Διάβρωση εδαφών ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ Διάβρωση με νερό Διάβρωση με αέρα Διάβρωση κατά φύλλα Αυλακωτή Διάβρωση Χαραδρωτική Διάβρωση Διάβρωση με αέρα

Διάβρωση με νερό (Water erosion) Διάβρωση κατά φύλλα (Sheet erosion) Απομάκρυνση του εδάφους ομοιόμορφα από την επιφάνεια του εδάφους

Διάβρωση με νερό (Water erosion) Αυλακωτή Διάβρωση (Rill erosion) Σχηματισμός μικρών καναλιών διασκορπισμένων ανομοιόμορφα, ιδίως σε γυμνά, μη καλλιεργούμενα ή φρεσκοκαλλιεργημένα εδάφη

Διάβρωση με νερό (Water erosion) Χαραδρωτική Διάβρωση (Gully erosion) Σχηματισμός μεγάλων καναλιών ή χαραδρών σε θέσεις όπου συγκεντρώνεται το νερό

Διάβρωση με αέρα (Wind erosion) Συμβαίνει κυρίως σε ξηρές και ημίξηρες περιοχές και λιγότερο σε υγρές σε όλους τους τύπους εδαφών. Νιγηρία

Συνέπειες Διάβρωσης Εδαφών Απώλεια εδάφους Χώρα Απώλεια εδάφους (εκ. στρ.) Κίνα 990 Ινδία 1400 Αμερική 1670 Πρώην Σοβ. Ένωση 2510 Άλλες 6070

Συνέπειες Διάβρωσης Εδαφών Απώλεια θρεπτικών στοιχείων Στοιχείο Ολικό Διαθέσιμο Ν 9494 1744 Ρ 1704 34.1 Κ 57.920 1.158

H ΔΙΑΒΡΩΣΗ είναι παγκόσμιο πρόβλημα Το 1/3 της καλλιεργήσιμης γης παγκοσμίως έχει χαθεί από το 1950 Το περισσότερο στην Ασία, Αφρική, Ν. Αμερική 13-18 t/a/yr Το 30% των εδαφών έχουν εγκαταλειφθεί λόγω Διάβρωσης Αλάτωσης Συμπίεσης Το 90% των εδαφών χάνονται γρηγορότερα από ό,τι αντικαθίστανται >1 t/a/yr

Διάβρωση εδάφους Με νερό και αέρα Οι απώλειες μπορεί να είναι τεράστιες Με νερό 3,5 x 109 t/yr Με αέρα 1,5 x 109 t/yr Μεταφορά καλλιεργήσιμης γης Θέματα ποιότητας περιβάλλοντος Απώλεια παραγωγικότητας

Διάβρωση με νερό Αρχίζει με τη σταγόνα της βροχής που «χτυπάει» το γυμνό έδαφος Οι δυνατές βροχές «σφραγίζουν» την επιφάνεια Όταν ο ρυθμός της βροχόπτωσης είναι μεγαλύτερος από την διηθητικότητα του εδάφους, τότε το νερό αποθηκεύεται σε μικρές ταπεινώσεις του αναγλύφου (όταν είναι σχετικά επίπεδο το έδαφος) Όταν οι ταπεινώσεις γεμίσουν, η επιφανειακή απορροή αρχίζει

Διάβρωση με νερό Στην αρχή το νερό κυλάει σε ασυνεχή κανάλια Τελικά η απορροή επικρατεί σε συγκεκριμένες αυλακώσεις. Το νερό έχει την ενέργεια να διανοίξει όλο και περισσότερο τις αυλακώσεις αυτές. Η διάβρωση που προκαλείται από στρωματικές ή αυλακωτικές διεργασίες αυξάνεται με την κλίση και το μήκος της κλίσης Τα αυλάκια τελικά θα διευρυνθούν σε χαραδρωτική διάβρωση

Πρόβλεψη διάβρωσης= USLE Στρωματική Αυλακωτή Χαραδρωτική Περιοχή RUSLE Τυπική λεκάνη απορροής

Διάβρωση με αέρα Η αναπήδηση αποκόπτει τεμαχίδια εδάφους Αιώρηση Αιώρηση WIND Αναπήδηση Κύλιση Η αναπήδηση αποκόπτει τεμαχίδια εδάφους Μικρότερα τεμαχίδια αιωρούνται Μεγαλύτερα τεμαχίδια κυλούνε Αμμώδη και μέσης σύστασης εδάφη είναι πιο επιρρεπή Το έδαφος συσσωρεύεται σε εμπόδια

Επίδραση της διάβρωσης στην παραγωγικότητα Ρηχό ριζόστρωμα Λιγότερο διαθέσιμο νερό (δυνατότητα του εδάφους για αποθήκευσή του) Απώλεια θρεπτικών και οργανικής ουσίας Καλλιέργεια υπεδάφους (αναγκαστικά) Φτωχότερη παραγωγή Μεγαλύτερη αντίσταση στη διείσδυση Μειωμένη υδραυλική αγωγιμότητα Δυνατότερα συσσωματώματα (άρα περισσότερο καύσιμο για ελκυστήρες και δυσκολία καλλιέργειας) Μπορεί ένα διαβρωμένο έδαφος να βελτιωθεί;

