Erozja gleb na Świecie

Gleby – pedosfera, powstają przez wiele stuleci, a bardzo łatwo ulegają erozji. Oprócz naturalnych procesów niszczących gleby, także działalność człowieka przyczynia się do bezpowrotnego wyjałowienia pedosfery. Istnieje jednak szereg zabiegów, które można podjąć celem odbudowy i ochrony gleb.

Spis tematów (kliknij, aby przejść do wyboru tematów)

Problemy środowiskowe Świata

V Erozja gleb na Świecie

1. Przyczyny degradacji gleb

Degradacja gleb to coraz poważniejszy problem światowy – odnoszący się zarówno do środowiska przyrodniczego jak i działalności gospodarczej człowieka. Często zamiennie używa się określenia erozja gleb, choć procesy erozyjne odnoszą się bezpośrednio do środowiska naturalnego, w pewnym uproszczeniu rozumie się pod tym pojęciem także antropogeniczne powody zniszczenia gleb. Degradacja gleb jest zjawiskiem, które może być uwarunkowane przez czynniki przyrodnicze (naturalne), jak również (częściej) jako skutek działalności gospodarczej człowieka, w tym nieumiejętnej gospodarki rolnej.

Do przyrodniczych przyczyn erozji gleb należą:

Działalność wód opadowych w strefach klimatów o wysokich opadach deszczu np. w klimacie równikowym wybitnie wilgotnym czy w niektórych regionach klimatu zwrotnikowego monsunowego. Intensywne deszcze prowadzą do przemywania profilu glebowego i wypłukiwania wgłąb profilu bardziej wartościowych elementów.

Problem przemywania profilu glebowego dotyczy m.in. gleb czerwonych w strefie równikowej

Źródło: https://qph.cf2.quoracdn.net/main-qimg-e22b7e215c7d181c0a6c52d47bf4c07b-pjlq

Przemywanie profilu glebowego na skutek działalności wód płynących, w tym zwłaszcza na obszarach górskich, gdzie prędkość wody jest na tyle dużą, że działalność erozyjna rzeki przeważa nad akumulacyjną.
Podsiąkanie wód podziemnych, które prowadzi do nadmiernego uwilgotnienia gleby i utraty przez nią przydatności rolniczej.
Zjawiska geologiczne, takie jak wulkanizm i inne ruchy skorupy ziemskiej prowadzące do przekształceń rzeźby terenu skutkujących zniszczeniem powłoki glebowej.
Grawitacyjne ruchy masowe prowadzące do przemieszczania mas skalnych i zniszczenia gleb.

Ruchy masowe mogą prowadzić do całkowitego zniszczenia pokrywy glebowej

Źródło: https://inzynieria.com/uploaded/articles/crop_4/49459.jpg

Inne powierzchniowe procesy erozyjne warunkowane m.in. przez lodowce górskie, rzeźbotwórczą działalność morza, działalność eoliczną czy wietrzenie fizyczne i chemiczne.
Wietrzenie biologiczne, skutkujące zniszczeniem powierzchni gleb przez organizmy żywe w tym zwłaszcza zwierzęta.
Naturalne pożary prowadzące do usunięcia roślinności ochraniającej glebę przed erozją i jej narażenie na działalność niszczącą deszczu i wiatru i innych procesów atmosferycznych.

Pożary są niebezpieczne, ponieważ pozbawiają glebę ochrony jaką zapewniała im pokrywa roślinna

Źródło: https://cdn.vox-cdn.com/thumbor/DUsduldiqGHA_m68-p0mnWSV40I=/0x0:4288×2848/1400×788/filters:focal(2144×1424:2145×1425)/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/19184784/DSC_0180__1_.jpg

Stopień narażenia obszarów na naturalną erozję gleb jest przestrzennie zróżnicowany. Największym zagrożeniem cechują się obszary półpustyń, które mogą podlegać procesowi pustynnienia oraz obszary górskie, gdzie dochodzi do licznych powierzchniowych procesów erozji, jak również są to tereny szczególnie narażone na występowanie ruchów masowych. Najmniejszym zagrożeniem cechują się obszary leśne terenów nizinnych.

