rudolf milerski nauka o krajině

Transkript

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
RUDOLF MILERSKI
NAUKA O KRAJINĚ
MODUL GS01
STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Nauka o krajině · Modul GS01
© Rudolf Milerski, Brno 2005
- 2 (129) -
Obsah
OBSAH
1 Úvod ...............................................................................................................7
1.1 Cíle ........................................................................................................7
1.2 Požadované znalosti ..............................................................................7
1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................7
1.4 Klíčová slova.........................................................................................7
2 Krajina a historický vývoj krajiny u nás ...................................................9
2.1 Vymezení pojmu krajiny.......................................................................9
2.1.1
Vývojová stadia krajiny u nás.................................................9
2.1.1.1 Počátek vzniku kulturní krajiny ............................................10
2.1.1.2 Období velké kolonizace.......................................................10
2.1.1.3 Zajištění hranic pozemků......................................................11
2.1.1.4 Raabova reforma...................................................................12
2.1.1.5 Období scelování a agrárních operací...................................12
2.1.1.6 Období socialistických pozemkových úprav ........................14
2.1.1.7 Období tržního hospodářství.................................................16
3 Přírodní podmínky vzniku krajiny ...........................................................18
3.1 Pedologie.............................................................................................18
3.1.1
Pedogeneze ...........................................................................18
3.1.1.1 Pedogenetické faktory...........................................................19
3.1.1.2 Dílčí pedogenetické procesy .................................................25
3.1.2
Fyzikální a mechanické vlastnosti půdy ...............................32
3.1.2.1 Zrnitost půdy.........................................................................32
3.1.2.2 Struktůra půdy a pórovitost...................................................35
3.1.3
Chemické vlastnosti půdy .....................................................39
3.1.3.1 Fyzikálně chemické vlastnosti půdy .....................................40
3.1.4
Principy morfo genetického klasifikačního systému ............41
3.2 Půdní typy v ČR ..................................................................................43
3.2.1.1 Půdy imiciální .......................................................................43
3.2.1.2 Půdy melanické.....................................................................44
3.2.1.3 Půdy molické ........................................................................45
3.2.1.4 Půdy ilimerizované ...............................................................46
3.2.1.5 Skupina hnědých půd............................................................48
3.2.1.6 Půdy podzolové.....................................................................48
3.2.1.7 Půdy hydromorfní .................................................................49
3.2.1.8 Půdy lužní .............................................................................50
3.2.1.9 Půdy salinické .......................................................................51
3.2.2
Bonitace zemědělských půd..................................................52
3.2.3
Využití půdních map bonitačních podkladů .........................53
3.3 Meteorologie a klimatologie ...............................................................54
3.3.1
Složení atmosféry..................................................................56
3.3.2
Vrstvy atmosféry...................................................................59
- 3 (129) -
Nauka o krajině · Modul GS01
3.3.3
Další vlastnosti atmosféry .................................................... 62
3.3.3.1 Tlak vzduchu ........................................................................ 63
3.3.3.2 Hustota vzduchu................................................................... 66
3.3.4
Energie záření....................................................................... 67
3.3.4.1 Slunce ................................................................................... 67
3.3.5
Vlhkost vzduchu................................................................... 69
3.3.5.1 Kondenzace na povrchu Země a na předmětech .................. 71
3.3.5.2 Kondenzace v nízkých vrstvách atmosféry .......................... 73
3.3.5.3 Kondenzace ve volné atmosféře - oblaky ............................ 74
3.3.6
Proudění v atmosféře............................................................ 78
3.3.6.1 Vznik proudění..................................................................... 78
3.3.6.2 Cyklonální a anticyklonální proudění .................................. 80
3.3.6.3 Vítr ....................................................................................... 81
3.3.6.4 Všeobecná cirkulace v atmosféře ......................................... 83
3.3.7
Klimatologie......................................................................... 85
3.3.7.1 Klimatotvorné faktory .......................................................... 86
3.3.7.2 Klasifikace klimatu .............................................................. 87
4 Stabilita krajiny ......................................................................................... 90
4.1.1
Trvale udržitelný rozvoj ....................................................... 90
4.1.1.1 Stabilita krajiny a trvale udržitelný rozvoj ........................... 92
4.1.1.2 Stabilita krajiny a její energetické bilance ........................... 93
4.1.2
4. Hlavní problémy ovlivňující stabilitu krajiny .................. 96
4.1.2.1 Narušené látkové a energetické toky v krajině (transportní
procesy, eroze) ..................................................................... 96
4.1.2.2 Materiální škody................................................................... 97
4.1.2.3 Vliv na půdu ......................................................................... 97
4.1.2.4 Vliv na vodní hospodářství .................................................. 98
4.1.2.5 Působení na vodní toky ........................................................ 98
4.1.2.6 Působení na vodní nádrže..................................................... 99
4.1.2.7 Vztah mezi stavem povodí a periodicitou povodní............ 100
4.1.2.8 Vodohospodářská bilance povodí ...................................... 101
4.1.3
Zhutněné pod brázdí, špatná kvalita zemědělských půd .... 102
4.1.3.1 Nemožnost plnohodnotného využití znečištěných vod...... 102
4.1.3.2 Rozkolísanost druhové skladby živočichů a rostlin ........... 104
4.1.3.3 Význam pojmu meliorace .................................................. 105
4.1.3.4 Závěr................................................................................... 106
4.2 Zásady revitalizace krajiny............................................................... 106
4.2.1
Revitalizace krajinných systémů ........................................ 106
4.2.1.1 Zásady revitalizace krajiny................................................. 109
4.3 Vodní eroze ...................................................................................... 111
4.3.1
Popis jevu ........................................................................... 111
4.3.1.1 Erozní procesy a jejich vztah k povodňovým situacím...... 114
4.3.1.2 Přípustná ztráta půdy.......................................................... 114
4.3.1.3 Protierozní opatření ............................................................ 115
- 4 (129) -
Obsah
4.3.2
Způsoby predikce erozních a transportních procesů...........117
4.3.2.1 Stručná charakteristika nejznámějších modelů...................119
4.4 Současná evropská krajina ................................................................121
4.5 Legislativní rámec.............................................................................125
4.6 Autotest .............................................................................................127
5 Závěr ..........................................................................................................129
5.1.1
Seznam použité literatury ...................................................129
5.2 Klíč....................................................................................................129
- 5 (129) -
Úvod
1
Úvod
Předkládaný vysokoškolský učební text „Nauka o krajině“ je skriptem určeným
hlavně pro studenty oboru Geodézie na stavební fakultě VUT v Brně. Obsah
tohoto textu je plně svázán s náplní stejnojmenného předmětu studia ve druhém
ročníku studijního oboru Geodézie. Tento předmět, jaká je jeho náplň v současné podobě v učebních plánech, je výsledkem mnohaletého vývoje studijní
náplně předmětů, které seznamují studenty geodézie s prostředím, ve kterém
budou ve velké míře realizovat své pracovní nasazení. Předmět nahrazuje
v jakémsi konglomerátu typy předmětů v dřívějších učebních plánech, jako
byly – Půdní hospodářství, Zemědělství, Meteorologie a klimatologie atd. Není
tedy tento text naplněn těmi všemi problémy, které by z pouhého názvu – Nauka o krajině, pro odborníky v této oblasti, vyplývaly, ale je zaměřen hlavně na
rozhodující problémy vývoje krajiny, její zákonitosti a hmotnou podstatu, se
zaměřením na středoevropské podmínky.
1.1
Cíle
Předmět seznamuje posluchače se zákonitostmi vzniku a vývoje krajiny, její
hmotnou podstatou a základními vlivy, které tento vývoj určují.
1.2
Požadované znalosti
Tento předmět nevyžaduje žádné speciální předměty, které by jej předcházely,
je však nutné, aby student měl základní znalosti z přírodovědných předmětů.
1.3
Doba potřebná ke studiu
Doba potřebná k nastudování tohoto textu je okolo 50 hodin
1.4
Klíčová slova
Krajina, pedologie, meteorologie, vývoj, stabilita, krajinné typy
- 7 (129) -
2
Krajina a historický vývoj krajiny u nás
2.1
Vymezení pojmu krajiny
Krajina je pojem, který se používá pro označení území na Zemi, jež je
určitým způsobem vymezeno. Pojem krajina má mnoho různých definic, podle
toho z jakých hledisek je posuzován.Tab.2.l
Tab.2.l Různé definice pojmu krajina
Hledisko
Definice krajiny
Obecné
Vizuálně vnímaný topografický celek s výraznými společnými rysy
Geografické
Geneticky stejnorodý územní celek uvnitř přirozených hranic s určitou strukturou
a s určitým charakterem vzájemných vztahů jednotlivých uvažovaných složek
Ekologické
Soubor ekosystémů na určitém území, které jsou k sobě v určitých interakcích
Demografické
Území obývané určitou populací lidí, která má společné demografické znaky
Historické
Území, které se po určitou dobu vyvíjelo politicky i kulturně stejně
Ekonomické
Území, které prodělalo určitý hospodářský vývoj a má do budoucna sloužit určitému hospodářskému zaměření
Urbanistické
Území, které by se mělo zahrnovat do komplexní úpravy určitého životního prostředí (aglomerace, soubor aglomerací)
Správní
Nikdy není správní jednotkou, ale synonymem pro určité území či jeho části
Hygienické
Území s vymezenými podmínkami pro člověka
Do vědeckého názvosloví byl termín krajina zaveden jako zeměpisný a později i jako ekologický pojem koncem 18. století. V současném obecném chápání má termín krajina velice rozmanitý význam viz výše. Obecně lze říci, že:
Krajinou se rozumí topograficky vymezená část zemského povrchu se
shodným klimatem a s podmínkami pro vytvoření přímo se ovlivňujících
společenstev organizmů, vzájemně podmiňujících svoji existenci.
S ohledem na obecné vymezení pojmu krajina se dostáváme do střetu s ustáleným vymezením pojmu příroda – vše co nás obklopuje. Co nás obklopuje je
tedy podle definic výše uvedených krajina. Pro pojem příroda je třeba najít
odpovědnější definici a ta by ve velmi jednoduchém vyjádření podle názoru
autora mohla znít takto.
Příroda je souhrn (přírodních)zákonů a trvale platných principů. Tedy vlastně
něco co nelze ničím ovlivnit.
2.1.1
Vývojová stadia krajiny u nás
Znalost vývoje krajiny je nutnou podmínkou pro možnost citlivých zásahů do krajinného systému v rámci návrhu a realizace krajinotvorných programů. Z hlediska zásadních změn krajiny po posledním zalednění Evropy je
- 9 (129) -
Nauka o krajině · ModulGS01
možno uvést šest hlavních vývojových období rozhodujících změn krajiny u
nás, a to:
o
první změny od poslední doby ledové po cca 12. stol.,
o
období velké kolonizace cca 12. – 14. stol.,
o
období Raabovy reformy 18. stol.,
o
období scelování a agrárních operací 19. a 20. stol.,
o
období socialistických pozemkových úprav,
o
poslední období tržního hospodářství
Tato období mají společný základní článek – zemědělství a osídlování, tedy
antropogenní cílená činnost. Vývoj krajiny před nejstarším obdobím nebyl u
nás ovlivněn lidskou činností a krajina se stabilizovala po posledním pevninském zaledněním v období asi 10 až 8 tisíc let před naším letopočtem.
2.1.1.1
Počátek vzniku kulturní krajiny
První změny po ustálení stavu krajiny nastávají v mladší době kamenné,
když se objevují první zemědělci. První velké změny v souvislosti s nárůstem
obyvatelstva trvají až do 12. století. Toto období je charakterizováno prvními
velkými zásahy do lesních formací, a to z důvodu získání ploch pro lidská
obydlí, ale zejména z důvodu získání zemědělské půdy. Celkový ráz krajiny se
v této době výrazně měnil nejen v blízkosti lidských obydlí, ale i v širokém
okolí. Tyto zásahy probíhají hlavně v nížinách v blízkosti řek. Tato území byla
dostatečně rozlehlá pro počty tehdejších obyvatel, jedná se o „vnitřní kolonizaci“. Půdu vlastní feudálové – páni, pozemková držba selského lidu je právem
nesvobodným. (ius Bohemiae,ius Moraviae) Zábor původní krajiny a její přeměňování na zemědělskou půdu byl rychlejší, než přírůstek obyvatelstva, na
rozdíl od západní Evropy. Začínají existovat pozemky neobdělávané bez přínosu zisku pro majitele.
2.1.1.2
Období velké kolonizace
Velká kolonizace spadá do 12. - 14. století a je nazývána podle sedláků - kolonizátorů, kteří přicházeli do českých zemí převážně ze sousedního Německa,
ale i z Holandska a dalších území. Kolonizátorům byla přidělována půda podle
nového práva - práva zákupního (ius teutonicum). Nájemce této půdy byl svobodný, půda však byla nesvobodná, nadále ji vlastnili feudálové – páni. Nájem
byl nájmem svobodným, dědičným, časově neomezeným a prakticky nevypověditelným. Výše jednorázového nájmu se odvozovala od velikosti základní
hospodářské jednotky, kterou byl lán (cca 18 ha). Kolonisté, kteří neměli dostatek finančních prostředků, bývali po osídlení po určitou dobu potřebnou k dokončení kultivace půdy osvobozeni od všech dávek. Tato doba se nazývala
lhota - její délka byla od 1 do 18 let. Takto vzniklé obce nesly pak výraz lhota
ve svém názvu, v Čechách (322 Lhot), na Moravě (146 Lhot).
Velkou kolonizaci ve skutečnosti organizovali lidé pověření vlastníky půdy
tzv. lokátoři. Lokátor zajistil pro vlastníka půdy hospodářské a technické úkony
spojené se vznikem nových vesnic, obstaral osadníky - kolonizátory a vybíral
příslušné poplatky a pachtovné. V rámci technických povinností řešil lokátor
místo a způsob zástavby nové vsi a organizaci půdního fondu, příslušejícího
- 10 (129) -
této vsi, což zahrnovalo rozvržení a vyměření půdy na jednotlivé lány, určení
hranic mýcení lesa, rozmístění orné půdy, luk, pastvin, zahrad, návrh cestní
sítě, průhonů pro dobytek a vytýčeni sítě odvodňovacích příkopů. Za tuto činnost se lokátor mohl stát dědičným rychtářem s nižší soudní pravomocí nově
založené osady, nechávat si zhruba jednu třetinu sumy vybrané od osadníků za
pokuty, obdržet dědičně půdu osvobozenou od placení pachtovného a mohl
zřídit a provozovat v osadě některé živnosti (mlýn, hostinec, kovárna apod.).
Lokátoři byli seznámeni s měřičskými pracemi, pro vyměřování pozemků se
používal konopný provaz. Provazec jako měrná jednotka byl dlouhý 24,8 m a
dále se používala tzv. příměrka na opravu provazce z vlhkosti o délce cca 20
cm.
Pro návrh uspořádání pozemků vznikly a používaly se typové půdorysné plány
pro zástavby vesnice a tzv. plužinové plány pro organizaci pozemkové držby.
Vznikal tak typ osídlení, v němž lze jasně rozeznat několik variant, např. ves
silniční, návesní silnicovka, lesní návesní ves, lesní lánová ves, řadová ves.
Volba vhodného typového plánu závisela na konfiguraci terénu.
Vytváření a přidělování pozemků se již v této době řídí těmito zásadami:
• snaha po vytváření pravidelných půdních celků odpovídajících používané
zemědělské technice (pluh, vyžadující dlouhé obdélníkové tvary pozemků na
rozdíl od rádla, které bylo používáno dříve a vyžadovalo pozemky čtvercového
tvaru),
• zaručení přístupnosti jednotlivých přídělů z veřejných cest, případně přímo z
usedlostí,
• u některých typů osídlení je patrná snaha po scelení přídělů.
Velká kolonizace zasáhla velmi významně do vývoje krajiny u nás, protože
došlo ke kolonizaci území převážně s původním lesním pokryvem. V podstatě
se v tomto období vytvořilo současné rozdělení plochy lesů a zemědělské půdy.
2.1.1.3 Zajištění hranic pozemků
V nejstarším období byly pozemky tlupy lidí vlastně všech a bez hranic. Postupně vznikala skupina vedoucí tlupu a z ní postupem času feudálové, kteří si
již území přivlastnili. Území bylo drženo silou vlastníků – feudálů. Hranice
svých území si následně feudálové začínají vymezovat značkami. V období do
konce 16. století vyznačovali majitelé své pozemky mezníkováním.. Mezní
právo bylo právem zvykovým. V roce 1600 byla vydána práce "Meze a hranice", která byla českým sněmem prohlášena za součást zemského zřízení, a tím
nabyla povahy zákona. Přemisťování mezníků bylo podle tohoto zákona považováno za těžký zločin a trestáno.
Pro zlepšený výběr daní z půdy bylo však třeba pořídit soupis pozemků. První
základní soupis půdy byl pořízen v 17. století po třicetileté válce. Byl to tzv.
katastr rustikální, následovala první berní rola z roku 1654 a druhá berní rola v
roce 1684. Roku 1785 byl vytvořen tzv. katastr tereziánský, při němž již byl
zaměřen a evidován každý pozemek.
První technickou evidencí pozemkové držby byl písemný a mapový operát
Raabovy pozemkové reformy (bonifikace a klasifikace půdy, polní náčrty, raabizační mapy, projekty rozdělení pozemků velkostatků a písemný operát s vý-
- 11 (129) -
počtem výměr přídělů. geometrické tabely a pozemkové knihy). Mapy byly v
měřítku 1 : 2 715.
Tereziánský a následně z roku 1792 tereziánsko-josevský katastr byl nahrazen
r. 1817 Stabilním pozemkovým katastrem, který obsahoval kromě čísel parcel
a výměr kultur také první návrh katastrálního výtěžku.
Rozhodujícím rokem z hlediska pozemkových úprav byl rok 1848, kdy byl
vydán císařský patent o zrušení poddanství a roboty. Tímto patentem se stali
poddaní majiteli pozemků, které dosud obdělávali. Převzetí pozemků do vlastnictví bylo však ve většině případů spojeno se zaknihováním dluhů, které museli noví vlastníci postupně umořovat formou splátek.
Hranice katastrů se u nás v podstatě od roku 1785 nezměnily.
2.1.1.4
Raabova reforma
Raabizace (Raabův aboliční systém, Raabova reforma) probíhala v letech 1775
až 1785. Reforma byla vyvolána selskými nepokoji a bouřemi, jejichž četnost a
intenzita postupně rostla. Raabova reforma byla provedena hlavně na panstvích
komorních, královských měst, na bývalých zrušených jezuitských velkostatcích, na některých církevních a na některých soukromých velkostatcích. Jejich
půda byla rozdělena na menší selské usedlosti a poddaným pronajímána s
úmyslem, aby neefektivní výrobu velkostatků nahradila výhodnější malovýroba s dědičným pachtem, která jednak znamená určitou jistotu pro nájemce půdy, jednak zajistí majiteli půdy stálé příjmy formou renty.
Podstatou Raabovy reformy bylo rozdělení půdy velkostatků a prodání hospodářských budova dobytka poddaným. Raab byl jmenován do funkce vrchního
ředitele všech státních a bývalých jezuitských statků. Nižší úředníci na statcích
mu byli přímo podřízeni, a tím byl znemožněn odpor proti této reformě, ačkoliv ohrožovala jejich existenci.
Raabova reforma byla provedena na 148 panstvích v Čechách a na 69 na Moravě. Rozdělením dvoru velkostatků vzniklo v Čechách 128, na Moravě 117
nových vesnic. Konopný provazec, používaný na vyměřování pozemků, byl
nahrazen měřičským řetězem z mědi nebo z mosazi. Při Raabově reformě byl
ve většině případů stanoven příděl 30 až 40 měřic (5,7 až 7,7 ha), výjimečně až
60 měřic, tj. 11,5 ha. Tvar pozemků byl většinou obdélníkový, hranice pozemků rovnoběžné.
2.1.1.5
Období scelování a agrárních operací
Období scelování pozemků v letech 1848 - 1939 je možno rozdělit na
dvě časová období:
•období dobrovolného scelování,
• období úředního scelování (komasace).
Dobrovolné scelování probíhalo zejména na Moravě, kde se výrazně projevovala roztříštěnost držby pozemků, ovlivňující negativně efektivnost jejich obdělávání. Vzhledem k tomu, že neexistoval v této době žádný zákon, který by
- 12 (129) -
sedláky nutil ke scelování, probíhal tento proces pouze tam, kde to všichni
vlastníci půdy přijímali.
K prvnímu dobrovolnému scelování půdy došlo v letech 1857 -1858 v obci
Záhlenice u Holešova zásluhou pokrokového rolníka Františka Skopalíka, pozdějšího starosty a poslance. Provedl sám ideový návrh změny a po projednání
se všemi účastníky pokračoval v podrobnějších projekčních pracích. Navrhl
novou blokaci pozemků, cestní síť, síť vodních toků a provedl i bonitaci nově
navržených půdních bloků. Nově navržené pozemky byly přidělovány vlastníkům losem. Význam této akce vzhledem k počtu a výměře pozemků jednotlivých vlastníků před a po scelovací akci uvádí Tab.2.2.
Tab. 2.2 Struktura zemědělského půdní fondu před a po scelování pozemků v
letech 1857-58 (obec Záhlenice u Holešova)
Kategorie
Počet
zemědělců
Průměrná výměra
Počet parcel jednoho
Průměrná velikost
hospodářství (ha)
vlastníka
jedné parcely (ha)
před
po sceleni
před
po scelení
před
po scelení
Podsedníci
12
2,47
2,92
18
4
0,14
0,73
Čtvrtláníci
1
7,74
8,18
32
5
0,24
1,64
16
12,70
13,15
35
4
0,36
3,29
1
34,10
34,10
8
1
4,26
34,10
Půlláníci
Velkostatek
Úřední scelování (komasace) probíhalo v letech 1883 - 1939 na základě říšského rámcového zákona o scelování hospodářských pozemků ze dne 7.6.1883.
Tento zákon byl připraven na základě zkušeností se scelováním pozemků v
Německu a schválen vídeňským parlamentem. Zákon obsahoval účel a zásady
scelování pozemků, organizaci scelovacích úřadů a způsob hrazení nákladů.
Aplikace tohoto zákona pro Moravu a Slezsko umožnilo vydání zemského zákona (1884 pro Moravu a 1887 pro Slezsko). Scelovací práce na Moravě řídila
Zemská komise pro agrární operace, která byla zřízena v Brně. Aktivita této
komise byla značná, na Moravě a ve Slezsku bylo v letech 1890 až 1939 provedeno úřední scelování pozemků na území 323 obcí (celková výměra 151 500
ha, počet účastníků 50 500). Tyto rozsáhlé akce vytvořily dobrý předpoklad k
přechodu od zemědělské malovýroby k moderním formám zemědělské velkovýroby. Bylo dosaženo snížení počtu pozemků, snížila se jejich rozdrobenost,
zvětšila se výměra jednotlivých pozemků, zlepšil se jejich tvar, změnil se celkový systém dopravy, řešení cestní sítě a také průjezdnost nově vytvořených
cest a přístupnost nových pozemků.
Nové pozemky byly převáděny do vlastnictví po zrušení vlastnických vztahů
původní držby v celé obci. Objektivnost spravedlivého přidělování náhradních
pozemků byla doložena bonitací scelovaného území pomocí podrobného makroskopicky provedeného pedologického průzkumu a výpočtu ceny všech původních a náhradních pozemků. Rozdíly v ceně původních a náhradních pozemků byly propláceny. Průměrná dojezdová vzdálenost zůstávala prakticky
zachována.
Odlišná byla situace v Čechách, kde český zemský sněm nepřijal ani opakovaně návrh zemského zákona, a proto scelování pozemků mohlo probíhat pouze
- 13 (129) -
na základě dobrovolného přístupu všech zúčastněných rolníků. Z tohoto důvodu se do roku 1940 podařilo provést scelovací akce pouze na území dvou obcí
v Čechách (Červený Újezd u Nýřan a Lhota u Lomnice nad Lužnicí) a všechny
negativní prvky roztříštěné pozemkové držby trvaly v Čechách až do roku
1948.
Cílem dobrovolných a úředních scelovacích operací bylo odstranění historicky
vzniklých závad v organizaci držby půdního fondu z hlediska možnosti využití
forem moderní zemědělské velkovýroby. Jednalo se zejména o tyto závady:
• rozptýlenost a rozdrobenost pozemků,
• nevhodný tvar pozemků,
• nepřístupnost pozemků,
• nepravidelné tvary katastrálních hranic.
Rozptýlenost a rozdrobenost pozemků vznikala již ve středověku a v průběhu
doby se tato situace ještě zhoršovala. Původní pozemkový příděl 60 jiter půdy
pro rodinu byl rozdělen na pozemky velikosti cca 1 jitra (1 jitro odpovídá ploše
0,576 ha, jednotka vznikla jako velikost pozemku, kterou bylo možno zorat
jedním spřežením od rána do večera) a příděl jednotlivých ploch probíhal zpravidla losem, aby byla zajištěna objektivita při přidělování půdy dle výměry,
bonity a vzdálenosti. Toto rozděleni půdy chránilo i jednotlivé vlastníky před
účinky živelných pohrom, které zpravidla nepostihly všechny pozemky. Děděním a prodejem pozemků po zrušení poddanství dochází ještě k dalšímu drobení pozemků. Tento problém není specifický pouze pro Čechy a Moravu, vyskytuje se na území celé Evropy. K zásadní změně dochází až v padesátých letech
20. století vlivem kolektivizace zemědělství.
Nevhodný tvar pozemků je opět dán dlouhodobým historickým vývojem.
Úzké a relativně dlouhé pozemky byly vynuceny změnou způsobu orby. Tuto
situaci ještě dále zhoršovalo dělení pozemků (např. při dědických nárocích). V
extrémních případech vznikaly pozemky šířky několika metrů a délky několika
kilometrů. Tyto tvary a rozměry zcela znemožňovaly uplatnění moderní zemědělské techniky i moderních forem hospodaření.
Nepřístupné pozemky vznikaly právě dělením již dříve roztříštěných pozemků.
Na některé pozemky byl umožněn příjezd pouze přes pozemky sousední s nutností zavedení dnešního pojmu věcného břemene (dříve služebnosti pozemkové). Kromě toho vznikla tzv. vázanost obůrová, tj. vazba osevních postupů na
sousedních pozemcích, aby pojížděním po příjezdových pozemcích na nich
nevznikaly škody na úrodě.
Agrární operace navazují na komasace, mají však komplexnější charakter. Jsou
v nich zahrnuta veškerá opatření hospodářská a technická a dále zahrnují delimitaci lesní a zemědělské půdy. Agrární operace se prováděly na našem území
až do roku 1950, kdy pozemkové úpravy přecházejí na zcela jinou koncepci,
danou kolektivizací zemědělství.
2.1.1.6
Období socialistických pozemkových úprav
Těsně po druhé světové válce byly zahájeny přípravy nového scelovacího zákona, v němž by byly uplatněny požadavky pro vybudování moderní zemědělské výroby, ovšem založené tradičně na soukromovlastnických vztazích. Po
- 14 (129) -
roce 1946 se však zemědělské otázky stávají výlučně otázkami politickými.
Prvním krokem byl Košický program, týkající se konfiskace majetku nepřátel a
zrádců. V roce 1947 prosadila levice přijetí zákona č. 142/47 Sb., o revizi první
pozemkové reformy a po Únoru 1948 zákon č. 46/48 Sb., o trvalé úpravě vlastnictví k zemědělské a lesní půdě, který dokončil likvidaci statkářských hospodářství o rozloze nad 50 ha. V roce 1948 byl také schválen zákon č.47/48 Sb., o
některých technicko-hospodářských úpravách pozemků (zákon scelovací).
Tyto technicko-hospodářské úpravy pozemků (THÚP) byly zajišťovány farmou scelovacích družstev, jejímiž členy byli všichni účastníci pozemkové reformy a zástupci obce. Práce byly řízeny oblastními a zemskými komisemi,
nejvyšším dozorčím orgánem bylo ministerstvo zemědělství. Veškeré náklady
byly hrazeny státem. Podle tohoto scelovacího zákona se náhradní pozemky
měly rovnat původním pozemkům výměrou, jakostí a vzdáleností. Minimální
rozdíly byly vyrovnávány finančními náhradami. Podle tohoto zákona bylo
také možno využít pozemky, získané z konfiskátů pro stavební rozvoj obce,
průmyslových podniků apod.
S odstupem doby je jasné, že cílem technicko-hospodářských úprav pozemk
nebylo optimální komplexní řešení katastrálních území, ale přerozdělení půdy
získané konfiskací tak, aby touto populistickou politikou získali komunisté
širokou podporu i na venkově. K značným změnám docházelo zejména v pohraničních oblastech, kde po odsunu Němců po válce zůstalo relativně velké
množství zemědělských usedlostí opuštěných a velká rozloha zemědělské půdy
ladem.
Brzy se však začíná projevovat výrazný rozpor mezi státním vlastnictvím průmyslových podniků a převažujícím soukromým vlastnictvím výrobních prostředků v zemědělské sféře. Dalším důvodem bylo zajištění mocenské kontroly
nad tak významným odvětvím národního hospodářství, které zajišťuje obživu
pro obyvatelstvo. Po vzoru sovětského zemědělství se tedy urychleně přistoupilo k politickému řešení problému, což jednak umožnil zákon č.69/49 Sb., o
jednotných zemědělských družstvech, jednak nová verze zásad pozemkových
úprav, které byly přejmenovány na hospodářsko-technické úpravy pozemků
(HTÚP), což mělo akcentovat hospodářský, případně politicko-ekonomický
přístup oproti technickému řešení.
Pozemkové úpravy, prováděné v letech 1950 až 1989,je možno rozdělit
do čtyř specifických etap:
•
etapa přípravná,
•
etapa konsolidační,
•
etapa komplexního přetváření,
•
etapa korekční.
Etapa přípravná
Přípravná etapa zahrnuje období let 1950 až 1960, tj. období vznik jednotných
zemědělských družstev. Hlavním negativním rysem této přípravné etapy
z.hlediska vývoje krajiny bylo, že scelováním pozemků do velkých celků docházelo k likvidaci mezí. remízků, roztroušené zeleně, sadů apod. Pozitivně lze
hodnotit rychlé odstranění nevhodného uspořádání pozemků (roztříštěnost,
- 15 (129) -
nevhodné tvary), které by bez direktivního přístupu trvalo velmi dlouhou dobu,
nebo by nebylo v takovém rozsahu vůbec realizovatelné.
Etapa konsolidační
Konsolidační etapu je možno umístit do období let 1960 až 1972. Hlavním
cílem souhrnných projektů HTÚP byla radikální úprava zemědělské krajiny
tak, aby přinášela maximální výnosy pěstovaných plodin. Vytvářely se velké
půdní bloky, umožňující pohyb velkých zemědělských mechanizmů, docházelo
k likvidaci zbylých překážek pro zemědělskou velkovýrobu (rušení mezí, remízků, řady polních cest, úvozů). I když součástí některých projektů byly komplexní návrhy organizace zemědělské krajiny, zahrnující i ochranu půdy před
účinky vodní a větrné eroze, případně návrh nových cest a zeleně v krajině,
byla z těchto projektů realizována pouze část, týkající se scelování půdních
bloků, zvětšování rozlohy orné půdy, výstavby velkoplošných odvodňovacích
soustav apod. Součástí těchto úprav byla i vysoká koncentrace živočišné výroby, výstavba velkokapacitních stájí, což přinášelo řadu dalších negativních
dopadů na krajinu, jako např. likvidace močůvky a hnoje, zvětšování rozlohy
kukuřice, její umisťování na sklonité pozemky a důsledky rozvoje erozních
procesů apod.
Etapa komplexního přetváření a etapa korekční
Etapa komplexního přetváření měla navazovat na etapu konsolidační a jejím
cílem bylo vytvoření velkovýrobní zemědělské krajiny s časovým horizontem
dokončení v polovině devadesátých let. Vzhledem k narůstajícím problémům
(degradace půd, rozvoj erozních procesů, problémy s koncentrací dobytka, vliv
na kvalitu vod, na životní prostředí) nebyla tato etapa prakticky nikdy realizována.
Etapa korekční
nahradila v podstatě etapu komplexního přetváření a jejím cílem byla náprava
významných problémů a škod, které vznikaly činností velkovýrobního zemědělství v krajině.
2.1.1.7
Období tržního hospodářství
Po roce 1989 byl připraven a schválen zákon č.229/1991 Sb., o úpravě vlastnických vztahů k půdě a jinému zemědělskému majetku, zjednodušeně nazývaný "zákon o půdě". Tento zákon byl několikrát novelizován a konečné znění
bylo přijato v roce 1993 pod číslem 195/93 Sb.
Tento zákon stanovuje hned v úvodu jeho cíle:
• zmírnit následky některých majetkových křivd, k nimž došlo vůči vlastníkům
zemědělského a lesního majetku v období od 25.2.1948 do 1.1.1990,
• dosáhnout zlepšení péče o zemědělskou a lesní půdu obnovením původních
vlastnických vztahů k půdě,
• upravit vlastnické vztahy k půdě v souladu se zájmy hospodářského rozvoje
venkova i v souladu s požadavky na tvorbu krajiny a životního prostředí.
Podle tohoto zákona se navracela půda do vlastnictví původních vlastníků (nebo jejich potomků), pokud přešel tento majetek v uvedeném období na stát
nebo právnickou osobu některým z následujících způsobů:
- 16 (129) -
•
výrokem o propadnutí majetku,
•
odnětím a vyvlastněním bez náhrady,
•
v důsledku politické persekuce,
• v tísni uzavřenou kupní nebo darovací smlouvou (týkalo se majetku, který
nabyly i fyzické osoby).
V tomto zákonu se vyskytují dva pojmy - osoba oprávněná a osoba povinná.
Oprávněná osoba je osoba, která pozbyla majetek některým z výše uvedených
způsobů a osoba povinná je stát či právnická osoba (v některých případech i
osoba fyzická), která má majetek vydat. Podmínkou je pochopitelně průkaz
původního vlastnictví oprávněnou osobou.
Některé pozemky jsou z kategorie vydávaných pozemků vyloučeny. Jedná se o
pozemky, na nichž byl zřízen hřbitov, byly zastavěny, nachází se na nich chatová nebo zahrádkářská osada, nebo na nich bylo vybudováno tělovýchovné či
sportovní zařízenÍ. Za tyto pozemky dostaly oprávněné osoby náhradou od
Pozemkového fondu pozemky jiné (ze státní půdy).
Pozemkové úpravy měly z hlediska časového horizontu realizace dvě formy:
• jednoduché pozemkové úpravy,
• komplexní pozemkové úpravy.
Za obě formy pozemkových úprav jsou zodpovědné pozemkové úřady.
Jednoduché pozemkové úpravy
Jednoduché pozemkové úpravy byly určeny pro rychlé vydání pozemků oprávněným osobám. V rámci těchto jednoduchých úprav se přidělovaly oprávněným osobám buď pozemky, které původně vlastnily (pokud je to možné), nebo
pozemky náhradní, přičemž bylo nutno splnit u nově přidělovaných pozemků
tři následující kritéria:
• tolerance v ceně 3 % (cena pozemků se stanovila např. z map bonitačně
půdně-ekologických jednotek - BPEJ),
• tolerance ve výměře 10 %,
• tolerance ve střední dopravní vzdálenosti 20 %.
Pozemky byly v rámci jednoduchých pozemkových úprav přidělovány oprávněným osobám do zatímního bezplatného užívání, vlastnická práva se v této
etapě neměnila. Bezplatné užívání pozemků končí výměnou vlastnických práv
nejpozději v období dokončení komplexních pozemkových úprav.
Komplexní pozemkové úpravy
Komplexní pozemkové úpravy je možno zahájit, pokud jsou v katastrálním
území zcela jasné všechny vlastnické vztahy a záměry vlastníků půdy, jak s ní
naloží. Kromě řešení vlastnických vztahů k půdě musí komplexní pozemkové/úpravy řešit i další opatření - návrh cestní sítě, protierozní opatření, vyčlenění pozemků na biokoridory a biocentra apod.
Řízení pozemkových úpravách zahajuje pozemkový úřad na návrh vlastníků s
nadpoloviční výměrou zemědělské půdy v katastrálním území nebo z vlastního
podnětu, pokud je k tomu závažný důvod (vysoké erozní ohrožení zeměděl-
- 17 (129) -
ských pozemků, špatný ekologický stav území). Po vytýčení pozemků dojde ke
změně vlastnických práv k pozemkům a zápisu do listů vlastnictví.
Z hlediska organizace zemědělské krajiny je však paradoxní, že vlivem restitucí se dostáváme zpět prakticky až do roku 1848
3
Přírodní podmínky vzniku krajiny
3.1
Pedologie
Půda je stanovištěm rostlin, tvoří pokryv litosféry, hospodaří s vodou, podléhá
erozi a tvaruje reliéf.
3.1.1
Pedogeneze
Vývoj půdy, nazývaný ve svém zobecnění pedogeneze, je ovlivňován řadou
různých faktorů. Odlišujeme faktory trvale působící a rozhodující a faktory
náhodné nebo bezvýznamné. Základními pedogenetickými (nebo půdotvornými) faktory jsou:
matečný substrát – hmotný základ,
podnebí –regionální vliv,
organismy,
reliéf terénu – místní vliv,
podzemní voda
a činnost člověka.
Protože geneze je vývoj a ten probíhá v čase, někdy je uváděn jako sedmý faktor čas.
Pedogenetické faktory na sebe působí v pedogenetických procesech za vzniku
půdy. Některé z faktorů mohou mít velmi proměnné vlastnosti i během relativně krátkého období, a tím mohou způsobovat také dočasné změny půdních
vlastností v krátkém období, kromě trvalých změn ve vývoji půdy v delším
období.
Pedogenetické faktory ovlivňují pedogenetické procesy, především procesy
zvětrávání celistvých nebo rozrušených hornin, dále ovlivňují přeměny organických látek v půdě (humifikace, rašelinění) a přemisťování, přeměny a akumulaci rozpustných látek a půdních koloidů. Při všech těchto procesech vznikají zákonitě i nové látky, nazývané půdní novotvary.
Výsledkem souhrnu všech pedogenetických procesů v jednom místě je půdní
typ. V půdách patřících do stejného půdního typu musí tedy probíhat pedogenetické procesy shodného charakteru. Základní morfologické znaky půdního
typu musí být tedy shodné. Naopak v pedogenetických faktorech není požadována shodnost, například půdy stejného typu mohou vzniknout na různých geomorfologických typech reliéfů, někdy na různých horninách, apod. Jestliže se
během vývoje půdy změnily některé faktory - obvykle klima a organismy, do-
- 18 (129) -
cházelo také ke změně půdního typu. Tak se na starém půdním typu, pocházejícím někdy až terciéru, vyvíjel nový typ odlišných vlastností. Tento proces se
označuje jako polygenetický vývoj půdy.
Definice půdy může být zhruba tato:
Půda je přírodní útvar, vzniklý na rozhraní litosféry s atmosférou nebo s
hydrosférou. Je biologicky oživená a členěná na horizonty.
Půda tedy vzniká v dynamickém působení faktorů a procesů, které je ve své
podstatě značně složité i s úvahou časového faktoru. V dalším textu se
v jednoduché formě seznámíte se základními vlastnostmi a složkami tohoto
procesu.
3.1.1.1
Pedogenetické faktory
Matečný půdotvorný substrát
Výchozí materiál, z něhož vznikají půdy, se nazývá matečný substrát (též mateční hornina či půdotvorný substrát). Mohou jím být nezvětralé i zvětralé horniny, zeminy, organické a organominerální látky. Matečný substrát ovlivňuje
základní vlastnosti vznikající půdy.
Zvětratelnost horniny má vliv na konečnou hloubku půdy, u nás vzniká půda
asi do hloubky 3 metrů. Minerální složení matečného substrátu má vliv na živinný režim a na propustnost půdy. Tyto vlastnosti, zvláště pak propustnost,
ovlivňující další procesy. Dnešní vlastnosti půdy jsou ovlivněny také nejmladším předcházejícím geologickým vývojem v kvartéru prostřednictvím matečního substrátu. Většina našich půd totiž vznikla na materiálu, který se tvořil zvětráváním původní horniny během celých čtvrtohor a zvětrávací procesy se měnily tak. jak se několikrát měnilo klima během čtvrtohor (střídání ledových a
meziledových dob). Při tání vznikala kašovitá zeminná hmota, která stékala ze
svahů, vyplňovala dutiny a pukliny, a proto dnešní substráty půd mohou být
velmi nesourodé. Matečný substrát rozlišujeme na organický a anorganický.
Půdy vzniklé na organickém matečním substrátu se nazývají organogenní, na
anorganickém substrátu se nazývají anorganogenní. S organogenními půdami
se na našem území setkáváme ve velmi malé míře. Substrát anorganogenních
půd dělíme na snadno zvětratelný a nesnadno zvětratelný. Nejsnáze podléhají
dalšímu zvětrávání a pedogenezi sypké sedimenty (spraše, sprašové hlíny, hlinité holocenní náplavy). Ze zpevněných sedimentů snadno zvětrávají jílové
břidlice, pískovce, slepence. Z krystalických břidlic a vyvřelin patří do skupiny
snadno zvětratelných hornin např. ruly, svory, amfibolické břidlice. Nesnadno
zvětrávají geologicky různě staré jíly a kyselé vyvřeliny. Čím větší množství
tmavých minerálůJe obsaženo v hornině a čím je hornina předem více rozrušena, tím snadněji probíhá zvětrávání a půdotvorný proces zasahuje do větší
hloubky. Na druhé straně jsou však tmavé minerály hlavním zdrojem tvorby
jílu a těžké jílové zvětraliny jsou zase málo propustné pro vodu, málo provzdušené, a tudíž mohou omezovat další prohlubování půdotvorného procesu.
Chemické složení půdy je podmíněno jednak chemickým složením matečního
substrátu, jednak dalšímu půdotvornými procesy. Podle obsahu prvků, které
jsou nejdůležitější pro výživu rostlin, se rozlišují horniny a zeminy různé minerální síly, která je základem úrodnosti.
- 19 (129) -
Podnebí
Vznik a tvorba půdy je silně ovlivňována teplotou a vlhkostí, které přímo souvisí s faktorem klimatu.
Vlhkostní poměry prostředí se stručně charakterizují srovnáním průměrných
hodnot ročního srážkového množství a ročního výparu, popřípadě jejich průměrných sezónních nebo měsíčních hodnot. Protože hodnoty výparu nejsou
měřeny v dostatečném rozsahu, používají se mnohdy jako charakteristiky vlhkostních poměrů údaje o srážkách a teplotách.
Na vlhkosti jsou silně závislé biologická aktivita půdy a intenzita chemických
procesů. Bez přítomnosti vody nemůže vůbec probíhat chemické zvětrávánÍ.
Zvětráváním se například vytváří jílová frakce v půdě. Periodické kolísání vlhkosti, zvlhčování a vysušování půdy přispívá ke změnám vlastností půdních
koloidů, amorfní koloidní látky v některých případech krystalizují. Pro půdotvorné procesy je rozhodující nejen množství vody v půdě, ale též směr pohybu
vody, který je přibližně určen poměrem výparu ke srážkám. V humidních (vlhkých) oblastech dochází zároveň při zasakování vody do půdy k pohybu různých látek směrem dolů. Zasakující voda odnáší z povrchových horizontů látky
rozpustné i nerozpustné, nerozpustné látky v hlubších horizontech ukládá, rozpustné látky se ve většině případů dostávají do podzemních vod. Tomuto přemisťování podléhají nejsnáze rozpustné soli, dále i méně rozpustné anorganické soli (CaC03), v některých případech i koloidní látky ve formě koloidních
suspenzí (humus, jílové částice). Naopak v aridních (suchých) oblastech, kde
převažuje výpar a s ním spojené vzlínání podzemní vody k povrchu jsou spolu
se vzlínající vodou transportovány různé rozpustné anorganické soli a vznikají
zasolené půdy.
Na prosakování vody půdou má větší vliv úhrn srážek v chladném období než
v teplém – méně srážek se vypaří. K soustavnému prosakování vody dochází v
našich poměrech v oblastech položených nad 600 až 800 m n.m. Velký význam
má i rostlinný kryt. Například v lesních půdách je jarní prosakování intenzivnější, neboť zde dochází k pozvolnějšímu tání a půda je mělce promrzlá. Vliv
teploty se projevuje zvýšením hodnoty výparu a evapotranspirace a typem rostlinného krytu. Prostřednictvím vlhkosti se projevuje vliv teploty na pedogenezi
