Ugrás a tartalomhoz

Talajtan

Stefanovits Pál, Filep György, Füleky György

Mezőgazda Kiadó

13. fejezet - A talajdegradáció, a talajromlás

13. fejezet - A talajdegradáció, a talajromlás

A talajképződés folyamatában nemcsak a termőföld kedvező tulajdonságai alakulnak ki, hanem a kedvezőtlenek is, amelyek következménye a talajpusztulás.

A talajdegradáció a FAO értelmezése szerint felosztható a vízerózió, a szélerózió, a kémiai degradáció és a fizikai degradáció csoportjaira. E degradációs jelenségek az emberi tevékenység következményeként felgyorsulhatnak. A GLASOD (Global Assessment of Soil Degradation) éppen ezt az utóbbi ötven év alatt felgyorsult hatást vizsgálta. Felméréseik szerint a talajdegradáció egyes formáinak elterjedése a világban:

vízerózió

1100 ∙ 106 ha =

56%

szélerózió

550 ∙ 106 ha =

28%

kémiai degradáció

236 ∙ 106ha =

12%

fizikai degradáció

79 ∙ 106ha =

4%

Összesen:

1965 ∙ 106ha =

100%

Talajpusztulás, talajerózió

A talajképződés folyamatainak, valamint a talajok fejlődésének útja nem töretlen. A víz, valamint a szél elhordja a már kialakult talajrétegeket, így véget vet a bennük lejátszódó folyamatoknak, a visszamaradó talajrészek tulajdonságait és termékenységét pedig sok esetben alapvetően megváltoztatja a talajpusztulás.

A talajpusztulás folyamatainak és hatásának ismerete nélkül nem tudjuk megfelelően értékelni a talajok termékenységét, sem a termékenység fenntartásának és fokozásának helyes útjait megtalálni. A talajpusztulást előidéző tényezők értékelése során különbséget kell tennünk a természetes viszonyok, elsősorban a természetes növénytakaró alatt kialakuló, valamint az emberi tevékenység hatására módosuló talajpusztulás között. Az első, általában kisebb sebességű, a geológiai talajpusztulás hatásának eredményeként bekövetkező változások csak hosszú idő alatt fejlődnek ki. Gyorsított talajpusztulás az erdőirtás, a szántóföldi művelés következményeként fellépő, a szél és a víz által előidézett károsodás. Ez utóbbiak hatását értékelték a GLASOD keretében.

A geológiai talajpusztulás hatására képződtek a hegyek és a völgyek, a homokdűnék és a szélbarázdák. A gyorsított talajpusztulás hatására a lejtők talajrétege elvékonyodik, és vízmosások képződnek, illetve homokverés és kifúvás lép föl. A továbbiakban talajpusztuláson csak a gyorsított talajpusztulást értjük.

A talajpusztulás folyamataiban szerepet játszó tényezőket két csoportra oszthatjuk:

  • a talajpusztulást kiváltó, valamint

  • a talajpusztulást befolyásoló tényezőkre.

A kiváltó tényezők a talaj elmozdításához és szállításához szükséges közeget és energiát szolgáltatják, a befolyásoló tényezők pedig ezeknek az energiáknak a talajra gyakorolt hatását csökkentik vagy fokozzák. A talajpusztulásnak két válfaját különböztetjük meg, aszerint, hogy a víz vagy a szél hatásának következményeként lép-e fel: a vízeróziót és a deflációt vagy széleróziót.

A vízeróziót kiváltó és befolyásoló tényezők

A víz által okozott talajpusztulás kialakulásában részt vevő tényezőket ugyancsak kiváltó és befolyásoló tényezőkre bontjuk:

Kiváltó tényezők:

– csapadék:

– cseppnagyság,

  

– hevesség,

  

– tartam,

  

– hómennyiség,

  

– az olvadás ideje,

   
 

– lejtő:

– meredekség,

  

– hosszúság,

  

– alak

  

– kitettség,

 

Befolyásoló tényezők:

– a talaj nedvességi állapota,

 

– a talaj vízgazdálkodása,

 

– a talaj szerkezete,

 

– a talajfelszín érdessége,

 

– növényborítottság.