Erozja naturalna gleb na świecie

Źródło: https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/soils/imgs/degradation_map/predic_soil_loss.jpg

Do antropogenicznych przyczyn erozji gleb należą:

Deforestacja, w tym zwłaszcza wycinanie lasów równikowych i innych lasów w strefach narażonych na nadmierne uwilgotnienie, gdzie las pełni funkcję ochronną wobec gleby.

Wylesianie (deforestacja) terenów w celach górniczych lub rolnych prowadzi najczęściej do degradacji gleb

Źródło: https://i.iplsc.com/wylesianie-amazonii/000DJRJUD7W0850N-C122-F4.jpg

Nieumiejętna gospodarka rolna, w tym m.in. uprawa roślin ze stosowaniem nadmiernego nawożenia lub z niskim poziomem kultury rolnej np. poprzez brak stosowania płodozmianu i innych zaawansowanych technik uprawy.
Stosowanie prymitywnych technik uprawy takich jak metoda żarowo-odłogowa prowadzących do wyjałowienia uprawianych gruntów na dłuższy czas.
Nieumiejętne zabiegi agrotechniczne takie jak melioracja i irygacja.
Nadmierny wypas zwierząt, w tym zwłaszcza na terenach o trudnych warunków do rozwoju traw lub przy stosowaniu gatunków niszczących system korzeniowy roślin (np. bydło Zebu).

Wypas bydła na niektórych obszarach np. w Afryce przyczynia się do degradacji gleb i rozwoju procesów pustynnienia

Źródło: https://thumbs.dreamstime.com/b/m%C5%82odzi-masai-poganiacze-byd%C5%82a-i-byd%C5%82o-tanzania-afryka-43325064.jpg

Urbanizacja i rozwój przemysłu przekształcające tereny naturalne lub rolne w obszary zabudowane co równoznaczne jest z całkowitym unicestwieniem powłoki glebowej.
Emisja zanieczyszczeń w tym zwłaszcza zanieczyszczeń przemysłowych do wód gruntowych, które zanieczyszczają następnie gleby.
Prowadzenie działalności górniczej w tym zwłaszcza górnictwa odkrywkowego, gdzie dochodzi do całkowitego przekształcenia powierzchni Ziemi w tym unicestwienia pokrywy glebowej.

Górnictwo odkrywkowe prowadzi do całkowitego unicestwienia pokrywy glebowej

Źródło: https://portalkomunalny.pl/wp-content/uploads/2015/01/kopalnia.jpg

Stopień narażenia różnych obszarów Ziemi na antropogeniczną erozję gleb jest zróżnicowany. Największe zagrożenia występują tam, gdzie czynniki środowiskowe są niekorzystne i wymagają prowadzenia intensywnej działalności rolnej, albo tam, gdzie podjęcie jakiejkolwiek aktywności niesie za sobą poważne ryzyko degradacji gleb. Wreszcie szczególnie mocno procesy erozji odczuwają obszary poddane silnej presji antropogenicznej np. na skutek urbanizacji i rozwoju przemysłu. W tej strefie znajdują się m.in. Afrykański Sahel, Wielkie Równiny Prerii, wschodnia Brazylia, niemal cały Półwysep Indyjski czy wschodnie Chiny, a także część terenów Europy.

Obszary narażone na degradację na skutek działalności antropogenicznej

Źródło: https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/soils/imgs/degradation_map/soil_compaction.jpg

2. Obszary erozji gleb

Konsekwencją przyrodniczych i pozaprzyrodniczych czynników erozji gleb jest ich postępująca degradacja na świecie. Najnowsze badania naukowe wskazują, że obecnie większość gleb, w tym zwłaszcza na obszarach aktywnie wykorzystywanych rolniczo jest już zdegradowana lub mocno zdegradowana. Z tego powodu problem ten urasta do ważnego w skali światowej, ponieważ zdegradowane gleby utrudniają produkcję żywności dla rosnącej światowej populacji.

