فرسایش خاک چیست ، عوامل و انواع آن کدامند؟ — به زبان ساده

اگرچه فرسایش خاک یک فرآیند طبیعی است، اما فعالیت‌های انسانی در دهه‌های گذشته به شدت آن را تسریع کرده است. به گفته یونسکو، تخریب خاک، رفاه دو پنجم بشریت را تضعیف، گونه‌ها را منقرض کرده و تغییرات آب و هوایی را تشدید می‌کند. در این مقاله از مجله فرادرس به بررسی فرسایش خاک و تعریف آن، انواع فرسایش خاک و عوامل ایجاد کننده فرسایش خاک و عوارض آن می‌پردازیم.

فرسایش خاک چیست؟

فرسایش خاک یک تغییر فیزیکی و فرآیند تدریجی جابجایی و انتقال لایه بالایی خاک (خاک سطحی) توسط عوامل مختلف به ویژه آب، باد و حرکت توده‌ای است که در درازمدت باعث از بین رفتن آن می‌شود. به تعریفی دیگر، فرسایش خاک عبارت است از حذف حاصلخیزترین لایه رویی خاک از طریق آب، باد و کشاورزی بیش از حد. فرسایش خاک نتیجه استفاده ناپایدار از زمین و سایر اختلالات مانند آتش سوزی، استخراج معادن یا مصارف کشاورزی فشرده است.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

از دست دادن خاک ممکن است اثرات جدی بر کمیت و کیفیت خدمات اکوسیستم خاک داشته باشد که پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و سیاسی جدی در پی دارد. نیمی از خاک سطحی کره زمین در 150 سال گذشته از بین رفته است. علاوه بر فرسایش، کیفیت خاک تحت تأثیر سایر جنبه‌های کشاورزی قرار می‌گیرد. این اثرات شامل تراکم، از دست دادن ساختار خاک، تخریب مواد مغذی و شور شدن خاک است که مسائلی بسیار واقعی و جدی هستند.

چرا فرسایش خاک مشکل بزرگی است؟

خاک پوسته شکننده زمین است که تمام حیات روی زمین را در خود نگه می‌دارد. این پوشش از گونه‌های بی‌شماری تشکیل شده است که اکوسیستمی پویا و پیچیده ایجاد می‌کنند و یکی از با ارزش‌ترین منابع برای انسان است. افزایش تقاضا برای کالاهای کشاورزی انگیزه‌هایی برای تبدیل جنگل‌ها و مراتع به مزارع کشاورزی ایجاد می‌کند. خاک سطحی که در نزدیک‌ترین فاصله به سطح زمین قرار دارد، حاوی مواد مغذی ضروری برای محصولات بوده و لایه خاکی است که در اثر فرسایش بادی و آبی در خطر است.

فیلم آموزش پیدایش خاک در فرادرس

کلیک کنید

فرسایش، حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد که می‌تواند بر عملکرد محصول تأثیر منفی بگذارد. تبدیل خاک‌های طبیعی به بسترهای کشاورزی اغلب نمی‌تواند خاک را حفظ کند و بسیاری از گیاهان زراعی مانند قهوه، پنبه، نخل روغنی، سویا و گندم در واقع ممکن است فرسایش خاک را افزایش دهند. اثرات فرسایشِ خاک فراتر از از دست دادن زمین‌های حاصلخیز است و منجر به افزایش آلودگی و رسوب در نهرها و رودخانه‌ها شده است، این رسوبات آبراه‌ها را مسدود کرده و باعث کاهش ماهی‌ها و گونه‌های دیگر شده است. زمین‌های با خاک تخریب شده نیز اغلب کمتر قادر به نگه داشتن آب هستند، که می‌تواند سیل را بدتر کند.

عوامل و علل ایجاد کننده فرسایش خاک

فرسایش خاک عمدتاً زمانی رخ می‌دهد که خاک در معرض بادهای شدید، باران‌های سخت و آب جاری قرار گیرد. در برخی موارد، فعالیت‌های انسانی، به ویژه کشاورزی و پاکسازی زمین، خاک را در برابر فرسایش آسیب‌پذیر می‌کند. فرسایش، چه توسط مواردی مانند آب و باد چه توسط زراعت انسان، شامل سه مرحله متمایز جدا شدن خاک، حرکت و رسوب خاک است. خاک سطحی که دارای مواد آلی، حاصلخیزی و عمر خاکی بالایی است، به جای دیگری منتقل می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی که کشاورزان قبل یا بعد از رشد یک فصل و برداشت محصولات، خاک را شخم می‌زنند، ممکن است آن را برای هفته‌ها یا ماه‌ها در معرض عناصر فرسایش قرار دهند. فرسایشِ خاک باعث کاهش بهره‌وری زمین‌های زراعی شده و به آلودگی آب‌های مجاور، تالاب‌ها و دریاچه‌ها منجر می‌شود.

