Erozyon ve Hızlı Su Akışının Nedenleri ve Etkileri

Ziraat mühendisi Torsten Mandal’ın toprak bozulması ve erozyonunun pratik olarak önemli ilkelerini ve belirtilerini anlayın 

Toprak erozyonunun nedenleri. Çıplak gevşek toprak, rüzgar veya su ile kolayca aşınabilir – özellikle silt oranı yüksekse – kum ve kil arasındaki doku boyutu ve organik madde oranı düşükse ve bazı tırmıklama veya diğer toprak işleme biçimleriyle sık sık toz haline getirilirse. 

Toprak ve su tasarrufu, toprak verimliliğini ve su yönetimini iyileştirebilir. 

Sürdürülebilir, dayanıklı, uygun maliyetli ve verimli tarım için toprak ve suyun korunması esastır. Birçok toprak verimliliği faydasının elde edilmesi zaman alır. Toprak koruma, su yönetiminde de hızlı bir şekilde yardımcı olabilir. Çiftçiler genellikle erozyonla ilgili acil kuraklık ve sel sorunlarıyla daha fazla ilgilenebilir ve özel tavsiyelere öncelik vermeyebilir. Genellikle konu ihmal edilir veya yanlış anlaşılır – hareketsizlik ve yanlış eylemler onu kötüleştirir. Çiftçi ve danışmanlar (ziraatçılar) ilgili ilkeleri iyi anlarsa, birçok çözüm ayarlanabilir ve birçok amaca hizmet edebilir.

Yağışlar başladığında, çoğu su ilk 5 dakika kadar toprağa girer. Yine de birçok insan sahada kalmayacak ve erozyonun önemli kısmını görmeyecek. Toprağa doğrudan enerjik yağmur damlaları çarptığında toprak gözenekleri su ve parçacıklarla dolduğunda aniden başlar. Sonra erozyon ve akıntı aniden hızlanır. Uygun maliyetli önleme, şehirlerdeki karar vericilerden çok az ilgi görme eğilimindedir. Buradaki dikkat, kum tepelerinin hasara neden olmasını veya aşağı akış alanlarının, hidroelektrik barajlarının, kanalların ve şehirlerin çökeltiler, böcek ilaçları ve besinlerden zarar görmesini gerektirebilir. Rüzgar veya su erozyonunun durdurulması (toprağın giderilmesi) bu bölümdeki dar anlamda odak noktasıdır. Bu, doğrudan erozyon, organik madde, toprak yapısı, besin tükenmesi ve / veya tuz birikmesi şeklinde toprak verimliliğinin bozulmasını önlemek veya tersine çevirmek amacıyla toprak ve suyun korunmasını gerektirebilir. Bu kısaca burada ve sonraki bölümlerde daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır. 

Şekil 1. Su erozyonu ve sedimantasyon süreci.

Şekil 1. Soldan sağa. Su erozyonu süreçleri ve belirtileri. Yağmur damlaları, toprak agregalarını (kırıntılar ve topaklar) ve toprak yapısını bozar, toprak yüzeyini kapatır ve birkaç dakikalık yoğun yağmurdan sonra, özellikle organik madde oranı düşük siltli toprakta kaymaya ve tabaka erozyonuna neden olur. Toprak, yüzeye yakın taşlar, kalıntılar veya bitkiler tarafından korunmadığı yerlerde kayabilir. Yaklaşık 20 cm’den daha derin ve başlarında şelaleler bulunan oluklar oluşturabilir. Önce en kaba parçacıklar (kum), akış hızı azaldığında silt ve son olarak kil. 