nepřímo. Přímo ovlivňuje teplo především biologické a chemické procesy.
Rychlost obou vzrůstá se vzrůstem teploty.
Klimatické faktory významně ovlivňují původní vegetaci, která se vyvíjela
v určité zonálnosti s ohledem na zeměpisnou šířku. Původní porosty se mění v
závislosti na klimatických poměrech a můžeme potom rozeznávat zóny tundry,
jehličnatých lesů, listnatých lesů, stepi, suchých stepí, pouští, savan, tropických
lesů, apod. Prostřednictvím charakteristických porostů dochází potom i ke
zprostředkování působení klimatu na vývoj půdy. Navíc v porostech jednotlivých zón je rozličné mikroklima a vztah mezi půdním klimatem a mikroklimatem je mnohem užší než vztah půdy k makroklimatu. Také konfigurací terénu
je silně ovlivněno mikroklima a místní klima. Kromě srážek a teplot mohou na
vývoj půdy působit i další meteorologické prvky, jako je například vítr (zvláště
s ohledem na větrnou erozi), intenzita záření a další.
Organismy
- 20 (129) -
V definici půdy je uvedeno, že půda je oživená, tedy na její vznik a vývoj organizmy působí a to jak mikroorganismy (baktérie, aktinomycety, plísně, řasy,
prvoci, tak makroorganismy (vyšší flóra a fauna).
Vznik půdy je spojen s počátkem životní činnosti organismů. Na sterilních
horninách nastupují nejprve bakterie, řasy, lišejníky a nakonec vegetace. Organismy rozrušují svou činností celistvé horniny a přispívají ke vzniku nových
minerálů, přeměňují organické zbytky v humus a zároveň se zvětraliny mísí s
produkty činnosti všech organismů. Živiny uvolněné zvětráváním jsou spotřebovány žijícími organismy. Po odumření těchto organismů se tyto látky postupně navracejí zpět do půdy, vzniká malý koloběh minerálních látek. Tím se
tyto důležité a lehce rozpustné látky udrží v okruhu působení organismů a nevyluhují se z půdy. Někdy se proto mluví v této souvislosti o biologické sorpci.
Vegetace působí na půdní vlastnosti a na pedogenezi mnohonásobně. Tím, že
vytváří mikroklimatické poměry, ovlivňuje podstatně půdní klima. Vlhkost v
lesních půdách (kromě půd jehličnatých monokultur) bývá vyšší v povrchových vrstvách než v hlubších vrstvách. Rozložení vlhkosti v půdním profilu je
tedy obvykle obrácené, než je tomu u polních kultur. Průběh vlhkosti a teplot
během roku je mnohem vyrovnanější v lesních půdách než v půdách polí. Významně působí i různé zastínění povrchu půdy vegetací, což se projevuje nejen
v hydrotermickém režimu půdy, ale i v rychlosti humifikačních pochodů, neboť obojí vzrůstá S osluněním. Hloubkou zakořenění ovlivňuje vegetace nejen
proces zvětrávání ale i možnost migrace látek. Horizont obohacený přemístěnými jílovými částicemi (luvický horizont) se objevuje u půd listnatých lesů ve
větší hloubce než u půd nezalesněných. Odumřelé orgány rostlin jsou hlavním
zdrojem půdního humusu. Kvalita humusu je závislá také na druhu vegetace, z
opadu jehličnatých lesů vzniká humus méně kvalitní - kyselý, v lesích smíšených a listnatých je kvalita humusu mnohem vyšší. Nejvhodnější pro vznik
kvalitního humusu jsou zbytky stepní trav. Kromě toho je důležité, že výchozí
látka pro vznik humusu je v lese opad uložený na povrchu, zatímco u travních
porostů až 70 % výchozích látek humusu tvoří kořenová soustava v biologicky
silně oživeném prostředí. Výchozí organické látky jsou rovnoměrněji rozděleny hluboko do půdy.
U většiny našich půd je však vliv původní vegetace podstatně zeslaben tím, že
jde buď o půdu polí, kde nelze mluvit vůbec o jednotě vegetace, nebo o půdu
lesů, kde se většinou lidským zásahem v procesu kolonizace území změnila
druhová skladba.
Vlivem vegetace může dojít i ke změně půd automorfních v autohydromofní a
obráceně. Lesní porosty transpiruji velké množství vody. Po vymýcení lesa na
větší ploše se tento "odběr" vody z půdních zdrojů zruší a je-li blíže povrchu
hladina podzemní vody, může se po vymýcení zvednout a někdy dojde až k
zamokření povrchu. Ovšem v tomto se setkáváme již s kombinací vlivu dvou
faktorů - vegetace a činnosti člověka.
Hmotnost živé organické hmoty v půdě je o 50až 100 % větší, než hmotnost
nadzemních částí rostlin. Většina biogenní energie je akumulována ve vrchní
části půdního pokryvu a převyšuje energii akumulovanou v nadzemních orgánech rostlin. Celkově ekosystém půdních organismů je komplikovanější a starší
než ekosystém půda-vegetace. Proto je nutné pod pojmem organismy zahrnovat nejen vegetací, ale í půdní organismy, které podstatně ovlivňují vývoj půdy.
- 21 (129) -
Organismy žijící v půdě, půdní edafon, se dělí na
1.
fytoedafon
2.
zooedafon
K fytoedafonu patří bakterie, aktinomycety, plísně, sinice a řasy. Jsou to organismy, které mají rozhodující vliv a mineralizaci a humifikaci, zčásti též na
zvětrání substrátu. Organickou půdní hmotu mineralizují a mění na humus a
zároveň obohacují půdu o různé organické látky nespecifické povahy (slizové
polysacharidy, polyuronidy, aj.).
Mineralizace organických látek v půdě je důležitá pro uzavření koloběhu uhlíku, pro uvolňování živin z odumřelých těl, pro zamezení nadměrného hromadění organických látek v půdě. Příliš rychlá mineralizace je však nevyhovující
protože vede k prudkému úbytku půdního humusu a ke snížení půdní úrodnosti. Rychlost mineralizace závisí na aktivitě mikroflóry která je závislá na poměrech půdního prostředí a dále na jakosti organických látek. Rychlost mineralizace lze vhodnými zásahy regulovat.
Půdní mikroorganismy mají dále důležitý význam pří zvětrávání minerálů, především prostřednictvím organických kyselin a CO2, vznikajících činností mikroflóry. Kromě toho existují některé speciální bakterie, které uvolňují například
draslík z těžko rozpustných křemičitanů a kyselinu fosforečnou z fosfátů. Některé skupiny mikrobů jsou schopné oxidovat železnaté sloučeniny na železité.
Při přeměně organických látek se v půdě objevují amonné soli. Oxidací těchto
solí vznikají dusičnany; baktérie, které tento oxidační proces způsobují. se nazývají nitritikační. Mají velký význam především pro půdní úrodnost. Opačným pochodem, denitrifikací, způsobenou denitrifikačními bakteriemi, jsou
dusičnany redukovány až na molekulární dusík, který popřípadě uniká do
ovzduší. K denitrifikaci dochází v ulehlých zamokřených půdách při nadbytku
organických látek. V podloží má velký význam, protože snižuje koncentraci
dusičnanů ve vodách prosakujících k podzemní vodě.
Důležité, opět z hlediska půdní úrodnosti a rozvoje vegetace, je fixace molekulárního dusíku mikroby, žijícími v půdě volně a v symbióze s určitým druhem
rostlin. Mikroby žijící na kořenech rostlin a druhově závislé na druhu rostlin se
nazývají rhizosférní. Rhizosférní mikroflóra má příznivý vliv na výživu rostlin
a na půdní strukturu.
Z půdního edafonu mají dále podstatný vliv na vývoj půdy sinice a řasy, obojí
mají schopnost fotosyntetické asimilace. Žijí většinou v povrchových vrstvách
půd a zvětralin. Uplatňují se hlavně na matečních substrátech, které rozrušují
svými výměšky a napomáhají tak zvětrávacímu procesu. Kromě toho obohacují
půdu organickou hmotou.
Ze zooedafonu mají největší význam žížaly, které obohacují půdu slizy a zkypřují ji.
Exkrementy žížal obsahují velké množství organických látek ve formě humusu.
Bylo zjištěno, že podstatně zlepšují fyzikální vlastnosti (strukturu) půd.
Reliéf terénu a podzemní voda
Reliéf terénu se uplatňuje v pedogenezi především:
- 22 (129) -
sklonem a tvarem svahů
expozicí
nadmořskou výškou
spolu s geologickou stavbou krajiny vlivem na hloubku hladiny podzemní vody.
Těmito vlastnostmi je ovlivněna vlhkost, tepelný režim a mocnost půdy a možnosti translokace látek v půdě.
Sklon a tvar svahu působí na rozdílné provlhčení půdy. Za předpokladu stejné
přívalové srážky se nejméně vody vsakuje na svahu, povrchový ron přispívá ke
zvlhčení na úpatí svahu, kde je k dispozici také delší časový interval pro zasáknutí většího množství vody. Na konkávní části svahu je intenzivnější zvlhčení
vlivem bočního (laterálního) podpovrchového přítoku vody. Proto se zde také
častěji objevují pramenné vývěry a půdy jsou zde často zamokřeny, vznikají
zde půdy odlišné od okolí. Ronová voda na svahu působí svou unášecí silou na
půdní' částice. S rostoucí délkou svahu stoupá i hloubka ronové vody S přibývající hloubkou ronové vody stoupá unášecí síla a na svahu dochází nejprve k
selektivní erozi, unášeny jsou nejjemnější půdní částice, potom k plošné erozi,
jíž je zmenšována mocnost půdy a zřetelně i mocnost humusového horizontu
na svahu, a dole na úpatí dochází často k akumulaci erozního materiálu. Později, při intenzivnější erozi, dochází ke koncentraci ronové vody a k vytváření rýh
až strží, vzniká erozní síť. Půdy na svahu jsou většinou méně intenzívně promývány než půdy na temeni nebo na úpatí. Formování svahu vlivem eroze se
projeví i ve vlastnostech půd, na úpatí dochází k soustavnému pohřbívání půd.
Terasováním a vrstevnicovými průlehy lze plošnou erozi zmírnit a dokonce jí i
zabránit. Mocnost humusového horizontu na takto upraveném svahu je potom
zhruba stejná, přirozeně po uplynutí patřičného času. Podobně se terasováním
upraví i vlhkostní poměry.
Na úpatí svahu se někdy objevuji vývěry podzemní vody, které způsobují povrchové zamokření, a tím se ovlivňuje vývoj půdy. Také vysoká hladina podzemní vody v údolních nivách přispívá spolu s kapilárním vzlínáním k vyšší
vlhkosti půdy. Hladina podzemní vody většinou nesleduje reliéf terénu, a tudíž
vlivem zvlněného reliéfu se hladina místy blíží k povrchu, takže zde vznikají
půdy ovlivněné vysokou vlhkostí, půdy semihydromorfní a někde až hydromorfní. V konkávních depresích terénu jsou většinou humidnější poměry, někde spojené i se změnami teploty. Také se zde objevují půdy zrnitostně těžší,
méně propustné. Někdy v těchto depresích může docházet až k rašelinění organické hmoty. Při vysoké hladině podzemní vody je vlhkost půdy zvýšená a
dochází ke vzniku periodických redukčních procesů, které jsou zřetelné podle
zabarvení půdy, skvrny světle šedé až šedomodré se střídají s rezivými. Zasahuje-li do půdního profilu trvale hladina podzemní vody, nejsou redukční pochody přerušovány a vzniká modrozelený až šedomodrý glejový horizont. Těmito procesy se mění řada půdních vlastností.
Expozice svahu působí na tepelný režim půdy. Na kupovitých útvarech bylo
pozorováno, že intenzita vzniku humusu a jeho kvalita je větší na jižních, osluněných, teplých svazích než na chladných svazích severních a západních. Rozložení vlhkosti bylo analogické, jižní a jihovýchodní svahy byly nejméně pro-
- 23 (129) -
mývány. Nepravidelný reliéf svahu většinou ovlivňuje i mikroklimatické poměry, může zabraňovat stékání chladného vzduchu do údolí, apod.
Činnost člověka
Činnost člověka nebyla dříve uvažována jako půdotvorný faktor. Dokonce se
někdy uváděly půdy podstatněji ovlivněné činností člověka jako půdy netypické a studium geneze a vlastností půd se zaměřovalo především na půdy panenské. Protože se však převážně setkáváme s půdami více či méně ovlivněnými
činností lidské společnosti, je třeba tento faktor uvažovat, zvláště se zřetelem
na velké technické zásahy při melioraci půd v současnosti a s přihlédnutím k
pravděpodobnosti tvorby antropogenních půd, uměle člověkem připravených, v
budoucnosti.
Činnost člověka se projevuje dvojím způsobem, jednak působením na jednotlivé pedogenetické faktory (nepřímý vliv), jednak působením na změnu půdních
vlastností (přímý vliv).
S nepřímým vlivem se setkáváme již při prvotním zemědělském využití půdy,
kdy člověk způsobuje změnu původní vegetace. Ke změnám porostů dochází i
při rozvoji pěstování lesů. Zemědělskou činností je dále porušen malý koloběh
minerálních látek, nadzemní části rostlin se pouze v malé míře vracejí do půdy.
Tím dochází při malé péči o humus k soustavnému snižování obsahu humusu v
půdě. S tím a s velkoplošným odlesněním souvisí eroze půdy. Změnou kultur,
zvláště při vymýcení původního lesního porostu, se mění mikroklima a půdní
klima. Intenzifikace zemědělství a pěstování vláhově náročných plodin vede ke
vzrůstu půdní suchosti. Technickou činností člověka dochází k podstatným
změnám v mikroklimatu. Následkem průmyslové činnosti se objevují v ovzduší exhaláty, které v extrémních koncentracích zhoršují životní podmínky pro
vegetaci i pro půdní mikroorganismy. Hromadění těžkých kovů v půdě ohrožuje kromě potravinového řetězce také půdní mikroflóru. Kyselé deště způsobují
okyselení půdního prostředí a změnu půdního chemismu v takové míře, že
např. hynou jehličnany. Navíc změny ve fyzikálně-chemických vlastnostech
půdy mohou být ireverzibilní. Intenzívní zemědělství a používání těžkých mechanismů vedou ke změně fyzikálních vlastností vrchních horizontů půdy, tím
se mění podmínky pro zdravý rozvoj porostů. Zpětnou vazbou se prohlubují
negativní změny půdy.
Vliv času
Doba působení jednotlivých výše jmenovaných půdotvorných činitelů má velký význam ve vývoji půdy. Relativní stáří půdy a stupeň zralosti jsou posuzovány podle vývoje a diferenciace půdy na horizonty. U mladých půd, vzniklých
na aluviích, stěží rozeznáme diferenciaci na horizonty. Naopak půdy, kde po
dlouhé období nedošlo ke změně jednotlivých působících faktorů, jsou výrazné
ve stavbě profilu. Krátký časový interval neumožňuje rozvinutí půdotvorných
procesů odpovídajících novým faktorům. Například odlesnění, pokud jde o
jehličnaté lesy, nezpůsobí okamžité zlepšení půdních vlastností, proces podzolizace bude pouze utlumen.
- 24 (129) -
3.1.1.2
Dílčí pedogenetické procesy
Dílčí pedogenetické procesy se v různé intenzitě a kvalitě uplatňují v obecných
pedogenetických procesech, jako jsou procesy podzolové, hnědozemní, černozemní, atd.
Zvětrávání
Horniny, jakožto výchozí materiál většiny půd, vznikly za určitých fyzikálních
a chemických podmínek (tlak, teplota, aj.). Tyto horniny jsou stabilní, pokud se
nemění vnější podmínky. Se změnou podmínek dochází ke snížení chemické a
mechanické stability a probíhají zvětrávací procesy. Zvětráváním se mění celistvost hornin, chemické složeni, vznikají nové sekundární minerály, některé
prvky se mohou uvolňovat a v rozpustných formách podléhají přemístění, popřípadě unikají ve formě plynů do atmosféry. Zvětrávací proces probíhá ve
svrchní části zemské kůry zemské stýkající se atmosférou. Ovlivňují jej všechny pedogenetické faktory, především však klima a činnost organismů. Nejsilnější W zvětrávání na povrchu, do hloubky se zeslabuje. Hloubka zvětrávání v
pedogenetických procesech je zjistitelná podle hranice nejhlubšího horizontu, v
němž je vliv zvětrávání zjistitelný chemickým, popřípadě mineralogickým rozborem. Hloubka zvětrávání závisí na intenzit působení jednotlivých pedogenetických faktorů, na zvětrávacím typu, pohybuje se v rozmezí od několika milimetrů až do několika desítek metrů. V našich poměrech většinou probíhá zvětrávání do hloubky maximálně 150 až 300 cm.
Podle charakteru procesu se rozeznává zvětrávání fyzikální (mechanické)a
chemické.
Obojí je ovlivněno biologickou činností. Při vzniku půdy většinou spolupůsobí
obě formy, pouze výjimečně se může projevovat markantní převaha jedné formy zvětrávacího procesu. Příkladem pro tento případ je podstatně převažující
proces fyzikálního zvětrávání v pouštních oblastech. Z příkladu také vyplývá,
že nutným předpokladem pro výrazný průběh chemického zvětrávání je přítomnost vody.
Fyzikální zvětrávání je vyvoláno působením fyzikálních účinků tepla, vody
(popřípadě ledu), větru a vegetace na horniny.
Vlivem slunečního záření jsou horniny ve dne ohřívány a v noci, zvláště za
vyzařovacího typu počasí, ochlazovány. Následkem těchto změn teplot dochází
k periodickým změnám objemu. Protože jednotlivé horniny jsou tvořeny různými minerály, které mají různé hodnoty měrného tepla, různou schopnost absorbovat sluneční záření a různý koeficient roztažnosti, dochází při různorodé
změně objemu jednotlivých minerálů k velkým vnitřním napětím v hornině. Při
dosažení kritických hodnot se hornina porušuje. Významně zde spolupůsobí i
nepravidelný povrch a rozdílné expozice povrchu minerálů vzhledem ke směru
dopadajícího záření. Voda působí na fyzikální zvětrávání změnou svého objemu při přeměně kapalné fáze v tuhou fázi. Dále dochází k obrušování zvětralého materiálu při přemisťování hrubých suspenzí a horninových drtí tekoucí
vodou nebo ledovcem. Vítr přispívá k fyzikálnímu zvětrávání přenášením jemných částic uvolněných zvětráváním. Zároveň dochází ke vzájemnému omílání
těchto částic a k obrušování měkčích hornin. Rozrušování celistvých hornin
způsobuje i vegetace mechanickým působením kořenového systému.
- 25 (129) -
Produktem fyzikálního zvětrávání jsou horniny rozpadlé na větší či menší součásti, až v konečné fázi může vznikat písek nebo prach jako nejjemnější zvětralina. Původní chemické . složení se nemění.
Při chemickém zvětrávání se uplatňuje voda, dále atmosférický kyslík a oxid
uhličitý.
Krystalové mřížky minerálů jsou při chemickém zvětrávání narušovány a část
se úplně rozruší a přejde do roztoků a do jednoduchých sloučenin, část může
zachovat alespoň ve. zbytcích původní krystalovou mřížku. Z těchto zbytků a z
uvolněných iontů mohou vznikat nové, sekundární minerály.
Přirovnáme-li krystalovou mřížku k lešení, potom můžeme přirovnat chemické
zvětrávání k přetížení tohoto lešení nebo k dynamickým účinkům nárazového
větru. V důsledku těchto vnějších sil dojde ke zhroucení celého lešení. Část
lešení se rozpadne na kusy trubek, na spojovací žabky, ale také na zbytky lešení.
Protože zvětrávání je samovolně probíhající reakce, je doprovázeno snížením
volné energie systému. Na tomto principu lze také předpovídat. průběh zvětrávání.
Hydratace je způsobována polárními vlastnostmi molekuly vody. Molekulu
vody zobrazujeme jako čtyřstěn, v jehož dvou vrcholech se projevují kladné
náboje dvou vodíků a v dalších dvou vrcholech dva záporné náboje kyslíku
(obr. 3). Protože v určitých místech převládá buď kladný, nebo záporný náboj,
nechová se molekula jako elektroneutrální. Orientuje se svými kladnými náboji
k aniontům, popřípadě k vnějšímu zápornému náboji povrchu částic, a svými
zápornými náboji se naopak orientuje ke kationtům nebo k vnějšímu kladnému
náboji. Molekuly vody vytvářejí kolem iontů prostorovou síť, která se nazývá
hydratační obálka. Při hydratačním působení vody v procesu zvětrávání se vytvářejí hydratační obálky kolem okrajových iontů krystalové mřížky a tam, kde
se vyskytují ionty s nenasycenými valencemi. Působení hydratační obálky můžeme přirovnat k působení izolátoru. Hydratační obálky zastiňují ionty od silových polí sousedních iontů z krystalové mřížky. Takto vznikají celé zóny
ovlivněné hydratací, prohlubují se pukliny, objevují se další ionty valenčně
nenasycené a vodní molekuly jsou vztahovány do pulin a přispívají k rozrušování minerálů. Hydratací se kromě uvedeného rozrušování krystalové mřížky
mění některé minerály na hydratované formy. Hydratované nerosty jsou někdy
amorfní. Často může probíhat i opačný proces, dehydratace. K dehydrataci
může docházet i samovolně "stárnutím" a přechodem na krystalické uspořádání. Obecně je hydratace spojena s uvolňováním tepla; dehydratace se spotřebou
tepla.
Oxidace je proces chemického zvětrávání, který probíhá zvláště intenzívně po
hydratačním nakypření krystalové mřížky a po zvětšení puklin v minerálech.oxidací rozumíme příjem kyslíku a pozbývání H+, obecně ztrátu obalových elektronů. Opačným procesem oxidace je redukce čili pozbývání O2 a
příjem H+, obecně získávání obalových elektronů. Při oxidaci dohází především k přeměně dvojmocného Fe2+ a Mn3+, popřípadě až na Mn4+. Protože
změna mocenství kationtů je spojena se zmenšením efektivního poloměru kationtu, nebudou se vnější ionty dotýkat středního kationtu, vznikne méně stabilní
konfigurace, která se bude snažit přejít na jinou formu krystalové mřížky, do
typu s nižším koordinačním číslem. Tyto změny bývají provázeny uvolněním
- 26 (129) -
některých iontů z krystalové mřížky a někdy až úplným rozpadem mřížky.
Zčásti zůstanou tyto nově vzniklé látky uvnitř zvětrávajícího minerálu, resp.
jeho rezidua, zčásti vytvářejí povlaky a krusty na povrchu zvětrávajících minerálů. Při oxidačních procesech se většinou také mění barva. Sloučeniny dvojmocného železa mají obvykle barvu zelenavou, modrozelenou, šedomodrou a
po oxidaci se objevuje barva okrově žlutavá, rezivá, hnědá. Oxidační zvětrávací procesy jsou tedy dobře znatelné podle zbarvení půdního nebo horninného
prostředí.
Humifikace
Odumřelé organické látky obsažené v půdě se nazývají humus, bez ohledu na
jejich živočišný, rostlinný nebo mikrobiální původ. Tyto látky nezůstávají v
půdě nezměněné, podléhají za spolupůsobení mikrobiální půdní složky různým
rozkladným a syntetickým procesům převážně biochemické povahy, kondenzaci, polymeraci, atd. Jejich složení, vlastnosti i množství se neustále mění,
stupeň přeměny je rozličný. Jsou v různé míře promíšeny s minerální složkou
půdní, promíšení není pouze mechanické povahy, vytvářejí se mnohdy složité
organominerální sloučeniny a komplexy. V humusu se tedy objevují:
1.
složky původní organické hmoty
2.
produkty životní činnosti organismů
3.
organická hmota přeměněná humifikačním pochodem
Celkové množství humusu v půdě lze velmi přibližně stanovit ze ztráty žíháním nebo přesněji stanovením obsahu organického uhlíku chemickou analýzou
a výpočtem podle empirického vztahu:
celkový obsah humusu = 1,724 Corgr %
Humus se rozlišuje podle různých kritérií, jako je stupeň disperze, mikroskopické znaky, reakce, místo vzniku a botanický původ, atd. Podle chemického
chování a zásadního postavení jednotlivých skupin rozdělujeme humus (veškeré organické látky v postmortálním stavu) do dvou základních skupin:
1.
nespecifické humusové látky (též nehuminové nebo primární látky)
2.
specifické humusové látky (též huminové nebo sekundární látky)
K nespecifickým humusovým látkám patří kromě výchozí nehumifikované
substance lehce rozložitelné látky organické povahy, které jsou snadno odbourávány mikroorganismy a mohou být úplně mineralizovány. Tyto látky nejsou
na rozdíl od specifických humusových látek tmavě zbarveny a tvoří energetickou a živinnou zásobu půdy. Přítomnost nespecifických humusových látek je
tedy podmínkou biologické aktivity půdy.
Většinou tmavě zbarvené specifické humusové látky jsou charakteristické vysokou odolností vůči biologickým přeměnám. Jejich význam je především v
jejich vlivu na fyzikálně chemické vlastnosti, jako je sorpce, vzdušný, vodní a
tepelný režim půdy.
Proces humifikace je podmíněn činností půdních mikroorganismů a je závislý
na vlastnostech půdy, především na zrnitosti, reakci a na vlhkostních a teplotních poměrech v půdě. Jednotliví činitelé mohou získat rozhodující postavení a
- 27 (129) -
mohou zásadně ovlivnit kvalitu humifikačniho procesu. Na lehkých písčitých
půdách bývá dostatečný přístup kyslíku, v půdě převažuje proces mineralizace.
Proto jsou lehké půdy chudé na humus.
Některé tropické půdy jsou chudé na humus především proto, že v příznivých
vlhkostních a teplotních poměrech je mikrobiologická aktivita vyšší, než je
přírůst odumřelých organických látek.
V půdách podzolových, charakteristických vyšší vlhkostí, jsou následkem nižších teplot zhoršeny podmínky pro polymerizaci a převažují zde proto většinou
fulvokyseliny. Huminové kyseliny mají v těchto půdách větší stupeň disperzity
a jsou pohyblivější, mají nižší hodnoty výměnné sorpční kapacity. V půdách
čemozemních jsou naopak hydrotermické poměry vysoce příznivé pro polymerizaci a pro biologickou činnost, jejímiž produkty jsou především huminové
kyseliny s nízkým stupněm disperzity, mohutně kondenzované.
Pří posuzování humifikace je třeba uvažovat i kvalitu výchozího materiálu.
Například opad v listnatém lese působí příznivěji na půdní reakci, je rychleji
humifikován a produkty humifikace jsou ve větší míře huminové kyseliny, než
je tomu u opadu v jehličnatém lese. Nejkyselejší humus většinou vzniká z opadu porostů smrkových a borových. Pod těmito monokulturami vzniká málo
kvalitní surový humus, humifikace probíhá velmi pomalu. Méně kyselý humus
vzniká pod jedlovými porosty a nejlepší humus z jehličnatých stromů poskytuje modřín. U listnatých porostů může vzniknout kyselý, surový humus pouze
pod monokulturami dubu. Kvalitní formy humusu vznikají pod smíšenými lesy. Vliv na kvalitu humusu má i bylinná vegetace, kyselý humus vzniká například z borůvčí, vřesu. Rychlé humifikaci podléhají odumřelé zbytky stepních
trav, především motýlokvětých, které dávají humus nejlepší kvality, bohatý na
dusík. Protože kořenový systém stepních trav zasahuje do velké hloubky a kořeny mají značnou hustotu, je humusový horizont také velmi mocný.
Matečný substrát ovlivňuje kvalitu humusu hlavně prostřednictvím reakce zvětraliny. V horninách chudých na báze je větší možnost vzniku surového kyselého humusu.
Obecně v podmínkách příznivých pro humifikaci se humifikuje téměř polovina
výchozího organického materiálu a zbytek se postupně mineralizuje. Pro posouzení humifikace je třeba uvažovat rychlost procesu a kvalitu humifikačních
produktů.
Tab. 3.1 Obsah humusu v půdách
Obsah humusu v půdách
(% hmotnostní)
Půdy
lehkých
středních a těžkých
bezhumózní
O
slabě humózní
<1
1-2
<2
2-5
>2
>5
středně humózní
silně humózní
- 28 (129) -
Rašelinění
V zamokřeném půdním prostředí nebo pod vodou, za nedostatku atmosférického kyslíku, vzniká z organických látek rašelina. V tomto prostředí se objevují
společenstva vlhkomilných rostlin. Z odumřelé hmoty těchto rostlin, přeměněné ve větší nebo menší míře, se stává půdotvorný substrát. Pro vznik rašeliny je
charakteristické, že přírůstek organické hmoty je větší než ztráty vyvolané
přeměnou organické hmoty rašeliněním. Půda vznikající za těchto charakteristických podmínek se nazývá organozem.
Rašelina je organická zemi s více než 50 % spalitelných látek, vzniklá z rostlinných zbytků, jejichž struktura je více či méně zachována. Při obsahu spalitelných látek menším než 50 % nebo při mocnosti rašeliny menší než 30 cm
mluvíme o půdě zrašeliněné.
Rašeliny vznikají buď zarůstáním vodních zdrží v místech s hladinou podzemní vody dostupující až k povrchu, nebo v oblastech s bohatými srážkami.
Zarůstání vodních zdrží probíhá obyčejně ve dvou směrech. Vegetace přirůstá
od břehu ke středu a z jejích zbytků vzniká rašelina, která brzy dosahuje úrovně
hladiny ve zdrži Kromě toho ze zeleného krytu vegetujícího na hladině vodní
zdrže odpadávají odumřelé části ke dnu a spolu s jemnými splaveninami a odumřelým planktonem vytvářejí stále narůstající humusové ložisko, nazývané
muda. Někdy dochází i ke vzniku sapropelu. Ve vodní zdrži se takto zmenšuje
prostor zvyšováním dna mudou, přírůstkem zeleného krytu shora a zarůstáním
od břehů. Objem vodního polštáře se neustále zmenšuje, zelený kryt hladiny
sám podléhá rašelinění. Protože voda je bohatá minerálními látkami, obsahuje
také rašelina hodně popelovin, často se objevuje i CaC03 (luční vápno), reakce
může být až neutrální či slabě alkalická.
Z rostlin se nejčastěji vyskytuje ostřice a rákos. Tyto rašeliny se nazývají slatiny, někdy také rašeliny eutrofní (bohaté na živiny), nebo topogenní (na odpovídajícím terénu), infraakvatické (pod vodou).
Vznik rašelin však nemusí být vázán na vodní zdrže. Někdy dochází k procesu
slatinného rašelinění i při vzdutí podzemní vody, kdy hladina dosahuje přímo k
povrchu půdy. Prameny na svazích a terasách, obsahují-li dostatek minerálních
látek, mohou způsobit vznik slatinné rašeliny. V obou posledních případech
však mocnost slatinných rašelin nebývá velká.
Když slatinná rašelina vzroste dostatečně nad úroveň hladiny vody, začíná do
ní pronikat les (vrby, olše) a zároveň s lesem začíná na původní slatiny pronikat vegetace skromnější ve svých nárocích na živiny i vodu (vřes, borůvky,
borovice, břízy).
Vzniká rašelina přechodná - mezotrofní (živinami středně bohatá). Neobsahuje
CaC03, má slabě kyselou až neutrální reakci a obsahuje 0,5 až 2 % CaO. Přechodná rašeliniště vznikají většinou na bázi slatinného rašeliniště.
Třetí forma rašelinná, vrchoviště, je oligotrofní (chudá na popeloviny), ombrogenni (závislá na srážkách). Dominantní je rašeliník. Rašeliník má zvláštní
stavbu těla, do uzavřených "makrobuňkových" prostorů dovede přijímat vodu a
dlouho ji udržet. Velmi často: vznikají vrchoviště na minerálně chudém anorganickém substrátu křemičitanových hornin v oblastech bohatých na srážky.
- 29 (129) -
Při ztíženém povrchovém odtoku srážkových vod dochází k zadržení vody a k
zamokření území, kde se potom usazují rašeliníky spolu s další vrchovištní
vegetací. V dalším průběhu se rašeliníky bujně rozrůstají a svou nasáklivostí,
podobnou jako u mořské houby, poutají stále více vody a zvyšují zamokření,
které přispívá k dalšímu rozvoji vrchovištní vegetace.
Obr. 3.1 Vznik slatinné rašeliny, podle Kutílka
Rašeliníkové trsy obvykle splynou a původní vegetaci zcela potlačí. Protože
uprostřed rašeliniště jsou nejvhodnější podmínky pro rozvoj rašeliníku, hromadí se tu organická hmota a vrchovištní rašeliniště nabývá charakteristické
bochníkové formy. Na úpatí bochníkově vyklenutého vrchoviště, obvykle ve
směru hlavního spádu území, se objevuje také ostřice. Na svahovém pásmu
vrchoviště je relativně nejsušší poloha a objevují se tu borůvky, vřes, lišejníky.
Mikroreliéf tvořený vrchovištní rašelinou je pestrý, zvlněný. Někdy se na vrchovištích objevují jezírka a vodní tůně.
Pro složení rašeliny je typické, že jsou v ní navzájem a vedle sebe obsaženy jak
jednotlivé odumřelé orgány rostlin v různých stádiích anaerobního rozkladu,
tak produkty tohoto rozkladu. Z biochemických procesů jsou dominantní procesy anaerobní. K produktům rašelinění patří i huminové kyseliny a fulvokyseliny. Během rašelinění dochází ke zvýšení obsahu uhlíku a snížení obsahu vodíku a kyslíku ve srovnání s výchozími látkami. Kromě toho obsah.uje rašelina
velmi vysoké množství dusíku. Obsah huminových kyselin je vyšší u slatínných rašelin než u rašelin vrchovištních.
Vlastnosti rašeliny jsou závislé kromě typu na formě, druhu a stupni rozložení.
Stupeň rozložení se udává v % (ve starší Postově stupnici se rozlišovalo 10
stupňů). Pro jeho určení jsou rozhodující: celistvost původních rostlinných částí, snadnost, s níž se vyždímá voda z rašeliny, zbarvení vyždímané vody, pružnost rašeliny a konzistence.
V rašelině o stupni rozložení do 20 % (podle Posta 1 až 3) jsou snadno stanovitelné a dobře zřetelné celistvé části, po zmáčknutí v ruce prýští z rašeliny čirá
až světle žlutá voda.
Při stupni rozložení 20 až 30 % (podle Posta 4 až 5) jsou rostlinné zbytky
značněji rozrušeny, avšak jsou ještě patrné. Vytlačená voda je kalná.
Rašelina o stupni rozložení 30 až 50 % (podle Posta 6 až 7) obsahuje nesnadno
rozeznatelné zbytky původní vegetace, převládá~makroskopicky beztvará or-
- 30 (129) -
ganická hmota, která maže ruce. Kalná voda se nesnadno vytlačuje, při stupni
nad 40 % se již začíná protlačovat rašelina.
Stupeň rozložení nad. 50 % (podle Posta více než 8) je charakterizován tmavou
rašelinnou hmotou, z rostlinných zbytků jsou rozeznatelné pouze drobné kousky dřeva. Vodu nelze vytlačit, rašelina prochází při zmáčknutí v kašovité konzistenci mezi prsty.
Translokace a akumulace a vznik půdních novotvarů
Tyto půdy nazýváme automorfní (někdy terestrické). Naproti tomu půdy vznikající pod vodou jsou charakteristické také tím, že migrace látek v půdě je jednak značně omezena, dále tím, že může probíhat všemi směry a není omezena
na vertikální směr. Tyto půdy se nazývají hydromorfní (hydrické), neboť na
jejich vývoji se podstatnou měrou podílí vodní prostředí. V přechodném 5tádiu
když hladina podzemní vody zasahuje jen částečně do profilu půdy, nastává
kombinace obou jevů, ve vrchní části profilu probíhá proces automorfní a
translokace vertikální, ve spodní části autohydromorfní (semiterestrické).
Jestliže se tyto jevy vyskytují jen občasně, nazývají se takové půdy semihydromorfní. Všeobecně platné vymezení termínů však zatím neexistuje.
Při velmi mírném průsaku srážkové vody profilem dochází k posunu karbonátů
v profilu půd vzniklých na spraších. Vyloužené karbonáty se hromadí v karbonátovém horizontu a vytvářejí zde poprašky CaC03 na agregátech, popřípadě
krystalické formy minerálu lublinitu ve formě bílých žilek a popraškové výplně
dutin a puklin v zemině. Tyto formy novotvaru CaC03 se nazývají pseudomycelia. Ve spraších a též ve slínech se objevují konkrece CaC03, označené jako
cicváry. V půdách na slínech, vápencích, opukách a podobných karbonátových
matečních substrátech se počátek posunu karbonátů projevuje pouze snížením
obsahu CaC03 ve vrchním horizontu. Až při intenzivnějším prosakování dochází k úplnému odvápnění vrchního horizontu. S mírným prosakováním srážkové vody profilem je spojena i translokace bází, především K, dále Mg, Ca.
Při snížení translokace elektrolytů a při intenzivnějším průsaku srážkové vody
profilem probíhá translokace půdních koloidů, zvláště jílových částic. Jílové
minerály při tomto procesu nejsou rozrušovány. Rozborem jílové frakce z obou
horizontů se obdrží obecně stejné výsledky o chemickém složení, např. poměr
Si02 : (Al203 + Fe203) je stejný. Horizont ochuzovaný se nazývá eluviální, obohacený luvický (iluviální). Někdy je zřetelný pouze luvický horizont. Proces
posunu jílových částic se nazývá illimerace (čili zbavování jílu), někdy se též
užívá termínu lesivace (vyluhování).
Nejintenzivnější translokace probíhá při podzolizačním procesu, který je charakteristický pro poměry s kyselou reakcí, špatnou kvalitou humusu a vysokým
stupněm prosakování srážkové vody půdním profilem. Při podzolizaci probíhá
translokace všech dosud zmíněných látek, dominantní je však translokace Fe a
Al v půdním profilu po předcházejícím rozrušení minerálů. Translokace Fe a
Al probíhá ve formě iontové i ve formě chelátů. Často dochází zároveň k
translokaci humusu a iluviální horizont je potom obohacen kromě sesquioxidů i
organickými látkami. Podle toho se může měnit i barva tohoto horizontu. Zbývající Si02 po rozrušení minerálů zůstává na místě. V iluviálním horizontu lehčích půd vzniká někdy novotvar slepencového charakteru. Tmelem jsou akumulované sesquioxidy. Tento zcementovaný novotvar deskového tvaru, vytvářející souvislou tvrdou vrstvu, se nazývá ortštejn (železník). V iluviálním hori- 31 (129) -
zontu se dále často vyskytují železitomanganové bročky až pecky tmavé a rezavé barvy. Proces podzolizace je prokazatelný analyticky, poměr Si02 : Fe203,
se směrem od eluviálního horizontu k iluviálnímu snižuje. Přítomnost podzemní vody v profilu ruší vertikální translokační proudy, dochází k migraci všesměrné. Neznamená to však, že tím je koncentrace migrujících látek ve všech
směrech stejná. Ve slatinných rašelinách a trvale zamokřených půdách se někdy objevuje jezerní křída (též luční vápno), amorfní sraženina CaC03 ve formě
proplástků a souvislých vrstev.
Z trvale zamokřených půd a rašelin se zároveň s vytékající vodou vylučuje - po
oxidaci původně redukčních forem železa - limonit, pokrývající půdní částice,
agregáty a hrudky. Vysušování (i když jen přechodné) a postupná krystalizace
vedou k vytvoření tvrdších konkrecí lučního kamene. V zamokřených půdách
vznikají ještě novotvary vivianit a pyrit. V půdách přechodně zamokřených se
objevují limonitické konkrece jako důsledek periodicky se opakujících redukčních a oxidačních procesů.
V aridnějších poměrech převládá vertikální translokační proud směrem vzhůru
k povrchu,.způsobovaný intenzivnějším vzlínáním. Rozpustné soli obsažené v
podzemní vodě jsou takto transportovány do povrchového horizontu a zde se
hromadí. Zároveň dochází i k translokaci rozpustných solí vzniklých v profilu
zvětráváním. Na povrchu půdy se objevují výkvěty solí, popřípadě až křehké
krusty (kůry). Tento proces se nazývá zasolovací (salinizace). Je prokazatelný
analyticky rozborem vodního výluhu. Zasolovací proces počíná, jestliže se v
půdě nahromadí více než 0,2 % solí, popřípadě když vodivost vodního výluhu
půdní suspenze je větší než 4 mS.cm-l.
3.1.2
3.1.2.1
Fyzikální a mechanické vlastnosti půdy
Zrnitost půdy
Členění disperzního podílu podle velikosti do 3 skupin na hrubé, koloidní a
analytické disperze je příliš povšechné. Proto se půdní částečky podle velikosti
rozdělují do více podílů, frakci či kategorií. Aby se zamezilo úplné libovůli v
klasifikaci frakci, mají mít jednotlivé frakce shodné některé základní fyzikální,
popřípadě fyzikálně chemické vlastnosti.
V Čechách původně zavedená klasifikace Kopeckého je v souhlase s frakcemi
(kategoriemi) zjišťovanými v Kopeckého plavicím přístroji a zrna < 0.01 mm
se označují jako I. kategorie.
Zrna o průměru nad 2 mm se souhrnně označují jako skelet. Zemina zbavená
skeletu se nazývá jemnozem. Částice pod 2.µm byly pojmenovány jako fyzikální jíl, pod O,1 µm jako koloidní jíl. Podrobnější mezinárodní roztřídění
zrnitostních frakcí vyplývá z tohoto schématu:
J je jemný, S- střední, H - hrubý. Hodnota 6,3 a její desítkové násobky vyplý-
- 32 (129) -
vají ze střední hodnoty mezi 2 a 20..μm v logaritmickém měřítku, popř. jejích
desítkových násobků. Naše normy se mírně liší od mezinárodních zvyklostí.
Půdy a zeminy se označují podle převládající frakce. Abychom zamezili subjektivismu v pojmenování, provádí se zmitostní rozbor a jím se stanoví procentuální zastoupení jednotlivých frakcí. Zemina se před zrnitostním rozborem
musí přípravit, hrudky a agregáty se musí rozmělnit a půdní koloidy peptizovat. Proto se zemina před rozborem namáčí do destilované vody, povaří nebo
roztřepe a potom se obvykle ještě přidává dispergenční (peptizační) čjnidlo,
například čpavek neb sodná sůl v malé koncentraci, aby se trvale zvýšil ξ potenciál koloidů.
Nejjednodušší způsob stanovení jednotlivých zmitostních frakcí je prosévání
na sítech o určitém průměru oka. Pro důkladné vzájemné oddělení částeček je
třeba prosévat zeminu ve vodě. Nejmenší rozměr stanovený proséváním ve
vodě je 0,063 mm, obtíže se však objevují již při prosévání na sítu o průměru
oka 0,1 mm. Jemnější částice, které jsou pro charakteristiku půdních vlastností
tak důležité, ulpívají na síťovině. Proto se pro oddělení jemnějších zrnitostních
tTakcí používá nepřímých sedimentačních metod. Jsou založeny na sedimentačních zákonech závislosti sedimentační rychlosti v na velikosti částice. Používá se Stokesův zákon, který neplatí mimo laminární oblast proudění a vztahuje se na kulové částečky, ale pro tyto účely postačí. Výsledkem zrnitostních
rozborů je zrnitostní křivka, podle které můžeme rozhodnout o druhu půdy.
Obr. 3.2 Čáry zrnitosti a) písčitá půda, b) písčitohlinitá c) jílovitohlinitá půda
U metody hustoměmé měříme v určitých časových intervalech hustotu suspenze. Protože vlivem rozdílné sedimentační rychlosti klesá hustota suspenze, lze
výpočtem a pomocí nomogramu nebo jednoduchého programu zjistit velikost a
procentuální zastoupení částic.
Množství jednotlivých frakcí, zjištěná zrnitostními rozbory se bud' vynášejí
tabelárně, nebo do součtové čáry, tzv. čáry zrnitosti. Na svislici grafického
papíru jsou procenta, na vodorovné potom v logaritmickém měřítku velikosti
zeminných částeček. Z čáry zrnitosti lze vyčíst frakce libovolných rozměrů.
- 33 (129) -
Podle procentuálního zastoupení jednotlivých frakcí se slovně označí (klasifikuje) půdní druh. Pro klasifikaci půdního druhu (textury zrnitosti) existují závazné tabulky. Při terénních pracích se půdní druh odhaduje podle tabulky.
Tabulka 3.2 Klasifikace zrnitosti půd podle Nováka
Obsah I. kategorie
Pojmenování
Makroskopický účinek
písčitá zemina
ani za mokra se částice nespojují
10 - 20
hlinitopísčitá zemina
20 - 30
písčitohlinitá zemina
částice se za mokra spojují. nelze
však vvválet hádka
lze vyválet hádka. který se však
snadno rozpadá, zemina skřípe mezi
prsty
30 - 45
hlinitá zemina
lze vyválet hádka
45 - 60
jílovitohlinitá zemina
po stisknutí vlhké zeminy lesk,
mastnost prstú
60 - 75
jílovitohlinitá zemina
silná mastnost, lepkavost
nad 75
jíl nebo prchlice
vysoká mastnost, lepkavost
< 0,01 mm
0-10
U půd obsahujících skelet se odděluje jemnozem od skeletu, textura jemnozemě se stanoví rozborem, zatímco množství skeletu se doporučuje odhadnout
přímo v terénu.
Údaje o přítomnosti skeletu v půdě je třeba vždy doplnit charakteristikou o
tvaru (ostrohranosti - zaoblenosti), tvrdosti, stupni zvětrávání, uložení v profilu
(rovnoběžné, vše směrné ) a o petrografickém složení skeletu.
Podle obdělávatelnosti půdy se tradičně mluví o půdách lehkých, středně těžkých a těžkých, které odpovídají podle zrnitosti těmto základním druhům půd:
písčité, hlinité, jílovité. Název vznikl podle obtížnosti při obdělávání těchto
půd.
Písčité půdy (lehké) obsahují I. kategorie pod 25%,
jsou velmi snadno obdělávatelné, snadno propustné pro vzduch i pro vodu,
vysoce provzdušněné, s nízkou vodní kapacitou. Jsou proto snadno vysýchavé.
Tepelný režim je velmi dobrý, snadno se prohřívají. Mikrobiální činnost je
vysoká, humus je rychle oxidován. Protože výchozích organických látek je
relativně málo, jsou tyto půdy chudé na humus. Sorpci mají nízkou, živiny jsou
snadno vyplavovány.
Hlinité půdy (středně' těžké) obsahují I. kategorie 25 až 45%,
mají za příznivých okolností, především při dobrém strukturním stavu, optimální fyzikální, chemické a biologické vlastnosti. Vodní kapacita i provzdušněnost jsou vyhovující. Propustnost a především infiltrace srážkové vody jsou
střední, značně závislé též na struktuře půdy. Mají dostatečnou sorpční schopnost. Jsou soudržné a za normálních okolností (vhodná vlhkost) se obdělávají
bez obtíží.
Jílovité půdy (těžké) obsahují I. kategorie nad 45%,
- 34 (129) -
jsou málo propustné pro vzduch i pro vodu, mají vysokou vodní kapacitu, malou provzdušněnost, často trpí zamokřením, uléhavostí. Mikrobiální činnost
bývá dosti omezena, mají často nevyhovující tepelný režim vlivem zamokření,
půdy jsou studené. Snadno rozbřídají, bobtnají a pomalu vysychají. Sorpci mají
vysokou. Fyzikální a fyzikálně chemické vlastnosti jsou silně závislé i na mineralogickém složení frakce fyzikálního jílu.
3.1.2.2
Struktůra půdy a pórovitost
Půdní částečky se jen výjimečně vyskytují v půdě jako navzájem izolované,
oddělené celky. Vytvářejí naopak větší či menší shluky, které se nazývají agregáty. Podle jejich velikosti rozeznáváme v zásadě makro agregáty o průměru
nad 0,25 mm a mikroagregáty o průměru pod 0,25 mm. Agregáty jsou ve vodě
stabilní. Tato nerozmokavost je způsobena různými tmelícími látkami a koagulací. Pro určité pedogenetické poměry je zákonitý většinou jak tvar, tak velikost agregátů. Zvláště typické je vnitřní uspořádání půdní hmoty, stanovitelné
mikroskopickým studiem tenkých výbrusů půdy. Pojmem půdní struktura
označujeme souhrnně prostorové uspořádání agregátů v půdě. Podle tvaru a
geneze agregátů a podle uspořádání a vazby půdních částic v agregátech se
určují různé druhy struktury. Důležitým znakem půdní struktury je to, že se