چرای بی رویه حیوانات مزرعه مانند گاو و گوسفند همچنین می‌تواند مناطق وسیعی از زمین را خالی از گیاهان پوشاننده زمین کند. روش دیگری که پیامدهای مخربی برای سلامت خاک دارد، جنگل زدایی، به ویژه قطع درختان، یک روش گسترده در صنعت چوب‌برداری صنعتی است. هنگامی که درختان از بین می‌روند، زمین فاقد ریشه گیاهان (عامل جلوگیری از جارو شدن خاک) در معرض باد و باران قرار می‌گیرد.

تغییرات آب و هوایی نیز از عوامل اصلی فرسایش است. تغییر در میزان بارندگی و سطح آب می‌تواند خاک را جابجا کند، نوسانات شدید دما می‌تواند خاک سطحی را در برابر فرسایش آسیب پذیرتر کند و خشکسالی‌های طولانی می‌تواند از رشد گیاهان جلوگیری کند و خاک را بیشتر در معرض فرسایش قرار دهد. همانطور که گفته شد، علل اصلی فرسایش خاک یا به رویدادهای طبیعی مربوط می‌شود یا تحت تأثیر حضور فعالیت‌های انسانی است. برخی از علل اصلی فرسایش خاک عبارتند از:

بارندگی و رواناب ناشی از باران

در هنگام باران‌های شدید، فرسایش خاک رایج است. اول از همه، آب شروع به تجزیه خاک می‌کند و موادی را که از آن ساخته شده است پراکنده می‌کند. معمولاً رواناب باران بر مواد سبک‌تر مانند سیلت، مواد آلی و ذرات ماسه ریزتر تأثیر می‌گذارد، اما در بارندگی‌های شدید، این می‌تواند شامل اجزای مواد بزرگ‌تر نیز باشد.

فرسایش خاک بر اثر کشاورزی

هنگامی که زمین از طریق محصولات زراعی یا سایر فرآیندهای کشاورزی بهره‌برداری می‌شود، ساختار کلی خاک را کاهش می‌دهد، علاوه بر کاهش سطح مواد آلی، آن را در برابر اثرات باران و آب مستعدتر می‌کند. به ویژه شخم زدن، به دلیل اینکه اغلب ساختار خاک را در هم می‌شکند و نرم می‌کند، می‌تواند یکی از عوامل اصلی فرسایش باشد. شیوه‌های کشاورزی که این فعالیت را کاهش می‌دهند، مشکلات بسیار کمتری با فرسایش خاک دارند.

شیب زمین

ویژگی‌های فیزیکی زمین نیز می‌تواند به فرسایش خاک کمک کند. ویژگی‌های مهم زمین برای فرسایش خاک شیب‌دار بودن، طول، وضعیت و شکل زمین است. به عنوان مثال، زمین با شیب تپه بالا، روند اشباع آب باران یا رواناب را در منطقه تداوم می‌بخشد، به ویژه به دلیل حرکت سریع‌تر آب به پایینِ یک شیب، فرسایش خاک نیز سریع‌تر رخ می‌دهد.

فرسایش پذیری و جنس خاک

حساسیت خاک به فرسایش توسط خواص ذاتی خاک، به عنوان مثال، بافت خاک، ساختار، محتوای مواد آلی خاک، مواد معدنی رسی، قابلیت جایگزینی و ویژگی‌های نگه‌داری و انتقال آب تعیین می‌شود. فرسایش‌پذیری خاک توانایی خاک در مقاومت در برابر فرسایش را بر اساس ویژگی‌های فیزیکی هر خاک برآورد می‌کند. ویژگی اصلی که بر فرسایش‌پذیری تأثیر می‌گذارد بافت خاک است. با این حال، مواد آلی، ساختار، و نفوذپذیری نیز در فرسایش خاک نقش دارند. معمولاً خاک‌هایی با نرخ نفوذ سریع‌تر، سطوح بالاتر مواد آلی و ساختار خاک بهبود یافته مقاومت بیشتری در برابر فرسایش دارند. خاک‌های با بافت لومی، ماسه و لوم شنی معمولاً در مقایسه با ماسه بسیار ریز، سیلت و خاک‌های خاص با بافت رسی، فرسایش پذیری کمتری دارند.

