Problem deflacji gleby w Afryce, Europie, Azji, Ameryce jest bardzo istotny. To jedna z kluczowych trudności związanych ze stanem ekologicznym gleb naszej planety. Ekolodzy i geolodzy apelują o zwrócenie na to szczególnej uwagi, argumentując, że niedoszacowanie tej katastrofy może skończyć się globalnym kryzysem. Rzeczywiście, deflacja jest poważnym zagrożeniem dla przyszłości świata. Co to jest i jak się wyraża?
Informacje ogólne
Problem erozji wodnej i wietrznej gleb jest niezwykle palący, ponieważ każdego roku zjawiska te dotykają imponujących stref. Deflacja jest powszechnie rozumiana jako niszczenie gleby przez poruszające się prądy powietrza, a także usuwanie wierzchniej warstwy gleby przez wiatr. Deflacja występuje, gdy prędkość wiatru przekracza granicę, której gleba może się oprzeć. Niszczycielska moc zjawiska naturalnego staje się tak wielka, że żadna stabilność gruntu nie może jej uratować.
Glebacząstki zaczynają się poruszać pod wpływem siły wiatru z powodu wzajemnego wpływu statyki, dynamiki. Takie siły pojawiają się, gdy strumień powietrza opływa cząstkę znajdującą się na powierzchni gruntu. Kiedy strumień powietrza się porusza, działa na kulisty element na powierzchni gruntu. Ponieważ cząsteczka znajduje się swobodnie, podlega złożonemu wpływowi grawitacji, czołowego ciśnienia powietrza i ciśnienia atmosferycznego. Pełnią rolę sił unoszących i trakcyjnych.
Władza i wpływ
Erozja gleb i gruntów pod wpływem wiatru, badana przez geologów i ekologów, umożliwiła zrozumienie specyfiki korelacji wpływu sił na poszczególne cząstki. Jeśli kombinacja grawitacji, ciśnienia atmosferycznego, siły spójności praktycznie odpowiada sile frontowego ciśnienia powietrza, element gruntu zaczyna się poruszać, ciągnąc się po powierzchni. Jeśli grawitacja, ciśnienie powietrza i kohezja są łącznie słabsze niż siła wyporu, element gruntu znajduje się w zawieszonym stanie ruchu.
Powodem pojawienia się windy jest różnica w prędkości wiatru na różnych wysokościach dostępnych dla elementu gruntu. Pod kulistą bryłą wchodzi pewien przepływ. Wierzchołek gleby jest nieco szorstki, więc prędkość takiego przepływu jest stosunkowo niska. Gęstość gleby odgrywa rolę. Nad cząstką tworzy się strefa, w której poziom ciśnienia jest niższy niż w otaczającej przestrzeni, a pod nią występuje przeciwieństwo, czyli pojawia się obszar, który charakteryzuje się stosunkowo wysokim ciśnieniem. Prowadzi to do pojawienia się efektu unoszenia elementu glebowego.siła.
Złożone zjawisko
Rozwój erozji gleby to zestaw powiązanych ze sobą procesów. Obejmują one nie tylko oderwanie się cząstek gleby, ale także ich ruch z późniejszym osadzaniem. W niektórych przypadkach wiatr wpływa na podstawowe odmiany, wpływa na odmiany glebotwórcze. Deflację obserwuje się, gdy wiatr ma dość dużą prędkość, a więc zapewnia ruch cząstek. Deflacja dzieli się na codzienne (lub lokalne) i burze piaskowe. W przypadku podziału analizowane jest to, co się dzieje: intensywność, czas trwania, ilość obrażeń. Dobową inflację obserwuje się przy stosunkowo niskich prędkościach ruchu mas powietrza. Mogą nieznacznie przekroczyć krytyczne wskaźniki dla gleby. Zjawisko życia codziennego ma bardzo ograniczoną skalę, obejmuje pole lub kilka pobliskich. Na tym terenie obserwowane są wszystkie etapy procesu - wywiewanie gleby, odkładanie się osadów. Do pewnego stopnia wszystkie grunty orne podlegają temu zjawisku.
