potoru šumskih ekosustava u Hrvatskoj tencijalnog rizika od crozijskih proTable 1 Classes of potential risk of water-induced erosion and its proportions cesa (si. 2). in Croatian forest ecosystems Ova istraživanja pokazala su da Klasa potencijalnog bi u takvom slučaju 44,8 % površine rizika od erozije Opis rizika Površina --Area šumskih ekosustava u Hrvatskoj bi Classes of potential Description of risk lo izloženo visokom potencijalnom risk of erosion ha % riziku od erozije, a 26,5 % površine 1 Niski rizik - Low risk 673 683 28,7 umjerenom riziku (tab. 1). 2 Umjereni rizik -Moderate risk 623 280 26,5 U klasi niskog rizika od erozije 3 Visoki rizik - High risk 1 053 790 44,8 tla participiraju površine ravničar-Ukupno -Total 2 350 753 100 |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 74 <-- 74 --> PDF |
S. Husnjak. N. Pemar. R. Pernar, I. Kisić: RIZIK 01) EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77 Slika 1. Rasprostranjenost šuma u Hrvatskoj Figure 1 Distribution of forests in Croatia Ukupna površina zemljišta pod šumom na kojem je prisutan visoki i umjereni rizik od erozije, a koja iznosi 1.677.070 ha ili 71.3 %, ukazuje na veliku potencijalnu opasnost od erozije tla vodom. Takav podatak sugerira neobično veliku važnost stabilnih šumskih ekosustava u Hrvatskoj za održivo gospodarenje, posebice u poljodjelstvu i vodnom gospodarstvu. S obzirom daje tlo uvjetno obnovljivo do neobnovljivo prirodno bogatstvo i uz to vrlo važan prirodni resurs, svako posezanje u šumski prostor s ciljem njegova reduciranja neminovno vodi ka intenziviranju površinskog tečenja vode, pa tako i ka potencijalnim erozijskim procesima. Danas svjedočimo učestalom zadiranju u šumu, bilo otvaranjem koridora prometnicama i drugim linijskim objektima (naftovod, plinovod, električni vodovi) ili pak kopovima mineralnih sirovina (kamenolomi, pjeskokopi). Nadzor nad projektiranjem, izgradnjom i gospodarenja takvim objektima trebao bi se provoditi s vrlo visokim faktorom sigurnosti, s obzirom da se erozijski procesi pojavljuju u vrlo različitim razmjerima, intenzitetima i stupnjevima prepoznatljivosti. Zaštita tla kao imperativ provlači se kroz svaki suvremeni projekt koji se odnosi na terestričke ekosustave. Uvijek je aktualna misao Gračanina "Tla Hrvatske najveće su blago hrvatskog naroda, poznavati ih znači poznavati temelje na kojima počiva Hrvatska država". Način korištenja zemljišta, ali odgovornost u gospodarenju zemljištem najdrastičnije se manifestira na mediteranskom području (Kosmas et al. 2002). Razlog tomu su učestali požari vegetacije, čija pojavnost korespondira s neodgovornim gospodarenjem prostorom (zapuštene površine s dominantnom korovskom vegetacijom i neorganizirana osmatračko-dojavna služba) te s neodgovarajućim načinima korištenja zemljišta (land use). Upravo su s pojavnošću požara povezana i neka metodološka pitanja koja se otvaraju u ovim istraživanjima. Radi se o kvalitetnijem uključivanju požara, kao čimbenika najrazornijih erozijskih procesa na šumskom |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 75 <-- 75 --> PDF |
S. llusnjak. N. Pernar. R. Pernar. I. Kisić: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77 i«*" JbTT Legenda (Legend) Klase potencijalnog rizika (Classes of potential risk) Niski rizik (Low risk) Umjereni rizik (Moderate risk) Visoki rizik (High risk) G? "tS?*´ 50 50 100 Km Slika 2. Potencijalni rizik od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima Hrvatske Figure 2 Potential risk of water-induced soil erosion in the forest ecosystems of Croatia zemljištu mediteranskog područja, u model procjene stvarnog rizika od erozije. Uz to za održivo gospodarenje prostorom držimo potrebitim prema ovome ili sličnom modelu izraditi kartu potencijalnog rizika od erozije, koja bi se trebala temeljiti na ažuriranim i visokorezolucijskim podacima o načinu korištenja zemljišta ZAKLJUČAK Šumski ekosustavi u Hrvatskoj u najvećoj mjeri su ograničeni na područja srednjeg do visokog stupnja erodibilnosti glede svojstva tla te značajke reljefa i klime. Ova istraživanja pokazala su daje na prostoru šumskih ekosustava u Hrvatskoj 71 % površine izloženo umjerenom do visokom potencijalnom riziku od erozije. Takav podatak upućuje na potrebu obazrivije valorizacije šumskih ekosustava, kao neprocjenjivog