nøglebegreber
jorderosion
økologi
Geologi

introduktion
måske prøver du at spare vand. Måske reducerer du allerede, genbruger og genbruger. Men har du nogensinde overvejet at bevare jord? Måske har du ikke, men jorderosion—slid af jord ved vand, vind og andre naturlige kræfter—kan være et stort økologisk problem. Produktive landbrugsjord kan forsvinde, når næringsrige jordbund i marker vasker væk, når kraftige regn rammer dem. Vandveje kan derefter blive forurenet, når pesticider og gødning vaskes ind i dem. Selv menneskeliv og ejendom bringes i fare, når jorderosion forårsager mudder – og jordskred. De økonomiske omkostninger ved jorderosion anslås at være flere milliarder dollars hvert år for USA alene. Dette er et alvorligt problem; kan du hjælpe med at løse det? Gør denne aktivitet og lær hvordan du hjælper med at redde jorden med intet mere end et par planter!

baggrund
jorderosion er delvist forårsaget af regnafstrømning, der vasker jorden væk. “Afstrømning” henviser til det vand, der strømmer over jordens overflade. Det opstår, når jorden er mættet eller ikke er i stand til at absorbere mere vand.

en måde at hjælpe med at bekæmpe jorderosion bruger planter, som har omfattende rodsystemer, der kan hjælpe med at “gribe på” jord og holde den klumpet sammen. Du har måske set dette, da du trak en plante som en ukrudt eller grøntsag ud af jorden, og en klump jord klamrede sig til dens rødder. Planter hjælper også med at absorbere noget af vandet i jorden. Disse virkninger gør det sværere for vand at vaske jorden væk. Planter hjælper også med at reducere erosion på andre måder, såsom at bryde vinden, der kan blæse tør jordbund væk.

nu hvor du ved mere om jorderosion, lad os se, hvordan regn bidrager til Vanderosion.

materialer

• saks eller skarp kniv (har en voksen hjælp, når du bruger disse redskaber.)
• ren, tom en gallon beholder med låg (såsom en plastik mælkekande)
• vand
• to aluminiumsbrødpander (Alternativt kan du bruge to robuste skobokse, der er ens i størrelse. Sørg for, at de er mindst syv centimeter dybe.)
• snavs (pottejord fungerer godt)
• to aluminium, ni-til-13-tommer kagepander (Alternativt kan du bruge lavvandede plastbeholdere, der er cirka tre centimeter dybe og brede nok til, at den korte side af brødpander eller skokasser hviler i beholderne.)
• 12 til 14 plastgafler
• to blokke, lavvandede plastbeholdere eller andre genstande, der kan bruges til at støtte den ene kant af en brødpande op til en højde på cirka tre til fem centimeter (sørg for, at begge genstande har samme højde, og at disse genstande kan blive våde. Undgå at bruge dem, der ikke bør blive våde, såsom bøger.)
• udendørs testområde med en flad, plan overflade, hvor det er let at rengøre spildt vand og jord (du vil sandsynligvis spilde vand og jord i denne aktivitet. Sørg for at beskytte din overflade eller brug en overflade, der ikke ødelægges, hvis den bliver våd og snavset.
• lille havearbejde skovl, kage server eller spatel (valgfrit)

