DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 71     <-- 71 -->        PDF

IZLAGANJE NA ZNANSTVENOM SKUPU - PRESENTATION AT THE INTERNATIONAL SYMPOSIUM Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77
UDK 630* 116 Y 114.7


RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM
EKOSUSTAVIMA HRVATSKE


RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE
FOREST ECOSYSTEMS OF CROATIA


Stjepan HUSNJAK1, Nikola PERNAR2, Renata PERNAR2, Ivica KISIĆ1


SAŽETAK: U radu se analizira rizik pojave erozijskih procesa u prostoru
šumskih ekosustava Hrvatske, uz pretpostavku kad ne bi bilo šumske vegetacije.
Za istraživanje potencijalnog rizika od erozije tla vodom, korištena je
karta potencijalnog rizika od erozije u digitalnom obliku, koja je za cjelokupno
područje Republike Hrvatske prema programu CORINE izrađena u mjerilu
1:300.000.


Na temelju karte izvršena je inventarizacija površina te je utvrđeno daje
na 44,8 % površine šumskog zemljišta prisutan visok rizik od erozije tla
vodom. Na 26,5 % nalazi se umjereni rizik od erozije. Ovi podaci ukazuju na
važnost općekorisnih funkcija šuma na području Hrvatske, te osvjetljavaju bitna
polazišta za objektivniju valorizaciju takvih resursa.


U radu se kroz raspravu ukazuje na teškoće i probleme koji su uočeni u
procjeni rizika od erozije, te se predlažu rješenja za objektivniju procjenu potencijalnog
i aktualnog rizika od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima.


K lj u č n e r ij e č i: erozija tla vodom, rizik od erozije tla, erodibilnost tla,
erodibilnost terena, GIS


UVOD - Introduction


Erozija tla vodom predstavljajedan od najopasnijih ne čimbenike erozije u Hrvatskoj navodi reljef, litoprocesa
oštećenja tla. Posljedice erozije tla vodom mološku
gradu terena (matični supstrat), klimu, vegetacijgu
imati vrlo nepovoljan utjecaj na sveukupni gosposki
pokrov, antropogeni utjecaj te svojstva samog tla.
darski razvoj, a isti se neposredno manifestira u poljoU
potrajno gospodarenoj šumi praktično nema ubrzane
privredi i vodnom gospodarstvu. Prema Mar t ino -erozije. Javlja se samo normalna erozija, čiji degradavicu
(1997) eroziji vodom izloženo je tlo na oko cijski utjecaj dolazi manje do izražaja od progresijskih
90 % teritorija Hrvatske. G r a č a n i n (1962) kao glav-učinaka pedogenetskih procesa (Martinovi ć 2003).


Koliko je važna uloga šumske vegetacije u zaštiti
tla od erozije, pokazuju opsežna istraživanja koja proDoc.
dr. se. Stjepan Husnjak, Agronomski fakultet Sveučilišta vodi Topić sa suradnicima u mediteranskom i submeu
Zagrebu, Zavod za pedologiju, Svetošimunska 25;


diteranskom području Hrvatske (Topić 1995, 1996,


shusnjak@agr.hr
Izv. prof. dr. sc. Ivica Kisić, Agronomski fakultet Sveučilišta 1999, 2001, Topi ć &Butora c 2004). Interesantni
u Zagrebu, Zavod za opću proizvodnju bilja, Svetošimunska 25; su i rezultati kojima isti autor ukazuje na načine posikisic@
agr.hr


rednog antropogenog utjecaja, odnosno na izbor na


Izv. prof. dr. sc. Nikola Pernar, Zavod za ekologiju i uzgajanje
šuma, Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Svetošimunska 25; mjene i načina korištenja zemljišta (Topić , 2000).
pernar@hi.htnet.hr Pokazalo se daje povišenom riziku od erozije izloženo
Doc. dr. sc. Renata Pernar, Zavod za uređivanje šuma, Šumarski


oko 1 mil. ha šuma i šumskog zemljišta mediteranskog


fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Svetošimunska 25;


i submediteranskog dijela Hrvatske, a redoviti erozij


rpernar@sumfak.hr




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 72     <-- 72 -->        PDF

S. Husnjak. N. l´crnar. R. Pcrnar. 1. Kisić: RIZIK 0 0 UROZI.IU TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUP1.F.MUNT (201)5). 69-77
ski procesi prate požare vegetacije koji se nerijetko
javljaju u proljetnom i ljetnom razdoblju.


