Wpływ erozji wodnej i uprawowej na przekształcenie gleb i stoków lessowych

Dyrekcja Instytutu Agrofizyki im. Bohdana Dobrzańskiego PAN w Lublinie zaprasza na seminarium, które odbędzie się 29 sierpnia (wtorek) br., o godzinie 12:00 w auli naszego Instytutu:

Tytuł seminarium: Wpływ erozji wodnej i uprawowej na przekształcenie gleb i stoków lessowych

Prowadzący: dr Jerzy Rejman

Instytut Agrofizyki im. B. Dobrzańskiego PAN w Lublinie

Streszczenie:

W wyniku procesów erozji w terenach urzeźbionych dochodzi do przekształcenia gleb polegających na skróceniu budowy profilu lub jego nadbudowie materiałem uprzednio zerodowanym. Efektem tych zmian jest zróżnicowanie właściwości warstwy ornej gleb wpływających na przebieg procesów w niej zachodzących oraz jej produktywność.

Badania przeprowadzono na dwu stokach lessowych użytkowanej rolniczo małej zlewni (5,7 ha) położonej na Płaskowyżu Nałęczowskim (Wyżyna Lubelska). Na podstawie charakterystyki budowy profili określono klasę zerodowania gleb, a po przeprowadzeniu rekonstrukcji pierwotnej budowy gleby płowej obliczono wielkość erozji i akumulacji. Analizując materiały archiwalne określono czas użytkowania rolniczego zboczy oraz wyznaczono roczne tempo erozji. Badania erozji wodnej obejmujące rozbryzg (masa gleby oderwana od jej powierzchni przez krople deszczu), spływ powierzchniowy oraz zmyw gleby prowadzono na poletkach o zróżnicowanej długości zlokalizowanych w obrębie analizowanych zboczy. W badaniach erozji uprawowej określono przemieszczenie gleby podczas orki głębokiej, podorywki oraz kultywatorowania połączonego z bronowaniem.

Przeprowadzone badania wykazały, że średnie roczne natężenie erozji wyniosło 3,94 mm (przy 70 latach użytkowania rolniczego) i 2,87 mm (170-190 lat), a dla erozji pomniejszonej o akumulację 2,46 i 1,66 mm, odpowiednio dla zboczy o wystawie północnej i południowej. Na podstawie pomiarów ustalono, że masa przemieszczonej gleby była znacznie większa podczas zabiegów uprawowych w porównaniu do erozji wodnej w trakcie wegetacji roślin. Obie badane formy stanowiły 15 i 62% średniej rocznej wielkości erozji wyznaczonej na podstawie rekonstrukcji profili glebowych dla zboczy zlewni. Mały udział obu form na zboczu o wystawie południowej (15%) jest związany najprawdopodobniej ze zwiększoną erozją związaną ze spływami roztopowymi, które nie były analizowane. Stwierdzono, że wielkość rozbryzgu zależy głównie od opadu, a odległość przemieszczenia od stanu powierzchni gleby oraz obecności spływu. Do prognozowania rozbryzgu zaproponowano model oparty o zależność między masą oderwanej gleby i 10 minutową intensywność opadu, który zweryfikowano pozytywnie. Wyniki pomiarów wykazały, że wielkość rozbryzgu jest kilkukrotnie większa w porównaniu do masy gleby przemieszczonej ze spływem powierzchniowym. Jedynie w przypadku wystąpienia żłobin, jego wielkość była mniejsza od zmywu gleby. Do analizy zdarzeń erozyjnych zaproponowano nowy sposób interpretacji danych z poletek o zróżnicowanej długości. Jest on oparty o maksymalną wartość jednostkową i stosunek zmywu gleby z poletek. Ustalono, że stosunek zmywu jest zależny od czasu, w którym erodowany materiał może zostać przemieszczony do instalacji zbiorczych. Wykazano, że czas, w którym gleba została przeniesiona do pojemników był średnio 1,8-krotnie dłuższy dla stoku 7% w porównaniu do 12%. Sugeruje to, że materiał glebowy może dotrzeć do cieku głównego zlewni w różnym czasie w zależności nie tylko od odległości od linii cieku, ale i od nachylenia stoku. Zmyw gleby był w największym stopniu skorelowany z wskaźnikiem erozyjności opadu EI30 modelu USLE. Badania potwierdziły, że główne założenia tego modelu sprawdzają się jedynie w obrębie efektywnej odległości przemieszczenia, która zależy od czasu trwania opadu i spływu powierzchniowego.