KURZUS: Környezetvédelem

MODUL: IV. modul: A talaj és védelme

10. lecke: A talaj és a talajpusztulás

|  | A talaj kulcsfontosságú része a földi ökoszisztémának. Elválaszthatatlan az élővilágtól, a biológiai körforgások és lebontó folyamatok legfontosabb színtere. A talaj méltatlanul alulbecsült raktárkészletünk, amelyen az emberiség által fogyasztott élelmiszer 90%-át termeljük. A talajvagyon világszerte drasztikusan csökken, a talajjal való megfelelő, fenntartható gazdálkodás egyre sürgetőbb feladatunk.
| Cél: A lecke célja, hogy a hallgató megismerje a legfontosabb talajalkotókat, és betekintést nyerjen a talajok sokszínűségébe. Felismerje, hogy a talajok milyen sokoldalú és nélkülözhetetlen szerepet töltenek be a Földön. A talajkárosító folyamatok közül részletes ismereteket szerezzen a talajpusztulásról, és megértse a talajpusztulás kiváltó, befolyásoló tényezői és az ellenük való védekezési módszerek közti kapcsolatot.
| Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
| definiálni a talaj fogalmát, megnevezni a talaj biotikus és abiotikus alrendszerének alkotóit, adott listából kiválasztani a talaj abiotikus és biotikus alrendszerének alkotóihoz tartozó állításokat, felsorolni a talaj funkcióit, definiálni a talajpusztulás (talajdegradáció) és a talajerózió fogalmát, megnevezni a geológiai és a gyorsított talajpusztulás közti különbséget, felsorolni a talajpusztulás és talajdegradáció formáit, a talajerózió kiváltó és befolyásoló tényezőit és a talajerózió elleni műszaki védekezési módszerek típusait, felsorolni a talajerózió elleni agronómiai talajvédelem módszerei közül négyet, definiálni a defláció fogalmát, felsorolni a defláció kiváltó és befolyásoló tényezőit, és az ellene védekezés lehetőségeit, saját szavaival megfogalmazni a másodlagos szikesedés problémáját, felsorolni a talajsavanyodás kiváltó okait, három példát felsorolni a talajművelés okozta szerkezetrombolás jelentkezésére, megnevezni a talajok lefedését okozó társadalmi-gazdasági tevékenységeket, listából kiválasztani a talajdegradáció különféle formáihoz tartozó állításokat.
| Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége.
| Kulcsfogalmak:
| talaj talajpusztulás vagy talajdegradáció geológiai talajpusztulás gyorsított talajpusztulás talajerózió defláció.
| 1. A talaj fogalma, alkotói, típusai
| Jegyezze meg a talaj fogalmát! Gyűjtse ki a talaj biotikus és abiotikus alrendszerének jellemzőit!
| A talaj a Föld legfelső, szilárd burka, amely a kémiai és fizikai mállás, valamint a szerves anyagok humuszképző biogén átalakulásának hatására az alapkőzeten létrejött fedőréteg. Függőleges profiljában szemcseösszetétel, porozitás, szín és vastagság szerint egymástól eltérő szintekre tagolódik (felülről lefelé: A, B, C szintek). Alakuló, változó képződmény, amelynek egyik legfontosabb tulajdonsága a termékenysége. A talaj a lito-, hidro-, atmo- és bioszféra határán jön létre, összefoglaló neve: pedoszféra.
| A talaj nyílt ökológiai rendszer, azaz szoros kapcsolatban van a többi környezeti elemmel. Védelme és termőképességének megőrzése nagyon fontos, hiszen termőképességének leromlása veszélyezteti az ökoszisztéma egyensúlyát és az élelmiszertermelést, elszennyeződése pedig az előzőeken kívül veszélyezteti a felszíni és felszín alatti vizek minőségét is.