Općenito,erozijski procesi manifestiraju se kao gubitak
tla, to jest odnošenje površinskog humusnog horizonta,
nerijetko i nižih horizonata, zbog čega dolazi do
sniženja razine (degradacija) ili potpunoga gubitka pojedinih
funkcija tla. Sekundarni učinci su povećanje količine
praškastih čestica u kanalima, rijekama, akumulacijama,
i bazenima kao što su jezera i mora, te prekrivanja
nižih reljefnih položaja erozijskim sedimentom.
Učestala pojava sušnih razdoblja, propadanje šumske
vegetacije te dezertifikacijski procesi, u uzajamnoj su
povezanosti s erozijom tla, bilo da se govori o potencijalnom
ili aktualnom riziku od erozije (Sassa 1998,
Gee son etal. 2001).


Za kvalitetnu valorizaciju šumskog ekosustava na
nacionalnoj i regionalnoj razini te za izradu gospodarskih
smjernica u skladu s održivim razvojem nužno je
raspolagati pokazateljima potencijalnog rizika erozije
tla temeljenim na jedinstvenim kriterijima.


Potencijalni rizik od erozije tla vodom definiranje
kao temeljna osjetljivost tla prema eroziji vodom i to ne
uzimajući u obzir vegetacijski pokrov ili način korištenja,
odnosno uz pretpostavku da tlo nema zaštitu vege


tacijskog pokrivača. To znači da se procjena potencijalnog
rizika od erozije tla vodom bazira na pretpostavci
da se cjelokupno područje istraživanja koristi kao obradivo.
Poznavajući potencijalni rizik tla od erozije, zakonskim,
prostornoplanerskim i gospodarskim mjerama,
može se učinkovito minimalizirati stvarni rizik kao
i razmjere postojećih erozijskih procesa.


Stalni pokrov šumske vegetacije održava postojanom
strukturu tla i povećava njegov kapacitet infiltracije
vode te brže dubinsko otjecanje suvišne vode. Svojim
korjenovim sustavom prožima tlo i osigurava ga od
naglog odnošenja.


U ovom radu ne bavimo se izravnim mjerenjem i
učincima erozije, već izračunom pokazatelja predisponiranosti
eroziji na cjelokupnom šumskom prostoru
Hrvatske.


U cilju sagledavanja razmjera opasnosti od erozije
tla vodom u šumskim ekosustavima Hrvatske, u prvom
dijelu rada prezentiramo rezultate procjene potencijalnog
rizika od erozije tla vodom, a u nastavku se ukazuje
na mogućnosti primjene modela za kvalitetniju procjenu
rizika od erozije.


METODIKA ISTRAŽIVANJA - Methods


Za istraživanje potencijalnog rizika od erozije tla vodom
u šumskim ekosustavima u Hrvatskoj, korištena je
karta potencijalnog rizika od erozije u digitalnom obliku
izrađena u mjerilu 1:300 000 (H u s n j a k, 2000)´.


Karta teksture, dubine i kamenitosti tla izrađena je
na bazi podataka danih za kartiranc jedinice tla s Osnovne
pedološke karte Republike Hrvatske mjerila
1:50.000, na temelju podataka teksture tla dominantno
zastupljene sustavne jedinice tla unutar pojedine kartografske
jedinice s Namjenske pedološke karte Republike
Hrvatske mjerila 1:300.000, te na temelju baze
podataka koju čini 1088 reprezentativnih pedoloških
profila, izrađene posebno za potrebe procjene rizika od
erozije tla vodom. Karta erodibilnosti tla izrađena je
uz proračun indeksa erodibilnosti metodom integracije
karata s klasama teksture, dubine i kamenitosti tla.


Indeks varijabilnosti oborina određenje prema modificiranom
Fournier indeksu (FI) a indeks aridnosti na
temelju Bagnouls-Gausscnovog indeksa (BGI), oboje
za 70 klimatoloških postaja. Na temelju navedenih indeksa
izrađene su karte varijabilnosti oborina i aridnosti
klime čijom integracijom je uz proračun indeksa
izrađena karta erozivnosti oborina.


