فرسایش خاک و راه‌های جلوگیری از آن

مقدمه

خاک آمیخته‌ای از مواد معدنی و آلی است که حاوی جانداران زیادی بوده و اساسی‌ترین منبع برای رشد گیاه و تأمین غذا می‌باشد که در طی هزاران سال تشکیل‌شده است. عوامل زیادی در تشکیل خاک نقش دارند ازجمله، آب‌وهوا، موجودات، سنگ‌بستر، توپوگرافی و زمان.

دوره‌ی زمانی لازم برای تولید و تجدید خاک بسیار طولانی است به‌طوری‌که برای تشکیل ۱۰ سانتی‌متر خاک به زمانی نزدیک به ۲۰۰۰ سال، نیاز داریم. به علت دیدگاه غلطی که در مورد تجدید پذیر بودن خاک وجود دارد، این منبع بیش از توان خود مورد استفاده و بهره‌برداری قرارگرفته است و امروزه شاهد مشکلاتی درزمینه فرسایش خاک و افت کیفیت خاک هستیم. برای کمک به دستیابی به گرسنگی صفر و آب پاک ضروری است که با فرسایش خاک مبارزه کنیم.

فرسایش خاک

سالانه بیش از ۷۵ میلیارد تن خاک در جهان براثر فرسایش از بین می‌رود (فرسایش خاک در ایران سالانه ۲ میلیارد تن گزارش‌شده Rafahi.2004.) و زمین‌های کشاورزی به دلیل وخامت بهره‌وری ناشی از فرسایش خاک متروکه می‌شوند.

در سراسر جهان ذرات ریز خاک زمین در حال فرسایش هستند. از آنجا که ۹۵ درصد گیاهان تولیدکننده‌ی مواد غذایی در خاک کشت می‌شوند، سلامتی و زندگی بر سطح کره‌ی زمین به کیفیت و کمیت مواد غذایی که ما تولید می‌کنیم بستگی دارد. با از بین رفتن منابع خاک نمی‌توان آن را برای نسل‌های آینده جایگزین کرد.

باد و باران همیشه باعث فرسایش خاک می‌شوند و این امر با شیوه‌های نادرست کشاورزی، خاک‌ورزی نادرست و بیش‌ازحد، چرای بیش‌ازحد دام، جنگل‌زدایی و تغییر اقلیم تقویت می‌شود.

فرسایش خاک فرآیندی است که با استفاده از تکنیک‌های زیادی می‌توان به ردیابی و کاهش آن کمک کرد. خاک‌های سالم نقش مهمی در دستیابی به اهداف توسعه‌ی پایدار سازمان ملل در مورد گرسنگی، آب تمیز و محافظت از محیط‌زیست زمینی دارند.

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی با استفاده از تکنیک‌های هسته‌ای برای اندازه‌گیری و نظارت بر تأثیر کاربری اراضی و متعاقباً شناسایی استراتژی‌های کاهش فرسایش در تلاش برای کمک به حفظ این منبع حیاتی و تجدید نشدنی است.

فرسایش خاک چیست؟

فرسایش خاک رایج‌ترین نوع تخریب زمین، یک فرآیند طبیعی است که لایه‌ی بالایی خاک را جابه‌جا می‌کند. جایی که گیاهان بیشترین مواد مغذی و آب موردنیاز خود را از آنجا دریافت می‌کنند.

فرسایش با فعالیت‌های انسانی تسریع می‌شود، مانند از بین بردن پوشش گیاهی طبیعی که از سطح اراضی محافظت می‌کند و آن را به مراتع تبدیل می‌کند. فرسایش خاک مخصوصاً برای کشورهایی که در مناطق گرمسیری، نیمه گرمسیری و آب‌وهوای خشک قرار دارند آسیب می‌زند.

بیشترین میزان شیوع فرسایش خاک در آفریقاست که ۶۵ درصد از زمین‌های زراعی را تحت تأثیر خود قرار داده است. پس‌ازآن آمریکای لاتین با ۵۱ درصد و آسیا با ۳۸ درصد. فرسایش بادی بیشتر در مناطق خشک رخ می‌دهد.

تأثیر فرسایش خاک فراتر از تولید مواد غذایی است. فرسایش خاک به‌طور قابل‌توجهی بهره‌وری محصولات زراعی را کاهش می‌دهد و به آلودگی رودخانه‌ها، تالاب‌ها و دریاچه‌ها کمک می‌کند. با پراندگی خاک از طریق آبراه‌ها، رسوبات در مخازن جمع می‌شوند و از ظرفیت آن‌ها کاسته می‌شود و به اکوسیستم‌های آبزی و تنوع زیستی آسیب می‌رسانند.

این روند طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک حیاتی‌تر هم می‌شود به این دلیل که در این مناطق، مزارع کشاورزی به قیمت از بین بردن پوشش جنگلی گسترش‌یافته است که تعادل هیدرولوژیکی را مختل می‌کند و روند بارندگی با فرکانس بالاتر باعث افزایش حوادث شدید بارندگی می‌شود. همچنین هرساله در سرتاسر جهان ۱۳ میلیون هکتار از جنگل‌ها از بین می‌روند که فرسایش شدید خاک را به دنبال دارد.