Az egyes tényezőket és hatásukat vizsgálva, valamint a talajképződési folyamatokkal való kapcsolatukra utalva a következőket állapíthatjuk meg.

Csapadékviszonyok

Eső. Egyes elemei közül elsősorban a csapadék hevességének és tartamának, valamint az ezek által megszabott csapadékmennyiségnek van hatása a talajpusztulásra.

Erózió csak ott léphet fel, ahol a lejtőn felületi lefolyás képződik, ebből következik, hogy az adott időközben a csapadék hevességének és tartamának nagyobbnak kell lennie, mint a talaj vízbefogadásának. Ezért ugyanazon hevességű csapadék nem minden talajon idéz elő felületi lefolyást, csak azon a talajon vált ki eróziót, melynek vízgazdálkodása nincs összhangban a csapadékkal.

A talaj vízgazdálkodása, így a vízbefogadás, a víznyelés és a vízvezetés nem statikus jelenségek, hanem még egyazon talaj esetében is jelentős mértékben változnak a talaj nedvességétől, vízzel való telítettségétől, valamint szerkezetétől függően. Ugyanazon a talajon az ugyanolyan hevességgel érkező csapadék nem vált ki minden esetben azonos hatást. Nagy általánosságban megállapítható, hogy akkor várható erózió, amikor a csapadék a napi 20 mm-t meghaladja.

. A hazai éghajlati viszonyok között a csapadék nemcsak eső, hanem hó alakjában is érkezhet. A hó felhalmozódhat a fagyott talajon, tehát a havazás nem vált ki közvetlenül talajpusztulást, sőt a hóréteg vastagságát csökkenti a párolgás, és így is csökken a veszély. A hó alakban felhalmozódott csapadék csak akkor tehet kárt, ha elolvad. Az olvadás körülményei is nagy jelentőségűek az erózió fellépése vagy elmaradása tekintetében.

Ha az olvadással egyidejűleg a talaj felszíni rétegei is fölengednek, vagyis a víz befogadására képesek, akkor már csak az olvadás ütemétől függ, hogy az olvadékvíz teljes egészében a talajba szivárog-e, vagy felületi lefolyásként lefut a lejtőn.

Fagyott állapotban a talaj nem tudja elnyelni az olvadékvizet, így bármilyen lassú legyen is az olvadás, felületi lefolyás lép fel. Ebből is látható, hogy a hó alakban talajra jutó csapadék talajpusztító hatása elsősorban az időjárási viszonyok alakulásától függ, és a talaj vízgazdálkodási tulajdonságai csak másodsorban jutnak érvényre.

Hazánkban a hóolvadás következményeként kialakuló nagymértékű talajpusztulás nem általános, és hatásában kevésbé jelentős folyamat, mert tavaszra együttjár a talaj fölengedésével. Olvadási eróziót hazánkban csak az átlagostól eltérő időjárású néhány évben tapasztalhatunk. Európa havas és hosszú telű, kontinentális területein azonban a hóolvadási erózió veszélye az eróziós lehetőségek 70–80%-át teszi ki.

Lejtőviszonyok

Az eróziót kiváltó tényezők másik csoportja a lejtőviszonyokkal kapcsolatos. A lejtők – amelyek a vízgyűjtők, a völgyek oldalait képezik –, meredékségükkel, hosszúságukkal, alakjukkal és kitettségükkel befolyásolják a talajpusztulás menetét.

A lejtő meredeksége. A felületi lefolyás energiáját és azon keresztül talajpusztító hatását szabályozza. Ebből következik, hogy lejtőerózió csak akkor alakul ki, ha felületi lefolyás is van. Minél meredekebb a lejtő, annál nagyobb a felületen lefolyó víz energiája és erodáló hatása. A nagyobb energiájú víz több talajrészt képes elmozdítani a helyéről, és görgetve vagy lebegtetve elszállítani, tehát egyazon talaj esetében a meredek lejtők pusztulása gyorsabb, az erózió veszélyesebb formákat ölt, mint a kisebb lejtésű területeken. A lejtők meredekségét és a lejtőkategóriák határértékeit is fokokban vagy százalékokban adjuk meg.