prirodnog bogatstva neophodnog za održivo gospodarenje ukupnim i zemljišnom pokrovu. Karta zemljišnog pokrova trebala bi uključivati atribute koji figuriraju u CORINE Land Cover programu. S druge strane, primjena modela na mediteranskom i submediteranskom području podrazumijeva određivanje potencijalnog i stvarnog rizika od erozije. - Conclusion prostorom Republike Hrvatske te na dogradnju i primjenu ovog modela na regionalnoj razini. S obzirom da krško šumsko područje na preko 90 % površine ima visoki potencijalni rizik od erozije, ovo područje trebalo bi prioritetno obraditi. Takva obrada podrazumijeva ažurirane i visokorezolucijske informacije o zemljišnom pokrovu (land cover), a za mediteransko i submediteransko područje informacije o vjerojatnosti pojave požara i njegovim procijenjenim značajkama. |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 76 <-- 76 --> PDF |
S. Husnjak, N. Pernar. R. Pcrnar. I. Kisic: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUPLHMHNT (2005). 69-77 LITERATURA - References CEC (Commission of the European Communities), 1992: COR1NE soil erosion risk and important land resources in the southern regions of the European Community. Brussels and Luxenbourgh, p97. Geeson, N. A., C. J. Brandt, J. B. Thornes, 2001: Mediteranean Desertification: A Mosaic of Processes and Responses. John Wiley & Sons, Ltd. 440 p. Gračanin , M., 1942: Tla Hrvatske. Zavod za Tloznanstvo Poljoprivrednog-šumarskog fakulteta, Zagreb. Gračanin , Z., 1962: Verbreitung und Wirkung der Bodencrozion in Kroatien. Giessener Abhandlungen zur Agrar und Wirtschaftsforschung des europaischen Ostens, Band 21, Giessen. Husnjak, S., 1999: Digitalna karta rasprostranjenosti šuma u Republici Hrvatskoj, mjerila 1:300.000. CD, arhiva Zavoda za pedologiju na Agronomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu H u s nj a k, S., 2000: Procjena rizika od erozije tla vodom metodom kartiranja u Hrvatskoj. Disertacija. Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 145 str. Kosmas, C, N. G. Danalatos, F. Lćpez-Bermüdez & M. A. Romero Diaz., 2002: The effect of Land Use on Soil Erosion and Land Degradation under Mediterranean Conditions. In: Geeson et al. (Ed): Mediteranean Desertification: A Mosaic of Processes and Responses, p. 57-70. John Wiley & Sons, Ltd. 440 p. Martinović,J., 1997: Tloznanstvo u zaštiti okoliša, Priručnik za inženjere, Državna uprava za zaštitu okoliša, Zagreb. Martinović , J., 2003: Gospodarenje šumskim tlima u Hrvatskoj, 1-525, Zagreb. Sassa, K., 1998: Environmental Forest Science. Springer, 636 p. Topic, V., 1995: Utjecaj šumske vegetacije na suzbijanje erozije u bujičnim slivovima mediteranskog područja Hrvatske, Šumarski list, 9-10: 299-304, Zagreb. Topić, V., 1996: Utjecaj različitog biljnog pokrova na zaštitu tla od erozije, Unapređenjeproizvodnje biomase šumskih ekosustava, Znanstvena knjiga 1:361-364, Zagreb. Topić, V., 1999: Melioracijski učinci šumskih kultura na kršu u odnosu na pedosferu, Šumarski list, 9_10: 411-422, Zagreb. Top i ć, V., 2000: Utjecaj ispaše i brsta koza na devastaciju šumske vegetacije i degradaciju tla na kršu (Sažeci znanstvenog skupa Unapređenje poljoprivrede i šumarstva na kršu s međunarodnim sudjelovanjem) Maleš, Petar; Maccljski, Milan (ur.). Zagreb: Hrvatska akademija znanosti i umjetnosti, 2000. 76-78 Topić, V., 2001: Utjecaj kultura crnog bora (Pinus nigra Arn.) na zaštitu tla od erozije prouzročene kišom, Znansot u potrajnom gospodarenju hrvatskim šumama, Znanstvena knjiga, 261-268, Zagreb. Top i ć, V., 2003: Šumska vegetacija na kršu kao značajan čimbenik zaštite tla od erozije. Šumarski list CXXVII (posebni broj): 51-64. Zagreb. Topić, V. & L. Butorac, 2004: Utjecaj šikare bijelog graba na zaštitu tla od erozije u Hrvatskoj. The risk of water-induced soil erosion in forest ecosystems of Croatia. Protuerozijska i vodozaštitna uloga šume i postupci njezina očuvanja i unapređenja. Zagreb, 23. 11. 2004. Sažeci referata 5-6. |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 77 <-- 77 --> PDF |