forberedelse

• Bed en voksen om at bruge saksen eller kniven til at stikke et hul lige over håndtaget på en gallonbeholderen. Dette hul tillader luft at komme ind i vandkassen, når væske hældes ud. Det kan være ret stort, en halv til en centimeter fungerer godt. (Bemærk: Hvis du har en vandkande med en regnspire, der hælder i mange små regnlignende vandløb, kan du springe disse trin over og bruge vandkanden til at simulere regn.)
• Bed en voksen om at stikke huller i toppen af krukken på den modsatte side af håndtaget for at “regnen” (vandet) kommer ud. Tre rækker af fem huller hver fungerer godt. Disse huller skal være lidt mindre, omkring en to millimeter diameter fungerer godt. Bare rolig, hvis hullerne ikke er lige store eller ikke er pænt organiseret i rækker. Du kan teste, hvordan det simulerer regn og foretage justeringer, hvis det er nødvendigt. Tror du, at antallet og / eller størrelsen på hullerne vil ændre den type Regn, du opretter?
• for at teste din vandkande fyld den halvvejs med vand og luk beholderen. Over en vask eller i et udendørs område, der kan blive vådt, vippe dåsen, så vand hælder fra de mindre huller. Efterligner det regn godt? Spil rundt med den vinkel, hvor du vipper beholderen. Hvis vand løber ned ad siden af beholderen, skal du vippe det mere. Hvis regnen kommer ud af det store hul såvel som de små, vippede du beholderen for langt. Hvilken type regn får du: kraftig regn, stabil regn, regnregn? Foretag justeringer af hullerne, hvis det er nødvendigt. Målet er at efterligne en stabil, kraftig regn.
• fyld de to brødpander med jord. Mens du gør det, bryde op eventuelle klumper af jord, der er til stede. Efterlad lidt plads øverst, så jorden så afstrømning ikke strømmer over kanterne. Jordlaget skal være mindst seks centimeter dybt.
• ideelt set ville du dyrke planter i en gryde. Det tager tid! For at gennemføre dette projekt hurtigere bruger du plastgafler til at simulere planter. Tænderne og det buede område af gaflerne vil simulere rodsystemet.
• “Plant” gafler i en kasse. Fordel gaflerne rundt, så området er jævnt dækket. Plant gaflerne dybt ned i jorden, så de buede områder af gaflerne med tænderne (spidse dele) er i jorden, og kun håndtagene stikker ud. Fjern nu den øverste halvdel af en kort side af hver brødpande. For at gøre det skal du bruge en lille haveskovl, kageserver, spatel eller dine hænder til at lave to lodrette snit på den ene korte side af en brødpande, hvor den møder de længere sider, fold derefter ned eller fjern lidt over halvdelen af den korte side for at udsætte jorden. Dette gør det muligt for jord at strømme ud af brødpanden, når du udfører din erosionstest. Gentag dette trin med den anden brødpande.
• Placer en blok (eller genstand, der kan blive våd) med en højde på tre til fem centimeter ved siden af en tom kagepande på din flade arbejdsflade. (Kagepanden samler erroded jord.)
• Placer den “afskårne ende” af en brødpande i kagepanden, og skub blokken tilbage, indtil den anden ende af brødpanden hviler på blokken. Jordens overflade vil være i en vinkel. Dette giver dig mulighed for at efterligne en lille skråning som skråningen af en bakke. Forventer du afstrømning at være et større problem på bjergskråninger sammenlignet med flade overflader?
• gentag det forrige trin med den anden kagepande, blok og brødpande, så du har to identiske opsætninger: en hvor jorden indeholder gafler (erstatningsplanter) og en anden med bar jord. Efterlad noget mellemrum mellem opsætningerne, så spildt vand og jord fra den ene opsætning ikke forstyrrer den anden.

