Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis
Paviršinis nuotėkis, vėjas ir dirvožemio nuostoliai
Vertindami pasėlio dirvožemio apsaugą atskirkite dalelių atplėšimą, pernešimą, nusėdimą ir išmatuotą išnešimą.
Pasirengimas ir susiję straipsniai
Bendrieji žinių pagrindai
Susiję straipsniai
Straipsnis padės
- Atskirti vietinį dirvožemio judėjimą nuo nešmenų išnešimo.
- Vandens nuotėkio ir vėjo mechanizmus palyginti su danga ir reljefu.
- Apskaičiuoti nešmenų kiekį per aiškiai apibrėžtą įvykį.
- Naudoti nuoseklius lauko stebėjimus nepriskiriant neišmatuoto apsaugos poveikio.
Dirvožemis gali judėti nepalikdamas lauko
Po audros drumzlinas vanduo gali ištekėti iš daržovių sklypo, o žemiau šlaite už augalų stiebų kaupiasi sąnašos. Abu stebėjimai susiję su dirvožemio judėjimu, bet apibūdina skirtingas vietas. Erozija apima dalelių atplėšimą ir pernešimą; nusėdimas vyksta pernešamai medžiagai nusėdant. Lauko viduje perkeltas dirvožemis nebūtinai sudaro tokį patį kiekį kaip per lauko ribą išnešti nešmenys.
Šis skirtumas svarbus, nes vietoje pasėlis gali netekti naudingo paviršinio dirvožemio, nors dalis medžiagos lieka kitur netoliese. Žemiau esantis vanduo gali gauti nešmenų iš kelių šaltinio vietų. Vien ištekėjimo vietos stebėjimas nenustato kiekvieno šaltinio ir neišmatuoja viso judėjimo lauko viduje.
Vanduo ir vėjas medžiagą perneša skirtingai
Lietaus lašų smūgiai gali atplėšti atviras daleles. Paviršinis nuotėkis gali jas nešti plonu srautu paviršiumi, smulkiomis erozinėmis vagutėmis arba didesniais sutelkto tekėjimo keliais. Vanduo dažniau nuteka paviršiumi, kai tiekimas viršija įsigėrimą ir paviršiaus talpą, įskaitant vietas, kur plutelė ar suslėgimas riboja infiltraciją. Nuolydis ir susijungę tekėjimo keliai lemia, kur patenka pernešamas dirvožemis.
Vėjas gali atplėšti ir pernešti medžiagą nuo atvirų, sausų, birių paviršių. Ilgas atviras ruožas sudaro pernešimo galimybių, o augalija ar kitas šiurkštumas pakeičia vėją prie paviršiaus. Todėl vėjo erozija neapsiriboja stačiais šlaitais. Vanduo ir vėjas tą pačią vietą gali veikti skirtingu laiku; viena apžiūra po lietaus neįvertina visos vėjo rizikos.
Danga pakeičia jėgas ir pernešimo kelius
Augalų lapija, stovintys stiebai ir augalų liekanos gali sulaikyti smūgius ir pakeisti tekėjimą prie paviršiaus. Su dirvožemiu besiliečianti danga apsaugo jo paviršiaus dalis, o stabili struktūra ir susijungusios poros veikia atsparumą bei infiltraciją. Svarbus išdėstymas: pernešimo kelią pertraukianti juosta atlieka kitokį vaidmenį nei toks pat medžiagos kiekis, paskleistas ten, kur beveik neteka vanduo.
Dangą vertinkite kartu su reljefu, lietaus intensyvumu, vėjo poveikiu ir dirvožemio būkle. Vien dangos procentas neprognozuoja nešmenų nuostolių. Gyva danga taip pat gali naudoti vandenį ir turi tinkamai įsilieti į pasėlių sistemą. Liekanų išlaikymą, sėjomainos keitimą ir sutelkto srauto valdymą verta vertinti vietoje; tai nėra tarpusavyje pakeičiamos priemonės, garantuojančios poveikį.
Išmatuotas ištekėjimas suteikia apibrėžtą nešmenų kiekį
Tarkime, per įvykį pro stebimą ištekėjimo vietą prateka 3 000 L paviršinio nuotėkio, o reprezentatyvi vidutinė sausų nešmenų koncentracija, svertinė pagal įvykio vandens tūrį, yra 0,4 g/L. Tūrį padauginus iš koncentracijos gaunama 1 200 g, arba 1,2 kg, išmatuoto skendinčių nešmenų išnešimo. Koncentracija turi atspindėti visą įvykį; vienas patogiai paimtas momentinis mėginys gali to neatspindėti.
Ši apskaita neapima dugnu judančių nešmenų, nestebimų kelių ir medžiagos, nusėdusios iki ištekėjimo vietos. Ji neišmatuoja viso bendro atplėštų dalelių kiekio. Drumstam mėginiui taip pat reikia tinkamo sausų nešmenų matavimo, o ne vizualaus koncentracijos spėjimo. Nurodydami nešmenų kiekį išsaugokite įvykį, tiriamą medžiagą ir stebėjimo ribas.
| Dydis | Reikšmė | Ribos |
|---|---|---|
| Paviršinio nuotėkio tūris | 3 000 L | Stebima ištekėjimo vieta ir įvykis |
| Vidutinė sausų nešmenų koncentracija | 0,4 g/L | Reprezentatyvus pagal tūrį svertinis vidurkis |
| Apskaičiuotas išnešimas | 1 200 g = 1,2 kg | Tik skendinčios medžiagos |
| Bendras atplėštų dalelių kiekis | Nenustatytas | Nusėdimas ir kiti keliai neišmatuoti |
Išmatuokite vieną išnešimo ribą
Skaityti schemos paaiškinimą
Hipotetinį stebimo nuotėkio tūrį susiekite su reprezentatyvia sausų nešmenų koncentracija.