PRESENTATION AT THE INTERNATIONAL SYMPOSIUM Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77 RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE FOREST ECOSYSTEMS OF CROATIA Stjepan HUSNJAK1, Nikola PERNAR2, Renata PERNAR2, Ivica KISIĆ1 Summary: The paper explores the risk of erosion processes in the forest ecosystems of Croatia, under a hypothetical assumption that there was no forest vegetation and that the areas were barren. A digital map of potential erosion risk was used for the purpose of investigating the potential risk of water-induced soil erosion. The J:300,000 map covering the entire area of the Republic of Croatia was made in the CORINE programme. The area was inventoried on the basis of the map. As much as 44.8 % of the forest ecosystem area faces a high risk of water-induced soil erosion, while 26.5 % of the area is threatened by a moderate erosion hazard. Apartfrom indicating the importance of non-commercial forest functions in Croatia, these data also highlight the fundamental starting points for a more objective assessment of such resources. The paper discusses various difficulties and problems occurring in the assessment of erosion risks. Solutions are given for more objective estimates of both potential and actual hazards of water-induced soil erosion in forest ecosystems. Related to this, focus is placed on the necessity of constructing a high- resolution map of ground cover and determining potential erosion risks at a regional level. The probability of vegetation fire occurrence, as well as its features in the Mediterranean and sub-Mediterranean area should be discussed and realistic risks of erosion estimated. Key w o rds: water-induced soil erosion, risk of soil erosion, soil erodibility, terrain erodibility, GIS INTRODUCTION Water-induced soil erosion is an extremely dangepacts upon the total economic development. These imrous soil damage, which may cause most adverse im-pacts are directly demonstrated in agriculture and wa ter management. According toMartinovi ć (1997), soil is exposed to water erosion on about 90 % of Cro atian territory. Gračani n (1962) wrote that the chief Stjepan Husnjak, Ph. D., Assistant Lecturer with the Faculty erosion factors in Croatia are relief, lithological struc of Agronomy of Zagreb University, Institute of Pedology, ture (parent rock), climate, vegetation cover, anthropo Svetošimunska 25; shusnjak@agr.hr genic impacts and soil properties. In a sustainably maIvica Kisić, Ph. D., Associate Professor with the Faculty naged forest there is practically no accelerated erosion. of Agronomy of Zagreb University, Institute of general Instead, only normal erosion takes place, with a degra plant production, Svetošimunska 25; ikisic@agr.hr dation impact that is less significant than the progres" Nikola Pernar, Ph. D., Associate Professor with the Faculty sion effects of pedogenctic processes (Martinovi ć of Forestry of Zagreb University, Institute of Ecology 2003). and Silviculture, Svetošimunska 25; pernar@hi.htnet.hr The extensive research carried out by Topic and co Renata Pernar, Ph. D., Assistant Lecturer with Faculty of Forestry llaborators in the Mediterranean and sub-Mediterrane of Zagreb University, Institute of Silviculture; rpcrnar@sumfak.hr an regions of Croatia (Topic 1995, 1996, 1999,2001, |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 78 <-- 78 --> PDF |
S. Husnjak. N. Pcrnar. R. Pcrnar. I. Kisić: RISK OF WATER-INDUCEU SOIL EROSION IN THE FOREST ... Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77 Topic andButorac 2004) witnesses the significance of forest vegetation in soil protection from erosion. The same author used other interesting research results to point at the aspects of direct anthropogenetic impacts caused by the chosen purpose and land use (Topic, 2000). About one million hectares forests and forest lands of the Mediterranean and sub-Mediterranean region are exposed to increased risk of erosion processes, while forest fires are regularly followed by erosion in spring and summer months. As a rule, erosion processes occur as soil loss, i.e. the removal of the surface humus horizon and, frequently, the lower horizons, causing degradation, or complete loss of the individual soil functions. The secondary effects include increased quantity of powder particles in canals, rivers, accumulations, and basins such as seas and lakes, and the covering of the lower relief locations by erosion sediments. The frequent dry periods, the loss of forest vegetation, and the desertification processes are