Detaljna metodologija izrade karte potencijalnog rizika od erozije
prikazana je u citiranom radu, pa ju ovdje dajemo sažeto.


Karta nagiba terena izrađena je na temelju slojnica
s ekvidistancom od 50 m.


Karta potencijalne opasnosti od erozije tla vodom
izrađena je na kraju integracijom karata s klasama
erodibilnosti tla, erozivnosti oborina i nagiba terena
uz proračun indeksa potencijalnog rizika.


Procjena potencijalnog rizika od erozije tla vodom
određena je za cjelokupno područje Republike Hrvatske
prema programu CORINE (Coordination of Information
on the Environment). Radi se o kvalitativnoj
kartografskoj metodi koja se temelji na preklapanju
pojedinih tematskih karata prema sljedećoj shemi.


Preklapanjem navedene karte s kartom rasprostranjenosti
šuma (Husnjak, 1999), izrađena je karta potencijalnog
rizika od erozije za područje šumskih ekosustava
u Hrvatskoj. Preklapanje, kao i kasnija inventarizacija
površina, izvršeni su pomoću GIS alata NT
Arc Info programskog paketa.




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 73     <-- 73 -->        PDF

S. Husnjak, N. Pcrnar, R. Pcrnar, I. Kisić: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77
Karta s klasama
teksture tla


Map of soil
texture classes


Karta s klasama Karta s klasama
dubine tla erodibilnosti


Map of soil Map of erodibility
depth classes classes


Karta s klasama
kamenitosti tla
Map of stone contents Karta s klasama
classes in soil potencijalnog rizika od
erozije tla vodom


Map with classes of


Karta s klasama water-induced soil
varijabilnosti oborina erosion risks
Map of precipitation


variability classes Karta s klasama
erozivnosti oborina


Map of precipitation


Karta s klasama


erosiveness classes


aridnosti klime


Map of climate
aridity classes


Karta s klasama
nagiba terena


Map of terrain
inclination classes


REZULTATI ISTRAŽIVANJA I RASPRAVA - Results and discussion


Potencijalni rizik od erozije tla definiran je kao teskog
područja te one na blažim nagibima. I na takvim
meljna osjetljivost tla prema eroziji vodom u datoj konpovršinama
u uvjetima bez vegetacije javljaju se slabistelaciji
pedogenctskih čimbenika, ne uzimajući u obzir je izraženi erozijski procesi, ponajprije kao "kišna erovegetacijski
pokrov i način korištenja zemljišta. Potencizija"
(torencijalna ili splash erosion) prouzročena
jalni rizik predstavlja najgori mogući slučaj, što znači da učinkom "bombardiranja" ili razaranja tla kišnim kase
procjena potencijalnog rizika od erozije tla vodom bapima.
Takvi procesi djeluju polagano i teško ih je prezira
na pretpostavci daje cjelokupno područje istraživapoznati.
Na padinama s nagibima većim od 3 % ako je
nja bez vegetacijskog pokrova. U takvoj pretpostavci tlo "golo", počinje se javljati i plošna (površinska ili
ključni su čimbenici erodibilnost tla, erozivnost oborina sheet erosion) erozija.
te nagib terena. Preklapanjem tematskih karata ovih


čimbenika u prostoru šumskih ekosustava
(si. 1) dobivena je karta čije


Tablica Klase potencijalnog rizika od erozije tla vodom i zastupljenost u prossu
površine indeksirane glede potoru
šumskih ekosustava u Hrvatskoj
tencijalnog rizika od crozijskih proTable
1 Classes of potential risk of water-induced erosion and its proportions
cesa (si. 2). in Croatian forest ecosystems


Ova istraživanja pokazala su da Klasa potencijalnog
bi u takvom slučaju 44,8 % površine rizika od erozije Opis rizika Površina --Area
šumskih ekosustava u Hrvatskoj bi


Classes of potential Description of risk


lo izloženo visokom potencijalnom


risk of erosion ha %
riziku od erozije, a 26,5 % površine


1 Niski rizik - Low risk 673 683 28,7
umjerenom riziku (tab. 1).


2 Umjereni rizik -Moderate risk 623 280 26,5
U klasi niskog rizika od erozije 3 Visoki rizik - High risk 1 053 790 44,8
tla participiraju površine ravničar-Ukupno -Total 2 350 753 100