| A talaj nem egységes: különböző minőségű és halmazállapotú anyagokból áll, melyek két, egymással szoros kapcsolatban álló alrendszert alkotnak. A biotikus alrendszer az élő szervezetek, az abiotikus alrendszer az élettelen anyagok összessége. Az abiotikus alrendszer háromfázisú, azaz szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú anyagok alkotják. A szilárd fázis ásványi anyagokból és szerves anyagokból (pl. humusz vegyületek, elhalt növényi, állati részek, bomlási folyamatok köztes és végtermékei) áll. A folyékony fázist talajnedvességnek nevezzük, mely különböző ásványi sókat, oldható szerves anyagokat és oldott gázokat tartalmaz. A gáz fázis a talajlevegő, melynek összetétele eltér a légkör összetételétől: CO2 tartalma magasabb, O2 tartalma alacsonyabb. Metán, kén-hidrogén, ammónia-tartalma elsősorban a szerves bomlásból és a mikroflóra anyagcseréjéből származik, de a levegőből származó szennyező anyagokat is tartalmazhat.
| Az élő szervezeteket a makroflóra és -fauna, valamint a mikroflóra és -fauna alkotja. A szerves anyag lebontását a mikroorganizmusok végzik. Egyetlen gramm talajban akár 1 milliárd baktérium és több millió penész- és sugárgomba található.
| Az abiotikus és biotikus alrendszer összetevőinek térfogatarányáról az 1. ábra tájékoztat.
| Tanulmányozza az 1. ábrát! Jegyezze meg a talajflórát és faunát alkotó élőlények csoportjait!
A talaj élettelen összetevőinek térfogatarányai
1. ábra
| A talaj polidiszperz rendszer, mivel a 2 mm szemcseátmérőjű homoktól a kolloidális méretű agyagszemcsékig különböző nagyságú szilárd részecskék, folyadékrészecskék és levegőbuborékok vannak benne diszpergálva/szétoszlatva.
| A talajok termékenységét a talajok víz-, levegő-, tápanyag- és hőgazdálkodása, valamint szerkezete együttesen határozzák meg. Ezek egymással is igen szoros kapcsolatban állnak.
| A főbb talajtípusok elterjedését a Földön és hazánkban a 2. és 3. ábrák mutatják.
| Tanulmányozza a 2. ábrát! Középiskolai földrajzi tanulmányaiból elevenítse fel a Föld fő földrajzi övezeteit (pl. trópusi öv: esőerdő, szavanna, sivatag), és hasonlítsa ezeket össze a 2. ábrán jelzett fő talajtípusok elterjedésével!
A főbb talajtípusok elterjedése a Földön.
2. ábra
| Tanulmányozza a 3. ábrát! Középiskolai földrajzi tanulmányaiból elevenítse fel hazánk nagytájait (pl. Alföld, Dunántúli-középhegység) és folyóit, és hasonlítsa ezeket össze a 3. ábrán jelzett fő talajtípusok elterjedésével!
A főbb talajtípusok elterjedése hazánkban.
3. ábra
| Az 1-11. fényképek hazánk különféle talajtípusainak szelvényeit mutatják be.
| Tanulmányozza az 1-11. fényképeket! Figyelje meg a talajtípusok változatosságát! Hasonlítsa össze a 9., 10., 11. fényképen bemutatott ún. kőzethatású talajok mélységét a többi bemutatott talaj mélységével!
Mészlepedékes csernozjom talaj
1. fénykép
Agyagbemosódásos barna erdőtalaj
2. fénykép
Ramann-féle barna erdőtalaj
3. fénykép
Szikes talaj: szoloncsák (szerkezet nélküli szikes talaj, sófelhalmozódás a felszínen)
4. fénykép
Szikes talaj: szolonyec (mésztelen szikes, sófelhalmozódás a B szintben).
5. fénykép
Réti talaj
6. fénykép
Rétláp talaj
7. fénykép
Öntéstalaj
8. fénykép
Rendzina (mészkövön kialakult kőzethatású talaj)
9. fénykép
Futóhomok váztalaj
10. fénykép
Kavicsos váztalaj
11. fénykép
| 2. A talajok szerepe
| Jegyezze meg a talaj legfontosabb funkcióit!
