A talaj visszafejlődése és degradációja - Soil retrogression and degradation
A talaj visszafejlődése és degradációja két regresszív evolúciós folyamat, amelyek a stabil talaj egyensúlyának elvesztésével járnak . A visszafejlődés elsősorban a talajeróziónak köszönhető, és egy olyan jelenségnek felel meg, amikor az utódlás visszaállítja a föld természetes fizikai állapotát. A degradáció a természeti evolúciótól eltérő, a helyi éghajlathoz és növényzethez kapcsolódó evolúció . Ennek oka az elsődleges növényközösségek (más néven csúcspontú növényzet ) másodlagos közösségekkel való felváltása . Ez a helyettesítés módosítja a humusz összetételét és mennyiségét, és befolyásolja a talaj kialakulását . Közvetlenül összefügg az emberi tevékenységgel. Talajromlási úgy is tekinthetjük, mint bármely változás vagy ökológiai zavar , hogy a talaj érzékelt, hogy káros vagy nem kívánatos.
Tábornok
A talajképződés kezdetén a csupasz kőzetnyúlványokat fokozatosan kolonizálják az úttörő fajok ( zuzmók és mohák ). Utódaikat lágyszárú növényzet, cserjék, végül erdő követi . Ezzel párhuzamosan kialakul az első humuszhordozó horizont (az A horizont), majd néhány ásványi horizont (B horizont). Minden egymást követő szakaszt a talaj/növényzet és a környezet bizonyos társulása jellemez, amely meghatározza az ökoszisztémát .
A talaj és a növényzet közötti párhuzamos evolúció egy bizonyos idő elteltével a stabil egyensúlyi állapot jön létre. Ezt a fejlődési szakaszt egyes ökológusok csúcspontnak , mások „természetes potenciálnak” nevezik . Az utódlás a csúcspont felé vezető fejlődés. Nevétől függetlenül az elsődleges utódlás egyensúlyi szakasza a legmagasabb természetes fejlődési forma, amelyet a környezeti tényezők képesek előállítani.
A talajok fejlődési ciklusai nagyon változó időtartamúak, a gyorsan fejlődő talajok esetében csak tíz, száz vagy ezer év (csak A horizont) és lassan fejlődő talajok esetében több mint egymillió év. Ugyanaz a talaj létezése során több egymást követő egyensúlyi állapotot is elérhet, amint azt a kaliforniai Mendocino megyei Pygmy erdősor mutatja . A talajok természetesen eléri a magas termelékenység állapotát , amelyből természetesen lebomlanak, mivel az ásványi tápanyagokat eltávolítják a talajrendszerből. Így az idősebb talajok érzékenyebbek az indukált retrogresszió és degradáció hatásaira.
A talajképződést befolyásoló ökológiai tényezők
Kétféle ökológiai tényező befolyásolja a talaj fejlődését (változás és humifikáció révén ). Ez a két tényező rendkívül fontos a rövid fejlődésű talajok fejlődésének magyarázatához.
- Az első típusú tényező a terület átlagos éghajlata és a kapcsolódó növényzet ( bióma ).
- Egy másik típusú tényező inkább lokális, és az eredeti kőzethez és a helyi vízelvezetéshez kapcsolódik . Ez a fajta tényező magyarázza a speciális szövetségek (pl. Tőzeglápok) megjelenését.
Biorhexisztikus elmélet
A növényzet pusztulása magában foglalja a kifejlődött talajok pusztulását vagy regresszív fejlődést. A talajok egymás utáni-regressziós ciklusai rövid időintervallumokon (emberi cselekvések) vagy hosszú időintervallumokon (éghajlatváltozások) követik egymást.
Az éghajlati szerep a kőzetek romlásában és a talajképződésben a biorhexisztázia elméletének megfogalmazásához vezet.
- Nedves éghajlaton a körülmények kedvezőek a kőzetek (elsősorban kémiai) romlásához, a növényzet fejlődéséhez és a talajképződéshez; ezt az életre kedvező időszakot biostázisnak nevezik.
- Száraz éghajlaton a kőzetek többnyire mechanikai szétesésnek vannak kitéve, ami durva szennyezőanyagokat eredményez: ezt rexisztázásnak nevezik.
