土壤侵蚀的原因、类型、减少和预防的方法

侵蚀使土壤质量下降，是世界上农田流失的主要原因。了解土壤侵蚀的原因及其机制将减缓田间破坏。其影响可能相当严重，但预防和减少措施以及早期问题检测将降低风险。用于远程作物控制的卫星技术在这里可以提供帮助，因为土壤侵蚀与田地中的植被水平相关。

什么是土壤侵蚀，它是如何发生的？

土壤侵蚀是由于其颗粒的去除而导致土地退化。它由三个基本阶段组成：移动、运输和沉淀。它们的速度取决于土壤类型、聚集、渗透和地被。例如，聚集良好的田地不太容易受到破坏，而裸露的土地最容易被破坏。斜坡需要在阵雨期间额外防止水侵蚀，这可以通过覆盖作物、多年生草或梯田耕作来解决。

土壤侵蚀的原因：为什么会发生？

有自然因素和人为因素。在强降雨期间，田间的表土被风或快速的水径流带走。然而，当管理不善时，也存在由耕作本身引起的土壤侵蚀。

土壤侵蚀的自然因素

• 强风。强风吹走干燥的微小地球颗粒，这是导致沙漠化的半干旱地区的典型问题。
• 气候变化。异常降雨或温度跳跃会破坏场地表面。气候变化对土壤侵蚀的另一个影响是阻碍了植被生长，这会减少田间覆盖并使其暴露在风雨中。
• 降雨和洪水。过多的降雨会冲走表土颗粒，而大雨滴会撞击田地表面并以猛烈的飞溅破坏它。洪水期间的流动水流是水土流失的另一个原因。
• 野火。树木和灌木减缓了水径流。当森林或缓冲区被野火摧毁时，水流不会有任何障碍。

人类活动造成的土壤侵蚀

除了自然因素外，由于不负责任的农场管理或为城市扩张、旅游发展、道路建设等而砍伐森林，也会发生水土流失。

导致土壤侵蚀的农业实践

由于农田更容易受到降雨和风的影响，自然植被比农作物得到更好的保护。此外，由于植被种类和土壤微生物的生物多样性减少，农业实践会导致土壤侵蚀。反过来，缺乏有机物质和有益的生物群会对田地的肥力产生负面影响，因为不仅地球颗粒而且营养物质都会从裸露的田地中带走。

由于农场管理不善导致水土流失的主要原因是过度施肥或灌溉、常规耕作、单一种植​​、过度放牧等。让我们考虑不同耕作方式对侵蚀过程的影响。

单作会导致土壤侵蚀吗？单一种植或单一种植意味着在几个季节种植相同的作物。由于每种作物都需要特定的养分，这种做法会导致田地枯竭。因此，它可能导致土地退化和土壤侵蚀。

常规耕作会导致田地侵蚀吗？它可以。特别是，犁板犁使土壤松散，导致水和风对农业土壤的侵蚀。相反，免耕农业可以防止这些过程。

化肥会导致土壤侵蚀吗？它可能会发生。在有机肥不足的情况下过度使用矿物肥料会导致除湿和破坏其结构，这反过来又使其更容易受到侵蚀过程的影响。

灌溉会导致土壤侵蚀吗？有时可以。人工灌溉是在缺乏自然供水的情况下生产作物的唯一途径，但过度灌溉会导致表土流失。特别是指由于重力从不平整的田地中去除养分和表土颗粒时的地表灌溉。

过度放牧会导致水土流失吗？确实如此。牲畜过度放牧是牧场管理不善的一个生动例子，它破坏了表土覆盖，促进了侵蚀过程。轮作放牧和覆盖作物可以解决这个问题。

梯田耕作会导致水土流失吗？它没有。相反，梯田耕作通过减缓平坦平台上的水流来防止侵蚀。

伐木和森林砍伐造成的土壤侵蚀

任何树木砍伐都会加速侵蚀过程，无论是木材采伐还是扩大用于种植油棕的农地。在砍伐树木全部或大部分的情况下，林地暴露程度最高。

土壤侵蚀的类型

分类是基于侵蚀过程的速度或其原因。因此，不同类型的土壤侵蚀分为加速或渐进、人为或自然。自然因素造成水土流失的主要因素是水流和风暴，但人类活动也可能加剧这种情况。

水蚀

顾名思义，这种土壤侵蚀类型是由水引起的，意味着在降雨、融雪、洪水或管理不善的灌溉后去除表土。因此，它可能由于极端天气或农业活动而发生。在裸露的地形和强降雨或融化的情况下，水的破坏发生得更快。