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 74     <-- 74 -->        PDF

S. Husnjak. N. Pemar. R. Pernar, I. Kisić: RIZIK 01) EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77
Slika 1. Rasprostranjenost šuma u Hrvatskoj


Figure 1 Distribution of forests in Croatia


Ukupna površina zemljišta pod šumom na kojem je
prisutan visoki i umjereni rizik od erozije, a koja iznosi


1.677.070 ha ili 71.3 %, ukazuje na veliku potencijalnu
opasnost od erozije tla vodom. Takav podatak sugerira
neobično veliku važnost stabilnih šumskih ekosustava
u Hrvatskoj za održivo gospodarenje, posebice u poljodjelstvu
i vodnom gospodarstvu.
S obzirom daje tlo uvjetno obnovljivo do neobnovljivo
prirodno bogatstvo i uz to vrlo važan prirodni resurs,
svako posezanje u šumski prostor s ciljem njegova
reduciranja neminovno vodi ka intenziviranju površinskog
tečenja vode, pa tako i ka potencijalnim erozijskim
procesima. Danas svjedočimo učestalom zadiranju u
šumu, bilo otvaranjem koridora prometnicama i drugim
linijskim objektima (naftovod, plinovod, električni vodovi)
ili pak kopovima mineralnih sirovina (kamenolomi,
pjeskokopi). Nadzor nad projektiranjem, izgradnjom
i gospodarenja takvim objektima trebao bi se provoditi
s vrlo visokim faktorom sigurnosti, s obzirom da


se erozijski procesi pojavljuju u vrlo različitim razmjerima,
intenzitetima i stupnjevima prepoznatljivosti. Zaštita
tla kao imperativ provlači se kroz svaki suvremeni
projekt koji se odnosi na terestričke ekosustave. Uvijek
je aktualna misao Gračanina "Tla Hrvatske najveće su
blago hrvatskog naroda, poznavati ih znači poznavati temelje
na kojima počiva Hrvatska država". Način korištenja
zemljišta, ali odgovornost u gospodarenju zemljištem
najdrastičnije se manifestira na mediteranskom
području (Kosmas et al. 2002). Razlog tomu su učestali
požari vegetacije, čija pojavnost korespondira s neodgovornim
gospodarenjem prostorom (zapuštene
površine s dominantnom korovskom vegetacijom i neorganizirana
osmatračko-dojavna služba) te s neodgovarajućim
načinima korištenja zemljišta (land use).


Upravo su s pojavnošću požara povezana i neka metodološka
pitanja koja se otvaraju u ovim istraživanjima.
Radi se o kvalitetnijem uključivanju požara, kao
čimbenika najrazornijih erozijskih procesa na šumskom




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 75     <-- 75 -->        PDF

S. llusnjak. N. Pernar. R. Pernar. I. Kisić: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77
i«*"


JbTT


Legenda (Legend)


Klase potencijalnog rizika


(Classes of potential risk)


Niski rizik


(Low risk)


Umjereni rizik


(Moderate risk)


Visoki rizik


(High risk)


G?


"tS?*´


50 50 100 Km


Slika 2. Potencijalni rizik od erozije tla vodom u šumskim ekosustavima Hrvatske


Figure 2 Potential risk of water-induced soil erosion in the forest ecosystems of Croatia


zemljištu mediteranskog područja, u model procjene
stvarnog rizika od erozije. Uz to za održivo gospodarenje
prostorom držimo potrebitim prema ovome ili
sličnom modelu izraditi kartu potencijalnog rizika od
erozije, koja bi se trebala temeljiti na ažuriranim i visokorezolucijskim
podacima o načinu korištenja zemljišta


ZAKLJUČAK


Šumski ekosustavi u Hrvatskoj u najvećoj mjeri su
ograničeni na područja srednjeg do visokog stupnja erodibilnosti
glede svojstva tla te značajke reljefa i klime.
Ova istraživanja pokazala su daje na prostoru šumskih
ekosustava u Hrvatskoj 71 % površine izloženo umjerenom
do visokom potencijalnom riziku od erozije. Takav
podatak upućuje na potrebu obazrivije valorizacije
šumskih ekosustava, kao neprocjenjivog prirodnog bogatstva
neophodnog za održivo gospodarenje ukupnim


i zemljišnom pokrovu. Karta zemljišnog pokrova trebala
bi uključivati atribute koji figuriraju u CORINE Land
Cover programu. S druge strane, primjena modela na
mediteranskom i submediteranskom području podrazumijeva
određivanje potencijalnog i stvarnog rizika od
erozije.