Lejtőkategóriák. Nemcsak az erózió veszélyének kifejezését szolgálják, hanem egyben az alkalmazható talajvédelmi eljárások megválasztásánál is iránymutatók. Beosztásuk a következő:

Sík vagy hullámos területnek nevezzük az 5%-osnál kisebb meredekségű felszínalakulatokat. Ezeken az esetleg keletkező felületi víz elmozdulása csekély és kis energiájú. Az eróziós formák közül ritkán lép fel a felületi rétegerózió, a barázdás és vízmosásos formák pedig teljesen hiányoznak. Szikes talajokon a padkásodás jelenségével kell számolni.

Az enyhén lejtős területeken, amelyek lejtése 5–12%-os, a felületi víz már jelentősen elmozdul a helyéről, közepes energiát nyer, ezért pusztíthatja a talajt. Ilyen lejtőviszonyok esetében a felületi rétegerózió gyakoribb, mint a sík vagy a hullámos területeken. A felületi lefolyás megjelenése jelentős mértékben függ a talajok vízgazdálkodási talajtulajdonságaitól. Amennyiben ezek kedvezőek, nem képződik felületi lefolyás és nem jelentkezik talajpusztulás.

A közepes lejtésű területek meredeksége 12–17%. Ezeken a lejtőkön vagy a lejtőszakaszokon a talajok víznyelése már rendszerint nem elegendő a teljes csapadékmennyiség talajba juttatására, és az így keletkezett felületi lefolyás jelentősen felgyorsul. A felületi rétegerózió mellett a barázdás erózió formája is megjelenik. Kellő talajvédelem hiányában és helytelen talajhasználat esetében pedig vízmosások képződése is lehetséges.

Az erősen lejtős területeken, amelyeken a lejtés 17–25%-os, mind a felületi vízlepel, mind az erekben egyesült vízfolyások energiája jelentősen nagyobb az előbb felsorolt lejtőkategóriákban tapasztaltaknál. A lejtőkön lefutó víz a felületi rétegerózió mellett – melynek erősebben fejlett fokozatai az uralkodók –, gyakrabban váltja ki a barázdás és a vízmosásos eróziót. Az ilyen lejtőviszonyoknál különösen nagy szerepet játszik a talajok erodálhatósága, amely megszabja a formák és a fokozatok arányát.

A meredek lejtőkön a legnagyobb a talajpusztulás veszélye, itt a lejtési százalék 25%-nál nagyobb. Kis ellenállású talajokon a talajpusztulás következtében rendszerint már a talajképző kőzet kerül a felszínre. Nehezen erodálható talajokon is minden esetben észlelhető a talajpusztulás gyengébb vagy erősebb folyamata.

A lejtők hosszúsága. A lejtőkategóriák önmagukban nem alkalmasak arra, hogy segítségükkel jellemezzük a talajpusztulást vagy a talajpusztulás veszélyét. A lejtőviszonyok közül a meredekség mellett a lejtőhosszt is tekintetbe kell vennünk.

A lejtők hosszúsága szabja meg, hogy a felületi lefolyás milyen tömegű vizet szállít, és ez milyen sebességre gyorsulhat fel az adott meredekségű lejtőn. A lefolyó víz tömege a lejtő hosszával arányosan növekszik, ha a terület lejtése egyenletes. Minél hosszabb a lejtő, annál nagyobb energiát nyer a felületi lefolyás lepelszerű formája, amelynek a talajfelületeken jelentkező súrlódás szab határt.

A lejtők hosszúságának jelentős szerepe van az eróziós erek kialakulásában és a barázdás erózió megjelenésében. Hosszú, egyenletes lejtőn a vízerek egyesülése, nagyobb energiájú vízsodrásokká alakulása nagyobb valószínűséggel következik be, mint a rövid lejtőkön. Általában azt tapasztaljuk, hogy enyhe és közepes lejtésszögnél, 10–20 m-es lejtőkön a talajpusztulás sokkal kisebb veszélyt jelent, mint az ugyanolyan lejtőkategóriába tartozó, de a 100 m-t megközelítő vagy meghaladó hosszúságú lejtőkön. Hazánkban azonban a felszínalakulásból következően ritkák a hosszú lejtők.

A lejtők alakja szintén nagymértékben hat a talajpusztulásra. Megkülönböztetünk egyenes, domború, homorú és összetett lejtőalakzatokat.