کمبود پوشش گیاهی

گیاهان و محصولات گیاهی به حفظ ساختار خاک کمک می‌کنند و میزان فرسایش خاک را کاهش می‌دهند. مناطقی با فلور طبیعی کمتر ممکن است نشانه‌ای از مستعد بودن خاک در معرض فرسایش باشد. نواحی بدون پوشش گیاهی به دلیل عدم وجود بادشکن مانند درختان، درختچه‌ها، بقایای گیاهی و غیره راه را برای باد ایجاد می‌کند تا ذرات خاک را در فواصل بیشتری به حرکت درآورده و در نتیجه فرسایش و سایش خاک را افزایش دهد. نوک و بالای تپه‌های بدون پوشش گیاهی معمولا در معرض قرار می‌گیرند و بیشترین آسیب را متحمل می‌شوند.

فرسایش خاک بر اثر باد

باد می‌تواند عامل اصلی کاهش کیفیت خاک و ترویج فرسایش باشد، به ویژه اگر ساختار خاک قبلاً سست شده باشد. با این حال، بادهای خفیف‌تر معمولاً آسیب زیادی وارد نمی‌کنند. مستعدترین خاک در برابر این نوع فرسایش خاک شنی یا سبک‌تر است که به راحتی از طریق هوا قابل حمل است.

فرسایش آبی خاک چیست؟

فرسایش آبی زمانی رخ می‌دهد که باران یا ذوب برف خاک را روی زمین جابجا کند. هرچه آب بیشتری بر روی زمین جاری شود، ذرات خاک بیشتری جابجا یا دور می‌شوند. زمین‌هایی که فاقد پوشش گیاهی هستند از جمله مزارعی که پس از برداشت محصول بایر مانده اند در برابر فرسایش آبی آسیب‌پذیرتر هستند. از آنجایی که هیچ پوشش گیاهی برای جذب آب، نگه داشتن خاک در جای خود، یا شکستن انرژی قطرات باران وجود ندارد، طوفان و باران منجر به افزایش رواناب و فرسایش می‌شوند. پوشش گیاهی، کشت معمولی و همچنین استفاده استراتژیک از محصولات پوششی می‌تواند تاثیر آب بر مزرعه را مهار کند.

مهندسان کشاورزی همچنین ممکن است فرسایشِ خاک را از طریق روش‌های زراعی انتخابی کاهش دهند. به طور معمول، کشاورزان برای آماده سازی زمین برای کاشت بذر، کنترل علف‌های هرز و حفظ رطوبت، خاک خود را کشت می‌کنند. اما دهه‌ها تحقیق کشاورزی نشان داده است که رویکرد کمتر - بیشتر ممکن است بهترین راه برای به حداقل رساندن فرسایش خاک باشد. به عبارت دیگر، کاهش اختلالات مکانیکی در مزارع کشاورزی ممکن است به حفظ بیشتر خاک کمک کند.

انواع فرسایش آبی

آب، اگرچه برای زندگی و کشاورزی حیاتی است، اما می‌تواند فوق العاده خورنده باشد. هر قطره باران پتانسیل تاثیرگذاری بر ساختار خاک را دارد. در زیر چهار نوع رایج فرسایش آبی آورده شده است.