půda v přirozených podmínkách rozpadá do agregátů majících určité zákonité
tvary.
Umělým mechanickým způsobem (zhutňování půdní hmoty) za vyšší vlhkosti
půdy dochází ke shlukování, popřípadě k deformaci shluků a vznikají nové
útvary - pseudoagregáty, které postrádají stabilitu, ve vodě se snadno a rychle
rozplavují. Půdy sypké, písčité a kamenité suti nevytvářejí agregáty, ovšem
existence• mikroagregátů je i zde většinou patrná.
Vznik půdní struktury je vázán na existenci mikrogregátů v půdě. U sedimentárních nezpevněných matečních substrátů jsou již většinou mikroagregáty přítomny a vznikaly při sedimentaci. Další koloidní částečky, vzniklé pří současném vývoji půdy, se formují do dalších mikroagregátů. U půd vznikajících na
celistvých horninách se zároveň s rozrušováním horniny a se vznikem půdních
částeček vytvářejí i mikroagregáty.
K mikroagregátům patří zkoagulované půdní koloidy, útvary vzniklé spojením
částeček jílových a prachových, často za přispění gelů a sesquioxidů s huminovými kyselinami. Řadíme k nim dále i hrubé půdní částečky a krystaly s koloidním povlakem. Předpokladem pro existenci mikrostruktury je koagulace
půdních koloidů. V poměrech soloňcového zasolení, tj. při vyšším obsahu výměnného Na'" v půdním sorpčním komplexu, dochází proto k úplné destrukci
mikrostruktury a obecně struktury.
Stmelení mikroagregátů způsobují také organické látky, vznikající při biochemických procesech humifikace. Proces si lze představit tak, že molekuly huminových kyselin vázané na minerální částice polymerizují a jsou tedy "prostředníkem" pro spojení více minerálních částic do jednoho pevného útvaru, stmelující je do mikroagregátu. Tmelící působení humusových látek však není trvalé,
humusové látky jsou postupně odbourávány, a proto je nutné neustálé zásobení
půdy čerstvými organickými látkami. Výhodnější je, proběhne-li humifikace v
celém svém rozsahu v půdě než hnojení vlastními humusovými látkami, neboť
- 35 (129) -
humusové polární látky jsou nejaktivnější ve stavu zrodu; tehdy vytvářejí nejpevnější vazby.
Vliv na agregaci mají i povlaky amorfní povahy, obalující v tloušťce 1 až 10
nm povrch minerálních částeček. Tyto povlaky vznikly během zvětrávání a
silně ovlivňují vlastnosti půdních částic a kromě toho při přiblížení jednotlivých částic k sobě působí cementačně, stmelují částice do mikroagregátů. K
cementačním látkám počítáme především .hydráty sesquioxidů.
V redukčních poměrech zamokřených horizontů jsou rozrušovány železitohumátové agregáty a obecně železité tmely přecházejí na rozpustné železnaté
sloučeniny, popřípadě se Fe objevuje přímo v iontové formě. Následkemtěchto intenzivních procesů, spojených i s výskytem málo zkondenzovaných
huminových kyselin je naprostá destrukce mikroagregátů.
Vzrůstem velikosti mikroagregátů, popřípadě shlukováním mikroagregátů do
větších celků, vznikají postupně makroagregáty. K makroagregaci dochází také
vlivem objemových změn při vysychání půdy (vznik drobných trhlin), působením mrazu a vlivem dehydratace. Kořenový systém rostlin - zvláště při velké
hustotě kořání, rozdrobuje kompaktní půdní hmotu a vzniklé útvary působením
tlaku mírně zhutňuje. Tlak je vyvoláván jak vyvíjejícími se kořínky, tak bobtnáním organické hmoty odumřelých kořínků. Při obdělávání je například zřetelný rozpad půdní hmoty do agregátů podél stop odumřelých kořínků. Při dostatečné hustotě a pravidelnosti kořenového systému vzniká optimální agregace
o velikosti agregátů 1 až 5 mm. Kořenový systém ovlivňuje i objem rhizosféry,
která má význam především při humifikaci, tedy při vytváření důležitých tmelících látek. Z živočichů žijících v půdě mají na drobení půdy a následnou
agregaci největší vliv dešťovky, které svými exkrementy zpevňují půdní agregáty. Na drobení půdní hmoty má vliv v neposlední řadě i mechanické obdělávání půdy.
Vlivem všech uvedených mechanických, mechanickobiologických i chemických činitelů se půda rozpadá do strukturních útvarů - agregátů. Na trvanlivost
těchto makroagregátů má prvořadý vliv způsob cementace. Jestliže mechanické
rozdrobení půdní hmoty není provázeno zpevněním makroagregátů cementačnÍmi látkami a jestliže mi kro agregáty - základní kameny agregátů - nejsou
stabilní, jsou výsledné makroagregáty také nestabilní, ve vodě (po srážce, po
závlaze) se rychle rozpadají. Tyto nestabilní, náhodné shluky půdní hmoty se
nazývají pseudoagregáty. Strukturní agregáty se naopak vyznačují vysokou
stabilitou ve vodě, jsou nerozmokavé, a i při mechanickém působení se rozrušují nesnadněji než pseudoagregáty. Ke stabilitě agregátů přispívá někdy i povrchová organická blanka, patrná při mikroskopickém sledování.
Podle stupně vývoje struktury rozlišujeme 3 skupiny půd:
a)
půdy nestrukturní, u nichž nejsou patrné agregáty, půdní hmota může
být rozdrobena do větších či menších útvarů náhodných tvarů - pseudoagregátů. Pseudoagregáty se ve vodě rozplavují a vytvářejí stejnorodou půdní hmotu.
Na povrchu půdy vzniká slitý půdní škraloup, po orbě vznikají velké hroudy.
b)
Půdy se slabě vyvinutou strukturou, patrnou až při rozdrobování
urýpnutých hrud.
Podíl nestrukturního materiálu převládá.
- 36 (129) -
c)
Půdy strukturní (s vyvinutou strukturou). Agregáty se velmi snadno od
sebe oddělují a jsou velmi pevné a ve vodě zcela stabilní.
Podle tvaru agregátů se rozlišuje struktura do čtyř morfologických tříd:
I. třída, všechny tři osy jsou stejně dlouhé, tvar je zaoblený, např. drobtovitá,
hrudovitá struktura.
II. třída, všechny tři osy jsou stejně dlouhé, plochy a hrany jsou zřetelné, např.
kostkovitá, polyedrická struktura.
III. třída, svislá osa je protažena, např. sloupkovitá struktura,
IV. třída, vodorovné osy jsou protaženy, např. lístkovitá struktura.
Uvedená klasifikace struktury podle morfologických znaků je důležitá pro klasifikaci půdních horizontů a pro určení půdního typu, dále pro modelování pórového systému půd, jestliže máme fyzikálně reálně řešit proudění vody a
transport látek v celém půdním profilu.
Pro účely zemědělství a praktické hydrologie je především významný strukturní stav v humusovém horinzontu. Srovnejme některé základní vlastnosti Ahorizontu půdy středně těžké až těžké, jinak stejných vlastností, v prvém případě však strukturní a ve druhém nestrukturní. Při infiltraci srážkové vody je již
počáteční rychlost infiltrace u půdy nestrukturní nižší, velmi rychle se dále
snižuje, zatímco u strukturní půdy se počáteční vysoká infiltrace během času
snižuje mírněji. Prudké snížení na nestrukturní půdě je způsobeno rozpadem
pseudoagregátů a vznikem půdního škraloupu.
Vzduch uzavřený v pórech pod škraloupem zhoršuje průběh infiltrace, zatímco
u strukturní půdy nedochází k rozplavování agregátů a vzduch z půdních pórů
uniká. Srážková voda na nestrukturní půdě se ztrácí povrchovým odtokem a
výparem a v nedostatečné míře zvlhčuje půdu. Výpar z nestrukturní půdy je
vyšší než z půdy strukturní. Na nestrukturní půdě existují souvislé kapilární
póry, jimiž je voda při vysušení povrchové elementární vrstvy rychle přiváděna
k povrchu z hlubších vrstev. Na strukturní půdě jsou kapiláry existencí agregátů zpřetrhány a výparem se po vysušení povrchové elementární vrstvy velmi
pozvolna snižuje vlhkost hlubších vrstev.
Strukturní půda humusového horizontu tedy dobře hospodaří s vodou, zatímco
nestrukturní půda je z vodohospodářského hlediska nevýhodná, zvyšuje povrchové odtoky, zmenšuje příjem vody do půdního profilu a snadněji podléhá
vysušování. Vysoké hodnoty povrchového odtoku způsobují intenzivnější vodní erozi, zvláště též proto, že pro odnos elementárních půdních částic postačuje
mnohem menší unášecí síla než pro odnos podstatně větších agregátů u strukturní půdy.
Ve strukturní půdě je dále lepší poměr mezi póry kapilárními, v nichž po dlouhé období může být poutána voda kapilárními silami, a mezi póry nekapilárními, které jsou obvykle vyplněny vzduchem. V nestrukturní půdě středně těžké
a těžké jsou přítomny především kapilární póry, a proto jsou tyto půdy více
náchylné k zamokření srážkovou vodou ve vlhkém 'období, a tedy více náchylné k redukčním procesům.
- 37 (129) -
Strukturní stav humusového horizontu půdy není neměnnou, stálou vlastností.
Povrch půdy, vystavený účinkům povětrnosti a mechanickým vlivům při obdělávání, trpí v nejvyšší míře rozrušováním agregátů.
Dešťové kapky, dopadající na exponované agregáty na povrchu, rozrušují
agregáty mechanicky. Povrchové elementární vrstvy jsou vystaveny nejvíce
kolísání vlhkosti. Náhlé zvlhčení vysušených agregátů má za následek mechanický rozpad agregátů. Pojížděním strojů a každým kultivačním zásahem se
drtí agregáty povrchové vrstvy. Těžké mechanismy však působí na zhutňování
půdy a na rozrušování struktury také v hloubce až do 60 cm, a tedy na ztrátu
strukturního stavu B-horizontu. Intenzita mechanického rozrušování je vyšší u
půdy, která je pouze po krátkém období v roce zastíněna vegetací.
Stabilita jednotlivých agregátů ve vodě se nejjednodušeji určuje přímým pozorováním agregátů náhle ponořených do misky s destilovanou vodou. Agregáty
stabilní zůstávají po ponoření nerozrušeny, pseudoagregáty se okamžitě rozplynou do kašovité hmoty, agregáty málo stabilní se postupně rozpadají zčásti
na menší útvary, zčásti vytvářejí kašovitou hmotu. Často užívanou metodou je
prosévání půdy na vzduchu ("za sucha") a pod vodou. Výsledky se vynesou
jako čáry agregace podobně, jako se vynášejí čáry zrnitosti a vyhodnocují se.
Čím jsou větší rozdíly obou prosévání, tím je menší stabilita agregátů.
Morfologické vlastnosti agregátů z jednotlivých agregátových frakcí, popřípadě celková vnitřní architektura půdy, vzájemné uspořádání agregátů, se studují
mikroskopicky na tenkých výbrusech půdy. Agregáty se před provedením výbrusu fixují, jako nejvhodnější fixační látky se zatím u nás užívají epoxydy a
polyestery. Fixační látka musí mít vhodnou viskozitu, aby vnikla do všech pórů. Při tuhnutí nesmí měnit svůj objem. V určitém objemu půdy je část prostorů
nezaplněných tuhou fází - půdní hmotou.
Tyto prostory, které mají různý tvar a velikost, jsou nazvány půdní póry. Póry
většinou nejsou od sebe odděleny, jsou spojité, i když od místa k místu mají
rozdílný tvar a velikost. Někdy se tvar pórů idealizuje a předpokládá se pro
zjednodušení, že jsou válcovité. Charakterizují se potom rozměrem - průměrem. Protože jde o zjednodušení, uvádí se ekvivalentní průměr pórů a procentuální množství pórů o určitém ekvivalentním průměru. Termínem ekvivalentní
se označují póry, ve kterých se chová voda vlivem kapilárních sil stejně jako v
pórech válcových daného průměru.
Objem pórů Vp vztažený k celkovému objemu půdy Vs v přirozeném uložení
nazýváme pórovitostí.
Tab. 3.3 Hodnoty mezní provzdušněnosti
Plodina
louky
pšenice, oves
Provzdušněnost (%). PA
minimálni
optimální
5
10
10 - 15
15 - 20
- 38 (129) -
ječmen, okopaniny
15 - 20
18 - 24
Pokud je vlhkost půdy po většinu vegetačního období příliš vysoká a provzdušněnost nižší než požadované údaje, ke třeba uvažovat o vhodném melioračním opatření. Často to bude technické odvodnění. Avšak je třeba mít na
zřeteli původ příčin nevyhovujícího stavu. Někdy dostačuje postupné odstranění zhutnělého podbrázdí nebo rozrušení kompaktního iluviálního horizontu ke
zlepšení vzdušného režimu půdy.
Půdní vzduch se svým složením liší od vzduchu atmosférického. Obsah CO2 je
zhruba desetkrát až stokrát vyšší než ve vzduchu atmosférickém. Zvýšení obsahu CO2 je na úkor obsahu kyslíku. Tato rozdílnost je způsobena především
dýcháním kořenů rostlin a činností mikroorganismů. V ornici bývá obvykle
obsah CO2 menší než ve spodině. Jeho množství značně kolísá, v zimě je menší
než v létě, po závlaze stoupá v souvislosti s intenzitou mikrobiální činnosti.
Staticky zjištěný obsah CO2 v půdním vzduchu však plně nevystihuje skutečné
poměry mikrobiální aktivity. Ve strukturní půdě je na příklad tvorba CO2 větší
než v půdě nestrukturní, avšak obsah CO2 v půdním vzduchu je větší než v
půdě nestrukturní, a to pro menší mohutnost výměny půdního vzduchu se
vzduchem.
3.1.3
Chemické vlastnosti půdy
Chemické vlastnosti půdy jsou ovlivněny různými procesy probíhajícími v
půdě, chemickým složením výchozích materiálů (půdotvomého substrátu) a
zásahy člověka. K procesům patří přeměna minerálních organických látek,
sorpce a desorpce na rozhraní pevné půdní fáze s půdním roztokem., transport
rozpuštěných látek i jemných suspenzí v půdě odčerpáním rozpustných živin
kořínky rostlin. Všechny tyto procesy probíhají sice zároveň, ale v čase se
nestejně mění jejich intenzita a vzájemné ovlivnění jednotlivých procesů není
zanedbatelné. Důsledkem je značná dynamičnost chemických poměrů v půdě.
Navíc chemizace zemědělství a lesnictví - dodávání minerálních hnojiv ve velkých dávkách a používání pesticidů, látek působících toxicky na plevele, hmyz
a nositele rostlinných onemocnění - způsobuje změny nejen v chemismu půdy,
ale po transportu těchto látek půdním prostředím může způsobit znečištěni povrchových a podzemních zdrojů vody. Složení půdního roztoku podstatně
ovlivňuje růst rostlin, a proto výživa rostlin a úrodnost půdy musí být popisovány v těsné návaznosti na chemické vlastnosti půdy. Znečištění půdy různými
odpady může vést ke zvýšení obsahu některých prvků v pěstovaných plodinách. Například je to patrné u těžkých kovů, jejichž koncentrace řádově vzrůstá
v půdě i v plodinách v blízkosti průmyslových center a dopravních cest. Vliv
zvýšených koncentrací na živočišné tkáně je obvykle škodlivý, a proto přechod
těchto prvků do biologického cyklu přes půdu je nežádoucí.
Chemismus půdy je proto v současné době studován nejen s ohledem na vývoj
půdy a na optimální výživu rostlin, ale i se zřetelem na ochranu základních
zdrojů životního prostředí člověka.
- 39 (129) -
3.1.3.1
Fyzikálně chemické vlastnosti půdy
Fyzikálně chemické vlastnosti půdy jsou závislé na vlastnostech půdního roztoku a na vlastnostech půdních koloidů.
Voda, která se vsakuje do půdy, obsahuje obyčejně rozpuštěný kyslík, CO2, a v
malém množství další plyny. V půdě se dostává do styku s půdními částicemi,
reaguje s nimi, obohacuje se různými rozpustnými látkami, umožňuje výměnu
iontů na sorpčním komplexu půdy. V půdním prostředí se zasakující voda podstatněji obohacuje CO2. Tím se mění reakce půdního roztoku a zároveň se zvyšuje rozpustnost některých látek.
Vzájemný poměr rozpuštěných minerálních a organických látek se mění v různých půdách a horizontech, obsah kolísá během roku. V podzolových a bažinatých půdách převládají v půdním roztoku organické látky, v černozemních je
poměr organických a anorganických látek zhruba roven jedné, v zasolených
půdách vysoce převládá obsah anorganických látek. Celkový obsah rozpuštěných látek jsou řádově setiny procent v půdách nezasolených. V zasolených
půdách vzrůstá obsah rozpuštěných látek nad 0,2 %. Často místo údaje o obsahu rozpuštěných látek v procentech se uvádí elektrická vodivost vodniho výluhu, získaného pomoci různých přetlakových nebo podtlakových a filtračních
aparátů. V našich půdách se vyskytují jako převládající ionty HC03 -, v malém
množství SO42-, N03-, z kationtů H+, Ca2+, Mg2+, N4+, K+, řidčeji Fe3+, Al3+.
Pouze v zasolených půdách převládají většinou chloridy, sulfáty, z kationtů
navíc přistupuje Na+. Z organických látek se v půdním roztoku vyskytují různé
organické kyseliny, jejich soli, cukry bílkoviny, aminokyseliny, často též fulvokyseliny. Rozpuštěné látky ovlivňují hodnotu osmotického tlaku, který stoupá s koncentraci látek v půdním roztoku. Pokud je osmotický tlak půdního roztoku menší než osmotický tlak buněčných šťáv, mohou být voda a roztok přijímány rostlinami (vliv zde má také potenciál půdní vody). V zásadě při vysoké
koncentraci rozpustných solí v půdním roztoku jsou rostliny nepříznivě ovlivňovány již samotnou vysokou hodnotou osmotického tlaku, bez zřetele k toxicitě některých látek v určité koncentraci na rostlinou tkáň.
Reakce půdního roztoku je způsobována především přítomností rozpustných
kyselin a kyselých nebo zásaditých solí. Nazývá se aktivní reakce a stanoví se
u nás pomoci vodního filtrátu nebo v suspenzi při poměru zeminy
k vodě = 1 : 2.5, v zahraničí je častější stanovení pH výluhu, získaného z pastové konzistence půdy a vody. Hodnota pH půdy kolísá obvykle v rozmezí od
4,0 do 8,5 v závislosti na půdním typu a ekologických poměrech.
Protože většina půd v ČR je sorpčně málo nasycena, případně jsou půdy až
sorpčně nenasycené, stanoví se u nás častěji výměnná reakce. Při jejím určování se působí na půdu roztokem neutrální soli chloridu draselného o normální
koncentraci (N KCl). Disociovaný kation draslíku vytěsňuje ze sorpčního
komplexu výměnný vodík, který přispívá ke zvýšení celkové koncentrace H+.
To znamená, že výměnnou reakcí se stanoví hodnota pH dosažená sčítáním
dvou faktoru: aktivní reakce půdního roztoku + extrémního zvýšení koncentrace H+ iontů vlivem výměny. Proto je pH výměnná nižší než pH aktivní a čím je
vyšší rozdíl mezi oběma hodnotami, tím je nižší stupeň sorpčního nasycení.
- 40 (129) -
3.1.4
Principy morfo genetického klasifikačního systému
1.
Genetická koncepce byla použita jako teoretický základ kategorizace a
výběru diagnostických znaků pro klasifikaci půd.
2.
Pro klasifikaci byl použit morfogenetický přístup - klasifikace vnitřních
vlastností pedonů určených souborem genetických horizontů a jejich morfologickými, fyzikálními a chemickými vlastnostmi.
Půdně klasifikační iednotky:
•
Skupina - seskupení půdních typů se shodným hlavním půdotvorným
procesem, identifikace podle dominantního diagnostického horizontu.
•
Půdní typ - půdy charakterizované obdobnými morfologickými a analytickými znaky, které se vyvíjely pod vlivem určitého souboru půdotvorných
činitelů, se shodným hlavním půdotvorným procesem. Vyznačují se jistou
kombinací půdních horizontů, která je pro daný půdní typ charakteristická.
•
Subtyp - při jejich vzniku spolupůsobil další, podřízený půdotvorný
proces. Subtyp tvoří přechod mezi dvěma půdními typy.
•
Varieta - zpravidla je odvozena od další význačné vlastnosti, která je
zjistitelná analyticky (varieta kyselá, silně kyselá, karbonátová aj.)
•
Forma - podle erozně akumulačních a antropických znaků, případně i
podle humusové formy.
Všechny klasifikační jednotky, s výjimkou variety Je možno identifikovat přímo v terénu podle měřitelných vizuálních znaků. Uplatněním přesně definovatelných diagnostických horizontů se do značné míry překonávají obtíže objektivního hodnocení pedogeneze dané polygenetickým vývojem půd, vrstevnatostí půdních profilů, starými geologicko-morfologickými a pedologickými
procesy a jejich důsledky pro dnešní půdy. Tímto způsobem je ale na druhé
straně obtížné a často nemožné, rozlišit jednotlivé půdní procesy a jejich. vnější projevy (např. jde-li o znaky reliktní, nebo recentní podmíněné pedogenně
nebo geogenně, podíl vlivu člověka apod.)
Diagnostické půdní horizonty
Základní kategorie - půdní typ - se identifikuje podle diagnostických horizontů.
Ty byly vytvořeny kvantifikací genetických půdních horizontů a jejich dominantní přítomnost, respektive kombinace v pedonu jsou základem klasifikačního systému.
Diagnostický horizont je definovaný souborem vizuálních a analytických znaků s hraničními měřitelnými parametry. Rozlišuje se dále termín "náznaky diagnostického horizontu", vyjadřující změnu nebo neúplný soubor znaků určitého
diagnostického horizontu. Uplatňuje se při identifikaci subtypu.
Povrchové diagnostické horizonty:
1. lniciální - mladý, mělký světle zbarvený horizont, vyvinutý na silikátových
až karbonátových substrátech. Varieta: nivní bez humusu
2.
Melanický - mělký, tmavě zbarvený povrchový horizont různého stáří.
Varieta: nivní – více než 1% humusu
- 41 (129) -
3. Vyzrálý - hluboký, tmavě zbarvený povrchový horizont.
Variety: čemozemní, smonicový, lužní, eutrofuí, andický
Antropický - povrchový horizont uměle vytvořený, nebo plně přetvořený s
libovolným zbarvením.
5. Rašelinový - horizont vznikající rašeliněním organických zbytků rostlin bez
jejich výrazného přirozeného promíšení s minerální složkou půdy v podmínkách dlouhodobého zamokření. Varieta: zrašelinělý horizont
Podpovrchové diagnostické horizonty:
1.Kambický - horizont charakteristický přeměnou (vnitropůdního zvětrávání)
bez iluviace, s možnými slabými znaky dalších podpovrchových horizontů.
Varieta: andozemní
2.Luvický - horizont iluviání akumulace translokovan'ých jílových minerálů,
někdy i tmavých organických koloidů.
3.Podzolový - horizont akumulace translokovaných nízko molekulárních organických látek, hliníku a znaků akumulalace železa v amorfních formách jako
výsledek procesu podzolizace, tj. peptizace humusu a dalších prvků, migrace
tohoto materiálu vlivem prosakující vody, imibilizace a uložení. Podmínkami
tohoto procesu jsou kyselé půdy (pH H20:< 5,0), tvorba kyselého surového
humusu a promyvný typ vodního režimu.
4.Slancový - iluviální (peptizovaný) B horizont s vysokou nasyceností sorpčního komplexu výměnným sodíkem v důsledku translokace a peptizace koloidů a
lehce rozpustných solí z nadloží.
5.Gleiový - jako diagnostický horizont se uplatňuje jeho redukční část, jako
náznak diagnostického horizontu jeho oxidační zóna. Jde o horizont, jehož vývoj je ovlivněn trvale vysokou hladinou podzemní vody.
Jiné diagnostické horizonty, které mohou být povrchové i pod povrchové - vybělené, horizonty akumulace solí, s reliktními znaky.
Eluviální - převážně pod povrchový horizont světlejší barvy než horizonty nad
ním a pod ním ležící, ochuzený o vyluhované minerální a organické koloidy,
sesquioxidy, soli nebo jejich sloučeniny.
Variety: luvický, podzolový, slancový.
Pseudogleiový - jako diagnostický horizont se uplatňuje jeho redukční část vybělený horizont s redukčně-oxidačními procesy vlivem periodického působení povrchových vod gravitačně až laterálně proudících nebo stagnujících v
půdě s litogenně nebo pedogenně podmíněnou vrstvou se sníženou propustností.
Solončakový - horizont sekundárního obohacení lehce rozpustnými solemi
opakovaným
kapilárním
řením vysoce
výstupem
nebo
záplavami
s následným odpa-
mineralizovaných vod.
Při popisu jednotlivých půdních horizontů se používá určitých značek. Označení, které zavedl Dokučajev a které používá k označení horizontů písmeny ze
- 42 (129) -
začátku abecedy se používá v upravené formě v mezinárodních klasifikacích,
stejně tak u morfogenetického klasifikačního systému. V metodice komplexního průzkumu zemědělských půd (KPZP) se používalo odlišné označení, vyjadřující základní pedogenetické procesy v horizontech. Vzhledem k tomu, že jak
mapy KPZP, tak jejich využití při bonitaci půd je stále u nás používáno, uvádíme v následující tabulce obojí označení.
Tab. 3.4 Přehled půdních horizontů a jejich signatura.
Označení dle
KPP
Horizont
Mezinárodní
označení
Horizont nadložního humusu
O
O.Ao
Rašelinné horizonty hydromorfních půd
T
T
H.h. 0rH. Orb
Am. Ah.
Au.Ap
Eluviální, ochuzené horizonty
E
E, A2
Luvické, obohacené horizontv:
Slancový
Horizont obohacený sesquioxidy
Horizont obohacený humusem a sesquioxidy
I
Ina
I.
Ihs
B
Ba
Bs
Bhs
Horizont vnitropůdního zvětrávání (kambický)
V
Bv
Horizont akumulace solí (solončakový)
S.
Sa
Povrchové horizonty s akumulací humusu
Horizonty hydromorfní: pseudoglejový
Glejový
Půdotvorný substrát
g
g
G
P
G
C
Podložní hornina lišící se od P
D
D,R
Pevná hornina
M
M
3.2
3.2.1.1
Půdní typy v ČR
Půdy imiciální
Hlavním půdotvorným procesem je počáteční stadium zvětrávání a nevýrazná
humifikace. Půdy s iniciálním A horizontem:
• Litozem (nevyvinutá půda) Skeletovitá půda - vzniká v podmínkách, kdy
skalní podloží vystupuje blízko k povrchu. Původním porostem jsou většinou
skalní stepi - nezapojené porosty zakrslých dřevin. Půdotvorným substrátem
jsou většinou hrubě skeletovité rozpady bezkarbonátových hornin. Půdní profil
je jednoduchý - mělký humusový horizont nasedá přímo na půdotvorný substrát (Ah - M).
Tyto půdy jsou po všech stránkách extrémně nepříznivé, mělké, silně skeletovité, málo vododržné, často leží ladem, nejsou příznivé ani pro lesní produkci .
• Regozem (drnová půda)
- 43 (129) -
Vzniká především v nižších polohách v klimaticky teplých oblastech na nekarbonátových vátých píscích a štěrkopískových terasách. Původním porostem
byly suchomilné trávy a agátové lesy.
Drnový proces je charakterizovaný omezeným hromaděním slaběji kondenzovaných organických látek na špatně zvětrávajících substrátech. Regozemě jsou
minerálně chudé, s nízkou sorpční kapacitou. Živiny jsou vyluhovány, obsah
humusu je pod 1 %. Mají vysokou hydraulickou vodivost, nízkou využitelnou
vodní kapacitu a vysokou vzdušnou kapacitu.
Půdní profil má jednoduchou stavbu:
Ap - jasně hnědá až šedohnědá, nestrukturní, mocnost do 15 cm, ostrý přechod
C - písčitý až štěrkopískový půdotvorný substrát
3.2.1.2
Půdy melanické
Skupina půd s drnovým půdotvorným procesem až po procesy akumulace a
stabilizace humusu._půdy s melanickým A horizontem, silikátovým až karbonátovým, bez dalších diagnostických horizontů nebo jen s jejich náznaky.
• Ranker ( hnědá půda kyselá, drnová, podzol drnový)
Půda s melanickým silikátovým A horizontem na kamenitých až balvanitých
deluviích nekarbonátových hornin. Půdní profil je tvořen relativně mocným
humusovým horizontem, který přechází opět přímo do substrátu tvořeného
fyzikálně rozrušenou přemístěnou horninou. Humusový horizont je charakteristický vysokým podílem zčásti rozložené organické hmoty, která vyplňuje mezery mezi horninovým skeletem.
Rankery jsou, přes řadu poměrně příznivých vlastností (např. vláhový režim),
téměř výhradně lesními stanovišti - vzhledem k vysokému obsahu hrubého
skeletu.
•Rendzina
Půda s karbonátovým melanickým A horizontem, která vzniká na silně karbonátových horninách - vápencích a dolomitech. Nacházíme je ve všech klimatických pásmech. V Českém masivu jsou nejvíce rozšířeny v pahorkatinách.
Původním porostem zde byly hlavně teplomilné doubravy až skalní stepi, ve
vyšších polohách obvykle vápnomilné bučiny až reliktní bory. Konfigurace
terénu je zpravidla značně členitá (krasový reliéf).
Hlavním půdotvorným procesem je u rendzin humifikace, zvětrávání se příliš
neuplatňuje. Pod humusovým horizontem se nachází přímo hrubě rozpadlá
hornina. Rendziny jsou většinou mělké kamenité půdy, obvykle těžšího zrnitostního složení, se středním až vyšším obsahem humusu' střední kvality. Nejtypičtějším znakem je přítomnost uhličitanu vápenatého nebo hořečnatého v
celém půdním profilu, proto i půdní reakce je neutrální až slabě zásaditá.
Sorpční vlastnosti jsou obvykle příznivé, méně již fyzikální vlastnosti.
Půdní profil má jednoduchou stavbu:
Aca - tmavě šedá až hnědá, zrnitá až drobtovitá struktura, skelet ovitá, mocnost
do 30 cm
A/C - šedá až hnědá, štěrkovitá až kamenitá, záteky humusového horizontu,
mocnost do 50 cm
- 44 (129) -
CCa - půdotvorný substrát - vápence, dolomity
• Pararendzina
Pararendziny jsou určitou obdobou kambizemí vzniklých na zvětralinách karbonátovo ¬silikátových hornin - vápnitých břidlicích, piskovcích, opukách, na
karbonátových zvětralinách čedičů. Jejich vývoj je vázán na uvedené substráty,
zpravidla nejsou zastoupeny ve vyšších nadmořských výškách. Původním porostem byly většinou teplomilné doubravy.
Dominantním půdotvorným procesem je humifikace, uplatňuje se také vnitropůdní zvětrávání. Půdní profil je většinou mělký, obsah ostrohranného skeletu
je do 30% - nižší než u rendzin. Půdní reakce je většinou neutrální, u výrazněji
odvápněných povrchových horizontů může být i slabě kyselá.
Pro zemědělské využití jsou pararendziny vzhledem k vysoké skeletovitosti
méně vhodné, mohou být vyhovujícími stanovišti ovocných sadů.
3.2.1.3
Půdy molické
Skupina půd s procesem intenzivního hromadění a přeměny organických látek
humifikace zbytků hlavně stepní vegetace, podmiňující vznik vyzrálého A horizontu v podmínkách nepromyvného vodního režimu. Do této skupiny zařazujeme půdní typy s vyzrálým A horizontem, bez dalších diagnostických horizontů nebo jen s jejich náznaky.
• Smonice (černozem smonice)
Půda s vyzrálým smonicovým A horizontem na texturálně těžkých substrátech
( > 30% částic < 0,001 mm v hloubce do min. 60 cm od povrchu) . Vyskytují
se především na Chomutovsku, kde vznikly na montmorilonitických třetihorních jílech. Původním vegetačním krytem byly teplomilné doubravy, nadmořská výška jejich výskytu nepřesahuje 300 m.
Hlavním půdotvorným procesem byla výrazná humifikace. Vlivem výrazných
objemových změn se mění mikromorfologie a v suchém období se propadá
humusový materiál do puklin. A horizont má mocnost i více než 80 cm, v jeho
spodní, orbou nezasažené části se objevují vlivem objemových změn "skluzné"
plochy. Tento horizont je zpravidla nevápnitý, na přechodu do matečného substrátu je vytvořen výrazný karbonátový horizont.
• Černozem
Půda s vyzrálým černozemním A horizontem, rozšířena je v našich nejsušších a
nejteplejších oblastech s nepromyvným vodním režimem, kde vznikla pod původní stepí a lesostepí. Roční úhrn srážek v černozemních oblastech činí 450 650 mm, průměrná roční teplota je vyšší než 8° C, nadmořská výška 150 - 200
m . Matečným substrátem byly většinou spraše a sprašové hlíny, jen místy se
uplatňují také slíny, vápnité tercierní jíly nebo vápnité písky.
Stavba půdního profilu:
Ap - černavá, tmavá, drobtovitá struktura
Am - černavá až tmavošedá, drobtovité až zrnité struktury, mocnost do 60 cm,
pozvolný přechod do
- 45 (129) -
A/C - šedoplavá, humusové záteky, slabě vyvinutá zrnitá struktura, někdy s
akumulací CaC03, pozvolný přechod
C - plavá spraš
Hlavním půdotvorným procesem byla intenzivní humifikace, která probíhala
pod stepní vegetací. Černozemě jsou většinou středně těžké, bez skeletu, humus je kvalitní, převažují huminové kyseliny, poměr C:N = 8: 1 - 9: 1. Obsah
humusu v A horizontu je cca 3%, sorpční kapacita je vysoká, stupeň nasycení
je kolem 90%, reakce je neutrální. Fyzikální vlastnosti jsou většinou velmi
příznivé. Vlivem intenzivní kultivace a provzdušování ornice při obdělávání se
často zhoršila kvalita a snížil obsah humusu a zároveň došlo ke sníženi stability
struktury. V současné době jsou u nás černozemně prakticky bez výjimky využity jako orná půda, jsou to naše nejhodnotnější zemědělské půdy.
3.2.1.4
Půdy ilimerizované
Skupina půd s procesem illimerizace, translokace a akumulace jílovitých částic, koloidů, některých volných sesquioxidů při různé účasti organických látek,
v podmínkách promyvného, nebo sezónně promyvného vodního režimu. Půdy
s dominantním luvickým B horizntem.
• Šedozem (černozem illimerizovaná)
Půda s vyzrálým černozemním A horizontem, s méně výrazným eluviálním a s
výrazným luvickým B horizontem. Hlavní půdotvorný proces - humifikace je
doprovázena relativně výraznou illimerizací vzhledem k humidnějším a chladnějším klimatickým podmínkám. Nacházíme je hlavně na Královéhradecku a
na Hané, v nadmořských výškách do 300 m.
Hluboký humusový horizont, zpravidla mocnější než 50 cm je ve své spodní
části zasažen eluviací, což se projevuje poněkud světlejším zbarvením, lístkovou strukturou a zejména nápadnou přítomností poprašků kyseliny křemičité
na povrchu strukturních elementů. Tento horizont hlouběji přechází do poměrně mocného luvického horizontu, který je mimo jílových částic obohacen i
přemístěným humusem.
Šedozemě jsou využívány jako zemědělská půda, jsou také jedněmi z
nejproduktivnějších půd, jejich úrodnost ovšem vyžaduje větší pozornost,
zejména hnojení.
• Hnědozem
Půda s luvickým B horizontem pod většinou melanickým A horizontem. Jsou u
nás zastoupeny v nižším stupni pahorkatin nebo v okrajových částech nížin,
roční srážkový úhrn se pohybuje od 500 do 650 mm, průměrná roční teplota
7,5-8,5° C. Hnědozemě vznikaly pod listnatými lesy (duby, habry), půdotvorným substrátem byla nejčastěji spraš, dále sprašová hlína, nebo i smíšená svahovina .
Hlavním půdotvorným procesem je illimerizace, při které je svrchní část profilu ochuzována o jílnaté součástky, které jsou zasakující vodou přemíst'ovány
do hlubších půdních horizontů. Tento proces není ještě tak výrazný jako u luvizemí. Půdní profil má následující stavbu:
- 46 (129) -
Ap - šedohnědá, drobtovitá struktura, mocnost 25-35 cm,
A/B - hnědá s drobnými záteky humusu, drobně polyedrická struktura, mocnost
10-15 cm, pozvolný přechod do,
Bt - tmavohnědá, hrubě polyedrická, kostkovitá až prismatická struktura, lomové plochy s lesklými povlaky koloidů. Ostrý přechod do,
C - plavá spraš, sprašová hlína, někdy s akumulací CaC03
Hnědozemě jsou nejčastěji středně těžké, někdy i těžší půdy. Obsah humusu je
nižší než u černozemí, jeho složení je však ještě příznivé, poměr C : N = 10: I
Půdní reakce je zpravidla mírně kyselá, sorpční vlastnosti jsou poněkud zhoršeny. Fyzikální vlastnosti jsou obvykle příznivé. Také hnědozemě jsou velmi
hodnotnými zemědělskými půdami.
• Luvizem (illimerizovaná půda)
Luvizemě jsou značně rozšířeným půdním typem v pahorkatinách a vrchovinách. Podnebí je zde již humidl1ější, roční srážkový úhrn se pohybuje v rozmezí 550-900 mm, průměrná roční teplota je mezi 6 - 8° C. Původním porostem byly převážně doubravy a bučiny, matečním substrátem jsou nejčastěji
sprašové hlíny, středně těžké glaciální sedimenty, smíšené svahoviny.
Hlavním půdotvorným procesem je opět illimerizace, která se zde již uplatňuje
velmi výrazně. Pod humusovým horizontem leží několik decimetrů mocný
eluviální horizont, zpravidla silně vybělený, ochuzený o jílovou frakci. Postupně přechází v rezivohnědý luvický horizont, který zasahuje až do matečního
substrátu. Eluviální horizont má často deskovitou až lístkovitou strukturu, luvický horizont tmá strukturu kostkovitou až prizmatickou.
Půdní profil:
Ah- světle šedá, hrudkovito-drobtovitá struktura, mocnost 10-15 cm, jazykový
přechod do
E - plavě bělošedá, lístkovitá struktura, mocnost 10-30 cm, jazykovitý přechod
E/B - bělošedé záteky a poprašky v tmavohnědé půdě, polyedrická struktura,
mocnost 30-40 cm
B - mavohnědá, polyedrická až kostkovitá struktura, lomové plochy s lesklými
tmavohnědými povlaky, zrnitostně těžší než E, mocnost i přes 50 cm, pozvolný
přechod do
. B/C - plavá, tenké povlaky koloidů na lomových plochách prismatických
agregátů, velmi pozvolný přechod
C - plavá spraš, sprašová hlína
Obsah humusu je 1,5 - 2,5%, humus je střední kvality, poměr C : N = 10-12 ,
sorpční kapacita je nízká, sorpční komplex mírně nenasycený, reakce slabě
kyselá. U luvizemí se často setkáváme s pseugoglejovým procesem. Propustnost luvického horizontu je výrazně snížena, dochází proto v humidnějších
podmínkách často k přechodnému zamokření.
Luvizemě jsou zpravidla středně těžkého zrnitostního složení (zejména ve
spodní části profilu), fyzikální vlastnosti jsou méně příznivé. Zemědělsky jsou
- 47 (129) -
proto podstatně nižší kvality, na druhé straně půdní profil je dostatečně hluboký a slabě skelet ovitý.
3.2.1.5
Skupina hnědých půd
Půdy s procesem hnědnutí, přeměny, vnitro půdního zvětrávání (fyzikální a
chemické přeměny půdních minerálů a tvorba jílových minerálů. Půdy s dominantním kambickým B horizontem.
• Kambizem (hnědá půda)
Kambizemě jsou naším nejrozšířenějším půdním typem. Vyskytují se v pahorkatinách a vrchovinách, v nížinách ojediněle v členitějším reliéfu. Klima převažuje humidnější, mírně teplé, roční úhrn srážek se obvykle mezi 500 až 900
mm, průměrná roční teplota mezi 4_90 C. Původní vegetací byly listnaté lesy
(dubohabrové až horské bučiny). Jako mateční horniny se uplatňují téměř
všechny horniny skalního podkladu (žuly, ruly, svory, fylity, čediče, pískovce,
břidlice, odvápněné opuky) a jejich zvětraliny
Hlavním půdotvorným procesem je intenzivní vnitro půdní zvětrávání, při
němž se uvolňují hydráty Fe203, které pokrývají půdní částice a charakteristicky zbarvují Bv horizont. Nedochází k translokaci v půdním profilu. Jde o vývojově mladé půdy, které by po delší době v méně členitém terénu přešly v hnědozemě, nebo luvizemě.
Půdní profil:
Ah- šedohnědá, většinou drobtovito - hrudkovitá struktura, ostrý přechod do
.Bv - hnědá, rezavě až matně hnědá, nevýrazná struktura, zřídka polyedrická,
lomové plochy bez koloidních povlaků, postupný přechod do
B/C - šedavá navětralá kompaktni hornina
Humusový horizont má většinou malou mocnost, obsah humusu je 2 - 2,5%,
poměr C:N mírně nad 10. Půdní reakce výrazně závisí na substrátu, stejně tak
sorpční kapacita a stupeň nasycení sorpčního komplexu.
U kambizemí rozlišujeme následující hlavní subtypy: Kambizem eutrofní s
vysokým obsahem humusu - vyskytuje se na bazických horninách, kambizem
kyselá, kambizem pseudoglejová, nebo glejová. Kambizemě mají obvykle
střední až nižší kvalitu, často jsou skeletovité, mají malou mocnost půdního
profilu. V zemědělství se využívají hlavně pro pěstování brambor a méně náročných obilovin, bývají také velmi dobrými lesními stanovišti.
• Andozem.
Andozem je hnědá půda vzniklá na ultrabázických horninách a tufech s převažujícím výskytem montmorilonitu. Půdy jsou charakteristické vyzrálým mocným andickým A horizontem (50-100 cm), který u těchto půd dominuje a potlačuje vizuální znaky B• horizontu. Andozemě se vyskytují v oblastech neovulkanické činnosti, v širokém rozmezí klimatických podmínek. U nás se vyskytují pouze ojediněle.
3.2.1.6
Půdy podzolové
Skupina půd s hlavním půdotvorným procesem podzolozace, vnitro půdního
zvětrávání, translokace a akumulace sesquioxidů a humusových látek.
- 48 (129) -
• Podzol.
U nás jsou podzoly zastoupeny hlavně v nejvyšších horských polohách, ve
velmi vlhkých a chladných klimatických oblastech. Roční úhrn srážek zpravidla přesahuje 800 mm, průměrná roční teplota je pod 5° C. Tyto půdy vznikly
hlavně pod jehličnatými, zejména smrkovými porosty. Matečním substrátem
jsou zpravidla zvětraliny kyselých hornin: žul, rul, svorů, pískovců apod. Podzoly se uplatňují obvykle ve výškách nad 800 m n. m. Vedle horských podzolů
jsou u nás rozšířeny i podzoly nížinné, které vznikly na extrémně chudých písčitých substrátech (pískovcích, terasových štěrkopíscích) pod borovými
doubravami.
Hlavním půdotvorným procesem je intenzivní vyplavování - podzolizace. Syrový kyselý humus spolu s nepříznivými hydrotermickými poměry přispívá ke
vzniku nízkomolekulárních organických kyselin. Převažují zde fulvokyseliny,
které způsobují destrukci minerálů, zvláště v substrátech chudých na báze.
Uvolněné Fe a Al jsou v kyselém prostředí rozpustné, vytvářejí s organickými
látkami komplexy a v humidních poměrech jsou translokovány v půdním prostředí. Zároveň dochází k posunu nízko molekulárních organických látek.
Půdní profil:
Ah - hnědošedá, většinou nestrukturní, mocnost 10 - 15 cm, ostrý přechod
A2(E) - popelavě šedá, někdy slabě zbarvená translokovaným humusem, nestrukturní až lístkovitá struktura, mocnost 2-30 cm, ostrý přechod
Bhs - rezivě hnědá, nevýrazná polyedrická struktura, někdy členěna na dva
subhorizonty, postupný přechod
Bs - hnědá, nevýrazná polyedrická struktura, postupný přechod
C - světle hnědá - přibývající obsah skeletu až větrající hornina
Podzoly jsou půdy s velmi nízkou přirozenou úrodností. Využívají se hlavně
jako horské louky a pastviny, ale hlavně jako lesní stanoviště.
3.2.1.7
Půdy hydromorfní
skupina půd s hydromorfním půdotvorným procesem, pod dlouhodobým vlivem zvýšené půdní vlhkosti za nedostatku vzduchu v půdě. Půdy s dominantním pseudoglejovým g-horizontem, nebo glejovým G-horizontem, nebo rašelinovým A-horizontem
• Pseudoglei (oglejená půda)
Půdy s pseudoglejovým g- horizontem pod A horizontem, s nástupem do 50-ti
cm od povrchu, vyvinutým v důsledku přítomnosti vrstvy se sníženou drenážní
schopností. Vyskytují se hlavně ve středních nadmořských výškách, kde se
často střídají s luvizeměmi. Průměrná roční teplota je 5 - 8° C, roční srážkový
úhrn 550 - 1000 mm. Vznikají na zrnitostně těžších pokryvech a v oblastech
svahových pramenišť. Pseudogleje jsou typickým půdním typem naších pánví
(českobudějovická, třeboňská, chebská).
Pod humusovým horizontem nacházíme pseudoglejový horizont, nápadný bělošedým zbarvením, rezivými skvrnami a výskytem železitých bročků. Do
- 49 (129) -
spodiny přechází v rezivěhnědý bělošedě mramorovaný horizont. Vlivem periodického zamokření dochází k dočasné redukci a pohybu Fe. V následujícím
sušším období opět k jeho oxidaci a vysrážení. Vzhledem k promyvnému vodnímu režimu může dojít k vytvoření eluviálního horizontu.
Diferenciace půdního profi1u závisí hlavně na vlastnostech substrátu, reakce je
kyselá, v humusu jsou zastoupeny hlavně nízkomolekulární kyseliny, fyzikální
vlastnosti jsou většinou nepříznivé.
• Glei
Půdy s hydrogenním iniciálním až melanickým A horizontem na glejovém diagnostickém horizontu. Vyskytuje se hlavně v nivách vodních toků a terénních
depresích s vysokou hladinou podzemní vody na aluviálních a deluviálních
uloženinách neutrálních a kyselých hornin.
Hlavním půdotvorným procesem je glejový proces, pod mělkým humusovým
horizontem, často zrašelinělým, leží zajílený glejový horizont. Vytvořil se při
redukčních pochodech probíhajících při trvalém zamokření a za přítomnosti
většího množství organických látek.Fe se zde nachází v redukované dvojmocné
formě, které pak zbarvuje tento horizont do ze1enavo až modrošeda. Charakteristickým znakem glejů je i typický zápach sirovodíku. Obsah slabě přeměněných organických látek bývá vysoký, reakce je silně kyselá, sorpční i fyzikální
vlastnosti jsou velmi nepříznivé.
Organozem (rašelinná půda).
Půdy s rašelinovým diagnostickým horizontem mocnosti za vlhka nad 50 cm,
nebo se zrašeliněným horizontem mocnosti nad 100 cm, jestliže se nachází na
glejovém horizontu, nebo s menší mocností, jestliže podložím je souvislá pevná hornina. Vlastnosti organozemě závisí na typu rašeliništního procesu.
3.2.1.8
Půdy lužní
Skupina půd s procesem akumulace humusu rušeným záplavami a aluviální
akumulací, až lužním procesem, tj. výraznou a hlubokou akumulací vysoko
kondenzovaných organických látek na substrátech aluvií a depresí se zvýšenou,
nebo periodicky zvýšenou hladinou podzemní vody.
• Fluvizem (nivní půda)
Půdy s iniciálním až melanickým nivním A horizontem na recentních nivních
uloženinách, většinou středně těžkých. Původním porostem byly lužní lesy a
louky.
Půdní profil je nevýrazný, pod povrchovým Ap horizontem nacházíme přechodový horizont a půdotvorný substrát tvořený naplaveným materiálem. Barva
celého profilu je obvykle hnědá až hnědošedá. Jedná se o mladé půdy, půdotvorný proces je, nebo donedávna byl periodicky přerušován akumulací zeminného, do značné míry prohumózněného materiálu, ukládaného při záplavách.
Fluvizemě nacházíme hlavně v nížinách, kde vyplňují plochá dna říčních údolí,
zvláště podél větších vodních toků. Zrnitostní složení fluvizemí silně kolísá v
závislosti na rychlosti toku a na vzdálenosti od řečiště.
• Černice (lužní půda)
- 50 (129) -
Půdy s vyzrálým lužním A - horizontem. Vznikají v klimaticky sušších, teplejších oblastech na karbonátových nivních uloženinách. Jsou vázány na širší nivy
