Zemin gerilemesi ve bozulması - Soil retrogression and degradation
Toprak gerilemesi ve bozunması , kararlı bir toprağın denge kaybıyla ilişkili iki gerileyen evrim sürecidir . Gerileme öncelikle toprak erozyonundan kaynaklanır ve ardıllığın araziyi doğal fiziksel durumuna geri döndürdüğü bir olguya karşılık gelir. Bozulma, yerel iklim ve bitki örtüsü ile ilgili, doğal evrimden farklı bir evrimdir . Birincil bitki topluluklarının ( doruk bitki örtüsü olarak bilinir ) ikincil topluluklar tarafından değiştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu yer değiştirme humus bileşimini ve miktarını değiştirir ve toprağın oluşumunu etkiler . Doğrudan insan faaliyetleriyle ilgilidir. Toprak bozulması, zararlı veya istenmeyen olarak algılanan topraktaki herhangi bir değişiklik veya ekolojik rahatsızlık olarak da görülebilir .
Genel
Toprak oluşumunun başlangıcında, çıplak kaya çıkıntıları yavaş yavaş öncü türler ( likenler ve yosunlar ) tarafından kolonize edilir . Onları otsu bitki örtüsü, çalılar ve son olarak orman izler . Paralel olarak, ilk humus taşıyan horizon (A horizonu) ve ardından bazı mineral horizonlar (B horizonları) oluşur. Birbirini izleyen her aşama, bir ekosistemi tanımlayan belirli bir toprak/bitki örtüsü ve çevre ilişkisi ile karakterize edilir .
Zemin ve bitki örtüsü arasında belirli bir paralel evrim süresinden sonra , sabit bir denge durumuna ulaşılır. Gelişimin bu aşamasına bazı ekolojistler tarafından doruk ve diğerleri tarafından "doğal potansiyel" denir . Ardışıklık doruğa doğru evrimdir. Adı ne olursa olsun, birincil ardıllığın denge aşaması, çevresel faktörlerin üretebildiği en yüksek doğal gelişme şeklidir.
Toprağın evrim döngüleri, hızla gelişen topraklar için onlarca, yüzlerce veya binlerce yıl (yalnızca A horizonu) ile yavaş gelişen topraklar için bir milyon yıldan fazla arasında değişen çok değişken sürelere sahiptir. Aynı toprak, Mendocino County, California'daki Pigme ormanı dizisinde gösterildiği gibi, varlığı sırasında birkaç ardışık sabit durum koşuluna ulaşabilir . Topraklar, doğal olarak, mineral besinler toprak sisteminden çıkarıldığı için doğal olarak bozuldukları yüksek bir üretkenlik durumuna ulaşır . Bu nedenle, daha yaşlı topraklar, uyarılmış gerileme ve bozulmanın etkilerine karşı daha savunmasızdır.
Toprak oluşumunu etkileyen ekolojik faktörler
Bir toprağın evrimini etkileyen iki tür ekolojik faktör vardır (değişim ve nemlenme yoluyla ). Bu iki faktör, kısa gelişmeli toprakların evrimini açıklamak için son derece önemlidir.
- Birinci tip faktör, bir bölgenin ortalama iklimi ve ilişkili bitki örtüsüdür ( biyom ).
- İkinci tip faktör daha yereldir ve orijinal kaya ve yerel drenaj ile ilgilidir . Bu tür bir faktör, uzmanlaşmış birliklerin (turba bataklıkları) görünümünü açıklar.
Bioreksistasi teorisi
Bitki örtüsünün yok edilmesi, gelişmiş toprakların yok edilmesi veya gerileyen bir evrim anlamına gelir. Toprakların art arda gelme-gerileme döngüleri, kısa zaman aralıkları (insan eylemleri) veya uzun zaman aralıkları (iklim değişiklikleri) içinde birbirini takip eder.
Kayaların bozulmasında ve toprak oluşumunda iklimin rolü, biorhexistasy teorisinin formülasyonuna yol açmaktadır.
- Islak iklimde koşullar, kayaların bozulmasına (çoğunlukla kimyasal olarak), bitki örtüsünün gelişmesine ve toprak oluşumuna elverişlidir; yaşama elverişli bu döneme biyostazi denir.
- Kuru iklimde, açığa çıkan kayaçlar çoğunlukla kaba kırıntılı malzemeler üreten mekanik parçalanmaya maruz kalır: buna reksistazi denir.
Bir toprağın dengesinin bozulması
Ekosistem doruk noktası ile karakterize edilen denge durumuna ulaşıldığında, zaman içinde sabit kalma eğilimindedir. Zemine kurulan bitki örtüsü humusu sağlar ve maddelerin artan sirkülasyonunu sağlar. Bariyer rolü oynayarak (örneğin su ve rüzgardan koruma ) zemini erozyona karşı korur . Bitkiler ayrıca toprak parçacıklarını köklerine bağlayarak erozyonu azaltabilir.