Stopień degradacji gleb na świecie

Źródło: https://makewealthhistory.files.wordpress.com/2017/01/global-soil-degradation.jpg

Największym stopniem zdegradowania charakteryzują się gleby tych obszarów, gdzie nakładają się niekorzystne warunki przyrodnicze i pozaprzyrodnicze. Obejmuje to m.in. tereny Azji Południowej i Azji Wschodniej, Bliskiego Wschodu, Sahelu, Ameryki Środkowej czy wschodniej Europy. Najniższym lub wręcz żadnym stopniem zdegradowania charakteryzują się obszary rolniczo niewykorzystywane np. tereny Syberii i innych obszarów podbiegunowych, niektóre obszary wysokogórskie czy fragmenty leśnych dżungli.

Proces erozji gleb

Szacuje się, że łączny obszar zdegradowanych gleb przekracza 20 mln km2, co oznacza, że jest dwukrotnie większy niż powierzchnia Europy. Przyjmuje się, że obszar ten powiększa się o 100 tys. km2 rocznie. Postępująca degradacja ogranicza możliwości produkcji żywności. Szacuje się, że 1/3 pól kiedyś aktywnie wykorzystywanych do produkcji w kierunku zbożowym została pozostawiona odłogiem z uwagi na nadmierne wyeksploatowanie. Podczas gdy czas potrzebny na odwtorzenie poziomu próchnicznego wielkości 2,5 cm szacuje się na 500 lat, średni czas zniszczenia takiej ilości warstwy próchnicznej ocenia się na 12,5 – 50 lat. Oznacza to, że w perspektywie czasu dochodzi do stałego pogorszenia się stanu gleb na Ziemi i tym samym jest to bardzo poważne geozagrożenie.

Skutki erozji gleb

Postępująca erozja gleb nie pozostaje bez wpływu na stosunki społeczno-gospodarcze na świecie. Wśród głównych skutków warto wymienić:

Ograniczenie zdolności produkcji żywności, zwłaszcza w krajach słaborozwiniętych co przyczynia się do wzrostu ich uzależnienia od importu żywności i ogranicza ich rozwój społeczno-gospodarczy.
Spadek produkcji żywności w niektórych regionach świata, zwłaszcza w Afryce, przyczynia się do powiększenia problemu głodu i niedożywienia.
Niedobory żywności na skutek pogarszających się warunków produkcji przy jednoczesnym wysokim przyrośnie naturalnym powodują silne ruchy migracyjne do obszarów zasobnych w żywność np. z Afryki do Europy. Szacuje się, że do 2050 r. liczba migrantów z Afryki w Europie może wzrosnąć nawet 20-krotnie.

Jednym z najpoważniejszych skutków społeczno-ekonomicznych erozji gleb jest niedobór żywności skutkujący masowymi migracjami z Afryki do Europy

Źródło: https://ocdn.eu/pulscms-transforms/1/_nRk9kuTURBXy9hODg5ZmJmMC02NzQ4LTQ4OTMtYWE4MC1lMjY5YTcyMGFmZGIuanBlZ5GVAs0DBwDDw4GhMAE

Erozja gleb, np. na skutek usunięcia pokrywy leśnej to także zwiększone pylenie, pogarszające jakość powietrza. Proces ten może być bardziej groźny, jeżeli erozji eolicznej podlega gleba uprzednio zasolona np. na skutek nieumiejętnych zabiegów agrotechnicznych.
Zmniejszenie obszaru nadającego się do uprawy wymusza bardziej intensywną produkcję rolną tam, gdzie jest ona jeszcze możliwa. W konsekwencji także te gleby, które obecnie nie są zdegradowane niszczeją, na skutek nadmiernej eksploatacji. Wzrost intensywności produkcji rolnej wiąże się także ze zwiększoną emisją dwutlenku węgla i przyspieszeniem tempa globalnego ocieplenia.
Zniszczenie gleb to także eliminacja życia biologicznego, a tym samym zmniejszenie bioróżnorodności.