řek, kde se již neobjevují pravidelné záplavy a glejový proces není výrazný.
Hlavním půdotvorným procesem byla intenzivní humifikace s glejovým procesem v hlubších spodinách. Původním porostem byla lužní bylinná společenstva
a lužní lesy.
Půdní profil:
A(g)- tmavá černohnědá až tmavěšedá, slabě rezavě skvrnitá, kyprá až plastická,
zrnitá až polyedrická struktura, pozvolný přechod
A/Cg - světlešedá, s výraznou rezavou skvrnitostí
CG /Ca - slabě zelenavě šedý až modrošedý karbonátový půdotvorný substrát
Obsah humusu v A - horizontu, který je mocný (desítky cm), je vysoký, reakce
je neutrální až slabě zásaditá. Při povrchu jsou fyzikální vlastnosti většinou
příznivé, které se do hloubky výrazně obvykle zhoršují, zvláště u těžkých půd.
Čenice, pokud jsou odvodněny, jsou velmi úrodné, patří potom k nejkvalitnějším půdám.
3.2.1.9
Půdy salinické
Půdy s dominantním salinickým půdotvorným procesem.
• Solončak
Půdy se solončakovým diagnostickým horizontem, bez povrchových diagnostických horizontů. Vznikly v oblastech s výparným vodním režimem, původním porostem byly slanomilné rostliny.
Půdní profil je jednoduchý:
ASa - šedivá, za sucha s popraškem solí, zrnitá až bezstrukturní
PGsa - světlešedá se znaky glejového procesu
Zdrojem solí je mineralizovaná podzemni voda, soli jsou vzlínající vodou
transportovány k povrchu. Při obsahu solí přes 1 % v humusové horizontu je
půda klasifikována jako typický solončak. Půdní reakce je slabě zásaditá (cca
pH = 8,5).
Solončaky se meliorují nejčastěji promývací závlahou, prosakující voda obsahující rozpuštěné soli je odváděna drenážním systémem do recipientu.
• Slanec (soloněc)
Půdy se slancovým B horizontem pod humuso-eluviálním A horizontem. Vyskytuje se v nejsušších oblastech (na jižním a východním Slovensku). Vznikl
na starých aluviích a v depresích spraší po vyloužení rozpustných solí ze
svrchní části profilu, jestliže soli obsahovaly více sodných sloučenin. Po vyloužení zůstal výměnný sodík sorbován v množstvi nad 15%.
Půdní profil:
Ah2 - šedá, bezstrukturní, s pravidelnou sítí puklin, mocnost 2-5 cm
BNa - tmavošedá až čemavá, vazká, sloupcovitá struktura, mocnost 40-80 cm v'
PSa - světle šedá s poprašky a výkvěty solí
B
- 51 (129) -
B horizont je charakteristický sníženou propustností pro vodu, půdní reakce je
zásaditá (pH = 8,5-10). Slance se meliorují sádrováním, čímž se výměnný sodík vytěsní vápníkem. Následnou promývací závlahou se rozpustné soli z půdního profilu vymývají.
3.2.2
Bonitace zemědělských půd
Klasifikace půd na základě její produkční schopnosti se tradičně nazývá bonitace.
Jedním z cílů bonitace bylo vytvoření pokud možno objektivních kriterií pro
stanovení ceny pozemků. Současný bonitační systém vychází z výsledků celostátního komplexního průzkumu půd. K nim byla přiřazena kritéria ekonomická.
Výsledky bonitace zemědělských půd včetně různých účelových seskupení
půdních jednotek se v poslední době staly jedním z nejpoužívanějších zdrojů
informací o půdě. Při využívání těchto databází je ovšem nutno vzít v úvahu
fakt, že bonitace vychází z výsledků Komplexního průzkumu zemědělských
půd provedeného v průběhu šedesátých let. Vlastní bonitace, uskutečněná v
letech 1973-78 navazuje na předchozí klasifikace zemědělských půd a plně
odráží úroveň československého půdoznaleckého a bonitačního výzkumu v
období před 25ti-30ti lety. Výsledky jak Komplexního průzkumu půd, tak bonitace mají rozhodně příliš daleko k dokonalosti, bereme-li navíc v úvahu důsledky zemědělského intenzivního využívání půd, následné problémy související s privatizací a útlumem zemědělské výroby a další většinou necitlivé zásahy do půdního fondu, hlavně v blízkosti průmyslových aglomerací, není možné
očekávat přesné vymezení půdních jednotek. Proto není možné takovéto podklady automaticky přebírat a dále využívat, vždy musí být doplněny rekognoskací zájmového území a alespoň orientačním doplňkovým průzkumem. Přesto
zůstanou jistě i v průběhu dalších let tyto materiály nejobsažnějším zdrojem
informací o půdě v naší republice.
Základní jednotkou systému je tzv. "bonitovaná půdně ekologická jednotka" BPEJ, která je definovaná jako specifický územní celek, který má v důsledku
interaktivního působení jednotlivých složek přírodního prostředí konkrétní
agroekologické vlastnosti, projevující se určitou hodnotou produkčního potenciálu. K těmto základním vlastnostem byly přiřazeny parametrizované (normativní) údaje o produkčním potenciálu hlavních zemědělských plodin a jejich
ekonomického efektu.
BPEJ byly vyčleněny na základě podrobného vyhodnocení vlastností klimatu,
morfogenetických vlastnosti půd, charakteristických půdotvorných substrátů a
jejich skupin, svažitosti pozemků, jejich expozice ke světovým stranám, skeletovitosti a hloubky půdních profilů.
Konkrétní vlastnosti BPEJ v bonitačních mapách i databázi jsou vyjádřeny
pětimístným kódem. Prvá číslice značí příslušnost ke klimatickému regionu, 2.
a 3. číslice určuje příslušnost k tzv. hlavní půdní jednotce, 4. číslice je kombinací svažitosti a expozice ke světovým stranám, 5. číslice vyjadřuje kombinaci
hloubky a skeletovitosti půdního profilu.
- 52 (129) -
Klimatické regiony byly vyčleněny na základě podkladů ČHMU v Praze výhradně pro účely bonitace. Druhé a třetí místo kódu vyjadřuje příslušnost k tzv.
hlavní půdní jednotce (HP J). HP J jsou charakterizovány genetickým půdním
typem, subtypem, půdotvorným substrátem, zrnitostí, výraznou sklonitostí,
hloubkou půdního profilu, skeletovitostí a stupněm hydromorfismu. Jak již
bylo uvedeno, základem pro vyčlenění příslušných HPJ byly výsledky a klasifikační systém KPP, proto i u popisu HPJ je používána tato klasifikace. Přehled
HPJ vyčleněných v ČR včetně stručného popisu je uveden v tab.. Přiřazením
kódu klimatického regionu k HPJ dostáváme tzv. hlavní půdně klimatickou
jednotku HPKJ, která je vyšší taxonomickou jednotkou soustavy BPEJ.
Tab. 3.5 Ukázka přehledu HPJ v ČR
Kód HPJ
01
02
Popis HP J
Černozemě typické i karbonátové na spraši, středně těžké. s převážně příznivým vodnim režimem
Černozemě degradované na spraši, středně těžké, s příznivým vodním režimem
03
Černozemě lužní na spraši nebo na spraši uložené na slínu. středně těžké. s příznivým vodním režimem
04
Černozemě nebo drnové půdy černozemní na píscích, mělké (do 30 cm) překryvy spraše na píscích, lehké,
velmi výsušné půdy
05
Černozemě vytvořené na středně mocné vrstvě spraší (30-70 cm) uložené na píscích. popřípadě i nivní půdy na
nívní uloženině s podložím písku. lehčí. středně výsušné
06
Černozemě typické, karbonátové a lužní na slinitých a jílovitých substrátech. těžké půdy
s lehčí ornicí a těžkou spodinou, občasně převlhčené
07
08
Dtto, avšak těžké až velmi těžké v ornici i spodině, periodicky převlhčené
Černozemě, hnědozemě i slabě oglejené, vždy erodované, převážně na spraších. zpravidla ve vyšší svažitosti,
středně těžké
Zrnitost půdy je zahrnuta do popisu HPJ, vycházelo se zde z popisu půdního
profilu do hloubky 60 cm. Kombinace expozice vzhledem ke světovým stranám a svažitosti pozemku je obsahem 4-té číslice 5-ti místného kódu, 5-tá číslice je kombinací skeletovitosti a hloubky půdního profilu. Přesný popis obsahu těchto kódů je uveden v příslušných uživatelských příručkách.
3.2.3
Využití půdních map bonitačních podkladů
Půdní a bonitační mapy jsou pro uživatele běžně dostupné. Na druhé straně
využití jak příslušných mapových podkladů, tak bonitační databáze zemědělských půd ztěžuje to, že každý z uvedených podkladů byl zpracován pomocí
odlišného klasifikačního systému. Převodní tabulky, umožňující srovnání jednotlivých půdních jednotek jsou uvedeny např.
v legendě k Syntetické půdní mapě ČR. Kombinací údajů v tabulkách 3.5 a
příslušných mapách je možno (velmi zjednodušeně) získat alespoň kvalitativní
představu o základních půdních vlastnostech zájmového území. Na této úrovni
je možno obdobně hodnotit i lesní půdy. Uvedené materiály bohužel neobsahují základní fyzikální a hydraulické charakteristiky půd.
Na mapách BPEJ jsou zobrazeny půdní jednotky o ploše větší než 0,5 ha. Na
základě
- 53 (129) -
produkčních vlastností byly BPEJ rozčleněny do 4 skupin:
a)
Orné půdy typické
b)
Podmíněné orné půdy a travní porosty (střídavé pole)
c)
Trvalé travní porosty
d)
Pro zemědělskou půdu nevhodné pozemky.
BPEJ patří k důležitým podkladům pro pozemkové úpravy. V ideálním případě
by hranice pozemků měly být totožné s hranicemi BPEJ. Homogenita honů by
měla být
v nížinách minimálně 80%, v členitějším terénu 70%. Tam, kde se tyto podmínky nedají realizovat, vyčleňují se tzv. specificky heterogenní hony s návrhem na způsob jejich využívání.
BPEJ je základem pro stanovení "úřední" ceny půdy. Nejvyšší úřední cenu
mají hluboké černozemě na spraších (118.000 Kč/ha), nejnižší cena je pro mělké, svažité půdy v horských oblastech (5.000 Kč/ha). Tržní cena se ovšem může od úřední ceny velmi výrazně lišit v závislostí na poptávce a nabídce.
3.3
Meteorologie a klimatologie
Život na Zemi je neustále ovlivňován působením různých vlivů přicházejících
z atmosféry. Stav atmosféry, který je charakterizován souhrnem všech prvků a
jevů v určitém místě a čase, se nazývá počasí (dříve povětrnost). Počasí je
značně proměnlivé, svými projevy různě působí na nejrůznější organismy.
Již od pradávna se člověk zajímal o počasí, neboť jeho změny byly jedním z
prvních vlivů přírody, které si začal uvědomovat. Při své činnosti využíval příznivých projevů počasí, před nepříznivými se chránil. Zároveň nad těmito vlivy
přemýšlel a snažil se v nich nalézt zákonitosti a pravidelnost. S dobou přišly
první přístroje použitelné i pro zkoumání vlivů atmosféry. Rozmach vědy v 17.
a 18. století přinesl především vynález rtuťového barometru (rok 1643, italský
fyzik a matematik Evangelista TORRICELLI [toričeli]) a teploměru (německý
fyzik Gabriel Daniel FAHRENHEIT [fárnhajt]) s lihovým médiem v roce 1709
a s rtuťovým médiem v roce 1714. Též začalo soustavné studium atmosféry a
zkoumání příčin závislosti jevů, které v ní probíhají. Vyvinula se věda o počasí
- meteorologie. První učebnici meteorologie, Meteorologica, napsal ARISTOTELES v roce 350 př.n.l. Členil ji podle pozorování jednotlivých meteorů, což
je v meteorologickém slova smyslu úkaz pozorovatelný v atmosféře nebo na
zemském povrchu. Meteorologie dnešní doby má k dispozici spoustu zařízení a
prostředků, které umožňují studium atmosféry až do jejích nejvyšších sfér.
Meteorologie je vědou o zemské atmosféře, o jejím složení, vlastnostech, dějích a jevech, které v ní probíhají. V současnosti je ztotožňována s fyzikou atmosféry. Meteorologie je dnes rozsáhlý vědní obor se širokým praktickým
uplatněním, odvíjí se z ní různé aplikované vědy, jako je technická (inženýrská) meteorologie, zabývající se meteorologickými aspekty výstavby, výroby,
dopravy a dalších oblastí techniky, zemědělská meteorologie, zkoumající vlivy
počasí a podnebí na zemědělství, letecká meteorologie, která se zabývá vý-
- 54 (129) -
zkumem meteorologických prvků a jevů z hlediska jejich vlivů na činnost letectva a leteckou techniku, lékařská meteorologie, která zkoumá meteorologické vlivy na zdraví člověka, a další. Podle měřítka studovaných jevů se meteorologie dělí na makrometeorologii, jež pojednává o meteorologických dějích
velkého měřítka (stovky km), mezometeorologii, která se zabývá ději středního
měřítka (silné bouřky, mezocyklóny, tornáda, místní cirkulace atp.), a mikrometeorologii, která studuje meteorologické děje malého měřítka (řádově stovky
metrů).
Meteorologickou službu v celosvětovém měřítku řídí a organizuje Světová
meteorologická organizace, sídlící v Ženevě. Úkolem meteorologie je vysvětlit
a též matematicky přiblížit okamžitý stav atmosféry, zachytit a sledovat proměny, k nimž v ní dochází. K definici okamžitého stavu atmosféry používáme
celou řadu meteorologických prvků. Čím více jich známe, tím lépe umíme počasí popsat.
Hlavní meteorologické prvky jsou teplota, tlak, vlhkost, výpar, rychlost a směr
větru, oblačnost, záření, délka slunečního svitu, srážky, výška a stav sněhové
pokrývky, aerosoly v ovzduší, elektřina v atmosféře, radioaktivita. Tyto jsou
doplněny údaji o dohlednosti a charakteristikou optických a akustických jevů.
Počasí je značně proměnlivé, avšak pozorujeme-li jeho průběh a projevy stále
na stejném místě na zeměkouli určitý počet let, zjistíme, že se vyskytují určité
povětrnostní situace, které mívají podobné či stejné vlastnosti. Máme-li k dispozici dostatečný počet pozorování počasí na určitém místě, zjistíme, že kolísají kolem průměrné hodnoty v určitém intervalu, který je pro dané místo charakteristický. Souhrn všech projevů počasí vyskytujících se na určitém místě se
nazývá podnebí neboli klima daného místa. Klima je vázáno na určitou zeměpisnou polohu. Závisí na poloze dané oblasti na zeměkouli, především vzhledem k rovníku a velkým vodním plochám, na nadmořské výšce, expozici, postavení vzhledem ke vzdušnému proudění atp.
Klimatologie je věda o podnebí neboli klímatu. Popisuje dlouhodobé aspekty a
celkové účinky meteorologických procesů probíhajících na Zemi. Vzhledem ke
skutečnosti, že meteorologické děje probíhají v konkrétních podmínkách Země
a jsou modifikovány geografickými faktory, je klimatologie považována za
regionální meteorologii. Hlavní náplní klimatologie je studium klimatologických procesů na planetě Zemi, popis a objasnění podnebných abnormalit oblastí Země, klasifikace podnebí, klimatologická rajonizace, studium klimatu v
historických dobách atp. Klimatologie ve svém vývoji prošla od původně popisného zaměření do stadia analytického, se širokým praktickým uplatněním.
Podobně jako u meteorologie, se od vědního oboru klimatologie odvíjí mnoho
aplikovaných disciplín, které se dělí podle různých měřítek.
Klimatologie klasická studuje klimatické prvky v jejich denním a ročním chodu podle kalendářních úseků.
Zakládá se především na průměrech, resp. úhrnech a četnostech vypočtených z
těchto období pro stanovení klimatologických normálů. Poskytuje základní
informace o podnebí daného místa nebo oblasti.
Komplexní klimatologie typizuje počasí a hodnotí četnost výskytů jednotlivých
typů počasí. Základní jednotkou při zpracování jsou třídy a typy počasí, charakterizující počasí jednotlivých dní. Podnebí je vyjadřováno četnostmi růz-
- 55 (129) -
ných tříd a typů počasí. Obecná klimatologie se dělí na makroklimatologii,
která studuje celou výšku atmosféry, a mikroklimatologii, která se zabývá pouze určitou částí atmosféry, zejména nejnižší vrstvou atmosféry, nejvíce ovlivňovanou vlastnostmi zemského povrchu. Tato oblast klimatologie též zkoumá
klima uzavřených prostor, jakými jsou například skleníky a uměle klimatizované místnosti.
Člověk si vytváří příznivé klimatické podmínky v prostředí, ve kterém tráví
podstatnou část svého času.
Technický prostředek pro ovlivňování mikroklimatu, zejména obytných nebo
pracovních prostor, se nazývá klimatizace. Snahou je vytvořit takové podmínky, ve kterých se člověk cítí dobře. Toho se docílí zejména ohříváním nebo
ochlazováním a zvlhčováním či vysoušením vzduchu. Mikroklimatické podmínky se dají ovlivňovat též vodohospodářskými stavbami, především odvodňovacími a závlahovými, ve spojení s biologickými úpravami i na rozsáhlejších
územích.
3.3.1
Složení atmosféry
Plynný obal Země se nazývá atmosféra. Sahá od zemského povrchu do výšek
několika desítek tisíc kilometrů, kde volně přechází v meziplanetární prostor.
Atmosféra je tvořena směsí plynů, vodní páry a kapalnými či pevnými aerosolovými částicemi, které rotují společně se Zemí. Za suchou a čistou považujeme atmosféru s následujícím chemickým složením:
Tab. 3.6 Složení atmosféry
Plyn
dusík
kyslík
argon
oxid uhličitý
neon
hélium
methan
krypton
vodik
Chem.
značka
(vzorec)
N2
O2
Ar
CO2
Ne
He
CH.
Kr
H2
Objemová
Plyn
procenta
78,084
20,9476
0,934
0,0314
0,001818
0,000524
0,0002
0,000114
0,00005
oxíd dusný
xenon
oxid sínčitý
oz6n
oxid dusičitý
amoniak
oxid uhelnatý
páry iódu
Chem.
značka
(vzorec)
N?O
Xe
502
03
NO?
NH3
CO
12
Objemová procenta
0,00005
0,0000087
O až 0,0001
O až 0,000007 v létě
O až 0,000002 v zimě
O až 0,000002
stopové množství
Procentuální zastoupení většiny plynů se do výšky cca 100 km nemění. Výjimku tvoří oxid uhličitý, jehož množství se mění v závislosti na čase (ve dne je ho
méně) a na místě (nad souší je ho více než nad mořem). Další výjimku tvoří
ozón, jehož množství se mění především v závislosti na výšce (maxima dosahuje kolem 22 kilometrů nad povrchem Země). Významnou roli hraje též vodní
pára, která je soustředěna především ve spodních 10 km atmosféry.
Plynné přimíseniny v ovzduší
Sloučeniny dusíku jako amoniak, oxidy dusíku atp. vznikají při elektrických
výbojích v atmosféře nebo antropogenní činností. Sloučeniny dusíku jsou
- 56 (129) -
snadno rozpustné ve vodě, v dešťových kapkách se dostávají do půdy, kde mohou být využity rostlinstvem jako živiny.
Sloučeniny síry, zejména oxid siřičitý, se dostávají do ovzduší hlavně spalováním fosilních paliv. Tyto plyny znečišťují ovzduší a působí velké škody na
vegetaci, na stavbách i na zdraví živých organismů, zvláště v místech jejich
vysoké koncentrace, ve spojení s rozsáhlým popílkovým spadem. V ČR jsou
těmito oblastmi zejména Severočeská hnědouhelná pánev a Ostravsko. Rozsáhlé škody na vegetaci jsou patrné především na smrkových porostech v Krušných a Jizerských horách a v Beskydách.
Pevné a kapalné přimíseniny ovzduší
Ve vzduchu jsou kromě plynných látek rozptýleny i částečky pevných látek a
kapalin. Ty tvoří se vzduchem směs, kterou můžeme pokládat za aerosol, do
značné míry koloidního charakteru.
Pevné částečky v atmosféře Země jsou dvojího druhu:
a)
kosmický prach, který je zachycen gravitací Země z vesmírného prostoru, včetně částic, které vznikají při vypařování meteoritů v atmosféře
b)
prach pozemského původu, který se dostává do atmosféry vzdušným
prouděním přímo z povrchu Země, vulkanickou činností, průmyslovou činností
a jako dým při požárech
c)
krystaly ledu vzniklé kondenzací a desublimací v atmosféře
d)
organické látky, jako mikroorganismy, spory hub, pyl atp.
Rozměry těchto částeček jsou různé. V blízkosti zemského povrchu jsou částečky větší. Při písečných bouřích se dostávají do atmosféry i částice větší než
1 mm, přičemž je písek a prach zvedán do výšky 3 až 4 km. Jemné částice jsou
vyzvedávány ještě výše. Částice pozemského původu jsou obvykle větší a nepravidelných tvarů, kosmické částice jsou okrouhlejšího tvaru o průměru 1,5 ~
a menším.
Ze země se dostává prach do ovzduší turbulentním prouděním vzduchu. Větší
prašnost ovzduší je v krajinách, kde není půda chráněna rostlinným krytem.
Mnoho prachu přichází do ovzduší v průmyslových centrech spalováním fosilních paliv. V 60. letech se prováděly rozbory ovzduší nad různými aglomeracemi. Ve vzorku ovzduší Londýna bylo zjištěno přes 20000 pevných částeček v
1 cm3, naproti tomu ve vzorku odebraném v Curychu jejich počet nepřesáhl
1200. V rozsáhlých lesních oblastech je prašnost minimální, jsou to pouze desítky částic v 1 cm3
Ve volné atmosféře se množství prachových částic rychle zmenšuje s výškou,
prach se udržuje pouze v nižších vrstvách. V horách a v lesnatých oblastech je
vzduch čistší. Za klidného ovzduší se vytvářejí v přízemní vrstvě do výšky
několika stovek metrů, popř. i kilometrů, prachové mlhy. Nad rozsáhlejšími
územími, především nad velkými městy se tvoří smog, což je označení pro
velmi silné znečištění ovzduší. Smog je složitým komplexem mnoha látek, z
nichž některé vstupují do chemických reakcí. Hlavní typy smogů jsou smog
londýnský a losangeleský. V londýnském smogu jsou hlavními součástmi mlha
a kouř z černého uhlí s příměsí S02, který dodává smogu redukční charakter.
- 57 (129) -
Losangeleský smog (též někdy zvaný fotochemický smog) neobsahuje mlhu a v
podstatě ani uhelný kouř. Je tvořen ozónem a různými peroxidy organických
sloučenin, které vznikají až v atmosféře jako důsledek fotochemických reakcí
mezi oxidy dusíku a organickými látkami, například parami benzínu a zplodinami nedokonalého spalování, které jsou podmíněny slunečním zářením. Smog
tohoto typu má oxidační schopnosti.
Vzduch přicházející nad pevninu z mořských oblastí je velmi čistý. Pochází-li z
arktických oblastí, obsahuje jen 1 až 4 částečky v 1 cm\ vzduch z moří tropických obsahuje 15 až 30 částeček v 1 cm3.
Při větším obsahu prachových částeček ve vzduchu se zmenšuje dohlednost. Z
hlediska čistoty ovzduší rozlišujeme ovzduší čisté nebo různě znečištěné, jak je
uvedeno v tab.. Pevné částečky v ovzduší pohlcují sluneční záření, proto se
vrstvy vzduchu s vyšším obsahem prachu silněji zahřívají.
Tab. 3.7 Hodnocení čistoty ovzduší
Stupeň znečištění
Hmotnostní koncentrace kg m-3
čisté ovzduší
Méně než 0,25 . 10-6
slabě znečištěné
až 0,9 . 10-6
středně znečištěné
1 až 1,9 . 10-6
značně znečištěné
2 až 2,9 . 10-6
silně znečištěné
3 až 3,9 . 10-6
velmi silně znečištěné
Více než 4,0 . 10-6
Ve vzduchu se též vznášejí krystalky různých solí, které spolupůsobí při kondenzaci vodních par v atmosféře jako tzv. kondenzační jádra. V atmosféře jsou
vedle vodní páry i další kondenzáty ve formě pevné i kapalné. Jsou to hlavně
ledové krystalky a vodní kapky o různé velikosti. Velmi drobné kapičky nebo
hygroskopické částečky vznášející se ve vrstvě vzduchu při zemi vytvářejí tzv.
kouřmo. Při kouřmu klesá vodorovná viditelnost pod 1 km. Větší částečky způsobují mlhy a oblaky. Velikost vodních kapek je v různých oblacích různá.
Kouřmo způsobují kapičky o průměru menším než 1 μm, v mlhách a oblacích
jsou kapky o průměru 10 až 100 μm. Dešťové kapky mívají obvykle průměr
0,5 až 5 mm, ledové krystalky v oblacích mají průměr 1 až 10 μm. Částečky
prachu a vodní kapky ve vzduchu klesají vlivem tíže. Velmi jemné částečky, o
malé hmotnosti, se však často zdržují v ovzduší značně dlouho, neboť jsou
neustále zvedány (mnohdy do velkých výšek) vzestupnými proudy a vířením
vzduchu.
Malé vodní kapky o průměru 0,4 μm potřebují ke svému pádu k zemi z výšky
100m v naprosto klidném vzduchu asi 4000 hodin. Při tak pomalé rychlosti
pádu způsobí sebemenší pohyb vzduchu jejich vznášení, kterým se pád kapiček
dále prodlužuje. Dokonce i větší kapky se mohou po dlouhou dobu zdržovat ve
vzduchu, například v silných výstupných proudech o rychlosti větší než 8 m.s-1
nepropadnou ani největší kapky o průměru 5 mm.
Kromě plynných, pevných a kapalných částeček jsou ve vzduchu přítomny i
ionty různých látek. lonty vznikají v atmosféře vlivem nejrůznějších záření,
- 58 (129) -
například radioaktivního, kosmického, ultrafialového, korpuskulárního atp.
Koncentrace iontů s výškou stoupá, maximálního stupně ionizace je dosaženo
ve vysokých vrstvách atmosféry, v ionosféře. lonty se rozdělují podle náboje
na kladné a záporné, dále podle složení a velikosti, na lehké a těžké. V ovzduší
se vyskytují také větší částice s elektrickým nábojem. Mají řadu podobných
vlastností jako ionty. Ionty a nabité částice hrají v meteorologických procesech
velmi významnou roli.
3.3.2
Vrstvy atmosféry
Atmosféra Země není homogenní, dělí se na několik vrstev, které se od sebe
liší různými fyzikálními vlastnostmi. Výškové členění atmosféry je znázorněno
na obr. 3.3 a je blíže popsáno v následujícím textu.
Obr. 3.3 Výškové členění atmosféry
Troposféra
Troposféra je nejnižší vrstvou atmosféry. Mocnost této vrstvy není stále stejná,
mění se především v závislosti na zemské šířce. U zemských pólů sahá do výše
7 až 9 km, nad rovníkem 16 až 18 km. Ve středních zeměpisných šířkách sahá
do výšek kolem 11 km. výška troposféry se mění též v závislosti na roční době
a na celkové povětrnostní situaci (v zimě a v cyklóně je mocnost této vrstvy
menší než v létě či v anticyklóně). V troposféře jsou soustředěny přibližně %
hmotnosti celé atmosféry a je v ní obsažena téměř veškerá voda v atmosféře,
dochází zde k tvorbě mlh. oblaků a srážek. Charakteristickou vlastností troposféry je ubývání teploty vzduchu s výškou v průměru o 0,650C na každých 100
m výšky. Troposféra je vrstvou, ve které dochází k neustálému a rozmanitému
pohybu vzduchu, přičemž velký význam mají především vertikální pohyby.
Souhrnný stav troposféry udává charakter počasí. V troposféře rozlišujeme
přízemní vrstvu, kde se velmi silně projevují zejména dynamické a termické
vlivy zemského povrchu na pole meteorologických prvků. Mocnost této vrstvy
je několik desítek metrů. Ve starší literatuře se uvádí výška přízemní vrstvy I
až 2 km nad povrchem Země. Troposféra se dále dělí na spodní, sahající ve
středních šířkách do výšky 2 km, střední, ležící mezi výškami 2 a 7 km, a horní, mezi 7 km a horní hranicí troposféry. Horní hranici troposféry zjistili v roce
1902 nezávisle na sobě francouzský meteorolog P. L. TEISSERENC DE
BORT a Němec R. ASSMANN. Pojem troposféra zavedl TEISSERENC DE
- 59 (129) -
BORT v roce 1908, když rozdělil atmosféru podle změny teploty s výškou na
troposféru a nad ní ležící stratosféru.
Tropopauza je přechodová vrstva oddělující troposféru od výše ležící stratosféry. Troposféra zřídka přechází přímo ve stratosféru, pod pojmem tropopauza se
v tomto případě myslí hladina přechodu obou vrstev. V literatuře se pod tropopauzou obvykle rozumí spodní hladina této vrstvy, která může mít mocnost od
několika set metrů až po 3 km, popř. i více. Teplota v tropopauze je nad póly
asi -500C, nad rovníkem kolísá mezi -750C až-85 0C
Stratosféra
Stratosféra je část atmosféry Země ve výškách v průměru 10- 50 km. Zespodu
je ohraničena tropopauzou.
V její spodní části, do výšek 20 až 25 km, se teplota vzduchu s výškou nemění,
od této hranice s výškou roste. Stratosféra je shora ohraničena stratopauzou.
V blízkosti stratopauzy dosahuje maxima (v průměru kolem 0 0C). Vzestup
teploty s výškou je způsoben přítomností ozónu, který pohlcuje sluneční ultrafialové záření a silně se zahřívá. Rychlost proudění ve stratosféře s výškou nejprve klesá. dosahuje minima kolem 22 až 25 kilometrů, potom opět roste. Ve
stratosféře pozorujeme náhlé sezonní střídání směru proudění ze západního na
východní a opačně. Teplotní vlastností stratosféry objevili v roce 1902 R.
ASSMANN a TEISSERENC DE BORT, který navrhl název stratosféra.
Mezosféra
Mezosféra je část atmosféry ležící ve výšce zhruba mezi 50 až 80 km. Zespodu
je ohraničena stratopauzou.
Charakteristickým rysem mezosféry je pokles teploty vzduchu s výškou. V létě
dosahuje teplota v blízkostí horní hranice hodnot -80°C až -90 °C, v zimě se
pohybuje pouze od -40 °C do -50°C. Z přímých měření vyplývá, že proudění
vzduchu je v mezosféře značně proměnlivé. Shora ve výšce cca 85 km nad
zemským povrchem je mezosféra ohraniče namezopauzou.
Termosféra
Termosféra je vrstva atmosféry zespodu ohraničená mezopauzou a sahá od
výšek 80 až 90 km do 450 km nad zemským povrchem. Pro termosféru je typický růst teploty vzduchu do výšek 200 až 300 km, dosahující řádově stovek
stupňů Celsia. V těchto výškách je vzduch již tak zředěný, že není možné měřit
teplotu běžnými termometrickými metodami. Teplota vzduchu se zde určuje
jako kinetická teplota, což je metoda měření vycházející z kinetické energie
pohybu jednotlivých molekul. Shora je termosféra ohraničena termopauzou.
Exosféra
Exosféra je poslední významná vrstva zemské atmosféry, z níž unikají lehčí
plyny do meziplanetárního prostoru. Spodní hranice exosféry je ohraničena
termopauzou, za horní hranici exosféry a celé abnosféry Země se považují výšky, kde vzduchové částice ještě rotují společně ze Zemí. Podle některých auto- 60 (129) -
rů je tato výška 35000 km nad povrchem Země. Podle pozorování však existuje
tzv. plynný chvost Země až do vzdáleností 100 000 km, projevující se světélkováním, které je možno sledovat při bočním pozorování průchodu slunečních
paprsků těmito vrstvami. Rozbor vysílaného světla ukazuje, že i v nejvzdálenějších vrstvách je přítomen dusík a kyslík.
Atmosféru můžeme členit podle chemického složení
Homosféra
Homosféra má v podstatě neměnné zastoupení jednotlivých plynů díky stále
existujícímu turbulentnímu proudění, které promíchává jednotlivé složky. Existují však látky proměnného množství, jako například vodní pára, ozón, oxidy
dusíku, síry, uhlíku a dusíku, též amoniak a prachové částice. Homosféra sahá
přibližně do výšky 90 km a její složení je téměř stejné jako u zemského povrchu. Některé složky homosféry mají značný vliv na tepelné poměry systému
Země - atmosféra, díky svým schopnostem pohlcovat sluneční záření různých
spekter, i tepelné záření Země.
Heterosféra
Heterosféra je vrstvou atmosféry rozkládající se nad homosférou. Zde se začíná
uplatňovat difúzní rovnováha, což je rozložení plynů v atmosféře neovlivňované turbulentním promícháváním. Podle Daltonova . zákona se v tomto případě
jednotlivé plyny ve směsi chovají tak, jako by existovaly samostatně, takže
parciální tlak lehčích plynů s výškou klesá pomaleji než těžších plynů. J.
DALTON zformuloval v roce 1801 zákon, podle něhož v daném objemu směsi
dokonalých plynů nepůsobících na sebe chemicky má každý plyn takový tlak,
jako by vyplňoval celý objem sám. Celkový tlak je roven součtu dílčích tlaků:
Daltonův zákon platí s dostatečnou přesností i pro reálné plyny, proto má široké uplatnění v meteorologii, zejména pak v termodynamice atmosféry. V reálné atmosféře se Daltonův zákon uplatňuje především v heterosféře. Koncentrace lehkých plynů ubývá s výškou pomaleji než plynů těžších (např. dusíku a
kyslíku). Ve výšce několik set kilometrů se nachází vrstva helia a ve výškách
několika tisíc kilometrů převládá atomární vodík jako nejlehčí plyn. Elektromagnetické záření Slunce zde způsobuje fotoionizaci a fotodisociaci a korpuskulární záření. Vznikají ionty a volné elektrony. Jejich největší produkce je
ve výškách okolo 300 km.
Ozonosféra
Ozónosféra je vrstva atmosféry Země ve výšce 10 až 50 km, v níž je procentuální množství ozónu O3 relativně vysoké ve srovnání s ostatními vrstvami atmosféry. Maximální koncentrace ozónu je obvykle mezi 20 až 25 km. Mocnost
této vrstvy a množství ozónu závisí na roční době, zeměpisné šířce a na sluneční činnosti. Ozón absorbuje škodlivé ultrafialové záření až do vlnové délky A.
= 290 nm, proto je ozónosféra ostře sledována odborníky na celém světě.
Zkoumají se účinky antropogenních vlivů ohrožující stabilitu molekul ozónu.
Jde zejména o oxidy dusíku a některé deriváty halogenuhlovodíků. Např. freony, které se používaly jako chladicí médium v lednicích a klimatizačních jednotkách nebo jako hnací plyny do různých sprejů. Vyspělé státy se od 90. let
20. století snaží eliminovat produkci těchto nebezpečných sloučenin. Molekula
ozónu O3 vzniká z molekuly běžného atmosférického kyslíku O2 působením
ultrafialového záření. Důsledkem pohlcování UV záření ve výškách 40 až 55
- 61 (129) -
km dochází k ohřevu vzduchu (teplota zde dosahuje +30 až +35 0C). Spektrum
slunečního záření je očištěno od patologicky působících UV paprsků a k povrchu Země dopadá bez ničivých účinků na organismy
Polární záře je jev ve vysoké atmosféře, vyskytující se obvykle ve výškách od
80 do 500 km nad zemským povrchem. Bývá pozorován v noci v podobě barevných oblouků, svitků, drapérií nebo závěsů. Příčinou polární záře je vtahování korpuskulí do magnetického pole Země, kde ionizuje atmosférické částice, excituje atomy a molekuly a vyvolává tak světelné efekty. Polární záře se
vyskytují v období intenzivní sluneční činnosti, při magnetických bouřích, především pak v období maxima jedenáctiletého slunečního cyklu. Polární záře
jsou pozorovatelné v severních a jižních polárních oblastech, zejména v blízkosti magnetických pólů. Barva polárních v září je velmi rozmanitá, v jasných
zářích je nejintenzivnější zelená nebo červená barva. Nejvyšší polární záře se
vyskytují ve výšce 1200 km, nejnižší pouze 65 km nad zemí. Vrstva, ve které
se polární záře vyskytuje, je nejčastěji silná 10-12 km. Podle místa, kde se polární záře vyskytuje, hovoříme o severní záři (aurora borealis), resp. o jižní záři
(aurora australis). Místa se stejnou četností výskytu polárních září vyjadřují na
mapách čáry zvané izochasmy (izoaurory).
3.3.3
Další vlastnosti atmosféry
Hustota vzduchu má v atmosféře směrem od povrchu Země řadu výkyvů, které
jsou způsobeny změnou teploty, vlhkosti, gravitace, tlaku atd., přesto lze sledovat jasnou klesající tendenci, která je patrná zejména v nižších vrstvách.
Denní hustota atmosféry je v létě až 20x menší než noční hustota, v zimě a v
polárních oblastech je asi 5x větší než nad rovníkem. U povrchu Země se její
hodnota pohybuje okolo 1,29 kg.m-3, z pozorování umělých družic Země bylo
zjištěno, že ve vyšších vrstvách má tyto hodnoty:
Tab. 3.8 Hustota vzduchu
226 až 228 km
3 . 10-10 kg m-3
368 km
1,5 . 10-11 kg m-3
405 km
9 . 10-12 kg m-3
720 km
1,2 . 10-13 kg m-3
Ve dne se vlivem zahřívání atmosféra roztahuje, při nočním ochlazení se opět
stahuje. Tento jev, někdy označovaný jako "dýchání atmosféry" se projevuje
zejména ve vysokých vrstvách.
Soumrak je přechodná doba mezi dnem a nocí, resp. mezi nocí a dnem, kdy je
Slunce pod horizontem. Povrch Země je osvětlován pouze slunečním světlem
rozptýleným ve vyšších vrstvách atmosféry. Ranní soumrak se též nazývá svítání. Čím je Slunce níže pod obzorem a osvětluje menší část atmosféry, tím je
osvětlení zemského povrchu slabšÍ. Při poklesu Slunce na 18° pod horizontem
soumrak
zaniká. Délka soumraku závisí na úhlu, který svírá zdánlivá sluneční dráha s
obzorem, a proto se zvětšuje se zeměpisnou šířkou. Intenzita světla při soumraku závisí též na výskytu oblačnosti, výskytu srážek, na vlhkosti atp. Z pra-
- 62 (129) -
ktických důvodů se rozlišuje soumrak občanský, nautický a astronomický. Dle
obr. 1.4 soumrak v místě pozorovatele (P) nastává právě tehdy, když sluneční
paprsky zasáhnou horní hranici ovzduší (H) viditelného na obzoru z místa pozorovatele. Rozhodující vrstva pro rozptyl světla je vrstva atmosféry asi 70 km
mocná: H-H' = 70 km
Obr. 3.4 Soumrak
Občanský soumrak
Občanský soumrak je období soumraku, během něhož střed slunečního kotouče
urazí dráhu mezi horizontem a 6° pod horizontem nebo naopak (v případě svítám'). Během tohoto období dovoluje osvětlení difúzním světlem čtení zřetelného tisku na volném prostranství nebo konání běžné práce. V našich podmínkách, trvá občanský soumrak cca 30 minut v době rovnodenností a asi 50 minut
v době slunovratů. Během občanského soumraku jsou pozorovatelné tzv. červánky, pokud obloha není zcela zatažená;
Nautický soumrak
Nautický soumrak (neboli námořní soumrak) je období soumraku, během něhož střed slunečního kotouče urazí dráhu mezi 6° a 12° pod horizontem nebo
naopak (v případě svítám'). Pojmenování nautický soumrak se používá ve
vztahu k námořní dopravě, neboť při takové intenzitě světla bylo nutné rozsvěcet orientační světla na lodích. V běžném civilním životě se za nautického
soumraku rozsvěcuje pouliční osvětlení.
Astronomický soumrak
Astronomický soumrak je období soumraku, během něhož střed slunečního
kotouče urazí dráhu mezi 12° a 18° pod horizontem nebo naopak (v případě
svítám'). V okamžiku, kdy se Slunce dostává pod 18° vzhledem k horizontu,
jsou vidět všechny objekty na obloze viditelné pouhým okem (hvězdy atp.) v
případě, že je jasné počasÍ.
3.3.3.1
Tlak vzduchu
Atmosféra působí v celé své výšce na povrch Země určitým tlakem, který se
nazývá barometrický, resp. atmosférický. Tlak vzduchu je síla působící v daném místě atmosféry kolmo na jednotkovou plochu. Tato síla je vyvolána tíhou
vzduchového sloupce sahajícího od hladiny, ve které tlak zjišťujeme, až po
- 63 (129) -
horní hranici atmosféry. Tuto tíhu lze měřit pomocí spojité nádoby, v níž je v
jednom rameni kapalina známých vlastností (například rtuť). Ve rtuťovém tlakoměru je v rovnováze sloupec rtuti se vzduchovým sloupcem celé atmosféry
ležící nad styčnou plochou. Mírou velikosti atmosférického tlaku je pascal
[Pa].
Měrné jednotky a normální tlak
Atmosférický tlak se v meteorologii vyjadřuje v pascalech [Pa] nebo v násobcích, například v hektopascalech [hPa]. V minulosti, v souvislosti s používáním
rtuťového tlakoměru, byla zavedena pro měření barometrického tlaku jednotka
torr. Tlak o velikosti 1 torr se rovná hydrostatickému tlaku působenému sloupcem rtuti o výšce 1 mm při hustotě p = 13595,1 kg.m-3, teplotě 0 oC a normálním tíhovém zrychlení g = 9,80665 m.s,2. Od 1. 1. 1980 nelze v ČR tuto jednotku používat, pro převod na pascaly platí následující vztah:
1 torr = 133,322 Pa
Vztah mezi oběma jednotkami se odvozuje z hydrostatického tlaku rtuti. Objem sloupce rtuti o průřezu S = 1 m2 a výšce h = 1 mm činí 10-3 m3. Tlak vyvolaný sloupcem rtuti se vypočítá dosazením hustoty a tíhového
zrychlení:
p = S hpg = 1.10-3.13595,1.9,80665 = 133,3229 [Pa]
Kromě torru, který je totožný s jednotkou milimetr sloupce rtuti [mm Hg], byla
v meteorologii zavedena další vedlejší jednotka tlaku zvaná bar [b]. 1 bar je ve
vztahu k hlavní jednotce tlaku dle následujícího vztahu:
1 b = 105 Pa
Pro praktické účely se dřive využívala tisícina této jednotky - milibar [mb],
někdy uváděná jako mbar.
1 mb = 102 Pa = 1 hPa
Jednotka milibar byla v ČR používána až do konce roku 1979 jako základní
jednotka tlaku vzduchu v meteorologii. Po zavedení nové měrové soustavy SI,
která bar a jeho odvozeniny nepřipouští, se postupně přešlo na jednotku hPa.
Tlak vzduchu je závislý na nadmořské výšce, na velikosti tíhového zrychlení,
na mocnosti, teplotě a hustotě atmosféry v daném místě. Z důvodů snazšího
porovnávání výsledků různých měření barometrického tlaku, byl zaveden tzv.
normální tlak vzduchu Pn (nebo Po). Je to přibližně průměrná hodnota tlaku
vzduchu při mořské hladině na 45° s.š. při teplotě 0 oC a tíhovém zrychlení g =
9,80665 m.s-2.
pn = 1,01325.105 Pa = 1013,25 mb = 760 torr
Závislost tlaku na nadmořské výšce
Tlak vzduchu ubývá s výškou nerovnoměrně. Hodnota barometrického tlaku
závisí na výše jmenovaných činitelích (teplota a hustota vzduchu, tíhové zrychlení). Pro popis chování atmosférického vzduchu lze použít empiricky odvozených zákonů aplikovaných na určitou termodynamickou soustavu. Tyto zákony
- 64 (129) -
vycházejí z chování ideálního plynu a z předpokladu, že třetí stavová veličina
je konstantní. Množství plynu se přitom nemění.
Standardní atmosféra
Standardní atmosféra je mezinárodně přijatý model atmosféry vystihující převládající poměry v atmosféře reprezentované během celého roku ve všech zeměpisných šířkách. Tento model vychází z předpokladu, že pro atmosféru platí
přesně stavová rovnice a základní rovnice hydrostatické rovnováhy. V nulové
výšce jsou konstantní, přesně definované hodnoty základních meteorologických prvků. Teplotní gradient je v celé atmosféře konstantní a nabývá přesně
definovaných hodnot. Smyslem zavedení standardní atmosféry je možnost jednotného cejchování tlakových výškoměrů, možnost výpočtu a porovnání letových charakteristik, projektování letadel a raket a sestavení balistických tabulek. Mezinárodní standardní atmosféra, přijatá v roce 1952 Mezinárodní organizací pro civilní letectví (ICAO), vychází z těchto hlavních předpokladů:
o
nulová výška je na úrovni průměrné hladiny moře
o
v nulové výšce je teplota vzduchu T = 288,15 K (15 oC),
tlak vzduchu p = 1013,25 hPa,
hustota vzduchu Pv = 1,225 kg.m-3 a tíhové zrychlení g = 9,8066 m.s-2
od hladiny moře do výšky 11 000 gpm (geopotenciálních metrů, tj. 11 019 m)
je teplotní gradient roven 0,65 °C/l00 m. Ve výšce 11000 gpm je teplota vzduchu T = 216,65 K (-56,5 oC), tlak vzduchu p = 226,32 hPa,
hustota vzduchu Pv = 0,36319 kg.m-3 a tíhové zrychlení g = 9,7727 m.s-2
od výšky 11 000 gpm do výšky 20000 gpmje hodnota teplotního gradientu
rovna nule (izotermie). Ve výšce 20 000 gpm je teplota vzduchu T = 216,65 K
(-56,5 oC), tlak vzduchu p = 54,7487 hPa, hustota vzduchu pv = 0,0880345
kg.m-3 a tíhové zrychlení g = 9,745 m.s-2
V praxi se využívá mnoho přístrojů založených na změně barometrického tlaku. Nepostradatelným přístrojem používaným zejména v letectví je barometrický výškoměr.
Barický (neboli tlakový) gradient je v meteorologii vektor v souřadné soustavě
0XYZ .
Gradient směřuje kolmo k izobarickým plochám a vyjadřuje změnu atmosférického tlaku připadající na jednotkovou vzdálenost ve směru, v němž dochází
k největší prostorové změně tlaku. V meteorologické praxi se zavádí pojem
horizontální a vertikální tlakový gradient. Horizontální barický gradient je
dvojdimenzionální vektor směřující v horizontální rovině kolmo na izobary do
strany s nižším atmosférickým tlakem a rozhodující měrou ovlivňuje proudění
vzduchu. Ve volné atmosféře bývá proudění přibližně kolmé na směr horizontálního gradientu tlaku. Praktickou interpretací je tzv. Buys-Ballotův zákon,
který určuje vztah mezi směrem větru a rozložením tlaku vzduchu na zemském
povrchu. Postavíme-li se na severní polokouli čelem po směru proudění, máme
- 65 (129) -
po pravé ruce vyšší tlak, po levé ruce tlak nižší. Rychlost proudění je přitom
úměrná velikosti horizontálního tlakového gradientu.
Vertikální barický gradient je vektor vyjadřující změnu atmosférického tlaku
na jednotkové vzdálenosti ve vertikálním směru a jeho velikost souvisí s teplotou dané vzduchové hmoty, přičemž ve studeném vzduchu je pokles tlaku rychlejší než v teplém. Jinými slovy vertikální gradient tlaku vyjadřuje, o kolik hPa
poklesne tlak vzduchu, vystoupíme-li o 100 m. Reciprokou hodnotou vertikálního barického gradientu je vertikální barický stupeň.
Vertikální barický stupeň je vertikální vzdálenost, která odpovídá poklesu tlaku
vzduchu o jednotkovou hodnotu. Jinými slovy je to počet metrů, o něž je nutno
vystoupit, aby tlak poklesl o 1 hPa. Barický stupeň s výškou roste, při hladině
moře má hodnotu zhruba 8 m.hPa-1.
Barometrický tlak se s výškou zmenšuje nelineárně. Výpočet podle Laplaceova
vzorce ukazuje, že ve výšce 5500 m je tlak vzduchu zhruba poloviční oproti
tlaku u hladiny moře. Vystoupíme-li ještě o 5500 m, tlak se změní opět na polovinu výchozí hodnoty. Z tohoto důvodu vertikální barický gradient s výškou
klesá, zatímco vertikální barický stupeň se s výškou zvětšuje. V nízkých nadmořských výškách činí vertikální barický stupeň 8 m na 1 hPa. Této závislosti
se užívá pro přibližnou redukci tlaku vzduchu na mořskou hladinu nebo pro
přibližné zjištění rozdílu dvou nadmořských výšek.
Obr. Závislost barometrického tlaku na výšce
3.3.3.2
Hustota vzduchu
Hustota vzduchu je přímo závislá na tlaku vzduchu a nepřímo na jeho teplotě.
Z toho vyplývá, že změna hustoty vzduchu s výškou závisí na vzájemném poměru vertikálních gradientů tlaku a teploty, V přízemní vrstvě závisí hustota
především na vertikálním gradientu teploty, neboť tento je v přízemní vrstvě
značně proměnlivý, zatímco gradient barometrického tlaku je poměrně stálejší.
Na hodnotu hustoty vzduchu má též vliv nasycení vodní parou. Přítomnost
vodní páry ve vzduchu hustotu vlhkého vzduchu snižuje, neboť hodnota ply- 66 (129) -