Doruk noktasındaki bir bozulma, gerilemeye neden olacaktır, ancak çoğu zaman, ikincil ardışıklık, bu bozulmadan sonra sistemin evrimine rehberlik etmeye başlayacaktır. İkincil ardıllık, birincilden çok daha hızlıdır, çünkü bozulmuş ve restorasyona ihtiyaç duymasına rağmen toprak zaten oluşmuştur.
Bununla birlikte, bitki örtüsünde önemli bir tahribat meydana geldiğinde (çığ veya insan kaynaklı gibi doğal kaynaklı), ekosistemin maruz kaldığı rahatsızlık çok önemlidir. Bu son durumda, erozyon, zeminin üst ufuklarının yok edilmesinden sorumludur ve öncü koşullara dönüş olgusunun kökenindedir. Olguya gerileme denir ve kısmi veya tam olabilir (bu durumda çıplak kayanın yanında hiçbir şey kalmaz). Örneğin, şiddetli yağmurlara maruz kalan eğimli bir zeminin temizlenmesi, toprağın tamamen tahrip olmasına neden olabilir. İnsan, temizleme, kötü amaçlı kesimler , orman meraları, altlıkları tırmıklama gibi doğrudan ve acımasız eylemlerle toprağın evrimini derinden değiştirebilir . Doruk bitki örtüsü kademeli olarak değiştirilir ve toprak değiştirilir (örnek: yapraklı ağaç ormanlarının bozkır veya çam plantasyonları ile değiştirilmesi). Gerileme genellikle çok eski insan uygulamalarıyla ilişkilidir.
İnsan faaliyetinin etkisi
Toprak erozyonu , toprak bozulmasının ana faktörüdür ve çeşitli mekanizmalardan kaynaklanır: su erozyonu, rüzgar erozyonu , kimyasal bozulma ve fiziksel bozulma.
Erozyon, insan faaliyetleriyle güçlü bir şekilde ilişkilidir. Örneğin geçirimsiz yüzeyleri artıran yollar akıntıya ve zemin kaybına neden olur. Tarım aynı zamanda toprak erozyonunu da hızlandırır ( çitlerin ve hendeklerin kaldırılmasıyla bağlantılı olarak tarla boyutunun artması ). Çayırlar sürülmüş arazilerin kârına geriliyor. Bahar kültürleri (ayçiçeği, mısır, pancar) yüzeyleri artmakta ve kışın toprağı çıplak bırakmaktadır. Eğimli alanlar yavaş yavaş asma tarafından kolonize edilir . Son olarak, herbisit kullanımı, her ürün arasında toprağı çıplak bırakır. Mekanizasyon gibi yeni kültürel uygulamalar da erozyon risklerini artırıyor. Gübreleme mineral gübrenin yerine organik gübre ile yavaş yavaş toprak destructure. Birçok bilim adamı, topraktaki organik madde içeriğinde kademeli bir azalmanın yanı sıra toprağın biyolojik aktivitesinde (özellikle kimyasal kullanımlarla ilgili olarak) bir azalma gözlemledi . Son olarak, özellikle ormansızlaşma , orman topraklarının bozulmasından sorumludur.
Tarım, bitki örtüsünü bozarak erozyon riskini şu yollarla artırır:
- Hayvanların aşırı otlatılması
- Monokültür ekimi
- satır kırpma
- Sürme veya çiftçilik
- kırpma kaldırma
- Arazi kullanımı dönüşümü
Toprak gerilemesi ve bozulmasının sonuçları
İşte toprak gerilemesi ve bozulmasının sonuçlarından birkaçı:
- Verim etkisi: İnsan popülasyonundaki son artışlar , dünyanın toprak sistemleri üzerinde büyük bir yük oluşturdu. 6 milyardan fazla insan şu anda ekin ve hayvan yetiştirmek için Dünya topraklarının yaklaşık %38'ini kullanıyor. Birçok toprak, nihayetinde gıda kaynakları üretme yeteneklerini azaltabilecek çeşitli bozulma türlerinden muzdariptir. Bu, toprak bozulmasıyla karşı karşıya olan pek çok ülkenin halihazırda sahip olmadığı gıda güvenliğini azaltır . Hafif bozulma, verim potansiyelinin %10 oranında azaldığı araziyi, orta düzeyde bozulma, %10-50 arasında bir verim düşüşünü ifade eder. Ciddi derecede bozulmuş topraklar potansiyellerinin %50'sinden fazlasını kaybetmişlerdir. En ciddi şekilde bozulmuş topraklar gelişmekte olan ülkelerde bulunmaktadır. Afrika'da verim düşüşü, kıtanın ortalama %8,2'si kadar kayıpla %2 ila %40 arasındadır.
