Топырақтың қалпына келуі - Soil regeneration

Топырақ

Топырақтың қалпына келуі, нақты формасы ретінде экологиялық регенерация өрісі шегінде қалпына келтіру экологиясы, жаңа жасауда топырақ және жасартады топырақтың денсаулығы арқылы: шығынды азайту топырақтың жоғарғы қабаты, таусылғаннан гөрі көп көміртекті сақтап, күшейтеді биоалуантүрлілік және тиісті деңгейде ұстау су және қоректік зат велосипедпен жүру.[1] Мұның көптеген артықшылықтары бар, мысалы: топырақ көміртектің секвестрі қаупінің өсуіне жауап ретінде климаттық өзгеріс,[2][3] төмендеу қаупі топырақ эрозиясы,[3] және жалпы ұлғайды топыраққа төзімділік.[1]

Топырақ негіздері

Топырақтың сапасы

Топырақтың үстіңгі қабаты организмдер штрих-графигі

Топырақтың сапасы топырақтың «өз функцияларын орындау» қабілетін білдіреді.[4] Топырақ әртүрлі экожүйелік қызметтердің ажырамас бөлігі болып табылады. Бұл қызметтерге тамақ, мал азығы, талшық өндірісі кіреді, климат модерация, қалдықтарды жою, суды сүзу, қарапайым цикл,[1] және тағы басқалар. Топырақтан тұрады органикалық заттар (ыдырайтын өсімдіктер, жануарлар және микробтар), биомасса (тірі өсімдіктер, жануарлар және микробтар), су, ауа, минералды заттар (құм, лай және саз) және қоректік заттар (азот, көміртек, фосфор).[4] Оңтайлы үшін өсімдіктердің өсуі, дұрыс көміртек пен азоттың қатынасы 20-30: 1 сақталуы керек.[3] Биологиялық әртүрлілікті насихаттау сау топырақты сақтаудың кілті болып табылады.[5] Мұны әр түрлі өсімдіктерді өсіру, әрқашан топырақты жабық ұстау, тірі тамыр жүйесін сақтау және топырақтың бұзылуын азайту арқылы жасауға болады.[5] Макро және микро организмдер сияқты процестерге көмектесу ыдырау, қоректік заттардың айналымы, ауруды басу және қалыпты жағдай CO2 ішінде атмосфера.[1] Өсімдіктерде әсіресе бар симбиотикалық қарым-қатынас микробтар ішінде ризосфера топырақтың[5] Ризосфера - бұл «тамырға жақын шоғырланған микробтық белсенділік аймағы» және ол жерде су мен қоректік заттар бар.[5] Өсімдіктермен алмасу көмірсулар микробтар шығаратын қоректік заттар үшін әр түрлі көмірсулар әр түрлі микробтарды қолдайды.[5] Өлі өсімдіктер мен басқа да органикалық заттар топырақтағы әртүрлі организмдерді қоректендіреді.[5] Ұнататын организмдер жауын құрттары және термиттер топырақтағы макроорганизмдердің мысалдары.[1] Сіздің сапалы топырақтың бар екендігінің жақсы белгісі - бұл жетіспеушілік зиянкестер және аурулар.[1] Төмен биологиялық әртүрлілік зиянкестер мен аурулардың қаупін арттырады.[5]