Erozyon, önce toprağın en verimli kısmını – üst toprağı – ortadan kaldırır. Ayrıca saha içinde veya dışında su dağılımı ve besinler zayıflar. Yukarıdaki Şekil 1’e bakın. Giderek aşırı yağışların ve rüzgarların olduğu daha fazla yerde aniden çok fazla erozyon meydana gelebilir. Bunlar, mütevazı eğimli veya hafif rüzgar hızlarına maruz kalan tarlaları bile içerebilir. Ilımlı rüzgar, parçacıkların yüzeye yakın yuvarlanmasına veya kaymasına neden olabilir ve kuvvetli rüzgar onları yüksek ve uzağa taşır. Kum, yaprakların yapışkan tabakasına zarar verebilir ve kurutan rüzgar nedeniyle su kaybını daha da artırabilir. Yağmur damlaları toprağı yukarı eğimden aşağı doğru kayar, toprak gözeneklerini kapatır ve erozyon çok daha hızlı olur. Levha erozyonu, daha enerjik akışlar erozyon oluşturmadan önce bile gerçekleşir. 

Yeni toprak oluşturmak çok uzun sürüyor. Bazı topraklarda sadece sığ üst toprak ve altlarında çok verimsiz toprak kayaçları bulunur. Buna göre, yılda yalnızca 10 ton / hektarlık bir toprak kaybı genellikle tolere edilebilir olarak kabul edilir (100 mx 100 m = 1 hektar). Bu metrekare başına bir kg’dır. 

Erozyon türlerini tanımlamak ve anlamak. 

Erozyonun erken belirtileri, korunmasız, gevşek toprağın (örneğin taşların, bitkilerin veya kalıntıların yanı sıra) uzaklaştırılması ve toprak hareketinin yavaşlatıldığı veya durdurulduğu yerde birikmesidir (çökeltme). Yukarıdaki şekle bakın. Tipik kum ve kil arasındaki tozlu toprak fraksiyonu en aşınabilir olanıdır, ancak besinler açısından en zengin ve bitkiler için mevcut suyu tutmada en iyisidir. Bu toz fraksiyonuna silt, ince kum veya kaba kil denir ve bunlar arasındaki sınıflandırmalar ülkeler arasında değişir. En büyük parçacıkların hareket etmesi için en yüksek hıza ihtiyacı vardır, bu nedenle biriken malzeme dokudan sonra sıralanır (parçacık boyutu). Sağ taraftaki yukarıdaki şekle bakın. Kil ve organik madde daha fazla bir arada tutulur, ancak kil bile ıslandığında dağılabilir. Parçacıkların agregalarda nasıl birbirine yapıştığı toprak yapısını belirler. Toprak dokusu bileşiminin basit bir testi, benzer yoğunluklarına rağmen önce batan en büyük parçacıklara dayanmaktadır. Tipik kil parçaları, örneğin 30 dakika içinde suda dağılabilir ve ardından toprağın altta kum, üstünde silt, tekrar kil ve üstte organik maddenin bir kısmını göstereceğinden çok daha fazla suyla iyice karıştırmak mümkündür. Kırmızı ve sarı tropikal topraklarda “kil” parçacıkları birbirine o kadar yapışabilir ki “kum” veya “silt” olarak sınıflandırılabilirler ve toprak laboratuvarları saf sudan daha fazla dağılacak bir kimyasal ekleyecektir. Bu nedenle ıslatma ve karıştırma süreleri önemlidir. Birçok alanda toprak verimliliği değişimini anlamak için de kullanılabilir. . Bunun nedeni, en büyük parçacıkların önce yerleşmesidir (ancak yoğunlukları benzerdir). Tropikal kil parçacıkları genellikle birbirine o kadar sert yapışır ki pratik olarak kum veya silt olurlar, bu nedenle ıslatma ve karıştırma (veya örneğin tuz ekleme) test için bir fark yaratabilir. Bir alanın en kısır kısımları genellikle en çok aşınmıştır (sorunun nedeni çok fazla su tutulması değilse). 