水土流失的主要类型有堤岸、片状、细沟、沟壑和飞溅。请参阅我们的“水蚀：类型、原因、影响和预防”文章中的详细描述。

风蚀

另一个诱发侵蚀的因素是破坏表土的沙尘暴。在过去的几十年中，沙尘暴一直是一种常见现象，尤其是在干旱地区。如果地球是平坦、细腻和干燥的，那么可蚀性就会增加。相反，山脊会减少风能，粗糙的重颗粒更难去除。

人为土壤侵蚀

这种类型是由于人为因素造成的，人类活动可以直接和间接地诱发水土流失。例如，直接影响来自采矿和采石。间接后果是不可持续的管理，扰乱表土，增加田地和森林的可侵蚀性。

土壤侵蚀的影响

侵蚀过程影响农业生产力，恶化农村社区（个体农民和农业合作社）的生活水平和福祉。随着时间的推移，被侵蚀的农田失去土壤肥力、退化并变得不适合农业活动。

根据美国农业部的数据，土壤侵蚀每年使美国的生产力降低近440 亿美元。

此外，侵蚀过程极大地破坏了自然，减少了生物多样性并导致生态系统失衡。然而，这并不是土壤侵蚀成为问题的唯一原因。它经常被忽视，土地腐烂变得无法弥补。

土壤侵蚀对农业的影响

各个领域的侵蚀进程不同，所需要的时间也不同。农场的侵蚀过程可能运行缓慢，但可能会因天气或田间处理事件而加速。特别是，由于重型机械运动或过度放牧导致的田间盐渍化或压实会加剧水的渗透并促进侵蚀。

随着时间的推移，被侵蚀的农田退化并变得不适合农业活动。它的发生是由于土壤侵蚀的负面影响，如表土、种植材料的枯竭、水污染、田间酸化等。

表土流失

表层土壤是地球上有机质和营养物质最丰富的层，因此它被水或风去除基本上会恶化田间肥力，这是土壤侵蚀对农业用地的关键影响。此外，小溪或沟壑使侵蚀土地的耕作变得非常复杂。

土壤酸化

缺乏有机物可能会增加田间酸度，从而减缓作物生长并使农田暴露在水和风中。

种植材料损失

水流或沙尘暴会带走田间的种子并破坏幼苗，从而导致作物损失并降低农民的利润。

水污染

土壤侵蚀的其他后果是水体的沉积和来自田间的化学物质的污染，这反过来又会破坏灌溉水的质量。

土壤侵蚀的环境影响

对农业的负面影响并不是唯一的麻烦。水土流失造成的损害的例子包括水生生物和植物的腐烂、生物多样性的丧失、沉积和频繁的洪水。

频繁的洪水事件

当森林被改造成牧场或田地时，总是存在经常发生洪水的风险，因为树木的根部固定了土地。这些地区也失去了渗透特性，这也导致洪水和内涝。

堵塞的水道和污染的水生动物

土壤侵蚀的长期影响包括水道堵塞和淤积。此外，被侵蚀的颗粒不仅会在较平坦的地区产生沉淀，还会堵塞长满草的水道、水坝和水泵。很多时候，来自田野的水流含有对人和动物有危险的化学物质，并且会毒害饮用水。

生物多样性的丧失

被侵蚀的土地植被稀疏，随着时间的推移变得完全裸露。这不仅意味着当地植物群和动物群的腐烂，因为许多生物体被剥夺了自然栖息地。生物多样性的丧失导致生态系统失衡。

减少温室气体封存

植被和树木是伟大的二氧化碳储存器，但被侵蚀的土地很难支持它们的生长。此外，土壤本身也可以作为二氧化碳的汇。根据阿伯丁大学的彼得-史密斯教授的说法，地球每年可以保留近5%的人为温室气体。可持续管理可以改善这种情况，并阻止我们星球上碳封存植被的损失。