- Conclusion
prostorom Republike Hrvatske te na dogradnju i primjenu
ovog modela na regionalnoj razini. S obzirom da
krško šumsko područje na preko 90 % površine ima visoki
potencijalni rizik od erozije, ovo područje trebalo
bi prioritetno obraditi. Takva obrada podrazumijeva
ažurirane i visokorezolucijske informacije o zemljišnom
pokrovu (land cover), a za mediteransko i submediteransko
područje informacije o vjerojatnosti pojave
požara i njegovim procijenjenim značajkama.




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 76     <-- 76 -->        PDF

S. Husnjak, N. Pernar. R. Pcrnar. I. Kisic: RIZIK OD EROZIJE TLA VODOM U ŠUMSKIM EKOSUSTAVIMA ... Šumarski list - SUPLHMHNT (2005). 69-77
LITERATURA - References


CEC (Commission of the European Communities),
1992: COR1NE soil erosion risk and important
land resources in the southern regions of the European
Community. Brussels and Luxenbourgh,
p97.


Geeson, N. A., C. J. Brandt, J. B. Thornes,
2001: Mediteranean Desertification: A Mosaic
of Processes and Responses. John Wiley &
Sons, Ltd. 440 p.


Gračanin , M., 1942: Tla Hrvatske. Zavod za Tloznanstvo
Poljoprivrednog-šumarskog fakulteta,
Zagreb.


Gračanin , Z., 1962: Verbreitung und Wirkung der
Bodencrozion in Kroatien. Giessener Abhandlungen
zur Agrar und Wirtschaftsforschung des
europaischen Ostens, Band 21, Giessen.


Husnjak, S., 1999: Digitalna karta rasprostranjenosti
šuma u Republici Hrvatskoj, mjerila 1:300.000.
CD, arhiva Zavoda za pedologiju na Agronomskom
fakultetu Sveučilišta u Zagrebu


H u s nj a k, S., 2000: Procjena rizika od erozije tla vodom
metodom kartiranja u Hrvatskoj. Disertacija.
Agronomski fakultet Sveučilišta u Zagrebu,
145 str.


Kosmas, C, N. G. Danalatos, F. Lćpez-Bermüdez
& M. A. Romero Diaz., 2002: The effect
of Land Use on Soil Erosion and Land Degradation
under Mediterranean Conditions. In:
Geeson et al. (Ed): Mediteranean Desertification:
A Mosaic of Processes and Responses, p.
57-70. John Wiley & Sons, Ltd. 440 p.


Martinović,J., 1997: Tloznanstvo u zaštiti okoliša,
Priručnik za inženjere, Državna uprava za zaštitu
okoliša, Zagreb.


Martinović , J., 2003: Gospodarenje šumskim tlima
u Hrvatskoj, 1-525, Zagreb.


Sassa, K., 1998: Environmental Forest Science.
Springer, 636 p.


Topic, V., 1995: Utjecaj šumske vegetacije na suzbijanje
erozije u bujičnim slivovima mediteranskog
područja Hrvatske, Šumarski list, 9-10:
299-304, Zagreb.


Topić, V., 1996: Utjecaj različitog biljnog pokrova na
zaštitu tla od erozije, Unapređenjeproizvodnje
biomase šumskih ekosustava, Znanstvena knjiga
1:361-364, Zagreb.


Topić, V., 1999: Melioracijski učinci šumskih kultura
na kršu u odnosu na pedosferu, Šumarski list,
9_10: 411-422, Zagreb.