فیلم آموزش پیدایش خاک

کلیک کنید

• «فرسایش ورقه‌ای» (Sheet erosion). فرسایش ورقه‌ای به حذف خاک در لایه‌های نازک و یکنواخت (ورقه‌ها) با برخورد قطرات باران و جریان کم عمق آب سطحی گفته می‌شود. گاهی اوقات تشخیص فرسایش ورقه‌ای دشوار است مگر اینکه خاک در مجاورت رسوب کرده باشد یا آسیب از قبل شدید باشد. این فرآیند فرسایشی، ذرات ریز خاک را که حاوی بیشتر مواد مغذی و مواد آلی مهم هستند، حذف می‌کند.
• «فرسایش شیاری» (Rill erosion). نوعی فرسایش که منجر به ایجاد کانال‌های کوچک و در عین حال کاملاً مشخص می‌شود کانال‌های ایجاد شده بر اثر این نوع فرسایش معمولاً کوچک‌تر از کانال‌های فرسایش خندقی هستند.
• «فرسایش خندقی» (Gully erosion). این حالت از فرسایش آبی خاک بر اثر شستن خاک از طریق شیارها یا کانال‌های عمیق در سراسر یک زمین محافظت نشده رخ می‌دهد. فرسایش خندقی می‌تواند به شسته شدن خاک از طریق خطوط زهکشی ساخته شده توسط انسان اشاره داشته باشد یا فرآیند عبور خاک از طریق شیارهای ایجاد شده توسط باران‌های سخت را توصیف کند. کشاورزان معمولاً این شیارها را با خاک تازه به عنوان یک راه حل موقت پر می‌کنند.
• «فرسایش کناره‌ای» (Bank erosion). این حالت از فرسایش خاک بر اثر بریدگی، آبشستگی و ریزش تدریجی رودخانه‌ها و نهرهای طبیعی و همچنین کانال‌های زهکشی مصنوعی توسط حرکت شدید آب ایجاد می‌شود. وقتی صاحبان زمین‌ها پوشش گیاهی را حذف می‌کنند یا دامداران به دام‌های خود اجازه می‌دهند تا در زمین‌های نزدیک رودخانه‌ها و سواحل رودخانه‌ها چرا کنند، می‌تواند مشکل را تشدید کند. فرسایش کناره‌ای تهدیدی جدی برای زمین‌های سراسر جهان است. به عنوان مثال، خاک رس مانند جنوب غربی بنگلادش به ویژه در برابر فرسایش در طول فصل بارانی آسیب پذیر است. هر ساله، فرسایش سواحل رودخانه ده‌ها هزار نفر را آواره می‌کند و تأثیر مخربی بر کشاورزی منطقه دارد.
• «فرسایش تونلی» (Tunnel erosion). فرسایش تونلی زمانی رخ می‌دهد که آب سطحی به داخل رفته و از طریق بخش‌های زیرین، خاک به صورت پراکنده حرکت می‌کند. خاک‌های پراکنده هنگام خیس شدن به راحتی فرسایش می‌یابند زیرا ساختار ضعیفی دارند. فرسایش تونلی زمانی شروع می‌شود که آب‌های سطحی به داخل حفره‌های ریشه درختان و حفره‌های لانه خرگوش‌ها و ترک‌های خاک حرکت می‌کنند. فرسایش تونلی را می‌توان با شکستن تونل‌های موجود، پوشش گیاهی مجدد و افزایش مواد آلی در خاک برطرف کرد.

اثرات فرسایش آبی خاک

اثر ریزش خاک به نوع و عمق خاک سطحی که شسته شده است بستگی دارد. با از بین رفتن خاک سطحی، توانایی خاک باقی مانده برای نگه‌داری مواد مغذی و رطوبت کاهش می‌یابد، که می‌تواند تا حد زیادی ظهور، رشد و عملکرد محصول را کاهش دهد. برخی از خاک‌های به شدت فرسایش یافته به هیچ وجه برای تولید محصولات کشاورزی قابل استفاده نیستند. فرسایش همچنین می‌تواند توانایی خاک برای جذب آب را کاهش دهد، که خود ممکن است منجر به سیل شود و مناطق زیادی از آب راکد ایجاد کند. اگر مناطق در طول فصل کاشت غرقاب باقی بمانند، می‌تواند کاشت محصولات جدید را به تاخیر بیاندازد یا مانع انجام آن شود.

فرسایش آبی همچنین می‌تواند عواقب ناگواری فراتر از خاک مزارع داشته باشد: مجموعه سیل ویران‌گر که در سال 2019 باعث تخریب بیشتر مناطق غربی و میانی آمریکا شد، حجم بی سابقه‌ای از رواناب کشاورزی را به آبراه‌ها فرستاد در این شرایط مقادیر بسیار زیاد کود و مواد شیمیایی کشاورزی باعث ایجاد یک منطقه مرده بزرگ‌تر از حد معمول در خلیج مکزیک شد. اثرات کود اضافی می‌تواند برای سیستم‌های آبی و همچنین سلامت عمومی فاجعه بار باشد. در تابستان، سطوح بالای کودهای کشاورزی، مسئول رشد مضر جلبکی است که نه تنها با کاهش اکسیژن آب، حیات دریایی را از بین می‌برد، بلکه آب شیرین را غیرقابل نوشیدن و برای تفریح ​​ناامن می‌کند.