connected with soil erosion, either as potential, or actual risks (S a s s a 1998, G e e s o n et al. 2001). Indices of potential soil erosion risks based on common criteria are necessary for good valorisation of forest ecosystems at national and regional levels, and also for creating economic guidelines according to sustainable development. The potential risk of water-induced soil erosion is defined as the basic susceptibility of the soil to water- induced soil erosion, regardless of the vegetation cover and land use, i.e. presuming that the soil is not protected by vegetation. This means that the estimate of the potential risks of water-induced soil erosion is based on the assumption that the whole research area is used as arable land. By knowing the potential risks, it is possible to efficiently reduce the real risks and extents of the existing erosion processes through legal/economic measures and spatial planning. The permanent vegetation cover maintains the structure and increases the water infiltration capacity of the soil; it also stimulates the run-off of excessive water. Permeating the soil, the root system prevents its sudden erosion. This paper does not deal with direct measurements and effects of erosion. Instead, it presents the calculated indices of the predispositions to erosion on the whole forest area of Croatia. The first part of the paper presents the estimates of the potential water-induced risks of soil erosion. The second suggests the possibilities of applying the model to the improved estimates of erosion risks. METHODS A digital map of potential erosion risks to a scale of 1:300,000 (Husnjak, 2000)3 was used in the research. The map of the texture, depth and stone contents of the soil was made according to the data of the mapped soil units from the Basic pedological map of the Republic of Croatia, scale 1:50,000, based on the soil texture data of the dominant systematic soil unit within the individual cartographic unit of the Practical pedological map of the Republic of Croatia, scale 1:300,000, as well as by using the database composed of 1,088 representative pedological profiles made especially for the water-induced soil erosion risk estimates. The Soil erodibility map was made by using the calculated erodibility index made by the method of integrating the maps with the classes of texture, depth, and stone contents of the soil. The index of precipitation variability was determined according to the modified Fournier index (FI), while the aridity index was made on the basis of the Bagnouls-Gaussen Index (BGI), both for seventy climatologic stations. According to the mentioned indi ´ The detailed map-making methodology is already presented in the quoted study, so that we bring it here in a summarised form. ccs, wc made maps of precipitation variability and climatic aridity, the integration of which was used with the index calculation to make the Map of precipitation erosiveness. Map of terrain inclination was made by using the contour lines with an equidistance of 50 m. Map of potential threat of water-induced soil erosion was then made by integrating the maps of soil erodibility classes, precipitation erosiveness, and terrain inclination, with the calculation of the potential risk index. The estimate of the potential water-induced soil erosion risk was determined for the whole territory of the Republic of Croatia, according to the programme CORINE (Coordination of Information on the Environment). This is a qualitative cartographic method based on overlapping the individual thematic maps according to the following scheme: By overlapping this map with the map of forest distribution (Husnjak, 1999) the map of potential erosion risks was made for the forest ecosystem areas in Croatia. The overlapping and later area inventory were carried out by using the GIS tools NT Arc Info programme package. |
ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 79 <-- 79 --> PDF |