3. Pustynnienie

Jednym z problemów towarzyszących deforestacji i erozji gleb jest pustynnienie. Pod tym pojęciem rozumie się przekształcenia obszarów niebędących pustynią np. suchej sawanny lub suchego stepu w obszar półpustyni a docelowo nawet pustyni. Pustynnienie jest procesem towarzyszącym erozji gleb.

Schemat procesu pustynnienia

Źródło: Epodręczniki.

Na proces pustynnienia najbardziej narażone są obszary w sposób naturalne pozbawione dużych opadów deszczu. Szczególnie mocno dostrzegalny jest on w obszarze klimatów: zwrotnikowego, podzwrotnikowego i podrównikowego suchego, gdzie opady nie przekraczają 200 mm rocznie.

Proces pustynnienia to problem szczególnie w Afryce np. w strefie Sahelu

Źródło: https://borgenproject.org/wp-content/uploads/16509902248_27a915bfb4_c.jpg

Postępująca dezertyfikacja (ang. desertification), to proces długotrwały. Obecnie szczególnie odczuwalny jest tam, gdzie prowadzi się nieumiejętną gospodarkę rolną – wycina lasy, wypala łąki czy nadmiernie wypasa bydło. Wszystkie te działania erodują glebę sprzyjając pustynnieniu. Proces intensyfikują także zmiany klimatu przyczyniające się do zmian w rozkładzie opadów. Obszar zagrożony pustynnieniem ocenia się obecnie na 30 mln km2, czyli obszar równy powierzchni Afryki.

Obszary na świecie zagrożone procesem pustynnienia

Źródło: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/68/Desertification_map.png/2560px-Desertification_map.png

Erozja gleb w oczywisty sposób przyczynia się do pustynnienia, utrudniając wzrost roślinności, stanowiącej naturalną barierę przed pustynnieniem. Kluczowe okazują się jednak zmiany klimatyczne – wzrost temperatur powietrza, prowadzący do silniejszego przesuszenia gruntu oraz zmiana rytmu opadów (rzadsze ale gwałtowniejsze deszcze), co utrudnia prawidłowe uwilgotnienia gruntu, a prowadzi wręcz do przemywania gleb (i przyspieszenia ich erozji). Proces pustynnienia może też zachodzić na skutek bezpośredniej antropopresji. Dzieje się tak za sprawą nadmiernej eksploatacji rolnej (w tym nadmiernego wypasu) oraz usuwania pokrywy leśnej.

4. Zapobieganie erozji gleb i przeciwdziałanie pustynnieniu

Ponieważ erozja gleb i pustynnienie rodzą kolosalne zagrożenie dla stabilności zarówno środowiska jak i stosunków społeczno-gospodarczych, przeciwdziałanie temu geozagrożeniu należy obecnie do priorytetów w wielu krajach świata.

Wśród działań przeciwdziałających erozji gleb i pustynnieniu można wymienić:

Podnoszenie kultury rolnej poprzez lepszą edukację w celu ograniczenia niekorzystnych metod eksploatacji gleb w tym szkodliwych technik uprawy.

Stosowanie technik upraw takich jak płodozmian w istotny ogranicza nadmierne zużycie gleb

Źródło: https://soilcare-project.eu/images/images/Study-Sites/Hungary/Crop_Rotations_fert.jpg