اثر حرکت توده ای بر خاک چیست؟

حرکت توده‌ای یا Mass Movement یکی دیگر از انواع فرسایش خاک است که هدررفت انبوه نیز نامیده می‌شود، حرکت انبوه خاک و بقایای سنگ به پایین شیب‌ها در پاسخ به نیروی گرانش یا فرو رفتن سریع یا تدریجی سطح زمین در جهت عمدتاً عمودی است. حرکات انبوه در شیب‌ها و حرکت‌های توده‌ای در حال فرو رفتن اغلب با کمک آب صورت می‌گیرد و اهمیت هر دو نوع نقشی است که هر کدام در تغییر شکل زمین ایفا می‌کنند. بیشتر در شیب‌های بالای 25 درجه و پوشش گیاهی کمی با بارندگی سالانه بیش از 900 میلی‌متر است. انواع حرکت توده‌ها شامل خزش خاک، جریان زمین، ریزش، لغزش، رانش زمین و بهمن است. به طور کلی، حرکت توده‌ها در صورت رسیدن به تنش برشی بحرانی شروع می‌شود، زمانی که این اتفاق می‌افتد بستگی به ویژگی‌های مواد و شیب سطح دارد. هر چه شیب تندتر باشد، تنش برشی بحرانی سریع‌تر رخ می‌دهد.

عوامل ایجاد کننده حرکات توده ای

تنوع حرکت توده‌های پایین شیب نشان دهنده تنوع عواملی است که مسئول و منشأ آن‌ها هستند. چنین عواملی عبارتند از:

• پوشش آوار هوازده یا فرسایشی روی شیب‌ها، که معمولاً در معرض حرکت انبوه است.
• ویژگی و ساختار سنگ‌ها، مانند بسترهای نفوذپذیر مقاوم که به دلیل سنگ‌های غیرقابل نفوذ زیرین مستعد لغزش هستند.
• حذف پوشش گیاهی، که با کاهش پایداری شیب، حساسیت شیب به حرکت توده‌ای را افزایش می‌دهد.
• افزایش مصنوعی یا طبیعی در سطح شیب که معمولاً باعث حرکت توده می‌شود.
• لرزش زمین و زمین لرزه که بر تعادل شیب تأثیر می‌گذارد و احتمال حرکت توده را افزایش می‌دهد.
• آب زیرزمینی جاری که بر ذرات خاک فشار وارد کرده و پایداری شیب را مختل می‌کند.

این عوامل موثر بر شرایط شیب اغلب با عوامل آب و هوایی مانند بارش و فعالیت یخبندان ترکیب می‌شوند تا حرکت توده‌ای در پایین شیب ایجاد کنند. انواع حرکات جرم ناشی از عوامل فوق عبارتند از: حرکت ناگهانی و سقوط آزاد بلوک‌های شل شده سنگ جامد که به ریزش سنگ معروف است. چندین نوع حرکت تقریباً نامحسوس ذرات خاک سطحی و بقایای سنگ که در مجموع خزش نامیده می‌شود. تعدد حرکات سنگ بستر و سایر آوار در پایین شیب ناشی از جداسازی یک قسمت شیب در امتداد صفحه‌ای با کمترین مقاومت یا سطح لغزش، که در مجموع زمین‌لغزش نامیده می‌شود.

فرسایش بادی خاک

فرسایش بادی یک فرآیند طبیعی است که خاک سست را از مکانی به مکان دیگر منتقل می‌کند. در واقع بادهای بسیار شدید می‌توانند طوفان‌های گرد و غبار بزرگ و مخربی را ایجاد کنند. در مناطق خشک‌تر، سالانه میلیون‌ها تن خاک در اثر فرسایش بادی از بین می‌رود. یک مطالعه نشان داد که طوفان‌های گرد و غبار در 20 سال گذشته به دلیل خشکسالی‌های مکرر و گسترش زمین‌های زراعی، رایج‌تر و شدیدتر شده اند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

عوامل ایجاد کننده فرسایش بادی

خاک‌هایی که سست، خشک و ریزدانه هستند برای زمین‌های کشاورزی مطلوبیت کمتری دارند، زیرا این ویژگی‌ها باعث ایجاد سطوح صاف و افزایش فرسایش‌پذیری می‌شوند. از سوی دیگر، ساختار خاک مانند ناهمواری‌ها، توده‌ها و پشته‌ها می‌تواند به جذب انرژی باد و کاهش فرسایش کمک کند. مزارعی که با پوشش گیاهی پوشیده شده‌اند یا بوته‌ها و درختان هم مرز هستند (که به عنوان پناهگاه‌های کمربندی نیز شناخته می‌شوند) کمتر آسیب‌پذیر هستند، زیرا گیاهان می‌توانند به جلوگیری از باد کمک کنند. آب و هوا نیز نقش مهمی در فرسایش بادی دارد. مطالعات نشان می‌دهد که آب و هوای گرم‌تر خطر فرسایش بادی را در زمین‌های خشک و نیمه خشک بیشتر می‌کند.