Az egyenes lejtőkön a felületi lefolyás mennyisége és energiája a lejtő hosszával arányosan nő, ezért a talajpusztulás a lejtő alsó harmadán a legerőteljesebb.

Domború lejtőkön a felületi lefolyás a lejtő alsó részén éri el a legnagyobb energiát, a víz tömege attól függ, hogy a lejtő felett elhelyezkedő vízgyűjtő terület mennyi vizet szállít a lejtőre. A pusztulás elsősorban a lejtő felső harmadán kezdődik és lefelé haladva fokozódik.

Homorú lejtőkön a lefolyó víz a lejtő középső harmadában jelentkezik a legnagyobb mennyiségben és a legnagyobb energiával, az alsó harmadban pedig lelassul, sőt sok esetben az energiacsökkenés következtében üledék rakódik le.

A természetben azonban ritkán találunk kizárólag egyik vagy másik formához tartozó lejtőket, azok különböző tulajdonságú lejtőszakaszokból tevődnek össze.

Az összetett lejtőkön egymást váltják az egyenes, a domború és a homorú szakaszok; ha ezek ismétlődnek, a keresztmetszet lépcsős. A talajpusztulás törvényszerűségeit az egyes lejtőszakaszok egymásutánja és formája szabja meg.

A különböző lejtőalakok kapcsolatának gyakori formája az S alakú lejtő; a magasabban fekvő domború lejtőszakaszt a mélyebben elterülő homorú váltja fel. A két lejtőszakasz csatlakozásánál van az ún. inflexiós vagy áthajlási pont van. Ez a csatlakozás gyakran egyenletes, hajlás nélküli területté nyúlik, és ilyenkor inflexiós vagy áthajtási sávnak nevezzük. Ez azért fontos, mert a talajpusztulás sok esetében az inflexiós sávban jelentkezik először.

Az inflexiós sávról meg kell jegyeznünk, hogy a felszín fejlődése következtében vándorol, éspedig a lejtő felső szakasza felé, így az erózió mindig újabb talajt kezd ki, a már erodált szakaszokon pedig csillapodik a hatása.

Kitettség. A lejtőviszonyok negyedik tényezője a kitettség. Ezen azt értjük, hogy a lejtő vagy a lejtőszakasz milyen égtáj felé néz. Az eltérő kitettségű lejtőkön ugyanazon kőzet- és talajviszonyok esetében, azonos lejtőszög, -hossz és -alak mellett igen különböző lehet a talajpusztulás mértéke.

Ennek magyarázata során egyrészt a csapadékviszonyokat, másrészt a sugárzási viszonyokat kell mérlegelni.

Általában megfigyelhető, hogy a heves záporok egy adott területen rendszerint azonos irányú széllel érkeznek. Az erős szél hatására ferdén talajra hulló csapadék ütőhatása ott erősebb, ahol egybeesik a lejtő kitettsége és a szélirány, vagyis a cseppek majdnem merőlegesen érik a felszínt. A domb vagy hegy másik oldalán fekvő lejtőt kevésbé károsítja a csapadék. Ez az egyik magyarázata a heves záporok érkezési irányába néző lejtők pusztulásának.

A másik tényező, amely az erodáltságban különbségeket idéz elő, a besugárzással függ össze. A déli kitettségű lejtőkön nagyobb mértékű a talaj kiszáradása és fölmelegedése, mint az északin, ezért a száraz talajt érő csapadék szétrobbantja a talaj aggregátumait. Az így bekövetkező szerkezetromlás, majd beiszapolódás fokozza a felületi lefolyást és az erózió mértékét.

Az eróziót előidéző hatások másik csoportja, a befolyásoló tényezők, nem közvetlenül hatnak a felületi lefolyás megjelenésére és energiájára, hanem a felületi lefolyás keletkezésének és a már létrejött felületi víz talajpusztító hatásának a feltételeit szabályozzák.

