Eroziunea Carpaților noștri devine una dintre cele mai presante probleme de mediu

Pentru ultimii 100 de ani am observat – în cadrul bazinelor montane – că eroziunea se accelerează odată cu intensificarea activităților umane și anume tăierea arborilor și pășunatul excesiv. În Carpați, conversia ecosistemelor naturale în pășuni înseamnă mai puține plante, deci un sol instabil și susceptibil la eroziune, ceea ce duce la degradarea peisajului.

În contextul actual al schimbărilor climatice – unde contribuie și fluctuațiile de temperatură, dar și secetele și inundațiile – eroziunea solului se întâmplă accelerat: proiecțiile arată că procesul se va accentua cu 13-22.5% în UE până în 2050. Totodată, cercetătorii preconizează că această pierdere a solului va fi mai mare în Europa centrală și de nord, unde în unele zone pot fi pierderi de până la 100%.

Astfel, aceasta devine o problemă de mediu urgentă în Carpați, care compromite deja biodiversitatea și habitatele naturale și pe care o analizăm pe larg în acest articol.

Ce este eroziunea?

La fiecare 5 secunde o suprafață de teren echivalentă cu un teren de fotbal se erodează. Formele de relief (munți, dealuri, câmpii, văi) pe care le observăm astăzi sunt rezultatul proceselor de eroziune ce au șlefuit terenul de-a lungul timpului.

Eroziunea reprezintă procesul geologic prin care scoarța terestră/solul este descompus, desprins și transportat de forțele naturii precum apa, gheața sau vântul. Există două tipuri principale de eroziune și anume: cea chimică și cea fizică.

Eroziunea chimică are loc atunci când compoziția chimică a unei roci se modifică în timp ce eroziunea fizică este cea care descompune rocile, dar compoziția lor chimică rămâne aceeași. Spre exemplu, alunecările de teren sau curgerile noroioase sunt determinate de eroziunea fizică.

Prin eroziune, rocile devin mai mici, mai netede și mai ușor de transportat. Atât apa cât și gheața contribuie la eroziunea fizică, deoarece mișcarea lor forțează rocile să se desprindă sau să se ciocnească. De asemena, vântul este un puternic agent de eroziune, transportând praf, nisip, cenușă și alte rămășițe la distanță mare.
Eroziunea depinde de climă, relief, vegetație, activitatea tectonică și de activitatea oamenilor. Clima prin precipitații, vânt și procesul de îngheț-dezgheț determină eroziunea peisajului. Vegetația poate încetini impactul eroziunii. Rădăcinile copacilor, arbuștilor și a altor plante stabilizează solul și împiedică transportul sedimentelor și pot limita impactul alunecărilor de teren.

De-a lungul timpului, eroziunea a influențat semnificativ dezvoltarea civilizațiilor. De fapt, dezvoltarea agriculturii a depins de procesul de eroziune, care a contribuit la formarea solurilor bogate în nutrienți în regiunile râurilor Tigru, Eufrat și Nil. Aceste solurile fertile au rezultat în urma erodării bazinelor hidrografice cu soluri bogate în nutrienți.

De departe, cea mai importantă formă de eroziune este eroziunea solului – procesul prin care stratul superior de pământ (solul vegetal) este îndepărtat treptat sub forțele apei, vântului și a activităților umane.

Omul, prin activitățile sale, în special prin agricultura intensivă, pășunat, dar și prin defrișări, construcții, pot face solul vulnerabil la eroziune. Spre exemplu, atunci când agricultorii ară solul pentru a-l pregăti de cultivare, solul rămâne neacoperit, adică fără vegetație, pentru câteva săptămâni sau chiar luni fiind expus la impactul direct al ploii și vântului.

De asemenea, pășunatul cu oi, capre sau bovine în zonele înalte muntoase lasă terenul fără plantele care-l fixează. La fel se întâmplă și în cazul defrișărilor: îndepărtarea arborilor expune solul la vânt și ploaie, solul rămâne fără protecția rădăcinilor ce-l protejează de eroziune. În contextul actual al schimbărilor climatice, eroziunea solului se accelerează – iar aici contribuie atât fluctuațiile de temperatură cât și secetele și inundațiile.