اثرات فرسایش بادی بر محیط

مانند فرسایش آبی، فرسایش بادی می‌تواند به مزارعی که در آن خاک را جمع‌آوری می‌کند و همچنین به مناطقی که کثیفی‌ها و مواد معدنی و آلاینده‌های موجود در آن رسوب می‌کنند آسیب برساند. همچنین می‌تواند اثراتی بر سلامتی مانند بدتر شدن کیفیت هوا، مخفی کردن دید، و ایجاد مشکلات تنفسی در افراد داشته باشد. در زیر نمونه‌هایی از اثرات فرسایش بادی بر زمین‌های کشاورزی آورده شده است. در ادامه برخی از عوارض فرسایش بادی خاک را بررسی کرده‌ایم.

• آسیب به محصولات کشاورزی. زمانی که باد باعث می‌شود خاک به صورت گرد و غبار وارد هوا شود، خاک دمنده می‌تواند برگ‌ها و ساقه‌های ظریف را ماسه اندود کند یا حتی گیاهان و دانه‌ها را دفن کند و در نتیجه عملکرد تولید محصول کاهش یابد.
• طوفان‌های گرد و غبار. هنگامی که ذرات خشک و سست خاک در هوا معلق می‌شوند، طوفان‌های گرد و غبار بزرگ می‌توانند ایجاد شوند و تا چندین ساعت ادامه داشته باشند. این طوفان‌ها می‌توانند به محصولات زراعی آسیب برسانند، به دام‌ها آسیب برسانند و باعث انواع مشکلات جدی سلامتی انسان از جمله حملات آسم و ذات‌الریه گرد و غبار شوند.
• شرایط نامطلوب عملیاتی. طوفان‌های گرد و غبار می‌تواند به استفاده از تجهیزات مزرعه آسیب برساند یا مانع از آن شود و حضور کارگران کشاورزی در مزارع را نا امن کند.
• رانش شیمیایی. باد می‌تواند باعث شود که آفت‌کش‌ها، علف‌کش‌ها، کودها و دیگر مواد شیمیایی کشاورزی در هوا منتقل شوند و بسیار فراتر از محدوده مورد نظر حرکت کنند. این امر به ویژه برای کشاورزانی که سعی در کاهش استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی در مزارع خود دارند و برای جوامعی که در نزدیکی زمین‌های کشاورزی زندگی می‌کنند که در آن مواد شیمیایی کشاورزی زیادی استفاده می‌شود، مشکل‌ساز است.

فرسایش خاک بر اثر تغییر اقلیم

بسیاری از جوامع به طور مستقیم پیامدهای غم انگیز تغییرات آب و هوایی، از جمله سیل‌های مکرر، فصول طولانی‌تر آتش سوزی، خشکسالی‌های شدیدتر، و فرسایش سواحل به دلیل بالا آمدن سطح آب دریا را تجربه کرده‌اند. تغییرات آب و هوایی در حال حاضر بر شیوه‌های کشاورزی حتی برخی از آن‌ها که کشاورزان برای هزاران سال استفاده کرده اند تأثیر می‌گذارد. در ادامه توضیح داده‌ایم که چگونه تغییرات آب و هوایی اثرات فرسایش خاک را بدتر می‌کند.

• رخدادهای بارانی مکرر و شدید: این رخدادهای آب و هوایی فرسایش خاک را افزایش می‌دهند و منجر به شستشوی مقادیر بیشتری رسوب در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و نهرها می‌شود.
• روزهای گرم‌تر: مناطقی از کشور که در آن بارندگی کاهش می‌یابد و خاک‌ها خشک می‌شوند نه تنها در معرض خطر خشکسالی طولانی‌مدت هستند، بلکه در برابر فرسایش بادی نیز آسیب‌پذیرتر هستند.
• آتش‌سوزی‌های بزرگ: یک مطالعه اخیر توسط سازمان زمین‌شناسی آمریکا نشان داد که انتظار می‌رود فرسایش خاک افزایش یابد زیرا آتش‌سوزی‌های جنگلی بیشتر درختان و گیاهان را از بین می‌برند. مناطقی که پوشش گیاهی سطحی و ریشه‌های زیرزمینی کمتری دارند بیشتر در معرض فرسایش باد و آب هستند. به عنوان مثال در سال 2017، کالیفرنیا یکی از بدترین فصول آتش‌سوزی‌های جنگلی خود را تجربه کرد و به دنبال آن باران‌های شدید در بخش‌هایی از این ایالت رخ داد که این ترکیب منجر به رانش مرگبار خاک و گِل شد.