A talaj nedvességi állapota

A talaj nedvességi állapota jelentős mértékben befolyásolja a talajpusztulás kialakulását. A száraz talajfelszín elsősorban a csepperózió tekintetében jelent veszélyt, mert az esőcseppek hatására a kiszáradt talajmorzsák szétrobbannak, szétesnek kisebb egységekre. Nedves talajfelszínen ez nem következik be, mert a talajra hulló csapadék a felszín víznyelő képességének megfelelő sebességgel jut a talaj mélyebb szintjeibe. Abban az esetben viszont, ha a talaj felszíne a huzamosabb esők hatására a víztartó képességéig telített, már kisebb hevességű eső is felületi lefolyást vált ki, amely a túltelített talajfelszín pépes részeit könnyen elmozdítja, erodálja; ezt nevezzük sárfolyásnak.

A talaj vízgazdálkodása

A legfontosabb befolyásoló tényező a talaj vízgazdálkodása. Mind a víznyelő, mind a víztartó képessége jelentősen hat a talajpusztulás kialakulására. A talajok víznyelő képessége tekintetében legnagyobb szerepe a felszín vízgazdálkodásának van. Ez szabja meg, hogy a talajra jutó csapadék képes-e teljes egészében a mélyebb szintekbe szivárogni, vagy egy része felületi lefolyás alakjában jelenik meg. A rövidebb ideig tartó kis és közepes intenzitású esők hatását elsősorban ez befolyásolja. A mélyebben fekvő talajrétegek vízáteresztő képessége viszont az egész szelvény beázását és a huzamosabb ideig tartó csapadékok talajpusztító hatását módosítja.

Az egész szelvény vízáteresztő képességét mindenkor a legrosszabb vízáteresztő képességű réteg szabja meg. Jelentősen módosítja a csapadék sorsát a leggyengébb vízáteresztő képességű réteg felszíntől való távolsága is. Ha a felszínhez közel, például 30–50 cm mélységben a vizet kevéssé áteresztő réteg található a talajszelvényben, huzamosabb csapadék esetében a felette levő, vizet jobban áteresztő réteg telítődhet, és a kezdeti egyenletes csapadéknyelés után a talaj felszínén fölösleges víz jelenik meg, felületi lefolyást képezve. Különösen veszélyes, ha a felszíni jó és az alatta fekvő rossz vízgazdálkodású talajszintek között vízáteresztés tekintetében nagy különbség van. Ez elsősorban szikes vagy pangó vizes barna erdőtalajoknál fordul elő, de kisebb mértékben hasonló hatása van a csernozjom talajokon gyakori barázdafenék-tömődöttségnek is.

A víznyelő képességhez hasonló hatása van a talajok vízgazdálkodása másik tényezőjének, a talajok víztartó képességének. Ez befolyásolja a talaj kiszáradásának feltételeit, és közvetve a talajon élő növényzet vízszükségletének biztosítása útján hat a talajvédő növénytakaró kialakulására.

Talajszerkezet

Atalajok szerkezete részben a talajok vízgazdálkodását módosítja, részben pedig megszabja a talaj erodálhatóságát. Ismeretes, hogy a jó szerkezetű talajok vízáteresztése és víztartó képessége egyaránt kedvező. A talajszerkezet másik hatása az erodálhatóságban nyilvánul meg. Ennek az a lényege, hogy a nagyobb – a víznek jobban ellenálló – szerkezeti elemek nehezebben mozdíthatók el a helyükről, nehezebben szállíthatók, mint az elporosodott, könnyen szétiszapolódó talajszerkezet részei. Különösen vulkáni területeket övező lösszerű üledéken vagy nyirokon kialakult talajoknál tapasztaljuk, hogy nagyobb csapadék esetében sem lép fel talajpusztulás, annak ellenére, hogy a felületi lefolyás jelentős. Azonos lejtőviszonyok esetében viszont a leromlott, elporosodott szerkezetű csernozjom talajokon már kisebb csapadék is jelentős talajmennyiséget szállít az erozióbázis felé. Ez a különbség elsősorban a talajszerkezettel magyarázható. Minél nagyobbak a talajmorzsák, és minél jobb a vízállóságuk, annál kisebb az erodálhatóságuk.

Növényborítottság

Az negyedik befolyásoló tényező a vízeróziót szabályozó növényborítottság. A különböző növénytakarók különbözően befolyásolják a vízeróziót, lényeges különbség mutatkozik a talajpusztulás folyamatára gyakorolt hatásuk között.