- Doğal afetler : Çamur akıntısı, sel gibi doğal afetler her yıl birçok canlının ölümüne sebep olmaktadır. Bu, taşkınların toprağı bozabileceği ve toprak bozulmasının taşkınlara neden olabileceği bir döngüye neden olur .
- Su kalitesinin bozulması : Suyun bulanıklığının artması ve azot ve fosforun katkısı ötrofikasyona neden olabilir . Yüzey sularındaki toprak parçacıklarına ayrıca tarımsal girdiler ve endüstriyel, kentsel ve yol kaynaklı bazı kirleticiler ( ağır metaller gibi ) eşlik eder . Pestisit ve gübrelerin akması su kalitesini tehlikeli hale getirir. Tarımsal girdilerin (ot öldürücü gibi) ekolojik etkisi bilinmektedir, ancak ürünlerin çokluğu ve geniş etki spektrumları nedeniyle değerlendirilmesi zordur.
- Biyolojik çeşitlilik: toprak bozulması , mikrobiyal toplulukların bozulmasını , doruk bitki örtüsünün kaybolmasını ve hayvan habitatının azalmasını içerebilir, böylece biyolojik çeşitlilik kaybına ve hayvan neslinin tükenmesine neden olabilir .
- Ekonomik kayıp: Arazi bozulmasının tahmini maliyeti yılda 44 milyar ABD dolarıdır. Küresel olarak, yıllık 76 milyar ton toprak kaybı, dünyaya yılda yaklaşık 400 milyar ABD dolarına mal oluyor. Kanada'da, arazi bozulmasının çiftlik üzerindeki etkilerinin 1984'te 700 ABD Doları ile 915 milyon ABD Doları arasında değiştiği tahmin edilmektedir. Arazi bozulmasının ekonomik etkisi, yoğun nüfuslu Güney Asya ve Sahra altı Afrika'da son derece şiddetlidir.
Toprak iyileştirme, yeniden inşa ve rejenerasyon
Toprak erozyonu sorunlarıyla mücadele edilebilir ve bazı uygulamalar toprağın iyileştirilmesine ve yeniden inşasına yol açabilir. Basit olmasına rağmen, erozyonu azaltmak için yöntemler genellikle seçilmez çünkü bu uygulamalar kısa vadeli faydalardan daha ağır basar. Yeniden inşa etme, özellikle toprak yapısının iyileştirilmesi, organik madde eklenmesi ve yüzey akışının sınırlandırılması yoluyla mümkündür. Bununla birlikte, bu teknikler, inşa edilmesi 1000 yıldan fazla süren bir toprağı (ve onunla ilişkili fauna ve florayı) restore etmeyi asla tam olarak başaramaz. Toprak rejenerasyonu , biyolojik, kimyasal ve/veya fiziksel işlemler yoluyla bozulmuş toprağın yeniden şekillendirilmesidir.
Kuzey Tayland'ın düşük killi topraklarında üretkenlik düştüğünde, çiftçiler başlangıçta termit tepeciklerinden organik madde ekleyerek yanıt verdi , ancak bu uzun vadede sürdürülemezdi. Bilim adamları , killerin smektit ailesinden biri olan bentoniti toprağa eklemeyi denediler . Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü'nden bilim adamları tarafından Khon Kaen Üniversitesi ve yerel çiftçilerle işbirliği içinde yürütülen saha denemelerinde, bu, su ve besin maddelerinin korunmasına yardımcı olma etkisine sahipti. Çiftçinin olağan uygulamasını, tek bir tarıma 200 kg bentonit (6,26 orman = 1 hektar) uygulamasıyla desteklemek, ortalama %73'lük bir verim artışıyla sonuçlandı. Daha fazla çalışma, bozulmuş kumlu topraklara bentonit uygulanmasının kuraklık yıllarında mahsulün bozulma riskini azalttığını gösterdi.
2008'de, ilk denemelerden üç yıl sonra, IWMI bilim adamları, kuzeydoğu Tayland'da, yarısı tarlalarına bentonit uygulayan ve yarısı uygulamayan 250 çiftçi arasında bir anket gerçekleştirdi. Kil ilavesi kullananların ortalama çıktısı, kil kullanmayan kullanıcılara göre %18 daha yüksekti. Kili kullanmak, bazı çiftçilerin daha verimli topraklara ihtiyaç duyan sebze yetiştirmeye geçmesini sağladı. Bu onların gelirlerini artırmaya yardımcı oldu. Araştırmacılar, kuzeydoğu Tayland'da 200 çiftçinin ve Kamboçya'da 400 çiftçinin kil kullanımını benimsediğini ve 20.000 çiftçinin daha yeni teknikle tanıştırıldığını tahmin ediyor.