A EUROSEM MODELL ÁLTAL BECSÜLT LEFOLYÁSI ÉS TALAJVESZTESÉGI ÉRTÉKEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA TEREPI MÉRT ÉRTÉKEKKEL



Hasonló dokumentumok
A EUROSEM TALAJERÓZIÓS MODELL TESZTELÉSE HAZAI MINTATERÜLETEN. Barta Károly 1. Bevezetés. A EUROSEM modell

Csapadék Atmospheric precipitation. Növényzeten keresztül a felszínre hulló csapadék Precipitation reaching ground surface via vegetation

A VÍZERÓZIÓ (kiváltó, befolyásoló tényezők, mérésének és becslésének lehetőségei, védekezési lehetőségek)

TALAJERÓZIÓS MODELLÉPÍTÉS A EUROSEM MODELL NYOMÁN

A szántóföldi beszivárgás-lefolyás modellezése BARTA KÁROLY 1

Talajeróziós térképezés térinformatikai eszközökkel hazai mintaterületeken

2. A talajeróziós modellezés általános jellemzése 2.1. A talajerózió fogalma és jelent sége

VAHAVA március 9. FELTÉTELEZETT KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSA A TALAJPUSZTULÁSRA MODELLSZÁMÍTÁSOK ALAPJÁN

ÚJ TALAJERÓZIÓS MODELL FELÉPÍTÉSE. Barta Károly 1

Jakab Gergely publikációs listája

Talajpusztulás modellezése MEDRUSH modell alkalmazásával 1

A TALAJKÉPZÕDÉS ÉS AZ ERÓZIÓ ÁLTAL KIVÁLTOTT TALAJ- PUSZTULÁS KAPCSOLATA A TIHANYI-FÉLSZIGET PÉLDÁJÁN

Biomatematika 13. Varianciaanaĺızis (ANOVA)

A talaj nedvességének alakulása a Dél-Alföldön 2014-ben, automata nedvességmérő állomások adatai alapján. Benyhe Balázs ATIVIZIG

FELSZÍNI VÍZMINŐSÉGGEL ÉS A HIDROMORFOLÓGIAI ÁLLAPOTJAVÍTÁSSAL KAPCSOLATOS INTÉZKEDÉSEK TERVEZÉSE A

ThermoMap módszertan, eredmények. Merényi László MFGI

A XXI. SZÁZADRA BECSÜLT KLIMATIKUS TENDENCIÁK VÁRHATÓ HATÁSA A LEFOLYÁS SZÉLSŐSÉGEIRE A FELSŐ-TISZA VÍZGYŰJTŐJÉN

OTKA NN Szabó András és Balog Kitti

Benyhe Balázs. Alsó-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Helyes Gazdálkodási Gyakorlat a felszíni vizeink növényvédő szer szennyezésének csökkentésére (TOPPS Water Protection project, ECPA) Dr.

AZ EGYIK LEGFONTOSABB RECENS FELSZÍNALAKÍTÓ FOLYAMAT, A TALAJPUSZTULÁS MAGYARORSZÁGON. Kertész Ádám 1

Összefoglalás. Summary. Bevezetés

műszaki főigazgató helyettes Dátum: június 15. Helyszín: Országos Vízügyi Főigazgatóság

SZÉLERÓZIÓ ELLENI VÉDEKEZÉS

TÁJÉKOZTATÓ. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Europass Önéletrajz. Személyi adatok. Szakmai tapasztalat. Vezetéknév / Utónév(ek) Dr. Kertész Ádám

HAZAI TALAJERODÁLHATÓSÁGI ÉRTÉKEK MEGHATÁROZÁSÁNAK FONTOSSÁGA A TALAJVESZTESÉG TOLERANCIA ÉRTÉKEK TÜKRÉBEN

A HÓBAN TÁROLT VÍZKÉSZLET MEGHATÁROZÁSA AZ ORSZÁGOS VÍZJELZŐ SZOLGÁLATNÁL február 21.

Agrár-környezetvédelmi Modul Talajvédelem-talajremediáció. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

A talaj hatása a légkörre: hazai numerikus modellezési kísérletek áttekintése

DEBRECENI EGYETEM Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar Fölhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet Debrecen, Böszörményi út 138

ERODÁLHATÓSÁGI VIZSGÁLATOK ESŐ-SZIMULÁTORRAL Jakab Gergely 1

DOKTORI ÉRTEKEZÉS BÍRÁLATA

Duna Stratégia Zöld minikonferencia október 8. A talajvízforgalom szerepe és jelentősége változó világunkban

TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZGAZDÁLKODÁS: Érdekek, lehetőségek, akadályok

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

A regisztrált álláskeresők számára vonatkozó becslések előrejelző képességének vizsgálata