Bardziej umiejętne prowadzenie zabiegów agrotechnicznych lub ich eliminacja, jeżeli przynoszą negatywne skutki.
Ograniczenie stosowania nawóz chemicznych na rzecz nawozów naturalnych.
Zmniejszenie intensywności produkcji rolnej np. poprzez stosowanie bardziej wydajnych gatunków roślin, albo jako skutek ograniczenia nadmiernego przyrostu naturalnego i tym samym galopującego wzrostu zapotrzebowania na żywność.
Ograniczanie antropopresji w zakresie urbanizacji i przemysłu na obszarach wartościowych rolniczo.
Zmiana profilu produkcji rolnej, m.in. ograniczenie produkcji zwierzęcej (zwłaszcza chowu bydła) na rzecz produkcji roślinnej – tam, gdzie intensywna produkcja zwierzęca może skutkować zniszczeniem gleb.
Ograniczanie stosowania monokultur rolnych, zwłaszcza plantacji roślin o wysokim zapotrzebowaniu na wodę takich jak soja czy awokado – w miejscach gdzie uszczuplanie zasobów wodnych może sprzyjać erozji gleb lub pustynnieniu.
Wprowadzanie technik uprawy sprzyjających magazynowaniu wody np. tarasowanie stoków na obszarach górskich czy orka terenu w sposób umożliwiający zretencjonowanie wody. Dodatkowo można stosować metodę ściółkowania gleby, tj pokrycia jej warstwą ściętych roślin w celu ochrony przed wyparowaniem wody z wierzchniej warstwy gleby w warunkach wysokiego usłonecznienia.
Wprowadzanie zadrzewień śródpolnych hamujących procesy erozyjne.

Niedocenianym, a prostym zabiegiem jest wprowadzanie zadrzewień śródpolnych. Pomagają one retencjonować wodę, zapobiegać erozji eolicznej i rozwijać się korzystnej dla rolnictwa faunie

Źródło: http://wiescirolnicze.pl/media/cache/37/bd/37bd69b8da3c3b3670a99d77b5b7fca3.jpg

Przeciwdziałanie pustynnieniu opiera się jeszcze o dwa elementy – po pierwsze eliminacja gatunków bydła, które usuwają systemy korzeniowe traw podczas ich wypasu, po drugie – budowa „zielonego muru” w postaci ściany lasu, która zahamowałaby dalsze postępowanie pustyni. Największym sukcesem na świecie jest budowa zielonego muru na Sahelu (ang. Great Green Wall). Działania podjęte w 2005 r. i kontynuowane w ostatnich kilkunastu latach spowodowały powstrzymanie ekspansji Sahary i odzyskanie na cele uprawne obszar większy niż powierzchnia Polski (około 360 tys. km2). Szacuje się osiągnięcie wyniku ponad 1 mln km2 do 2030 r.

Żeby przeciwdziałać pustynnieniu w Afryce na granicy Sahelu utworzono Wielki Zielony Mur

Źródło: https://cdn.cnn.com/cnnnext/dam/assets/160922095253-great-wall-senegal.jpg

Jednym z kluczowych elementów ochrony drzew i zapobiegania pustynnieniu jest też po prostu zaniechanie deforestacji. Las stanowi naturalną ochronę przeciwerozyjną dla gleby, jednocześnie skuteczną barierę dla powiększania się obszaru pustyni.

Inaczej sytuacja wygląda, kiedy do degradacji gleby już doszło, a działania należy ukierunkować na jej odbudowanie. W takim przypadku konieczne jest przeprowadzenie zabiegów rekultywacji. Proces ten polega na wprowadzanie na teren zdegradowanych gleb roślin o niskich wymaganiach, jednocześnie takich, które w procesie wzrostu prowadzą do podniesienia jakości gleby. Następnie na teren rekultywowany wprowadza się coraz bardziej zaawansowane gatunki roślin, aż do przywrócenia glebie wartości użytkowej. Szczególnie cenne w procesie rekultywacji są rośliny motylkowe (bobowate) takie jak np. fasola. Prowadzą one do naturalnego wzbogacania gleby, świetnie chronią przed erozją i przyczyniają się do rozwoju struktury glebowej.

Rośliny motylkowe mają niskie wymagania glebowe, dzięki czemu można je wprowadzać na obszary zdegradowane