Erosioon

Allikas: Vikipeedia
Disambig gray.svg  See artikkel räägib erosiooni mõistest geoloogias ja geograafias; mulla ärakandumise kohta vaata artiklit Mulla erosioon; sõna teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Erosioon (täpsustus).

Gravitatsiooniline erosioon Wadi orus Iisraelis.

Erosioon ehk uuristus on voolava vee, liustike, tuule või lainete tekitatud kulutus, mille tagajärjel osa pinnasest ära kandub.[1]

Mõnikord mõistetakse erosiooni all kitsalt protsessi, mille käigus voolav vesi kulutab ja kannab ära kivimeid, setteid ja mulda.[2]

Kuigi erosioon on looduslik protsess, kiirendab inimtegevus seda 10–40 korda. Erosioon põhjustab kõrbestumist, vähendab põllumaa tootlikkust, veeteede ummistumist liigsete setetega ning toitaineterikaste pindade kadumist.[3]

Tuul ja vesi põhjustavad kõige ulatuslikumat erosiooni.

Inimtegevustest mõjutavad erosiooni põllumajandus, metsatustumine, teede ehitus, linnastumine ja inimeste tekitatud kliimamuutused.[4]

Liigid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vihmavee-erosioonid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vihmavesi põhjustab nelja erosiooni: pritsme-, lehter-, nire- ja kraavierosiooni.[5]

Pritsmeerosioon tekib, kui vihmasaju intensiivsus on suurem kui filtratsioon ning vihmapiisakesed vabastavad mullaga kokkupõrkel mullaosakesi, mis aga uhutakse pindmise veevooluga mööda nõlva alla.[5]

Lehtererosioon on vabade mullaosakeste transport koos veevooluga.[5]

Nireerosiooni põhjustab väike, kontsentreeritud veejuga, voolates mööda nõlva, mis võib olla setete allikaks kui ka erosiooni põhjustajaks. Veejuga ulatub tavaliselt paari sentimeetri sügavusele pinnasesse.[5]

Kraavierosiooni põhjustavad paduvihmad või lumesulamisvesi, mis kogunevad kraavidesse. Oma kiire vooluga võib vesi eemaldada palju kraavipinnast.[5]

Jõe- ja ojaerosioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Jõe- või oja erosioon tekib, kui vesi voolab pidevalt samas sängis. Erosiooni algfaasis muutub org sügavamaks, hiljem laiemaks. Üleujutuste ajal võivad ka suuremad osakesed, näiteks kivid, erodeeruda.[6]

Kaldaerosioon on jõe- ja ojakallaste kulumine. Jõe- ja orukallaste muutusi saab jälgida, kui paigaldada metallvardaid nende kallastele ja mõõta sängi laienemist.[7]

Termaalerosiooni põhjustab liikuv vesi, mis sulatab igikeltsa.[8] Seda on jälgitud nii Siberi jõgedel kui ka Antarktika rannikul.[9]

Rannikuerosioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Rannikuerosiooni põhjustavad hoovused ja merelained, samuti tõusu ja mõõna vaheldumine. Laine loksub suure jõuga vastu rannikut, põhjustades selle kulumist. Viimastel aastatel on seda protsessi kiirendanud merevee tõus ja tormide tihenemine ja tugevnemine.[10]

Tuuleerosioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tuule kulutatud kivi Altiplanos Boliivias.

Tuule jõu mõjul puhutakse pinnase pealmised osakesed minema, põhjustades vee aurustumist, põllukultuuride hävimist ja kõrbestumist. Inimtegevused nagu linnastumine, põllumajandus ja metsade maharaiumine on kiirendanud tuuleerosiooni.[11]

Tuuleerosiooni on kahte liiki: deflatsioon ja hõõrdumine. Deflatsiooni tagajärjel transporditakse maapinnalt ära lahtised osakesed, kuid hõõrdumise puhul kulutatakse pindu neid tabavate osakestega.[12]

Deflatsioonil on kolm vormi:

  1. pinnal libisemine, mille puhul suuremad ja raskemad osakesed rulluvad mööda maapinda minema;
  2. saltatsioon, mille puhul osakesed tõstetakse väikeste kõrgusteni ja põrkuvad mööda maapinda edasi;
  3. osakeste transport suuremate vahemaade taha[12].