nové konstanty vlhkého vzduchu je větší než plynová konstanta vzduchu suchého.
3.3.4
Energie záření
Meteorologie studuje šíření elektromagnetických vln (elektromagnetického
záření) nebo toků hmotných částic (korpuskulární záření) atmosférou. Zaměřuje se zejména na přenos a přeměny energie v soustavě atmosféra-Země (AZ).
Vlnová délka elektromagnetického záření v atmosféře se pohybuje od 10-14 do
10-2 m. Velikost záření se vyjadřuje nejčastěji intenzitou, jejíž jednotkou je W
.m-2. Podle zdroje dělíme záření na záření Slunce a záření Země. Podle vlnové
délky rozdělujeme záření na krátkovlnné a dlouhovlnné. Pro energetickou bilanci soustavy A - Z má rozhodující význam záření o vlnových délkách v
rozpětí 0,1 μm až 100 μm. V tomto oboru je pro potřeby meteorologie definována řada toků záření, jejichž směr se zpravidla vztahuje k horizontální rovině.
Záření směřující dolů přispívá ke zvýšení energie Země. Naopak záření směřující nahoru je pro Zemi ztrátou energie. Výsledný tok, vznikající jako rozdíl
obou uvedených záření, se v meteorologii nazývá bilancí záření.
Sluneční energie přichází do prostoru Země ve formě záření, které cestou k
zemskému povrchu nejprve prochází atmosférou. V atmosféře se část záření
pohltí, část záření se rozptyluje a část se odráží zpět do vesmírného prostoru.
Zbývající záření dopadá na zemský povrch jako přímé sluneční záření. V důsledku pohlcování záření se povrch Země a atmosféra ohřívají a vyzařují získanou energii opět do svého okolí.
3.3.4.1
Slunce
Slunce je naší nejbližší hvězdou. Bez něj by neexistovaly ostatní planety ani
život na Zemi. Hmotnost Slunce je 1,99.1030 kg, jeho průměr činí přibližně
1391 900 km, je tedy v porovnání se Zemí 109-krát větší
Slunce je obrovská rotující koule plynu, s průměrnou hustotou 1410 kg m-3,
perioda rotace 25,38 dní na rovníku a 35 dní v blízkosti pólů. Teplota v jeho
středu dosahuje 19.106 K. Tlak ve středu hvězdy dosahuje cca 4.1010 MPa.
Složením je Slunce směsí vodíku (70 %) a asi 28 % hélia. Zbývající 2 % připadají na ostatní prvky. Ve Slunci neustále probíhají termonukleární reakce, při
nichž se přeměňuje vodík na hélium za uvolňování obrovské energie. Z 1 g
vodíku se uvolní přibližně 1012 J energie. Každou sekundu se přemění 4 miliardy kg vodíku na hélium. Termonukleární reakce probíhají již přibližně 4,6
miliard roků a budou pokračovat přinejmenším ještě jednou tak dlouho. Každý
metr čtvereční povrchu Slunce vyzáří do prostoru 62,86.106 J energie, celý
povrch pak 3,83.1026 J. Na Zeměkouli dopadne každou sekundu asi 2.1017 J,
což je v přepočtu 2.105 terawattů [TW] energie.
Slunce kromě elektromagnetického záření, ve kterém nechybí rentgenové záření a záření y, je zdrojem tzv. korpuskulárního záření, známého pod názvem
sluneční vítr. Korpuskule je souhrnný název pro částice, elektrony a ionty, které unikají ze Slunce velkou rychlostí (1000 až 3000 km s-1). Při styku se zemskou atmosférou vyvolávají polární záře a poruchy geomagnetického pole.
- 67 (129) -
Fotosféra je jednou z vrstev sluneční atmosféry. Její povrch pozorujeme jako
sluneční kotouč zářící spojitým světlem. Výrazným jevem ve fotosféře, viditelným i pouhým okem, je výskyt slunečních skvrn, tedy míst s nižší teplotou, než
je teplota okolí. V jádru skvrny dosahuje teplota 4300 až 4700 K. Skvrny jsou
charakteristické pro tzv. aktivní oblasti a jsou spjaty se sluneční,činností, která
se mění v cca 11-letém cyklu.
Nad fotosférou leží vrstva zvaná chromosféra, vyznačující se jasně červeným
zbarvením. Její hustota je tak nízká, že záření chromosféry při pozorování slunečního kotouče zaniká v jeho jasu.
Poslední vrstvou je sluneční koróna, kterou je možno pozorovat pouze při úplném zatmění Slunce nebo speciálním přístrojem zvaným korónograf. Světlo
koróny je velmi studené, převládá zde barva kovově modrá, a vzniká rozptylem
fotosférického světla na volných elektronech a prachových částicích meziplanetární hmoty. Teplota v koróně vystupuje až nad 1 000 000 K.
Jedním z nejmarkantnějších jevů, ke kterým na Slunci dochází, jsou sluneční
protuberance, což jsou obrovské masy plynu vyvrhnuté rychlostí řádově desítek až stovek km.s•l. Nezřídka jejich rychlost dosahuje a přesahuje únikovou
rychlost (cca 619 km.s-1) a vyvrhnutá látka opouští Slunce a vydává se na pouť
do meziplanetárního prostoru.
Intenzita záření dopadajícího na zemský povrch kolísá v průběhu roku cca o
±3,5 % vzhledem k průměrné hodnotě. Změna souvisí s proměnlivostí vzdálenosti Země-Slunce, která je zapříčiněna eliptickou oběžnou dráhou Země okolo
Slunce.
Solární konstanta je celkové množství zářivé energie Slunce v celém spektru
dopadající na horní hranici
atmosféry Země za jednotku času na jednotku plochy kolmé ke slunečním paprskům a vztažené na střední vzdálenost Země od Slunce. Její hodnota je přibližně 1373±20 W.m-2 Z hlediska meteorologie je solární konstanta nejdůležitějším výchozím parametrem v soustavě atmosféra-Země. Hodnota solární
konstanty se neustále zpřesňuje díky pokrokům v kosmonautice
Měrné jednotky
Teplota je jednou ze základních fyzikálních veličin. Je mírou střední kinetické
energie termického pohybu molekul. Její jednotkou v soustavě SI je kelvin [K].
V meteorologii se však teplota nejčastěji vyjadřuje prostřednictvím Celsiovy
teplotní stupnice, která dělí teplotní interval mezi bodem tání a bodem varu
čisté vody při normálním tlaku vzduchu na 100 dílů. Stupnice byla pojmenována podle švédského matematika a geodeta A. CELSIA, který ji v roce 1736
navrhl. Původně hodnotě 100°C odpovídal bod tání, 0 °C bod varu. Obrácenou
stupnici, která se používá dodnes, doporučil v roce 1745 C. LINNÉ. Celsiova
stupnice je vůči tzv. absolutní neboli Kelvinově stupnici ve vztahu:
t[OC]= T[K]- 273,16
V anglosaských zemích, především ve Velké Británii, USA a Kanadě, se doposud hojně využívá teplotní stupnice Fahrenheitova i v meteorologické službě.
D. G. FAHRENHEIT zavedl dvě základní teploty. Za dolní základní teplotu,
- 68 (129) -
kterou označil jako 0, použil rovnovážnou teplotu chladicí směsi ledu, vody a
salmiaku, za horní základní teplotu, označovanou jako 96, použil teplotu lidského těla.
Stupnice Rankineova má analogický vztah k Fahrenheitově stupnici jako Kelvinova stupnice k Celsiově.
Nula je shodná s 0 K, velikost stupně je stejná jako u Fahrenheitovy stupnice.
Na některých starších teploměrech se můžeme setkat s teplotní stupnicí Réaumurovou. Ta dělí interval mezi bodem tání a bodem varu čisté vody za normálního tlaku na 80 stupňů. Zavedl ji v roce 1731 francouzský zoolog a fyzik R.
A. FERCHAULT DE RÉAMUR. S touto teplotní stupnicí se lze setkat především u teplotních záznamů z Rakouska-Uherska, a to do roku 1871, kdy se
začalo užívat metrického systému.
Teplota půdy
Záření, které dopadne na povrch půdy a je zde pohlceno, se přeměňuje v teplo.
Povrch půdy se ohřívá a předává získanou energii v různé formě jednak do
hlubších vrstev, jednak do ovzduší. Provedeme-li bilanci v krátkém časovém
intervalu, zjistíme ke konci zkoumaného období přebytek nebo úbytek tepla na
povrchu půdy vzhledem k počátečnímu stavu. Zvláště charakteristický průběh
má tepelný režim během dne a noci. V denních hodinách se vytvoří určitý přebytek tepla v půdě, který se během noci zmenšuje.
3.3.5
Vlhkost vzduchu
Voda je důležitou složkou atmosféry, vyskytující se především v jejích nižších
vrstvách. Neustálý pohyb a změny v atmosféře jsou příčinou vzniku neobyčejného množství tvarů a forem vody v ovzduší, která se zde vyskytuje ve všech
třech skupenstvích, často současně vedle sebe. Část koloběhu vody v přírodě
probíhá v ovzduší. Do ovzduší se dostává vypařováním, v atmosféře se účastní
řady jevů, které utvářejí počasí a které daly vznik organickému životu na Zemi
a doposud udržují podmínky vhodné pro nynější formy života. Z tohoto hlediska je třeba považovat za nejdůležitější funkci vody v atmosféře její schopnost
udržovat vhodný tepelný režim na povrchu Země. Z vodohospodářského hlediska se zajímáme o procesy v atmosféře hlavně proto, že veškerá voda, která
se na souších vyskytuje, přichází z atmosféry a značná její část, aniž ji může
člověk ovlivnit, se výparem vrací do ovzduší. K vyloučení vody z ovzduší dochází různými způsoby, podle toho také vznikají různé druhy srážek. Existenci
některých srážek si často ani neuvědomujeme, některé srážky jsou vnímány
jako prospěšné, jiné jako škodlivé. Aby vodohospodář mohl projektovat vodní
stavby, musí znát množství a rozdělení srážek v zájmovém území i v okolních
oblastech, k provedení vodohospodářské bilance musí posoudit výparové poměry. Pro technické účely je též potřeba předvídat, kolik vody z atmosféry a v
jaké formě lze očekávat v daném regionu a čase. Zde důležitou roli sehrává
meteorologie, především s předpovědí počasí, zvláště pak předpovědí možnosti
vzniku srážek.
Vlhkost vzduchu je jedním ze základních meteorologických prvků, udává
množství vodní páry ve vzduchu. Vzduch obsahuje vždy určité množství vodní
páry. Toto množství je značně proměnlivé, nemůže však být libovolně zvyšováno nad určitou mez. Příčinu je třeba hledat v rozdílných vlastnostech plynů
- 69 (129) -
tvořících vzduch a vodní páry za termodynamických podmínek, které se vyskytují ve volné atmosféře. Plyny, z nichž se skládá vzduch, se mohou vzájemně
mísit v libovolném poměru, kdežto vodní pára se může ve vzduchu vyskytovat
pouze v určitém omezeném množství, závislém na teplotě. V běžných atmosférických podmínkách se směs plynů tvořících vzduch po termodynamické stránce chová vzhledem k vodě a vodní páře jako homogenní plyn. Tuto směs označujeme jako suchý vzduch. Potom směs suchého vzduchu a vodní páry je
označována jako vlhký vzduch. Podle Daltonova zákona je součet parciálních
tlaků složek roven tlaku směsi, tedy tlaku vlhkého vzduchu
Se zvětšováním množství páry v objemové jednotce se zvětšuje její tlak, avšak
jen do krajní hodnoty, tzv. tlaku syté páry, označovaného jako E.
Sytá pára je v termodynamické rovnováze s kapalnou fází. Teplota syté páry je
rovna teplotě varu při tlaku syté páry, závisí tedy pouze na tlaku, nikoliv na
objemu. Opačně pak tlak syté páry závisí jen na teplotě. Zmenšuje-li se objem
syté páry, její tlak se nezvýší, nýbrž část páry zkapalní a tlak zůstává neměnný.
Zvětší li se objem prostoru, ve kterém je kapalina a sytá pára, tlak neklesne,
nýbrž nastane výpar vody. Při teplotách pod 0o C, kdy se voda může vyskytnout bud' ve formě ledu nebo jako přechlazená voda, závisí tlak syté páry také
na skupenství vody.
Při určitém tlaku par v ovzduší může být teplota vzduchu libovolně vyšší než
teplota syté páry odpovídající tomuto tlaku, nemůže však být nižší. Při poklesu
teploty vlhkého vzduchu pod teplotu sytosti dojde ke kondenzaci vodních par.
Tlak syté páry odpovídající teplotě vlhkého vzduchu je tedy nejvyšším možným parciální tlakem páry ve vlhkém vzduchu při této teplotě. Protože teplotou
je omezen parciální tlak páry, je teplotou omezeno také maximální množství
par, které může vzduch pojmout. Je-li ve vzduchu přítomno za dané teploty
maximální množství par, říkáme, že vzduch je vodními parami nasycen.
Jestliže je ve vzduchu při určité teplotě menší množství par než odpovídá nasycenému stavu, je parciální tlak e menší než tlak syté páry E. Pára se v takovém
stavu nazývá pára přehřátá. Je to pára, jejíž teplota při stejném tlaku je vyšší
než teplota syté páry. Teplota přehřáté páry závisí na tlaku a na objemu (na
rozdíl od syté páry, jejíž teplota závisí pouze na tlaku).
Podmínky, v nichž se vodní pára v ovzduší vyskytuje, jsou charakterizovány
malým tlakem a poměrně nízkými teplotami. Tlak odpovídá barometrickému
tlaku a maximální teploty dosahují 50 až 60 oC. Za těchto podmínek se voda
vyskytuje převážně v kapalném stavu, za nízkých teplot v pevném stavu.
Množství vody v ovzduší je v podstatě určeno mezí sytosti, která je při atmosférických teplotách dosti nízká.
V meteorologii se setkáváme nejčastěji s párou přehřátou, za určitých okolností
s párou sytou a stavem přesycení. Je-li ve vzduchu malý objem vodních par,
blíží se vlastnosti směsi suchému vzduchu. Proto často považujeme vzduch s
normální atmosférickou vlhkostí za suchý, teprve při stavech blízkých sytosti,
kdy se výrazněji projevuje vliv obsahu vodní páry, mluvíme o vlhkém vzduchu.
Konvekční teplota
Konvekční teplota je teplota vzduchu v přízemní vrstvě, při jejímž dosažení v
denním chodu nastanou podmínky pro tvorbu konvekčních oblaků. Na termo-
- 70 (129) -
dynamickém diagramu se určí jako průsečík suché adiabaty procházející společným bodem izogramy proložené teplotou rosného bodu u zemského povrchu
a křivky teplotního zvrstvení s izotermou v úrovni zemského povrchu. Konvekční teplota se používá při předpovědi konvekční oblačnosti.
3.3.5.1
Kondenzace na povrchu Země a na předmětech
Vodní pára se při kondenzaci vylučuje ze vzdušné hmoty v různé podobě.
Kondenzáty se od sebe liší jednak skupenstvím, jednak tvarem. Bohatost forem, v nichž se kondenzáty vyskytují, je vyvolána mnohotvárností podmínek,
za nichž dochází k vylučování vodní páry. Kondenzační produkty rozlišujeme
podle toho, kde se vytvářejí, resp. podle toho, kde dochází ke kondenzaci.
Ke kondenzaci na pevném povrchu dochází tehdy, když je tento povrch chladnější než teplota rosného bodu vzduchu, který k povrchu přichází.
Rosa je usazenina vodních kapek na zemi nebo na předmětech blízko jejího
povrchu vznikající kondenzací vodní páry z okolního vzduchu. Tvoří se zpravidla ve večerních a nočních hodinách za slabého větru nebo bezvětří při radiačním ochlazování povrchu předmětů pod teplotu rosného bodu.
Jíní neboli lidově šedý mráz je druh usazených tuhých srážek, který vzniká
podobně jako rosa, avšak při záporných teplotách aktivního povrchu bezprostředním vylučováním vodní páry v pevné formě, tzv. desublimací. Má proto
dobře patrnou velmi jemnou krystalickou strukturu, kterou nemá například
zmrzlá rosa. Jíní se tvoří na stéblech trávy, vodorovných plochách a střechách.
Netvoří se na drátech ani na stromech. Podle platné klasifikace tento hydrometeor nezahrnujeme do námrazků.
Ovlhnutí je souvislý vodní povlak na předmětech zpravidla v blízkosti zemského povrchu. Příčinou vzniku ovlhnutí mohou být padající nebo usazené atmosférické srážky. Doba trvání ovlhnutí je významná zejména v zemědělství, neboť je to jedna z podmínek pro výskyt určitých rostlinných chorob.
Námraza se rozděluje na několik typů, zejména podle tvaru. Nejznámějším
námrazovým jevem je jinovatka. Jedná se o tzv. krystalickou námrazu, tvořenou křehkou ledovou usazeninou ve tvaru jemných jehel nebo šupin. Vzniká
zpravidla při teplotách nižších než -8 oC při mlze, ale i bez ní. Tvoří se též na
povrchu letadel při klesání z chladnějšího a suššího prostředí do teplejšího a
vlhčího prostředí. Krystalickou námrazu lze velmi snadno odstranit poklepem,
není příčinou škod na vegetaci, ani na venkovním elektrickém vedení a neohrožuje bezpečnost leteckého provozu.
Při letu letadel v oblacích tvořených pevnou i kapalnou fází vody a při teplotě
málo pod bodem mrazu vzniká na povrchu letadel beztvará námraza. Vzniká za
náběžnými hranami letadel v místech, kde je menší kinetický ohřev. Tento typ
námrazy vzniká především při stoupání letadla smíšenými oblaky.
Při teplotách pod -20 oC a při malém vodním obsahu oblaků vzniká na náběžných hranách křídel letadel tzv. profilová námraza, která dále kopíruje povrch
letadla. Nemění výrazně aerodynamické vlastnosti letadla, proto je považována
za málo nebezpečnou formu námrazy.
Průsvitná námraza se vytváří jako hladká kompaktní, obvykle průsvitná usazenina ledu. Vytváří se pomalým mrznutím kapek mlhy nebo oblaku při teplotách
- 71 (129) -
mezi -3 až O oC, které mají možnost před změnou své fáze vyplnit všechny
skuliny na povrchu předmětu i mezi již zmrzlými kapkami. Narůstá zejména na
hranách předmětů obrácených proti větru, je velmi přilnavá a odolává i silnému
větru. Od povrchu předmětů může být oddělena pouze rozbitím nebo odtáním.
Působí škody na vegetaci, trhá elektrické vedení, ohrožuje letecký provoz.
Zrnitá námraza vzniká jako bílá usazenina ozdobená krystalky ve tvaru větviček složených z ledových zrnek oddělených vzduchovými mezerami. Vzniká
při teplotách mezi -2 až -10 oC rychlým zmrznutím přechlazených vodních
kapek mlhy nebo oblaku při styku s předměty na zemském povrchu obrácených proti větru. Je poměrně přilnavá, avšak může být ještě odtržena od předmětu.
Jednou z nejnebezpečnějších forem námrazy pro letecký provoz je tzv. námraza žlábková. Vytváří se mimo náběžné hrany letadla následkem specifických
teplotních poměrů jeho povrchu. Mění aerodynamické vlastnosti letadla.
Námrazek je souhrnné označení pro námrazové jevy. Podmínky vzniku různých druhů námrazků jsou velmi podobné, proto přechod jednoho druhu do
druhého není příliš patrný. Při větších hmotnostech a za spolupůsobení větru
mohou námrazky páchat škody na vegetaci a venkovním elektrickém vedení,
na anténách atp. Typickými škodami na dřevinách způsobenými námrazky jsou
vrcholové zlomy stromů, které jsou charakteristické pro klimatické oblasti s
těžkými námrazky. Jsou též nebezpečným jevem v leteckém provozu, kde mohou ohrozit bezpečnost provozu v případě, že se začnou tvořit na povrchu letadla za letu. Na elektrickém vedení v ČR dosahují námrazky největší hmotnosti
na Českomoravské vysočině, kde dosahují hodnot 15 kg.m-3 a jejich hustota
bývá 200 až 500 kg.m-3
Ledovka je souvislá, zpravidla homogenní průhledná ledová usazenina s hladkým povrchem, která se tvoří zmrznutím přechlazených kapiček mrholení nebo
dešťových kapek na předmětech, jejichž teplota je mírně pod bodem mrazu.
Ledovka vzniká jako průvodní jev mrznoucího mrholení nebo deště při teplotách vzduchu O až 3 oC. Tvoří se jak na vodorovných, tak na svislých či šikmých plochách, ve větvích stromů, na vodičích, kmenech, chodnících a vozovkách v souvislé vrstvě, takže pokrývá celé těleso. Ledovku nelze téměř odstranit odtrhnutím od tělesa, na němž se vytvořila. Při delším trvání tohoto jevu
může vrstva ledu dosáhnout až několika cm a vlivem velké hmotnosti, popřípadě tlakem silného větru nebo kombinovaným namáháním může lámat i silné
větve, dokonce i celé stromy, vznikají havárie venkovních elektrických vedení
a částí různých vysílacích systémů. Hustota ledovky dosahuje hodnot 700 až
900 kg.m-3.
Náledí je vrstva pokrývající zemi, která vzniká zmrznutím dešťových kapek
nebo mrholení na zemi a nebo opětovným zmrznutím předtím odtátého sněhu.
Náledí vzniká i při opětovném zmrznutí rozježděného sněhu na komunikacích.
Poslední dva případy se též nazývají zmrazky. Náledí vzniká za teplot zemského povrchu pod bodem mrazu a na rozdíl od ledovky se na jeho tvorbě nepodílejí kapičky přechlazené vody.
- 72 (129) -
3.3.5.2
Kondenzace v nízkých vrstvách atmosféry
Kouřmo je jedním z hydrometeorů, který snižuje vodorovnou viditelnost nejvýše na I km. Kouřmo je atmosférický aerosol z mikroskopických vodních kapiček nebo z hygroskopických částeček vznášejících se ve vrstvě vzduchu při
zemi. Na rozdíl od mlhy není při kouřmu vzduch vodními parami právě nasycen, i když poměrná vlhkost je i při kouřmu vysoká. Kouřmo nelze zaměňovat
se zákalem, neboť ten je tvořen aerosolem z mikroskopických pevných částeček a snižuje dohlednost pod 10 km.
Mlha je atmosférický aerosol, který je složen z velmi malých vodních kapiček
popřípadě drobných ledových krystalků rozptýlených ve vzduchu, který snižuje
vodorovnou viditelnost ve vzduchu pod 1 km. Je jedním z hydrometeorů (meteorů tvořených soustavou vodních částic v pevném či kapalném skupenství).
Poměrná vlhkost při mlze bývá velmi vysoká, až 100 %. Mlha často doprovází
sychravé počasí. Mlhu lze rozdělit na 4 intenzitní stupně:
slabá mlha, viditelnost dosahuje 500 až 1000 m O mírná mlha, s viditelností 200 až 500 m
silná mlha, viditelnost dosahuje 50 až 200 m
velmi silná mlha, při které viditelnost klesá pod 50 m
Mlhy všech druhů vznikají tehdy, jestliže teplota vzduchu poklesne pod teplotu
rosného bodu nebo se této teplotě blíží za předpokladu, že v ovzduší je dostatečné množství účinných kondenzačních jader. K tomu dochází bud' ochlazováním vzduchu, jako při mlhách radiačních, advekčních a svahových, nebo
dodatečným zvýšením vlhkosti vzduchu, jako u mlh frontálních. Mlhy mohou
vznikat jak při kladných, tak při záporných teplotách vzduchu. Mlhy se dělí
podle několika hledisek, především podle vzniku, složení, vertikálního rozsahu,
podle místa vzniku atp.
Adiabatické mlhy vznikají následkem adiabatického ochlazování vzduchu,
například v důsledku místního poklesu tlaku vzduchu.
Advekční mlhy vznikají ochlazováním relativně teplého a vlhkého vzduchu při
jeho advekci nad chladnější povrch. Za advekční mlhy se považují též mlhy,
které vznikají zvýšeným výparem při přesunu studeného vzduchu nad teplý a
vlhký povrch.
Radiační mlhy vznikají izobarickým radiačním ochlazováním vzduchu aktivního povrchu, jehož teplota se snižuje v důsledku efektivního vyzařování. Tímto
způsobem vznikají mlhy především v noci, v zimním období se často udržují
po celý den.
Radiačně-advekční mlhy vznikají za spolupůsobení příčin vzniku radiačních a
advekčních mlh.
Vznik frontální mlhy je spojen s atmosférickou frontou. Její vznik souvisí jak s
advekčními změnami teploty vzduchu, tak s jeho dostatečným nasycením, způsobeným frontálními srážkami a před frontálním poklesem tlaku vzduchu.
Podle místa se tyto mlhy dělí na před frontální a za frontální.
Nad jezery se v důsledku vypařování často tvoří jezerní mlhy, nejčastěji na
podzim v nočních hodinách při slabém proudění studeného vzduchu nad relativně teplejší vodní hladinu. Od vodní hladiny se postupně rozšiřují do blízkého
- 73 (129) -
okolí, kde vyplňují terénní sníženiny až do určité výšky. Tento typ mlh vzniká i
prouděním teplého vzduchu nad chladnější povrch vodní hladiny. Stejně vznikají mlhy luční, říční, močálové atp.
Městské mlhy vznikají působením nečistot v ovzduší, hlavně zplodin procesů
spalování, ve velkých průmyslových aglomeracích. Vlivem kouře, sazí a dalších nečistot mají špinavě šedé zbarvení.
Přechlazené mlhy jsou tvořeny přechlazenými vodními kapičkami při teplotách
vzduchu hluboko pod bodem mrazu. Mají vyšší absolutní vlhkost než zmrzlá
mlha. proto působí značně sychravě. Častým projevem přechlazené mlhy je
tvorba námrazkových jevů, podobně jako při mrznoucí mlze.
Zmrzlé mlhy (též zvané ledové) jsou složeny z ledových krystalků a vyskytují
se při silných mrazech, kdy teploty klesají pod -30 oC. Mají nízký obsah vodní
páry, takže nepůsobí ani při vysoké poměrné vlhkosti sychravým dojmem.
Svahové neboli orografické mlhy vznikají na návětrných svazích kopců a hor v
důsledku ochlazování vystupujícího vzduchu po svazích. Podmínkou jejich
vzniku je stabilní teplotní zvrstvení nasyceného vzduchu. Pozorovateli v údolí
se jeví jako vrstevnatá oblačnost dosahující až na povrch svahu.
Údolní mlhy vznikají v terénních sníženinách následkem stékání chladnějšího
vzduchu po svazích, silnějšího ochlazování a v důsledku zvětšené vlhkosti
vzduchu. Při pozorování z vyšších poloh se údolní mlhy jeví jako jakési "ob
lačné moře".
3.3.5.3
Kondenzace ve volné atmosféře - oblaky
Při kondenzaci vodní páry ve volné atmosféře vznikají oblaky a z nich mohou
případně vypadávat srážky dešťové, sněhové nebo kroupy. K ochlazení potřebnému pro kondenzaci a vznik oblaků dochází v převážné většině případů při
výstupu vzduchu jeho adiabatickým ochlazováním. V některých případech
dochází k tvorbě oblaků ztrátou tepla způsobenou vyzařováním. Kondenzací se
vylučují vodní kapičky a ledové krystalky, které se udržují v ovzduší a dále
narůstají. Existují oblaky ledové, které se skládají pouze z elementů tuhé fáze
vody, oblaky vodní, složené výlučně z vodních částic v kapalné fázi, a oblaky
smíšené, ve kterých se vyskytuje voda jak v kapalné, tak v pevné fázi a kromě
toho i voda přechlazená. Smíšené oblaky jsou koloidně instabilní a mohou z
nich vypadávat atmosférické srážky. Kromě výše uvedených přirozených oblaků existují v atmosféře i oblaky vytvořené v důsledku lidské činnosti. Řadíme
mezi ně kupovité oblaky vytvářející se nad továrními objekty, zvláště nad komíny průmyslových komplexů, chladícími věžemi, při požárech a jaderných
výbuších. Mezi uměle vytvořené oblaky též řadíme kondenzační pruhy za letadly.
Oblak je viditelná soustava částic vody nebo ledu v atmosféře. Tato soustava
může obsahovat též produkty z průmyslových exhalátů, z kouře nebo prachu.
Mlha je obdoba oblaku, který se dotýká zemského povrchu.
Dnešní klasifikace oblaků třídí oblaky na základě jejich určitých charakteristik,
podle nichž jsou oblaky sdružovány do skupin. Nejčastěji se oblaky třídí podle
těchto hledisek:
- 74 (129) -
podle vzhledu neboli morfologie; morfologická klasifikace rozlišuje druhy,
tvary, odrůdy a zvláštnosti oblaků
podle vzniku a vývoje neboli geneze; u této klasifikace se přihlíží k místu
vzniku, jejich vertikálnímu vývoji atp.
podle výšky, tj. souboru hladin, v nichž se nejčastěji vyskytují; rozlišujeme
oblaky vysokého, středního a nízkého patra
podle složení rozlišujeme oblaky vodní, ledové a smíšené
První klasifikaci oblaků navrhl v roce 1802 francouzský přírodovědec J. B. A.
LAMARCK, avšak základem pro soudobou klasifikaci oblaků se stalo třídění
oblaků podle Angličana L. HOWARDA z roku 1803.
Klasifikace podle výšky
Podle výšky se oblaky rozdělují do 3 skupin podle hladin, v nichž se vyskytují.
Tyto oblaky se dělí na: oblaky vysokého patra, které se vyskytují v nadmořských výškách 3 až 8 km v polárních oblastech, 5 až 13 km ve středních zeměpisných šířkách a 6 až 18 km v tropech. Oblaky vyskytující se v těchto výškách
obvykle nezeslabují podstatně sluneční záření a ozářené předměty vrhají stíny;
oblaky středního patra, které se vyskytují v polárních oblastech ve výškách 2
až 4 km, ve středních zeměpisných šířkách od 2 do 7 km a v tropech od 2 do 8
km. Oblaky vyskytující se v těchto výškových hladinách zeslabují sluneční
záření a ozářené předměty ztrácejí své stíny. Slunce získává jakési mléčně
matné vzezření; oblaky nízkého patra, které se vyskytují ve výškách od povrchu země do 2 km.
Obr. 3.5 Schéma základních druhů oblaků
Morfologická klasifikace
Morfologická klasifikace oblaků vychází z rozboru jejich vzhledu. Oblaky se
dělí na 10 druhů, které obvykle korespondují s nadmořskými výškami, ve kterých se vyskytují. Latinské názvy oblaků jsou doplněny jejich zkratkou v závorce.
1. Cirrus (Ci) je oblak vysokého patra, který je charakterizován jako vzájemně
oddělené oblaky v podobě bílých jemných vláken, bílých plošek nebo úzkých
pruhů. Má vláknitý vzhled a často hedvábný lesk. Je tvořen ledovými krystal- 75 (129) -
ky. Oblaky druhu Ci bývají často průvodním jevem blížící se atmosférické
fronty, ale nevypadávají z nich srážky.
2. Cirrocumulus (Cc) je též oblak vysokého patra. Bývá uspořádán do menších
nebo větších skupin nebo vrstev bílých obláčků bez vlastního stínu, složených
z velmi malých ob lačných částí v podobě zrn nebo vlnek atp. Jednotlivé části
mohou být navzájem odděleny nebo mohou spolu souviset. Jsou většinou uspořádány pravidelně. Zdánlivá velikost jednotlivých částí zpravidla nepřesahuje 1
obloukový stupeň prostorového úhlu. Cc je oblakem zpravidla ledovým, avšak
může někdy obsahovat i kapky přechlazené vody. Vzniká následkem vlnových
nebo konvekčních pohybů v horní troposféře, nebo jeho výskyt souvisí s atmosférickými frontami, zejména studenými.
3. Cirrostratus (Cs) je posledním oblakem vysokého patra. Je charakterizován
jako průsvitný bělavý oblačný závoj vláknitého nebo hladkého vzhledu, který
úplně nebo částečně zakrývá oblohu a dává vznik halovým jevům. Podobně
jako oba předešlé typy je oblakem ledovým, srážky z něj nevypadávají a jeho
výskyt bývá příznakem blížící se atmosférické fronty. Vzniká též odtrháváním
horních vrstev jiného oblaku zvaného cumulonimbus.
4. Altocumulus (Ac) tvoří menší či větší skupiny nebo vrstvy oblaků bílé, někdy až šedé barvy. Tyto barvy mohou být různě kombinovány s různými odstíny. Oblaky se skládají z malých oblačných částí podoby vln, oblázků, valounů
atp., které mohou být navzájem oddělené nebo mohou spolu souviset. Mnohdy
mívají částečně vláknitý nebo rozplývavý vzhled. Zdánlivá velikost jednotlivých pravidelně uspořádaných částí bývá 1 až 5 stupňů prostorového úhlu. Ac
je vodním nebo smíšeným oblakem středního patra. Vzniká například následkem vlnových pohybů v atmosféře, při přetékání vzduchových hmot přes horské překážky nebo transformací z jiných druhů oblaků, což bývá jev charakteristický pro rozpad oblačnosti.
5. Altostratus (As) je dalším oblakem středního patra. Je charakterizován jako
šedá až modravá oblačná plocha nebo vrstva se strukturou vláknitou nebo žebrovitou, často též bez patrné struktury, pokrývající úplně nebo částečně oblohu.
Oblak bývá často tenký. Slunce pozorované přes As vidíme jako za matným
sklem. U oblaků druhu As se nevyskytují halové jevy. Je smíšeným, méně často vodním oblakem. Někdy svým rozsahem zasahuje i do vysokého patra. Vyskytuje se jako oblačná součást systémů teplých a studených front, kde vzniká
působením výkluzných pohybů teplého vzduchu. Srážky z As jsou spíše vzácné.
6. Stratus (St) je oblak nízkého patra. Tvoří jej šedá oblačná vrstva s dosti jednotvárnou základnou, z níž mohou vypadávat srážky v podobě mrholení, ledových jehliček případně sněhových zrn. Prosvítá-li vrstvou St slunce, jsou jeho
obrysy obvykle zřetelné. Stratus vyvolává halové jevy jen zcela výjimečně při
velmi nízkých teplotách. Někdy má podobu roztrhaných chuchvalců. V teplé
části roku je St zpravidla vodním oblakem. v zimě často obsahuje i ledové
krystalky. Typicky se tvoří pod výškovými inverzemi teploty vzduchu nebo v
důsledku ochlazení vzduchu od chladného podkladu. Svou strukturou se obvykle neliší od mlhy.
7. Stratocumulus (Sc) je smíšeným nebo vodním oblakem nízkého patra. Tvoří
jej šedé nebo bělavé, menší případně větší skupiny nebo vrstvy oblaků, které
mají téměř vždy tmavá místa. Oblak se skládá z částí podobných dlaždicím,
- 76 (129) -
oblázkům, valounům atp., ve většině případů má nevláknitý vzhled. Jednotlivé
části spolu souvisejí nebo mohou být oddělené. Zdánlivá velikost jednotlivých
částí Se je větší než 5 stupňů prostorového úhlu. Mohou z něj vypadávat srážky, které dosahují zemského povrchu. Sc vzniká především vlnovými pohyby
vzduchu nebo transformací z jiných oblaků, zejména ze St, resp. z jiné kupovité oblačnosti. Sc je často příznakem rozpadající se oblačnosti.
8. Nimbostratus (Ns) je šedá, často velmi tmavá oblačná vrstva nebo plocha,
která má vlivem vypadávání víceméně trvalých srážek matný rozplývavý
vzhled. Oblačná vrstva je tak hustá, že nelze určit polohu Slunce na obloze.
Pod touto vrstvou se vyskytují roztrhané oblaky (označované jako "oblaky
špatného počasí"), které mohou, ale i nemusí s touto vrstvou souviset. Nimbostratus je smíšeným oblakem, řidčeji vodním oblakem. Bývá vertikálně
značně mohutný (až několik km) a jeho základna se většinou vyskytuje v nízkém patře. Je typickým dešťovým oblakem, který bývá součástí většiny frontálních systémů. výškových cyklón. brázd nízkého tlaku vzduchu atp.
9. Cumulus (Cu) je hustý a ostře ohraničený oblak, vyskytující se osamoceně.
Vyvíjí se směrem vzhůru do tvaru kup nebo věží, tvarem připomíná květák.
Části ozářené Sluncem jsou oslnivě bílé, základna oblaku bývá poměrně tmavá
a vodorovná. Jedná se většinou o vodní oblak, avšak při značné vertikální mohutnosti může být i oblakem smíšeným. Nejčastěji vzniká působením termické
konvekce v případě, že horní hladina konvekce je výše než konvekční kondenzační hladina. Srážky z něj většinou nevypadávají, avšak při značné vertikální
mohutnosti z něj mohou vypadávat srážky v podobě krátkých přeháněk. Za
vhodných podmínek se může Cu dále vyvíjet v jiný typ oblaku - cumulonimbus
Cu bývají někdy roztrhané.
10. Cumulonimbus (Cb) je nejmohutnějším oblakem vůbec. Je charakterizován
jako mohutný a hustý oblak velkého vertikálního rozsahu v podobě hor, hradů
nebo obrovských věží. Alespoň část jeho vrcholu je hladká a vláknitá nebo
žebrovitá a téměř vždy zploštělá. Vrchol Cb se rozšiřuje do podoby kovadliny
nebo širokého chocholu. Pod základnou oblaku, která bývá často velmi nízko,
se vyskytují roztrhané oblaky, které mohou, ale i nemusejí s Cb souviset. Z Cb
mohou vypadávat srážky, které někdy nedosahují zemského povrchu, avšak
srážková činnost Cb bývá zvláště v teplé části roku velmi výrazná. S Cb jsou
často svázány přívalové lijáky, kroupy, v zimě se v souvislosti s jeho vznikem
vyskytují sněhové vánice. V teplé části roku mohou Cb doprovázet bouřky,
avšak Cb sám o sobě může vzniknout, aniž by vznikla bouřka. Vertikální rozsah Cb bývá značný, dosahuje často i několika km. Vyskytují se i případy, kdy
mohutné Cb "prorůstají" vzhůru tropopauzou až do spodní stratosféry, byly
zjištěny případy průniku 3 až 5 km nad tropopauzu. Meteorologickým radiolokačním pozorováním v ČR byly zjištěny vrcholky Cb ve výšce až 16 km nad
zemí. K těmto průnikům dochází nejčastěji na jaře či v létě mezi 14. až 21.
hodinou. Právě tropopauza většinou ohraničuje výšku Cb a brání jeho dalšímu
vertikálnímu vývoji. Pokud Cb dosáhne tropopauzy, jakoby se "roztékal" do
stran. Cb je obvykle komplexem složeným z několika bouřkových buněk, méně
často se skládá pouze zjedné bour1cové buňky. Vzniká působením intenzivní
konvekce, zejména na studených frontách a čarách instability. Ve vzácných
případech se utváří i na teplých frontách. Cumulonimby se vytvářejí i uvnitř
stejnorodé instabilní vzduchové hmoty, často za spolupůsobení orografických
faktorů. Z hlediska elektrické struktury je Cb zajímavý centrem záporného ná-
- 77 (129) -
boje v dolní části a centrem kladného náboje v horní části oblaku. Kromě toho
bývá pozorováno podružné centrum kladného náboje v oblasti jeho základny,
které je však vázáno na vypadávání srážek. V dopravě, zejména pak v letectví,
je Cb považován za značně nebezpečný jev, neboť se v něm vyskytují výstupné
i sestupné vzdušné proudy, dosahující nezřídka několik desítek m.s•1, intenzivní turbulence, námraza, elektrické výboje, kroupy (často velkých rozměrů).
Sestupné proudy, které často dosahují zemského povrchu, se vyskytují zvláště
v jeho týlové části.
Označení tvaru vychází ze vzhledu oblaku. I vzhled je v úzké souvislosti s genezí oblaku. Každý oblak může mít pouze jeden název podle tvaru. Mezinárodní klasifikace oblaků připouští následujících 14 tvarů.
3.3.6
3.3.6.1
Proudění v atmosféře
Vznik proudění
Prostřednictvím izobar lze na geografických mapách vyjádřit rozložení tlaku
vzduchu v určité hladině.
Existují místa s vyšším a nižším tlakem, neboť povrch Země se slunečním zářením ohřívá nerovnoměrně, což vede ke vzniku právě oněch tlakových rozdílů. Atmosféra se snaží jednotlivé nerovnosti rozložení tlaku vyrovnat, podobně
jako kapalina ve spojených nádobách. Částice vzduchu mají tendenci proudit
ve směru spádu tlaku vzduchu, označovaného jako tlakový gradient, tedy z
oblasti vyššího tlaku vzduchu do oblasti tlaku nižšího. Pokud by celý proces
probíhal podle tohoto ideálního schématu, tlak by se brzy vyrovnal a ve všech
hladinách by měl stejnou hodnotu. Takovému pohybu brání urychlující síla
zemské rotace tzv. Coriolisova síla, působící na každé hmotné těleso, tedy i
vzduchovou částici, která se pohybuje vůči zemskému povrchu. Plochy stejného tlaku vzduchu (izobarické plochy) nejsou v tomto případě rovnoběžné s
úrovní hladiny moře, ale protínají ji. Průsečnicím těchto ploch s mořskou hladinou říkáme izobary. Pomocí izobar můžeme na geografických mapách znázornit rozložení tlaku vzduchu v určité hladině, nejčastěji právě u hladiny moře.
Coriolisova síla vzniká díky rotaci Země; kdyby Země nerotovala, žádná
urychlující síla by neexistovala.
Tato síla působí vždy kolmo na směr pohybu. Na severní polokouli jej odklání
vpravo, na jižní vlevo. Velikost Coriolisovy síly roste se zeměpisnou šířkou.
Na rovníku je rovna nule, na pólech dosahuje maxima. Dále roste s rychlostí
pohybu.
Rychlost pohybu je přímo závislá na tlakovém spádu, vyjádřeném horizontálním barickým gradientem. Jako jednotka se používá spád tlaku 1 hPa na 111,2
km, což je vzdálenost jednoho poledníkového stupně na rovníku. Obvyklé
hodnoty se pohybují kolem 1 až 2 hPa/111,2 km, extrémní hodnoty dosahují 15
až 20 hPa/l11,2 km.
Jestliže některá část zemského povrchu je zahřátá více než okolní plochy, ohřívá se také sloupec vzduchu nad ní. Sloupec vzduchu se rozpíná, a to především
vzhůru, čímž se vyzvedává.
- 78 (129) -
Obr. 3.6 Coriolisova síla
Současně se také vzdouvají izobarické plochy, neboť v teplejším vzduchu ubývá tlak s výškou pomaleji. Převýšení izobarických ploch je větší se stoupající
výškou. Zatímco vzduch u povrchu země zůstává v klidu, ve vyšších hladinách
nastane roztékání vzduchu do stran, které je tím rychlejší, čím výše stoupáme.
Roztékání způsobí zmenšení hmotnosti sloupce vzduchu nad zahřátou částí
povrchu a zvětšení hmotnosti okolního vzduchu. Tím se také tlak v teplém prostoru zmenšuje, kdežto v jeho okolí se zvětšuje, hlavně u povrchu země. Projevuje se to prohnutím izobarických ploch v konkávním tvaru. U země jsou izobarické plochy prohnuty směrem dolů, je zde tlaková níže; v horních hladinách
jsou izobarické plochy vyduté směrem nahoru, nachází se zde tlaková výše. Do
tlakové níže u povrchu země proudí vzduchu z okolí, kde je tlak vyšší. Vzduch
se z oblasti tlakové výše roztéká v horních hladinách do stran. V teplém vzduchu vznikne výstupný proud, který nahrazuje úbytek vzduchu ve vyšších hladi-
- 79 (129) -
nách, po stranách klesá chladnější vzduch dolů. Vzniká uzavřená místní cirkulace s výstupným proudem uprostřed, tzv. kladná termická cirkulace. Opačný
proces, zvaný záporná termická cirkulace, vzniká působením chladného místa
na povrchu země, kde nastává proudění opačného směru. V centru je sestupný
proud, při zemi je oblast vyššího tlaku vzduchu, z níž se vzduch roztéká do
stran.
Vzniknou-li v určité horizontální rovině nějaké tlakové rozdíly, uvedou se
vzduchové částice do pohybu. Nejprve se budou pohybovat ve směru gradientu, ale jakmile se dají do pohybu, začne se svými účinky projevovat Coriolisova síla a začne odklánět pohybující se částice na severní polokouli vpravo, na
jižní vlevo od směru největšího gradientu. Velmi rychle dojde k vyrovnání tlaků, kdy síla způsobená rozdílem tlaku vzduchu bude v rovnováze se silou Coriolisovou, ale budou navzájem opačně orientované. Částice pak proudí ve
směru izobar rychlostí úměrnou jejich vzdálenosti.
3.3.6.2
Cyklonální a anticyklonální proudění
Tlaková níže (označovaná velkým písmenem N nebo písmenem L) nebo tlaková výše (označovaná písmenem V nebo H) se v určité hladině vyznačuje tím,
že izobary jsou uzavřené a zakřivené kolem jádra tlakového útvaru. Proudění
vzduchu je způsobováno rozdílem tlaku ve směru největšího tlakového gradientu, tedy kolmo na izobary. U tlakové níže směřuje tlakový gradient do jejího
středu. Proudění, které vznikne, se vlivem urychlující síly stáčí, takže kolem
níže vytvoří spirálovité proudění, jež se sbíhá do jejího středu. U tlakové výše
se vytvoří proudění, které se spirálovitě rozbíhá z jádra tlakového útvaru.
Oblast tlakové níže s cirkulací vzduchu proti směru hodinových ručiček (na
severní polokouli) se nazývá cyklóna. Horizontální barický gradient bývá v
cyklónách značně velký. Vítr, který dosahuje značných rychlostí, proudí šikmo
ke směru izobar. Vzduch proudící do tlakové níže se zde nehromadí, ale vystupuje v centru cyklóny vzhůru do horních vrstev troposféry, kde se roztéká do
okolí na všechny strany. Důsledkem výstupu vzduchu dochází ke kondenzaci
vodních par, k tvorbě oblačnosti a srážek.
Oblast tlakové výše se nazývá anticyklóna.
Vzduch se roztéká z jádra anticyklóny na všechny strany a jeho směr je urychlován na severní polokouli doprava, takže proudí ve směru hodinových ručiček
kolem jádra vysokého tlaku, šikmo k izobarám. Tlakové výše jsou mohutnějšími a rozsáhlejšími tlakovými útvary než cyklóny. V anticyklóně sestupuje
vzduch z vyšších hladin k zemskému povrchu a po obvodu anticyklóny se roztéká. V jejím středu jsou malé horizontální tlakové gradienty, což v důsledku
vede k malému proudění.
V sestupných proudech nenastává kondenzace, proto se zde nevyskytují ani
srážky. Vzduch v tlakových výších bývá obvykle suchý. Existuje-li cyklóna a
anticyklóna v těsném sousedství, proudí vzduch z anticyklóny do oblasti tlakové níže. Platí zde barický zákon větru, tzv. Buys-Ballotův zákon, který říká, že
pokud stojíme zády k větru, je střed tlakové níže mírně před námi po levé ruce,
střed tlakové výše je na pravé straně poněkud vzadu. Ve výšce, kde proudění
vzduchu už není ovlivňováno třením, platí toto pravidlo přesněji než při zemi a
lze jej formulovat takto: vítr ve volné atmosféře vane téměř rovnoběžně s izobarami, přičemž vyšší tlak zůstává na severní polokouli vpravo. Tento zákon
- 80 (129) -
zformuloval v roce 1860 holandský meteorolog CH. H. D. BUYS-BALLOT.
Proudění v horních hladinách má směr opačný.
3.3.6.3
Vítr
Proudění vyvolané přemísťováním vzduchových hmot nazýváme větrem. Vítr
patří mezi základní meteorologické prvky a je charakterizován rychlostí a směrem. Jako vektor jej můžeme rozložit do dvou směrů, vertikálního a horizontálního. Vertikální složka je však velmi malá, a proto považujeme vítr za horizontální pohyb částic. Rychlost větru se udává v m.s-1 nebo v km.h-l. Směr bývá určen azimutem (úhlem, který svírá vektor od poledníku) nebo pomocí světových stran. Vždy je udáván směr, odkud vítr vane. Hovoříme-li o severním
větru, myslíme tím proudění od severu.
U zemského povrchu je rychlost větru značně proměnlivá. Uvnitř proudu vznikají turbulence. Je-li turbulence vlivem velké drsnosti povrchu příliš velká,
hovoříme o nárazovitosti větru. Nárazovitost roste s rychlostí větru, ovlivňuje ji
i stabilita teplotního zvrstvení atmosféry a vzdálenost od zemského povrchu.
Velká nárazovitost je velmi nepříjemným jevem zvláště pro letecký provoz.
Letadlo bývá vystaveno podélným i příčným výkyvům a změnám výšky. Létat
za takových podmínek je velmi obtížné a u citlivých osob mohou nastat i fyziologické potíže.
Rychlost větru má denní periodicitu. V přízemní vrstvě nastává minimum v
nočních hodinách. Po východu Slunce vítr postupně zesiluje a dosahuje maxima kolem 13. hodiny. Ve vyšších vrstvách (100 m a výše) je denní chod opačný. Určitou periodicitu vykazuje i směr větru. V přízemní vrstvě se vítr stáčí od
rána do poledních hodin poněkud vpravo, odpoledne se stáčí zpět vlevo. Ve
vyšších vrstvách je směr stáčení opět opačný.
Vítr s rychlostí větší než 20 m.s-1 (72 km.h-1) označujeme jako vichřici. V nižších polohách nastává poměrně vzácně, avšak na horách je poměrně častá,
zvláště v zimě. Zcela výjimečně se lze v našich zeměpisných polohách setkat s
větrem o rychlostech 40-50 m.s-1 (144-180 km.h-1). Jinde ve světě se lze setkat
