Uvod

U ovom radu bavićemo se analizom rizika od degradacije prirodnih resursa u svetu. Akcenat će biti stavljen na eroziju zemljišta, transport nanosa i degrfadaciju zemljišta vodenom erozijom. Pre nego što se konkretno osvrnemo na našu temu, smatramo da je neophodno predstaviti opšte pojmove koji se tiču erozije , a posebnu pažnju obratićemo na vodenu eroziju. Nakon što opišemo sve pojave koje se tiču vodene erozije, osvrnućemo se na modelolvanje i metode koje se koriste za predviđanje rizika od erozije zemljišta. Počećemo sa opštom klasifikacijom ovih modela i opštim odlikama klasifikacije metoda i modela, a zatim ćemo više govoriti o pojedinačnim modelima, njihovim karakteristikama, korišćenjem, funkcijama i parametrima kojima se služe u predviđanju rizika od degradacije resursa i erozije zemljišta. Potrudićeo se da gde je to moguće predočimo rezultate ovih modela u nekim od zemalja. Najzad, daćemo zaključke na osnovu svega navedenog i objasniti uticaje različitih faktora na degradaciju resursa i istaknuti važnost predupređivanja degradacije resursa, kao i procesa poput erozije zemljišta, transporta nanosa i pronosa nanosa koji utiču na stepen degradacije.

Erozija zemljišta – opšti pojmovi

Savremene geomorfološke procese pokrećuj dve vrste sila: endogenetske i egzogenetske sile. Za razliku od endogenetskih procesa, kao što su erupcije vulkana i zemljotresi, inženjerskim zahvatima se mogu umanjiti ili čak otkloniti štetne posledice egzogenetskih procesa. Mi se u ovom radu bavimo upravo jednim od egzogenetskih procesa, a to je erozija zemljišta.

Erozija zemljišta se definiše kao egzodinamički proces mehaničkog razaranja materijala sa s površine ili u plićem podzemlju. prema jačini erozionih procesa klasifikacija erozije može biti sledeća: kvalitativna, kvantitativna i sintetička. Kvalitativna je zastupljena kada se erozioni gubitak izražava u gubitku pojedinih genetičkih horizonata, kao i gubitku hranljivih materija. Kvantitativna obuhvata dimenzionalne podatke, dok sintetička predstavlja klasifikaciju na bazi više erozionih faktora u funkciji geomorfoloških parametara koji treba da formiraju opštu sliku mogćnosti korišćenja zemljišta za obradu, zatravnjivanje ili pošumljavanje. Prema erozionim oblicima eroziju možemo podeliti na vodnu eroziju, eroziju talasima ili abraziona, erozija snegom i ledom ili glacijalna erozija, erozija vetrom ili eolska erozija, gravitaciona erozija i hemijska erozija.

Kako je predmet našeg rada uglavnom zasnovan na posledicama vodene erozije, u ovom delu rada osvrnućemo se na karakteristike upravo ove erozije. Vodna erozija deli se na bazi erozionih agenasa na pluvijalnu eroziju ili eroziju usled kišnih kapi, fluvijalnu ili eroziju usled dejstva tekuće vode, bujična erozija koju čini kombinacija kiše, tekuće vode i urvinskih procesa i glacijalna koja nastaje usled dejstva leda.

Smatramo da je relevantno za dalji tok rada zadržati se na bujičnoj, rečnoj vodenoj eroziji kao i na pluvijalnu eroziju, pa ćemo reći nešto više o njima. Bujica se definiše kao dvofazni tok sastavljen od tekuće i krute faze koja može činiti do 60% ukupne bujične mase.

1

To su kratkotrajni i nagli nailasci vodenih talasa u relativno malim slivnim površinama. Odlikuje ih naglo pojavljivanje i snažno kratkotrajno delovanje. Bujični tok velike brzine ima veću transportnu moć od sporijih i ređih rečnih tokova. Zbog navedenih činjenica bujice mogu nositi i veće blokove pa imaju veću rušilačku moć. Bujični nanos zato sadrži pretežno zrna veličine krupnog šljunka, a ponekad i blokove.

Rečna erozija je karakteristična za stalne vodotokove. Intenzitet ovog tipa erozije zavisi od nekoliko parametara, a oni su nagib korita reke, količina vode, geološki sastav podloge i količina i vrsta nanosa.

