Bugün öğrendim ki: Bilim insanları, endüstriyel tarım, erozyon ve aşırı kimyasal kullanımı nedeniyle 60 yıldan kısa bir sürede kullanılabilir üst toprağın tükenebileceği konusunda uyarıyor. Gıdamızın %95'inden fazlası topraktan geldiği için, bu durum yaşam süremiz içinde küresel bir gıda güvenliği krizine yol açabilir.
İyi üst toprak hızlı birikmez. Bazı yerlerde yılda milimetrenin onda birinden daha az toprak oluşur, ancak miktar çevreye bağlı olarak değişebilir. Bunu, Amerika Birleşik Devletleri'nin tarımsal bölgelerindeki üst toprak erozyon oranıyla karşılaştırın: Catena dergisinde yakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre, yılda yaklaşık yarım milimetre veya 5 kat daha fazla. Bu dengesizlik, Amerika'nın ekmek sepetinin geniş bölgelerinde gıda üretme yeteneğimizi tehlikeye atıyor.
Almanya'daki Kassel Üniversitesi ve Umman'daki Sultan Kabus Üniversitesi'nde hidrolog ve çalışmanın baş yazarı Shahab Shojaeezadeh, "Toprak erozyonunun azaltılması gerçekten çok önemlidir," dedi. "Toprak korunmazsa, değerli bir kaynağı kaybediyoruz."
Tarım alanları, genellikle toprak işleme toprakları açıkta bıraktığı için, diğer yerlere göre çok daha yüksek toprak erozyon oranları görür. Bununla birlikte, erozyonun en etkili olduğu yerler tarım alanlarıdır. Geçmişteki çalışmalar, erozyonun Amerika Birleşik Devletleri'ne her yıl yaklaşık 8 milyar dolara mal olduğunu ve küresel olarak tarımsal gıda üretimini yılda 33,7 milyon metrik ton azalttığını tahmin etmiştir. Toprak erozyon oranları son on yılda muhtemelen kötüleşmiştir ve iklim değişikliği bu eğilimi muhtemelen daha da kötüleştirecektir.
Topraklarımızın geleceğini daha iyi anlamak için Shojaeezadeh ve ortak yazarları, NOAA tarafından bakımı yapılan 3.200 hava istasyonundan yağış verilerini, Landsat ve Sentinel-2 uydularından arazi kullanımı ve arazi örtüsü verileriyle birlikte kullandılar ve toprak kaybının ana nedeni olan yağmurun ne kadar erozyona neden olduğunu tahmin ettiler.
Bu tahminleri, gelecekteki yağış değişikliklerini tahmin eden derin öğrenme modeli ve üç farklı iklim senaryosu altında arazi kullanımının gelecekte nasıl değişebileceğini gösteren makine öğrenimi modeliyle eşleştirdiler.
Sonuçları, Amerika Birleşik Devletleri'nin şu anda her yıl ortalama her hektar tarım alanından 4,7 metrik ton üst toprağın yıkanmasıyla karşı karşıya olduğunu gösterdi. 2050 yılına kadar, sera gazı emisyon seviyesine bağlı olarak bu oran %8 ila %21 arasında herhangi bir yerde artabilir. Yazarların tahminine göre, bu artışların çoğu Güney ve Doğu'da gerçekleşecek ve bazı yerlerde erozyon %50'den fazla artabilir.
Gerçek Bir Problem, Zor Tahminler
Toprak erozyonu, araştırmayla ilişkili olmayan Michigan Eyalet Üniversitesi'nden bir toprak bilimci olan Bruno Basso'nun da belirttiği gibi, gerçek ve zorlu bir konudur.
"Üretilen her buşel mısır için yaklaşık yarım kilo toprak kaybediyoruz," dedi.
Basso, çalışmanın tarımsal alanlardaki erozyon tahminlerinin sert olduğunu ve önceki çalışmaların sonuçlarıyla örtüştüğünü söyledi. Ancak gelecekte ne kadar toprak erozyonunun meydana gelmesinin muhtemel olduğunu tam olarak tahmin etmenin son derece zor olduğunu belirtti.
Sorunun bir kısmı, tarımsal uygulamalardaki, arazi kullanımındaki ve diğer değişikliklerin şimdi toprak erozyonunu gelecekte etkilemesidir. Örneğin, koruluk tarımı ve örtü bitkisi yetiştiriciliği gibi uygulamaları artırmak erozyonu azaltacaktır. Ancak çiftçiler tarafından bu uygulamaların ne ölçüde benimsenmesinin tahmin edilmesi gerçekten mümkün değildir.