Top i ć, V., 2000: Utjecaj ispaše i brsta koza na devastaciju
šumske vegetacije i degradaciju tla na
kršu (Sažeci znanstvenog skupa Unapređenje
poljoprivrede i šumarstva na kršu s međunarodnim
sudjelovanjem) Maleš, Petar; Maccljski,
Milan (ur.). Zagreb: Hrvatska akademija znanosti
i umjetnosti, 2000. 76-78


Topić, V., 2001: Utjecaj kultura crnog bora (Pinus nigra
Arn.) na zaštitu tla od erozije prouzročene
kišom, Znansot u potrajnom gospodarenju hrvatskim
šumama, Znanstvena knjiga, 261-268,
Zagreb.


Top i ć, V., 2003: Šumska vegetacija na kršu kao značajan
čimbenik zaštite tla od erozije. Šumarski
list CXXVII (posebni broj): 51-64. Zagreb.


Topić, V. & L. Butorac, 2004: Utjecaj šikare bijelog
graba na zaštitu tla od erozije u Hrvatskoj.
The risk of water-induced soil erosion in forest
ecosystems of Croatia. Protuerozijska i vodozaštitna
uloga šume i postupci njezina očuvanja i
unapređenja. Zagreb, 23. 11. 2004. Sažeci referata
5-6.




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 77     <-- 77 -->        PDF

PRESENTATION AT THE INTERNATIONAL SYMPOSIUM Šumarski list - SUPLEMENT (2005), 69-77


RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE
FOREST ECOSYSTEMS OF CROATIA


Stjepan HUSNJAK1, Nikola PERNAR2, Renata PERNAR2, Ivica KISIĆ1


Summary: The paper explores the risk of erosion processes in the forest
ecosystems of Croatia, under a hypothetical assumption that there was no forest
vegetation and that the areas were barren.


A digital map of potential erosion risk was used for the purpose of investigating
the potential risk of water-induced soil erosion. The J:300,000 map
covering the entire area of the Republic of Croatia was made in the CORINE
programme.


The area was inventoried on the basis of the map. As much as 44.8 % of
the forest ecosystem area faces a high risk of water-induced soil erosion, while
26.5 % of the area is threatened by a moderate erosion hazard. Apartfrom
indicating the importance of non-commercial forest functions in Croatia, these
data also highlight the fundamental starting points for a more objective assessment
of such resources.


The paper discusses various difficulties and problems occurring in the assessment
of erosion risks. Solutions are given for more objective estimates of
both potential and actual hazards of water-induced soil erosion in forest ecosystems.
Related to this, focus is placed on the necessity of constructing a high-
resolution map of ground cover and determining potential erosion risks at a
regional level. The probability of vegetation fire occurrence, as well as its features
in the Mediterranean and sub-Mediterranean area should be discussed
and realistic risks of erosion estimated.


Key w o rds: water-induced soil erosion, risk of soil erosion, soil erodibility,
terrain erodibility, GIS


INTRODUCTION


Water-induced soil erosion is an extremely dangepacts
upon the total economic development. These imrous
soil damage, which may cause most adverse im-pacts are directly demonstrated in agriculture and wa


ter management. According toMartinovi ć (1997),


soil is exposed to water erosion on about 90 % of Cro


atian territory. Gračani n (1962) wrote that the chief


Stjepan Husnjak, Ph. D., Assistant Lecturer with the Faculty


erosion factors in Croatia are relief, lithological struc


of Agronomy of Zagreb University, Institute of Pedology,


ture (parent rock), climate, vegetation cover, anthropo


Svetošimunska 25;
shusnjak@agr.hr genic impacts and soil properties. In a sustainably maIvica
Kisić, Ph. D., Associate Professor with the Faculty


naged forest there is practically no accelerated erosion.


of Agronomy of Zagreb University, Institute of general


Instead, only normal erosion takes place, with a degra


plant production, Svetošimunska 25;


ikisic@agr.hr dation impact that is less significant than the progres"
Nikola Pernar, Ph. D., Associate Professor with the Faculty sion effects of pedogenctic processes (Martinovi ć


of Forestry of Zagreb University, Institute of Ecology


2003).


and Silviculture, Svetošimunska 25;
pernar@hi.htnet.hr


The extensive research carried out by Topic and co


Renata Pernar, Ph. D., Assistant Lecturer with Faculty of Forestry


llaborators in the Mediterranean and sub-Mediterrane


of Zagreb University, Institute of Silviculture;
rpcrnar@sumfak.hr an regions of Croatia (Topic 1995, 1996, 1999,2001,




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 78     <-- 78 -->        PDF

S. Husnjak. N. Pcrnar. R. Pcrnar. I. Kisić: RISK OF WATER-INDUCEU SOIL EROSION IN THE FOREST ... Šumarski list SUPLEMENT (2005). 69-77
Topic andButorac 2004) witnesses the significance
of forest vegetation in soil protection from erosion.