Топырақтың деградациясы

Топырақтың деградациясы факторларды, себептерді және салдарды сипаттайды

Топырақтың қандай да бір компоненттерінің көп немесе аз болуының себебі болуы мүмкін топырақтың деградациясы. Мысалы, саздың жоғары құрамы азаяды аэрация және су өткізгіштік.[3] Тағы бір мысал, фосфор мен азот өсімдіктердің өсуіне өте қажет болса да, олар өте қажет улы жоғары мөлшерде.[3] Топырақтың деградациясы топырақ сапасының төмендегенін білдіреді, бұл себеп болады экожүйе функцияларының төмендеуі.[1] Жер шарының үштен бір бөлігі топырақ деградацияға ұшыраған;[1] әсіресе тропиктік және субтропиктер шамамен 500 млн га.[1] Топырақтың деградациясы физикалық, химиялық және биологиялық күштердің әсерінен болады.[5] Бұл күштер табиғи және болуы мүмкін антропогендік.[5][1] Өңдеу эрозияны тудыратын нақты мысал, тығыздау, және микробтық белсенділіктің төмендеуі.[5] Эрозия - «қалалық топырақ сапасының ең күрделі мәселелерінің бірі»,[4] және жабық топырақпен проблема күшейе түседі.[4] Тығыздау топырақты бір-біріне итеріп, қатайған кезде пайда болады, сондықтан ауа мен суды сақтау қабілеті төмендейді.[4] Бұл эрозия мен су тасқынын күшейтеді, өсімдіктердің жақсы тамыр жүйелерін өсіру қабілетін төмендетеді және биологиялық әртүрлілікті төмендетеді.[4] Шамадан тыс жайылым топырақ астындағы тамыр жүйесі зақымданып, су өткізгіштігін төмендететін тағы бір мысал.[5] Қышқылдандыру, тұздану, қоректік заттар сілтілеу және токсиндердің ластануы - химиялық деградацияның бірнеше түрі.[1] Топырақта токсиндер өндірістік процестерден жиналуы мүмкін тау-кен өндірісі және қалдықтарды басқару.[3] Кейбір биологиялық мысалдарға жатады биоалуантүрліліктің жоғалуы, шығаратын парниктік газдар, көміртегі құрамының төмендеуі және көміртекті секвестрлеу қабілетінің төмендеуі.[1] Топырақтың деградацияға ұшырағанын анықтаудың ең болжамды тәсілдерінің бірі - оны өлшеу органикалық көміртек мазмұны.[1] Топырақтың органикалық көміртекті бассейні өте маңызды топырақтың құнарлылығы.[1]

Климаттың өзгеруі және көміртегі айналымы

Арасында айтарлықтай байланыс бар көміртегі айналымы және климаттық өзгеріс.[дәйексөз қажет ] Көпшілігі парниктік газдар негізінен көміртектен тұрады және олар күн жылытатын жылы ауа шығудан сақтайтын әсер етеді атмосфера ішінде тосқауыл құру арқылы тропосфера. Сәйкес Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық панель, адам іс-әрекеті нәтижесінде пайда болған парниктік газдар - 1950 жылдардан бастап әлемдік климаттың өзгеруінің ең маңызды себебі.[6] Адамдармен өзара әрекеттесусіз, көміртегі «экосистема» деп аталатын әр түрлі экожүйелік процестер арқылы жойылып, топыраққа қайта енгізіледі көміртегі айналымы. Бастап адамдар дүниежүзілік көміртек айналымына айтарлықтай әсер етіп келеді Өнеркәсіптік революция сияқты әр түрлі құралдар арқылы жүзеге асырылады тасымалдау және ауыл шаруашылығы. Осы әрекеттер арқылы бұл көміртектің көп бөлігі бір бағытқа қарай жылжыды литосфера және биосфералар атмосфераға. Арқылы қазба отындары және қарқынды егіншілік, жердегі табиғи көміртектің көп бөлігі педосфера парниктік газдардың пайда болуына ықпал етіп, атмосфераға шығарылды.