土壤侵蚀的解决方案

土壤侵蚀控制的决策取决于土壤类型、地形或气候特征等因素，以及耕作系统或轮作等农业实践。分析所采取方法的有效性并针对各个领域进行调整非常重要。

成功始于及早发现问题并根据其严重程度选择合适的方法。例如，重新种植、覆盖作物或覆盖是减少初始阶段土壤侵蚀的好方法，因为植被可以保护田地免受径流、雨滴和风的破坏。在严重的情况下，可以通过梯田耕作或检查水坝来减轻影响。

其他土壤侵蚀控制措施包括等高种植和种植具有强大根系的多年生植物，以固定地面并减缓水流。

如何防止土壤侵蚀

减少侵蚀过程并不容易，阻止它们更困难，这就是为什么预防是迄今为止最好的控制方法。

在合适的土地上生产作物

有些地形极易发生侵蚀过程，因此如果不采取某些预防措施来降低风险，它们就不能用于耕作。此外，每种农田类型都需要进行特定的管理，以保护土壤免受侵蚀。

练习梯田和等高耕作

由于快速径流导致侵蚀迅速发展，梯田耕作是在陡峭山坡上种植农作物的唯一途径。等高耕作减少了土壤侵蚀，因为植物吸收了水，而山脊阻止了水的流动，​​从而降低了破坏风险。具有强壮根系的植物也可以固定土地并防止其滑下斜坡。

不要让土壤裸露

现场覆盖不仅有助于减少而且防止现场破坏。超过 30%的地被用于侵蚀控制有助于从根本上降低风险。在大多数放牧和作物生产系统中都可以实施完全覆盖。

植物植被

种植作物通过确保连续的地被覆盖来帮助防止土壤侵蚀，而让田地裸露会促进侵蚀过程。通过作物轮作和覆盖作物做法，在生长季节之间提供土壤覆盖。此外，轮作通过交替种植深根作物来固定土地，从而减少水土流失。此外，高植被序列保护田地免受风吹。

使用覆盖

稻草、干杂草或农用纺织品等覆盖物不仅可以保护田地免受风雨侵袭，还可以保持土壤水分，从而防止土壤开裂。此外，分解的生物来源的覆盖物为田地增加营养和有机物质，提高肥力并改善其结构。

切换到免耕或最小耕作

耕作是传统农业的一种常见做法，但研究证明，免耕方法中减少对农田的干扰也有助于减少水土流失。当土壤团聚体和地面覆盖物几乎没有受到影响时，侵蚀过程会缓慢发展。

添加有机物

健康的表土必须含有来自腐烂的动物粪便和植物粪便的有机物。有机物质以多种方式防止土壤侵蚀：

• 为农作物提供重要的养分，使地被植物更有活力；
• 提高保水性能并减少径流；
• 结合地球粒子以帮助它抵抗水流和风。

使用轮牧

当牲畜长期在同一个地方吃草时，它几乎会吃掉所有的植被。反过来，地被植物的丧失往往会引起侵蚀。这就是为什么通过将牛转移到其他牧场来让放牧区再生很重要的原因。

切换到滴灌

因为滴灌排除了过多的水流和飞溅，是防止水土流失的最佳灌溉方法。滴灌系统为地表或地下的植物根部提供微小的水滴，没有任何破坏风险。

可变比率施肥

如上所述，某些农用化学品的不当使用会引起风蚀或水蚀。农田水土流失往往是由于在没有足够数量的有机肥料的情况下过度施肥造成的。这种方法会导致现场除腐和破坏其结构。腐殖质含量低的田地更容易受到土壤侵蚀，因为小的非聚集土壤颗粒更容易被水冲走或被风吹走。尽管如此，这些负面后果可以通过合理分配矿物和有机肥料来避免，这得益于可变速率施用技术。

作物轮作计划和监测

轮作是减少水土流失的主要耕作方式之一。根据坡度和已经存在的侵蚀表现，采用一种或另一种类型的轮作，包括用多年生草本植物控制土壤侵蚀。此外，轮作被认为是保持高田间生产力的一个重要因素，因为持续种植同一单一作物会耗尽田地，导致土壤病害和毒性。

农田现场监测

土壤侵蚀控制的重要性

侵蚀的田地降低了美国和世界各地整个农业部门的生产力，重要的是要及时发现水土流失的地区，直到损害严重。大多数作物生产者已经设法减缓他们农场的土地破坏过程，但这个问题仍然是我们星球上农田损失的一个关键原因。这就是为什么种植者必须知道导致土壤侵蚀的原因以及如何及早阻止它。