Energija i veličina kišnih kapi utiče na bombardovanje površine zemljišta, razaranje struktrunih agregata i smanjenje oštećenja zemljišta korišćenjem mera konzervacije i vegetacije. Odnošenje površinskog sloja zemljišta ili transport čestica odvojenih od ostatka zemljišta dejstvom kišnih kapi zavisi od osobina zemljišta, intenziteat padavina, nagiba i površinskog oticanja. Zbog ove

Slika 1. Kišna kapi uticaj na tlo

selektivnosti menja se struktura zemljišta izložena eroziji kišnih kapi i tako da ova zemljišta postaju deficitarna u česticama gline i praha, a ostaje visok procenat čestica koje su krupnije kao što su pesak, šljunak i kamen. Udari kišnih kapi vrše komakciju zemljišnog vazduha što utiče

na sabijanje razorenih čestica zemljišta i agregata, te zatvaranje zemljišnih pora čime se stvara pokorica kada se zemljište osuši. Ovako formiran sloj je otporniji na udare kišnih kapi sledeće kiše, ali istovremeno sprečava infiltraciju pa se javlja površinsko oticanje (runoff). Zemljišta sa više organske materije i glinovite frakcije imaju sabilniju strukturu i otpornije strukturne agregate pa su otpornija i na stvaranjepokorice. Ilovasta i peskovito-ilovasta zemljišta su najmanje otporna.

Na bazi erozionih oblika vodena erozija se deli na površinsku (sheet-inter-rill erosion), brazdastu (rill erosion), jaružnu (grill erosion) i eroziju obala (stream erosion). Da bismo razumeli nastanak ovih erozionih oblika, objasnićemo mehaničko dejstvo vode. Mehaničko dejstvo vode se sastoji iz dve faze. Prva faza predstavlja odvajanje čestica zemljišta i geološke podloge od osnovne mase zemljišta, dok druga faza predstavlja njihov transport. Odvajanje ili otkidanje čestica zemljišta se obavlja udarima kišnih kapi, ali i tekućom vodom , dok se transport erodiranog materijala ogromnim delom obavlja dejstvom tekuće vode. Kada voda nema dovoljno energije da transportuje erodirani materijal, nastaje njegovo taloženje, tj. sedimentacija kao treći aspekt funkcionisanja erozije zemljišta. Površinska erozija nastaje kao rezultat oticanja vode na velikim površinama gde nije izražen nagib terena. Ova erozija je teško uočljiva i odnosi najkvalitetniji sloj zemljišta. Kada kiša padne na površinu zemlje, jedan deo može da ispari natragu atmosferu (evaporacija), deo upije zemljište, a jedan deo nastavlja da teče po površini zemlje. Ovaj deo inače uzrokuje eroziju. Poršinsko oticanje koje smo ranije spomenuli usput nosi i odlomke stena zajedno sa česticama zemljišta i sa povećanjem nagiba dolazi do povećanja brzine i količine vode koja otiče, te dolazi do stvaranja prazdi, a nekad i jaruga.

2

Kada smo se upoznali sa opštim pojmovima erozije zemljišta i detaljnijeobjasnili one oblike erozije koje smatramo relevantnim za dalji tok rada, možemo preći sa klasifikacijom modela koji se upotrebljavaju da bi predupredili eroziju zemljišta, transport nanosa i degradaciju zemljišta.

Modeli za predviđanje erozije zemljišta i njihova klasifikacija

Erozija zemljišta je kompleksan proces koji je povezan sa karakteristikama zemljišta, topografijom, pokrivečem zemljišta i ljudskim aktivnostima. Sa ciljem da se proceni erozija zemljišta i da se pronađu mere za predupređivanje erozije, razvijeni su mnogi modeli za eroziju zemljišta.

Vesna Đurić napominje da modeli erozije zemljišta i transporta nanosa predstavljaju jedan od načina pomoću kojih je moguće proceniti količinu razorenog zemljišta na nekom prostoru ili količinu nanosa koja pristiže do nekog vodotoka (Đurić, 2014). Sve prethodno navedeno važno je upravo zbog planiranja mera za zaštitu zemljišta od erozije, kao i pri projektovanju novih akumulacija, jer može da da odgovor na pitanje da li će doći do zasipanja akumulacije nanosom, kao i koliki mrtav prostor treba odvojiti za smeštanje nanosa.