Gdy bardzo silny wiatr powoduje deflację gleby, następuje burza piaskowa. Słowo to oznacza zjawisko zapoczątkowane przez wiatr, który jest znacznie silniejszy niż ten krytyczny przenoszony przez glebę. Oddziaływanie mas powietrza prowadzi do przemieszczania się dużych ilości pyłu. Jednocześnie spada widoczność. Podczas burzy obserwuje się dużą wysokość wznoszenia się elementów gleby do atmosfery - liczoną w setkach metrów. Zasięg ruchu jest duży – szacowany jest na setki, tysiące kilometrów.
Intensywność
Do oceny procesu erozji gleby pod wpływem wiatru konieczne jest scharakteryzowanie intensywności tego zjawiska. Ocena tego czynnika dostarcza danych o ilościowej stronie tego, co się dzieje. Weź pod uwagę intensywność zdmuchiwania gleby. Wynik mierzony jest w t/ha w ciągu roku. Inną opcją oceny jest analiza, jak gruby warstwa gleby została utracona w określonym okresie czasu (miesiąc, rok).
Aby przeanalizować, jak wysokie jest ryzyko deflacji, konieczne jest skorelowanie znanej intensywności i szybkości procesu powstawania nowej gleby. Średni wskaźnik tego parametru szacowany jest w milimetrach na rok. Aby określić wartość, skoreluj moc poziomu próchnicy i czas jej powstawania.
Deflacja: Czynniki
Wszystkie czynniki deflacji gleby są zwykle podzielone na te, które są określane przez klimat, topografię, działalność człowieka, glebę. Badając klimat, biorą pod uwagę prędkość, kierunek wiatru, poziom nagrzewania się środowiska w różnych porach roku, ilość opadów charakterystycznych dla danego obszaru. Deflacja gleby występuje częściej, gdy poziom wilgotności gleby jest niski, wilgoć odparowuje bardziej aktywnie niż spada opady. Istnieje większe ryzyko wystąpienia deflacji, jeśli w ciepłym sezonie temperatura otoczenia jest bardzo wysoka, a względny poziom wilgoci w masach atmosferycznych jest poniżej normy. Deflacja jest szczególnie wyraźna na ziemiach Azji Środkowej, charakterystycznych dla zachodnich regionów Syberii i terytoriów Kazachstanu. Jeśli ocenimy stan gleby w Ałtaju, zobaczymy, że ponad 75% zachodniego terenu podlega temu destrukcyjnemu procesowi. Około 64,1% wszystkichgrunty orne - obszary, dla których rozważany proces jest niebezpieczny. Około 45% już stało się jego ofiarami.
Siła erozji i deflacji gleby zależy od intensywności ruchu mas powietrza. Standardowo prędkość wiatru wzrasta w ciągu dnia, jest maksymalna w południe, a wieczorem słabnie. Im dłużej obserwowany jest wiatr, tym większe straty, jeśli prędkość ruchu mas powietrza przekracza prędkość krytyczną dla gruntu. Do oceny krytycznej niezbędne jest wyznaczenie prędkości ruchu powietrza na wysokości nie większej niż 10 cm od powierzchni ziemi. Krytycznym wiatrem będzie ten, w którym oczywiście poruszają się ziarna piasku. Do oceny prędkości ruchu powietrza na wysokości 10-15 metrów nad powierzchnią stosuje się specjalne instrumenty - znajdują się na stacjach pogodowych. Istnieją rejestratory przeznaczone do pomiaru prędkości i kierunku ruchu powietrza. Stosowane są anemometry kubkowe.
O prędkości bardziej szczegółowo
W celu zbadania deflacji gleby konieczne jest wskazanie cech wiatrów występujących w regionie. Zaleca się wykonywanie pomiarów prędkości, kierunkowości z trzygodzinnymi przerwami. Bierze się pod uwagę, że prędkość zmienia się z sezonu na sezon, a wszystkie zmiany są naturalne. Najsilniejszy wiatr obserwuje się pod koniec zimy, na początku wiosny. Często ten etap jest ustalany w czasie, gdy nie ma jeszcze roślinności, więc negatywne procesy szybko rozprzestrzeniają się na duże obszary gleby.