A jövő éghajlatának kutatása

7. A digitális talajtérképezés alapjai

Eróziómodellezés a vízgyűjtőmenedzsment szolgálatában

A HŐMÉRSÉKLET ÉS A CSAPADÉK HATÁSA A BÜKK NÖVEKEDÉSÉRE

A vízgyűjtő, mint a hidrogeográfiai vizsgálatok alapegysége Jellemző paraméterek. Az esésgörbe

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Korszerű, számítógépes modelleken alapuló vízkészlet-gazdálkodási döntéstámogató rendszer fejlesztése a Sió vízgyűjtőjére

c adatpontok és az ismeretlen pont közötti kovariancia vektora

A D-e-Meter Földminősítés gyakorlati alkalmazhatósága

A Balaton vízforgalmának a klímaváltozás hatására becsült változása

Víz az útpályaszerkezetben

A glejes talajrétegek megjelenésének becslése térinformatikai módszerekkel. Dr. Dobos Endre, Vadnai Péter

Csapadékmaximum-függvények változása

Talajerőforrás gazdálkodás

A magbank szerepe szikes gyepek fajgazdagságának fenntartásában

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Gyenge adottságú és szárazodó termőhelyen történő fa alapanyag termelésének megalapozása VM determinációs projekt

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Az eróziós térképek kategóriáinak értékelése

A Kecskeméti Jubileum paradicsomfajta érésdinamikájának statisztikai vizsgálata

A magyarországi termőhely-osztályozásról

TALAJAINK KLÍMAÉRZÉKENYSÉGE. (Zárójelentés)

Confederación Hidrográfica del Ebro AUTOMATA HIDROLÓGIAI INFORMÁCIÓS RENDSZER (A.H.I.R) AZ EBRO FOLYÓ VÍZGYÛJTÕ TERÜLETÉN

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Villámárvíz modellezés a Feketevíz vízgyűjtőjén

Térinformatika a hidrológia és a földhasználat területén

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Scan 1200 teljesítmény-értékelés evaluation 1/5

Biostatisztika VIII. Mátyus László. 19 October

A TALAJ-NÖVÉNY-LÉGKÖR RENDSZER MODELLEZÉSÉNEK LÉPTÉKFÜGGŐ PROBLÉMÁI

FIT-jelentés :: Német Nemzetiségi Gimnázium és Kollégium 1203 Budapest, Serény utca 1. OM azonosító: Intézményi jelentés.

Dr. Dobos Endre, Vadnai Péter. Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Földrajz Intézet

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Sósvíz behatolás és megoldási lehetőségeinek szimulációja egy szíriai példán

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

TÁJTÍPUS-TÉRKÉP KÉSZÍTÉSE ÉS GYAKORLATI HASZNA EGY KISVÍZGYŰJTŐ PÉLDÁJÁN TÓTH ADRIENN 87 BEVEZETÉS

Geoinformatikai rendszerek

TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZGAZDÁLKODÁS: Tervezési szempontok módszerek a jövőben

Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban

Vízjárási események: folyók, tavak és a talajvíz

Felszín alatti vizektől függő ökoszisztémák vízigénye és állapota a Nyírség és a Duna-Tisza köze példáján keresztül

Havi hidrometeorológiai tájékoztató

TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZGAZDÁLKODÁS: Tervezési szempontok módszerek a jövőben

Térinformatika gyakorlati alkalmazási lehetőségei a Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Növény- és Talajvédelmi Igazgatóságán

A talaj vízforgalma és hatása a mezőgazdasági termelésre

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

Rugalmas állandók mérése

FIT-jelentés :: Telephelyi jelentés. 10. évfolyam :: Szakközépiskola

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Háromdimenziós képi adatokra épülő ökológiai folyamatok modellezése

FIT-jelentés :: Budapest XX. Kerületi Német Nemzetiségi Gimnázium és Kollégium 1203 Budapest, Serény utca 1. OM azonosító:

Ipari jelölő lézergépek alkalmazása a gyógyszer- és elektronikai iparban

Pannon löszgyep ökológiai viselkedése jövőbeli klimatikus viszonyok mellett

CSAPADÉK BEFOGADÓKÉPESSÉGÉNEK TÉRKÉPEZÉSE TÁVÉRZÉKELÉSI MÓDSZEREKKEL VÁROSI KÖRNYEZETBEN

Városi környezet vizsgálata távérzékelési adatok osztályozásával

SKÁLAFÜGGŐ LÉGSZENNYEZETTSÉG ELŐREJELZÉSEK

Pásztor László: Talajinformációs Rendszerek Birtokrendező MSc kurzus. 2. Hazai talajinformációs rendszerek

VÁROSI CSAPADÉKVÍZ GAZDÁLKODÁS A jelenlegi tervezési gyakorlat alkalmazhatóságának korlátozottsága az éghajlat változó körülményei között

Térinformatikai DGPS NTRIP vétel és feldolgozás

ÖDOMÉTERES VIZSGÁLAT LÉPCSŐZETES TERHELÉSSEL MSZE CEN ISO/TS BEÁLLÍTÁS ADAT. Zavartalan 4F/6,0 m Mintadarab mélysége (m)

Hidrometeorológiai értékelés Készült november 29.