راه های جلوگیری از فرسایش خاک

فرسایش از دست دادن خاک است. با فرسایش خاک، مواد مغذی آن از دست می‌رود، رودخانه‌ها با خاک مسدود می‌شوند و در نهایت منطقه را به بیابان تبدیل می‌کند. اگرچه فرسایش به طور طبیعی اتفاق می‌افتد اما فعالیت‌های انسانی می‌تواند آن را بسیار بدتر کند. در ادامه روش‌هایی را برای جلوگیری از فرسایش خاک ارائه می‌دهیم.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه ششم در فرادرس

کلیک کنید

کاشت چمن و درختچه

خاک برهنه به راحتی توسط باد و آب که دو عامل اصلی فرسایش هستند، از بین می‌رود. ریشه‌های گیاه، خاک را در کنار هم نگه می‌دارند، در حالی که برگ‌های آن باران را مسدود می‌کند و مانع از تجزیه خاک می‌شود. انواع چمن‌ها، چمن زینتی و درختچه‌های کم ارتفاع، بهترین عملکرد را دارند زیرا خاک را کاملا می‌پوشانند. اگر زمین خالی دارید، سعی کنید در اسرع وقت پوشش گیاهی ایجاد کنید تا فرسایش را محدود کنید. اگر زمین عمدتاً صاف است (شیب 3:1 یا کمتر)، این ممکن است برای حل مشکل کافی باشد. شیب‌های تند سریع‌تر فرسایش می‌یابند، بنابراین به محافظت بیشتری نیاز دارند.

اضافه کردن مالچ یا سنگ

این کار خاک را سنگین می‌کند و دانه‌ها و گیاهان جوان زیر آن را از شسته شدن محافظت می‌کند. همچنین جذب آب را کند می‌کند تا رواناب را کاهش دهد. بریده‌های چمن یا تراشه‌های پوست به ویژه خوب کار می‌کنند. اگر چیزی نمی‌کارید، خاک را با مالچ (از مالچ‌های طبیعی می‌توان به لاش‌برگ، بقایای گیاهی مثل گیاهان علفی بریده‌شده، کاه، خاک‌اره و برگ یا پوست گیاهان) بپوشانید. همچنین می‌توانید مالچ را در اطراف گیاهان اضافه کنید تا یک لایه محافظ دیگر اضافه کنید یا خاک را گرم نگه دارید. اگر چیزی در خاک بکارید، ریشه‌های گیاه می‌توانند خاک را در کنار هم نگه دارند و ممکن است نیازی به مالچ یا سنگ نداشته باشید.

قرار دادن افقی کنده درختان

یکی دیگر از گزینه‌های کنترل فرسایش در محیط‌های شیب‌دار، مجموعه‌ای از کنده‌های پیچیده شده یا واتل است که از مواد فیبری (مانند کاه) ساخته شده‌اند. آبی که از شیب پایین می‌آید، زمانی که به کنده‌ها برخورد می‌کند، کند می‌شود و به جای حمل گل به سمت پایین، در خاک فرو می‌رود. کنده درختان را در سراسر شیب، به فاصله 3 تا 8 متر از هم قرار دهید. آن‌ها را با میخ‌های چوبی یا گیاهان زنده و محکم در جای خود نگه دارید. می‌توانید بذرها را مستقیماً در کنده‌ها بکارید تا در حین رشد از آن‌ها محافظت کنید. اگر بذرها را مستقیماً در کنده‌ها بکارید، باید از چوب‌ها برای نگه داشتن کنده‌ها در جای خود استفاده کنید، حداقل تا زمانی که دانه‌ها ریشه‌های محکمی پیدا کنند که وارد خاک شوند.

ساخت دیوارهای حائل

شیب‌های بد فرسایش شده تا زمانی که تثبیت نشوند به فروریزش در سراشیبی ادامه خواهند داد. یک دیوار حائل در پایه شیب، خاک را مسدود کرده و از فروپاشی جلوگیری می‌کند. این به علف یا دیگر گیاهان زمان می‌دهد تا رشد کرده و به حفظ خاک کمک کند. به دیوار یک شیب 2 درصد در کنار (عمود بر شیب) بدهید تا آب به جای جمع شدن به طرفین جریان پیدا کند. می توانید دیوار را از بلوک‌های بتنی، سنگ یا چوب بسازید. برای جلوگیری از پوسیدگی فقط از چوبی استفاده کنید که با مواد نگه‌دارنده تیمار شده است. همچنین از دیوارهای حائل اطراف گلزارها و سایر مناطق برآمده خاک نیز استفاده کنید. ممکن است برای ساخت این سازه‌ها به تاییدیه‌های دولتی نیاز داشته باشید.