Joris de Vente i Jean Poesen smatraju da se modeli neprestano razvijaju da opišu i predvide eroziju zemljišta i transport nanosa. Svaki od modela na svoj način nesumnjivo pruža nove uvide u procese koji stoje iza procesa erozije zemljišta i transporta nanosa (Joris de Vente, Jean Poesen, 2005). Takođe, važno je razlikovati dva razloga zbog kojih se razvijaju modeli. Jedan od razloga je pokušaj da se dobiju novi uvidi u sisteme i da se vidi šta je to što stoji iza procesa erozije i transporta nanosa. Drugi razlog za razvijanje modela je vrednovanje glavnih i sporednih efekata erozije zemljišta. Takođe, cilj je analiziranje efekata promena u prirodi zbog erozije i pronosa nanosa 1 .

Matematički modeli se mogu podeliti na različite načine, a vrsta modela koja će se primeniti zavisiće od konkretnih uslova koji vladaju u slivu i od količine raspoloživih podataka.

Modeli se mogu podeliti na osnovu nekoliko kriterijuma. Ako uzmemo u obzir vremenski period koji se opisuje primenom matematčkog modela, razlikujemo modele epizoda i modele kontinualnih simulacija (Đukić, 2014). Modeli epizoda opisuju trenutno stanje u slivu na osnovu jedne kišne episode. Za razliku od ovog metoda, kontinualni metod prati i opisuje stanje u slivu u dužem vremenskom periodu koji obuhvata kako kišne periode tako i periode bez kiše. Problem ovog tipa modela je prikupljanje velikog broja ulaznih podataka o klimatskim karakteristikama i o korišćenju zemljišta u toku godine. Kontinualni metod se primenjuje tako što se analizira odgovarajući sliv u odnosu na veliki broj kišnih epizoda koje dovode do male veličine oticaja i degradacije zemljišta. Međutim, upotreba ovih modela nije praktična u situaciji kada se u slivovima u kojima je najveća količina ukupnog godišnjeg transporta nanosa prenese u nekoliko bujičnih talasa.

Drugi kriterijum za podelu modela je prostorna promenljivost fizičkih karakteristika sliva (Đukić, 2014). Prema ovom kriterijumu modeli se dele na globalne i distributivne.

1 Pronos nanosa je geomorfološka mera aktivnosti, koja se definiše kao količina nanosa koju uklanja bujična voda sa jednog vodotoka u određenom vremenskom periodu.

3

Globalni modeli polaze od pretpostavke da su homogeni uslovi na površini sliva, dok distributivni uzimaju u obzir promenljivost fizičkih karakteristika sliva.

Treći kriterijum po kome se dele modeli odnosi se na nivo raspoloživog znanja o pojavi koja se opisuje. Na osnovu ovog kriterijuma modele delimo na empirijske, konceptualne i fizčki bazirane(Đukić, 2014).

Empirijski modeli ne uzimaju u obzir fizičke zakone koji utiču na njih. Karakteriše ih jednostavnost i mali broj ulaznih podataka, što ih i danas čini prijemčivim za primenjivanje. Ovi modeli se zasnivaju na definisanju najznačajnijih parametara od kojih zavisi erozija zemljišta i transport nanosa, a zatim se na osnovu osmatranja, eksperimetalnih merenja i statističkih tehnika postavlja povezanost između definisanja ulaznih parametara i erozije zemlišta i pronosa nanosa.

Konceptualni modeli nazivaju se još i polufizičkim, jer uzimaju u obzir fizičke zakone koji deluju na transport nanosa, ali uz znatna pojednostavljenja. Ovi modeli se uglavnom koriste kada su procesi koji se opisuju veoma složeni.

Fizički bazirani modeli opisuju pojave s najrealnijeg mogućeg stanovišta, sa svim mogućim interakcijama. Ovi modeli se koriste parametrima koji se mogu izmeriti ili odrediti primenom različitih jednačina, pri čemu je broj parametara koje je potrebno kalibrisati znatno manji nego kod empirijskog modela. Fizički bazirani modeli polaze od suštinske povezanosti površinskog oticanja i pprodukcije i transporta nanosa. Ovi modeli predstavljaju nadogradnju hidroloških metoda. Proračunom ovog modela dobija se infiltracija, oticanje, isparavanje vode iz zemljišta, potrošnja vode za transpiraciju od strane biljke i zadržavanje vode u depresijama.

U tabeli su prikazani modeli koje je Vesna Đukić klasifikovalana osnovi prethodno opisanih kriterijuma podele(Đ uki ć, 2014).

Tabela 1. Klasifikacija i kategorizacija modela erozije zemljišta i transorta nanosa (prema Đukić, 2014) .

4

Sada kada smo naveli moguću klasifikaciju i spomenuli moguću kategorizaciju, sada možemo preći na prikaz i analizu pojedinačnih modela erozije zemljišta i transporta nanosa.