1400 Μέση ετήσια διάβρωση εδάφους (t/στρ) 200 400 600 800 Ετήσια βροχόπτωση 1000 1200 20 40 60 80 Έρημος Υγρές εύκρατες Ημιξηρικές Δασώδεις

100 80 60 40 20 D e p t h ( c m ) H o r i z n Ap Bt1 s l g d a v

Μεταφορά εδάφους με μηχανική καλλιέργεια Συνολική μετακίνηση προς τα χαμηλότερα του αναγλύφου με την καλλιέργεια Αποτέλεσμα είναι η μείωση του αναγλύφου Τα φυσικά εμπόδια σταματούν την περαιτέρω μετακίνηση Η διάβρωση με νερό αυξάνει την ένταση του αναγλύφου

Σύγκριση διάβρωσης με νερό και μετακίνησης εδάφους με καλλιέργεια Καλλιέργεια Αρχική επιφάνεια εδάφους Μετακίνηση με καλλιέργεια: Οι επιδράσεις αυξάνονται σε «εξογκώματα» . Αποτέλεσμα είναι η εξουδετέρωση της έντασης του αναγλύφου. Καλλιέργεια Κορυφή Αυχένας Πρανές ή κλιτύς Εξομάλυνση κλιτύος

Εδαφική απώλεια και μείωση παραγωγικότητας Πείραμα με σιτάρι Απομακρύνθηκαν 0, 5, 10, 15 και 20 cm επιφανειακού εδάφους Με άρδευση και χωρίς Μεταχειρίσεις: α) Καμία (μάρτυρας), β) N&P, γ) 30 t/a MANURE, και δ) 10 cm επιφανειακού εδάφους

Απώλεια επιφανειακού στρώματος και παραγωγικότητας TOPSOIL REMOVED (in) NON-IRRIGATED SITE LARNEY ET AL., 2000 5 10 15 20 25 30 CONTROL FERTILIZER MANURE TOPSOIL WHEAT YIELD (bu/a) 2 4 6 8 33,5 67 100,5 134 167,5 201 kg/στρ

Απώλεια επιφανειακού στρώματος και παραγωγικότητας TOPSOIL REMOVED (in) IRRIGATED SITE LARNEY ET AL., 2000 33,5 67 100,5 134 167,5 201 kg/στρ 234,5 268 301,5

Μπορεί η κοπριά να αποκαταστήσει ένα διαταραγμένο έδαφος; Κλάση Οργ. ΦΕΒ Υδραυλική Διάβρωσης Κοπριά C αγωγιμότητα % g/cm2 mm/sec Ελαφριά ΟΧΙ 1.4 1.32 0.3 ΝΑΙ 2.1 1.15 0.7 Μέτρια ΟΧΙ 1.6 1.32 1.0 ΝΑΙ 2.3 1.21 1.9 Σοβαρή ΟΧΙ 1.8 1.30 0.9 ΝΑΙ 2.5 1.20 2.5

Παραγωγή καλαμποκιού σε διαβρωμένο έδαφος (μέσοι όροι 12 ετών) 945 976 1008 1040 1071 1102 1134 1165 kg/στρ

USLE = Universal Soil Loss Equation Εξίσωση Παγκόσμιας Απώλειας Εδάφους Α= R K LS C P x 0,224 t/στρ R = Κλιματικός παράγοντας: 20-100 (ξηροθερμικές) έως 700 (τροπικές) R = Σ(μηνιαία βροχή)2 / Ετήσια βροχή

Παράδειγμα Θεσσαλονίκη (μέσοι όροι 50 ετών) Μήνας ΥΒ ΥΒ2 Ιαν 36,9 1362 Φεβ 40,3 1624 Μαρ 45,7 2088 Απρ 36,1 1303 Μαι 44,0 1936 Ιουν 31,6 999 Ιουλ 25,6 655 Αυγ 20,8 433 Σεπ 26,2 686 Οκτ 40,6 1648 Νοε 57,7 3329 Δεκ 52,9 2798 458,4 18861 R=Σ(μηνιαία βροχή)2/Ετήσια βροχή Για όλο το έτος: R = 18861/458,4 = 41,15 Για τους μήνες Οκτώβριο – Ιούνιο (καλλιέργεια σιταριού): R = 37,28