Қалпына келтіру тәжірибелері

«Егер сіз топырақ үшін жұмыс жасасаңыз, топырақ сізге жұмыс істейді».[5] Сияқты топырақты қалпына келтірудің және топырақ сапасын жақсартудың көптеген тәсілдері бар жерге орналастыру арқылы ауылшаруашылығын сақтау. Ауылшаруашылығы адамзат тарихындағы топырақ байлығының сарқылуының негізгі факторларының бірі болып табылады.[дәйексөз қажет ] Белгілі бір ауылшаруашылық тәжірибелері көміртегі топырағын сарқылуы мүмкін, мысалы монокультура[7] мұнда дақылдардың бір түрі ғана жиналды маусымнан кейінгі далалық маусымда. Бұл топырақтағы қоректік заттарды азайтады, өйткені өсімдіктердің әр түрінде белгілі бір қоректік заттар жиынтығы болады, оларды өсіру қажет немесе ол топыраққа қайта оралуы мүмкін. Өсімдіктер әртүрлілігінің жетіспеушілігімен белгілі бір қоректік заттар ғана сіңеді. Уақыт өте келе бұл қоректік заттар топырақтан азаяды. Агроэкология бұл тұрақты ауылшаруашылық жүйесін құруға және топырақтың денсаулығын арттыруға арналған тәсілдердің негізгі категориясы. Бұл ауылшаруашылық практикасын сақтау кезінде топырақты сау ұстау үшін көптеген әдістер мен ресурстар қолданылады. Кейбір мысалдар қақпақты кесу, ауыспалы егіс, топырақтың бұзылуын азайту, сақтау мульча және интеграцияланған қоректік заттарды басқару.[1] Бұл тәжірибенің көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде көміртегі секвестрінің жоғарылауы және қазба отындарын пайдалануды азайту.[1]

Пермакультура («тұрақты» және «ауылшаруашылықтан») - бұл а-ны сақтаудың ауылшаруашылық түрі жүйелік ойлау табиғи заңдылықтар мен процестерді қолдану арқылы топырақтың құрамындағы көміртекті ұлғайтуға бағытталған тәсіл. Өсімдіктер, жануарлар және табиғи циклдар туралы білімдерге тамақ өнімдерін өндірудің жоғары тиімділігін арттыру, адамдардың қатысуына тәуелділікті азайту және тұрақты және тұрақты экожүйе құру үшін үлкен мән беріледі. Мұны жүйеге жауын-шашын түсіру тиімділігін арттыру үшін әдейі көгалдандыруды немесе азотты талап ететін өсімдіктердің қасына азотты қондырғышы қондырғыларын орналастыруды көздейтін әдістер арқылы жүзеге асыруға болады. бұршақ тұқымдастар.[3] Әр түрлі өсімдіктердің, жануарлардың және процестердің өзара байланысын пайдалану пермакультураның негізгі тәжірибесі болып табылады. Жергілікті өсімдіктер мүмкіндігінше пайдалану керек,[3] олардың тамыры судың топыраққа терең енуіне көмектеседі.[4] Агроэкология сонымен қатар тұтас басқару. Бұл тәсіл жұмысынан туындайды Аллан Савори жоспарлы жайылымдар топырақтың денсаулығын жақсартады және оның әсерін қалпына келтіреді деп кім айтады шөлейттену биомассаны көбейту арқылы. Шөлдену топырақтың құрамындағы көміртегі құрамы қатты сарқылғанда пайда болады, бұл топырақтың құнарлылығын едәуір төмендетеді. Бұл өсімдіктердің өсуін тежейді: өсімдіксіз топырақ суды жеткілікті мөлшерде ұстай алмайды және уақыт өте келе құрғақ және сынғыш болады. Пермакультура және тұтас басқару - бұл қалпына келтіруге бағытталған екі түрлі әдіс биомасса, қоректік заттардың мөлшері және топырақтың биоәртүрлілігі. Топырақта биомасса неғұрлым көп болса, соғұрлым көміртегі табиғи экожүйені қолдау үшін секвестрге бөліне алады.