A talaj egyensúlyának zavarai
Amikor eléri az egyensúlyi állapotot, amelyet az ökoszisztéma csúcspontja jellemez, az idő múlásával általában stabil marad. A talajra telepített növényzet biztosítja a humuszt és biztosítja az anyagok felszálló keringését. Védi a talajt az eróziótól azáltal, hogy gátat játszik (például védelmet nyújt a víztől és a széltől ). A növények az eróziót is csökkenthetik, ha a talaj részecskéit a gyökereikhez kötik.
A klimax megzavarása visszafejlődést okoz, de gyakran másodlagos szukcesszió kezdi irányítani a rendszer fejlődését a zavar után. A másodlagos szukcesszió sokkal gyorsabb, mint az elsődleges, mert a talaj már kialakult, bár megromlott, és helyreállítást is igényel.
Ha azonban a növényzet jelentős pusztulása történik (természetes eredetű, például lavina vagy emberi eredetű), az ökoszisztéma által okozott zavar túlságosan fontos. Ez utóbbi esetben az erózió felelős a talaj felső horizontjának megsemmisítéséért, és az úttörő körülmények közé való visszatérés jelenségének eredete. A jelenséget retrogressziónak nevezik, és lehet részleges vagy teljes (ebben az esetben semmi sem marad a csupasz kőzet mellett). Például egy ferde talaj megtisztítása, heves esőzéseknek kitéve, a talaj teljes pusztulásához vezethet. Az ember mélyen módosíthatja az evolúció a talaj közvetlen és brutális fellépés, mint az elszámolás, sértő vágások , az erdei legeltetés, alom gereblyézés. A csúcspontú növényzetet fokozatosan kicserélik, és a talajt módosítják (például: a lombos faerdők helyett láp vagy fenyőültetvény). A visszafejlődés gyakran nagyon régi emberi gyakorlatokhoz kapcsolódik.
Az emberi tevékenység hatása
A talajerózió a talajromlás fő tényezője, és számos mechanizmusnak köszönhető: vízerózió, szélerózió , kémiai és fizikai lebomlás.
Az erózió szorosan összefügg az emberi tevékenységgel. Például az utak, amelyek növelik a vízhatlan felületeket , áramláshoz és talajvesztéshez vezetnek. A mezőgazdaság felgyorsítja a talajeróziót is (a mező méretének növekedése, összefüggésben a sövényekkel és az árkok eltávolításával). A rétek visszaszorulnak a szántott földek hasznára. A tavaszi kultúrák (napraforgó, kukorica, répa) felszíne növekszik, és télen meztelenül hagyja a talajt. A lejtős területeket fokozatosan szőlő telepíti . Végül a gyomirtó szerek használata meztelenül hagyja a talajt az egyes növények között. Az új kulturális gyakorlatok, például a gépesítés is növeli az erózió kockázatát. A szerves trágya helyett ásványi trágyával történő trágyázás fokozatosan roncsolja a talajt. Sok tudós észrevette a talajban a talaj szervesanyag -tartalmának fokozatos csökkenését , valamint a talaj biológiai aktivitásának csökkenését (különösen a vegyi felhasználások tekintetében). Végül az erdőirtás különösen felelős az erdőtalajok leromlásáért.
A mezőgazdaság a növényzet megzavarása révén növeli az erózió kockázatát:
- Az állatok túllegeltetése
- Monokultúrás ültetés
- Sorvágás
- Művelés vagy szántás
- Termény eltávolítása
- Földhasználati átalakítás
A talaj regressziójának és degradációjának következményei
Íme néhány a talaj regressziójának és degradációjának következményei közül:
- A hozamok hatása: Az emberi populáció közelmúltbeli növekedése nagy terhet ró a világ talajrendszereire. Jelenleg több mint 6 milliárd ember használja a Föld szárazföldi területének mintegy 38% -át termények és állatok tenyésztésére. Sok talaj szenved különböző típusú lebomlástól, ami végső soron csökkentheti élelmiszer -előállítási képességüket. Ez csökkenti az élelmezésbiztonságot, amelyre a talajromlással szembesülő sok ország már nem rendelkezik. Enyhe lebomlás azokra a földekre vonatkozik, ahol a hozampotenciál 10%-kal csökkent, a mérsékelt degradáció 10-50%-os terméscsökkenésre utal. A súlyosan leromlott talajok potenciáljuk több mint 50% -át veszítették el. A legtöbb súlyosan leromlott talaj a fejlődő országokban található. Afrikában a hozamcsökkenés 2-40% között van, átlagos vesztesége 8,2% a kontinensen.