Átírás:

A EUROSEM MODELL ÁLTAL BECSÜLT LEFOLYÁSI ÉS TALAJVESZTESÉGI ÉRTÉKEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA TEREPI MÉRT ÉRTÉKEKKEL Bevezetés, célkitűzések Barta Károly 1 Jakab Gergely 2 Bíró Zsolt 3 Császár Alexandra 4 A Föld felszínén globális problémát jelent a vízerózió. A termékeny talajréteg direkt pusztulásán túl a tavak, víztározók feliszapolódásának, a műtrágyák és peszticidek le-, illetve bemosódásának nemcsak gazdasági következményei vannak, hanem súlyos ökológiai, környezet- és természetvédelmi károkat is okoznak. A már bekövetkezett erózió észlelése és térképezése mellett rendkívül fontosak a preventív intézkedéseket előkészítő kutatások is, azaz egy adott parcella vagy vízgyűjtő meghatározott területhasznosítás mellett bekövetkező eróziójának a becslését, előrejelzését, illetve a szántóföldi művelés alatt álló területeken a lehetséges kultúrák és vetésforgók eróziós szempontú optimalizálását (Kissné et al. 1984, Verőné 1996, Kertész et al. 1997, Centeri 2002a, b, c). E célok megvalósítására készült az USLE néven ismert Egyetemes Talajvesztési Egyenlet (Wischmeier-Smith 1978, Centeri 2002a, b, c), melyet több tucat eróziós modell megalkotása követett. A modellek sokfélesége és nagy száma is jól jelzi az eróziós modellezésben rejlő bizonytalanságokat. Bár hazánkban 1962-től kezdődően az USLE-t alkalmazzák a talajvédelmi tervezésben (Centeri et al. 2003), és napjainkban is ezen alapul a hazai szabvány, mégis rendkívül nagy jelentőséggel bírnak azok a kutatások, amelyek más talajeróziós modellek hazai alkalmazásának a lehetőségét készítik elő. Ezen modellek között vannak olyanok, amelyek jóval rövidebb távra (pl. EUROSEM, EROSION2D/3D, CREAMS, stb.), míg mások akár száz évekre előre, a globális felmelegedés hatását is figyelembe véve (pl. MEDRUSH, Tóth et al. 2001) képesek meghatározni, és előrejelezni az eróziós veszteségeket. Az újabb és újabb modellek megszületésével felmerült az igénye a modellek összehasonlításának is. Sajnos ezek az összehasonlítások kevés esetben alapulnak valós terepi méréseken, inkább az egyik modellhez hasonlítják a másikat, valójában csak egyetlen modell behatóbb ismeretére alapozva, míg az összehasonlítottat nem is ismerik behatóbban, a bemeneti adatok meghatározásához gyakran szakirodalmi hivatkozásokat használnak forrásként. Az egyik első hazai próbálkozás két modell összehasonlítására Kertész és Huszár (1996) munkája volt, amely már a címben is jelzi, hogy az EPIC és az USLE modellek összehasonlítására kerül sor benne. A nemzetközi szakirodalomban számtalan olyan cikket találunk, amelyek a modellek optimális bemeneti paramétereinek számával (Perrin et al. 2001), az egyes modellek jóságával, becslésének pontosságával foglalkoznak. Egyes szerzők nemcsak a modellek, hanem az eróziós térképek ábrázolásának problémakörével is foglalkoznak (Centeri et al. 2003). Fentie et al. (2002) a bemeneti paraméterek oldaláról közelítik a felvetődő problémákat, a beszivárgás és lefolyás becslésére vállalkoznak nyolc különböző módszer segítségével. Jetten et al. (1999) tábla- és vízgyűjtőszintű modellek összehasonlítását végezték el. Bhuyan et al. (2002) a WEPP, az EPIC és az ANSWERS modelleket hasonlítják össze. 1 Szegedi Egyetem, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék Cím: 6720-Szeged, Egyetem u. 2., E-mail: barta@earth.geo.u-szeged.hu 2 MTA-Földrajztudományi Kutató Intézet, Természetföldrajzi Osztály Cím: Budapest 1112, Budaörsi út 45., E-mail: jakabg@sparc.core.hu 3 SzIE, MKK, Vadbiológiai és Vadgazdálkodási Tanszék Cím: 2103-Gödöllő, Páter K. u. 1., E-mail: bzsolti@ns.vvt.gau.hu 4 SzIE, KGI, Természetvédelmi Tanszék Cím: 2103-Gödöllő, Páter K. u. 1., E-mail: alxhu@yahoo.com 1