Prikaz i analiza modela erozije zemljišta

Haile G. W. i Feten M. tvrde da stvaranje modela erozije zemljišta predstavlja proces matematičkog opisivanja odvajanja delova zemljišta, transport i odlaganje na površini zemlje (Haile G. W., Feten M.,2010).

U prethodnom odeljku naveli smo opšte karakteristike modela. U ovom odeljku prikazaćemo i analizirati pojedinačne modele.

Počećemo sa USLE modelom ili kako se još naziva Univerzalna jednačina gubitka zemljišta. Ovo je kontinualni, globalni i empirijski metod za proračun gubitka zemljišta delovanjem erozivnih faktora. Ovaj model se primenjuje na pojedinačnim obradivim površinama do jednog hektara. Cilj njegovog primenjivanja je određivanje godišnje količine erodiranog zemljišta. Množenjem nekoliko različitih faktora opisuju se eroziona snaga kiše, erodibilnost zemljišta, dužina padine, nagib padine, biljni pokrivač i primenjene protiverozione mere u slivu. Prednost ovog modela jeste njegova jednostavnost i nezahtevnost to se tiče broja ulaznih podataka.

Erodibilnost zemljišta je ključni parametar u predviđanju erozije i jako je važan za planiranje mera zaštite u određenim područjima. U Kini,kao i u drugim razvijenim zemljama, erozija uništava površinski sloj zemlje te doseže alarmantan stepen koji je prešao granicu tolerancije prema eroziji zemljišta (Wang B., Zeng F., Romkens M., 2013). Zbog rastuće konkurencije za ograničene zemljine resurse, potreba za efikasnim modelom za predviđanje erozije zemljišta i planovima za njeno sprečavanje postala je neophodna i očigledna. Međutim, to i nije tako lako, zbog toga što je predviđanje komleksan proces na koji utiče mnogo faktora. Erodibilnost zemljišta proglašena je za klučni faktor za procenjivanje otpornosti zemljišta na eroziju i od presudnog je značaja za predviđanje gubitka zemljišta po jedinici erozivne snage, bilo da je u pitanju kiša, bujica ili morski talasi. Brojne studije o predviđanju erozije zemljišta širom sveta pokazale su da je erodibilnost uglavnom povezana sa teksturom zemljišta, organskom materijom u zemljištu, strukturom zemljišta i sposobnšću infiltracije. Upravo se empirijski modeli poput USLE i RUSLE, kod kojih je erodibilnost od presudnog značaja, najčešće koriste.

Kao modifikovana i poboljšana verzija USLE, nastali su MUSLE i RUSLE. Oba ova modela su globalna i empirijska, a razlikuju se po tome što je prvi epizodni model, dok je drugi kontinualni model.

RUSLE je stvorila USDA (Agricultural Resarch Service) kao sredstvo za održavanje planova i kao sredstvo za ocenjivanje. Ovaj model je napravljen tako da predvidi prosečnu vrednost gubitka zemljišta na dugoročnom, godišnjem nivou. Ovaj model nema sposobnost da nanose usmerava kroz kanale, jer je njegova aplikacija moguća samo u malim područjima.

Upravo zbog navedenog razloga nije bila moguća njegova aplikacija u Ganspoelskom slivu (Nearing M. A. et al.,2005). U tekućoj aplikaciji model je kalibrisan prema pojedinačnim

5

kišnim epizodama i to na taj način što se unapred odrede vrednosti erodibilnosti, nagiba i faktora održavanja sve dok se ne zadrži vrednost erozije na nivo niži od prethodno merenog.

Sledeći model koji ćemo prikazati je STREAM model. Ovaj model je nedinamičan, epizodni model koji koristi distributivni pristup da proračuna količinu oticanja i gubitaka zemljišta u slivu usled jedne kišne epizode. Ovaj model je zasnovan na T sistemu koji klasifikuje i kombinuje dominantne parametre na osnovu posataka dobijenih kako u laboratoriji tako i na terenu. STREAM eksplicitno uzima u obzir karakteristike površine zemljišta (hvatanje pokorice i površinska hrapavost) kako bi došao do stope infiltracije i erodibilnosti zemljišta. STREAM, uzimajući kao ključni parametar osetljivost zemlje na pucanje, uglavnom je primenljiv u severozapadnoj Evropi gde je i proveren na dva sliva od 100 i 1000 ha (Francuska, Normandija). STREAM operiše i sa skalama obradve zemlje i sa skalama koje se odnose na stanje u slivovima. Što se zemlje tiče, kombinuju se sedam faktora koji učestvuju u svim dominantnim procesima kako bi se definisao kapacitet infiltracije, zadržavanje vode u zemljištu i potencijalnu koncentraciju nanosa pri bujičnim talasima2. Tih sedam faktora su: istaložavanje nanosa, trajanje i količina padavina, koncentrisana ili raspršena površinska hrapavost, biljni pokrivač kao i prethodni indeks padavina.