Tuuleerosioon on eriti intensiivne põua ajal.

Gravitatsioonierosioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Gravitatsiooni mõjul vajuvad kivid ja pinnas vertikaalselt, millest võib ka vee olemasolul tekkida mudavool.[13]

Eksfoliatsioon ehk koorimine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tegemist on protsessiga, kus päike soojendab kivi, mille tagajärjel kivi paisub. Jahenemisel tõmbub kivi uuesti kokku, tekivad praod ja kivi laguneb. Peamiselt toimub selline protsess ainult kõrbetes, kui päeval on kuum ja öösel külmem.[14]

Erosiooni kiirendavad tegurid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Sademed ja tuule kiirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Suuremad ja kiiremini langevad vihmapiisad ning intensiivsem sadu suurendavad erosiooni tugevust. Alad, kus on rohkem sademeid, tugevamad tuuled ja tormid, on ka erosioonist rohkem mõjutatud.[15]

Mulla struktuur ja koostis[muuda | redigeeri lähteteksti]

Savi sisaldavad setted on vastupidavamad erosiooni suhtes kui liiv või muld, sest savi hoiab mullaosakesi tugevamini koos.[16]

Mullad, mis sisaldavad palju orgaanilist ainet, loovad tugevama mulla struktuuri, kuna rohkem orgaanilist materjali saab koaguleeruda mulla kolloidosakestega.[17]

Väga niiske muld imab vähem vett, mis toob kaasa pindmise veevoolu. Samuti imendub tihendatud pinnasesse vähem vett kui hõredamasse pinnasesse.[17]

Taimkate[muuda | redigeeri lähteteksti]

Taimkatte eemaldamine suurendab erosiooni ohtu. Taimkate suurendab pinnase vee läbilaskvust, taimede juured tugevdavad mulla struktuuri ja oma katvusega ei lase tuulel mullaosakesi ära transportida.[18]

Topograafia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Järsematel, pikematel ja ilma taimkatteta nõlvadel toimub erosioon vihmasadude korral kiiremini kui laugematel nõlvadel.[19] Järsematel nõlvadel toimuvad suurema tõenäosusega maalihked ja mudalaviinid.[20]

Erosiooni kiirendav inimtegevus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Põllumajandus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Põllumaade kündmine muudab mullaosakesed peenemaks ning suurendab vee- ja tuuleerosiooni ohtu. Tehnika areng on seda probleemi suurendanud.[21]

Lisaks kündmisele kiirendavad erosiooni veel monokultuuris kasvatamine, põllumajandusega tegelemine nõlvadel, pinna niisutamine, ridakoristus ning pestitsiidid ja väetised, mis tapavad mulda siduvaid organisme.[21]

Väheneb ka toitainete kontsentratsioon, näiteks fosfori, sest väiksematesse mullaosakestesse mahub vähem toitaineid kui suurematesse.[22]

Kuna põldude rajamiseks raiutakse maha puud, mis takistavad tuule liikumist, suureneb ka tuuleerosiooni oht.[23]

Ülekarjatamine vähendab taimkatet ja suurendab pinna tihenemist, põhjustades erosiooni intensiivistumist.[24]

Taimkatte hävinedes kaovad toitained järskudelt nõlvadelt kiiresti.

Metsatustumine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Metsade maharaiumise tagajärjel kaovad huumuskiht ja kõdukiht, mis jätab mineraalkihi kaitseta erosiooni eest. Need kihid on poorsed ja lasevad veel kiiremini pinnasesse imbuda. Sellega väheneb oht, et tekiksid pinnaveevoolud.[25]

Taimkate vähendab vihmapiiskade kineetilist energiat enne, kui see jõuab maapinnani, ning taimejuured seovad mulla osakesi, vähendades erosiooni ohtu.[26]

Eriti ohtlik on tugev vihmasadu pärast metsapõlengut.