Jedną z głównych cech reżimu wiatru jest kierunek mas powietrza, które stanowią zagrożenie dla obszaru. Aby to zdefiniowaćużyj róży wiatrów, czyli wykresu loksodromu. Róża wiatrów daje wyobrażenie o przeważających kierunkach i pozwala ocenić, które gleby są szczególnie zagrożone.
Opady i ocieplenie
Jak widać ze specjalnych podręczników, pewien stopień ochrony gleby przed erozją i deflacją zapewniają opady, jeśli są umiarkowane. Zwilżają glebę, poprawiają adhezję między mediami w różnych stanach skupienia, zwiększają odporność gleby na deflacji, a także oddziałują mechanicznie na strukturę gleby. Jeśli wiatr jest suchy, silny – gleba wysycha, więc opór na deflację spada. O mechanicznym działaniu opadów decyduje wielkość kropel, czas trwania opadów i ich intensywność, właściwości gleby oraz liczba cykli suszenia i wypełniania wilgocią, rozmrażania, a następnie zamrażania.
Temperatura ma duży wpływ na jakość gleby. Naprzemienność dodatnich temperatur i mrozu, obserwowana w ciągu dnia, prowadzi do ciągłego zamarzania z późniejszym ociepleniem gleby. Jeśli obserwuje się to bardzo często, gleba jest nawilżona, zmniejsza się jej odporność na zniszczenie.
Topografia
W dużym stopniu deflacja gleby zależy od topografii terenu. Wpływa na to, jak cechy meteorologiczne wpłyną na grunt, a zatem determinuje siłę deflacji. Wiatr jest jednym z silnych, znaczących czynników kształtujących teren. Jeśli mówimy o terenach użytkowanych w rolnictwie, to wiatr jest tu narzędziem do kształtowania rzeźby na poziomie nano,mikrocząstki. Dzięki temu za małymi przeszkodami pojawiają się osady (wybrzuszenia, plwociny). Są to na przykład łodygi roślin i pnie drzew. Pod wpływem wiatru w miejscu pasów leśnych pojawiają się wały, które mają chronić pola. Elementy reliefowe różnią się od siebie. Jeśli przeanalizujemy równinę z połamanymi odcinkami, przy równych parametrach wiatru zauważymy wzrost prędkości wiatru, gdy masy powietrza poruszają się w górę zbocza, oraz odwrotność zjawiska przy opadaniu. Zmiana prędkości mas powietrza, w zależności od rzeźby, w dużej mierze kontroluje deflację, determinuje wzorce zagospodarowania gleb w regionie.
W warunkach płaskiej, nierównej rzeźby terenu z tym samym wiatrem w wolnej atmosferze, jego prędkość na poziomie powierzchni gleby wzrasta podczas poruszania się w górę zbocza i maleje podczas poruszania się w dół zbocza. W związku z tym wystające sekcje są bardziej podatne na agresję niż te zawietrzne. Poziom deflacji staje się coraz bardziej znaczący, gdy idziesz w górę. Stromość, geometryczne cechy zbocza w dużej mierze decydują o sile wpływu wiatru na niuanse rzeźby. Efekt deflacji jest najbardziej wyraźny, jeśli nachylenie jest wypukłe. Jeśli ma kształt wklęsły, czynnik agresywny jest dotknięty w najmniejszym możliwym stopniu.
Wpływ człowieka
Obecnie ludzie zastanawiają się, co zrobić, aby skuteczniej zapobiegać erozji gleby. Pod wieloma względami znaczenie tego wynika z faktu, że deflacja często zaczyna się właśnie z powodu działalności człowieka, organizacji przemysłu i zarządzanianiektóre ziemie. Najbardziej podatne na procesy są serozem, gleby kasztanowe lekkie, gleby brunatne. Przede wszystkim cierpią obszary półpustynne, pustynne, kasztanowe w suchych regionach stepowych, a także stepowy czarnoziem. Właściwości gleby odpowiedzialne za poziom deflacji dzielą się na te, które wpływają na jej stabilność oraz te, które mają wpływ pośredni. Pierwsza kategoria obejmuje skład, gęstość, przyczepność cząstek. Pośrednio wpływają na procesy chemiczne, fizyczne, kombinowane, przez co zmieniają się parametry ilościowe gleby.