Model KINEROS koji je 1995. godine rayvio Smit, predstavlja distributivni, epizodni i fizički baziran model. Ovaj model je naročito pogodan za predviđanje površinskog oticanja i erozije na malim poljoprivrednim i urbani slivovima. Kineros zahteva da sliv bude podeljen na homogene bujične delove i kanale, a modeluje kretanje vode kroz oe elemente. Takođe, ovaj model nudi nekoliko opcija za transport nanosa određujući vrednost kapaciteta trannspora bujičnih nanosa. KINEROS se vodi jednačinom da je jedna produkcija nanosa pod uticajem kiše predpostavljajući da je ona srazmerna kvadratu intenziteta padavina.

SWAT je još jedan od termina koje ćemo predstaviti, a koje je razvila USDA. Ovaj model objedinjuje metodologiju sa ciljem da integriše korišćenje zemlje i prakse na terenu u okviru sliva i da oceni uticaj koji se može očekivatiod njihovog korišćenja u dugoročnom periodu. SWAT je kontinualni, model koji simuliše vodu, hemikalije, kao i kretanje nanosa u slivu s obzirom na međusobne interakcije vremena, karakteristiks zemljišta, karakteristika vodotoka, angažovanja u poljoprivredi i porast broja useva. Takođe, ovaj model omogućava i analizu kvaliteta vode, pri čemu se misli na zastupljenost hranljivih materija, pesticida i nanosa u vodi. Samo je Lucky Hills sliv i sliv reke Modjo u Etiopiji. Model se koristi dnevnom količinom padavina, masimalnom i minimalnom temperaturom, zračenjem, brzinom vetra i relativne vlažnosti vazduha. Takođe, ovaj model ima sposobnost da ujedini da pokrivača zemljišta, a to je zemljišni pokrivač i pokrivač biljaka koje su svojim nadzemnim delom na površini zemljišta, ali je teško otkriti kako se ova dva faktora predstavljaju u SWATU. Upravo zbog ovoga se scenariji zabiljni pokrivač ne praktikuju ovim modelom.

WEPP je model kojije razvila USDA za predviđanje prostornih i vremenskih rasprostranjenosti erozije zemljišta i pronosa nanosa na padinama, poljoprivrednim parcelama i slivovima približno 400ha. Ovaj model je sastavljen od Green-Ampt infiltracije, površinskog oticanja, mehanizama erozija, rasta biljaka i efekata obrađivanja zemlje na samo zemljište. Procesi transporta, otkidanja i odlaganja zemljišta u modelu su predstavljeni pomoću jednačine za kontinuitet nanosa koja predstavlja površinske i brazdaste procese. Stepen

2 Potencijalna koncentracija nanosa u toku površinske erozije zemljišta usled bujica kreću se u opsegu od 0-5 g/l do 25-35 g/l. Ova vrednost zavisi od samih karakteristika površinskog sloja zemljišta i od intenziteta padavina.

6

odvajanja brazdi zavisi od karakteristika nanosa i kapaciteta transporta, erodibilnost brazdi, površinskog sloja, kao i od erodibilnosti zemljišta upošte. Model je sastavljen tako da može da sjedini i veremensku i prostronu različitost u topografiji, hrapavosti površine, karakteristikama zemljišta, hidrologiji i uslovima korišćenja zemljišta. Model se dokazao prikupljanjem podataka o površinskom oticanju i eroziji zemljišta u mnogim delovima SAD i drugim delovima širom sveta.

Bilo je mnogo povezanosti između ovih modela u smislu njihovog odgovora na predviđanje procesa oticanja i erozije kao funkcija simuliranih promena u padavinama i zemljinom pokrivaču. Većina modela je pokazala veću osetljivost na padavine, posebno na promene koje se sastoje od koncentracije, intenziteta i količine padavina. Svi modeli su pokazali tendenciju opšteg uticaja na manje kišne epizode.

Neki od osnovnih zaključaka nakon ove analize konceptualnih, empirijskih i fizički baziranih modela bili bi:

1. eroziju više pogađaju promene u intenzitetu i količini padavina i pokrivaču zemljišta, nego oticanje, iako obe pojave utiču na slične načine.