| A talaj legfontosabb funkciói az alábbiak:
| A talaj a környezet egyik alapeleme. A talaj az anyagok körforgásának egyik színtere. Anyagmegkötés és raktározás. A különféle anyagok közül a talajok termőképessége szempontjából kiemelt fontosságúak a tápanyagok (különféle szervetlen nitrogén- és foszforvegyületek, kálium, mikrotápanyagok stb.). A talaj akkor tudja jól ellátni a növényeket tápanyagokkal, ha a tápanyag szolgáltatás megfelelő intenzitású és hosszú ideig tartó. Ehhez nemcsak magas tápanyagtartalomra van szükség, hanem arra is, hogy a tápanyagok növények számára felvehető formában jelen lévő mennyisége (az ún. tápanyag potenciál) is nagy legyen. Puffer (csillapító, tompító, kiegyenlítő), filter (szűrő), transzformátor (átalakító) funkció. (A talajok puffer hatása a kémhatásban sav vagy lúg hatására bekövetkező jelentősebb változások tompítását jelenti.) Az élő szervezetek élettere. Az élelmiszertermeléshez feltétlenül szükséges természeti erőforrás. A mezőgazdasághoz kötődően szociális funkció. Az emberi létesítmények (technoszféra) helyszíne. Esztétikai szerep (létesítmények természeti környezete révén). Energiaátalakítás növények nélkül (Napból érkező sugárzás visszasugárzása). A Napból érkező fényenergia jórészt hővé alakul; többek között a talajöv révén. A hőenergia egy része - visszasugárzással - a levegőt fűti, a másik kémiai energiaként a mállástermékekben raktározódik el. Energiaátalakítás növényzettel. Alapfolyamata a fotoszintézis. A fotoszintetizáló növényi pigmentek a 380-720 nm-es színképtartományt hasznosítják a Nap sugárzásának energiaspektrumából. A napenergia földi hasznosításában ez a talaj-növény energiatranszformátor a legfontosabb eszköz. Éghajlati szabályozás. Például a talaj felületének színén ill. a növényzet színén keresztül befolyásolja a légkör alsó rétegének felfűtését (a sugárzás-visszaverő képesség, azaz az albedó változása révén). Eróziószabályozás.
| 3. A talajok károsításának formái
| A talaj károsításának/károsodásának folyamatát két alapvető csoportba lehet sorolni: talajpusztulás (tágabb nevén talajdegradáció) és talajszennyezés.
| 3.1. Talajpusztulás
| Jegyezze meg a talajpusztulás fogalmát! Hasonlítsa a geológiai és a gyorsított talajpusztulást! Jegyezze meg a talajpusztulás két, a talajdegradáció 6 formájának nevét!
| A talajpusztulás (talajdegradáció) a víz, a szél, a jég, a gravitációs erő ill. ezek kombinációinak talajrombolását jelenti, melyek következménye a talajok természetes termékenységének csökkenése, esetleg a talajtakaró teljes fizikai megsemmisülése. Talajpusztulás a természeti folyamatok (geológiai talajpusztulás) és az emberi tevékenység hatására (gyorsított talajpusztulás) is bekövetkezhet. A természeti folyamatok által okozott talajpusztulások általában kis sebességűek, így a hatások csak hosszú idő múlva érezhetőek. Természetes körülmények között a talajok keletkezése és természetes pusztulása globális egyensúlyban van - számszerű értékük 1,1 t/ha körüli. A természeti jelenségek által megmozgatott talajmennyiség évente kb. 10 milliárd tonna. Ezzel szemben az emberi beavatkozás által előidézett, az erdőirtás, a túllegeltetés, a szántóföldi művelés következményeként fellépő szél és víz okozta talajveszteség mértéke a Földön évente kb. 30-75 milliárd tonna, és hatásai rövid időn belül nyilvánvalóvá válnak: elvékonyodik a lejtők talajrétege, vízmosások képződnek, illetve homokverés és kifúvás lép fel. A továbbiakban a talajpusztuláson a gyorsított talajpusztulást értjük.
| A talajpusztulás formáihoz hagyományosan a talajeróziót (vízhatás) és a deflációt (szélerózió) sorolták. A közelmúlttól azonban ide soroljuk már a másodlagos szikesedést, a talajsavanyodást, a talajművelés okozta szerkezetrombolást (fizikai degradáció), valamint a talajok lefedését is. A magyarországi talajokon megnyilvánuló degradációs formák területi kiterjedését a 4. ábra mutatja be.
| Tanulmányozza a 4. ábrát! Hasonlítsa össze a talajdegradációs régiókat a 3. ábrán bemutatott talajtípusok elterjedésével!