Linnastumine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Linnastumise mõjud:

  • taimkate väheneb;
  • äravoolu hulk muutub;
  • pinnas tiheneb ning kaetakse läbilaskmatu asfaldi või betooniga, suurendades pindmist äravoolu ja tuule kiirust pinnase lähedal;
  • äravoolu hulga suurenedes mõjub see veeteedele, mille kaldad erodeeruvad suurenenud veehulga tõttu rohkem;
  • bensiin, õli ja muud ohtlikud ained satuvad vooluveega pinnasesse. [27][28][29]

Kliimamuutused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kliima soojenemise tagajärjed on muu hulgas järgmised:

  • sademete koguhulga ja sadede intensiivsuse suurenemine, põhjustades erosiooni teket või süvendades seda;
  • taimkatte biomassi tootlikkuse muutumine vastavalt niiskusrežiimile;
  • kõdukihi koostise muutumine sõltuvalt niiskuse, taimede biomassi, temperatuuri ja mikroorganismide muutusest;
  • temperatuuri tõus talvel, põhjustades rohkem vihmasadusid, mis aitavad erodeerumisele kaasa rohkem kui lumi;
  • igikeltsa sulamine ja muutumine mitteerodeeruvast erodeeruvaks;
  • maakasutusaja nihkumine temperatuuri tõusu tõttu;
  • mullaosakesi siduva orgaanilise aine vähemaks jäämine. [30][31]

Globaalsed keskkonnamõjud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Maa degradeerumine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Umbes 40% maailma põllumajandusmaade kvaliteet on degradeerumise tõttu halvenenud.[32] ÜRO andmetel kaob igal aastal Ukraina suurusega maalapi võrra viljakat mulda.[33] Peamised jõud, mis põhjustavad degradeerumist, on tuul ja vesi. Lisaks neile kasutatakse liialt keemilisi väetisi, mis maa parandamise asemel reostavad pinnast ja põhjavett.[34]

Settimine veeökosüsteemidesse[muuda | redigeeri lähteteksti]

Pinna erosioonist pärinevad setted transpordivad saasteaineid, näiteks raskmetalle ja pestitsiide, ökosüsteemidesse.[35]

Setted moodustavad muda, mis vähendab kalade toiduvarusid ja takistab neil hingamist, kattes nende lõpused. Veetaimede ja vetikate mitmekesisus väheneb ning selgrootutel on raske paljuneda ja ellu jääda, mille tagajärjel nende suremus suureneb.[36]

Mulla- ja liivaosakeste saaste[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mullaosakesed, mis tõstetakse tuule mõjul üles, põhjustavad õhusaastet. Õhus olles puutuvad need osakesed kokku mürgiste kemikaalidega, põhjustades tervisehädasid ja kahjustades keskkonda.[37] Õhus ringlevad osakesed takistavad vihmapilvede teket.[38] Lisaks mullaosakestele on kõrbetest pärinevad liivaosakesed seotud ka korallide kahjustamisega. Liivaosakesed transpordivad kõrbetest pärinevaid seenespoore, mis kahjustavad koralle. Õhus olles koguvad liivaosakesed veel enda külge ka aerosoole, suurendades korallide hävinemist veelgi. [39] Tuul on võimeline osakesi transportima suurte vahemaade taha.