2. erozija i oticanje menjaće se sve više sa svakim procentom promene u količini i intenzitetu padavina nego sa svakim procentom proene u pokrivaču nadzemnih biljaka i šuma i površinskog pokrivača.

3. promene u količini i intenzitetu padavina imaće veći uticaj na eroziju i oticanje nego samo promene u količini padavina.

4. promene u površinskom pokrivaču zemlje imaće veći utisak na spomenute procese erozije i oticanja, nego što bi imao šumski pokrivač i pokrivač nadzemnih biljaka.

Međutim, sada kada smo obradili neke od modela tradicionalnih, vreme je da predstavimo noviju vrstu modela pod nazivom semikvantitivni modeli. Ovi modeli su nastali usled nemogućnosti tradicionalnih modela da opišu sve procese u okviru pronosa nanosa, upravo zbog nedostatka sistemskog znanja i neispunjenosti zahteva za podatke. Šest od deset modela o kojima diskutuju Joris de Vente i Jean Poesen u svom eseju, uključuju jaružnu, površinsku eroziju i eroziju obala, klizišta i makar delimičnu njihovu povezanost u procesu pronosa nanosa. Manja zahtevnost za podacima i činjenica da us gotovo svi važni erozioni procesi uzeti u obzir, čini ove modele posebno pogodnim za uočavanje glavnih efekata erozije zemljišta.

7

Slika 2. Uporedjivanje semikvantitivnih modela sa drugim tipovima modela

Ovih šest modela o kojima smo pričali su PSIAC, FSM, VSD, GAVRILOVIĆ, CSSM,

WSM. Preostala tri modela EHU, CORINE, FKSM akcenat stavljaju uglavnom na površinsku i brazdastu eroziju pa obezbeđuju kvantitivne opise osetljivosti na eroziju na regionalnom nivou.

Sada ćemo dati pregled i objašnjenja najvažnijih semikvantitivnih modela koje smo malopre spomenuli. Uglavnom će biti reči o modelima koji su primenjivani na mediteranskom području, mada će biti spomenuti i neki od modela koji su primenjeni u drugim delovima sveta.

Počećemo sa modelom PSIAC (Pacific Southwestern Inter-Agency Committee) koji je verovatno najpoznatiji semikvantitivni model. Ovaj model stvoren je za aplikaciju u delimično valažnim i vlažnim jugozapadnim područjima SAD. Preporučljivo je da se model koristi u rasponu površine od 25 km2. Ovaj model karakterišu tehnike kao što su isušivanje zemljišta sa osvrtom na osetljiost na eroziju i mogućnosti transporta nanosa, zaštitničk uloga vegetacije, kao i korišćenje ljudskih načina za korišćenje zemlje. Osim topografije, faktori su u PSIAC-u grupisani u parove u zavisnosti od uticaja na pronos nanosa: oticanje i klima, zemljište i geologija, zemljin pokrivač i korišćenje zemlje. Ovo je i logičan sled jer veća stopa jednog od faktora implicira viši stepen za drugi. Treba naglasiti da, ako se model primenjuje u nekom drugom regionu, treba postaviti drugačije odnose među faktorima, u zavisnosti od karakteristika tog regiona.

FSM model i koncept koji on zastupa može se porediti sa PSIAC modelom jer, iako FSM koristi pet od devet faktora koje koristi PSIAC, oba modela opisuju koje je razmere degradacija u određenim područjima. Ovaj metod razvijen je u Španiji i to korišćenjem baze podataka koja je stvorila male rezervoare. 60 rezervoara je dalje distribuirano širom zemlje.

VSD ( Vegetation-surface material-drainage density model) zasniva se na odnosu pronosa nanosa i karakteristika sliva od 25000 km2 reke Middle Yellow u Kini. Ovaj metod predstavili su 2004. godine Jinfa i Hiuhma. Ovaj model se koristi trima faktorima, a to su biljni pokrivač, površinski materijal i gustina isušivanja zemljišta. Prva dva faktora koriste se

8

da bi se pokazala osetljivost na brazdastu i jaružnu eroziju, dok treći faktor predstavlja efekte erozije obale.

