فرسایش شیاری: وقتی باران زمین را می‌کَند
فرسایش شیاری چیست و چگونه آغاز می‌شود؟
برای درک فرسایش شیاری، ابتدا باید با مفهوم کلی فرسایش آشنا شویم. فرسایش به معنای جدا شدن و انتقال ذرات خاک از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر توسط عوامل طبیعی مانند آب و باد است. فرسایش شیاری مرحله‌ای پس از فرسایش قطره‌ای2 و سطحی است. وقتی باران می‌بارد، ابتدا قطرات باران مانند چکش‌های کوچکی به خاک برخورد می‌کنند و ذرات ریز آن را پرتاب می‌کنند. سپس این آب‌ها روی سطح زمین پخش می‌شوند. اگر شدت باران زیاد باشد یا زمین شیب داشته باشد، این آب‌های پراکنده به تدریج در مسیرهای خاصی جمع می‌شوند و جریان‌های کوچکی را تشکیل می‌دهند. این جریان‌های کوچک و متمرکز هستند که شروع به کندن خاک و ایجاد شیارهای کوچک می‌کنند.
یک مثال ساده: تصور کنید در یک روز بارانی، با یک شلنگ به یک تپه‌ی شنی آب بپاشید. ابتدا آب به صورت یکنواخت پخش می‌شود، اما به زودی می‌بینید که آب در برخی مسیرها بیشتر جمع شده و شیارهای کوچکی در شن‌ها ایجاد می‌کند. این یک شبیه‌سازی ساده از فرسایش شیاری است.
عوامل مؤثر در ایجاد و گسترش شیارها
عوامل مختلفی دست به دست هم می‌دهند تا فرسایش شیاری رخ دهد و شدت بگیرد. این عوامل را می‌توان در چند گروه اصلی دسته‌بندی کرد:
| عامل | تأثیر | مثال عینی |
|---|---|---|
| بارش | بارش‌های شدید و کوتاه‌مدت، آب زیادی را در زمان کم تولید می‌کنند که فرصتی برای نفوذ در خاک ندارد و در نتیجه رواناب3 زیادی ایجاد می‌شود. | رگبارهای بهاری در دامنه‌های کوه |
| شیب زمین | هرچه شیب زمین بیشتر باشد، سرعت جریان آب افزایش یافته و قدرت فرسایندگی آن بیشتر می‌شود. | زمین‌های کشاورزی در دامنه‌های تپه |
| نوع خاک | خاک‌های رسی سفت در برابر فرسایش مقاوم‌ترند، اما اگر ذراتشان جدا شود، به راحتی شسته می‌شوند. خاک‌های شنی نیز به راحتی شسته می‌شوند. | خاک‌های سست مناطق خشک |
| پوشش گیاهی | ریشه‌های گیاهان خاک را محکم نگه می‌دارند و شاخ و برگ گیاهان، انرژی قطرات باران را می‌گیرند و از برخورد مستقیم آن با خاک جلوگیری می‌کنند. | یک زمین کشاورزی بدون علف‌های هرز در مقابل یک مرتع |
یک آزمایش ساده برای درک فرسایش شیاری
می‌توانید این پدیده را در خانه یا مدرسه شبیه‌سازی کنید. به وسایل زیر نیاز دارید: دو سینی پلاستیکی یکسان، مقداری خاک باغچه، یک عدد آجر یا کتاب برای ایجاد شیب، یک آبپاش یا پارچ آب، و مقداری چمن یا برگ خشک.
مراحل آزمایش:
1. هر دو سینی را با یک میزان و نوع خاک پر کنید.
2. روی خاک یکی از سینی‌ها را با چمن یا برگ بپوشانید (این سینی نمایانگر زمین با پوشش گیاهی است).
3. زیر یک سر هر دو سینی، آجر قرار دهید تا شیب ملایمی ایجاد شود.
4. با آبپاش یا پارچ، به آرامی و با شدت یکسان روی هر دو سینی "باران" بریزید.