The same author used other interesting research results
to point at the aspects of direct anthropogenetic
impacts caused by the chosen purpose and land use
(Topic, 2000). About one million hectares forests and
forest lands of the Mediterranean and sub-Mediterranean
region are exposed to increased risk of erosion
processes, while forest fires are regularly followed by
erosion in spring and summer months.


As a rule, erosion processes occur as soil loss, i.e.
the removal of the surface humus horizon and, frequently,
the lower horizons, causing degradation, or
complete loss of the individual soil functions. The secondary
effects include increased quantity of powder
particles in canals, rivers, accumulations, and basins
such as seas and lakes, and the covering of the lower
relief locations by erosion sediments. The frequent dry
periods, the loss of forest vegetation, and the desertification
processes are connected with soil erosion, either
as potential, or actual risks (S a s s a 1998, G e e s o n et
al. 2001).


Indices of potential soil erosion risks based on common
criteria are necessary for good valorisation of forest
ecosystems at national and regional levels, and also
for creating economic guidelines according to sustainable
development.


The potential risk of water-induced soil erosion is
defined as the basic susceptibility of the soil to water-
induced soil erosion, regardless of the vegetation cover
and land use, i.e. presuming that the soil is not protected
by vegetation. This means that the estimate of the
potential risks of water-induced soil erosion is based
on the assumption that the whole research area is used
as arable land. By knowing the potential risks, it is possible
to efficiently reduce the real risks and extents of
the existing erosion processes through legal/economic
measures and spatial planning.


The permanent vegetation cover maintains the
structure and increases the water infiltration capacity
of the soil; it also stimulates the run-off of excessive
water. Permeating the soil, the root system prevents its
sudden erosion.


This paper does not deal with direct measurements
and effects of erosion. Instead, it presents the calculated
indices of the predispositions to erosion on the
whole forest area of Croatia.


The first part of the paper presents the estimates of
the potential water-induced risks of soil erosion. The
second suggests the possibilities of applying the model
to the improved estimates of erosion risks.


METHODS


A digital map of potential erosion risks to a scale of
1:300,000 (Husnjak, 2000)3 was used in the research.


The map of the texture, depth and stone contents of
the soil was made according to the data of the mapped
soil units from the Basic pedological map of the Republic
of Croatia, scale 1:50,000, based on the soil texture
data of the dominant systematic soil unit within the
individual cartographic unit of the Practical pedological
map of the Republic of Croatia, scale 1:300,000, as
well as by using the database composed of 1,088 representative
pedological profiles made especially for the
water-induced soil erosion risk estimates. The Soil
erodibility map was made by using the calculated erodibility
index made by the method of integrating the
maps with the classes of texture, depth, and stone contents
of the soil.


The index of precipitation variability was determined
according to the modified Fournier index (FI),
while the aridity index was made on the basis of the
Bagnouls-Gaussen Index (BGI), both for seventy climatologic
stations. According to the mentioned indi


´ The detailed map-making methodology is already presented in
the quoted study, so that we bring it here in a summarised form.


ccs, wc made maps of precipitation variability and climatic
aridity, the integration of which was used with
the index calculation to make the Map of precipitation
erosiveness.


Map of terrain inclination was made by using the
contour lines with an equidistance of 50 m.


Map of potential threat of water-induced soil
erosion was then made by integrating the maps of soil
erodibility classes, precipitation erosiveness, and terrain
inclination, with the calculation of the potential
risk index.