Gavrilovićev model, iako je prvobitno bio namenjen za aplikaciju u slivovima južne i jugoistočne Jugoslavije (Gavrilović,1976) primenjen je i u Švajcarskoj i Italiji. Gavrilović je ovaj model razvio nakon istraživanja na terenu na reci Moravi. Erozija se prema Gavrilovićevom metodu računa preko faktora za zaštitu zemljišta, faktora za erodibilnost zemljišta i faktora koji opisuje tip i ozbiljnost erozije. Dalje, uzimaju se u obzir i količina padavina na godišnjem nivou, temperatura, prosečni nagib, kao i površina područja. Ovaj Gavrilovićev model koristi se trima deskriptivnim varijablama – pokrivač zemljišta, otpor zemljišta i tip i stepen erozije. Druge varijable uglavnom kvantitivno opisuju uslove i karakteristike sliva. Ovo čini model najviše kvantitivnim od svih semikvantitivnih modela koje smo ovde spomenuli. Ovaj model je primenjen i u Švajcarskim Alpima, a skoro i u Hrvatskoj i Sloveniji, mada je u Sloveniji već bio primenjivan 1971. godine.

Slika 3. Izgled deskriptivni faktori upotrebljenih u Gavrilovićevom metodu (prema Joris de Vente, Jean Poesen, 2005)

U poslednjih nekoliko decenija inicirano je nekoliko projekata kako bi se ocenila degradacija zemljišta na globalnom nivou. Prvi globalni zadatak za ocenjivanje degradacije dle su Ujedinjene nacije 1987. godine. Rezultat ovog projekta bila je mapa pod nazivom GLASOD objavljena 1990. godine u razmeri 1:10 miliona. Ova mapa je zasnovana na mišljenjima stručnjaka širom sveta o riziku od degradacije čiji je podstrekač bio čovek. Veliki broj stručnjaka širom sveta bio je pitan da da svoje stručno mišljenje o degradaciji u svom regionu. U tu svrhu je svet bio podeljen na 21 region. Stručnjaci su pratili vodič GLASOD-a

9

koji je stajao pri tome da se prve fizičko-geografske jednice identifikuju prema određenoj homogenosti topografije, klime, zemljišta, vegetacije i korišćenje zemljišta. Zatim treba vrednovati svaku povučenu jedinicu na mapi i za svaku treba zabeležiti četiri različita tipa degradacije s obzirom na stepen, relativni opseg, vremensku zastupljenost i uzroke degradacije zemljišta u datoj jedinici. Jedinice u kojima nije zabeležena degradacija treba obeležiti kao stabilne terene. U poslednjih deset godina na degradaciju zemljišta utiču još i ekspanzija poljoprivrede, mehanizacije, upotrebe đubriva, industrijalizacija i dr. Sve ove informacije nalaze se u GLASOD bazi podataka, dok su dominantni tipovi erozije označeni na mapi posebno za svaku fizičko-geografsku jedinicu. Posle ove mape napravljena je još jedna mapa ASSOD koja beleži oblike degradacije u južnoj i jugoistočnoj Aziji u razmeri 1:5 miliona.

Možemo zaključiti da se modeli razvijaju sa namerom da se predvidi transport nanosa, identifikuju ona područja koja obezbeđuju najviše nanosa3, kao i da identifikuju područja sa najvećom stopom erozije koja vodi do degradacije zemljišta. To su uglavnom područja kojima je neophodno razviti mere i sisteme odbrane i zaštite od erozije. Takođe, nameće nam se zaključak da su semikvantitivni modeli posebno pogodni za ona područja o kojima ne potoji mnogo informacija i u kojima raspoloživa samo niska materijalna sredstva za ravijanje ili primenjivanje detaljih modela.

3 Ova područja ne moraju nužno biti najviše pogođena erozijom.

10

Zaključak

Klima se tokom prošlog veka dosta promenila na globalnom nivou. Količina i intenzitet padavina su u stalnom porastu. Podaci do kojih smo došli su pokalzali da da promene u količini i intenzitetu padavina više pogađaju eroziju zemljišta nego oticanje, iako su oba procesa znatno ugrožena. Procenat erozije i oticanja verovatno će se menjati sa svakom promenom u intenzitetu i količini padavina. Rezultati ne pokazuju da će buduće promene što se tiču padavina biti dominantnije od promena u načinu korišćenja zemlje, jer je upravo korišćenje to koje dovodi do drastičnih promena.

Takođe, ako uzmemo u obzir klimatske promene koje su se desile krajem prošloga veka, i ako ih uporedimo sa potencijalnim promenama u budućnosti, rezultat će pokazati da postoji značajan potencijal za klimatske promene koje bi povećale stopu erozije zemljišta i to na globalnom nivou, ako se ne preduzmu određene mere.