Magyarország talajdegradációs régiói
4. ábra
| 3.1.1. Talajerózió
| Jegyezze meg a talajerózió fogalmát!
| A talajerózió a (csapadék)víz által okozott talajpusztulás. Csak ott léphet fel, ahol felületi lefolyás alakul ki. Az erózió kiváltó és befolyásoló tényezőit az 5. ábra összegzi.
| Tanulmányozza az 5. ábrát, és jegyezze meg a talajerózió kiváltó és befolyásoló tényezőit!
A talajerózió kiváltó és befolyásoló tényezői.
5. ábra
| Gyűjtse ki az eróziót okozó emberi tevékenységeket!
| A talaj víznyelő és víztartó képességének, valamint a talaj nedvességtartalmának növekedésével az erózió veszélye csökken, hiszen a csapadék csak ott okoz eróziót, ahol felületi lefolyások képződnek. A jó szerkezetű talajok vízgazdálkodása is jó, így ezek erodálhatósága kisebb mértékű. A felszínen lefolyó csapadék mennyiségének csökkentése révén a növényzettel való borítottság szintén mérsékli az eróziót.
| Az erdőirtással, a zárt gyepek feltörésével, a nem megfelelő talajműveléssel, a növényfedettséget időszakosan teljesen nélkülöző szántókkal, a túllegeltetéssel az ember a természetes ütem többszörösére fokozza az eróziót (12. fénykép). A Földön 1,2 milliárd ha területet veszélyeztet a talajerózió, amely kb. 130 magyarországnyi területet jelent.
Mezőgazdasági művelés okozta talajerózió
12. fénykép
| Figyelje meg a műszaki talajvédelem eszközei és a talajerózió kiváltó tényezői közti kapcsolatot! Jegyezze meg a műszaki talajvédelem 3 módszerét! A megértéshez tanulmányozza a 6., 7. ábrát és 13. fényképet!
| A talajerózió elleni védekezés során csökkenteni kell az erózió kiváltó tényezőinek hatását, valamint úgy kell módosítanunk a befolyásoló tényezőket, hogy az erózió mértéke csökkenjen. A kiváltó tényezők közül a csapadék közvetlenül nem befolyásolható, a lejtő (hossz és meredekség) viszont a műszaki talajvédelem eszközeivel módosítható. Ezek a sánc, az övárok és a terasz.
| A sánc a lejtő vízvisszatartásra vagy vízelvezetésre alkalmas hullámosítása és tagolása. Ennek következtében csökken a felületi lefolyás sodróereje, valamint a sáncban gyűjtött vizek a talajba szivárgás révén a felületi lefolyást csökkentik (6. ábra). Az övárok a lejtőre merőlegesen kialakított árok, mely a felületen lefolyó vizeket vezeti el, majd lehetőséget ad a talajba való visszaszivárgásra. Végei gyepes vagy burkolt vízlevezetőbe csatlakoznak (7. ábra). A terasz a lejtő hajlásszögét jelentősen csökkentő mesterséges tereplépcső (13. fénykép).
Sáncolás
6. ábra
Övárok
7. ábra
Teraszos művelés
13. fénykép
| Figyelje meg az agronómiai talajvédelem és a talajeróziót befolyásoló tényezők közti kapcsolatot! Jegyezze meg az agronómiai talajvédelem módszereit!
| Az agronómiai talajvédelem az eróziót befolyásoló tényezők megfelelő alakításán alapszik. Módszerei többfélék lehetnek, az alábbiakat emeljük ki:
| A művelési ág helyes megválasztása a termesztett növényi kultúra megfelelő kiválasztását jelenti. Pl. 25%-nál meredekebb lejtőn szántóföldi művelés már nem folytatható, itt szőlőt vagy gyümölcsöst telepítenek műszaki talajvédelemmel, 40% fölött pedig erdőt. Táblásítás. A táblákat - dombvidékeken - hosszirányukkal a lejtőre merőlegesen igyekeznek kialakítani, ennek megfelelően a közlekedő utak az erózió elleni védelmet szolgálják. (A lejtőirányú vagy meredek utak gyorsítják az eróziót.) Talajvédő fasorok, erdősávok, gyepes és cserjés sávok közel szintvonalban való telepítése (tábla- és útszegélyeken). Eredményes lehet a kedvező talajművelési mód kiválasztása is: pl. megközelítően szintvonalas szántás. Talajvédő növénysorrend alkalmazásával a folyamatos növényfedettség biztosítása. A talajfelszínen és közvetlenül a felszín alatt egyaránt nemezszerűen összefüggő (pl. lucerna, vörös here) takaró csökkenti az eróziót, lassítja a lefolyást.