همچنین فرسایش خاک علاوه بر از بین بردن خاک سطحی، مقادیر زیادی هوموس و ازت را با خود حمل کرده و از دسترس گیاهان خارج می‌کند، زیرا قسمت عمده‌ی از هوموس و ازت در خاک سطحی قرار دارد. بخش عمده‌ای از پتاسیم همراه با ذرات رس در اثر فرسایش آبی از دسترس گیاه خارج می‌شود. به دلیل اینکه فسفر جز عناصر غیر متحرک بوده و جذب کلوئیدهای خاک می‌گردد، خروج آن بیشتر با خاک فرسایش یافته صورت می‌گیرد.

جلوگیری از فرسایش خاک

راهکارهایی برای جلوگیری از فرسایش یا به حداقل رساندن آن:

استفاده از شخم حفاظتی یا سیستم کشت بدون شخم (No Tillage)

امروزه استفاده از سیستم‌های بدون شخم به دلایل مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی در حال افزایش است. علاوه بر این کشت بدون شخم روش مؤثر و کم‌هزینه‌ای برای کاهش فرسایش خاک، افزایش ماده‌ی آلی خاک، افزایش ظرفیت نگه‌داری آب و مواد مغذی خاک و تولید پایدار مواد غذایی است. این روش در مقایسه با سیستم‌های معمول خاک‌ورزی به میزان قابل‌توجهی فرسایش آبی و بادی خاک را کاهش می‌دهد.

استفاده از شخم سطحی و افزودن مواد آلی به خاک

استفاده از شخم سطحی و افزودن مواد آلی به خاک جهت بالا بردن قدرت جذب آبی خاک برای جلوگیری از فرسایش آبی توصیه می‌شود؛ اما شخم‌هایی که باعث نرم و پودری شدن خاک (ریز شدن ذرات خاک)، برگرداندن کامل خاک و از دست رفتن رطوبت خاک می‌شوند (مانند شخم با گاوآهن برگردان دار) می‌توانند فرسایش آبی و بادی را افزایش دهند. استفاده از گاوآهن پنجه غازی که خاک را برنمی‌گرداند و فقط در خاک شیار ایجاد می‌کنند جهت جلوگیری از فرسایش خاک مناسب‌تر است.

استفاده از گیاهان پوششی

محصول پوششی یک گیاه است که معمولاً زودتر از گیاه اصلی و زمانی که شرایط برای رشد گیاه اصلی مناسب نیست (مثلاً وجود سرمای زمستانه) در زمین کشت می‌شود و قبل از کاشت محصول اصلی سرکوب می‌شود؛ مانند کشت حبوبات زمستانه (شبدر زمستانه و ماشک مویی) که با قابلیت تثبیت نیتروژن مقدار ماده‌ی آلی خاک را افزایش می‌دهد، باعث ذخیره‌ سازی آب و حفظ رطوبت در خاک و کنترل و سرکوب علف‌های هرز می‌گردد، همچنین از فرسایش آبی و بادی خاک جلوگیری می‌کند.

باید توجه شود که گیاهان پوششی قبل از اینکه وارد فاز زایشی شوند و به گل بروند سرکوب‌شده و از بین بروند زیرا اگر این گیاهان به بذر بروند می‌توانند تبدیل به علف هرز برای محصول اصلی شوند.

محصولات پوششی نقش مهمی در افزودن ماده‌ی آلی خاک و درنتیجه بهبود ساختار خاک و سایر خصوصیات فیزیکی خاک مانند ظرفیت تبادل یونی و تخلخل خاک‌دارند. علاوه بر این استفاده از گیاهان پوششی لگومینه باعث افزایش نیتروژن خاک شده و کاربرد کودهای نیتروژنه را کاهش می‌دهد.

استفاده از مالچ‌های آلی یا مصنوعی در سطح خاک

مالچ‌های آلی مانند کاه و کلش گیاهان و بقایای محصول کشت‌شده‌ی قبلی باعث نفوذ بیشتر آب آبیاری یا بارندگی به پروفایل خاک می‌شود (بهبود راندمان مصرف آب) و درنتیجه جریان آب را کاهش داده و باعث کاهش فرسایش آبی خاک می‌شود. علاوه بر این شستشوی کودهای ارگانیک و شیمیایی را نیز کاهش می‌دهد.

همچنین پوشش خاک با مالچ باعث کاهش باد بردگی خاک و جلوگیری از فرسایش بادی خاک می‌شود.

استفاده از مالچ‌های آلی در مزارع این امکان را فراهم می‌کند که ادوات به‌راحتی وارد مزرعه شوند بدون اینکه موجب فرسایش و خارج شدن خاک مزرعه شوند (در نبود مالچ، خاک در صورت داشتن مقدار کمی رطوبت به چرخ‌های ادوات کشاورزی چسبیده و از مزارع خارج می‌شود). همچنین در بعضی مناطق از پلاستیک‌های تیره یا شفاف به‌عنوان مالچ استفاده می‌کنند که این پوشش‌های پلاستیکی از فرسایش بادی و آبی خاک جلوگیری میکند.