Impactul eroziunii solurilor în zonele montane (cazul de față Munții Rodnei) și situația actuală

Regiunile înalte ale Carpaților sunt predispuse la eroziunea solurilor atât din cauza reliefului accidentat, cât și a precipitațiilor abundente. Defrișările, pășunatul excesiv și incendiile de vegetație duc la degradarea solurilor, pierderea biodiversității, fertilității și creșterea riscului de alunecări de teren și inundații în aval, în zonele mai joase.

În Carpați, conversia ecosistemelor naturale în pășuni înseamnă mai puține plante, ceea ce înseamnă un sol instabil și susceptibil la eroziune. În zonele înalte, unde covorul vegetal este subțire și discontinu, chiar și o rată de eroziune scăzută (< 5 t ha-1 an-1) determină pierderea ireversibilă a solului, determinând degradarea peisajului și pierderea beneficiilor naturale oferite de ecosistem.

În două studii publicate recent, am analizat eroziunea solului în două bazine montane din Carpați, lacul Roșu și lacul Ighiel. Cu alte cuvinte, ne-am uitat la cât sediment ajunge pe fundul acestor lacuri pe o perioadă de un secol și care este legătura cu clima și activitățile oamenilor.

Ce am observat pentru ultimii 100 de ani este faptul că eroziunea se accelerează odată cu intensificarea activităților umane și anume, tăierea arborilor și pășunatul excesiv. Pe lângă efectele la nivel de ecosistem am observat, mai ales pentru lacul Roșu, că aportul crescut de sedimente a dus la colmatarea accelerată a lacului, un proces ce afectează durata de viață a lacului.

*Rate erozionale în România (după Mindrescu et al., 2017). Culorile mai închise reprezintă eroziune accelerată, culorile mai deschise indică eroziune mai slabă.*

Ce rol joacă incendiile de vegetație în acest proces – exacerbează, schimbă peisajul local iremediabil? Care este impactul asupra ecosistemelor montane?

Carpații Românești (și nu numai) sunt susceptibili la incendii de vegetație, în special în perioadele secetoase sau în urma intensificării activităților umane. La nivel global, 4 din 5 incendii sunt declanșate de om. Aceste incendii pot avea efecte devastatoare asupra ecosistemelor montane, în special asupra celor fragile, și pot duce la pierderea habitatelor naturale, distrugerea biodiversității și chiar la amenințarea siguranței comunităților din apropierea zonele afectate. Mai mult, incendiile, în special în zonele înalte, cresc riscul hazardelor naturale cum sunt alunecările de teren, inundațiile, curgerile noroioase.

Incendiile sunt inițiate sau „aprinse” de evenimente naturale, cum sunt fulgerele, erupțiile vulcanice, razele solare sau de scânteile produse de activitatea oamenilor. Pentru a se propaga, focul are nevoie de condiții meteorologice prielnice și de vegetație uscată (iarbă, frunze, arbori) adică combustibil.

Vântul, temperaturile ridicate și precipitațiile scăzute ajută la uscarea copacilor, arbuștilor, frunzelor alimentând incendiul. În special în zonele montane unde pantele sunt mai abrupte, propagarea incendiiloreste mai accelerată. Durata, temperatura și suprafața afectată sunt caracteristicile cele mai importante ale unui incendiu de vegetație, cu cât temperatura de ardere este mai mare, iar focul durează mai mult cu atât va arde mai multă vegetație iar efectele vor fi mai devastatoare.

Un studiu publicat de cercetătorii de la European Joint Research Centre ce și-a propus analiza răspunsului solurilor și a vegetației la incendiile de vegetație pe o durată de 5 ani ne arată efectele negative și de lungă durată ale unui incendiu. Astfel, rata de eroziune a crescut de 12 ori imediat după incendiu, solul nu și-a revenit la stadiu inițial în următorii 5 ani ce au urmat incendiului, refacerea vegetației s-a realizat într-un procent destul de mic.

Ar trebui să ne facem griji cu seceta – o potențială lipsă a precipitațiilor și o înrăutățire a frecvenței incendiilor de vegetație?