Wśród wszystkich czynników deflacji, jeden z najsilniejszych jest antropogeniczny. Z tego powodu kruszywa górnego poziomu wykorzystywanego pod grunty orne zmieniają się cyklicznie każdego roku. Człowiek zmienia gęstość tej warstwy. Często wynik jest niekorzystny dla przyrody, zwłaszcza jeśli prace prowadzone są z udziałem specjalnych maszyn. Osoba reguluje sprzężenie międzyagregatowe.
Parametry i skład
Jednym z ważnych parametrów gleby jest grudkowatość. Pozwala zrozumieć, ile pierwiastków znajduje się w glebie o wymiarach powyżej milimetra. Im większa grudkowatość, tym region w mniejszym stopniu podlega deflacji. Stan strukturalny w dużej mierze zależy od składu granulometrycznego. Wśród gruntów na stepie zaoranych przez człowieka najbardziej ryzykowne, najbardziej dotknięte strefami deflacji są te, które są ciężkie lub lżejsze niż przeciętne pod względem rozkładu wielkości cząstek. W pierwszym przypadku struktura jest zbyt porowata, drugiej opcji towarzyszy brak spoiwa, kurzu, któryniezbędne dla wyglądu dużych, trwałych elementów.
Do pewnego stopnia można chronić glebę przed deflacją, jeśli zostaną podjęte środki mające na celu poprawę jej składu. Uważa się, że proces jest mniej niebezpieczny, jeśli gleba jest zamulona w 27%. Jeśli w glebie jest wystarczająco dużo pyłu, jest ona bardziej odporna na deflację. W tym przypadku sam charakter zniszczenia w dużej mierze zależy od składu granulometrycznego. Wiatr przenosi elementy, jednocześnie je niszcząc, ścierając powierzchnię ziemi, gdy poruszają się po niej małe struktury. Wszystko to prowadzi do wzrostu objętości drobnych pierwiastków w glebie. Są one łatwo przenoszone przez wiatr.
Organiczne
W dużym stopniu deflacja gleby jest determinowana przez obecność związków organicznych. Ich kosztem teren jest żyzniejszy, ale mniej odporny na zniszczenie. Przy równych procedurach przetwarzania czarnoziem wzbogacony próchnicą będzie miał więcej drobnych wtrąceń. Takie terytorium jest bardziej podatne na deflację. Zatopienie resztek roślinności w gruncie daje gorszy efekt niż pozostawienie go w wierzchniej warstwie. Będąc na górze rośliny rozkładają się wolniej, dłużej uzupełniają glebę składnikami adhezyjnymi, chroniąc ją przed zniszczeniem. Ziemie wzbogacone próchnicą są szybciej niszczone, ponieważ skorupa powierzchniowa pojawia się tu wolniej. Powstawanie takiej skorupy zwiększa odporność na deflację. Zmniejsza się intensywność deflacji, zmniejsza się wielkość strat.
Woda i zieleń
Kontrola erozji gleby obejmuje monitorowanie nasycenia wilgocią gleby. Napełnianie wodą zwiększa wagę. Więcejwskaźniki prędkości ruchu strumieni powietrza stają się krytycznie niebezpieczne dla obszaru. Nawilżanie prowadzi do pojawienia się filmu wodnego. Gdy cząstki są zamknięte, występuje kohezja spowodowana różnymi stanami skupienia substancji. Takie siły sprawiają, że gleba jest bardziej odporna na zniszczenie. Spada deflacja.