Mõõtmine ja modelleerimine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erosiooni seire ja modelleerimine aitavad paremini koostada ennetavaid ja taastavaid strateegiaid. Erosioon on keeruline protsess, mille modelleerimiseks peab aru saama geoloogiast, keemiast, hüdroloogiast, füüsikast ja klimatoloogiast. Ühelt väikeselt alalt kogutud andmeid ei saa üldistada suuremale alale.[12]

Erosiooni saab jälgida:

  • statistiliste mudelite abil;
  • kasutades eksperdi arvamust ja erosiooni kiiruse andmebaasi kindla ala kohta;
  • lihtsalt kindlat ala jälgides, tihti aerofotode abil;
  • kindlate alade empiiriliste mudelitega, mis on seotud nõlva kaldega, vesikonna suuruse ja sademete hulgaga;
  • kindlast vesikonnast pärineva setete hulga järgi;
  • laboritingimustes või looduses, kontrollitud vooluhulga ja vihmasaju tehtud katsete käigus saadud empiiriliste mudelite abil.

Ennetamine ja parandamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erosiooni ennetamiseks saab maapinna taimkatet tihendada, näiteks istutades metsi.[40] Põldude servadele istutatakse rida puid ja põõsaid, et vähendada tuuleerosiooni, lisaks aitavad need süsinikku siduda ja on elupaigaks eri linnuliikidele.[41] Muutes külvikorda ja rajades nõlvadele astmikpõllumaa, saab erosiooni aeglustada.[42][43]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Keskkonnasõnaraamat 2004 [1] (vaadatud 24.07.2011)
  2. TEA entsüklopeedia 6. köide, 2011.
  3. Toy, Terrence J. Soil Erosion: Processes, Predicition, Measurement, and Control. John Wiley & Sons. p. 1, 2002. (inglise)
  4. Julien, Pierre Y. Erosion and sedimentation. Cambridge University Press. p. 1, 2010. (inglise)
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Zachar, Dušan. Classification of soil erosion. Soil Erosion, 1982. Vol. 10. Elsevier. p. 48. (inglise)
  6. Ritter, Michael E. Geologic Work of Streams. The Physical Environment: an Introduction to Physical Geography, 2006. University of Wisconsin. (inglise)
  7. Nancy D. Gordon. Erosion and Scour.. 2004-06-01. (inglise)
  8. Thermal erosion. 2010. National Snow and Ice Data Center. (inglise)
  9. "Costard, F.; Dupeyrat, L.; Gautier, E.; Carey-Gailhardis, Fluvial thermal erosion investigations along a rapidly eroding river bank: application to the Lena River (central Siberia)", Earth Surface Processes and Landforms 28 (12): 1349, 2003.
  10. Coastal erosion.
  11. Zheng, Xiaojing & Huang, Ning. Mechanics of Wind-Blown Sand Movements. 2009. Springer. pp. 7–8. (inglise)
  12. 12,0 12,1 12,2 Blanco, Humberto & Lal, Rattan. Wind erosion. Principles of Soil Conservation and Management, 2010. Springer. pp. 56–57. (inglise)
  13. Mass movement. 2010. Encyclopædia Britannica. (inglise)
  14. Glennie, K.W. "Desert erosion and deflation". Desert Sedimentary Environments, Volume 14, 1970. Elsevier. (inglise)
  15. Blanco, Humberto & Lal, Rattan. "Water erosion". Principles of Soil Conservation and Management, 2010. Springer. pp. 29–31.. (inglise)
  16. Mirsal, Ibrahim A. "Soil degradation". Soil Pollution: Origin, Monitoring & Remediation, 2008. Springer. p. 100. (inglise)
  17. 17,0 17,1 Mirsal, Ibrahim A. "Water erosion". Principles of Soil Conservation and Management, 2010. Springer. p. 29. (inglise)
  18. Styczen, M.E. & Morgan, R.P.C. "Engineering properties of vegetation". Slope Stabilization and Erosion Control: A Bioengineering Approach, 1995. Taylor & Francis. (inglise)
  19. Whisenant, Steve G. "Terrestrial systems". Handbook of Ecological Restoration: Principles of Restoration, 2008. Cambridge University Press. p. 89. (inglise)