Može se primetti još jedna klimatska promena koja utiče na povećanje stope erozije zemljišta. Misli se na sve veće smanjenje broja snežnih dana koji prelaze u kišne dane, a spomenuli smo ranije kakav to snažan utisak ima na procese erozije. Naime, povećaće se stopa bujične erozije oticanjem. Na isti način deluju i visoke temperature koje dovode do povećanog stepena isparenja.

Erozija zemljišta i transport nanosa dovode do veliih ekoloških i vodoprivrednih problema, koji se manifestuju kako u zoni erozionih procesa, gde dolazi do manje produktivnosti zemljišta, tako i izvan erozione produkcije nanosa, gde intenzivni transport nanosa dovodi do istaložavanja nanosa i zagađujućih materija u vodeni tokovima, akumulacijama, rezervoarima i drugim hidrotehničkim objektima što smanjuje kapacitet ovih objekata i negativno utiče na kvalitet vode u vodotocima.

Erozija zemljišta je važna eonomska briga i briga za prirodno okruženje koja je dobila svetske razmere. Da bi se sačuvali prirodni resursi zemlje i vode i da bi se procenio rizik od erozije zemljišta, neophodno je stvaranje modela na nivou slivova.

Zemljište je jedna od integralnih komponenata u ekosistemima slivova. Prirodni resursi na neki način utiču na obavljanje društvenih, ekonomskih i ekoloških funkcija, a pritom od koristi su celom društvu. Međutim, ove funkcije i koristi od prirodnih resursa su ozbiljno ugrožene zbog degradacije zemljišta u mnogim delovima sveta. Na takvu situaciju su posebno uticale vodena i eolska erozija.

Vetar,voda, sila teže, biljke i životinje su ti koji pomažu u procesu erozije. Tu se može pridružiti i načini kultivisanja i obrađivanja zemlje, za koje je odgovoran sam čovek

Intenzitet padavina, erofibilnost zemljišta, nagib i pokrivači zemljišta (LULC) glavni su faktori koji utiču na površinsko oticanje i eroziju zemljišta. Na drugoj strani, nalaze se socioekonomski i institucionalni faktori koji svojim odlukama utiču na odlike ratara kako da se ophode prema zemljištu, diktiraju im i načine obrade zemlje. Ovi faktori uključuju, takođe, prenaseljenost, siromaštvo, ograničen pristup poljoprivrednim dobrima, kao i odsustvo razumnog korišćenja zemlje.

Uopšte, erozija zemljišta vodi ka štetnim socioekonomskim implikacijama, što se glavnih i sporednih efekata erozije tiče. Opadanje dubine površinskog sloja zemljišta,

11

smanjenje hranljivih sastojaka za biljke u zemljištu, a za uzvrat porast zastupljenosti teških metala i pesticida, i smanjenje broja zasađenih uslova za sada su glavni efekti.

Degradacija zemljišta je bitno pitanje širom sveta jer utiče na produktivnost poljoprivrede,a samim tim utiče i na hidrološku situaciju, kao i na kvalitet hrane i života.

Literatura:

- De Vente J., Poesen J., 2005: De Vente J., Poesen J.,Predicting soil erosion and sediment yield at the basin scale: Scale issues and semi-quantitive models. Physical and Regional Geography Research Group, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium.

- Đukić V., 2014: Đukić V., Kritička analiza savremenih modela erozije i transporta nanosa sa posebnim osvrtom na primenu u bujičnim slivovima. Univerzitet u Beogradu, Šumarski fakultet.

- Haile G. W., Fetene M., 2010: Haile G. W., Fetene M., Assessment of soil erosion hazard in Kilie catchment, East Shoa, Ethiopia. Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/ldr.1082

- Gavrilović S. 1976: Gavrilović S., Bujicni tokovi i erozija (Torrents and erosion). Gradevinski kalendar, Beograd, Srbija.

- Nearing M. A. et al.,2005: Nearing M. A. et al., Modeling response of soil erosion and runoff to changes in precipitation and cover. USDA-ARS Southwest Watershed Research Center, Tucson, USA.

- Wang B., Zeng F., Romkens M., 2013: Wang B., Zeng F., Romkens M., Comparison of soil erodibility factors in USLE, RUSLE2, EPIC and Dg models based on a Chinese soil erodibility database. Acta Agriculturae Scandinavica Section B - Soil and Plant Science, Vol. 63, No. 1, 69_79, http://dx.doi.org/10.1080/09064710.2012.718358 (15. 06. 2015. 16:54).

12