高中地球科學/土壤流失
你是否曾經見過泥濘的雨水或雪從天空中落下？你能想象一下，如果降雨和降雪的水是泥濘的棕色，會是什麼樣子嗎？1934年5月，一場巨大的風暴捲起並吹走了美國中部大量的表土（圖19.1）。風將土壤向東吹到芝加哥。一些土壤隨後像一場泥土風暴一樣落到地面。其餘的土壤繼續向東吹，一直吹到紐約和華盛頓特區。那年冬天，紐約和佛蒙特州等州實際上出現了紅色的雪，因為空氣中充滿了塵土。
不到一年後，1935年4月，又發生了一場類似的風暴（圖19.2）。它被稱為“黑暴風雪”。它使白天變成了黑夜；人們因為風風暴捲起的土壤而無法看清眼前的景象。這場風暴造成了巨大的破壞，並導致許多人離開美國中部尋找其他居住地。許多人因吸入空氣中的土壤而生病。
這些風暴有時被稱為“塵暴”。它們斷斷續續地持續到大約1940年。它們是土壤侵蝕的極端例子，土壤侵蝕是指將土壤從一個地方轉移到另一個地方的過程。土壤侵蝕是一個嚴重的問題，因為它帶走了我們種植食物所需的寶貴資源。幾個因素導致了塵暴。首先，美國中部的農民在那裡開墾了草原以種植糧食作物。他們在冬季讓農田裸露在外。這使得土壤暴露在風中。其次，20世紀30年代的長期乾旱使裸露的土壤變得特別乾燥。當春風開始吹拂時，乾燥的裸露土壤很容易被捲起並吹走。
我們從塵暴中學到了很多教訓。如今，我們鼓勵採用能夠保持土壤覆蓋的農業實踐，即使在冬季也要保持覆蓋，這樣土壤就不會暴露在外並容易受到侵蝕。我們還了解了如何在城市和城鎮以及農田防止侵蝕的方法。在本課中，您將瞭解一些導致侵蝕的人類活動。然後，您將瞭解一些我們可以防止土壤侵蝕的具體方法。
- 解釋人類活動如何加速土壤侵蝕。
- 描述我們可以採取哪些方法來防止土壤侵蝕。
當水、風、冰或重力將土壤從一個地方移動到另一個地方時，就會發生土壤侵蝕。流水是侵蝕的主要原因，因為它可以很容易地隨著水流下山或穿過土地時帶走土壤。風是第二大侵蝕原因。就像20世紀30年代的塵暴一樣，風可以將土壤吹到數百公里以外。如果土壤裸露或暴露在外，則特別容易受到侵蝕。因此，植物在防止土壤侵蝕方面發揮著巨大的作用。如果土壤被植物覆蓋，侵蝕就會減緩。但是當土壤裸露時，侵蝕速度會大大加快。哪些人類活動會導致土壤裸露並加速侵蝕？我們透過以下行為加速了侵蝕
- 農業
- 放牧動物
- 伐木和採礦
- 建築
- 休閒活動，如越野駕駛或遠足
農業可能是人類加速或加快侵蝕的最重要的活動（圖19.3）。我們首先耕地以種植農作物。這會帶走一個地區的自然植被，並用種植的作物行和裸露的區域取代它。它還會創造一個在冬季可能沒有任何東西生長的區域，因為在大多數地區，糧食作物只在春季和夏季生長。農田的裸露區域非常容易受到侵蝕。如果沒有植物生長，土壤很容易被捲走並帶走。如果農田上沒有植物生長，並且只是作為裸露的土壤留置，那麼在冬季，農田也會遭受更多的侵蝕。此外，農民有時會用拖拉機的輪胎在土地上挖出深深的溝槽。這些溝槽就像小型水道，為流水提供了一條路徑。這加速了水力侵蝕。
世界上一些地區採用了一種名為“刀耕火種”的農業實踐。這包括砍伐和焚燒森林以創造農田和牧場。它是全球導致過度土壤侵蝕的主要原因之一。它在世界熱帶地區的開發中國家最為常見，因為人們創造了更多的農業用地。
放牧動物是生活在廣闊草原上的動物（圖19.4）。它們在該地區四處遊蕩，吃草和灌木。它們可以去除一個地區的大量植被。如果太多的動物在同一塊土地上放牧，一旦草和灌木的頂端被吃掉，它們就會用蹄子將植物連根拔起。
當一個地區被伐木時，大片樹木會被砍伐並用於人類用途（圖19.5）。當樹木被帶走時，土地就會暴露在侵蝕中。更重要的是，伐木導致落葉層或森林地面的枯葉、樹皮和樹枝減少。落葉層減少，因為沒有樹木留下葉子或其他植物部分掉落到地面。落葉層在保護森林土壤免受侵蝕方面發揮著重要作用。
採礦是另一種加速侵蝕的活動（圖19.6）。當我們採礦時，我們正在挖掘地球以獲取礦產資源，如銅或銀。採礦作業挖掘的巨大洞穴使大量地面暴露在外。此外，大多數在採礦時移除的岩石實際上並不是寶貴的礦物，而是尾礦，即在提取有價值的礦物後留在礦井旁不需要的岩石。這些尾礦通常堆積在礦井旁，很容易被侵蝕下山。
建造人類建築和道路也會造成大量的土壤侵蝕。這種開發包括將森林和草原變成城市、建築物、道路、社群和其他人工特徵。任何時候我們移除自然植被，我們都會使土壤更容易受到侵蝕。此外，道路、人行道和停車場等設施不允許水滲入地下，因為它們堅硬且不透水（圖19.7）。由於水無法進入地下，因此它比平時更快地流過地面。這會加速水力侵蝕。