The estimate of the potential water-induced soil
erosion risk was determined for the whole territory of
the Republic of Croatia, according to the programme
CORINE (Coordination of Information on the Environment).
This is a qualitative cartographic method based
on overlapping the individual thematic maps according
to the following scheme:


By overlapping this map with the map of forest distribution
(Husnjak, 1999) the map of potential erosion
risks was made for the forest ecosystem areas in Croatia.
The overlapping and later area inventory were carried
out by using the GIS tools NT Arc Info programme
package.




ŠUMARSKI LIST 13/2005 str. 79     <-- 79 -->        PDF

S. Husnjak. N. Pernar, R. Pernar, 1. Kisić: RISK OF WATER-INDUCED SOIL EROSION IN THE FOREST ... Šumarski list - SUPLEMENT (2005). 69-77
RESULTS AND DISCUSSION


The potential risks of soil erosion is defined as the
basic susceptibility of the soil to water-induced erosion
in a given constellation of pedogenic factors, regardless
of the vegetation cover and land use. The potential
risk is the worst possible case, where the estimate of
the potential risk of water-induced erosion is based on
the assumption that the whole research area has no vegetation
cover. Under such presumption, the crucial
factors are soil erodibility, precipitation erosiveness,
and terrain inclination. By overlapping the thematic
maps of these factors within the space of forest ecosystems
(Figure 1), we developed a map the areas of
which were indexed in relation to the potential risks of
erosion processes (Figure 2).


This research revealed that under such presumptions


44.8 % of forest ecosystems in Croatia would be exposed
to high potential risks of erosion, while 26.5 % of
the area would be exposed to moderate risks (Table 1).
The lowland areas and those with mild inclinations
belong to the low risk class. Even on such areas, where
there is no vegetation, some erosion processes take place,
primarily as torrential or splash erosion caused by
the effect of "bombing" or "shattering" the soil by raindrops.
Such processes are slow and difficult to recognise.
Over the slopes with higher inclination than 3 %,
where the soil is "naked", sheet erosion takes place.


The total forest area with high and moderate erosion
risk amounts to 1,677,070 ha, or 71.3 %, indicating
a high potential threat of water-induced soil erosion
and the great significance of stable forest ecosystems
for sustainable management, particularly related
to agriculture and water management.


Considering that soil is a conditionally renewable
nature´s asset, and also a significant natural resource,


any exploitation of forests aimed at their reduction leads
to intensified runoffs and potential erosion processes.
Today we witness massive encroachments on the
forest, either by opening the corridors for roads,
oil/gas/electric lines, or the mineral raw material mines.
The supervision of the design, construction and
manangement of such developments should be carried
out by applying high security factors, because erosion
processes occur to various extents, intensities and degrees
of recognition. Soil protection is an imperative
with any modern project made for terrestrial ecosystems.
We should bear in mind what Gračanin said:
"Croatian soils are the greatest national riches. To
know them means to understand the foundations on
which Croatia lies". The land use and the responsibility
of land management are most drastically illustrated by
the Mediterranean region (K o s m a s etal. 2002), with
the forest fires the high frequency of which corresponds
with irresponsible management methods (neglected
areas with dominant weed vegetation and unorganised
watch-information service) and inadequate
ways of land use.


The frequent fires are the objects of some methodological
issues related to this research. The factor of the
most destructive erosion processes on the Mediterranean
forest areas, fire should be included into the model
of estimating the real erosion risk. In addition, sustainable
management should be supported by developing
a map of potential erosion risks, based on updated and
high-resolution data on the ways of land use and land
cover. The map of land cover should include the attributes
of the CORINE Land Cover programme. On the
other hand, the application of the model to the Mediterranean
and sub-Mediterranean areas presumes the assessment
of both potential and real risks of erosion.


CONCLUSION


Croatian forest ecosystems arc mainly limited to the
areas of moderate to high degrees of erodibility according
to soil properties and relief/climate characteristics.
The research has shown that 71 % of the forest
ecosystem area is exposed to moderate and potentially
high erosion risk. This requires more careful valorisation
of forest ecosystems as priceless natural assets, indispensable
for sustainable management of the whole


Croatian territory, and the application of this model at
regional level. Considering that the 90 % of the karst
area is under potential erosion risk, this region should
be regarded as a priority in the process of developing
the updated high-resolution data on the land cover. The
Mediterranean and sub-Mediterranean regions should
be treated in relation to forest fires and their estimated
characteristics.