A gödöllői Szent István Egyetem, a Szegedi Tudományegyetem és az MTA Földrajztudományi Kutatóintézete 2001-ben indított egy olyan közös projektet, amely célja a hazánkban leggyakrabban alkalmazott eróziós modellek gyakorlati összehasonlítása. A vizsgálatba az EUROSEM, a MEDRUSH, a WEPP és a RUSLE modelleket vontuk be. A kutatás keretében vizsgáltuk, hogy az egyes modellek milyen bemeneti paramétereket igényelnek, azok előállítása, illetve meghatározása milyen nehézségekbe ütközik és mennyire megbízható. A modelleket in situ mesterséges esőztetések adataival teszteltük, és statisztikai módszerekkel hasonlítottuk össze a kapott eredményeket. Jelen esetben a terepi mérések és az EUROSEM modellel kapott eredmények összehasonlító elemzését ismertetjük. Anyag és módszer A mintaterület és a vizsgált talajtípusok Mintaterületünk a Balaton déli vízgyűjtőjén, Pamuk külterületén helyezkedett el. Rozsdabarna erdőtalajt (RBET) és egy humuszkarbonát talajt vizsgáltunk. A humuszkarbonát talajt 7,3 %-os, az RBET-et 5 %-os lejtés alatt vizsgáltuk. Mindkét helyszínen találkoztunk erózió nyomaival kisebb (1-5 cm) és nagyobb (20-30 cm) eróziós barázdák formájában. Jelentős különbség a termőréteg vastagságán kívül a két talajtípus szemcsefrakció eloszlásában volt. Míg a humuszkarbonát talaj egyetlen genetikus talajszintje a 0,002 és 0,02 mm-es, addig a RBET genetikus talajszintjei a 0,02 és 2 mm közötti frakcióból tartalmaztak többet. A talajok szelvényleírását a Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer egyszerűsített leírólapjai, a részletes laboratóriumi vizsgálatokat pedig Buzás (1988) alapján készítettük el. A Pannon R-02 eső-szimulátor leírása és működése A Pannon R-02 eső-szimulátor (Csepinszky et al. 1999, Centeri 2002d) egy 6*2 méteres kísérleti parcella esőztetésére alkalmas berendezés. A szimulátor tartószerkezetét 3 db A alakú keret képezi. A keretek max. 3,3 m magasságig állíthatóak, ezen helyezkednek el a szórófejek. A vízszintes keret (ezen 4 db Veejet 80150 szórófej van) tengelyének mozgatását egy számítógép által vezérelt elektromotor biztosítja. A mesterséges eső intenzitása a számítógéppel 10 és 130 mm*óra -1 között állítható. A szórófej fúvókájának átmérője 7,5 mm. A fúvókát 41 kpa nyomás mellett elhagyó víz sebessége meghaladja a 8 m*s -1 -ot, azaz olyan sebességet ér el, mintha a természetes körülményekhez igen közel álló sebességgel érnek talajt. A parcellát az esésvonalakkal párhuzamosan telepítettük és a ráfolyás meggátlására fémlemezekkel határoltuk. Az öntözött terület minden irányban min. 0,5 m-rel meghaladta a megfigyelt területet a szegélyhatás mérséklése érdekében. A terület alsó részén két, egyenként egy méter széles, fémből készült elem gyűjtötte össze a megfigyelt parcella felszínén elfolyó vizet. A lefolyó zagyot összegyűjtöttük, az esőztetés folyamat-idejének rögzítése mellett mértük, minimum 1 napig ülepítettük, majd a zagymintákat szárítottuk. A kiszárított mintákon számos laboratóriumi vizsgálatot elvégeztünk, de jelen esetben kizárólag a mennyiségek kerülnek összehasonlításra, így az egyéb módszereket itt nem ismertetjük. Az EUROSEM modell parametrizálása A EUROSEM egy olyan egyeseményes, dinamikus fizikai modell, mely akár perces sűrűséggel képes lefolyási és lehordódási adatokat produkálni parcellákon, illetve maximum 50 ha területű kisvízgyűjtőkön (Morgan et al. 1992, 1993, 1998). A modellt az 1990-es évek elején kifejezetten az Európai Unió területére dolgozták ki (Chisci et al. 1988), így hazai be- 2