人類還透過休閒活動（如遠足和越野車輛行駛）造成侵蝕。當人們駕駛越野車輛穿過一個區域時，侵蝕的程度會更大。該區域最終會出現沒有植物生長的裸露斑點。在這些地區，侵蝕成為一個嚴重的問題。
土壤侵蝕在一定程度上是一個自然過程，地球上一直存在著土壤侵蝕現象。然而，如上所述，人類活動加速了土壤侵蝕的速度，使其可能比自然侵蝕速度快約10倍。隨著人口的增長，我們對土壤侵蝕的影響也越來越大。為了養活地球上不斷增長的人口，我們需要開墾越來越多的農田，開發更多地區，建造更多城市，以及將更多土地用於休閒娛樂。人口增長可能導致自然環境退化。
人類對侵蝕的影響在世界各地有所不同。在像美國這樣的發達國家，我們已經掌握了良好的農業實踐，大大減緩了農業對侵蝕的影響。然而，我們仍然面臨著城市發展和新城市建設帶來的大量侵蝕。在發展中國家，許多人非常貧困，他們只想種植食物並維持簡單的生計。他們採用刀耕火種的農業方式，因為這種方式可以快速獲得土地種植作物。貧困是發展中國家土壤侵蝕等環境問題的重要因素。
土壤是一種可再生自然資源，對於種植食物至關重要。然而，土壤的再生速度很慢：補充流失的土壤可能需要數百甚至數千年。當我們失去寶貴的土壤時，我們也失去了重要的自然資源。20世紀30年代的沙塵暴影響了許多農民，他們失去了家園，因為一旦表土被全部吹走，他們就無法再種植作物並賺取生活費。雖然農業可能導致侵蝕，但它也是人類生活所必需的。我們已經掌握了許多良好的農業實踐，可以減少侵蝕，而不是加速侵蝕。
表19.1顯示了一些我們可以採取的預防侵蝕的措施。在您自己的生活中，您可以做哪些事情？您能想到任何其他減緩侵蝕的措施嗎？請注意，這裡列出的許多措施都與我們如何利用土地有關。土地利用總是需要人類做出選擇。
| 侵蝕來源 | 預防策略 |
|---|---|
| 農業 |
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| 放牧 動物 |
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| 伐木 和 採礦 |
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| 開發 |
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| 休閒 活動 |
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| 建造 建築 |
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- 土壤侵蝕是一個自然過程，但人類活動大大加速了土壤侵蝕。
- 我們透過農業、放牧、伐木和採礦、開發和娛樂活動加速了侵蝕。
- 土壤是植物生長必需的重要自然資源，應儘可能地保護其免受侵蝕。
- 我們可以透過多種方法減緩或防止侵蝕，但實踐這些方法需要我們對如何利用土地資源做出決策。它還需要在經濟需求和環境需求之間取得平衡。
- 許多農民在秋季收穫作物後，讓剩餘的植物材料在冬季留在田地裡。這樣做如何幫助防止侵蝕？
- 列舉五種人類活動加速土壤侵蝕的方式。
- 城市地區如何導致土壤侵蝕？
- 發展中國家的貧困與土壤侵蝕之間有什麼聯絡？
- 您在遠足時可以採取哪種方法來防止土壤侵蝕？
- 您經常會在海岸和河岸看到石頭屏障或類似籠子的材料。您認為這些是如何幫助防止侵蝕的？為什麼這些區域容易受到侵蝕？
- 您自己的活動如何影響環境，尤其是土壤侵蝕？
- 我們如何幫助解決發展中國家的環境問題？您在解決這個問題方面承擔著什麼責任？
- 覆蓋作物
- 農民在冬季種植的一種特殊作物，用於減少土壤侵蝕。覆蓋作物通常還可以向土壤中新增氮。
- 開發
- 在以前自然的地方建造新的建築物、道路和其他人工設施。
- 不透水性
- 不允許水流過。
- 落葉層
- 在森林地面上積累的枯葉、樹枝、樹皮和其他植物殘體。
- 牧場
- 用於放牧動物的土地。
- 表土
- 土壤最上面幾英寸的重要部分，包含大量植物生長所需的養分；A層的一部分
- 土壤是可再生資源還是不可再生資源？解釋它可能成為這兩種資源的原因。
- 人類可以沒有土壤而生存嗎？
- 為了保護土壤，您可以做些什麼？