Eroziunea solurilor este o problemă de mediu urgentă în Carpați. După cum ne arată modelele climatice, creșterea precipitațiile într-o perioadă scurtă de timp, dar și creșterea temperaturilor, prelungirea sezoanelor calde ca urmare a schimbărilor climatice ar trebui să ne îngrijoreze.

În aceste condiții, regiunile care nu sunt predispuse la incendii, cum este și zona noastră vor deveni zone cu risc. Prelungirea sezonului de vară determină uscarea vegetației ce duce la aprinderea rapidă. Mai mult, activitățile umane, pășunatul excesiv și despăduririle contribuie la acest fenomen ducând la destabilizarea solurilor și creșterea riscului de eroziune. Astfel de modificări vor duce la o creștere a frecvenței incendiilor de vegetație. În ultimele decenii, suprimarea și controlul incendiilor a dus la acumularea de vegetație (combustibil) ce poate alimenta incendii mai devastatoare.

Interesant este că, deși în cele mai multe cazuri incendiile au efecte devastatoarea asupra naturii sunt specii de plante a căror supraviețuire depinde de foc. Spre exemplu, specii precum Pinus palustris, cunoscut și sub numele de pinul cu frunze lungi ce crește pe coasta sud-estică a Statelor Unite, eucaliptul sau plantele din genul Banksia au nevoie de foc pentru ca rășina ce acoperă semințele să fie îndepărtată și să germineze. Pentru a asigura perpetuarea speciilor, unele plante au nevoie de foc odată la câțiva ani iar altele o dată la câteva secole.

Mai mult, menținerea sănătății ecosistemelor depinde de foc. Focul poate acționa ca un dezinfectant natural, îndepărtând bolile și insectele ce afectează copacii și consumând vegetația moartă permițând astfel creșterea de noi plante. Focurile de mică intensitate pot adăuga substanțe nutritive în sol, cenușa este bogată în potasiu și alte substanțe benefice creșterii plantelor, bineînțeles dacă cantitatea este moderată.

Este o problema localizată sau se va extinde pe întregul lanț carpatic?

Este o problemă ce afectează nu doar lanțul carpatic și zona noastră, ci și alte zone de pe Glob.

Deși ne aflăm într-o zonă climatică (temperat-continentală) unde incendiile de vegetație nu sunt la fel de frecvente și devastatoare cum sunt zonele mai uscate (mediteraneene), odată cu schimbările climatice – riscul la incendiile de vegetația a crescut și în zona noastră.

Într-un studiu publicat de Uniunea Europeană în 2021, România a înregistrat în anul 2020 cele mai multe și cele mai devastatoare incendii (după 2012) iar 80% din incendiile înregistrate au avut loc în situri Natura 2000. Astfel, în 2020, România a înregistrat cea mai mare pierdere de teren protejat din Europa.

Într-un studiu publicat în 2015, ne-am uitat la mostre de sedimente prelevate din două lacuri glaciare din munții Rodnei, Lacul Știol și Lacul Buhăiescu Mare, tocmai pentru a evalua dacă de-a lungul timpului, la o scară de peste 10,000 de ani, incendiile de vegetație au legătură cu eroziunea solului. Zonele montane sunt ideale pentru a studia relația dintre incendii și eroziune deoarece topografia crește susceptibilitatea la eroziune.

În acest studiu, pentru a identifica reacția solului la incendii, am folosit un set de analize geochimice și fizice (diferite elemente chimice ne indică răspunsul solului la un factor declanșator). Știm că incendiile de vegetație reduc stabilitatea și proprietățile solului, modifică gradul de infiltrare și astfel promovează desprinderea și transportul sedimentelor. Astfel, focul este considerat un moderator al activității geomorfologice.

*Cum ajunge cărbunele în mostrele de pe fundul lacurilor*

În urma arderii vegetației, cărbunele, cenușa și alte resturi parțial carbonizate sunt transportate de vânt și de apă și depozitate pe fundul lacurilor. Astfel, în sedimentele depuse pe fundul lacurilor vom găsi cărbune de la incendii de acum mii de ani. Cărbunele rezistă mii de ani în sediment, deoarece este inert la procesele chimice și biologice și nu se descompune.