vezetése, alkalmazása különösen fontos. A modell bemeneti paramétereit az 1. táblázat alapján négy nagyobb kategóriába sorolhatjuk. 1. táblázat: A EUROSEM bemeneti paraméterei Csapadékparaméterek: A közel azonos intenzitású szakaszokra bontott csapadékeseményt a szakaszhatárok időpontjaival és a hozzájuk tartozó kumulált csapadékmennyiségekkel adjuk meg táblázatos formában. Tehát inputként időpontok és csapadékmennyiségek szerepelnek a modellben. Input paraméter még a hőmérséklet (TEMP, C o ). Növényzeti paraméterek Név Jel m. egys. Név Jel m. egys. növényborítottság COV - felszíni szárarány PBASE - max. csapadékraktározás DINT mm Szárdőlés PLANG fok növényborítás magassága PLH cm levélalak-faktor SHAPE - (Mikro)topográfiai paraméterek Név Jel m. egys. Név Jel m. egys. lejtőhossz L m lejtőirányú érdesség RFR cm/m lejtőszélesség W m lejtőre merőleges érdesség RAS cm/m lejtőszög SIR m/m besziv. visszahúzódási faktor RECS mm Talajparaméterek Név Jel m. egys. Név Jel m. egys. vízáteresztő képesség FMIN mm/h szemcseátmérő mediánja D50 µm kapilláris vízvezetés G mm Talajkohézió COH kpa kezdeti talajnedvesség THI m 3 /m 3 Csepperodibilitás EROD g/j maximális talajnedvesség THMAX m 3 /m 3 térfogatos kőzetarány ROC m 3 /m 3 porozitás POR m 3 /m 3 felszíni kőzetarány PAVE - Manning-féle n-érték IRMANN m 1/6 A paraméterek közül jelen cikkünkben csak azokat mutatjuk be, amelyek meghatározása problémát okozott, a kimeneti adatokra gyakorolt hatásuk viszont jelentős. Ezek közül az egyik legfontosabb a talaj vízáteresztő képessége (FMIN). Ennek meghatározására ugyan számos módszer létezik (Várallyay 1993), a módszerek eróziós vizsgálatoknál történő felhasználhatósága erősen megkérdőjelezhető, hiszen többségükben kényszervíznyomást alkalmazunk, és többségükben nem számolnak a kérgesedés módosító hatásával (Barta 2004). A legnagyobb bizonytalanságot jelentő bemeneti adat a talaj kapilláris vízvezetése (G), amely a mátrixpotenciál improprius integráljából származtatott paraméter. Gyakorlatilag mérhetetlen, értéke az EUROSEM segédtáblázata szerint adott fizikai talajféleség esetén is rendkívül tág határok között mozoghat. Az eddigi hazai tapasztalatok alapján a segédtáblázatban szereplő értékek 60-70 %-os csökkentésével kapunk reális közelítést a valós lefolyásra (Barta 2001). A kezdeti talajnedvesség (THI) pontosan mérhető paraméter. Ennek ellenére meghatározásánál becsléseket is kell alkalmaznunk, mivel nincs lehetőség minden csapadékesemény előtt a direkt terepi vagy laboratóriumi mérésére. Szerepe a talaj telítődésének sebességén keresztül a kezdeti lefolyási intenzitás befolyásolásában van. Amint az említett három talajparaméter is jól illusztrálja, a modell bemeneti adatainak meghatározása főleg a beszivárgással kapcsolatban jelent bizonytalanságot, így különösen fontos feladatunk volt a rendelkezésünkre álló adatok segítségével annak eldöntése, hogy ezen paraméterek értékét hogyan válasszuk meg: 1. A talaj vízáteresztő képességére vonatkozóan három adat állt rendelkezésünkre: Vér-féle módszerrel laborban mért értékek, duplakeretes módszerrel terepen nyert adatok és az 3

esőztetés lefolyási intenzitásaiból visszaszámolt teljes hortoni görbék. A vízáteresztő képesség értékét a lefolyásból visszaszámolt hortoni görbe alapján adtuk meg. 2. A G értékére vonatkozóan nem volt lehetőségünk mérésre, így értékét az EUROSEM segédtáblázata alapján határoztuk meg: az adott fizikai talajféleségre megadott értékek közül a legkisebbet tekintettük bemeneti paraméternek. Ez kb. minden esetben 20-30 %-a volt a táblázatban szereplő átlagértéknek. 3. Minden egyes parcellán a beáztató esőztetések előtti talajnedvességet mértük, így itt nem volt szükség becslésre. A beáztató esőztetéseket követő első csapadékeseményeknél (ezek intenzitása 20-40 mm/h volt) a talajnedvességet az adott talajra jellemző szabadföldi vízkapacitásúnak tekintettük, a további esőztetéseknél pedig a maximális vízkapacitás 90 %- ával számoltunk. A modell legfontosabb bemeneti paramétereinek értékét a 2. táblázat szemlélteti. 2. táblázat: A EUROSEM futtatásához használt legfontosabb inputok Kód FMIN G THI IRMANN D50 EROD mm/h mm v/v% m 1/6 µm g/j 60301 6,6 200 7,62 0,02 25 1,7 60302 6,6 200 14,2 0,02 25 1,7 60303 7,94 200 44,7 0,02 25 3,1 60304 1,6 200 44,7 0,02 25 3,1 60305 4 200 44,7 0,02 25 3,1 60306-200 44,7 0,02 25 3,1 60401 23,16 200 8,58 0,02 25 1,7 60402 23,16 200 16 0,02 25 1,7 60403 11,45 200 44,7 0,02 25 3,1 60404 14,76 200 44,7 0,02 25 3,1 60405 23,04 200 44,7 0,02 25 3,1 60406 19,5 200 44,7 0,02 25 3,1 60501 20,84 30 2,13 0,02 120 1 60502 20,84 30 10,35 0,02 120 1 60503 21,9 30 47,5 0,02 120 3 60504 22,1 30 47,5 0,02 120 3 60505 39,9 30 47,5 0,02 120 3 60506 58,46 30 47,5 0,02 120 3 60601 17,88 30 2,13 0,02 120 1 60602 17,88 30 10,35 0,02 120 1 60603 17,79 30 47,5 0,02 120 3 60604 16,1 30 47,5 0,02 120 3 60605 28,8 30 47,5 0,02 120 3 60606 37,32 30 47,5 0,02 120 3 A 603 és 604 kezdetű kódok a humuszkarbonát, a 605 és 606 kezdetű kódok az RBET egy-egy ismétlését, az utolsó két számjegy pedig a növekvő intenzitást jelöli. Az EUROSEM modell által becsült és a mért lefolyás és talajveszteség adatok statisztikai elemzését az SPSS program segítségével végeztük el. A χ² próbát és Mann-Whitney tesztet végeztünk. 4