Daha sonra rüzgar erozyonu küçük veya büyük kum tepeleri oluşturabilir. Kum tepeleri, rüzgar hızlarını düşürmek ve organik madde oluşturmak için yeterli bitki örtüsü ile korunmazlarsa hareket edebilir. Genellikle yüksek yağışlı ve siltli veya ince kumlu toprağı olmayan rüzgarlı bölgelerdedir. Su erozyonu, su hızının (kinetik enerji) ve erozyonun çok daha hızlı hale geldiği tabakadan rill erozyonuna dönüşebilir. Fırfırlar normal toprak işleme ile kaplanamayacak kadar büyükse, oluklarda erozyon oluştururlar. Bitki örtüsü olmayan oluklar, oluk başının altını oyarak yanlardan, dipten ve şelaleden hızlanabilir.

Nehir ve kıyı erozyonu da meydana gelebilir ve sahadan hızlı akıntı nehir erozyonunu artırabilir. Çökeltiler kanallarda, barajlarda, nehirlerde, göllerde, kıyılarda vb. birçok soruna neden olabilir. Özellikle tortular besin bakımından yüksekse, alglerin büyümesini sınırlıyorsa (genellikle Azot veya Fosfor) veya yüksek düzeyde pestisitlere sahipse. 

Heyelanlar, şiddetli yağışlardan, karın erimesinden veya ormanın içinde korunmayan, rüzgara maruz kalan uzun, ağır ağaçların olduğu yamaçlarda fırtınalardan sonra aniden meydana gelebilir. Dik yamaçlarda oluşabilir. Bazı eski topraklarda (örneğin, Luvisoller veya Alfisoller), kilin toprağa yıkandığı ve bir kil tavası oluşturduğu % 2-5 gibi sadece yüzde birkaç eğimle de olabilir. Bu toprak altı tabakası, çok nemli olduğunda traktör trafiği ile kolayca sıkıştırılabilir. Sonra kökler ve yağmurlar iyi nüfuz edemez ve tüm üst toprak aniden yokuştan aşağı kayabilir. Suyu tutmak için küçük parçalar yeterli değildir. Eğim boyunca toprağın korunması için kesilen sürekli, derin hendekler de toprak kaymalarına neden olabilir.

Arazi bozulması, toprağı kademeli olarak rüzgar veya su akışı nedeniyle erozyona daha fazla maruz bırakabilir ve diğer arazi bozulmasına neden olabilir. ”Yoğun“ ve ”kapsamlı” tarım ve arazi kullanımı ile olabilir.

Referanslar:

Baumhardt RL, and Blanco-Canqui H 2014 Soil: Conservation Practices. In: Neal Van Alfen, editor-in-chief. Encyclopedia of Agriculture and Food Systems 5, Elsevier, 153-165.

Hudson W N 1987 Soil and water conservation in semi-arid areas. Silsoe Associates Ampthill, Bedford United Kingdom. Soil Resources, Management and Conservation Service. FAO Land and Water Development Division. Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, 1987 https://www.fao.org/3/t0321e/t0321e00.htm

Land and Water Division 2000 Manual on Integrated Soil Management and Conservation Practices. FAO land and water bulletin Series number: 1024-6703. 214 pp. ISBN: 9251044171 https://www.fao.org/publications/card/en/c/31f117c4-13e2-5631-bf16-ebaaa10b714f

Muriuki JP, Macharia PN 2011 Green Water Credits Report K12: Inventory and Analysis of Existing Soil and Water Conservation Practices in Upper Tana, Kenya. https://www.isric.org/documents/document-type/green-water-credits-report-k12-inventory-and-analysis-existing-soil-and Open access.

Mandal T. 2010. Low-cost soil and water conservation with many early benefits. Presentation Researchers’ Day: Climate Change Impact, Adaptation and Mitigation GEUS, Inst. of Geography, University of Copenhagen. 7 October 2010. Arranged by the Climate Change Task Force. https://www.yumpu.com/en/document/view/35209735/present-danish-water-forum

Thomas DB et al. 1997. Soil and water conservation manual. Soil and Water Conservation Branch, Min. Agric. Livestock Dev. and Marketing, Nairobi Kenya.

Watene G and others 2021 Water Erosion Risk Assessment in the Kenya Great Rift Valley Region Sustainability 2021, 13(2), 844; https://doi.org/10.3390/su13020844