s rychlostmi větru podstatně vyššími. Při ničivém tornádu v Oklahomě (USA)
v květnu 1999 byla zaznamenána rekordní rychlost přesahující 140 m.s-1(500
km.h-1).
Předpověď směru a rychlosti větru je velmi obtížná a vychází při zpracování z
předpovědí tlakového pole.
V blízkosti zemského povrchu je navíc silně ovlivňována místními faktory.
Vzduchové hmoty nezůstávají v oblastech, nad kterými vznikly, ale přemísťují
se pod vlivem zemské cirkulace a někdy se značně vzdálí od místa svého vzniku. Při tomto postupu mění své vlastnosti, transformují se. Hmotu, která se při
svém postupu neustále ochlazuje, nazýváme teplou vzduchovou hmotou. Naopak hmotu, která se neustále otepluje, označujeme jako studenou vzduchovou
hmotu. Hmota, která z nějakých příčin zůstává nad oblastí, se nazývá místní
vzduchovou hmotou. Všechny tři druhy vzduchových hmot mohou být stabilní
či instabilní.
- 81 (129) -
Plošný rozsah vzduchových hmot činí až miliony km2, jejich vertikální mohutnost bývá několik kilometrů, v některých případech dosahuje až ke stratosféře.
Místní větry
Místní větry vznikají v menších, popřípadě nějak ohraničených či uzavřených
oblastech, následkem nestejného ohřívání různých částí zemského povrchu.
Také místní geografické podmínky mohou způsobit vznik místních větrů.
Bríza je vítr uzavřené brízové cirkulace vzduchu. Vytváří se zejména v pobřežních oblastech a má velmi výrazný denní chod. Je způsoben tepelnými a teplotními rozdíly mezi pevninou a vodními plochami. Ve dne vane od moře na
pevninu, v noci z pevniny na moře. Vyskytuje se též u velkých vodních nádrží.
Nejsilnější je v poledních hodinách, kdy dosahuje rychlosti až 7 m.s-1. V noci
má výrazně nižší rychlost, jen 1 až 2 m.s-1. Vytváří pravidelnou cirkulaci na
pobřežích a zasahuje do vzdálenosti asi 20 až 30 km od pobřeží, kde se zvedá
jako výstupný proud a vytváří podél pobřeží řadu kupovitých oblaků. Výšková
mohutnost proudu však není velká, pouze mezi 800 až 1000 m. Ve výšce 1500
až 3500 m se vrací zpětný proud nad moře, kde sestupuje a uzavírá celý koloběh.
Horské a údolní větry vznikají nestejným ohříváním vzduchu nad rovinou a v
horských údolích, která ústí do roviny. V noci proudí chladný vítr údolím do
roviny (horský vítr). Ve dne je údolní proudění opačné (údolní vítr). Vítr proudí z roviny údolím a v horní části údolí se zvedá nahoru do volné atmosféry.
Cirkulace údolních a horských větrů je uzavřená. Ve výšce jsou zpětné proudy,
které směřují ve dne z horských oblastí nad rovinu, v noci směřují opačně. V
údolích navíc působí kromě podélného proudění ještě příčná cirkulace, která
vzniká nestejným ohříváním a ochlazováním úbočí, úpatí a temen svahů. Také
tato cirkulace je uzavřená a střídá směr ve dne a v noci.
Fén je označení pro sestupný proud teplého a suchého vzduchu z hor při jasné
obloze. Vzniká při proudění vzduchu přes horský hřeben jako pseudoadiabatický děj. Na návětrné straně vystupuje proudící vzduch do výšky a ochlazuje se
průměrně o 1 °C/100 m. Po dosažení kondenzační hladiny je pokles jeho teploty menší (mezi 0,5 až 0,7 °C/100 m). Při dalším výstupu dochází ke srážkám,
často velmi vydatným, čímž se z vystupujícího proudu vyloučí značné množství vody. Při přechodu přes hřeben klesá vzduch do údolí a začne se oteplovat
podle nasyceně adiabatického gradientu. Vodní kapičky ve vzduchu se vypařují
a oblaky se rozpouštějí. Po přechodu přes horský hřeben je vzduch zbaven
značného množství vody, proto k vypaření kondenzované vody dojde v mnohem větší výšce, než je hladina kondenzace na návětrné straně. Na návětrné
straně se u vrcholků pohoří vytváří oblačný fénový val.
- 82 (129) -
Obr. 3.6 Vznik fénu
Dráha oteplovaného vzduchu na závětrné straně je delší než jeho dráha při
ochlazovánÍ. Oteplení sestupujícího vzduchu je větší, než činilo jeho ochlazení
při výstupu.
Bóra (mistrál) je studený, nárazový vítr, který vane rychlosti vichřice z pevniny na moře. Vzniká za zvláštních podmínek na závětrné straně hor, hlavně za
průsmyky. Studená hmota se zastaví a hromadí před překážkou, až dosáhne
úrovně průsmyku. Pak začne přetékat, a to velice rychle a bouřlivě, do oblasti
za průsmyky, kde se projevuje jako studený padavý vítr o rychlostech 20 m.s-l s
nárazovitostí až 60 m.s-1. Oteplení vzduchu nebývá tak značné jako při fénovém proudění, protože při bóře se nepřekonávají velké výškové rozdíly
Monzun je projevem mohutné cirkulace vzduchu mezi oceánem a pevninou s
převládajícím směrem proudění v jednom pololetí. Rozlišují se monzuny letní,
zimní, tropické a mimotropické. Pojem monzun se užívá především pro sezónní větry v troposféře určité oblasti. Hraje významnou roli ve všeobecné cirkulaci v atmosféře, především pak v dějích, které kompenzují nerovnovážné stavy
v atmosféře. V zimě, kdy je nad pevninou oblast vysokého tlaku vzduchu, směřuje proudění směrem nad oceán; v létě, kdy je nad pevninou tlaková níže,
směřuje monzun nad pevninu a přináší od moře vlhkost a deště. Monzuny se
vyskytují hlavně v jihovýchodní Asii.
3.3.6.4
Všeobecná cirkulace v atmosféře
Vzhledem ke skutečnosti, že zemská atmosféra není homogenní a působí zde
urychlující síla zemské rotace (Coriolisova síla), dochází k jistým charakteristickým jevům. V dalším textu se zaměříme zejména na proudění na severní
polokouli.
Vystupující teplý vzduch nad rovníkem by měl proudit k severu, avšak postupně se odchyluje směrem k východu a v zeměpisných šířkách 300-350 dostává
západní směr, klesá z vyšších vrstev a vytváří na obou polokoulích v oblastech
subtropů tlakové výše. V nižších vrstvách atmosféry dochází k roztékání vzduchu částečně do mírných šířek a částečně k jihu, zpět k rovníku. Vlivem Coriolisovy síly zde vane severovýchodní vítr zvaný pasát. Jihozápadní vítr, podle
této teorie vanoucí ve vyšších hladinách od rovníku k subtropům, bývá nazýván antipasátem, avšak aerologická měření v tropických oblastech existenci
antipasátu nepotvrdila. Tento zjednodušený model pasátového proudění popsal
v roce 1735 G. HADLEY, podle něj byl nazván Hadleyovou buňkou. Je to
zjednodušený model cirkulace v tropických oblastech, podle kterého se nadbytek tepla v blízkosti rovníku mění na kinetickou energii. Značná část tepla se
- 83 (129) -
spotřebuje na výpar a přenáší se současně s proudícím vzduchem ve formě latentního tepla. Na jižní polokouli by měla podle této teorie všeobecná cirkulace
probíhat následovně: teplý vzduch vystupující nad rovníkem proudí ve vyšších
vrstvách nejprve k jihu, avšak Coriolisovou silou je postupně stále více odkláněn na proudění jihozápadní a v subtropech na západní. Toto západní proudění
se podílí na vzniku subtropických anticyklón, od nichž se v přízemní vrstvě
vrací vzduch zpět k rovníku v podobě jihozápadního pasátu a uzavírá tak druhou (jižní) část Hadleyovy buňky.
Zhruba mezi 30. a 60. rovnoběžkou obou polokoulí převládají jihozápadní a
západní větry. Cirkulace v této oblasti není příliš výrazná a je narušována pře
Obr. 3.7 Globální proudění – všeobecná cirkulace vzduchu
chody tlakových níží. V mírných zeměpisných šířkách se vyskytují větry všech
směrů, převládají však západní směry. V oblasti 60. rovnoběžky obou polokoulí stoupá vzduch vzhůru a ve vyšších vrstvách atmosféry proudí k pólům. V
polární oblasti se vzduch hromadí a sestupuje, čímž se tvoří rozsáhlé tlakové
výše. Vzduch se začíná roztékat všemi směry, avšak převládají směry severovýchodní a východní, na jižním pólu pak jihovýchodní a východní. Tato situace je ve skutečnosti narušována přechodem tlakových níží.
Všeobecnou cirkulaci v atmosféře se doposud nepodařilo zcela objasnit. V základních fyzikálních modelech je velmi složité vyjádřit nerovnoměrné rozdělení pevnin a oceánů a vliv mořských proudů na přízemní vrstvy atmosféry. Všeobecná cirkulace se řídí vnitřními zákonitostmi, zákony pohybu a složitých
přeměn jedné energie v jinou.
K základním zákonitostem všeobecné cirkulace atmosféry patří:
1.
převážně vírový charakter atmosférických pohybů
2.
převaha (až desetinásobná) rychlosti horizontálních pohybů nad vertikálními ve velkoprostorovém měřítku
3.
převládání zonálního proudění (ve směru rovnoběžek) nad meridionálním (ve směru poledníků)
- 84 (129) -
4.
nestacionámost pohybů atmosféry, jejich neustálá proměnlivost a nepřetržité změny atmosférické cirkulace a jejích složek
5.
změny směru a rychlosti proudění spolu s nerovnoměrným rozdělením
pohybové energie ve vertikálním a horizontálním směru
6.
změny směru a rychlosti proudění v jednotlivých sezonách roku
Obr. 3.8 Řez cirkulací nad Zemskou polokoulí
Nad mezní vrstvou atmosféry, kde lze zanedbat vliv tření, směřuje obecně horizontální tlakový gradient od rovníku k pólům a vlivem urychlující síly zemské rotace převládá v troposféře a ve spodní stratosféře přenos vzduchových
hmot od západu k východu, především v mírných a vysokých zeměpisných
šířkách.
Kromě vírových pohybů jsou pro atmosféru typické i vlnové pohyby, k nimž
patří především pohyby vyvolané atmosférickými slapy (periodickými pohyby
zemské atmosféry vyvolanými gravitačními účinky Slunce a Měsíce), kolísání
výšky tropopauzy, vlnové pohyby na hranici vrstev atmosféry s odlišnou hustotou a vlny způsobené deformací proudění reliéfem.
3.3.7
Klimatologie
V kterémkoliv místě naší planety se počasí mění, a to jak během měsíce, ročního období, roku, tak i v různých letech. Máme-li možnost sledovat počasí na
určitém místě po dobu několika let, zjistíme, že pro dané místo existují určité
meze, mezi kterými počasí nabývá charakteristických rysů pro danou oblast
během jednotlivých ročních období. Počasí v tomto případě chápeme jako
- 85 (129) -
konkrétní, v časovém úseku existující atmosférické podmínky při povrchu Země i v různých výškách nad jejím povrchem.
Klima neboli podnebí je dlouholetý souhrn podmínek počasí, typických pro
dané místo. Vyjadřuje dlouhodobý charakteristický režim počasí, podmíněný
energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, lidskými zásahy a dalšími faktory.
Podnebí je významnou složkou krajiny, určuje její ráz i využitelnost a pro svou
geografickou podmíněnost je jevem na Zemi neopakovatelným. Hovoříme proto jen o typech podnebí, které bývají na Zemi uspořádány obvykle pásmově.
Charakteristika podnebí se obvykle uvádí pomocí průměrů meteorologických
prvků a jevů, doplněných o extrémy a četnosti, popřípadě o další statisticky
významné charakteristiky.
Podnebí určité oblasti se vyznačuje jistou stálostí, která spočívá v tom, že statistické charakteristiky souboru klimatických prvků vypočítané za různá delší
časová období (desítky let) se poměrně málo liší. To však nevylučuje výrazné
změny podnebí, ke kterým došlo během geologických epoch Země, ani mírnější výkyvy a kolísání podnebí v průběhu kratších časových etap (stovky, popř.
tisíce let). Podle měřítka dějů, které utvářejí podnebí, nebo podle jeho prostorového rozsahu rozeznáváme makroklima, mezoklima, mikroklima, popřípadě
místní podnebí.
Studiem podnebí se zabývá obor zvaný klimatologie.
Makroklima je podnebí utvářené převážně vlivy atmosférických vírů s vertikální osou v oblastech o horizontálních rozměrech alespoň stovek kilometrů.
Určujícím faktorem makroklimatu je všeobecná cirkulace atmosféry a energetická bilance závislá na zeměpisné šířce a na rozložení pevnin a oceánů. Horní
hranicí je tropopauza, dolní hranicí je výška, nad níž aktivní povrch již nepodmiňuje utváření mezoklimatu. Meteorologická měření prováděná ve 2 metrech
nad zemí je možno považovat za makroklimatologicky reprezentativní jen v
případě, že výstižně charakterizují klimatické poměry dostatečně širokého okolí.
Mezoklima je podnebí o horizontálních rozměrech řádově desítek km, v němž
se kromě vlivů cirkulačních prvků s vertikální, ale i s horizontální osou vírů.
Uplatňují se zde prvky tření o zemský povrch a turbulence. Dle některých autorů je synonymem mezoklimatu místní podnebí, které je ještě těsněji vázáno na
morfologii zemského povrchu, jeho geologické složení a rostlinnou pokrývku.
V rozsahu místního podnebí mohou vznikat místní cirkulace, např. horské a
údolní větry, vytvářet se jezera studeného vzduchu apod.
Mikroklima je podnebí nejmenších prostorových rozměrů, v horizontálním
měřítku řádově v desítkách až stovkách metrů. Uplatňují se zde vlivy cirkulačních prvků s jakoukoliv polohou osy vírů. Mikroklima je vertikálně omezeno
na vrstvu vzduchu přiléhající k zemskému povrchu, v níž se projevují odlišnosti od podnebí širšího okolí. Zvláštním druhem mikroklimatu je mikroklima
uzavřených prostor neboli kryptoklima.
3.3.7.1
Klimatotvorné faktory
Klimatvorné procesy jsou vyvolávány působením klimatvorných (klimatických) faktorů, ke kterým patří faktory:
- 86 (129) -
1.
astronomické, vyplývající z postavení Země vůči Slunci, z jejího pohybu a tvaru (zejména sférický tvar Země, její rotace, doba oběhu kolem Slunce a
sklon zemské osy k rovině ekliptiky). Astronomické faktory určují tok zářivé
energie Slunce dopadající na Zemi;
2.
cirkulační, které se uplatňují při utváření klimatu v určité oblasti. Tyto
faktory působí různě v rozdílných kategoriích podnebí. Planetární cirkulace •.
ovlivňuje podnebí velkých územních celků, zatímco v klimatických poměrech
menších oblastí se uplatňují cirkulační vlivy mezo- a mikroměřítka. Cirkulační
faktory se projevují buď ve všech, nebo jen v některých meteorologických prvcích, což je možno pozorovat bud' po celý rok, nebo jen v některé roční době či
denní hodině (větrné poměry, výskyt mlh, inverzí, teploty a vlhkosti vzduchu
atp.);
3.
geografické, ke kterým patří nadmořská výška, zeměpisná šířka, rozložení pevnin a oceánů, vzdálenost od moře, tvar reliéfu zemského povrchu,
mořské proudy, výskyt vody na pevnině a půdní, rostlinný a sněhový kryt. Tyto
vlivy vyvolávají fyzicko geografickou podmíněnost a specifičnost klimatvorných procesů, a tím i podnebí;
4.
radiační, mezi které patří ostatní toky zářivé energie podmíněné transformací slunečního záření v atmosféře a na zemském povrchu, jako je záření
přímé, rozptýlené, odražené, vyzařování zemského povrchu a atmosféry. Radiační klimatvorné faktory jsou ovlivňovány hlavně geografickými faktory klimatu, zejména zeměpisnou šířkou a nadmořskou výškou].
5.
antropogenní, tedy faktory způsobené lidskými zásahy, zejména výrobou energií, následným růstem koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu a
růstu koncentrace atmosférického aerosolu, které způsobují změny radiačního a
tepelného režimu atmosféry.
3.3.7.2
Klasifikace klimatu
Existují přísně vědecké podrobné klasifikace klimatu na celé zeměkouli, klasifikace jednotlivých zeměpisných oblastí, dokonce i jednotlivých zemÍ. Různí
autoři sestavili podle rozdílných znaků a hledisek, např. klimatologických indexů, značný počet klasifikací podnebí, které lze v podstatě rozdělit do dvou
skupin: a) efektivní neboli konvenční klasifikace podnebí, vycházející z projevů určitých klimatických poměrů (charakteristický vegetační kryt, odtokové
poměry), které jsou popisovány pomocí konvenčně zvolených kritérií; b) genetické klasifikace podnebí, vypracované podle rozhodujících podmínek utváření
podnebí, zejména podle všeobecné cirkulace atmosféry.
Nejjednodušší a nejznámější klasifikace je podle teplotního režimu a srážek.
Podle teplotního režimu rozlišujeme klima chladné, mírné a teplé. Z hlediska
režimu srážek pak můžeme rozdělovat tyto druhy klimatu na vlhké, přímořské
s malými teplotními změnami a suché, vnitrozemské (kontinentální) s prudkými výkyvy teplot. V Antarktidě je tedy chladné kontinentální klima, v Arktidě
chladné přímořské klima, ve východní Evropě mírné kontinentální klima, v
západní Evropě mírné přímořské klima, v severní Africe teplé kontinentální
klima atp. Tato klasifikace klimatu nezahrnuje mnohé významné klimatické
oblasti, jakými jsou například oblasti monzunů, vysokohorské oblasti atp.
- 87 (129) -
Klasifikace podle Koppena
Nejrozšiřenější efektivní klasifikace podnebí pochází od německého meteorologa W. KOPPENA, která je založena na rozložení teplot a atmosférických
srážek ve vztahu k vegetaci. Tato klasifikace rozlišuje 5 hlavních klimatických
pásem (A až E), které se dále dělí podle rozložení srážek a teploty v průběhu
roku na 11 základních klimatických typů, jejichž hranice jsou určeny izotermami nejteplejších a nejchladnějších měsíců a poměrem průměrné roční teploty vzduchu a ročního úhrnu srážek se zřetelem na jejich roční rozložení:
A - TROPICKÉ PODNEBÍ
je označením pro horké podnebí tropických šířek, tedy podnebí suchých i vlhkých tropů. Podle srážkových poměrů se rozlišuje
1.
podnebí tropického dešťového pralesa
s trvale vysokou teplotou a vlhkostí vzduchu a vysokými ročními úhrny srážek.
Vyznačuje se poměrně jednotvárným charakterem počasí, takže počasí jednotlivých dní vystihuje dostatečně ráz podnebí. V tomto typu podnebí jsou příznivé podmínky pro existenci tropického dešťového pralesa. Průměrná teplota
vzduchu nejstudenějšího měsíce je vyšší než 18°C, průměrný úhrn srážek nejsuššího měsíce je 60 mm;
2.
periodicky suché podnebí savan
s dlouhou suchou zimou, poměrně krátkým deštivým létem a vysokými teplotami vzduchu po celý rok. Charakteristickou rostlinnou formací jsou savany
tvořené travinami, místy s křovinami a skupinami stromů. Vyskytuje se ve
značné části tropické Afriky, v Indií na plošině Dekan, v jihovýchodní Asii, v
severní Austrálii, v jižní Americe, zejména jižně od Amazonky. Podle jiných
autorů se tento druh klimatu nazývá podnebí pasátové;
B - SUCHÉ PODNEBÍ rozlišované na
3.
podnebí stepní
suché klima s ročními úhrny srážek obvykle nižšími než 450 mm a s horkým
létem. Oblasti stepního klimatu jsou bezlesé, porostlé travinami. Stepi v různých částech Země mají místní názvy, např. v Jižní Americe se nazývají pampy, v Severní Americe prérie, v Maďarsku pusta. Stepi mírných šířek mají
chladnou až studenou zimu (Mongolsko, Zabajkalí apod.), stepi subtropických
a tropických šířek mívají zimu teplou;
4.
podnebí pouštní
velmi suché podnebí, které je utvářeno převážně radiačními faktory klimatu. V
důsledku nedostatku vláhy a vegetace je nízká spotřeba tepla na výpar, což
vede k velké denní amplitudě teploty vzduchu. Pouštní klima se dále vyznačuje
malou oblačností, dlouhým trváním slunečního svitu, řídkým výskytem padajících atmosférických srážek a velkým zákalem. Časté jsou prachové víry a písečné bouře;
C - MÍRNĚ TEPLÉ A DEŠTIVÉ PODNEBÍ
Hranici tohoto pásma tvoří na rovníkové straně izoterma nejchladnějšího měsíce v roce 18°C a na polární straně izoterma nejchladnějšího měsíce -3°C. Roční
- 88 (129) -
úhrny srážek musí přesahovat hodnoty stanovené KOPPENEM jako hranice
suchosti. V závislosti na typu ročního chodu srážek se toto podnebí dělí na:
5.
podnebí se suchou zimou;
6.
podnebí se suchým létem;
7.
podnebí s dostatečnými srážkami v průběhu celého roku;
D - PODNEBÍ BOREÁLNÍ (též MÍRNĚ STUDENÉ)
Chladné podnebí mírných zeměpisných šířek severní polokoule se zřetelně
odlišenými ročními obdobími. Vyznačuje se sněžnou tuhou zimou a krátkým,
poměrně horkým létem. Jižní hranicí pásma s boreálním podnebím je poloha
izotermy -3 oC nejchladnějšího měsíce a severní hranicí je poloha izotermy
100C nejteplejšího měsíce. Rozprostírá se jižně od pásma tundry a vegetačně
mu odpovídají rozsáhlé, převážně jehličnaté lesy Euroasie (sibiřská tajga) a
severní Ameriky. Na jižní polokouli se boreální podnebí nevyskytuje. Boreální
podnebí se dále dělí na
8.
žek;
podnebí se studenou a vlhkou zimou se stejnoměrným rozdělením srá-
9.
žek;
podnebí se studenou a suchou zimou s výrazným ročním chodem srá-
E - SNĚHOVÉ (či SNĚŽNÉ nebo LEDOVÉ) PODNEBÍ kde se rozlišuje
10.
podnebí tundry nebo výškové podnebí (nad 3000 m)
To je podnebím studeného pásma s vhodnými podmínkami pro tundrovou vegetaci (mechy, lišejníky, traviny, místy i křoviny). Pro růst stromů je příliš studené, ale nevytváří se v něm stálá pokrývka sněhu či ledu. Velké plochy zaujímá dlouhodobě zmrzlá půda. Zima je zde dlouhá a drsná, s průměrnou teplotou
v lednu od -5 do -35 oC. Léto je krátké a chladné, s průměrnou teplotou nejteplejšího měsíce od 0 do +10 oC. Převažuje zde velká oblačnost a průměrný roční
úhrn srážek je kolem 200 mm.
11.
podnebí trvalého mrazu (ledové podnebí)
Velmi drsné klima, které se vyskytuje v Grónsku (s výjimkou některých pobřežních oblastí), v centrální Arktidě i v Antarktidě. V zimě klesají průměrné
měsíční teploty v Arktidě na -40 oC, v centru Antarktidy na -50 až -70 oC, ojediněle i pod -80 oC. Průměrná teplota vzduchu nejteplejšího měsíce je nižší než
0 oC. V letních měsících dosahuje na pobřeží Antarktidy hodnot kolem -5 oC, v
centrálních oblastech, v blízkosti tzv. pólů nedostupnosti od -30 do -35 oC. V
Arktidě je léto teplejší s měsíčními průměry teploty vzduchu kolem 0 oC.
Klasifikace klimatu podle Alisova
Klasifikace podnebí dle B. P. ALISOVA patří do genetické klasifikace podnebí
Země. Základem pro třídění je převládající výskyt geografických typů vzduchových hmot v určité oblasti. Za hlavní klimatická pásma považuje Alisov
území, v nichž se vyskytuje prakticky po celý rok stejný typ vzduchové hmoty,
např. v rovníkovém pásmu rovníkový vzduch. Přechodnými pásmy jsou území,
v nichž dochází k sezónnímu střídání dvou různých hmot vzduchu. Například v
pásmu rovníkových monzunů se střídá rovníkový vzduch se vzduchem tropickým. Alisov rozlišuje tato klimatická pásma:
- 89 (129) -
1.
rovníkové, neboli ekvatoriální
2.
rovníkových monzunů, neboli subekvatoriální
3.
tropické
4.
subtropické
5.
mírných šířek
6.
subarktické (na severní polokouli) a subantarktické (málo výrazné, na
jižní polokouli)
7. arktické (na severní polokouli) a antarktické (na jižní polokouli)
Hranicemi mezi těmito pásmy jsou většinou zimní či letní polohy klimatologických front. Každé z uvedených šířkových pásem se dále dělí na 4 základní
typy podnebí: kontinentální, oceánské, západních břehů a východních břehů.
Oceánické (maritimní) klima se vyznačuje velkou teplotní vyrovnaností v průběhu dne i v průběhu roku.
V některých přímořských oblastech je roční amplituda průměrných teplot 6 oC
(Kanárské ostrovy) až 10 oC (pobřeží Kalifornie). Oceánské klima je bohaté na
srážky většinou v průběhu celého roku, ale jsou oblasti se specifickým prouděním vzduchu (monzuny, pasáty), kdy srážky bývají hojné jen v určité roční
době. Toto klima je typické pro ostrovy a pobřeží kontinentů, často do hloubky
mnoha set kilometrů, pokud větrům vanoucím od moře nestojí v cestě hory.
Klasickým příkladem je jihovýchod severní Ameriky a západní
Evropa
Středomořské klima je podle Koppena mírně teplé se suchým létem. Alisov jej
řadí k subtropickému klimatu na západních pobřežích pevnin. Pro toto klima je
typická mírná zima se značným množstvím srážek a poměrně suché a teplé
léto. V zimě může padat sníh, ale nevytváří se souvislá sněhová pokrývka.
Středomořský typ klimatu se též vyskytuje na pobřeží Kalifornie v USA, v
jižní Austrálii, a v jižní Africe.
Kontinentální klima charakterizuje velký rozdíl teplot mezi létem a zimou. V
mírných šířkách se kontinentální klima vyznačuje krutější zimou a teplejším
létem ve srovnání s klimatem mořského pobřeží nebo ostrovů v oceánu. Druhým odlišným znakem je omezené množství srážek, často i jejich nedostatek v
jednotlivých ročních obdobích nebo po celý rok.
4
Stabilita krajiny
4.1.1
Trvale udržitelný rozvoj
V současné době, kdy ekologické problémy dosahují měřítek ohrožujících samotnou existenci lidské populace, se lidstvo začíná zajímat o problémy související s trvale udržitelným rozvojem.
Tato potřeba byla poprvé oficiálně formulována Světovou komisí pro životní
prostředí a rozvoj v roce 1987.
- 90 (129) -
Termín "trvale udržitelný rozvoj" velmi brzy zdomácněl ve výrazových slovnících politiků i odborníků a jeho používání se stalo velmi populární v nejrůznějších souvislostech. Nicméně již pouhý pokus o definici pojmu "trvale udržitelný rozvoj" se v praxi stává problémem.
V literatuře je možno najít celou řadu definic - například:
• ,,Rozvoj, který zajišťuje potřeby současné generace bez nutnosti, aby
budoucí generace byly nuceny omezovat svoje potřeby",
• "Sociálně, environmentálně, ekonomicky a technologicky přijatelný
dynamický rovnovážný stav mezi přírodními zdroji během velmi dlouhého časového horizontu". Je současně předmětem neurčitosti co se týče
vstupů, výstupů, parametrů a struktury,
• Trvale udržitelný rozvoj je takový, který minimalizuje pro budoucnost
lítost nad rozhodnutími, přijímanými dnes,
• Zlepšování kvality lidského života při udržení se v mezích únosné kapa¬city okolních ekosystémů.
Dalším vážným problémem je chápání termínu "trvale udržitelný rozvoj" různými společenskými a profesními skupinami - například ekonomové mají zcela
odlišný názor na trvalou udržitelnost než ekologové nebo sociologové.
Řada autorů vychází ve svých definicích z formulací typu ,,zlepšování prostředí" nebo "zlepšování kvality lidského života". Zde je však rovněž velmi neurčité, co je tím vlastně míněno, zda kvalita lidského života je měřena mírou materiální spotřeby nebo jinými hodnotami.
Nicméně všechny aspekty související s lidským životem a společností (sociální, ekonomické, kulturní a další) byly člověkem a společností vytvořeny a člověk a společnost jsou schopni je měnit a ovlivňovat. Pouze jediný faktor - prostředí, byl společnosti dán ,,zvenčí" (jako okrajová podmínka) a lidstvo je na
něm plně závislé.
Z tohoto důvodu by tento faktor měl být automaticky uvažován jako primární a
"trvale udržitelný rozvoj" by měl být "šit na míru" právě podle něj. Dále je pak
na lidské společnosti, jak se jí podaří vytvořit a udržet trvale udržitelné sociální
a ekonomické podmínky v rámci trvale udržitelného rozvoje prostředí. Opačné
pořadí priorit bohužel není možné, ačkoliv se o tuto prezentaci řada lidí,
zejména politiků a ekonomů snaží. Většina literárních pramenů se shoduje, že
trvale udržitelný rozvoj je
možno charakterizovat pomocí 3 hlavních skupin kritérií: podle:
•
ekologická,
•
ekonomická,
• mezi generační nebo podle :
•
rovnost,
•
riziko,
•
vratnost.
- 91 (129) -
Kritéria rovnosti v rámci jedné generace (intergenerační) i mezigenerační jsou
pravděpodobně nejdiskutovanější otázky u většiny autorů. V souvislosti s mezi
generační rovností se objevují dokonce názory, že vyčerpání neobnovitelných
zdrojů energií jednou nebo více generacemi je z hlediska trvale udržitelného
rozvoje přijatelné v případě, že tento proces bud' vytvoří dostatečné zásoby
obnovitelných energetických zdrojů, nebo dojde k akumulaci kapitálu v bankách. Tato myšlenka, pokud zaznívá z politického nebo odborného fóra, se zdá
být až nebezpečná, protože sama její podstata je v příkrém rozporu s dnes platnými fyzikálními zákony a v praxi by znamenala vytvoření "perpetum mobile".
4.1.1.1
Stabilita krajiny a trvale udržitelný rozvoj
Předpokládejme, že Země je systémem v dynamické rovnováze, který disponuje určitým množstvím energie. Část této energie je historicky vázána (např. ve
fosilních zdrojích) a zbytek je "volná energie", která je nepřetržitě dodávána ve
formě sluneční radiace. Její část je pak absorbována povrchem Země a využita
k primární produkci. Ve všech svých formách udržuje v chodu všechny látkové
i energetické cykly na Zemi a její rovnovážné rozdělení je pečlivě vyrovnáno.
Určitá část energie je odražena zpět nebo vyzářena ve formě tepla. Každé výraznější ovlivnění tohoto cyklu (i v lokálních měřítcích) vyvolá nutně globální
odezvu způsobenou snahou systému přivést soustavu zpět do rovnovážného
stavu redistribucí energetických toků.
Příkladů, dokládajících tento jev, je známa celá řada. Dnes jsou často diskutovány problémy se změnou klimatu, zapříčiněnou skleníkovým efektem, což
není nic jiného, než pozvolná reakce na zvyšování energetické dotace do systému. Jako jednoznačně průkazné příklady globálních následků lokální energetické dotace z historie lze zmínit zejména následky mohutných výbuchů velkých sopek, které se promítly dramaticky do vývoje celých oblastí nebo kontinentů:
• mezi lety 1150 - 1136 př.n.l. došlo k významnému výbuchu sopky Hekla 3 na
Islandu. V téže době vymřelo 90 % celé populace Skotska a severní Anglie a
současně kronikáři v Číně zaznamenali po několik let extrémní výkyvy počasí,
následované katastrofální neúrodou a následnými hladomory,
• výbuch Etny na Sicílii v roce 42 př.n.l. měl podle kronik v Číně podobné následky,
• v průběhu šesti let 1783 - 1789 byly katastrofální neúrody, způsobené nevysvětlitelnými změnami počasí příčinou hladomorů, nespokojenosti a posléze i
výbuchu nepokojů ve Francii a dalších oblastech. Časově tyto výkyvy korespondují s výbuchy sopek Hekla na Islandu, ale zejména s mimořádně silným
výbuchem japonské sopky Asama,
• v Evropě je doložena souvislost mezi ,,rokem bez léta" 1816 a následujícími
hladomory v letech 1816 - 1818 po silném výbuchu sopky Tambora na indickém ostrově Sumbawa v roce 1815 .
Všechny tyto příklady jen dokumentují reakci systému na obrovskou lokální
dotaci energie (sopečný výbuch, při němž je do prostoru vyvrženo ohromné
množství popela). Podle popsaných zákonitostí je tato energie redistribuována
po celé planetě, kde pak ovlivňuje (v uvedených případech jen na krátkou dobu) stabilní podmínky. V zásadě k témuž efektu dojde i v případě postupného
- 92 (129) -
uvolňování energie v globálním měřítku (viz současné změny klimatu, skleníkový efekt atd.) nebo v mnohem menším měřítku při malém lokálním narušení
rovnováhy dodáním energie lidské práce nebo práce mechanizmů.
Podobně fungují například i všechny projekty, vycházející z využití sluneční
energie a zachycení vyššího procenta jejího podílu zde na Zemi, a zdají se proto být nerealistické. Tato energie ve shodě s druhým termodynamickým zákonem nemůže být využita beze zbytku a účinnost je vždy nižší než 100 %. Tento
zbytek pak uniká ve formě tepelného záření. Část je vyzářena do kosmu, ale
zbytek přispívá k oteplování Země se všemi jeho důsledky a narušuje celkovou
energetickou bilanci. Stejné je to při využití všech forem již transformované
energie - při každé přeměně je její část (ztráty) vyzářena ve formě tepla. Jedinou cestou se proto zdá být snížení celkové energetické náročnosti společnosti
a nikoliv pátrání po dalších (byť obnovitelných) zdrojích energie pro pokrytí
narůstajících potřeb.
Z tohoto pohledu je možno pouze lidské činnosti, vyžadující minimum energie,
a tím i minimální narušení (které je v co možná nejmenším rozporu s klimaxovým stavem), považovat skutečně za trvale udržitelné.
V praxi by to znamenalo, že lidstvo by mělo zastavit využívání vyčerpatelných
zdrojů energie pro uspokojování svých běžných potřeb, spotřebu pokrývat pouze z obnovitelných zdrojů a především všeobecně radikálně snížit její celkovou
spotřebu. Pokud je tento předpoklad správný, pak může být trvale udržitelný
rozvoj realizován pouze v měřítku regionů s uzavřenými látkovými i energetickými cykly (ve skutečností by šlo přinejmenším o povodí velkých řek nebo
kontinenty). Všechny zásahy do prostředí by pak měly směřovat k pokud možno co nejmenšímu narušení rovnovážného stavu.
Vzhledem k tomu, že všechny složky prostředí jsou energetickými cykly navzájem provázány, nelze pak ani mluvit například o "trvale udržitelném rozvoji
vodního hospodářství, zemědělství" nebo jiné jeho samostatné části.
Tato představa je v evidentním rozporu se současnými politickými a ekonomickými trendy ,,růstu a integrace" a dalším zcela zásadním problémem se zdá
být "populační exploze". Proto se zdá, že pokud jsou uvedené předpoklady
správné, pojem "trvale udržitelný rozvoj" tak, jak je dnes prezentován, je spíše
politickou proklamací než dosažitelnou realitou. To však absolutně nemění nic
na tom, že je neustále třeba o zajištění trvale udržitelného rozvoje lidské populace na Zemi usilovat a prvním krokem k tomu je si otevřeně přiznat, co je
vlastně cílem snažení.
4.1.1.2
Stabilita krajiny a její energetické bilance
Přírodní prostředí je dynamický systém, podléhající neustálým změnám.
Tyto změny mohou mít charakter bud' fluktuace kolem setrvalého rovnovážného stavu, nebo trvalého vývojového trendu. V případě dočasných fluktuací se
jedná o pravidelné nebo nahodilé výkyvy ekosystémů kolem rovnovážného
stavu, způsobené sezónními vlivy, výkyvy počasí nebo jako reakce na populační dynamiku v potravním řetězci. V dlouhodobém časovém horizontu se tato
oscilace stírá a systém se jeví jako stabilní a neměnný. Trvalý vývojový trend v
přírodním prostředí je zpravidla možno si představit jako tlumenou sinusoidu,
- 93 (129) -
která směřuje k rovnovážnému stavu, k tzv. klimaxu, který je dlouhodobě
energeticky vyváženým stavem systému.
Klimax (rovnovážný stav) je v zásadě uzávěrovým stavem vývoje každého
ekosystému, ve kterém pak dochází již jen k drobným fluktuacím kolem rovnovážného stavu, ale dlouhodobě se společenstvo jeví jako stabilní a neměnné.
Charakter klimaxového společenstva je téměř jednoznačně určen geografickou
polohou lokality, expozicí, geologickými, pedologickými a hydrologickými
podmínkami a nadmořskou výškou. Tyto faktory předem určují, jaký typ společenstva se na dané lokalitě vytvoří a k jakému cíli proto směřuje vývoj. Na
cestě k rovnovážnému stavu prochází systém řadou rovněž poměrně přesně a
jednoznačně definovaných sukcesních stadií. Příkladem může být ostrov, který
se vynoří z oceánu po sopečné erupci. Po vzniku podmínek vhodných pro život
dojde k jeho postupné kolonizaci nejprve malým počtem druhů organismů.
Druhová diverzita bude postupně vzrůstat, čímž se budou zmenšovat výkyvy v
jednotlivých sukcesních stadiích, budou obsazovány všechny volné niky, až
zde postupně vznikne vyvážený, složitý přírodní systém, předem určený vnějšími podmínkami.
Jakákoliv vnější energetická dotace (energie je tím míněna v jakékoliv její podobě) tento stav vychýlí a může být chápána jako narušení. Systém začne okamžitě pracovat na "odstranění" tohoto narušení (redistribuce lokální dodávky
energie do větší plochy), resp. na opětovném dosažení klimaxu.
Názorným příkladem může být třeba nově vytvořený rybník na nevhodném
místě, který je postupně zanášen, zarůstá, až nakonec zcela zmizí nebo vykácení velké plochy lesa, která (pokud není opět uměle zalesněna) zaroste nejprve
maliním, po čase se objeví bez červený, bříza a další dřeviny až nakonec bude
plocha souvisle pokryta typem lesa, který přísluší dané lokalitě.
Narušení je možno si představit rovněž jako "posun stavu systému po časové
ose vývoje směrem zpět".
Obr. 3.9 Vývoj systému směřující ke klimaxu
Pokud je člověk z jakéhokoliv důvodu zainteresován na udržení vzniklého stavu, musí trvale vynakládat další a další energii, aby eliminoval přírod¬ní proces, který směřuje jednoznačně k rovnovážnému stavu. Množství vynakládané
energie na udržení bude tím větší, čím větší bylo prvotní narušení (tedy čím
větší byl posun zpět po časové ose vývoje). Např. určitě bude třeba méně ener-
- 94 (129) -
gie ve středoevropských podmínkách k udržování smrkového lesa než orchidejové zahrady, dobrým příkladem je i představa klasického zemědělství. Orná
půda vznikla z původního klimaxového společenstva v dané lokalitě značným
vkladem energie. Přírodní systém má tendenci směřovat zpět ke svému rovnovážnému stavu, a pokud si člověk přeje pozemky udržovat, je nezbytná pravidelná opakovaná dodávka energie ve formě obdělávání, hnojení atd. Pokud
jsou tyto energetické dotace zastaveny nebo alespoň přerušeny, systém se vydá
svou vlastní, předurčenou cestou ke klimaxovémustavu přes řadu sukcesních
stadií, jak je dobře dokumentováno například na opuštěných pozemcích v českém pohraničí.
K lokálním energetickým dotacím dochází samozřejmě i v přírodních podmínkách (erupce sopek, půdní sesuvy, vichřice apod.). Vývoj se však i v tomto
případě řídí stejnými zákonitostmi.
Jako měřítka těchto procesů je s výhodou používáno entropie systému.
V krajinné ekologii je entropie definována jako ,,měřítko heterogenity (neuspořádanosti) systému nebo jako nedostupná energie v systému".
Země a její části jako fyzikálně otevřené systémy mají tendenci zvyšovat svou
vnitřní uspořádanost a následně snižovat svou entropii. S narušením je do systému vnesena další "vnější" energie, která se pak postupně musí pře¬měnit z
dostupných na nedostupné (vázané) formy. Tento proces zvyšuje entropii systému. Prostředí začíná okamžitě po svém narušení pracovat na snížení své entropie a odstranění narušení, resp. jeho následků. Podobně je entropie charakterizována i jinými autory.
Další důležitou vlastností je způsob reakce ekosystému na jeho vnější narušení.
V zásadě rozeznáváme z tohoto pohledu dva typy chování systémů:
• rezistence (odolnost) - systém udržuje dlouho svůj ,,normální" stav bez výrazných změn podstatných charakteristik a zachovává svou strukturu. Při překročení kritické meze se pak náhle hroutí. Pro názornost je možno si představit
chování skla - materiál dlouho vzdoruje a nejeví známky změny, při překročení
kritického namáhání dojde k jeho náhlé a úplné destrukci. Příkladem takových
společenstev jsou přirozené bory všech typů,
• resilience (pružnost) - systém reaguje výraznými změnami charakteristických
vlastností již na poměrně malé narušení. Po odeznění vnějších vlivů se však
rychle vrací do původního stavu. Snadno ovlivnitelný systém má tak sice nízkou rezistenci, velmi často však je velmi silně resi1ientní. Pro před¬stavu si lze
představit gumu, která se silně deformuje již při mírném namáhá¬ní. Dlouho si
ale uchovává schopnost navrátit se do původního stavu po uvolnění vnějších
sil. Příkladem takových společenstev jsou například rybníky a další vodní systémy.
V naší silně antropogenizované krajině proto o klimaxovém stavu lze hovořit
pouze teoreticky - ve skutečnosti se klimaxová společenstva v rámci České
republiky nacházejí pouze v několika izolovaných lokalitách, vesměs chráněných jako přírodní památky.
Stejně jako vývojové tendence ekosystémů je třeba respektovat i energetické
toky a rovnováhu v krajině. Inženýrské dílo, které je nevhodně umístěno, bude
- 95 (129) -
bud' ke své údržbě vyžadovat trvalé dodávky energie, nebo v poměrně krátké
době bud' zanikne, nebo bude jeho funkce přinejmenším silně omezena.
4.1.2
4.
Hlavní problémy ovlivňující stabilitu krajiny
V předcházející kapitole bylo na teoretické úrovni s řadou praktických příkladů
dokumentováno, jak se krajina a její jednotlivé součásti vyvíjí a jak by měly
vypadat revitalizační snahy, zaměřené na zlepšení její stability. V následujících
odstavcích bude podrobněji rozebráno, jak konkrétně se v krajině projevuje
negativní působení člověka a na které body je nutno se při návrzích revitalizačních opatření zaměřit .
Negativní dopady lidské činnosti na krajinu je možno rozdělit do následujících
bodů:
• narušené látkové a energetické toky v krajině (transportní procesy, eroze),
• narušený hydrologický režim v území a vodohospodářská bilance krajiny,
•
zhutněné podbrázdí, špatná kvalita zemědělských půd,
•
nemožnost plnohodnotného využití znečištěných vod,
•
kontaminace povrchových vod plošnými a bodovými zdroji,
•
kontaminace podzemních vod plošnými a bodovými zdroji a starými
zátěžemi,
•
absence nárazníkových zón,
• zatížení prostředí odpady (látkovými a energetickými - teplo, světlo, hluk),
•
rozkolísanost druhové skladby živočichů a rostlin,
•
přerušení migračních cest liniovými stavbami.
4.1.2.1
Narušené látkové a energetické toky v krajině (transportní procesy,
eroze)
Činností člověka dochází zákonitě k narušení přirozených látkových a energetických toků v krajině. Je to jev nevyhnutelný, ale je nutno mít na paměti, že
následky tohoto narušení se mohou projevit v dlouhodobém časovém horizontu
na zcela nečekaném místě.
Nejčastějším případem, s nímž je možno se v praxi setkat, jsou zřejmě erozní a
transportní procesy na zemědělské půdě nebo jako následek staveb¬ní, těžební
nebo jiné činnosti člověka. Při významných srážkových událostech nebo při
rychlém tání sněhu vzniká povrchový odtok, který se podílí na vzniku a rozvoji
vodní eroze a následném transportu nejen půdních částic, ale i znečištění.
Škodlivé působení lze rozdělit přibližně do tří skupin:
•
materiální škody,
•
vliv na půdu,
•
vliv na vodní hospodářství
- 96 (129) -
4.1.2.2
Materiální škody
Materiální škody vznikají zejména v souvislosti s tím, že:
o pozemky (zemědělské, zahrady, intravilán apod.) jsou po zvýšeném odtoku
zaneseny vrstvou sedimentu. Zpravidla se navíc jedná o zrnitostně homogenní I
jemnozrnný materiál, jehož složení je nevhodné pro zemědělské využití,
o povrchový odtok spolu s neseným sedimentem způsobuje škody na budovách
a dalších stavbách (zanesení a znečištění sedimentem, zatopení vodou, porušení stability apod.),
o půdní částice, které se usazují během transportu z odtékající vody, zaplňují
silniční příkopy, zanášejí komunikace apod.
Velké škody může způsobit i povrchový odtok z pozemků, které jinak . nejsou
k erozi náchylné. Destruktivně pak působí jen relativně čistá proudící . voda,
narušující stabilitu konstrukcí, odnášející materiál apod.
4.1.2.3
Vliv na půdu
Obecně lze říci, že eroze snižuje půdní úrodnost, negativně ovlivňuje strukturu
půdy a další fyzikálně-chemické vlastnosti půdy a v dlouhodobém měřítku může vést až k úplné ztrátě orniční vrstvy.
Konkrétně se jedná o následující okruhy problémů:
- ztráta nejúrodnější svrchní vrstvy půdy. Ztráta je trvalá, protože i v případě,
že je půda ve formě sedimentu po svém zachycení vytěžena, zcela , výjimečně
se vrací zpět na pozemek,
- vodní eroze postupuje selektivně, tj. odnáší nejprve nejjemnější nebo nejlehčí
půdní částice. V praxi to znamená ztrátu organické složky, snížení schopnosti
vázat živiny, vyrovnávat pH a celkové snížení sorpční kapacity půdy,
- spolu s jemnou frakcí půdních částic a organického materiálu dochází přímé
ztrátě vázaných živin,
- při vzniku erozních jevů v období po zasetí dochází k významným ztrátám na
osivu,
- pří výskytu vyšších forem eroze je ztížena přístupnost pozemků, respektive
jejich agrotechnické zpracování (např. vrstevnicové obdělávání v případě výskytu výmolné eroze),
- následkem plošné eroze dochází ke změně zrnitostního složení půdy směrem
po svahu. V horní části je materiál hrubozrnější, v dolní naopak převažuje
jemnozrnný. Následkem je nárůst nehomogenity pozemku, ovlivňující úrodnost půdy, obsah živin a humusu a nerovnoměrné rozložení vlhkosti po svahu
(horní hrubozrnější část vysychá podstatně dříve a snadněji než jemné sedimenty v dolní části svahu).
Dlouhodobé působení procesů vodní eroze snížilo podle zpracovaných bonitovaných půdně-ekologických jednotek naturální výnosy na orné půdě se sklony
3-70 až o 5 % (podle hloubky půdy), se sklonem 7-120 o 5-10%,
nad 120 o 10-15 %.
- 97 (129) -
4.1.2.4
Vliv na vodní hospodářství
Určitý podíl částic, nesených vodou ze zemědělských nebo jiných pozemků, je