Eredmények A modellek futtatásának eredményeképpen megkaptuk a lefolyás és a talajveszteség adatokat, amelyeket összehasonlítottunk a terepi mérésekkel (3. táblázat). 3. táblázat: A mesterséges esőztetés során mért és a modellezett adatok összehasonlítása Mesterséges esőztetés EUROSEM modell Kód Mért lefolyás Mért talajveszteség Becsült lefolyás Becsült talajveszteség mm kg mm kg 60301 3,37 0,80 1,40 0,85 60302 3,91 1,09 0,00 0,00 60303 3,35 1,68 0,42 0,24 60304 3,56 1,92 2,36 1,94 60305 4,83 3,99 2,54 2,19 60306 5,11 4,08 nincs adat nincs adat 60401 3,20 0,48 0,00 0,00 60402 3,19 0,39 0,00 0,00 60403 3,62 1,21 0,53 0,32 60404 3,76 2,18 0,81 0,63 60405 4,21 3,02 0,55 0,46 60406 5,20 4,62 2,11 1,92 60501 0,00 0,00 1,14 0,18 60502 3,27 0,27 0,26 0,02 60503 3,16 0,29 3,10 0,92 60504 3,35 0,25 2,77 0,97 60505 3,36 0,60 2,59 1,03 60506 4,94 1,58 5,10 2,23 60601 0,73 0,09 13,90 4,60 60602 3,23 0,31 1,36 0,34 60603 3,19 0,32 3,12 0,91 60604 3,39 0,63 3,01 1,17 60605 3,51 0,93 2,87 1,23 60606 5,72 2,21 4,92 2,30 A 3. táblázatban mind a Mért lefolyás és Becsült lefolyás, mind pedig a Mért talajveszteség és Becsült talajveszteség oszlopokban találkozunk ránézésre hasonló és különböző adatokkal. A megválaszolásra váró kérdés az volt, hogy a becsült (modellezett) értékek mennyire hasonlítanak, ill. mennyiben tekinthetőek eltérőnek a terepi módszerrel mért értékektől. A különbségek és hasonlóságok elemzéséhez statisztikai módszereket hívtunk segítségül. Statisztikai értékelés Először homogenitás vizsgálatot végeztünk az adatsorokkal (χ 2 teszt), hogy megvizsgáljuk, az adatsorok egy közös populációból származnak-e? A vizsgálatok eredménye, hogy nincs szignifikáns eltérés egyik mintaterületen sem az adatsorok között, sem a lefolyás, sem a talajveszteség tekintetében. 5