| Az egyes módszerek hatékonysága a természeti viszonyoktól, a termelés céljától és a gazdaságossági mutatóktól függ.
| 3.1.2. Defláció
| Jegyezze meg a defláció fogalmát, kiváltó és befolyásoló tényezőit! Figyelje meg a defláció elleni védekezési módszerek és a defláció kiváltó, befolyásoló tényezői közti kapcsolatot! Jegyezze meg a defláció elleni védekezési módszereket! Tanulmányozza a defláció okozta károkat!
| A defláció a szél által okozott talajpusztulást jelenti. A defláció kiváltó tényezői a szél sebessége és örvénylése, befolyásoló tényezői pedig a talajtulajdonságok (szemcseösszetétel, szerkezetesség, szervesanyag-tartalom) és a terepviszonyok (a deflációs terület hossza, a talajfelszín érdessége és nedvessége, a felszín növényborítottsága).
| A defláció által okozott károk az alábbiak:
| A lepusztult talajból fakadó termékenységcsökkenés: a szerves anyagban és tápanyagban gazdagabb felszíni talajszintek elhordása után a visszamaradt kis víztartó képességű, tápanyagban szegényebb rétegek a növények igényeit kevésbé tudják kielégíteni. Homokverés: a mozgó szemcsék ütőhatása következtében fellépő fizikai növénykárosodás. Kifúvás: a növények szára és gyökere alól kifújt homok miatt a gyökerek támaszvesztése és kiszáradása következik be.
| A szélerózió elleni védekezés elsősorban agrotechnikai módszerekkel történik:
| A szél sebességének és örvénylésének, valamint a deflációs terület hosszának csökkentése mezővédő erdősávokkal, fasorokkal, ligetekkel. A talaj vízháztartásának, szerkezetének javítása, a talajfelszín érdességének növelése pl. kis adagú esőszerű öntözéssel, megfelelő trágyázással, a talajművelő eszközök helyes megválasztásával. A talaj borítottságának növelése növényzettel vagy talajtakarással (mulcsozás, szalmázás elpusztult növényi részekkel).
| 3.1.3. Másodlagos szikesedés
| Kövesse végig a másodlagos szikesedés kialakulásának folyamatát! Nézze meg a 4. és 5. fényképen bemutatott szikes talajokat!
| A másodlagos szikesedés az a jelenség, amikor a rossz minőségű, magas sótartalmú öntözővízzel való öntözés vagy a nagy sótartalmú talajvíz túlzott vagy helytelen öntözés miatti megemelkedése a talajban ill. a talaj felszínén sófelhalmozódást és szikesedést okoz, melynek következtében leromlanak a talaj eredetileg kedvező fizikai és kémiai tulajdonságai, és a talaj jellemzői a szikes (kialakulásának természetes okai miatt szikes) talajokéhoz válnak hasonlóvá. Különösen káros és gyorsan bekövetkező ez a jelenség, ha a nátrium-ionok és a karbonát-, valamint hidrogénkarbonát ionok nagy mennyiségben vannak jelen a vizekben.
| 3.1.4. Talajsavanyodás
| Jegyezze meg a talajsavanyodást előidéző 3 fő okot!
| A talajok emberi tevékenység miatti savasodása elsősorban a nem megfelelő műtrágyahasználat miatt következik be: egyes műtrágyák (az erős savak gyenge bázisokkal képzett sói, mint pl. ammónium-szulfát, ammónium-klorid, kálium-szulfát, kálium-klorid tartalmú műtrágyák) savanyíthatják a talajt. A talajok savanyodásához ezen kívül hozzájárul a légköri savas ülepedés (savas esők formájában a talajba jutó savas kémhatású csapadékvizek), valamint a különböző ipari melléktermékek és hulladékok okozta savasodás. Ez utóbbi csak helyileg jelentkezik, a szennyező források közelében.
