Xói mòn đất do nước và gió

Xói mòn đất là sự tách rời và vận chuyển các hạt đất do nước và gió, một quá trình tự nhiên được đẩy nhanh đáng kể bởi việc sử dụng đất làm mất đi lớp đất mặt màu mỡ và làm suy thoái đất.

Definition

Xói mòn đất là quá trình các hạt đất bị tách rời khỏi khối đất và được vận chuyển đi bởi năng lượng của nước hoặc gió chuyển động, bao gồm sự tách rời, vận chuyển và cuối cùng là lắng đọng của vật liệu bị xói mòn.

Scope

Chủ đề này bao gồm cơ chế xói mòn do nước, bao gồm tác động của hạt mưa, xói mòn mặt, xói mòn rãnh nhỏ và xói mòn khe xói, và xói mòn do gió thông qua quá trình nhảy cóc (saltation), lơ lửng (suspension) và trườn bề mặt (surface creep), các yếu tố chi phối tốc độ xói mòn, và sự phân biệt giữa xói mòn địa chất tự nhiên và xói mòn do con người gây ra. Đây là vấn đề mà công tác bảo tồn đất tìm cách kiểm soát.

Core questions

• Tác động của hạt mưa và dòng chảy làm tách rời và mang đất đi trong xói mòn do nước như thế nào?
• Gió làm tách rời và vận chuyển đất bằng cách nhảy cóc, lơ lửng và trườn như thế nào?
• Những yếu tố nào kiểm soát tốc độ xói mòn do nước và gió?
• Xói mòn tăng tốc khác với xói mòn địa chất tự nhiên như thế nào?

Key concepts

• Tác động của hạt mưa và xói mòn do bắn tóe
• Xói mòn mặt, xói mòn rãnh nhỏ và xói mòn khe xói
• Xói mòn do gió: nhảy cóc, lơ lửng, trườn
• Khả năng gây xói mòn của mưa và khả năng bị xói mòn của đất
• Xói mòn tăng tốc so với xói mòn địa chất
• Vận chuyển và lắng đọng trầm tích

Key theories

Các yếu tố xói mòn của Phương trình mất đất phổ quát

Xói mòn do nước dài hạn được mô hình hóa là tích của khả năng gây xói mòn của mưa, khả năng bị xói mòn của đất, chiều dài và độ dốc của sườn, lớp phủ và quản lý, và các biện pháp hỗ trợ, xác định các yếu tố có thể kiểm soát được quyết định lượng đất bị mất.

Các giai đoạn tách rời và vận chuyển

Xói mòn diễn ra thông qua sự tách rời các hạt do tác động của hạt mưa hoặc lực cắt của gió, vận chuyển bằng dòng chảy mặt hoặc không khí chuyển động, và lắng đọng khi năng lượng giảm, do đó cường độ xói mòn phụ thuộc vào cả khả năng tách rời và vận chuyển.

Mechanisms

Trong xói mòn do nước, các hạt mưa rơi xuống đất trống làm tách rời các hạt và làm kín bề mặt, giảm khả năng thấm và tạo ra dòng chảy tập trung thành các rãnh nhỏ và khe xói, mang theo đất bị tách rời xuống dốc. Trong xói mòn do gió, lực cắt của gió nâng các hạt mịn lên trạng thái lơ lửng và làm các hạt có kích thước bằng cát nảy lên theo kiểu nhảy cóc, làm bật thêm các hạt khác và làm các hạt thô lăn theo kiểu trườn bề mặt. Lớp phủ, độ nhám bề mặt, cấu trúc đất và độ ẩm đều làm giảm sự tách rời và vận chuyển, trong khi độ dốc lớn, mưa lớn, gió mạnh và đất trống, kết cấu yếu làm tăng chúng.

Clinical relevance

Xói mòn tăng tốc loại bỏ lớp đất mặt màu mỡ mất hàng thiên niên kỷ để hình thành nhanh hơn nhiều so với tốc độ được thay thế, làm giảm năng suất và đe dọa tính bền vững của nông nghiệp, trong khi trầm tích bị xói mòn cùng với các chất dinh dưỡng và chất ô nhiễm bám vào làm suy thoái sông, hồ chứa và chất lượng không khí.

History

Sự xói mòn do gió thảm khốc của Dust Bowl vào những năm 1930 ở Bắc Mỹ đã biến xói mòn đất thành một vấn đề quốc gia được công nhận và thúc đẩy việc thành lập các tổ chức bảo tồn đất. Nghiên cứu giữa thế kỷ đã định lượng xói mòn do nước thông qua Phương trình mất đất phổ quát (Universal Soil Loss Equation), và các tổng hợp sau này đã đặt xói mòn tăng tốc trong bối cảnh bền vững nông nghiệp dài hạn.

Key figures

• Hugh Hammond Bennett
• Walter H. Wischmeier
• David R. Montgomery

Seminal works

• wischmeier1978
• montgomery2007
• brady2016

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa xói mòn mặt, xói mòn rãnh nhỏ và xói mòn khe xói là gì?

Xói mòn mặt là sự loại bỏ khá đồng đều một lớp đất mỏng do dòng chảy mặt, xói mòn rãnh nhỏ xảy ra khi dòng chảy tập trung thành các kênh nhỏ có thể bị xóa bỏ bằng cách làm đất, và xói mòn khe xói hình thành các kênh lớn hơn, vĩnh viễn quá sâu để vượt qua bằng thiết bị thông thường; chúng đại diện cho sự tập trung ngày càng tăng của dòng chảy gây xói mòn.

Tại sao xói mòn được gọi là một thảm họa chuyển động chậm?

Bởi vì đất hình thành cực kỳ chậm, thường mất hàng thế kỷ đến hàng thiên niên kỷ để tạo ra vài centimet, trong khi xói mòn tăng tốc có thể loại bỏ nó trong vòng vài năm đến vài thập kỷ; sự mất mát diễn ra dần dần và dễ bị bỏ qua nhưng thực sự là vĩnh viễn theo thang thời gian của con người.