  20. Blanco, Humberto & Lal, Rattan. "Water erosion". Principles of Soil Conservation and Management, 2010. Springer. pp. 28–30. (inglise)
  21. 21,0 21,1 Blanco, Humberto & Lal, Rattan. "Tillage erosion". Principles of Soil Conservation and Management, 2010. Springer. (inglise)
  22. Scalenghe, R., Edwards, A.C., and Barberis. "Phosphorus loss in overfertilized soils: The selective P partitioning and redistribution between particle size separates". 2007. European Journal of Agronomy 27 (11): 72–80.
  23. Whitford, Walter G. "Wind and water processes". Ecology of Desert Systems, 2002. Academic Press. p. 65. (inglise)
  24. Imeson, Anton. "Human impact on degradation processes". Desertification, Land Degradation and Sustainability, 2012. John Wiley & Sons. p. 165. (inglise)
  25. Sands, Roger. "The environmental value of forest". Forestry in a Global Context, 2005. CABI. pp. 74–75. (inglise)
  26. Goudie, Andrew. "The human impact on the soil". The Human Impact on the Natural Environmen, 2000. MIT Press. p. 188. (inglise)
  27. Nîr, Dov. "Man, a Geomorphological Agent: An Introduction to Anthropic Geomorphology". 1983. Springer. pp. 121–122. (inglise)
  28. Randhir, Timothy O. "Watershed Management: Issues and Approaches". 2007. IWA Publishing. p. 56. (inglise)
  29. James, William. "Channel and habitat change downstream of urbanization". The Human Impact on the Natural Environment, 1995. CRC Press. (inglise)
  30. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). "Second Assessment Synthesis of Scientific-Technical Information relevant to interpreting Article 2 of the UN Framework Convention on Climate Change". 1995. (inglise)
  31. Bicknell, Jane. "Adapting Cities to Climate Change: Understanding and Addressing the Development Challenges". 2009. Earthscan. p. 114 Keel=inglise.
  32. Sample, Ian. "Global food crisis looms as climate change and population growth strip fertile land". 2007. The Guardian. (inglise)
  33. Smith, Kate & Edwards, Rob. "2008: The year of global food crisis". 1995. The Herald (Scotland). (inglise)
  34. Potter, Kenneth W. "Impacts of agriculture on aquatic ecosystems in the humid United States". Ecosystems And Land Use Change, 2004. American Geophysical Union. p. 34. (inglise)
  35. Da Cunha, L.V. "Sustainable development of water resources". Integrated Approaches to Water Pollution Problems: Proceedings of the International Symposium (SISIPPA) (Lisbon, Portugal 19–23 June 1989), 1991. Taylor & Francis. pp. 12-13. (inglise)
  36. Merrington, Graham. "Soil erosion". Agricultural Pollution: Environmental Problems and Practical Solutions, 2002. Taylor & Francis. pp. 77-78. (inglise)
  37. Majewski, Michael S. & Capel, Paul D. "Pesticides in the Atmosphere: Distribution, Trends, and Governing Factors". 2002. CRC Press. p. 121. (inglise)
  38. Science Daily. "Microbes And The Dust They Ride In On Pose Potential Health Risks". 2001. (inglise)
  39. James K. B. Bishop, Russ E. Davis, and Jeffrey T. Sherman. "Robotic Observations of Dust Storm Enhancement of Carbon Biomass in the North Pacific". 2002. Science 298. pp. 817–821. (inglise)
  40. Connor, David J. "Crop Ecology: Productivity and Management in Agricultural Systems". 2011. Cambridge University Press. p. 351. (inglise)
  41. Forman, Richard T.T. "Windbreaks, hedgerows, and woodland corridors". Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions, 1995. Cambridge University Press. (inglise)
  42. Treacy, John M. & Denevan, William M. "The creation of cultivable land through terracing". 1998. (inglise)
  43. Forman, Richard T.T. "Tillage for sustainable cropping". 2002. Psychology Press. (inglise)