Ayrıca, bazen tahmin edilemez şekillerde, birden fazla faktör toprak erozyonunu etkiler. Günümüzde tek ürün ekimine doğru olan bir eğilim, toprak korunmasını engellemiştir, dedi çalışmaya dahil olmayan Iowa Eyalet Üniversitesi'nden bir toprak bilimci olan Rick Cruse. Aynı tek ürün ekimleri ayrıca sezon bittiğinde tarlalarda daha fazla biyokütle bırakır, "bir halı gibi," bu da toprağı korumaya yardımcı olabilir, dedi. Bu rakip faktörler arasındaki denge, hava daha tahmin edilemez hale geldikçe gelecekte değişebilir, ancak hangi şekillerde belirsizdir.
Cruse, çoğu toprak erozyonunun toprak kaybına yol açmadığını da belirtti. Bir yerden aşınmış toprak genellikle nehirlere ve okyanuslara doğru akıp gitmek yerine yakındaki bir yere çökeltilir. Üst toprağımızın çoğu, basitçe kaybolmak yerine yeniden dağıtılıyor. Bunun üzerine, tarım için kullanılan arazi miktarı gelecekte muhtemelen genişleyecek ve bu araziyi kullanım şekillerimiz de değişecektir. Çalışmada, gelecekteki erozyonun %4,6–%7,8'inin sadece yeni tarım ve kentsel alanların kurulmasından kaynaklanabileceği bulunmuştur.
Toprağımızı Tutmak
Bu faktörler, 2050 yılına kadar veya gelecekteki herhangi bir tarihte geriye ne kadar üst toprağımız kalacağını doğru bir şekilde tahmin etmeyi makul ölçüde zorlaştırmaktadır. Bununla birlikte, üst toprak erozyonunun ciddi bir sorun olduğu, Basso ve Cruse'un da belirttiği gibi, iklim değişikliğinin neredeyse kesinlikle kötüleştireceği bir sorun olduğu açıktır.
Yağış yoğunluğundaki artışlar, toprağı kuru ve gevşek bırakan kuraklıklarla birleştiğinde, her yıl tarım alanlarından daha fazla üst toprağı sızdıracaktır. Örneğin, çalışma, yağışın aşındırıcı etkilerinin gelecekte ortalama olarak muhtemelen artacağını göstermiştir.
Aşınmış toprağın bir kısmı Mississippi gibi nehirlere ve Meksika Körfezi'ne kadar ulaşıyor. Tarımsal toprak, okyanusta zehirli alg patlamalarına yol açabilen gübrelerden gelen besinleri taşır ve deniz yaşamını tehdit eder. Tarlalarda ise daha az üst toprak, bitkilerin büyümesini zorlaştırır, verimliliği düşürür ve gıda kaynaklarını zorlar.
Araştırmacılar, toprak kaybını azaltmak için potansiyel stratejiler önermişlerdir. Basso'nun yağmur damlalarının etkisini azaltarak toprak için "şemsiye" görevi gördüğünü söylediği örtü bitkilerinin kullanımını artırmak bunlardan biridir. Koruluk tarımı veya toprağı korumak ve yerinde tutmak için tarlalara ağaç ve çalı sıraları dikmek bir başka stratejidir.
Cruse, bunların işe yaraması için hükümet politikasının en yardımcı olacağını söyledi. "Tüm çiftçiler örtü bitkilerini başarılı bir şekilde yetiştiremez. Tüm çiftçiler koruluk tarımı yapamaz veya gerçekten görmek istediğimiz bazı şeyleri yapamaz," dedi. "Ve sonra politika onları bir yönde veya diğer yönde hareket ettirir veya hareket etmeyi başaramaz."
Cruse, büyük ölçekli toprak erozyonunu önlemek ve ülkedeki yüz milyonlarca insanı besleyen değerli santimetrelik üst toprağı korumak için araçlara muhtemelen zaten sahip olduğumuzu söyledi. Bunu yapıp yapmayacağımız başka bir soru.
"Bunu yapılabileceğine iyimserim," dedi. "Yapılacağına iyimser değilim."
—Nathaniel Scharping (@nathanielscharp), Bilim Yazarı
Kaynak: Scharping, N. (2024), Tarım alanları üst toprağını kaybediyor—İşte ne kadar kötü olabileceği, Eos, 105, https://doi.org/10.1029/2024EO240253. 11 Haziran 2024'te yayınlandı.
Metin © 2024. Yazarlar. CC BY-NC-ND 3.0
Aksi belirtilmedikçe, resimler telif hakkına tabidir. Telif hakkı sahibinden açık izin alınmadan herhangi bir yeniden kullanım yasaktır.