Сондай-ақ көптеген түрлері бар топырақтың өзгеруі, органикалық немесе бейорганикалық.[3] Олар топырақтың сапасын әр түрлі жолдармен жоғарылатады, мысалы: токсиндерді бөліп алу, теңдестіру рН қоректік заттар қосып, организмдердің тіршілік етуіне ықпал ететін топырақ.[3] Топырақтың қазіргі жағдайлары түзетудің қай түрін және қанша қолдануды анықтайды.[3] Бейорганикалық түзетулер негізінен топырақтың құрылымы мен құрылымын жақсарту, рН теңестіру және шектеу сияқты нәрселер үшін қолданылады биожетімділігі туралы ауыр металл токсиндер.[3] Бейорганикалық түзетулердің екі түрі бар, сілтілі және минералды. Бейорганикалық түзетулердің кейбір мысалдарына ағаш күлі, ұнтақталған әктас және қызыл балшық жатады.[8] Минералды түзетулер жатады гипс және тереңдетілген материалдар.[3] Органикалық түзетулер биологиялық белсенділікті, су өткізгіштігін және топырақ құрылымын жақсартады.[4] Мульч мысалы, эрозияны азайтады және топырақтың температурасын ұстап тұруға көмектеседі.[3] Компост органикалық заттарға бай,[4] ол тамақ, өсімдік жамылғысы және жануарлардың қалдықтары сияқты шіріген заттардан тұрады.[3] Компост қосу топырақтың ылғалдылығы мен қоректік заттарын көбейтіп, биологиялық белсенділікке ықпал етеді. Жасау компост температураны, көміртегі мен азоттың қатынасын, су мен ауаны мұқият басқаруды қажет етеді.[3] Биокөмір көміртегіге толы және оны жасаған түзету пиролиз, жоғары температураның ыдырау процесі.[1] Жануарлардан шыққан қалдықтар - топырақтың кеңейтілген түзетулері, әдетте олардың көң. Ылғалдылығы мен қоректілігі оның шыққан жануарына байланысты әр түрлі болады.[3] Адамның қалдықтары да қосымша өнім сияқты қолданыла алады биосолидтер бастап ағынды сулар нысандар. Биосолидтерде қоректік заттар көп болуы мүмкін, сондықтан оларды аз пайдалану керек.[3]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м n o б q Ралтан, Лал (2015-05-13). «Топырақтың деградациясын азайту үшін топырақтың сапасын қалпына келтіру». Тұрақтылық. 7 (5): 5875–5895. дои:10.3390 / su7055875. ISSN  2071-1050.
  2. ^ «Healthyag - Топырақ». www.healthyag.com. Алынған 2015-12-24.
  3. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м n o б q р Аллен, Генри Л. т.б. «Топырақ түзетулерін қалпына келтіру үшін қолдану, топырақ түзетулерін қалпына келтіру, жандандыру және қайта пайдалану үшін» (PDF). Америка Құрама Штаттарының қоршаған ортаны қорғау агенттігі. EPA / Экологиялық басылымдарға арналған ұлттық қызмет орталығы. Алынған 2019-11-14.
  4. ^ а б c г. e f ж сағ мен «Топырақтың сапасы ... жауын-шашынның сіңуі мен енуінің кілті» (PDF). USDA табиғи ресурстарды сақтау қызметі. Америка Құрама Штаттарының Ауыл шаруашылығы министрлігі. Алынған 2019-11-14.
  5. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л «Топырақ денсаулығын басқару». USDA табиғи ресурстарды сақтау қызметі топырағы. Америка Құрама Штаттарының Ауыл шаруашылығы министрлігі. Алынған 2019-11-17.
  6. ^ Эденхофер, О .; Р. Пичс-Мадруга; Ю.Сокона; Е.Фарахани; С.Каднер; К.Сейбот; А. Адлер; И.Баум; Бруннер; P. Eickemeier; Б.Криманн; Дж.Саволайнен; С.Шлёмер; C. фон Стехов; Т.Цвикель; Дж.К. Минкс, редакциялары (2015-01-26). IPCC, 2014: Климаттың өзгеруі 2014: Климаттың өзгеруін азайту. III жұмыс тобының климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық панельдің бесінші бағалау есебіне қосқан үлесі. Cambridge University Press, Кембридж, Ұлыбритания және Нью-Йорк, Нью-Йорк, АҚШ. ISBN  9781107654815.
  7. ^ Сандермайер, А., Ридер, Р., және Лал, Р. (2005). Топырақтағы көміртекті бөліп алу негіздері. Колумбус, О.Х.
  8. ^ Аллен, Генри Л. т.б. «Топырақ түзетулерін қалпына келтіру үшін қолдану, топырақ түзетулерін қалпына келтіру, жандандыру және қайта пайдалану үшін» (PDF). Америка Құрама Штаттарының қоршаған ортаны қорғау агенттігі. EPA / Экологиялық басылымдарға арналған ұлттық қызмет орталығы. Алынған 2019-11-14.