5. مشاهده خواهید کرد که در سینی بدون پوشش گیاهی، آب به سرعت خاک را شسته و شیارهای کوچکی ایجاد می‌کند. اما در سینی با پوشش گیاهی، آب با سرعت کمتری جریان یافته و خاک کمتری شسته می‌شود.
این آزمایش به خوبی نقش حیاتی پوشش گیاهی در جلوگیری از فرسایش را نشان می‌دهد.
پیامدهای منفی فرسایش شیاری برای کشاورزی و محیط‌زیست
فرسایش شیاری تنها ایجاد چند خط روی زمین نیست. این پدیده پیامدهای جدی دارد. مهم‌ترین تأثیر آن، از بین بردن لایه‌ی سطحی و حاصلخیز خاک است. این لایه سرشار از مواد غذایی است که گیاهان برای رشد به آن نیاز دارند. با از بین رفتن این لایه، کشاورزان مجبور به استفاده از کودهای شیمیایی بیشتر و هزینه‌برتر می‌شوند. علاوه بر این، خاک شسته شده می‌تواند به رودخانه‌ها و پشت سدها برود و باعث کم‌عمق شدن و کاهش کیفیت آب شود. در مقیاس بزرگ‌تر، اگر فرسایش شیاری کنترل نشود، می‌تواند به فرسایش خندقی4 تبدیل شود و زمین را برای کشاورزی و سکونت کاملاً نابود کند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. اگرچه زمین‌های کشاورزی بدون پوشش مناسب بسیار مستعد هستند، اما این نوع فرسایش در هر زمین بدون پوشش و دارای شیب، از جمله زمین‌های بازی، دامنه‌های کوه و حتی مناطق ساخت‌وساز می‌تواند رخ دهد.
خیر. بافت خاک نقش بسیار مهمی دارد. خاک‌های با بافت درشت مثل خاک‌های شنی، ذرات درشتی دارند که به راحتی شسته می‌شوند. از طرفی، خاک‌های رسی وقتی خشک باشند سخت هستند، اما وقتی خیس شوند، ذرات ریزشان به راحتی توسط آب جدا و حمل می‌شود. خاک لومی5 که ترکیبی متعادل از شن، سیلت و رس است، معمولاً مقاومت بهتری در برابر فرسایش دارد.
بله، در مراحل اولیه بله. اگر شیارها کوچک و کم‌عمق باشند، می‌توان با شخم زدن زمین در جهت مناسب (مثلاً شخم کنتوری6) و کاشت گیاهان پوششی، آن‌ها را از بین برد و از تشکیل دوباره‌ی آن‌ها جلوگیری کرد. اما اگر شیارها عمیق و به فرسایش خندقی تبدیل شده باشند، ترمیم آن‌ها بسیار پرهزینه و دشوار خواهد بود.
پاورقی
1. فرسایش شیاری (Rill Erosion): نوعی فرسایش آبی که در آن جریان آب متمرکز، شیارهای کوچک و قابل پاک شدن با شخم عادی روی سطح خاک ایجاد می‌کند.
2. فرسایش قطره‌ای (Splash Erosion): اولین مرحله فرسایش آبی که در آن قطرات باران با برخورد به ذرات خاک، آن‌ها را پراکنده می‌کنند.
3. رواناب (Runoff): بخشی از بارش که به صورت جریان سطحی روی زمین حرکت می‌کند.
4. فرسایش خندقی (Gully Erosion): مرحله پیشرفته‌تر فرسایش که در آن شیارها بزرگ، عمیق و غیرقابل رفع با شخم عادی می‌شوند.
5. خاک لومی (Loam Soil): خاکی که ترکیب متعادلی از شن، سیلت و رس دارد و برای کشاورزی ایده‌آل است.
6. شخم کنتوری (Contour Plowing): روشی برای شخم زدن زمین در جهت عمود بر شیب آن، تا جریان آب کند شده و فرصت نفوذ پیدا کند.