Dalys
- Nuotėkis 3 000 L
- Visas srauto tūris šioje ištekėjimo vietoje per vieną įvykį.
- Sausi nešmenys 0,4 g/L
- Reprezentatyvi pagal įvykio tūrį svertinė koncentracija.
- Skendinčių nešmenų 1,2 kg
- 3 000 × 0,4 = 1 200 g; 1 200 g = 1,2 kg.
- Kitas judėjimas nežinomas
- Nusėdimas, dugno pernešimas ir nestebimi keliai neįtraukti.
Ryšiai
- Nuotėkis 3 000 L → Skendinčių nešmenų 1,2 kg: Dauginti
- Sausi nešmenys 0,4 g/L → Skendinčių nešmenų 1,2 kg: Tūris × koncentracija
- Skendinčių nešmenų 1,2 kg → Kitas judėjimas nežinomas: Kiekiškai nenusako
Fiksuokite pasiskirstymą ir lyginkite panašius stebėjimus
Naudingi požymiai yra erozinės vagutės, atsidengusios šaknys, sąnašos, išplauti ploteliai ir liekanų judėjimas. Užfiksuokite jų vietą, apimtį ir ryšį su tekėjimu ar vėjo poveikiu. Nuotraukos iš pastovių vietų ir pakartotiniai stebėjimai gali padėti aptikti pokytį. Jei nematyti aiškios griovos, tai neįrodo, kad nevyksta seklus ar vėjo sukeltas judėjimas.
Paprastas dangos tyrimas prieš pakeitimą gali aptikti padengtą žemę 25 iš 100 sistemiškai išdėstytų taškų, o po jo – 65 iš 100. Tirtos dangos dalis padidėja nuo 25 % iki 65 %, tai yra 40 procentinių punktų. Tyrimui reikia vienodo padengtos žemės apibrėžimo ir palyginamo taškų išdėstymo; jis neįrodo tokio pat procentinio erozijos sumažėjimo.
Apsaugą derinkite prie proceso
Apsauga prasideda nuo šaltinio ir kelio: mažinkite pažeidžiamą atvirą paviršių, išlaikykite dirvožemio struktūrą ir valdykite jį veikiančias vandens ar vėjo jėgas. Sutelktam nuotėkiui gali reikėti tinkamo apželdinto kelio ar inžinerinio išleistuvo bei lauko dangos. Vėjo užtvaros mechanizmas skiriasi nuo drenažo ar terasos. Tikslūs matmenys ir statyba priklauso vietoje įvertintai inžinerijai.
Numatytą rezultatą ir šalutinį poveikį vertinkite per svarbius įvykius ir sezonus. Ar apsaugotas dirvožemis liko vietoje, ar atsirado naujų sutelkto tekėjimo kelių ir kur pateko nuotėkis ar nešmenys? Kartu su matoma būkle palyginkite augalų veiklą, vandens naudojimą, priežiūrą ir išmatuotą išnešimą. Įrengta priemonė ar žalesnė nuotrauka liudija veiksmą ar išvaizdą; tikrąją apsaugą dar reikia stebėti.
Išnagrinėti pavyzdžiai
Nešmenų kiekis per įvykį
Kiek skendinčių nešmenų kerta pavyzdžio ištekėjimo vietą?
- Naudokite 3 000 L įvykio tūrį ir reprezentatyvų 0,4 g/L vidurkį.
- 3 000 L × 0,4 g/L = 1 200 g.
- 1 200 g / 1 000 = 1,2 kg.
Šiai ištekėjimo vietai ir įvykiui išmatuotas skendinčių nešmenų išnešimas yra 1,2 kg. Bendras atplėštas kiekis, dugno nešmenys ir nestebimi keliai lieka nežinomi.
Išmatuotos dangos pokytis
Kas pasikeičia, kai iš 100 taškų padengtų taškų padaugėja nuo 25 iki 65?
- Prieš: 25/100 × 100 = 25 %.
- Po: 65/100 × 100 = 65 %.
- 65 − 25 = 40 procentinių punktų.
Taikant tą patį tyrimo apibrėžimą tirtos dangos dalis padidėja 40 procentinių punktų. Tai nėra išmatuotas 40 % dirvožemio nuostolių sumažėjimas.
Pasitikrinkite supratimą
Ar ištekėjimo vietoje išnešti nešmenys būtinai lygūs visam lauke atplėštam dirvožemiui?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Dalis atplėštos medžiagos nusėda iki ištekėjimo vietos; kita medžiaga ar keliai gali būti neišmatuoti.
Ar lygus paviršius pašalina vėjo erozijos riziką?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Plikas, sausas, birus dirvožemis ir atviras vėjo poveikis gali leisti medžiagai judėti be stataus nuolydžio.
Ar vien didesnė išmatuota danga kiekybiškai nusako erozijos sumažėjimą?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Danga pakeičia apsaugos galimybes, tačiau svarbios ir jėgos, išdėstymas, dirvožemio būklė bei tikras pernešimas.
Svarbiausios mintys
- Dalelių atplėšimas, pernešimas, nusėdimas ir išnešimas yra skirtingos apskaitos dalys.
- Stebėjimus ir apsaugą derinkite prie vandens ar vėjo pernešimo kelių.
- Nešmenų kiekiui nurodykite įvykio tūrį, reprezentatyvią koncentraciją ir stebimą medžiagą.
- Dangos pokytis yra rodiklis, o ne automatiškai nustatomas dirvožemio nuostolių procentas.
- Susietus kelius ir augalų veiklą vertinkite laikui bėgant.
Šaltiniai
Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.