| 3.1.5. Talajművelés okozta szerkezetrombolás (fizikai degradáció)
| Gyűjtse ki a talajművelés okozta szerkezetrombolás kiváltó okait!
| A helytelen gépi talajművelés, a nem megfelelő talajnedvesség szabályozás, a nem megfelelő szervesanyag-gazdálkodás lerontják a talajok szerkezetét. Az emberi tevékenység közvetlen hatásait felerősítik a szerkezetromboló természeti folyamatok (zápor, felszíni vízborítás, kémiai tulajdonságok változása). A talajszerkezet leromlása különféle formákban nyilvánul meg: tömörödés (a nehéz mezőgazdasági gépek által létrehozott ún. eketalp réteg a talajban), a talajfelszín cserepesedése, a felszín eliszapolódása.
| 3.1.6. A talajok lefedése
| Jegyezze meg a talajok lefedését okozó társadalmi-gazdasági tevékenységeket!
| A talajok lefedése az urbanizáció következtében fellépő beépítettség növekedésével folyamatosan nő. Óriási területeket vonnak el a közlekedéshez (út, vasút, repülés) és az urbanizációhoz kapcsolódó létesítmények (települések belterülete), az ipari és katonai területek, és egyre nő a bányászat (elsősorban a külszíni, de a meddőhányók révén a felszín alatti is) és a szintén növekvő hulladékmennyiség helyigénye is (14. fénykép). A Föld megművelhető összes területének 3%-át fedték be (azaz semmisítették meg) az építési tevékenységek során, amely a népesség növekedésével együtt az egy főre eső termőterület folyamatos csökkenését okozza.
| Hasonlítsa össze a 8. ábra bal és jobb oldali felvételét, fogalmazza meg a különbség okait!
Az urbanizáció miatti beépítettség növekedése a Pearl folyó deltavidékén (Kína) 1989-2010 között.
8. ábra

|  | Önellenőrző kérdések
| 1. Definiálja a talaj fogalmát!
| 2. Sorolja fel a talaj alkotóit!
| 3. Melyek a talaj abiotikus (A) és melyek biotikus (B) alrendszerének alkotói? mikroflóra kén-hidrogén víz humusz gyökér földigiliszta homokszem sugárgombák
| 4. Sorolja fel a talaj funkcióit!
| 5. Definiálja a talajpusztulás fogalmát!
| 6. Mi a különbség a geológiai és a gyorsított talajpusztulás között?
| 7. Mit takar a talajerózió fogalma?
| 8. Sorolja fel a talajdegradáció formáit!
| 9. Mi okozhat talajeróziót?
| 10. Sorolja fel a talajerózió kiváltó tényezőit!
| 11. Sorolja fel az erózió befolyásoló tényezőit!
| 12. Hogyan védekezhetünk a talajerózió ellen?
| 13. Soroljon fel 4 agronómiai talajvédelemben használt módszert!
| 14. Mi a defláció?
| 15. Melyek a defláció kiváltó tényezői?
| 16. Milyen tényezők befolyásolják a deflációt?
| 17. Mit jelent a másodlagos szikesedés?
| 18. Sorolja fel a talajsavanyodás kiváltó okait!
| 19. Írjon három példát arra, hogy talajművelés okozta szerkezetromlás milyen formában jelentkezhet!
| 20. Mely társadalmi-gazdasági tevékenységek járnak a talajok lefedésével?
| 21. Melyikre igaz? A: talajerózió B: defláció C: másodlagos szikesedés D: talajsavanyodás E: szerkezetrombolás F: talajok lefedése Meddőhányók létesítése ezzel jár. A mezőgazdasági gépek fizikai hatására alakul ki. Ammónium- és kálium-szulfát tartalmú műtrágyák túlzott használata megnöveli a kockázatát. Öntözés következtében sófelhalmozódás történik. Például ilyen a homokverés. Csak ott léphet fel, ahol felületi lefolyás alakul ki.