A mért értékek illeszkedés vizsgálata az egyes modellek által jósolt értékekhez. A χ 2 teszt megmutatja, hogy a mért eloszlás mennyire illeszkedik az egyes modellek által jósolt eloszláshoz. 1. mintaterület: a modell által jósolt értékektől nem volt szignifikáns eltérés. 2. mintaterület: a modell az 1. szakaszban jóval többet jósol és a 2. szakaszban jóval kevesebbet, mint a mért értékek (χ 2 =16,37, df=5, p<0,01). A mennyiségek becslése Az első mintaterületen a lefolyás és a talajveszteség mennyiségének becslésére vonatkozóan elvégzett statisztikai értékelések alapján megállapíthatjuk, hogy az EUROSEM által modellezett lefolyás mennyisége különbözik a mért értékektől (4. táblázat), ezzel szemben a modell által becsült talajveszteség hasonlít a terepi mérésekhez (4. táblázat). 4. táblázat: A lefolyás és talajveszteség modellezésének statisztikai elemzése az első mintaterületen (humuszkarbonát talajon) lefolyás talajveszteség Mann-Whitney U,000 7,000 Wilcoxon W 21,000 28,000 Z -2,882-1,761 Asymp. Sig. (2-tailed),004,078 Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)],002 a,093 a a. Not corrected for ties. A második mintaterületen az elvégzett statisztikai értékelések alapján megállapíthatjuk, hogy mind a modell által becsült lefolyás, mind a modell által becsült talajveszteség hasonlít a terepi vizsgálatok során mértek értékekhez (5. táblázat). 5. táblázat: A lefolyás és talajveszteség modellezésének statisztikai elemzése a második mintaterületen (rozsdabarna erdőtalajon) lefolyás talajveszteség Mann-Whitney U 15,000 8,000 Wilcoxon W 36,000 29,000 Z -,480-1,601 Asymp. Sig. (2-tailed),631,109 Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)],699 a,132 a a. Not corrected for ties. Az esőztetési vizsgálatok során száraz, nedves és vizes talajállapotban is történtek vizsgálatok. Ezek átlagértékei jól közelítik az átlagos viszonyokat azokban az esetekben, amikor az éves talajveszteség átlagára vonatkozó becslést végzünk. Mivel az EUROSEM modell egyeseményes modell, lehetőség van a különböző talajnedvesség állapotok elkülönítésére, és az egyféle talajnedvesség csoportba tartozó esőztetési adatok összevetésére a modellezett értékekkel. 6

A száraz talajon végzett esőztetési vizsgálatok adatainak kizárásával az első mintaterületen a lefolyás és a talajveszteség mennyiségének becslésére vonatkozóan elvégzett statisztikai értékelések alapján megállapíthatjuk, hogy az EUROSEM által modellezett lefolyás mennyisége különbözik a mért értékektől (6. táblázat), míg a modell által becsült talajveszteség hasonlít a terepi mérésekhez (6. táblázat). 6. táblázat: A lefolyás és talajveszteség modellezésének statisztikai elemzése az első mintaterületen (humuszkarbonát talajon) a nedves talajviszonyok mellett Lefolyás talajveszteség Mann-Whitney U,000 4,000 Wilcoxon W 15,000 19,000 Z -2,611-2,611 Asymp. Sig. (2-tailed),009,009 Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)],008 a,008 a a. Not corrected for ties. A száraz talajon végzett esőztetési vizsgálatok adatainak kizárásával a második mintaterületen a lefolyás és a talajveszteség mennyiségének becslésére vonatkozóan elvégzett statisztikai értékelések alapján megállapíthatjuk, hogy az EUROSEM által modellezett lefolyás és talajveszteség mennyisége nem különbözik a mért értékektől (7. táblázat). 7. táblázat: A lefolyás és talajveszteség modellezésének statisztikai elemzése a második mintaterületen (rozsdabarna erdőtalajon) a nedves talajviszonyok mellett Lefolyás talajveszteség Mann-Whitney U 4,000 8,000 Wilcoxon W 19,000 23,000 Z -1,776 -,940 Asymp. Sig. (2-tailed),076,347 Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)],095 a,421 a a. Not corrected for ties. Az eredmények azt mutatják, hogy az EUROSEM modell az egyes talajtulajdonságok függvényében eltérően viselkedik, azaz különböző mértékben becsli jól a lefolyás és a talajveszteség mennyiségét. Következtetések A kétféle talajtípuson végzett esőztetési vizsgálatokat összehasonlítva az EUROSEM modellel végzett becslésekkel azt tapasztaltuk, hogy a modell a lefolyás és a talajveszteség adatokat eltérő pontossággal becsli. A rozsdabarna erdőtalajon már a modellezett adatok eloszlása is különbözött a mérési adatsorétól. A modell eltérő pontossággal működik a löszön és a löszös homokon kialakult talajok esetében A löszön kialakult talajon rosszul, a löszös homokon kialakult talajon pedig jól közelíti a terepi lefolyásméréseket, míg a talajveszteség adatokat mindkét esetben jól becsli. Érdemes lenne a közeljövőben megvizsgálni, hogy mi az oka annak, hogy a löszön kialakult talaj esetében szignifikáns különbség van a becslés és a mérés között. Ehhez további terepi mérések elemzése szükséges, amelyet a jövőben végezni. 7