S. Husnjak. N. Pernar, R. Pernar, 1. Kisić: RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE FOREST ... Šumarski list - SUPLEMENT (2005). 69-77 RESULTS AND DISCUSSION The potential risks of soil erosion is defined as the basic susceptibility of the soil to water-induced erosion in a given constellation of pedogenic factors, regardless of the vegetation cover and land use. The potential risk is the worst possible case, where the estimate of the potential risk of water-induced erosion is based on the assumption that the whole research area has no vegetation cover. Under such presumption, the crucial factors are soil erodibility, precipitation erosiveness, and terrain inclination. By overlapping the thematic maps of these factors within the space of forest ecosystems (Figure 1), we developed a map the areas of which were indexed in relation to the potential risks of erosion processes (Figure 2). This research revealed that under such presumptions 44.8 % of forest ecosystems in Croatia would be exposed to high potential risks of erosion, while 26.5 % of the area would be exposed to moderate risks (Table 1). The lowland areas and those with mild inclinations belong to the low risk class. Even on such areas, where there is no vegetation, some erosion processes take place, primarily as torrential or splash erosion caused by the effect of "bombing" or "shattering" the soil by raindrops. Such processes are slow and difficult to recognise. Over the slopes with higher inclination than 3 %, where the soil is "naked", sheet erosion takes place. The total forest area with high and moderate erosion risk amounts to 1,677,070 ha, or 71.3 %, indicating a high potential threat of water-induced soil erosion and the great significance of stable forest ecosystems for sustainable management, particularly related to agriculture and water management. Considering that soil is a conditionally renewable nature´s asset, and also a significant natural resource, any exploitation of forests aimed at their reduction leads to intensified runoffs and potential erosion processes. Today we witness massive encroachments on the forest, either by opening the corridors for roads, oil/gas/electric lines, or the mineral raw material mines. The supervision of the design, construction and manangement of such developments should be carried out by applying high security factors, because erosion processes occur to various extents, intensities and degrees of recognition. Soil protection is an imperative with any modern project made for terrestrial ecosystems. We should bear in mind what Gračanin said: "Croatian soils are the greatest national riches. To know them means to understand the foundations on which Croatia lies". The land use and the responsibility of land management are most drastically illustrated by the Mediterranean region (K o s m a s etal. 2002), with the forest fires the high frequency of which corresponds with irresponsible management methods (neglected areas with dominant weed vegetation and unorganised watch-information service) and inadequate ways of land use. The frequent fires are the objects of some methodological issues related to this research. The factor of the most destructive erosion processes on the Mediterranean forest areas, fire should be included into the model of estimating the real erosion risk. In addition, sustainable management should be supported by developing a map of potential erosion risks, based on updated and high-resolution data on the ways of land use and land cover. The map of land cover should include the attributes of the CORINE Land Cover programme. On the other hand, the application of the model to the Mediterranean and sub-Mediterranean areas presumes the assessment of both potential and real risks of erosion. CONCLUSION Croatian forest ecosystems arc mainly limited to the areas of moderate to high degrees of erodibility according to soil properties and relief/climate characteristics. The research has shown that 71 % of the forest ecosystem area is exposed to moderate and potentially high erosion risk. This requires more careful valorisation of forest ecosystems as priceless natural assets, indispensable for sustainable management of the whole Croatian territory, and the application of this model at regional level. Considering that the 90 % of the karst area is under potential erosion risk, this region should be regarded as a priority in the process of developing the updated high-resolution data on the land cover. The Mediterranean and sub-Mediterranean regions should be treated in relation to forest fires and their estimated characteristics. |