zachycen dříve, než se dostane do recipientu. Toto množství, tzv. "poměr odnosu" (SDR - sediment delivery ratio), závisí obecně na charakteru povodí mezi zdrojem sedimentu a recipientem. Vyskytují-li se v hojné míře v krajině prvky s vysokou drsností, brzdící odtok a zachycující splaveniny a podporující
infiltraci (meze, remízky, lesy, průlehy, travní pásy, mokřady apod.), je množství půdních částic, které dosáhnou vodoteče, malé. Naopak v případě homogenních, nevhodným způsobem obdělávaných a nepřiměřeně velkých zemědělských pozemků a při absenci přirozených překážek je zachycení půdy v povodí
velmi nízké a téměř veškerý uvolněný a nesený materiál se dostává do hydrografické sítě.
Povrchový odtok a vodní eroze obecně negativně působí na vodní hospodářství
v krajině. Působení na jednotlivé složky má však své specifické rysy:
- zanášení - (snižování objemů, hloubek), které vyvolává technické problémy v
korytě, nádrži či na objektu a jejich odstranění vyžaduje přímý technický zásah,
- přímé kvalitativní vlivy - do vody jsou přinášeny toxické látky, organické
znečištění či zákal, které přímo negativně ovlivňují kvalitu vody,
- sekundární projevy - snížení hloubek umožňuje rychlejší zarůstání, což zpětně urychluje zanášení. Uvolnění akumulovaných živin ze sedimentu způsobuje
eutrofizaci nádrže. Opětovné zaplavení vegetace narostlé na obnažených sedimentech může mít za následek kyslíkovou havárii s následným uvolněním fosforu ze sedimentů, usazených na dně.
Na orné půdě činí roční odnos dusíku průměrně 2,5 g.m-2 a 0,01 g.m-2 fosforu,
na trvalých travních porostech 1,5 g.m-2 dusíku a 0,003g.m-2 fosforu. S povrchovým odtokem přichází do vodních nádrží 10 - 60 % z celkového množství
fosforu.
4.1.2.5
Působení na vodní toky
Půdní částice, které dosáhnou vodoteče, jsou vodou dále transportovány a sedimentují postupně v závislosti na své velikosti.
Hlavní problémy ve vodních tocích:
- koryto toku se zanáší, zmenšuje se jeho hloubka. Úroveň dna a s ní i hladina
toku zvolna stoupá a postupně působí zamokření okolních pozemků. V případě,
že vodoteč je současně recipientem drenážních vod, je ohroženo stoupající vodou a zanášením i zaústění drénů. Obecně jsou ohrožena všechna zaústění
trubních i otevřených přítoků (vyústění kanalizace, otevřených melioračních
kanálů apod.). Koryto vyžaduje častější údržbu a čištění, což je jednak nákladné a jednak má negativní vliv na stabilitu a ekologickou funkci koryta,
- spolu s půdními částicemi (zejména jejich nejjemnější složkou) je ze zemědělských pozemků přinášeno i velké množství živin. Jemnozrnné sedimenty v
toku pak negativně ovlivňují kvalitu vody a poskytují životní podmínky organismům a rostlinám náročným na živiny ve vodě i v půdě, čímž dochází ke
změnám v biologických charakteristikách toku - změna oživení i břehového
porostu. Bujná vegetace zvyšuje drsnost břehů, snižuje kapacitu koryta a prů-
- 98 (129) -
točnou rychlost, čímž se opět urychluje zanášení a zvyšuje hladina vody. Negativní dopady těchto nežádoucích skutečností se projevují zejména při povodňových situacích,
- spolu s povrchovým odtokem a zejména spolu s jemnými půdními částicemi
jsou do toku přinášeny i toxické látky, aplikované při ochraně rostlin nebo hnojení (zejména pesticidy a těžké kovy),
- na větších tocích materiál sedimentuje v jezových zdržích, kde může působit
jednak na kvalitu vody, může komplikovat plavbu nebo ztěžovat či znemožnit
manipulaci s uzávěry na pohyblivých jezech, plavebních komorách a vodních
elektrárnách, ztěžovat odtok při povodních,
- silný zákal vody při erozních událostech negativně ovlivňuje oživení toku a
snižuje kvalitu vody pro její další využití
4.1.2.6
Působení na vodní nádrže
půdní částice, nesené vodním tokem, sedimentují ve vodních nádržích. Nejvíce
ohroženy jsou průtočné vodní nádrže. Nádrže obtokové jsou před sedimenty
naopak poměrně dobře chráněny, na druhé straně je ale zpravidla jejich vliv na
kvalitu vody nebo regulaci odtoku minimální.
Pro velké vodní nádrže je charakteristická dlouhá doba zdržení, velká hloubka,
způsobující teplotní i kyslíkovou stratifikaci a víceúčelové využití - zpravidla
energetické a jako zdroje k odběru vody. Zejména u nádrží pro zajištění zásobování pitnou vodou a nádrží závlahových dochází k výraznému kolísání hladiny. Při návrhu nádrže je velké úsilí soustředěno na správný hydrotechnický
návrh, který zajistí dostatečnou zásobu vody i v suchých obdobích, což je nepochybně otázka primární. Problematika kvality vody, jejího ovlivnění hospodařením v povodí a zejména kolísáním hladiny bývá však často opomíjena, či
přinejmenším podceňována.
Hlavní problémy ve vodních nádržích:
- sedimenty v nádrži zabírají prostor, který by jinak měl být zaplněn vodou a
snižují tak množství akumulované vody. Při významných erozních událostech
může být množství sedimentu tak velké, že je zanesena celá nádrž,
- velká množství sedimentu se ukládají zejména na přítoku do nádrže.
V této části se snižuje hloubka vody a vznikají předpoklady pro uchycení vodních rostlin. Tím se uložený materiál stabilizuje proti případnému dalšímu
transportu a současně se zvýší drsnost a zrychlí se další usazování. Nádrž se
tímto způsobem začne stále rychleji zanášet a zarůstat. Materiál sedimentující u
hráze může v extremních případech ovlivňovat funkci vypouštěcího objektu
- spolu s jemnozrnným sedimentem je do nádrží tokem transportováno i velké
množství živin (N,P), případně i toxické látky. Sediment je velmi "úživný", což
výrazně ovlivňuje proces zarůstání mělkých částí vodních nádrží. Živiny jsou i
zdrojem eutrofizace, která sice zvyšuje biologickou hodnotu vody, ale současně hrozí kyslíkovou havárií,
- při vzniku kyslíkové havárie, způsobené např. silnou eutrofizací, pak může
dojít k uvolnění velkých množství živin z jinak již stabilních sedimentů,
- 99 (129) -
- ve spláchnuté půdě ze zemědělských pozemků dochází (díky zrnitostní selekci) ke koncentrování toxických látek, zejména pesticidů a těžkých kovů, v ní
stopově obsažených (Cd, Hg, ... ). Jejich původem je atmosférický spad, srážky
i rezidua z hnojiva přípravků k ochraně rostlin dlouhodobě používaných
zejména v minulosti. Rybniční bahno se tak i přes své vynikající hnojivé vlastnosti stává nebezpečným odpadem,
- pokudje nádrž z velké části zanesena sedimentem, může zvýšený přítok vody
způsobit zvíření již usazeného sedimentu a kvalita vody pod nádrží je pak v
řadě případů horší než kvalita vody, přitékající do nádrže.
Některé látky (např. fosfor) se v půdě váží poměrně pevnými vazbami adsorpcí
na povrch pevných částic. Největší měrný povrch mají nejjemnější půdní částice, které jsou současně (u nesoudržných půd) nejnáchylnější k erozi a nejhůře
sedimentují. I při malých ztrátách půdy a odtocích proto dochází k významným
odnosům živin a škodlivin. Vazby na částice jsou stabilní a živiny mohou být
uvolněny pouze působením rostlin a organismů. V případě vzniku anaerobních
podmínek však přecházejí sloučeniny fosforu na rozpustné formy a postupně se
uvolňují zpět do vodního prostředí, kde přispívají k eutrofizaci toku či nádrže,
- u velkých a hlubokých vodních nádrží se navíc přidává další riziko,
vy¬plývající z víceletého hydrologického režimu takových nádrží. Velká
množství materiálu, bohatého na živiny, se ukládají na přítocích do nádrže. Při
poklesu hladiny vody v nádrži hrozí že:
- velmi úživný materiál poskytne ideální podmínky pro růst bujné vegetace. V
krátké době naroste velké množství biomasy, která je při opětovném vzestupu
hladiny zatopena a při svém rychlém rozkladu uvolní do vody velké množství
živin, organické hmoty a dalších látek, ovlivňujících kvalitu vody. Kromě toho
může způsobit kyslíkovou havárii a ve vzniklých anaerobních podmínkách
dojde k uvolnění nerozpustně vázaného P ze sedimentu do vody,
- nezpevněný povrch sedimentu je rozplaven přitékající vodou a materiál je
posunut do hlubších částí nádrže. Vlivem výrazné stratifikace dochází v dnových vrstvách (hypolimniu) často ke vzniku anaerobních podmínek, což může
vyvolat uvolnění dosud pevně vázaného P ze sedimentů zpět do vody. Uzavřena v hypolimniu, koncentrace P stoupá a do teplých a osluněných hladinových
vrstev se dostává při jarní a podzimní cirkulaci v nádrži způsobené vyrovnáním
teplot. Riziko masového rozvoje vodního květu hrozí zejména v jarních a letních měsících.
4.1.2.7
Vztah mezi stavem povodí a periodicitou povodní
Pro vznik a velikost odtoku je určující jednak charakteristika srážky (tu nelze
ovlivnit) a jednak stav povodí, který určuje tzv. dobu koncentrace tedy dobu,
za kterou se srážková voda, vypadlá v nejvzdálenějším bodě povodí dostane
povrchovým odtokem do uzávěrového profilu povodí. Maximální velikost odtoku z povodí nastane v okamžiku, kdy je doba deště stejná nebo delší, než je
doba koncentrace - v takovém případě se na produkci povrchového odtoku
podílí celá plocha povodí. Při pokračování deště již průtok dále neroste. Celkový objem odtoku ze srážky je tak závislý na době koncentrace - a tedy přímo na
stavu povodí. Kulminační průtok z povodí v přirozeném stavu (povrch je kryt
souvislým porostem vegetace s vysokou retenční schopností) bude (i po dosažení doby koncentrace, která zde bude mnohem delší) výrazně nižší než u po-
- 100 (129) -
vodí s narušenou retenční schopností, které má jednak kratší dobu koncentrace
a jednak nižší schopnost akumulovat vodu.
Je zřejmé, že určitá odtoková vlna v uzávěrovém profilu povodí je způsobena
určitou srážkovou situací, tj. určitá periodicita odtoku odpovídá určité periodicitě deště. V případě, že do povodí je proveden rozsáhlý zásah, narušující vztahy vodohospodářské bilance povodí - např. rozsáhlé odlesnění (snížení retenční
kapacity a povrchové intercepce), utužení půd a nadměrné zornění pozemků
(snížení retenční schopnosti a snížení drsnosti), kanalizace koryt a jejich "tvrdé" opevnění (zkrácení tratí a snížení drsností) a další opatření, dojde zákonitě
ke zrychlení odtoku vody po povrchu, a tím ke zkrácení doby koncentrace (nebereme zatím vůbec v úvahu zvětšené objemy odtoků zvýšením odtokového
součinitele).
Dojde-li ke zkrácení doby koncentrace, může být tentýž kulminační odtok dosažen působením výrazně kratší srážky nebo i srážky s nižším úhrnem, tedy
srážky s vyšší periodicitou. Spolu s pravděpodobností opakování deště se zákonitě musí zvyšovat i periodicita povodně, resp. zvětšují se parametry povodní se stejnou periodicitou. Tím je možno vysvětlit i časté opakování výskytu
povodní s periodicitou 20 a více let na řadě především zemědělských lokalit v
České republice v posledních letech (opakující se problémy v Litomyšli,
Lukách nad Jihlavou, Želivu a jinde) a nabízí se otázka, zda povodňové situace
menšího rozsahu nemají podobné příčiny.
výskyt srážkových situací není možno ovlivnit a v dlouhodobém měřítku ani
předpovídat. Je však třeba využít dalších faktorů, které mohou pozitivně působit na snížení negativních dopadů vodní eroze.
Na druhé straně nelze retenční schopnosti povodí přeceňovat, respektive je
nutno počítat s jejich reálnými možnostmi. Katastrofální povodně na malých i
větších tocích ve východních Čechách, na Moravě, v jižních Čechách apod.
byly v převážné míře způsobeny extrémními klimatickými událostmi (srážkové
úhrny řádově až stovky milimetrů během tří dnů) a i v případě dokonalého stavu krajiny, blížícího se stavu klimaxovému, by výsledek byl velmi podobný
(kulminace a objem odtoku by se podle počítačových simulací snížil v řádech
jednotek procent). Podobný výsledek poskytlo např. vyhodnocení "Posouzení
erozních procesů po přívalové srážce v červenci 1991 v k.ú. Želiv" (Vrána K.,
Dostál T., ČVUT Praha), kdy analýza průběhu deště určila, že se jednalo o
srážku s periodicitou přibližně 70 let a následné řešení pomocí simulačního
modelu prokázalo, že povodí by na cca 70 mm srážky během 90 minut reagovalo téměř stejně i v případě, že by veškeré pozemky byly kryty trvalým travním porostem.
Velký vliv na velikost odtoků z povodí mají i podmínky před příčinnou srážkou. Příkladem může být půdní profit plně nasycený vodou po předchozích
srážkách.
4.1.2.8
Vodohospodářská bilance povodí
V našich podmínkách je odtok v rozhodující míře závislý na srážkách.
Kromě několika drobných výjimek všechny toky na území České republiky
pramení a odtékají od nás přes hranice.
- 101 (129) -
Tento fakt j e třeba si uvědomit nejen při řešení otázek úprav vodotečí, ale v
zásadě jakéhokoliv většího zásahu v krajině. S vodou je nutno pečlivě hospodařit a snažit se ji v krajině zadržet. V minulosti byl často praktikován nesprávný
přístup lokálního vyřešení problému, například občasné vybřežení vodo teče v
obci bylo řešeno lokální úpravou koryta na vysokou kapacitu. Následkem sice
bylo, že prostor obce nebyl nadále ohrožován, ale problém (tedy vysoké kulminační průtoky, včetně devastujících účinků) byl pouze posunut o něco níže
po toku a často dokonce i znásoben (hladké tvrdé opevnění koryta v obci způsobilo výrazné zvýšení rychlosti toku, což na konci kapacitní úpravy působilo
rozsáhlé škody). Správnějším přístupem je analýza příčin zvýšených průtoků a
v prvním kroku návrh opatření, vedoucích ke snížení kulminačních průtoků
(opatření v povodí ke zvýšení jeho retence).
Obdobné problémy mohou způsobit radikální plošná odvodnění pozemků v
povodí, úpravy povrchu území (redukce plochy lesa a nárůst urbanizovaných
nebo intenzivně hospodářsky využívaných ploch), napřímení vodotečí (což má
za následek zkrácení jejich trasy, a tím zvýšení sklonu, následnou nutnost tvrdšího a většinou i méně drsného opevnění a tedy urychlení toku vody). Následkem je výrazné zrychlení odtoku vody z povodí, menší procento srážek má
možnost infiltrovat a zvyšovat zásoby podzemních vod. Výsledkem může být
stav, kdy po výraznější srážce dochází často k extrémním povrchovým odtokům a vysokým kulminacím v hydrografické síti, ale již po krátké době beze
srážek výrazně klesá (často až k nule) průtok v drobných vodotečích a krajina
celkově trpí nedostatkem vody.
4.1.3
Zhutněné pod brázdí, špatná kvalita zemědělských půd
Jedním ze základních krajinných prvků je půda. Intenzivní zemědělské využívání v posledních letech vede k poškozování zejména povrchové půd¬ní vrstvy. Významné je poškozování půdní struktury erozními procesy, dále častým
pojezdem těžkých mechanizmů, které svými koly drtí půdní agregáty, čímž
snižují protierozní odolnost půdy, snižují povrchovou retenci, infiltraci i drsnost.
Často je zmiňován i problém tzv. zhutněného podbrázdí. Jedná se o vznik utužené půdní vrstvy, která se díky stále vyšším nápravovým tlakům a čas¬tějším
pojezdům zemědělských mechanizmů posouvá stále níže v půdním profilu, až
dosáhne úrovně, kde ji nelze rozrušit běžnou orbou. Tato výrazně méně propustná vrstva často způsobuje druhotné podmáčení zemědělských půd.
4.1.3.1
Nemožnost plnohodnotného využití znečištěných vod
Naprosto zřejmé je, že má-li být voda v krajině využita a má-li mít svou hodnotu, je důležitá nejen její kvantita a charakter koryta, ale i její kvalita. Při
praktických úlohách je však tento fakt často opomíjen a při revitalizaci je pozornost soustřeďována zpravidla na technické a hydraulické vyřešení vlastního
koryta a případně jeho vegetačního doprovodu. Tím je zajištěno, že v kvalitním
korytě protéká voda správnou rychlostí při správných hloubkách. Dokud ale
protékající voda nebude mít rovněž odpovídající kvalitu, zůstane koryto i nadále jen vodním kanálem, plnícím nesporně svou estetickou funkci v krajině, ale
majícím jen minimální význam pro její oživení (což je zpravidla hlavní úkol
revitalizace).
- 102 (129) -
Pozornost je v praxi potřeba věnovat nejen hodnotám BSK a CHSK, které mají
přímý dopad na kyslíkový režim toku, ale i chodu splavenin, transportu živin,
pesticidů a dalších chemických látek.
Kontaminace povrchových a podzemních vod
V souvislosti s kvalitou vod v tocích i podzemních vod je nutno se zaměřit na
zdroje znečištění. Nejsnáze lokalizovatelné jsou bodové zdroje. V převážné
míře se jedná o zaústění kanalizací z obcí a zemědělských farem, existujících
čistíren odpadních vod jsou sledovanými parametry zpravidla nerozpuštěné
látky, BSK a CHSK. Kromě toho jsou ale z hlediska režimu toku a zejména
níže ležících nádrží velmi důležité i obsahy živin (N, ale zejména sloučenin P)
v odtékající vodě. Z tohoto hlediska je pro krajinu a vodní toky často příznivější stav, kdy jsou jednotlivé drobné zdroje znečištění zaústěny do zamokřených
niv, než technicky dokonalejší stadium kdy jsou drobné zdroje centrálním sběračem svedeny na společnou ČOV a odtud nedostatečně dočištěné vypouštěny
do toku Pro podzemní vody jsou více než splaškové odpadní vody nebezpečné
často netěsnící jímky močůvky, hnojůvky a silážních šťáv v zemědělských
podnicích nebo průsaky ze skladovacích prostorů hnojiv, pesticidů nebo pohonných hmot a plošných zdrojích znečištění se hovoří převážně ve spojení s
transportem sedimentu jako následkem erozních procesů. Významný je jeho
podíl i na celkovém zatížení povrchových vod sloučeninami fosforu (startovací
článek eutrofizace vodních nádrží) a podzemních vod sloučeninami dusíku.
Významným a nebezpečným zdrojem znečištěni jsou tzv. ,,staré zátěže".
Jedná se většinou o staré a neodborně uzavřené divoké skládky, o kterých není
přesně známo, co obsahují, a které mohou být zcela nečekaně zdrojem závažného znečištění nejrůznějšími chemickými látkami. Při jejich asanaci je v prvním kroku třeba zabránit přítoku vnějších (zejména povrchových) vod do prostoru skládky. V dalším kroku je nutno omezit infiltraci vod do tělesa skládky.
Nejběžněji toho lze dosáhnout bud' izolováním nepropustnou folií (hrozí však
výrazné omezení rozkladných procesů, případně problémy s odplyněním) nebo
překrytím odpadu vrstvou málo propustné zeminy a následnou rekultivací povrchu.
Absence nárazníkových zón
V přirozené krajině docházelo vždy na rozhraní dvou prostředí ke vzniku přechodové zóny (ekotonu), velmi zřídka byla hranice ostrá. V hospodářsky využívané krajině tato přechodová zóna (ekologicky zpravidla velmi cenná) chybí,
protože při hospodářském využití krajiny byla snaha o maximální plnohodnotné využití prostoru k produkčním účelům.
Podél vodotečí přirozeným způsobem vznikaly jakési ,,nárazníkové pásy" (v
anglosaské literatuře označované jako buffer zones), které rovněž mají svůj
nezastupitelný význam v ochraně vodního prostředí před přímým vstupem znečištění z přilehlých hospodářsky využívaných pozemků.
Bez takových nárazníkových a přechodových zón jsou obě sousedící prostředí
výrazně zranitelnější, případné znečištěni se šíří mnohem rychleji a jeho zachycení je menší.
Během let "socialistického zemědělství" v řadě lokalit vznikly samovolně
technologickou nekázní traktoristů "ekotony" - nevyužívané pásy podél lesa
- 103 (129) -
nebo podél toků. V 70. a zejména v 80. letech se tyto plochy často staly obětí
necitlivých rekultivací. Určitá míra těchto prvků je však v krajině nezbytná a je
výrazně ku prospěchu jejího oživení a stability. Zajímavé je v tomto případě
srovnání s krajinou v Rakousku nebo Bavorsku, která je turisty obdivována pro
svou "úhlednost" a "čistotu". Z hlediska stability a nutnosti energetických dotací však zpravidla je na tom hůře než naše místy "divoká" krajina v pohraničním
pásmu.
Zatížení prostředí odpady (látkovými a energetickými ¬teplo, světlo, hluk)
Životní prostředí a tedy i krajina jsou recipientem veškerých odpadů, produkovaných společností. Odpady jsou samozřejmě produkovány veškerými organizmy, ale v tomto případě není nutno hovořit o odpadech, ale spíše o látkovém a
energetickém koloběhu v přírodě. V případě rozvinuté lidské společnosti vzniká problém jednak v příliš velké koncentraci a množství odpadů, která přesahuje kapacitu prostředí, jednak v jejich složení, které je dnes původním podmínkám zcela cizí Termín "odpad" je v našem chápání redukován často jen na tuhý
komunální odpad, v nejlepším případě ještě na odpadní vody. Pojem je však
mnohem širší a zahrnuje veškeré formy odpadních látek a energií, unikajících
do prostředí.
O řadě typů odpadů (zejména povrchové a podzemní vody) je pojednáno ve
zvláštních odstavcích. Problém tuhých odpadů je natolik viditelný a dnes technicky i legislativně vyřešený, že není nutno ho zvlášť rozebírat. Za zmínku
stojí odpadní energie.
Energie unikající do prostředí ve formě tepla, světla nebo akustického vlnění
musí být rovněž chápána jako odpad. Negativní dopad tohoto jevu je například
u akustického vlnění (hluku) naprosto zřejmý. Méně zřejmý je ale u světla.
Přesto je jednoznačně prokázán negativní vliv nežádoucího nočního osvětlení
na přirozené aktivity. Škodlivost úniku tepla je možno dokumentovat příkladem vodního toku, který je zatížen splaškovými vodami na samou hranici kyslíkové havárie. Vypuštěním sice naprosto čistých, ale teplých odpadních vod
(např. chladících technologických vod) do tohoto toku dojde snížením rozpustnosti kyslíku při zvýšení teploty ke kolapsu.
4.1.3.2
Rozkolísanost druhové skladby živočichů a rostlin
Přirozená krajina obsahuje širokou škálu biotopů, obývaných řadou živočichů.
Každý druh pro svůj život potřebuje určité prostředí. Některé druhy (zpravidla
vývojově vyšší) jsou tolerantnější, jiné méně.
S hospodářským využíváním byly z krajiny některé biotopy prakticky odstraněny. Dochází tak následně k jevu, kdy v dané lokalitě je živočišný druh vyhuben nikoliv díky usmrcování jedinců, ale díky likvidaci jeho životního prostředí. Často dokonce nemusí být zničeno životní prostředí pro celý druh, ale stačí
likvidace prostředí nutného pro některou životní fázi, například rozmnožování.
Dobře známá je například radikální změna druhového složení ryb v toku po
vybudování vodní nádrže nebo vymizení řady druhů ptactva hnízdícího v dutinách starých stromů po radikálním zmlazení porostů.
Současně s vymizením některých druhů nastává přemnožení jiných druhů, které jsou bud' adaptabilnější na nové podmínky, nebo jim tyto podmínky vyhovují. Příkladem mohou být drobní hlodavci v zemědělské krajině, odkud byly
- 104 (129) -
díky absenci hnízdních možností prakticky vytlačeni dravci jejich přirození
nepřátelé.
Přerušení migračních cest liniovými stavbami
V přirozené krajině existují neměnné migrační cesty živočichů, které jsou využívány bud' sezónně (např. v době rozmnožování), nebo pravidelně (při cestě
za potravou či odpočinkem). Jakékoliv výraznější narušení krajiny nutně vede
k přerušení těchto přirozených cest ve větším či menším měřítku. Jedná-li se o
narušení některé méně významné cesty lokální stavbou, živočichové jsou zpravidla schopni se s problémem vyrovnat. Největší potíže však způsobují v krajině liniové (zejména komunikační) stavby, které často od sebe oddělují například místa se zdroji potravy a místa vyhledávaná k odpočinku nebo místa
vhodná k rozmnožování (např. obojživelníci). V těchto případech se budou
živočichové vedeni instinkty snažit stavby překonávat za každou cenu, což
často vede k jejich usmrcení a ve svém důsledku až k vymizení příslušného
druhu v dané lokalitě.
Stejný následek mají například nevhodně navržené vzdouvací stavby nebo
stupně na vodních tocích, které, přesto že sice nepoškodí životní prostředí ryb a
dalších organismů přímo v dané lokalitě, znemožněním jejich přirozené migrace mohou zavinit vymizení druhu v toku.
4.1.3.3
Význam pojmu meliorace
Velmi často se dnes projevuje tendence svádět všechny negativní projevy lidské činnosti v krajině na tzv. meliorační opatření. V tomto případě považujeme
za nutné uvést na pravou míru význam pojmu meliorace. Meliorace ve své původní podobě zahrnují soubor veškerých opatření, vedoucích ke zlepšení kvality půdy a povodí z hlediska možnosti jeho hospodářského využití. Tolik kritizované odvodnění je proto jen jednou z mnoha disciplin, zahrnutých v široké
škále možných zásahů. Dalším nesporně kontroverzním procesem bylo provádění náhradních rekultivací, úpravy vodotečí a další nešetrné zásahy.
Bylo by ale spravedlivější kritizovat způsob provádění či diskutovat o vhodnosti či nevhodnosti konkrétních provedených akcí, než jednoduše odsoudit
celé "meliorace" jako původce všeho zla v naší krajině. Institut náhradních
rekultivací ve své původní ideové podobě byl významným krokem k ochraně
půdy před nežádoucím záborem pro rozvoj investiční výstavby (která je mimochodem kritizována dnes). Stejně tak i odvodnění zemědělských půd zde bylo
prováděno prakticky od počátků jejího širšího využívání a jeho rozvoj je úzce
spojen s rozvojem závlah. Problematické proto není odvodnění jako takové, ale
způsob, jakým bylo prováděno tak, aby byly naplněny plánované odvodněné
hektary v rámci pětiletek.
Na straně druhé se jako až nesmyslné jeví snahy o urychlenou likvidaci nebo
privatizaci závlahových soustav jako přežitku z minulých dob. Jedná se o rozsáhlá inženýrská díla, vytvořená vkladem obrovských investic. Paradoxem je,
že například v sousedním Rakousku v současné době vznikají vodohospodářská družstva, která velmi pomalu a složitě shání prostředky na výstavbu závlahových zařízení a na likvidační procesy u nás proto pohlíží s údivem.
- 105 (129) -
4.1.3.4
Závěr
Ve výše uvedených odstavcích byly stručně nastíněny hlavní problémy, které
se v současné, hospodářsky intenzivně využívané krajině nejčastěji vyskytují a
s nimiž se řešitel projektu revitalizace může setkat. Samozřejmě, že problémů
je ve skutečnosti daleko více, nebo se naopak v určité lokalitě vyskytují pouze
některé.
V praxi zřejmě z důvodů legislativních i finančních nebude nikdy možno vyčerpávajícím způsobem vyřešit, nebo alespoň postihnout všechny (to by znamenalo prakticky vyloučení existence člověka v daném území), ale důle¬žité
je, aby projektant o všech problémových okruzích věděl, znal jejich vzájemné
interakce a dokázal definovat ty, které jsou v daném povodí klíčové a na ty se
pak v řešení zaměřil. Nelze proto navrhnout jednotný a zcela univerzální postup řešení, ale musí se zde uplatnit zkušenost, inženýrský přístup a hluboké
mezioborové znalosti autora.
4.2
Zásady revitalizace krajiny
4.2.1
Revitalizace krajinných systémů
Stojí-li řešitel před zadáním revitalizovat krajinu, je nutno hned na počátku
uvážit, co je pod pojmem revitalizace míněno. Otázka je srovnatelná s problémem rekonstrukce historického objektu, který se má sice rekonstruovat do původní podoby, ale historikové a architekti se přou, zda původní podoba je románská rotunda, její následná gotická přestavba, renesanční rekonstrukce, barokní dostavba po požáru nebo romantická úprava.
V případě, že se zpracovatel projektu bude striktně řídit zásadami, uvedenými
v předešlých odstavcích, bude nutně mít tendenci revitalizovat krajinu do klimaxového stavu - tedy do stavu, který zde byl před příchodem člověka (resp.
před tím, než se člověk usadil a začal měnit tvář krajiny podle svých potřeb).
To samozřejmě není cílem projektu. Člověk v krajině dnes je a hlavním cílem
revitalizací je posunout současný stav krajiny směrem po vývojové ose ke klimaxu (aby byla minimalizována pravidelná energetická dotace, nutná pro udržení navrženého stavu), ale v žádném případě ne ho dosáhnout. Rada opatření,
prováděných v minulosti v krajině, měla právě opačnou tendenci a přitom tyto
zásahy nebyly nezbytně nutné. Odstranění remízů a roztroušené zeleně na jedné straně mírně zjednodušilo pohyb těžkých mechanismů po zemědělských
pozemcích, na druhé straně znamenalo vážné důsledky pro faunu v území, která ztratila své přirozené úkryty, místa pro rozmnožování, odpočinek a shánění
potravy. Tento typ zásahu proto přinesl pouze minimální pozitiva oproti značným negativům. Cílem revitalizací krajiny by mělo být tyto dva protichůdné
zájmy uvést do rovnováhy.
Další aspekt, který je nutno v souvislosti s revitalizací krajiny řešit, jsou socioekonomické návaznosti navrhovaných opatření. Zpracovávaný projekt bude
hodnotnější a bude mít mnohem větší šanci dočkat se realizace, bude-li jeho
- 106 (129) -
autor při zpracování mít na zřeteli, že navržená opatření je nutno provést a jejich následky musí být společensky akceptovatelné.
Při řešení protierozní ochrany v intenzivně využívaném území je sice možno
navrhnout zalesnění a zatravnění většiny stávající zemědělsky využívané půdy,
ale i když by to řešilo ochranu proti erozi nejjistěji, navržená opatření by s největší pravděpodobností nebyla realizována, protože by to znamenalo masovou
ztrátu zaměstnání pro místní obyvatelstvo a finanční zhroucení hospodařících
subjektů. Je třeba uvážit, že nově zakládané lesy přinesou užitek až po řadě let
a pro píci, vypěstovanou na zatravňovaných pozemcích, nemá zemědělský
podnik uplatnění. V případě rozšíření živočišné výroby je nutno na druhé straně uvážit zvýšenou produkci odpadů (hnoje, kejdy) a jejich nutnou likvidaci.
Při navrhování revitalizačních opatření je nutno důsledně dodržovat komplexnost přístupu. V předchozích odstavcích bylo jednoznačně prezentováno, že v
krajinném systému jsou jednotlivé jeho složky navzájem provázány složitými a
na první pohled často neprůhlednými vazbami a navzájem se ovlivňují a podmiňují. Proto je nutno neomezovat nikdy návrh pouze najednu část krajinného
systému.
Nemá například smysl navrhovat novou vodní nádrž nebo odbahnění stávající,
aniž by byla provedena analýza erozní ohroženosti zemědělských pozemků ve
výše ležícím povodí a návrh a realizace protierozních opatření, protože se může
stát, že nákladná investice bude během několika let znehodnocena a zaplněna
sedimentem.
Stejně tak nemá smysl navrhovat technickou revitalizaci koryta vodního toku,
aniž bychom zajistili jednak jeho ochranu před zanášením realizací protierozních opatření na přilehlých pozemcích a jednak kvalitu vody v toku. Při zanedbání tohoto přístupu je možné, že po první vegetační sezóně budou vytvořené
tůňky a úkryty pro živočichy zaplněny sedimentem nebo v organicky silně zatížené vodě, zadržené v nádržkách nad vytvořenými stupni, dojde ke kyslíkové
havárii a revitalizace opět zdaleka nesplní svůj účel.
Stejně závažnou chybou by ale bylo například zajištění všech nutných vnějších
podmínek (kvalita vody, protierozní opatření, druhově vhodná výsadba doprovodu) při nerespektování přirozených morfologických charakteristik toku. Režim toku a směr jeho vývoje je jiný (a to i při stejných hydrologických charakteristikách) například v oblasti horské nebo podhorské a v nížině. Stejně tak se
mění charakter toku po jeho délce, v horní části toku je zpravidla chrakter
proudění bystřinný, v dolní (výústní) trati pak jednoznačně říční. Kamenné
vzdouvací stavby, balvanité objekty a vytvářené peřejnaté úseky na tocích v
nížinách budou po čase neodvratně zaneseny organickým sedimentem (detritem), zarostou a tok bude směřovat většinou k mělkému zemnímu korytu, bažinatého charakteru. Tento vývoj je rovněž jednoznačně předem určen a je
možno ho měnit pouze za předpokladu trvalých dotací energie do systému, tak
jak bylo uvedeno výše.
Při výsadbách je nutno na jedné straně respektovat vhodnou druhovou skladbu
na základě geobotanických hledisek, na straně druhé je ale nutno zajistit odpovídající podmínky pro vývoj této f1ory. I sebelépe provedená výsadba podél
vodoteče, kde teče silně organicky znečištěná voda, nebo která je recipientem
povrchového odtoku ze zemědělských pozemků, se vlivem přebytku živin postupně změní v divoký, ale stabilní porost s převahou kopřivy a bezu černého,
- 107 (129) -
které velmi agresivně osidlují právě takovéto prostředí. Jedinou cestou je bud'
omezit přísun živin, nebo nákladným způsobem zajistit trvalou údržbu.
Vhodným způsobem protierozní ochrany pozemků je přerušení svahů záchytnými příkopy. Toto opatření je samostatně technicky a ekonomicky náročné, a
je proto jen zřídka realizováno. Ve spojení s polními cestami je však jeho realizace mnohem jednodušší. Totéž platí i o liniové zeleni v krajině. Jako vegetační doprovod podél cesty je takové opatřeni mnohem snáze "průchodné", než
jen jako zelený pás napříč polem.
Proto je třeba vždy dbát na to, aby řešená problematika pokrývala co nejširší
okruh problémů oblasti, a nelze se zabývat jen malou oblastí nebo izolovaným
problémem.
S tím souvisí rovněž měřítko zpracovávané oblasti. Jednoznačnou zásadou by
mělo být, že revitalizační opatření v krajině je nutno vždy provádět na uzavřené oblasti. Takovou uzavřenou oblastí v krajině je pouze povodí. Z tohoto důvodu je nutno při řešení revitalizace krajiny zahrnout do řešení výsledky územních systémů ekologické stability krajiny pro několik katastrálních území tak,
aby jimi bylo pokryto celé řešené povodí.
I kvalitně provedená technicko-biologická revitalizace koryta (vzdouvací objekty a výsadba) v určitém úseku toku bude velmi pravděpodobně znehodnocena nebo silně poškozena při průchodu extrémních kulminačních vln, generovaných v antropogenizovaném výše ležícím povodí a přivedených až do revitalizovaného úseku koryta prakticky bez transformace kanalizovaným korytem s
tvrdým opevněním.
Co se měřítka týče, pak platí zásada, že čím menší je řešené území, tím menší
mají jednotlivá opatření šanci na to, že se naplní jejich revitalizační poslání.
Důvodem je to, že součástí (i když často neplánovanou) procesů revitalizace je
i úprava energetických a látkových cyklů, kde tendence by měla směřovat k
jejich uzavření v určitém území. Čím větší je plocha řešeného území, tím více
procesů a cyklů se uzavírá. Naopak, čím menší je řešená oblast, tím je zranitelnější rušivými vlivy zvenčí (hlukem, světlem, atrnosférickým spadem, průsaky
kontaminovaných vod) z území, kde dosud revitalizační opatření nebyla provedena.
V podstatě všechny uvedené příklady směřují k tomu, aby v rámci řešení revitalizace krajiny (povodí) byly brány v úvahu nejen vizuální faktory (výsadba
biocenter, biokoridorů, břehové a doprovodné vegetace), ale přiznal se klíčový
význam transportů a toků látek i energie v krajině, neboť právě ty podmiňují
úspěšnost ostatních opatření. Z tohoto pohledu jsou nesmírně důležité jak erozní, tak i související transportní procesy a jejich řešení by automaticky mělo být
součástí každé podobné studie, stejně jako např. projektů komplexních pozemkových úprav.
Jako shrnutí tohoto odstavce je možno konstatovat, že revitalizace krajiny by
měla být vždy prováděna současně na co největší ploše, vždy však v rám¬ci
přirozeného povodí, které je v krajině jedinou uzavřenou oblastí.
Při návrhu revitalizačních opatření je nutno si hned na začátku ujasnit, co je
cílem v krajině vytvořit, tj. jaký stav by měl být dosažen. Navrhovaná opatření
by jednoznačně měla směřovat k přirozenému klimaxovému stavu, ale v žád-
- 108 (129) -
ném případě (nebo jen v naprostých výjimkách) není jejich cílem tohoto stavu
dosáhnout.
Jednoznačnou zásadou by vždy měla být komplexnost prováděných opatření a
jejich logická návaznost tak, jak se jednotlivé procesy navzájem ovlivňují.
Součástí návrhu by mělo být i řešení (alespoň v náznaku) socio-ekonomických
dopadů navrhovaných opatření v krajině.
4.2.1.1
Zásady revitalizace krajiny
Pojem revitalizace krajiny (někdy je též používán termín renaturalizace krajiny) je někdy mylně chápán ve značně redukované podobě buď jako revitalizace
toků, nebo řešení izolovaných problémů, které se v krajině vyskytují. Revitalizace krajiny, což je v současné době dominantní činností kulturně technických
inženýrů, však musí zahrnovat komplexní řešení problémů, protože jednotlivé
faktory, ovlivňující výsledný stav krajiny, se vzájemně kombinují, podporují a
ovlivňují. Je pochopitelné, že z finančních i časových důvodů není možné vyřešit všechny problémy daného regionu současně, avšak realizaci jakýchkoliv
opatření musí předcházet zpracování koncepce komplexního řešení, nazývané
studie revitalizace krajiny nebo též hydroekologické studie. Přesný obsah těchto studií není závazně stanoven, rozsah i obsah řešených problémů závisí na
konkrétních podmínkách zkoumané lokality. Orientační obsah studií revitalizace říčních systémů je uveden v metodických pokynech, vydaných v roce 1995
ministerstvem životního prostředí České republiky. Tento metodický pokyn
rozděluje řešení na dvě etapy:
- strategie revitalizace říčních systémů, řešení revitalizace říčních systémů.
Strategie revitalizace říčních systémů stanovuje míru a specifikaci poškození
ekosystémů hlavní říční sítě, včetně její poříční zóny a postupně celé plochy
povodí. Pro vodní toky a jejich poříční zóny vytipuje charakteristické oblasti a
extrémní lokality, v nichž v případě potřeby doporučí:
- zpracování navazujících doplňujících studií pro různé problémové okruhy
(např. pro jakost vody, morfologii koryta vodního toku, migraci ryb, minimální
průtoky pod odběry vody a vodními díly, vegetační doprovod, odstavná ramena, způsob hospodaření v poříční zóně, návrhy na vyhlášení zvláště chráněných
území ve smyslu zákona ČNR č.114/92 Sb., na ochranu rostlin a živočichů
apod.),
- aktuální opatření k okamžité realizaci.
Pro plochu povodí vytipuje prioritní území pro řešení revitalizace říčních systémů a v jednotlivých bilančních povodích stanoví extrémní jevy, které je potřebné řešit.
Řešení revitalizace říčních systémů navazuje na strategii revitalizace (pokud
byla pro danou oblast zpracována) a stanovuje koncepci návrhů opatření pro
vybraná povodí.
Návrhy opatření se týkají prevence, odstranění příčin nebo omezení škodlivých
vlivů a odstranění důsledků škodlivých účinků.
Metodický pokyn dále uvádí oblasti, kterých by se posouzení současného
stavu a návrh opatření měly týkat. Jedná se o tyto oblasti:
- 109 (129) -
•
zemědělství,
•
lesnictví,
•
vodní hospodářství,
•
komunální sféra,
•
krajina.
Zemědělství
V rámci revitalizace říčních systémů je třeba se zaměřit zejména na:
• zvýšení zastoupení trvalých travních porostů na úkor orné půdy,
• omezení nebo zrušení odvodňovacích zařízení (v odůvodněných případech),
včetně předčištění drenážních vod pomocí mokřadů,
• likvidaci nebo sanaci polních hnojišť,
• návrh ochranných infiltračních pásem podél toků a u delších svahů s větší
sklonitostí,
• omezení koncentrace živočišné výroby.
Lesnictví a rozptýlená zeleň
Posoudí se zejména procentuální zastoupení lesní půdy a orientačně dru¬hová
skladba dřevin a stav porostů. V případě potřeby se navrhne zvýšení zastoupení
lesní půdy, dosadby autochtonních dřevin, případně ochrana po¬rostů před
škůdci. V případě, že vzdálenost ploch lesní půdy přesahuje cca 300 m, navrhne se skupinová výsadba rozptýlené zeleně.
Všechny tyto návrhy je nutno konfrontovat se závěry zpracovaných územ¬ních
systémů ekologické stability.
Vodní hospodářství
V oblasti vodního hospodářství se posuzuje jednak vzájemné působení vodního
toku a okolního území, jednak stabilita vodního režimu, včetně bi¬lance zdrojů
a potřeby vody.
Návrhy opatření je možno rozdělit do dvou skupin:
•
revitalizace vodních toků a nádrží, • zadržování vody v krajině.
Cílem revitalizačních opatření na vodních tocích a nádržích je zajištění tvarové
členitosti koryta, různorodosti dna a břehů, střídání úseků s pomaleji a rychleji
proudící vodou, vytváření prohlubní v konkávách, umožnění meandrování toku, dosadba vegetačního doprovodu, zajištění komunikace vody v toku s podzemní vodou, upřednostnění vegetačních druhů opevnění, umožnění periodického zaplavování okolních lužních lesů a lučních pozemků při jarních zvýšených průtocích, ochrana toku před erozními smyvy, ochrana toků před bodovými zdroji znečištění, zvýšení samočistící schopnosti toku, zlepšení krajinotvorné funkce toku a jeho rekreační hodnoty, vytvoření podmínek pro existenci
fiory a fauny v přilehlém území, případné omezení odběrů vody s ohledem na
zachování nezbytného minimálního průtoku pro zachování života v toku a
zlepšení režimu odstavných ramen a litorálních zón.
- 110 (129) -
Při návrhu revitalizačních opatření je nutno brát v úvahu některé omezující
podmínky, zejména majetkoprávní poměry (vlastnictví pozemků) a čistotu vody v toku.
Cílem zadržení vody v krajině je obnova stability vodního režimu snížením
rozdílů mezi minimálními a maximálními průtoky a zajištění vody pro obyvatelstvo, průmysl, zemědělství a potřeby ochrany přírody.
Těchto cílů je možno dosáhnout zachycováním a zpomalováním odtoku povrchové vody (revitalizace vodních toků, ochranné vegetační infiltrační pásy,
zřizování mokřadů, malé vodní nádrže, suché poldry, přeměna části orné půdy
na trvalé travní porosty, zvětšení plochy lesa), zvýšením dotace mělkých podzemních vod a zpomalováním jejich odtoku (přeměna některých odvodňovacích zařízení na regulační nebo retardační drenáž, zvýšení infiltrace vody z
toků, zvýšení infiltrace srážkové a inundované vody zatravněním, příčnými
podzemními stěnami) a zvýšením dotace hlubinných pod¬zemních vod.
Komunální sféra
Na základě dlouhodobého systematického sledování kvality vody nebo saprobních ukazatelů se v případě potřeby doporučí opatření, aby znečištění vody v
tocích bylo v souladu s nařízením vlády ČR č.171/1992 Sb., kterým se stanoví
ukazatelé stupně znečištění vod. Podle téhož nařízení se informativně posoudí
znečištění odpadních vod zaústěných do vodních toků, popřípadě též znečištění
vod drenážních.
U skládek je třeba orientačně posoudit, zda je dodržen zákon č.125/ 1997 Sb., o
odpadech a navazující předpisy.
Krajinářská a ostatní ekologická opatření
Návrhy v této oblasti se týkají zvláštní ochrany rostlinných a živočišných druhů a krajinných prvků, změn využití krajiny (zastoupení luk, dřevin, dře¬vinné
skladby, nadměrné rekreační zatížení, koncentrace živočišné výroby, dopravní
zatížení) a řešení územních systémů ekologické stability, kostry ekologické
stability a interakčních prvků.
4.3
Vodní eroze
4.3.1
Popis jevu
Vodní eroze je jev, při němž dochází v první fázi k uvolňování částic z povrchu
půdy, v další fázi pak k transportu částic, případně k jejich ukládání. Na uvolňování částic se v rozhodující míře podílí energie dopadajících dešťových kapek, jejichž účinek je cca desetinásobně vyšší, než je energie soustředěného, a
stonásobně vyšší, než je energie plošného povrchového odtoku. Naopak povrchový odtok se v rozhodující míře uplatňuje při následném transportu uvolněných půdních částic. Uplatňuje se i řada dalších doplňkových jevů - například
při dopadu velkých kapek vody dochází u určitých typů půd ke kompakci
(zhutnění povrchové mikrovrstvy) a tedy k dalšímu snížení propustnosti půdy a
urychlení odtoku, na straně druhé však ke snížení erodovatelnosti půdy. Navíc
- 111 (129) -
ale již slabá vrstva vody velmi silně tlumí energii dopadajících dešťových kapek a chrání tak povrch půdy.
Méně se pak hovoří o tom, že nedílnou součástí erozního procesu (respektive
následného transportu erozními procesy uvolněných částic) je i transport veškerých látek, které jsou na půdní částice vázány. Jedná se zejména o nejrůznější chemické látky, z nichž nejvýznamnější jsou hnojiva (dusík a zejména fosfor) a pesticidy. Tento proces nelze od eroze oddělovat a musí být posuzován a
řešen spolu s ní.
Vznik a rozvoj erozních procesů je ovlivněn řadou faktorů, z nichž rozhodující
jsou:
•
klimatické faktory,