IRODALOM Barczi, A. Centeri, Cs. (1999) A mezőgazdálkodás, a természetvédelem és a talajok használatának kapcsolatrendszere. ÖKO. X. évf., I-II. szám, pp. 41-48. Barta, K. (2001) A EUROSEM talajeróziós modell tesztelése hazai mintaterületen. In: A földrajz eredményei az új évezred küszöbén. Magyar Földrajzi Konferencia. Szeged, 2001. október 25-27. (CD) Barta, K. (2004) Talajeróziós modellépítés a EUROSEM modell nyomán. Doktori (PhD) disszertáció. Szeged, 84 p. Bhuyan, A. J. Kalita, P. K. Janssen, K. A. Barnes, P. L. (2002) Soil loss predictions with three erosion simulation models. Environmental Modelling & Software 17:137-146. Centeri, Cs. (2002a) A talajerodálhatóság terepi mérése és hatása a talajvédő vetésforgó kiválasztására. Növénytermelés. Tom. 51, No. 2., pp. 211-222. Centeri, Cs. (2002b) Importance of local soil erodibility measurements in soil loss prediction. Acta Agronomica Hungarica, Vol. 50., 1. szám, p. 43-51. Centeri, Cs. (2002c) A talajerodálhatóság terepi mérése és hatása a talajvédő vetésforgó kiválasztására. Növénytermelés. Tom. 51, No. 2., p. 211-222. Centeri, Cs. (2002d) Az általános talajveszteség becslési egyenlet (USLE) K tényezőjének vizsgálata. Doktori értekezés. Gödöllő, SzIE, 162 p. Centeri, Cs. Pataki, R. (2003) A talajerodálhatósági értékek meghatározásának fontossága a talajveszteség tolerancia értékek tükrében. Tájökológiai Lapok, 1. évf. 2. sz., pp. 181-192. Chisci, G. Morgan, R. P. C. (1988) Modelling soil erosion by water: why and how. In: Morgan, R. P. C. et al. (ed.) Erosion Assessment and Modelling. Commission of the European Communities Report No. EUR 10860 EN. pp. 121-146. Csepinszky, B. (1999) A Vízgazdálkodási és Meliorációs Tanszék története. Georgikon Kiskönyvtár, Tudománytörténeti Füzetek (8). Keszthely. 87 p. Csepinszky B. Jakab G. Józsa S. (1999) Szimulált csapadék, beszivárgás és talajveszteség. XLI. Georgikon Napok Keszthely. Agrárjövőnk Alapja a Minőség. 1999. szeptember 23-24. Keszthely. PATE GEORGIKON, pp. 424-429. Fentie, B., Yu, B., Silburn, M. D., Ciesiolka, C. A. A. (2002) Evaluation of eight different methods to predict hillslope runoff rates for a grazing catchment in Australia. J. of Hydrology 261: 102-114. Jetten, V. de Roo, A. Favis-Mortlock, D. (1999) Evaluation of field-scale and catchment-scale soil erosion models. Catena 37:521-541. Kertész,, Á. Huszár, T. (1996) Talajerózióbecslés az USLE és az EPIC modellek alkalmazásával összehasonlítás. In: A termőföld védelme. OMÉK 96 Kísérő rendezvénye Gödöllői Agrártudományi Egyetem Gödöllő, pp. 57-65. Kertész, Á. Richter, G. Schmidt, R. G. Braunschweig, W. Huszár, T. Lóczy, D. Schäfer, A. Márkus, B. Varga, G. Henzler, B. (1997) The Balaton Project. ESSC Newsletter 2 + 3, pp. 1-36. Kiss, R-né. Bukovszky, Gy. Antalné Angster, M. (1984) Talajvédelem és lefolyás. Vízgazdálkodási Intézet. Munkaszám: 591., 245 p. Morgan, R. P. C. Quinton, J. N. Rickson, R. J. (1992) EUROSEM: Documentation Manual. Silsoe College. 84 p. Morgan, R. P. C. Quinton, J. N. Rickson, R. J. (1993) EUROSEM: A User Guide. Silsoe College. 83 p. Morgan, R. P. C. Quinton, J. N. Smith, R. E. Govers, G. Poesen, J. W. A. Auerswald, K. Chisci, G. Torri, D. Styczen, M. E. (1998) The European Soil Erosion Model (EUROSEM): A Dynamic Approach for Predicting Sediment Transport from Fields and Small Catchments. Earth Surface Processes and Landforms 23., pp. 527-544. Perrin, C. Michel, C. Andréassian, V. (2001) Does a large number of parameters enhance model performance? Comparative assessment of common catchment model structures on 429 catchments. Journal of Hydrology 242, pp. 275-301. Tóth, A. Szalai, Z. Jakab, G. Kertész, Á. Bádonyi, K. Mészáros, E. (2001) Talajpusztulás modellezése MEDRUSH modell alkalmazásával. Földrajzi Értesítő 50/1-. pp. 127-136. Várallyay Gy. (1993) A vízzel telített (kétfázisú) talaj hidraulikus vezetőképességének (K) meghatározása. In: Buzás I. (szerk): Talaj és agrokémiai vizsgálati módszerkönyv 1. A talaj fizikai, vízgazdálkodási és ásványtani vizsgálata. Inda 4231 Kiadó Bp. pp. 187-204. Verőné W. M. (1996) Távérzékelés alkalmazása talajeróziós becslésekben pázmándi mintaterületen. Agrokémia és Talajtan. 45. pp. 31 44. Wischmeier, W. H. Smith, D. D. (1978) Predicting Rainfall Erosion Losses. Agricultural Research Service Handbook No. 282. United States Department of Agriculture, Washington. 58 p. 8