Pentru a studia incendiile de vegetație, cercetătorii folosesc diverse metode de laborator (sitare și procesare chimică) prin care separă cărbunele de matricea sedimentară. Cărbunele rezultate în urma arderii și depozitat în sediment are dimensiuni cuprinse între 100 și 1000 microni. Folosind diferiți parametri microscopici cum sunt lungimea, lățimea și structura fragmentelor de cărbune, putem identifica tipul de vegetație arsă și temperatura focului.

În studiul nostru, am cuantificat fragmentele de cărbune și am descoperit că incendiile de vegetație au fost destul de frecvente, iar în ultimele secole, când activitatea umană s-a intensificat, ele sunt și mai frecvente. Activitatea oamenilor în zonele montane înalte se referă, în general, la pășunat excesiv și la despăduriri care au avut ca scop extinderea pășunilor.

Am observat că perioadele cu mai multe incendii corespund cu intensificarea eroziunii solului deoarece incendiul consumă vegetația de la suprafața lui, reducând stabilitatea și ușurând transportul către zonele de depozitare. Interesant este faptul că studii recente ne arată că incendiile de vegetație afectează capacitatea de stocare a carbonului, inițial prin inputul de CO2 rezultat în urma arderii și apoi prin reintroducerea în atmosferă a carbonului stocat în sol.

Ce facem pentru a găsi soluții la eroziunea solului?

Atât la nivel național cât și internațional, există o serie de inițiative și strategii ce au ca scop limitarea și prevenirea eroziunii solului. Mare parte din legislație face referire la practicile agricole și mai puțin la eroziunea solului din zonele montane înalte dar chiar și așa parte din reglementări pot fi aplicate și pe solurile de la altitudine.

Legislația românească cuprinde o serie de regulamente și acte normative ce își propun atât conservarea și gestionarea solului dar și prevenirea eroziunii. Dintre acestea, menționăm Legea nr 115/2015 privind conservarea solului – ce impune o serie de măsuri pentru conservarea, utilizarea adecvată a terenurilor, reducerea eroziunii și prevenirea degradării.

Programul Național de Dezvoltare Rurală (PNDR) este un program de finanțare nerambursabilă de la UE ce susține implementarea practicilor agricole sustenabile care să reducă din impactul negativ al agriculturii, inclusiv eroziunea solului.

La nivel european, strategia UE privind solurile (EU Soil Strategy for 2030) își propune să contribuie la îndeplinirea obiectivelor Strategiei EU pentru Biodiversitate și Pactului Verde European, stabilește cadrul și măsurile concrete pentru protejarea și restaurarea solurilor, asigurând utilizarea lor în mod durabil. Mai mult, există și propuneri pentru un nou act legislativ european care să își propune monitorizarea și promovarea gestionării durabile a solurilor.

La nivel regional, Carpathian Convention, un tratat internațional adoptat în 2003 de Polonia, Slovacia, Ucraina, Ungaria, România și Cehia își propune promovarea dezvoltării durabile și protecția mediului în munții Carpați. De asemenea, în Carpați există și fundații/organizații locale care își propun protejarea fondului natural prin limitarea defrișărilor, înființarea de parcuri naturale, monitorizarea și evaluarea zonelor afectate și educarea populației locale.

Pentru a preveni eroziunea solurilor în zonele montane există o serie de măsuri care pot fi implementate:

împădurire – plantarea de arbori și arbuști în zonele defrișate sau degradate, rădăcinile arborilor/arbuștilor vor contribui la stabilizarea solului;
limitare pășunat – evitarea pășunatului excesiv în aceeași zonă, utilizarea periodică a potecilor și a pășunilor pentru a permite regenerarea stratului de iarbă;
monitorizare și evaluare – monitorizarea și evaluarea periodică a zonelor afectate de eroziune;
educare și conștientizare – este importantă educarea comunității locale și a fermierilor ce utilizează zonele montane pentru a promova conștientizarea efectelor asupra solului și a-i angaja în procesul de prevenire.

Solurile sunt esențiale pentru atingerea neutralității climatice, promovarea economiei circulare dar și pentru combaterea fenomenului de deșertificarea și a degradării terenurilor. Ele mențin biodiversitatea, asigură o alimentație sănătoasă și astfel, ajută la protejarea sănătății noastre.