- Természeti katasztrófák : olyan természeti katasztrófák, mint az iszapáramlás, az árvizek évente sok élőlény haláláért felelősek. Ez ciklust okoz, mivel az árvizek ronthatják a talajt, és a talajromlás árvizeket okozhat.
- A vízminőség romlása: a víz zavarosságának növekedése, valamint a nitrogén és a foszfor hozzájárulása eutrofizációt okozhat . A felszíni vizek talajrészecskéit mezőgazdasági inputok és egyes ipari, városi és közúti szennyező anyagok (például nehézfémek ) is kísérik . A növényvédő szerekkel és műtrágyákkal való lefolyás veszélyessé teszi a víz minőségét. A mezőgazdasági ráfordítások (például a gyomirtó) ökológiai hatása ismert, de nehezen értékelhető a termékek sokfélesége és széles hatásspektruma miatt.
- Biológiai sokféleség: a talajromlás magában foglalhatja a mikrobiális közösségek zavarait, a csúcsnövényzet eltűnését és az állatok élőhelyének csökkenését, ami a biológiai sokféleség csökkenéséhez és az állatok kihalásához vezethet .
- Gazdasági veszteség: a talajromlás becsült költségei évi 44 milliárd USD. Globálisan a évi 76 milliárd tonna talajveszteség évente mintegy 400 milliárd dollárjába kerül a világnak. Kanadában a földpusztulás gazdaságon belüli hatásait a becslések szerint 1984-től 700–915 millió USD-ig terjedt. A talajromlás gazdasági hatása rendkívül súlyos a sűrűn lakott Dél-Ázsiában és a Szaharától délre eső Afrikában.
Talajjavítás, újjáépítés és regenerálás
A talajerózió problémái ellen lehet küzdeni, és bizonyos gyakorlatok talajjavításhoz és újjáépítéshez vezethetnek. Annak ellenére, hogy egyszerűek, az erózió csökkentésére szolgáló módszereket gyakran nem választják, mert ezek a gyakorlatok meghaladják a rövid távú előnyöket. Az újjáépítés különösen a talajszerkezet javításával, szerves anyagok hozzáadásával és a lefolyás korlátozásával lehetséges. Ezekkel a technikákkal azonban soha nem sikerül teljesen helyreállítani a talajt (és a hozzá tartozó állat- és növényvilágot), amelynek felépítése több mint 1000 évet vett igénybe. A talajregenerálás a leromlott talaj biológiai, kémiai és vagy fizikai folyamatokon keresztül történő átalakítása.
Amikor Észak-Thaiföld alacsony agyagos talajaiban csökkent a termelékenység, a gazdák eleinte termeszhalmokból származó szerves anyagokat adtak hozzá , de ez hosszú távon nem volt fenntartható. A tudósok kísérleteztek a bentonit , az agyagok egyik smektitcsaládja hozzáadásával a talajba. A Nemzetközi Vízgazdálkodási Intézet tudósai által a Khon Kaen Egyetemmel és a helyi gazdákkal együttműködésben végzett terepi kísérletek során ez segítette a víz és a tápanyagok megtartását. A gazdálkodó szokásos gyakorlatának kiegészítése 200 kg bentonit egyszeri alkalmazásával (6,26 rai = 1 hektár) 73%-os átlagos termésnövekedést eredményezett. Több munka kimutatta, hogy a bentonitnak a leromlott homokos talajokra történő alkalmazása csökkentette a termés meghiúsulásának kockázatát az aszályos években.
2008 -ban, három évvel a kezdeti kísérletek után az IWMI tudósai felmérést végeztek 250 északkelet -thaiföldi gazdálkodó körében, akiknek fele bentonitot alkalmazott a szántóföldjeire, fele pedig nem. Az agyag-adalékot alkalmazók átlagos teljesítménye 18% -kal volt magasabb, mint a nem agyagos felhasználóké. Az agyag használata lehetővé tette egyes gazdák számára, hogy zöldségtermesztésre váltsanak, amelyek termékenyebb talajt igényelnek. Ez hozzájárult a jövedelmük növeléséhez. A kutatók becslései szerint Thaiföld északkeleti részén 200, Kambodzsában 400 gazdálkodó alkalmazta az agyag használatát, és további 20 000 gazdát ismertettek meg az új technikával.