Erdő. Általában elmondhatjuk, hogy az erdő – az egyik ősi növénytakaró – jelentősen mérsékli a talajra jutó csapadék hatását. A nagy felületi lombkoronára jutó csapadék egy része elpárolog, más része a levélfelület benedvesítésére szolgál. A csapadék javarészt az ágakon és a gallyakon, majd a fa törzsén jut a talajra, és csak a töredéke jut csepp alakban tovább. Többszintű faállomány esetén ez a szűrőhatás fokozódik, mert az első és a második koronaszint alatt a cserjeszint is jelentős mennyiségű csapadékot fékez le. Az így csökkent mennyiségű és fékezett csapadék sem jut közvetlenül a talajfelszínre, mert nagyrészt felfogja az erdei aljnövényzet, valamint az alomtakaró. Az erdők alomtakarója igen sok nedvességet képes visszatartani, ugyanakkor az el nem nyelt vízmennyiséget a csepperózió hatásának kikapcsolásával továbbítja a talajba. Kedvező az alomtakaró hatása a talaj vízgazdálkodására is, mert alatta nehezebben szárad ki a talaj, és huzamosabb ideig megőrzi jó szerkezeti állapotát.

Összefoglalóan megállapíthatjuk, hogy az ősi erdei növényállomány jelentősen csökkenti a talajpusztulás hatását. Lényeges különbség van azonban az egyes erdőtípusok talajvédő hatása között. Még nagyobb a különbség az ősi erdőtípusok, valamint a kultúrtípusok között – elsősorban a rontott és a legeltetett erdők esetében. Ez utóbbiakban, ahol az alomtakaró mennyisége csökkent, a faállomány degradált, a talaj felszínének vízgazdálkodását pedig a legelő állatok taposása lényegesen lerontotta, jelentősen fokozódik a talajpusztulás veszélye.

Erdős puszták. A másik ősi növénytakaró – az erdős puszták füves növényzete – zárt növényállomány esetén szintén védelmet nyújt a talajpusztulás ellen, hatása azonban nem éri el az erdőét. Talajvédő részben azért, mert visszatartja a csapadék egy részét, és azért is, mert elősegíti az összegyűlt felületi vizek erózió nélküli lefutását. Azokban a völgyhajlatokban, amelyekben zárt, füves növényzet van, a lezúduló víz lehajlítja a fűszálakat, és szövedékük felett könnyen elsiklik, így nem tesz kárt a talajban.

Megművelt területek. Ott, ahol az ember az ősi növénytakarót megváltoztatta, a növényzet talajvédő hatása, így a talajpusztulás lehetősége is módosult. Az erdők letarolása és helyükön a legeltetés bevezetése csökkentette a növényzet talajvédő hatását. Még jobban módosította a talajpusztulás feltételeit a szántóföldi művelés. Itt most nem foglalkozunk a talajművelés talajok vízgazdálkodására és szerkezetére gyakorolt hatásával, kizárólag a termesztett növények talajvédő hatását értékeljük.

Minél zártabb a növényállomány és minél több szintű a termesztett növény levélzete, annál jobban véd a csapadék szerkezetromboló hatásától. A nagyobb levélfelület jobban párologtatja a reá hulló csapadékot, és benedvesedésével nagyobb részt tart vissza belőle.

A növények – fejlődésük és növekedésük különböző szakaszaiban – más-más növényfedettséget adnak. A talajvédelem szempontjából igen lényeges tényező, hogy mely időpontban legteljesebb a talajborítás, és milyen hosszú ideig tart. Hazánkban a legnagyobb talajrombolást előidéző záporok tavasz végén és nyáron vannak, ezért a jó talajvédelem előfeltétele az olyan növénytakaró, mely a tavaszi, nyári időszakokban adja a legnagyobb takarást.

Megállapítható, hogy a növényfedettség szempontjából a talajpusztulást legjobban az őszi kalászosok és a szálas takarmányok fékezik meg, melyek a tavaszi és nyár eleji záporok idején védik legjobban a talajt. Sokkal kedvezőtlenebb a talajvédelem szempontjából a kapásnövények, elsősorban a kukorica, a napraforgó és a répafélék növénytakarója, mert ezek legnagyobb levélfelülete csak a nyár második felében alakul ki, a veszélyes csapadékok idején a talajfelszínt csak alig védik.