Κ = Εδαφικός παράγοντας (σταθερότητα δομής εδάφους) 0 (μέγιστη σταθερότητα) έως 0,6 (μικρή διηθ. και εύθραυστα συσσωμ. Εξαρτάται από την κοκκομετρία του εδάφους (δίνεται από Πίνακες) Κοκκομετρία ΟΜ<2% ΟΜ>2% Αργιλώδες (>45%) 0,19 0,15 Αργιλώδες (<45%) 0,24 0,21 Αργιλοπηλώδες 0,33 0,28 Ιλυοαργιλώδες 0,27 0,26 Αμμώδες 0,09 0,06 Αμμοπηλώδες 0,14 0,12 Πηλώδες 0,34 0,26 Πηλοαμμώδες 0,05 0,04 Αμμοαργιλοπηλώδες 0,20 0,20 Ιλυοπηλώδες 0,41 0,37 Ιλυοαργιλοπηλώδες 0,35 0,30 Ιλυώδες 0,30 0,28 Αμμοαργιλώδες 0,25 0,23 Παράδειγμα: Έδαφος με ΟΜ = 1,5% Άργιλο = 30% Άμμο = 40% (μέσω του τριγώνου κοκκομετρικής σύστασης των εδαφών): Αργιλοπηλώδες, άρα Κ = 0,33 (αν είχε ΟΜ = 2,3%) Κ = 0,28

LS = Παράγοντας κλίσης Κλίση, % ΝΝ 0-0,9 0,2 1-2,9 0,3 3-4,9 0,4 >5 0,5 LS = [0,065 + 0,0456 (κλίση) + 0,006541 (κλίση)2] (μήκος κλίσης/66,3)ΝΝ Παράδειγμα: Μήκος πλαγιάς (L) = 40 m Μέση κλίση πλαγιάς (S) = 4% LS = [0,065 + 0,0456 (4) + 0,006541 (4)2] (40/66,3)0,4 = = (0,065 + 0,1824 +0,10464 ) (0,60330,4) = = 0,352 x 0.811 = 0.285

C = Παράγοντας καλλιεργητικής πρακτικής C = CA x CB CA (είδος καλλιέργειας) Γυμνό έδαφος = 1 Αραιές γραμμές φύτευσης (π.χ., καλαμπόκι, βαμβάκι) = 0,50 Χορτοδοτικά = 0,50 Πυκνές γραμμές φύτευσης (π.χ., δημητριακά) = 0,35 Οπωροφόρα = 0,10 Λειμώνες = 0,02 CB (καλλιεργητική πρακτική) Όργωμα = 1 Κάλυψη >30% με φυτικά υπολείμματα = 0,60 Ακαλλιέργεια = 0,25

P = Παράγοντας αντιδιαβρωτικών μέτρων προστασίας Κίνηση μηχανημάτων κάθετα στις ισοϋψείς = 1 Κίνηση μηχανημάτων σε ευθείες (τυχαία ως προς τις ισοϋψείς) = 0,75 Κίνηση μηχανημάτων παράλληλα προς τις ισοϋψείς = 0,50 Κατασκευή αναβαθμών (και κίνηση μηχανημάτων στις ισοϋψείς) = 0,4 Κλάση διάβρωσης Κλάση Απώλεια εδάφους Έτη για απώλεια βάθους (t/στρ/έτος) εδάφους 30 cm Ανεκτή <0,75 535 Μικρή 0,75-1,25 320-535 Μέτρια 1,25-2,50 160-320 Μεγάλη 2,50-3,75 107-160 Σοβαρή >3,75 <107

Υπολογίστε με την USLE την απώλεια εδάφους στη Θεσσαλονίκη όταν μήκος πλαγιάς = 40 m, μέση κλίση πλαγιάς = 4%, το έδαφος οργώνεται κάθετα στις ισοϋψείς, και έχει άργιλο=20%, άμμο=40% και οργανική ουσία=3%. A = R K LS C P x 0,224 Για Θεσσαλονίκη, R = 41,15 K = 0,26 LS = 0,285 C = 1 P = 1 Α = 41,15 x 0,26 x 0,285 x 1 x 1 x 0,224 = 0,732 t/στρ (Μικρή διάβρωση)

Η αρχή της μεθόδου της καλλιέργειας (άροσης) κατά τις ισοϋψείς (contour farming)

Καλλιέργεια σε καμπύλες (όχι ευθείες) κατά τις ισοϋψείς

Πεζούλες ή αναβαθμοί για μείωση κλίσης μιας επικλινούς έκτασης

Ανακεφαλαίωση Η εδαφική διάβρωση είναι σοβαρό πρόβλημα Περιβαλλοντικό Γεωπονικό (παραγωγικότητα) Ο σχεδιασμός συντήρησης πρέπει να είναι ενσωματωμένος σε κάθε καλλιεργητική μεταχείριση και φροντίδα Η διάβρωση μπορεί να μειωθεί με αύξηση της κάλυψης της εδαφικής επιφάνειας με υπολείμματα της προηγούμενης καλλιέργειας και ενσωμάτωση οργανικής ουσίας (σε δραματικές περιπτώσεις, μείωση κλίσης με τεχνικά έργα, π.χ. πεζούλες ή αναβαθμοί) Η αποκατάσταση είναι αργή και επίπονη.