بهبود زهکشی

همه ساختمان‌ها باید ناودان‌ها یا لوله‌هایی داشته باشند که بتوانند آب را به طور موثر از باغ شما خارج کرده و به سیستم‌های جمع‌آوری آب تخلیه کنند. بدون زهکشی کافی، باران شدید می‌تواند یک لایه کامل از خاک سطحی را بشوید. مناطقی که دارای روان آب سنگین هستند ممکن است نیاز به نصب یک لوله زهکشی سوراخ دار زیرزمینی داشته باشند.

کاهش آبیاری زمین

آبیاری بیش از حد باغ شما می‌تواند با شستن خاک، فرسایش را تسریع کند. اگر می‌توانید از آب کمتری استفاده کنید یا یک سیستم آبیاری قطره‌ای نصب کنید. از آنجایی که یک سیستم قطره‌ای تنها مقادیر کمی آب را در یک زمان تحویل می‌دهد، هیچ سیل آبی در سطح برای حمل خاک سطحی وجود ندارد. همچنین می‌توانید خطوط قطره‌ای را در زیر زمین نصب کنید تا آب را مستقیماً به ریشه‌ها برسانید.

جلوگیری از فشرده شدن خاک

وقتی افراد، حیوانات یا ماشین‌ها روی خاک حرکت می‌کنند، آن را فشار می‌دهند و خاک را به یک لایه متراکم فشرده می‌کنند. از آنجایی که فضای کمتری بین ذرات خاک در خاک فشرده وجود دارد، آب به سختی تخلیه می‌شود و در عوض خاک را روی سطح پایین می‌برد. به جای زیر پا گذاشتن خاک، مخصوصاً زمانی که خیس است، روی سنگفرش‌ها یا مسیرهای پاک شده راه بروید. افزودن کمپوست یا کود دامی نیز می‌تواند با جذب کرم‌های خاکی که خاک را به توده‌های شل‌تر می‌شکند، کمک کند. خاک فشرده همچنین استقرار گیاهان را دشوارتر می‌کند، زیرا ریشه‌ها در شکستن آن مشکل دارند. تراکم همیشه منجر به فرسایش خالص می شود. آب ممکن است از خاک فشرده خارج شود، اما با خروج آن نیروی بیشتری تولید می‌کند که می‌تواند فرسایش را در مناطق دیگر افزایش دهد.

کنترل رواناب در سراشیبی با خندق زدن

رواناب هنگام عبور از زمین‌‌ها در یک منطقه باریک‌تر متمرکز می‌شود. نقاطی که رواناب متمرکز به یک شیب می‌رسد، به ویژه در برابر فرسایش آسیب پذیر هستند. شما می‌توانید یک خندق سنگفرش یا کانال خطی بسازید تا آب را به یک سیستم زهکشی ایمن هدایت کنید. یکی دیگر از گزینه‌ها، ساختن یک آبگیر برای هدایت مجدد رواناب به یک حوض است. ساختن چندین گودی در امتداد یک تپه می‌تواند حجم رواناب را تا حد زیادی کاهش دهد و نیاز به کانال سنگفرش را از بین ببرد. در زمین‌هایی با شیب تندتر از 1/5:1 فلوم یا خندق نسازید.

شخم زدن کمتر زمین

شخم زدن عمیق و مکرر لایه‌ای از خاک فشرده را ایجاد می‌کند که در برابر فرسایش آبی آسیب‌پذیر است و در بالای آن خاک سست به راحتی توسط باد برداشته می‌شود. روش شخم زدن صفر را با استفاده از کولتر یا سایر دستگاه‌های کاشت عمیق در نظر بگیرید. این تکنیک‌های شخم زدن حفاظتی همچنین میزان تردد وسایل نقلیه و در نتیجه تراکم خاک را کاهش می‌دهند. اگر این امکان پذیر نیست، یک سیستم شخم زدن را امتحان کنید که سطوح پایین خاک را دست نخورده باقی می‌گذارد.

جلوگیری از چرای بیش از حد دام ها

اگر گاوها مجاز به چرا در تمام طول سال باشند، چراگاه‌ها نمی‌توانند سالم و مقاوم در برابر فرسایش باقی بمانند. برای بهترین نتایج، یک حصار را برای کل فصل مرطوب ببندید تا علف‌ها بتوانند دوباره خود را بازسازی کنند. در صورت امکان، گاوها را همیشه از سواحل رودخانه‌ها و خاک‌های به شدت فرسایش یافته دور نگه دارید.

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس فهمیدیم فرسایش خاک چیست و با مهم‌ترین دلیل‌های آن آشنا شدیم.