•
morfologické faktory,
•
geologické a půdní faktory,
•
vegetační poměry,
•
hospodářsko-technické poměry.
Klimatické faktory
Z klimatických faktorů jsou pro vznik a rozvoj erozních procesů nejvýznamnější srážky, doba jejich výskytu, doba trvání a intenzita. Pro erozní procesy
jsou rozhodující srážky přívalové, charakterizované vysokou intenzitou, krátkou dobou trvání a omezeným plošným dosahem.
Morfologické faktory
Morfologické faktory zahrnují sklon území, délku svahu, tvar svahu, jeho členitost a expozici.
Sklon území je jedním z rozhodujících erozních faktorů. Jeho vliv na vznik a
průběh erozních procesů může být ostatními činiteli (např. vegetačním krytem,
stavem půdního povrchu apod.) zeslaben, avšak nikdy zcela potlačen. Délka
svahu má také nezanedbatelný vliv. na intenzitu vodní eroze, ale její vliv je
často nejednoznačný. Při určování erozní ohroženosti se hovoří o tzv. "přípustné nebo kritické délce svahu", což je vzdálenost od počátku svahu, kde dochází
k transformaci plošného povrchového odtoku na soustředěný a tedy k výraznějšímu rozvoji erozních procesů.
Z hlediska tvaru svahu je možno rozdělit svahy na konvexní, konkávní, přímé a
kombinované. Maximální účinky eroze se projevují v místech, kde jsou kombinace sklonu a délky svahu v nejnepříznivějším poměru. Nejvyšší intenzita
erozních procesů proto bývá na svazích konvexních a nejnižší na konkávních, a
to při stejné délce a převýšení.
Co do prostorového uspořádání terénu, lze hovořit o svazích konvergentních a
divergentních. Svahy konvergentní podporují vznik soustředěného odtoku,
který výrazně akceleruje rozvoj erozních procesů.
Snížení vzniku a rozvoje erozních procesů je technicky možné úpravou morfologických faktorů. Jedná se zejména o přerušení povrchového odtoku v místech
tzv. přípustné délky pozemku. Tohoto přerušení lze dosáhnout výstavbou záchytných odváděcích nebo vsakovacích příkopů, průlehů nebo vhodným návrhem umístění a tras příkopů polních cest.
- 112 (129) -
Geologické a půdní faktory
Geologické poměry působí na vznik eroze zejména nepřímo - vlastnosti půdotvorného matečního substrátu ovlivňují důležité vlastnosti půd, zejména strukturu a obsah minerálních látek.
Přirozené vlastnosti půdy však mohou být ovlivněny i činností člověka.
Opakovaným pojezdem těžkých mechanismů a minimalizací vstupů organických hnojiv do půdy je poškozována půdní struktura. V půdě se snižuje obsah
humusu a dochází k rozpadu půdních agregátů, které jsou nositeli protierozní
odolnosti půdy. Půdní částice se stávají snadněji rozplavitelné a jemné částice
jsou snadno dostupné pro transport. Půda s nižším obsahem agregátů bude vykazovat podstatně vyšší množství erodovaných částic při stejném dešti, resp.
půda s nižším obsahem agregátů bude erodována i při srážce, která by jinak
erozivní účinek neměla, protože její intenzita by byla příliš nízká, než aby došlo k rozbití agregátů.
Důsledkem změn struktury půdy může být rovněž vznik povrchových škraloupů, tvořených jemnými půdními částicemi, vzniklými při rychlém rozplavení
půdních agregátů. Tato tenká vrstva na povrchu půdy má velmi nízkou propustnost a zamezuje infiltraci srážkové vody do půdního profilu, čímž významně zvyšuje objem povrchového odtoku, a tím i erozní procesy.
Vegetační poměry
Působení vegetace na průběh a intenzitu erozních procesů se vyznačuje ochranou půdního povrchu před přímým dopadem dešťových kapek, zlepšením vsaku srážkové vody do půdy, zpomalením a snížením povrchového odtoku, zlepšením fyzikálních, chemických a biologických vlastností půdy. Důležité je i
zpevnění půdy kořenovým systémem vegetace.
Půdní povrch je chráněn před přímým dopadem dešťových kapek nadzemními
částmi vegetace. Dochází zde k útlumu kinetické energie dopadajících kapek, a
tím se snižuje riziko rozbíjení půdních agregátů. Zachycováním, odrazem a
stékáním vody po nadzemních částech rostlin dochází k prodloužení doby dopadu srážkové vody na půdu. Zvětšením hydraulické drsnosti půdního povrchu
dochází ke zmenšení rychlosti proudění povrchově stékající vody. Všechny
tyto jevy podporují vsak vody do půdy, a tím zmenšují celkový povrchový odtok. Příznivý vliv na in filtrační vlastnosti půdy má i zlepšení půdních vlastností vegetací, zejména obohacení půdy o organické látky a dusík, provzdušnění
půdy, mikrobiální oživení apod. Nadzemní části vegetace také zastiňují půdní
povrch a vytvářejí vhodné mikroklima, které má pozitivní vliv na stabilitu půdních agregátů.
Hospodářsko-technické poměry
Hospodářsko-technické poměry jsou charakterizovány především způsobem
využívání a obhospodařování půdy, volbou a polohovým rozmístěním kultur a
návrhem a realizací různých typů technických protierozních opatření.
Velice důležitým protierozním opatřením je používání vhodné agrotechniky.
Jedná se zejména o vrstevnicové obdělávání pozemků, kde vrstevnicové brázdy
tvoří přirozené překážky povrchovému odtoku a zvyšují výrazně povrchovou
půdní retenci a infiltraci vody do půdního profilu. Zvýšení půdní vlhkosti pak
působí příznivě na stabilitu půdních agregátů.
- 113 (129) -
4.3.1.1
Erozní procesy a jejich vztah k povodňovým situacím
Erozní proces je komplikovanou kombinací různých, často protichůdných procesů, jejichž vzájemné působení určuje výsledný efekt. V zásadě je však možno říci, že k výrazným erozním událostem dochází v našich podmínkách při
prudkých přívalových srážkách, které jsou charakterizovány krátkou dobou
trvání a vysokou intenzitou. Současně však tyto srážky bouřkového typu zasahují pouze malá území a výrazné povrchové odtoky proto působí pouze v povodích malého až středního měřítka (maximálně desítky km2). Velké povodně
na větších tocích jsou naopak působeny regionálními, zpravidla dlouhodobě
trvajícími srážkovými situacemi, které zasahují velké plochy, mají však zpravidla výrazně nižší intenzitu a intenzity erozních procesů jsou v těchto případech řádově nižší. V absolutním měřítku je množství transportovaného sedimentu sice srovnatelné či dokonce vyšší než při přívalových srážkách, ale významná část materiálu nepochází z erozních procesů v pravém slova smyslu,
ale jedná se např. o erozi břehů a dna koryt toků.
Samostatným, a dosud poměrně málo prozkoumaným jevem je vodní eroze,
způsobená rychlým táním sněhu - v tomto případě dochází k uvolňování i
transportu půdních částic pouze působením sil povrchového odtoku. Tento jev
je ale značně komplikován faktem, že půdní horizont je zpravidla promrzlý a
infiltrace je proto blízká nule, povrch půdy je navíc většinou po mrazivém období nakypřen.
4.3.1.2
Přípustná ztráta půdy
Vodní eroze je jevem přirozeným a není ekonomické (a ani není účelné se o to
pokoušet) ji zcela odstranit. I z uvedených stručných informací v předchozích
kapitolách a odstavcích je však patrná její závažnost; míra její nebezpečnosti
však bývá často podceňována. Cílem by proto mělo být organizovat území a
jeho využití tak, aby míra erozních procesů nepřesáhla únosnou mez.
V souvislosti s navrhováním protierozních opatření se hovoří o limitech "přípustné ztráty půdy". V USA byly tyto hodnoty stanoveny v závislosti na rychlosti obnovy půdy. Filozofie tohoto přístupu spočívá v tom, že průměrná roční
ztráta půdy z pozemku nesmí přesáhnout přirozený průměrný roční nárůst půdního profilu, čímž je zajištěno, že půda nebude v dlouhodobém pohledu poškozována a nebude snižována touto cestou její úrodnost.
Po přepočtu do jednotek soustavy SI jsou hodnoty přípustné ztráty půdy dle
mocnosti půdního profilu uvedeny v Tab.4.1.
Tab. 4.1 Hodnoty přípustné ztráty půdy dle mocnosti půdního profilu
Půdy
Hloubka půdního profilu
Přípustná ztráta půdy
H (cm)
(t.ha-1.rok)
mělké
<30
1
střední
30-60
4
hluboké
>60
10
Tento přístup byl spolu s Univerzální rovnicí ztráty půdy (podrobněji viz dále)
převzat i v řadě dalších zemí, včetně České republiky.
- 114 (129) -
Z předchozích kapitol je zřetelné, že dopad vodní eroze na půdu je jen částí
jejího negativního působení na složky krajiny. Studie "Vyhodnocení erozních a
sedimentačních procesů v povodí vodárenské nádrže Želivka" jednoznačně
prokázala, že zatímco skutečné ztráty půdy ze zemědělských pozemků v povodí nádrže se pohybovaly pod předepsanými limity, materiál usazený v ochranných předzdržích a hlavní nádrži působil vážné kvalitativní i kvantitativní problémy a musel být nákladně vytěžen.
Tento a další dokumentované případy prokazují, že posuzování protierozní
ochrany zemědělských pozemků podle přípustných hodnot ztráty půdy odvozených z kritérií ochrany úrodnosti půdy a na základě metod, založených na
dlouhodobých průměrných hodnotách, neposkytuje uspokojivé výsledky. Při
navrhování protierozních opatření je proto vždy nutno zvažovat všechny možné dopady a řídit se tím hlediskem, které je pro daný případ rozhodující.
Erozní procesy a protierozní ochrana obecně jsou dosud chápány přede¬vším
jako izolovaná záležitost, týkající se zemědělců, kteří tímto způsobem přicházejí o svůj výrobní prostředek. V poslední době, jako následek řady projevených problémů (záměrně však je použito slova "projevených", protože problémy mají obecný charakter a existovaly již dávno, pouze jejich příčiny dosud
bud' nebyly odhaleny, nebo se neprojevovaly dostatečně významně, aby jim
byla přikládána patřičná váha) se do podvědomí dostává názor, že eroze je spojena i s problémy kvality vody a dokonce i s problémy povodní v malém měřítku (malá povodí, zasahovaná přívalovými srážkami).
4.3.1.3
Protierozní opatření
Protierozní ochranu je třeba realizovat jako komplexní systém. V daném území
se řeší variantně a z řešených variant se volí varianta nejvhodnější z hlediska
záboru půdy, finančních nákladů na realizaci a následný provoz protierozních
opatření i z hlediska účelného stupně protierozní ochrany. Nutnou podmínkou
pro splnění těchto požadavků je dokonalá znalost faktorů, způsobujících vznik
a rozvoj erozních procesů v dané lokalitě.
Obecně lze konstatovat, že efektivní návrh systémů protierozní ochrany musí
spočívat v zachycení povrchově odtékající vody na chráněném pozemku, převedení co největší části povrchového odtoku na vsak do půdního profilu a snížení rychlosti odtékající vody. Nejefektivnější v protierozní ochraně je proto
prevence vzniku povrchového odtoku, což je navíc i v souladu se zásadami
správného přístupu k revitalizaci krajiny. Pokud řešitel k problému přistupuje s
cílem řešit následky, tj. např. pouze bezeškodně odvést povrchový odtok pod
intravilán, takřka vždy se jedná pouze o posunutí problému o kousek dál, ale
nikoliv o jeho odstranění.
Z hlediska ekonomického je nutno uvážit velikost návrhové srážky pro návrh
protierozních opatření a při návrhu opatření postupovat od finančně i realizačně
nejjednodušších organizačních a agrotechnických opatření k opatřením technického charakteru.
Podle charakteru opatření můžeme protierozní ochranu dělit do následujících skupin:
•
organizační opatření,
- 115 (129) -
•
agrotechnická opatření,
•
technická opatření.
Organizační opatření
V zásadě se jedná o nejčastěji používaný způsob protierozní ochrany pozemků,
protože jeho zavedení prakticky nevyžaduje žádné investiční náklady. Zahrnuje
především:
•
vhodné umístění pěstovaných plodin,
•
pásové pěstování plodin,
•
optimální tvar a velikost pozemku,
•
vegetační pásy mezi pozemky,
•
záchytné travní pásy.
Agrotechnická opatření
Pro ochranu půdy vegetačním krytem je důležité, jak jsou porosty plodin vyvinuty v období ohrožení půdy vodní erozí, tj. v období tání sněhu a výskytu přívalových srážek (květen - září). V prvé třetině tohoto období mají nedostatečnou protierozní odolnost okopaniny a zvláště kukuřice.
Zvláště intenzivně jsou v poslední třetině období postihována erozí pole připravená k setí a osetá letními meziplodinami a ozimou řepkou. Řešením je
bezorebné setí. Při tání sněhu dochází k značným smyvům půdy z pozemků s
pozdním výsevem ozimé pšenice. Z tohoto důvodu je třeba ozimou pšenici
vysévat na počátku agrotechnické lhůty. Odolnost půdy, která je přes zimu v
hrubé brázdě, lze poněkud zvýšit zvýrazněním hřebenů zorané půdy a především vrstevnicovou orbou.
Vlastní protierozní agrotechnika je podmíněna speciálními nebo vhodně upravenými mechanizmy. Vždy by měla být uplatněna zásada provádění agrotechnických operací ve směru vrstevnic nebo v mírném odklonu od tohoto směru.
Uplatňují se následující metody:
•
půdoochranné obdělávání,
•
protierozní orba,
•
protierozní setí kukuřice,
•
protierozní ochrana brambor.
Technická opatření
Pokud nelze dosáhnout protierozní ochrany pozemků organizačními a agrotechnickými opatřeními, je nutno navrhovat a realizovat opatření technická,
jako jsou:
•
terénní urovnávky,
•
příkopy a protierozní cesty,
•
průlehy,
•
terasy,
•
ochranné hrázky,
- 116 (129) -
•
protierozní nádrže
Není v možnostech této publikace popsat podrobně všechna možná protierozní
opatření, proto odkazujeme zájemce a projektanty na další specializovanou
literaturu a směrnice.
4.3.2
Způsoby predikce erozních a transportních procesů
Hodnocení erozní ohroženosti území a vlivu protierozních opatření na snížení
intenzity erozních a transportních procesů v území je založeno na použití výpočetních metod, které umožňují intenzitu těchto procesů kvantifIkovat.
Cílem predikce může být bud' určení potenciální erozní ohroženosti (např.
průměrná roční ztráta půdy), nebo hodnoty pro návrh a dimenzování protierozních opatření (celkový objem odtoku, kulminační průtok, množství sedimentu).
Vzhledem k charakteru erozního procesu, jehož poznání je založeno na analýze
dlouhodobého experimentálního sledování vlivu jednotlivých erozních faktorů,
byly nejprve pro hodnocení erozní ohroženosti území používány tzv. empirické
modely erozního procesu. V polovině 70. let teoretický rozvoj v oblasti mechanizmu erozních procesů, hydrauliky povrchového odtoku, infiltračních teorií, atd., a v neposlední řadě i rozvoj výpočetní techniky a informační technologie, umožnily přechod od empirických postupů k řešení erozního jevu jako
dynamického procesu proměnného v prostoru a v čase. Tento přístup vedl k
prudkému rozvoji metody tzv. simulačních modelů erozního procesu, které na
základě fyzikálního popisu rozhodujících procesů řeší průběh a výslednou intenzitu erozního jevu.
Prvotní - ryze empirickou metodou hodnocení erozních procesů je jejich hlavní
představitel - Univerzální rovnice ztráty půdy USLE. Metoda byla (a stále je)
velmi oblíbena jednak pro jednoduchost výpočtu (násobení 6 erozních faktorů),
jednak pro relativně snadné určení vstupních parametrů pro výpočet.
Empirické metody byly odvozeny na základě dlouhodobého pozorování a měření procesů v terénu nebo v laboratoři. Na soubory naměřených dat byly aplikovány statistické metody a na jejich základě byly odvozeny výpočetní vztahy.
Ze způsobu jejich odvození je zřejmé, že tyto metody mají většinou nízký počet vesměs dobře měřitelných vstupních dat, jsou poměrně jednoduché a průhledné. Na straně druhé se jedná o vztahy, odvozené na základě statistických
metod, jejich platnost je proto "průměrná" a při jejich extrapolaci na hodnoty
mimo rámec měřených situací může docházet nejen k velké chybě, ale dokonce
k naprosto nesprávnému trendu vývoje daného jevu.
Rozvoj výpočetní techniky umožnil rozšíření kvalitativně nové úrovně v popisu odtokových a erozních procesů - matematických simulačních modelů, které
odstraňují většinu nevýhod empirických metod za cenu obtížnější dostupnosti
potřebných vstupních dat, nutnosti často špičkové výpočetní techniky a ve většině případů i nutné kalibrace modelu.
Výhodou simulačních modelů je na straně druhé kromě značné efektivity i to,
že jevy mohou být levně a rychle zkoumány i v dlouhodobém měřítku, může
být zahrnut a testován velký počet různých způsobů hospodaření a protierozní
ochrany a mohou být zkoumány a hodnoceny i vzájemné vztahy mezi procesy.
- 117 (129) -
Empirické metody
V zásadě se jak bylo uvedeno výše) jedná o metody, pracující se statisticky a
empiricky odvozenými rovnicemi a závislostmi, podloženými velkým množstvím měření.
Jejich hlavní výhodou je jednoduchost, přehlednost užitých rovnic a algoritmů
a jejich matematická robustnost, rozsáhlá validita v různých podmínkách, velká
rozšířenost a snadná použitelnost. Zásadní předností je relativně malý počet
vstupních dat, která navíc jsou z větší části parametrizována nebo jsou poměrně
snadno dostupná.
K hlavním nevýhodám patří zejména to, že se zpravidla jedná o dlouhodobé
průměrné odhady a při použití pro jednotlivé srážky jsou výsledky výrazně
slabší díky nemožnosti podrobnějšího popisu procesu. Velká generalizace úlohy neumožňuje zavedení nehomogenit zahrnovaných jevů. Většina metod byla
odvozena v podmínkách USA - nikoliv pro střední Evropu.
Výsledkem historického vývoje empirických výpočetních metod v USA se
stala tzv. Univerzální rovnice ztráty půdy, která se na dobu více než 30 let stala
základní metodou hodnocení intenzity erozního procesu nejen v USA, ale i v
mnoha dalších zemích, kam se rozšířila a pro jejichž podmínky byla verifikována.
Univerzální rovnice ztráty půdy vychází z principu tzv. přípustné ztráty půdy.
Přípustná ztráta půdy byla definována jako ,,maximální hodnota eroze půdy,
která dovoluje udržovat trvale a ekonomicky dostupně vysokou úroveň úrodnosti půdy". Hodnoty přípustné ztráty půdy byly stanoveny v USA při odvozování USLE řadou odborníků ve výši 1 až 5 t na akr ročně. Hodnoty přípustné
ztráty půdy, používané v České republice (1, 4 a 10 t.ha-1 ročně, vztaženo k
hloubce půdního profilu), byly stanoveny na základě amerických hodnot a jsou
tedy mimo jiné ovlivněny přírodními a zemědělsko-ekonomickými podmínkami, pro něž byly tyto hodnoty v USA odvozeny.
Kromě toho je nutno si uvědomit, že intenzita erozních procesů, stanovená
pomocí USLE, představuje dlouhodobé průměrné roční hodnoty, které mohou
být v konkrétním roce i několikanásobně překročeny, nebo dokonce mohou být
dosaženy pouze jedinou významnou přívalovou srážkou. Tato rovnice neumožňuje volbu návrhové srážky pro návrh protierozních opatření, např. pro
účely ochrany intravilánu nebo z hlediska ochrany kvality vodních zdrojů.
Univerzální rovnice ztráty půdy je určena především pro:
•
stanovení průměrné roční ztráty půdy na daných pozemcích,
•
výběr vhodných půdoochranných opatření na vyšetřovaném pozemku, •
určení maximální délky svahu (tzv. přípustné délky) pro daný systém
hospodaření na pozemku.
Z případů, resp. situací, pro které je použití USLE nevhodné, je třeba především uvést:
•
přímý odhad množství splavenin v povodí,
•
stanovení velikosti ztráty půdy pro jednotlivé srážko-odtokové situace, •
návrh technických prvků protierozního systému (např. protierozní pří-
- 118 (129) -
kopy, průlehy apod.).
Na počátku 90. lét byla provedena revize a aktualizace empirického modelu
USLE; tyto změny a doplňky ve stanovení jednotlivých faktoru rovnice byly
tak zásadní, že rovnice byla nazvána Revidovaná univerzální rovnice ztráty
půdy (Revised Universal Soil Loss Equation - RUSLE). Oproti původní rovnici
USLE byly zpřesněny a upraveny vstupy, popisující erozivitu deště, půdní
podmínky, sklon svahu, ochranný vliv vegetace a vliv technických opatření.
Fyzikálně založené modely
Simulační modely erozního procesu můžeme klasifikovat podle dvou hledisek
- časového (modely pro jednotlivou srážku - epizodní, nebo pro delší simulované období - kontinuální),
- plošného (modely pro jednotlivý pozemek nebo svah, nebo pro malé či větší
povodí).
Řešení organizace území (povodí) z hlediska protierozní ochrany a ovlivňování
odtokových a transportních procesů se provádí v zásadě ve dvou základních
úrovních:
- rozhodovací - o celkové koncepci využití území a jeho ochrany, kdy cílem
řešení je vyhodnotit kritická místa vzniku odtokových, erozních a transportních
procesů a posoudit různé scénáře využití území a jeho ochrany,
- návrhové - kdy se provádí návrh konkrétních prvků (organizačních, agrobiologických a technických opatření) protierozního systému.
Každá z těchto úrovní vyžaduje pro generování potřebných informací nástroje
(modely) jiného charakteru.
Pro úroveň koncepčního řešení protierozní ochrany jsou využívány modely,
které umožňují porovnání různých scénářů využití území a jeho ochrany.
Vzhledem ke složitosti erozního procesu v území, a z toho vyplývajícího zjednodušení celého procesu a geometrie (morfologie) území, nemohou mít výstupy těchto komplexních modelů absolutní přesnost. Oceňujeme u nich především možnost relativního porovnání a optimalizace jednotlivých scénářů řešení. Pro rozhodovací procesy se používají modely pro povodí, přičemž časovým
měřítkem může být jednotlivá srážka nebo kontinuální simulace procesů v delším časovém období (např. rok).
Pro generování návrhových parametrů protierozních opatření se naopak vyžaduje vysoká přesnost výstupů modelu. Zde nacházejí uplatnění srážkoodtokové
a erozní modely pro jednotlivý svah a jednotlivou (návrhovou) srážku.
Žádný ze simulačních modelů nemá univerzální použitelnost, volbu modelu je
vždy nutno velmi pečlivě uvážit vzhledem k účelu a cíli, které mají být simulací procesů dosaženy.
4.3.2.1
Stručná charakteristika nejznámějších modelů
Empirické metody
USLE - Univerzální rovnice ztráty půdy
Vztah, odvozený na základě velkých datových souborů, shromážděných z řady
oblastí USA. Pokusy byly prováděny na tzv. standardních plochách o jednotné
- 119 (129) -
velikosti, sklonu a zpracování půdy. Výstupem rovnice je hodnota průměrné
roční ztráty půdy (t.ha-1.rok). Metoda je velmi rozšířena zejména pro svou jednoduchost. Při návrhu protierozních opatření s její pomocí je však nutno pracovat s tzv. přípustnou ztrátou půdy.
Rovnice má tvar
G=R*K*L*S*C*P
kde G je průměrná roční ztráta půdy (t.ha-1.rok),
R - faktor erozní účinnosti srážek, vyjádřený v závislosti na četnosti jejich výskytu, kinetické energii, intenzitě a úhrnu,
K - faktor erodovatelnosti půdy, vyjádřený v závislosti na textuře a struktuře
ornice, obsahu organické hmoty a infiltrační schopnosti půdy,
L - faktor délky svahu, vyjadřující vliv nepřerušené délky svahu na velikost
ztráty půdy,
S - faktor sklonu svahu, vyjadřující vliv sklonu svahu na velikost ztráty
C - faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu, vyjádřený v závislosti na
druhu a vývoji vegetace a použité agrotechnice,
P - faktor účinnosti protierozních opatření.
Výstupem rovnice je hodnota průměrné ztráty půdy za období, pro které byla
stanovena hodnota faktoru erozní účinnosti srážek. Vzhledem k tomu, že hodnota faktoru R se určuje většinou jako průměrná roční hodnota, a hodnoty
ostatních faktorů rovnice jsou rovněž stanoveny jako průměrné roční hodnoty,
představuje stanovená ztráta půdy průměrnou roční hodnotu. Ztráta půdy v
konkrétním roce se samozřejmě může kolem tohoto průměru pohybovat v řádovém rozpětí.
Využití principů Univerzální rovnice ztráty půdy pro odhad množství splavenin
je založeno na zahrnutí charakteristik transportního činitele v erozním procesu,
tj. povrchového odtoku, do této rovnice. Tato úprava pro stanovení množství
splavenin z přívalového deště v povodí o velikosti do 15 km2, známá jako Modifikovaná univerzální rovnice ztráty půdy (Modified Universal Soil Loss
Equation - MUSLE) má tvar
G = 11,8 (Q . qp)0,56 * K * L * S * C * P
kde G je množství splavenin z přívalového deště (t),
Q - objem přímého odtoku z přívalového deště (m3),
qp - velikost kulminačního průtoku (m3.s-1),
K,L,S,C,P - faktory USLE, stanovené jako průměrné hodnoty pro vyšetřované
povodí.
Hodnoty objemu přímého odtoku a kulminačního průtoku je třeba stanovit některým ze známých hydrologických postupů, např. metodou čísel odtokových
křivek (metoda CN).
RUSLE - Revidovaná univerzální rovnice ztráty půdy
Byla odvozena v 90. letech (1992 - testovací verze, 1997 - plně funkční verze s
dokumentací) revizí USLE upravením některých vstupních parametrů. Cílem
- 120 (129) -
úprav bylo na základě výsledků dalších prováděných měření zahrnout nové
poznatky do osvědčené jednoduché struktury.
6.8.1.3 Metoda čísel odtokových křivek (CN křivky)
Metoda čísel odtokových křivek (metoda CN) byla odvozena pro stanovení
celkového objemu odtoku a kulminačního průtoku z malého povodí z jednotlivé srážky. Výpočet objemu přímého odtoku se provádí na základě empirických
vztahů.
4.4
Současná evropská krajina
Najít definiční znaky a vymezit rozšíření krajinných typů na národní i evropské
úrovni, to je v současné době velké a mimořádně aktuální téma krajinné ekologie. Vymezení krajinných typů se jeví jako nezbytný předpoklad strategického
krajinného plánování a účinné ochrany krajinného rázu.
Poměrně jednodušší je vypracovat typologii přírodní krajiny, v jejímž rozrůznění hrají roli pouze přírodní podmínky, které jsou relativně stálé (geologické
podloží, členitost reliéfu, podnebí, vodní režim, potenciální přirozená vegetace). Problém je v tom, že v hustě zalidněné a hospodářsky již dlouho využívané
Evropě přírodní krajinu téměř nenajdeme. Mapujeme-li tedy typy přírodní krajiny, a takové mapy nalezneme ve většině národních atlasů, zobrazujeme vlastně dnes již hypotetickou, potenciální přírodní krajinu, jaká ve skutečnosti neexistuje. Je nahrazena kulturní krajinou, na jejímž utváření se vedle přírodních
podmínek stále více podílí člověk. Kulturní krajina je v čase daleko proměnlivější a variabilnější. Mapování a vůbec vymezení typů současné kulturní krajiny je tedy mnohem složitější, protože vedle přírodních podmínek musí zahrnout zejména dynamický land use, způsob využívání krajiny člověkem, který
dominantním způsobem ovlivňuje současnou strukturu krajiny, její vzhled i
ekologickou stabilitu.
Přes více pokusů vznikla v 90. letech 20. století jediná pan evropská klasifikace
a typologie současné kulturní krajiny (tab. 1). Jejím autorem je nizozemský
krajinný architekt Johann Meeus a byla publikována ve zprávě o stavu životního prostředí v Evropě (1995), iniciované na dobříšské konferenci ministrů životního prostředí r. 1991. Zpráva konstatuje, že v závislosti na různém pojetí
funkce lesů a tundry pokrývá člověkem přetvořená kulturní krajina 70 - 90 %
území Evropy, přičemž kolem 45 % území se využívá pro zemědělské účely.
Panevropská krajinná typologie podle Meeuse se zakládá na kombinaci různých způsobů využití půdy a přírodních podmínek. Krajinné typy jsou identifikovány podle klimatu, který se odráží v potenciální přirozené vegetaci, podle
reliéfu, využívání krajiny a důležitá role je přisouzena vizuálnímu aspektu krajinné scenérie. Mimo toto schéma jsou rozlišeny charakteristické regionální
typy krajiny.
Výsledkem klasifikace je vymezení 30 krajinných typů evropského významu,
které lze rozdělit do několika kategorií podle následujících kritérií - Meeus,
1995:
- 121 (129) -
Krajinné typy podmíněné podnebím a potenciální přirozenou vegetací:
Tundra, tajga a lesní krajiny, step a aridní krajiny (pouště a polopouště). Tyto
typy krajiny jsou velmi řídce osídlené, v jejich vzhledu se stále výrazně uplatňují přírodní podmínky a člověk nedokázal nahradit původní rostlinnou formaci (tundra, tajga, step, poušť), která i dnes dominuje v charakteristickém vzhledu těchto krajin. V Evropě se vyskytují v její severní a severovýchodní části
(sever Skandinávie a evropského Ruska) a na jihovýchodě při Kaspickém moři.
Krajinné typy výrazně ovlivněné reliéfem:
Hornatiny a velehornatiny. Mezi tyto krajinné typy jsou zařazena vyšší evropská pohoří od Skandinávie až po jih Evropy. Mohou být intenzivně rekreačně a
sportovně využívána, jako třeba Alpy nebo Tatry, přesto zůstává jejich určujícím znakem výrazně horský reliéf a chceme-li nejvýstižněji charakterizovat typ
krajiny, použijeme na prvním místě přívlastek horský (velehorský).
Charakteristické typy kulturní krajiny dlouhodobě využívané člověkem:
Vymezené podle vizuálního aspektu uzavřenosti a otevřenosti krajinné scenérie: uzavřené "bocage" a "semi-bocage" s množstvím živých plotů a další rozptýlené zeleně v zemědělské krajině (typické pro Bretaň či Wales, ale i naše
vrchoviny a podhorské oblasti), otevřené "openfields", tj. otevřená polní krajina např. ve francouzských nížinách, v Dánsku, Německu, Česku i na Ukrajině
a v Rusku.
Regionální krajinné typy, které vznikly charakteristickou kultivacíkrajiny:
Mající pouze omezené, regionální, rozšíření: coltura promiscua, montados či
huerta ve Středomoří, delta v úrodných údolních nivách největších evropských
řek, polder a kampen v přímořské západní Evropě, zejména v Belgii a Nizozemsku, maďarská puszta a úzká pásovitá políčka v jihovýchodním Polsku.
- 122 (129) -
Krajinný typ
Charakter reliéfu
Vegetace
Vzhled krajiny
Trend vývoje
nížiny pokryté sněhem
permafrost brání souvislé
pustina bez lesů
ochrana mokřadů
Tundry
1
2
arktická tundra
lesotundra
a ledem
vegetaci: mechy/lišejníky
pahorkatiny a nížiny, močály
zakrslé dřeviny (břízy, olše)
pustina s rozptýlenými
požáry a přirozená
jen v údolích, jinak vřesoviště
dřevinami
obnova
řídký smíšený les s nízkou
nepřístupné, nekultivované
vysoušení, těžba
produktivitou
mokřady
rašeliny
homogenní lesy
kácení lesa, smrk se stává
Tajgy
3
4
5
6
boreální močály
severská tajga
střední tajga
jižní tajga
rašeliniště, bažiny
pahorkatinya roviny,
jehličnatý les (borovice, smrk),
nížiny a jezera
zbytky lesa využív. k pastvě
dominantním druhem
roviny s písčitými půdami,
jehličnatý les a menší
občasné mýtiny, les není
morény a bažiny
plochy luk a pastvin
celistvý
pahorkatiny a roviny
jehličnatý les, málo pastvin
polootevřené lesy
s písčitými a hlinitými
půdami
7
subtajga
plošiny pokryté větš. sprašemi
smíšený les a orná půda
lesnictví a zemědělství
vysoušení a odlesňování
zalesňování
Vrchoviny a hornatiny
8
severní vrchoviny
pahorkatiny až hory,
vřesoviště, travnaté plochy,
pustá, drsná a velice
jezera, bažiny
skály a zbytky lesa
otevřená krajina
vysoké hory, ledovce,
mechy, vřes, louky a lesy
kontrast divoké
ponechání ladem,
strmé svahy a hluboká
na svazích, v údolích
přírody a otevřené
zalesňování a turismus,
údolí
intenzivní zemědělství
kultivované krajiny
sport a rekreace
plochy pastvin a orné půdy
heterogenní,
zvětšování ploch,
ohraničené živými ploty,
mozajkovitá,
rušení živých plotů
využívaného k pastvě
9
hory
Bocages
10
11
atlantické bocage
semi-bocage
mírné svahy a plošiny
vlhké vrchoviny
a středohory
zídkami nebo stromy
kultivovaná
extenzivní louky a plodiny
soubor volných
ponechání ladem,
na orné půdě, smíšené lesy
a zalesněných plošek
zalesňování
relativně otevřená
extenzifikace
a živé ploty
12
středomořské
suché vrchoviny
extenzivní zemědělství -
semi-bocage
a hornatiny
louky, orná půda, trvalé
kultury, zídkv/lesíkv
- 123 (129) -
Krajinný typ
Charakter reliéfu
Vegetace
Vzhled krajiny
Trend vývoje
Otevřené polní krajiny
13
14
atlantické otevřené
hlinité a jílovité půdy na
intenzivní obdělávání
rozsáhlá otevřená plocha,
intenzifikace
krajiny
zvlněných pláních
půdy, stromy jen v údolích
monokultury na orné půdě
a ponechávání ploch ladem
kontinentální
spraše a hlinité půdy na
orná půda, louky a trvalé
rozmanitá v různých
diverzifikace
kultury, lesy na vrcholcích
otevřené krajiny
rovinách až pahorkatinách
prostorových měřítcích
kopců
15
akvitánské
pláně a vápencové svahy,
otevřené krajiny
hlinité půdy, spraše
orná půda na rovinách, lesy
otevřená a intenzivně
na svazích, zahrady a sady,
kultivovaná
v údolích
16
17
18
někdejší otevřené
zvlněné pláně s hlinitými
orná půda - obiloviny,
intenzivně kultivovaná
krajiny
a jílovitými půdami
okopaniny, pícniny
rozsáhlá otevřená plocha
centrální
zvlněné pláně se
orná půda bez jiné
homogenní rozsáhlá
kolektivizované
sprašovými a hlinitými
vegetace
otevřená plocha
otevřené krajiny
půdami
východní
rovné i zvlněné pláně kryté
bezlesá krajina s ornou
extrémně otevřená,
kolektivizované
černozemí
půdou, na zamokřených
rozsáhlá a suchá
otevřené krajiny
19
středomořská
odstraňování stromů
vodní a větrná eroze
vodní a větrná eroze
plochách louky
suché kopce, plošiny, údolí
otevřená krajina
lesy a křoviny versus
velké rozdíly mezi
intenzifikace
kultivace, extenzivní
údolími a kopci
a extenzifikace,
plodiny a pastevectví
ponechání ladem
Stepní a aridní krajiny
20
21
22
23
pusta
step
polopoušť
písečná poušť
panonská pánev, místy
travnaté plochy a orná
bezlesý otevřený pros-
zasolování půdy, vodní
zasolené půdy
půda
tor, extenzivní pastva
a větrná eroze
roviny pokryté hnědozemí,
travnaté plochy a orná
bezlesá, suchá, větrná,
nadměrná pastva,
údolí a slaniska
půda, extenzivní využívání
extrémně otevřená
zasolování půdy
nížiny, zasolené půdy
traviny, efemerní
suchá, zasolená, otevřená,
změny hladiny
a halofytní rostliny
extenzivně využívaná
podzemní vody
pohyblivé duny, suchá
absence vegetace, jen
nekultivovaná
udržování pastevectví
koryta a písky
občasné efemerní rostlinv
Regionální (místní) krajiny
24
25
26
27
kampen
zvlněné pláně s potoky,
různé plodiny, pastviny,
mozaikovitá s malými
nárůst plochy,
písčitá půda
lesy, vřesoviště, mokřady
uzavřenými políčky
intenzifikace
polská pásová
systém malých protáhlých
různé plodiny, sady
postaru obdělávaná,
zvětšování ploch -
políčka
polí v rovinatém až
a zahrady, menší lesy
velká rozmanitost
zánik mozaiky
zvlněném reliéfu
a louky
v malém měřítku
coltura promiscua
úrodná údolí, hlinité půdy,
trvalé kultury, obiloviny,
heterogenita v malém
zmenšování
pozůstatky tradičního
pícniny, zahrady, sady
měřítku,mozaikovitost
heterogenity díky in-
hospodaření
a vinice
chudé, suché a kamenité
řídký vždyzelený
zemědělsky a lesnicky
degradace půdy, růst
půdy na mírných svazích
využívaný les (duby, olivy),
využívaná krajina s roz-
křovin
a plošinách
extenzívní pastva v lese
troušenými stromy
dehesa/montado
a extenzifikaci
Antropogenní krajiny
28
29
polder
delta
(umělá forma)
estuária při pobřeží
intenzivně využívaná orná
plochá, otevřená,
Severního moře, pod
půda a pastviny,
úrodná, antropogenní,
úrovní mořské hladiny
stromořadí kolem silnic,
homogenní,
jíly, rašeliny)
kanálů a hrází
geometrická
intenzivně využívaná orná
plochá, otevřená,
zasolování půdy,
úrodná, intenzivně
intenzifikace
estuária v pobřežních
rovinách, delty velkých řek
intenzifikace
půda, pastviny a trvalé kultury
na
30
huerta
zavlažovaných plochách
obdělávaná, homogenní
zavlažovaná, úrodná údolí
intenzivní zahrady a trvalé
zavlažování,
na středomořském pobřeží
kulhnv (ovocné sady - citrusy)
terasování, sady, vinice
- 124 (129) -
expanze
4.5
Legislativní rámec
Pojem životní prostředí je dnes běžně používán v odborném i obecném vyjádření. Definice tohoto termínu je obsažena v § 2 zákona č.17/1992 Sb., O životním prostředí. „Životní prostředí je vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejích dalšího vývoje. Jeho
složkami jsou zejména ovzduší, voda,horniny, půda, organismy, ekosystémy a
energie.“
Ústavně právní základ ochrany životního prostředí je upraven v ústavním zákoně ČNR č.1/1993 Sb., Ústava České republiky, kde čl. 7 uvádí,že „stát dbá o
šetrné využívání přírodních zdrojů a ochranu přírodního bohatství“.
Více je potom upraveno v Listině základních práv a svobod, ústavní zákon
ČNR č.2/1993 Sb., kde se přímo k životnímu prostředí vztahuje čl. 35, který za
jedno ze základních práv občana prohlašuje právo na příznivé životní prostředí,
a to spolu s právem na včasné a úplné informace o stavu životního prostředí a
přírodních zdrojů. Současně zakazuje komukoliv ohrožovat nebo poškozovat
životní prostředí ve větší míře, než dovoluje zákon. Také čl.11 odst. 3, který
zakazuje zneužití vlastnického práva na újmu práv druhých anebo v rozporu se
zákonem chráněnými obecnými zájmy. Jeho výkon nesmí poškozovat lidské
zdraví, přírodu a životní prostředí nad míru stanovenou zákonem.
Současný stav české právní úpravy ochrany životního prostředí je řešen v různé míře podrobnosti ve velkém množství právních norem s resortním přístupem.
Nový přístup k ochraně životního prostředí je zakotven v legislativě EU směrnici Rady 96/61/ES k integrovanému přístupu ke kontrole a prevenci znečištění
životního prostředí (Council Directive 96/61/EC on integrated Pollution Prevention and kontrol – IPPC), která je do českého právního řádu transponována
zákonem
č.76/2002 Sb., o integrované prevenci, ve znění zákona
č.521/2002Sb. a zákona č.437/2004 Sb.
Hlavním cílem je ochrana životního prostředí jako celku před průmyslovým a
zemědělským znečištěním regulací provozu vybraných zařízení uvedených v
příloze č.1 zákona. Vydáním integrovaného povolení dochází k náhradě správních aktů podle příslušných právních předpisů.
Usnesením vlády ze dne 17.3.2004 č.235/2004 byla schválena Státní politika
životního prostředí České republiky do roku 2010. Tento dokument vymezuje
aktivity v této oblasti na mezinárodní, celostátní, krajské i místní úrovni a jedním velmi významným nástrojem realizace SPŽP je právo a právní předpisy.
Platný soubor našich právních předpisů pokrývá celou oblast ochrany životního
prostředí, proto je dobré tento přehled rozdělit:
První skupinu předpisů tvoří právní předpisy vztahující se na celou oblast životního
prostředí, obecně, nikoliv jen na některou jeho část či složku:
- 125 (129) -
•
sů.
Zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpi-
•
Zákon č. 76/2002 Sb., o integrované prevenci a omezování znečištění, o
integrovaném registru znečišťování ve znění zákona č. 521/2002 Sb.
•
Zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o
změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní
prostředí).
•
Zákon č. 244/1992 Sb., o posuzování vlivů rozvojových koncepcí a
programů na životní prostředí, ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí, ve
znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 282/1991 Sb., o České inspekci životního prostředí a její působnosti v ochraně lesa.
•
Zákon č.388/1991 Sb., o Státním fondu životního prostředí České republiky ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 50/1976 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební
zákon), ve znění pozdějších předpisů.
Druhou skupinu předpisů tvoří předpisy vztahující se na jednotlivé složky
životního prostředí, tedy předvším ovzduší, voda a půda:
•
Zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší a o změně některých dalších
zákonů (zákona o ochraně ovzduší), ve znění zákona č.521/2002 Sb.
•
Zákon č. 254/2001 Sb.,o vodách a o změně některých zákonů (vodní
zákon), ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích), ve
znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých
souvisejících zákonů.
•
Zákon č. 334/1992 Sb., o ochraně zemědělského půdního fondu, ve
znění pozdějších předpisů
Třetí skupinu předpisů tvoří předpisy vztahující se k ochraně ekosystémů:
•
Zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších
předpisů
•
Zákon č. 16/1997 Sb., o podmínkách dovozu a vývozu ohrožených druhů volně žijících živočichů a planě rostoucích rostlin a dalších opatřeních k
ochraně těchto druhů a o změně a doplnění zákona ČNR č. 114/1992 Sb., o
ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č.289/1995 Sb., o lesích a o změně a doplnění některých zákonů
(lesní zákon), ve znění pozdějších předpisů.
- 126 (129) -
Čtvrtou skupinu tvoří předpisy upravující ochranu životního prostředí před
některými druhy ohrožení:
•
Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech, ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 477/2001 Sb., o obalech a o změně některých zákonů )zákon o
obalech).
•
Zákon č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon) a o změně a doplnění některých zákonů.
•
Zákon č. 356/2003 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích
a o změně některých zákonů (s účinností od dne vstupu ČR do EU).
•
Zákon č. 353/1999 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky a o změně zákona č.425/1990 Sb., okresních úřadech, úpravě jejich působnosti a o některých dalších opatřeních s tím souvisejících, ve znění pozdějších předpisů,
(zákon o prevenci závažných havárií), ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 153/2000 Sb., o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a produkty a o změně některých souvisejících zákonů.
•
Zákon č. 147/1996 Sb., o rostlinolékařské péči a změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů.
•
Zákon č. 156/1998 Sb., o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení
zemědělských půd (zákon o hnojivech), ve znění pozdějších předpisů.
S ohledem na stav právních nástrojů v oblasti životního prostředí, přenášení a
naplňování evropského práva jsem se ve svém přehledu zaměřila na následující
prioritní oblasti:
1. ochrana přírody, krajiny a biologické rozmanitosti
2. udržitelné využívání přírodních zdrojů a nakládání s odpady
3. životní prostředí a kvalita života.
Toto rozdělení klade důraz nejen na ochranu základních složek životního prostředí (ovzduší, voda a půda), ale především na integrovanou ochranu ekosystémů a krajiny (zachování biodiverzity), udržitelný rozvoj a zlepšení kvality
života.
4.6
Autotest
Autotest vztahující se k učivu dané kapitoly… (správné odpovědi jsou pak
uvedeny v „Klíči“).
- 127 (129) -
Závěr
5
Závěr
Nauka o krajině je významná „obecná“ znalost, se kterou by všichni vstupující
aktivně do interakce s krajinou seznámit.
5.1.1
Seznam použité literatury
Literatura
[1]
Dostál T., Váška J, Vrána K., Klik A. (1996): Vodní eroze, Fakulta stavební ČVUT Praha, BOKU Wien
[2]
Kočíková, P. Evropská unie a životní prostředí. Ostrava, MONTANEX
a.s, 1998, ISBN 80-85780-98-4
[3]
Králová H., Zvěřina Z.: Vodohospodářská meteorologie a klimatologie,
CERM, 2002 Brno
[4]
Kuroš M (1994): Odpady, jejich využití a Zneškodňování, VŠCHT Praha [3J Váška J. (1993): Metody určováni intenzity erozních procesů,
habilitační práce, Fakulta stavební ČVUT Praha
[5]
Kutílek M.: Vodohospodářská pedologie, SNTL/ALFA Praha 1978
[6]
Kutílek M., Kuráž V., Císlerová M: Hydropedologie, ČVUT Praha
2000
[7]
J Švehla F. (1993): Ještě jednou k historii pozemkových úprav. Pozemkové úpravy 5
[8]
Rohon P.(1995): Tvorba a ochrana krajiny, skriptum Vydavatelství
ČVUT Praha
[9]
Vališ S.: Vodohospodářská klimatologie, SNTL Praha 1964
[10]
Vrána K, Dostál T., Váška J (1997): Přístup k hodnocení erozní ohroženosti ve vztahu k povodňovým situacím, Generel rybníků a nádrží
České republiky, Hydroprojekt a. s. Praha
[11]
Vrána K. a kol.: Krajinné inženýrství, technická knižnice, ČKAIT, Praha 1998
[12]
Státní politika životního prostředí České republiky, Ministerstvo životního
prostředí,
Praha,
2004,
http://www.env.cz/AIS/web.nsf/pages/strategie, ISBN 80-7212-283-5
[13]
SBÍRKA ZÁKONŮ ČR
5.2
Klíč
Bude až budou otázky.
- 129 (129) -

rudolf milerski nauka o krajině

Transkript

Podobné dokumenty

Změny podnebí - EnviMod

2008 - Podzimní škola pro středoškolské učitele

Nauka o Zemi - VĚDA-TECHNIKA

Stáj pro jalovice Krucemburk

Telč final

PDF ke stažení zde - Tradice budoucnosti

Priorita 5/2016 - Státní fond životního prostředí

Modul 7: Význam rekultivace jako proces obnovy narušené biosféry

zemní práce - O projektu

Plán péče o ZCHU