پوشش‌های پلاستیکی سیاه از رشد علف‌های هرز نیز جلوگیری کرده و با گرم کردن خاک می‌توان از آن‌ها جهت پیش رس کردن محصول نیز استفاده کرد؛ اما به علت اینکه بعد از مصرف و پوسیده شدن در طبیعت رهاشده و باعث آلودگی محیط‌ زیست می‌گردند زیاد توصیه نمی‌شوند.

استفاده از بادشکن‌های طبیعی یا مصنوعی

بادشکن‌ها یک روش منطقی برای کاهش و کنترل میزان اثرات نامطلوب بادهای شدید می‌باشند.

بادشکن‌ها با ایجاد مقاومت در برابر جریان هوایی که از آن‌ها عبور می‌کنند باعث کاهش سرعت باد می‌شوند؛ اما سرعت باد در بالای بادشکن افزایش می‌یابد؛ بنابراین جهت کاهش سرعت جریان هوا و جلوگیری از فرسایش خاک مخصوصاً فرسایش بادی می‌توان درخت‌ها، درختچه‌ها یا گیاهان بلندی مانند ذرت و آفتابگردان را عمود برجهت وزش باد کشت کرد. همچنین می‌توان از بادشکن‌های مصنوعی مانند دیوارهای سنگی، پلاستیکی، حصیری یا شاخه‌های بریده‌شده از درختان موجود در منطقه استفاده کرد.

احیا و اصلاح و محافظت از مراتع

مراتع یکی از مهم‌ترین منابع طبیعی کشور هستند که نقش مهمی در حفاظت از محیط‌زیست و کاهش فرسایش خاک دارند. وجود مراتع با پوشش گیاهی مناسب از ایجاد رواناب و برخورد شدید قطرات با خاک توسط بارندگی‌های شدید و درنتیجه فرسایش خاک جلوگیری کرده و باعث تقویت سفره‌های آب زیرزمینی و جلوگیری از پر شدن مخازن سدها و تجمع رسوبات در پشت سدها می‌شود.

متأسفانه مراتع کشور ما در سال‌های اخیر در اثر چرای بیش‌ازحد دام‌ها و آتش‌سوزی و تغییر کاربری در حال نابودی هستند؛ بنابراین باید از چرای بیش‌ازحد مراتع توسط دام‌ها و تغیر کاربری آن‌ها جلوگیری کرده و نسبت به احیا و افزایش پوشش گیاهی مراتع اقدام کرد. همچنین با کشت گیاهانی مانند آگروپایرون که به تنش‌های حیاتی و غیر حیاتی مقاوم هستند می‌توان نسبت به احیا و اصلاح مراتع اقدام کرد.

تغییر سیستم آبیاری جهت جلوگیری از فرسایش خاک

اصلاح روش‌های آبیاری نقش مهمی در جلوگیری از فرسایش و تخریب خاک دارد. با توجه به شرایط اقلیمی، میزان آب در دسترس، نوع خاک و گیاه باید مناسب‌ترین سیستم جهت آبیاری مزارع و باغات را انتخاب کرد و فرسایش خاک را به حداقل رساند.

انتخاب روش‌هایی مانند آبیاری سطحی و قدیمی مخصوصاً در زمین‌های شیب‌دار باعث فرسایش خاک می‌شوند. سیستم‌های نوین آبیاری مانند آبیاری بارانی، قطره‌ای و زیرسطحی می‌تواند باعث صرفه‌جویی در مصرف آب و جلوگیری از فرسایش خاک گردد.

کشت گیاهان در جهت عمود بر شیب زمین

کشت گیاهان در مناطق شیب‌دار در جهت شیب زمین فرسایش خاک را افزایش می‌دهد و کشت در جهت عمود بر شیب زمین تأثیر زیادی در کاهش فرسایش آبی و بادی خاک دارد.

جمع بندی

اینکه خاک یکی از منابع اصلی جهت رشد گیاهان و تولید مواد غذایی است و امروزه افزایش تولید مواد غذایی و استفاده‌ی درست از منابع جهت تولید در سرتاسر جهان در اولویت قرار دارد بنابراین محافظت از خاک و جلوگیری از فرسایش آن از اهمیت بالایی برخوردار است.

بیشتر منابع خاک را به‌عنوان یک منبع تجدید پذیر می‌دانند اما با توجه به اینکه جهت تولید یک اینچ خاک زمان بسیار زیادی لازم است باید آن را جز منابع تجدید ناپذیر طبقه‌بندی کرد تا اقدامات اصولی‌تری در جهت حفظ و نگهداری آن صورت گیرد.

در اثر فرسایش حاصلخیزی خاک و عناصر غذایی موردنیاز گیاه از بین رفته و درنتیجه از میزان تولید و کیفیت محصول کاسته می‌شود. جلوگیری از فرسایش آبی و بادی خاک یکی از مؤثرترین راه‌ها جهت حفظ و نگهداری این منبع سخت تجدید پذیر یا به عبارتی تجدید ناپذیر و نزدیک شدن به تولید پایدار هست.