W walce z erozją gleby na pomoc człowiekowi przychodzi roślinność. Decyduje o jakości gleby, powietrza, przepływów w niej. Rośliny korygują deflację prawie zawsze w pozytywnym kierunku, a także wpływają na działalność rolniczą człowieka. Przepływ powietrza spowodowany roślinami staje się bardziej turbulentny, spada średnia prędkość. Dzięki roślinom pojawia się kilwater turbulentny, czyli warstwa, w której zjawisko turbulencji jest szczególnie silne. Taki ślad, dzięki grupie roślin, staje się swego rodzaju buforem, który osłabia wymianę między różnymi warstwami powietrza. Korzystając z tego można przemyśleć położenie roślinności na polu w taki sposób, aby obszary zawierające deflację pokrywały całą powierzchnię. Wtedy region będzie chroniony jak najskuteczniej. Im wyższa prędkość powietrza, tym mniejszy obszar chroniony przez roślinę. Silne wiatry mogą przenosić cząsteczki pomimo ochronnej roślinności.
Co robić?
Jeśli zapytasz geologów, ekologów, jaki środek chroni glebę przed deflacją, wielu doradzi wykorzystanie roślinności. Oczekuje się kompleksowej pracy. Powierzchnia terytoriów, które należy chronić przed agresywnym zjawiskiem, jest ściółkowana. Zaleca się wysiew pośredniodmiany. Uprawy są ułożone tak, aby paski naprzemiennie. Konieczne jest stworzenie tzw. skrzydeł wysokich roślin, które chronią pola i plantacje leśne. Najsilniejszą osłonę tworzą odmiany roślin strączkowych.
Aby zrozumieć, jak istotne są różne środki, musisz sprawdzić stan gleby. Wszystkie odmiany terytoriów dzielą się na słabo, średnio, silnie spłaszczone. Po ustaleniu przynależności do określonej grupy wybierają środki ochrony terenu. W każdym razie środki muszą być kompleksowe. Prędkość wiatru powinna być zmniejszona na obszarach podatnych na erozję. Aby to zrobić, stwórz przeszkody - wiatrówki. Ich rolę odgrywają lasy, za kulisami wysokich roślin. Równie ważne jest tworzenie ochronnej pokrywy glebowej. Jego obszarem odpowiedzialności jest postrzeganie podmuchów wiatru, które w przeciwnym razie mogłyby zniszczyć grunt.
Wielu agronomów wie, jakie środki chronią glebę przed deflacją - wprowadzenie produktów chemicznych, które zwiększają przyczepność cząstek, zwiększając w ten sposób wytrzymałość gleby.
Złożone środki
Ochrona gleby przed erozją obejmuje prace agrotechniczne, zorganizowaną rekultywację rolniczą, leśną. Rolnictwo wymaga racjonalnego rozmieszczenia miejsc pod uprawę. Badanie właściwości różnych obszarów pozwala określić, które strefy są bardziej podatne na czynniki agresywne. Takie miejsca obsiane są bylinami, sadzi się tu lasy. Należy stosować technologie zaprojektowane w celu ochrony gleby.
Na glebach ciężkich HS jest to technologia uprawy chroniąca glebęuprawy zbożowe w pięciopolowym płodozmianie zbożowym. 20% gruntów ornych w tym płodozmianie przeznacza się na ugory. Prowadzona jest tu uprawa gleby pozostawiając ściernisko. Siew - sadzarki ścierniskowe.
Jeśli gleba jest lekka, siej tak, aby rośliny rosły pasami. Podczas cięcia pól rozłóż je tak, aby dłuższy bok był skierowany w poprzek głównego niebezpiecznego przepływu powietrza.
Zadaniem prac agrotechnicznych jest uzupełnianie braku składników odżywczych, gromadzenie wody w glebie. Konieczne jest zorganizowanie pracy tak, aby horyzont pługa stał się strukturalny, a prędkość ruchu powietrza przy ziemi była minimalizowana.
Poziom ochrony gleby w różnych porach roku zależy od biologicznych właściwości uprawianych przez człowieka upraw. Najwyższy poziom ochrony występuje na obszarach zarezerwowanych dla bylin. Najsłabiej chronione są pola ugorowe. Obszary zajmowane przez kapustę, cebulę i podobne uprawy również nie mają praktycznie żadnej ochrony. Masa biologiczna tych roślin jest zbyt mała, przez co nie ma możliwości zabezpieczenia terenu przed wywiewaniem gleby. Skuteczne obejmują kukurydzę, bawełnę. Sadzenie słoneczników przyniesie korzyści glebie.