Procedure

• Fyld vandbeholderen med tre fjerdedele vand.
• brug din vandbeholder til at simulere regn over en brødpande eller skoboks. Hold vandingsbeholderen højt nok, så regn falder på hele bredden af brødpanden på en gang. Hvis du ikke er i stand til at dække hele længden af brødpanden på en gang, skal du dog koncentrere dig om dens øverste del. Vær forberedt-vand vil gå til siderne af gryden, og jorden kan sprøjte ud af gryden, hvorfor du havde brug for at beskytte din arbejdsflade. Foretag observationer, når regnen kommer ned på jorden. Hvad sker der først? Kan du se ændringer i jordoverfladen? Kan du se pletter af jord? Forekommer afstrømning (vand, der strømmer over jordoverfladen) øjeblikkeligt? Ser du en pludselig ændring efter et stykke tid? Hvorfor tror du, at denne ændring ville ske? Vand denne jord, indtil vandbeholderen er tom.
• Fyld din vandkande tre fjerdedele fuld igen og brug den til at simulere regn på en smiliar måde over den anden brødpande eller skoboks. Sørg for at fylde vandbeholderen til et lignende niveau, vippe beholderen på en lignende måde og holde den i en lignende højde. Hvorfor tror du, det er vigtigt? Ville ændre disse variabler betydeligt simulere regn med en anden intensitet? Tror du, at regnintensiteten påvirker typen og mængden af erosionsskader, det forårsager?
• vand den anden brødpande eller skoboks, indtil beholderen er tom. Hvad observerer du denne gang? Kan du se nogen forskelle mellem de to eksperimenter?
• afhængigt af jordtype og størrelse på dine brødpander eller skokasser, kan du muligvis ikke se en betydelig erosion forekomme efter den første nedbør. Hvis dette er tilfældet, skal du fylde din vandkande halvvejs og simulere en anden Nedbør på dine brødpander eller skokasser, en ad gangen. Gentag om nødvendigt, indtil du observerer betydelig erosion, der sker i mindst en brødpande eller skoboks. Sker erosion efter den samme mængde regn for begge opsætninger?
• for at se mængden af eroderet jord i din kagepande, VIP kagepanderne let (en ad gangen) for at dræne vandet. Nogle jord suspenderet i vandet vil dræne ud med det, men størstedelen af den eroderede jord vil slå sig ned til bunden og forblive i panden.
• Sammenlign mængden af eroderet jord indsamlet til begge forsøg. Finder du flere, mindre eller lige store mængder eroderet jord?
• hvordan tror du gafler ligner små planter? Hvordan tror du, de er forskellige? Tror du at have små planter i brødpanden eller skoboksen ville have bidraget til at reducere erosion yderligere?
• hvordan tror du, at virkelige situationer kan ligne eller være forskellige fra din test?
• ekstra: prøv dette eksperiment med forskellige jordtyper. Er nogle mere modtagelige for erosion end andre?
• ekstra: dyrk radisespirer eller andre hurtigt voksende planter i en brødpande. Gentag testen, sammenlign nu bar jord med jord dækket med spirer. Sørg for at bruge en brødpande til dette; en papskokasse blødgør, når den er fyldt med fugtig jord i længere tid. Ville plantespirer, der blev brugt i denne test, være en god erstatning for planter eller træer i fuld størrelse i virkelige situationer? Hvilken forventer du at holde jorden bedst, gafler, spirer eller fuldvoksne planter?
• ekstra: se flere detaljer om de forskellige typer Vanderosion. Ark, rill, gully og splash er nogle eksempler. Hvilken type erosion observerer du under dit eksperiment?
• ekstra: næste gang du går en naturvandring, se dig omkring. Kan du finde tegn på vand eller vind erosion? Tip: Prøv at kigge på stejle bjergskråninger og / eller stream eller creek senge. Hvorfor tror du, at disse områder ville være tilbøjelige til erosion?

observationer og resultater
fandt du, at mere jord blev skyllet væk fra brødpanden eller skoboksen fyldt med bar jord? I første omgang har du måske set, at virkningen af tunge regndråber, der falder på jorden, får stykker til at bryde væk og efterlader små dips. Måske har du observeret jord splatting væk som følge heraf.

i starten kunne jorden sandsynligvis absorbere det meste af regnen. Det virker som en svamp, der holder vandet. Med en langvarig nedbør er jorden imidlertid ikke altid i stand til at absorbere vandet hurtigt nok, og du har sandsynligvis observeret overskydende vand, der begynder at strømme oven på jorden. Før eller senere skulle du have observeret overskydende vand, der strømmer ned, da jorden bliver mættet og ikke kunne absorbere mere vand.

vandet, der strømmer oven på jorden, kaldes afstrømning. Når den flyder, bærer den løs jord med sig. Mængden af transporteret jord afhænger af hastigheden og volumenet af det strømmende vand såvel som jordtypen og dens hældning. Selvom gafler ikke kan holde fast i jorden såvel som planter gør, hjælper de med at holde det sammen og afværge større jordlag, der glider ned. Som følge heraf har du sandsynligvis samlet mere eroderet jord fra regn, der falder på den blotte jord.

oprydning
du kan genbruge jorden fra denne aktivitet til plantning af potteplanter, start af kimplanter eller (med tilladelse) tilføjelse til planternes jord udenfor. Jorden kan være for mættet til at bruge med det samme; hvis dette er tilfældet, kan du prøve at lade den tørre ud i en dag eller mere, før du genbruger den. Glem ikke at genbruge din hjemmelavede vandkande, hvis den kan genbruges, hvor du bor—eller fortsæt med at bruge den til at vande dine egne planter!

mere at udforske
kan planter stoppe jorderosion? fra Science Buddies
vand Erosion, fra plante & Soil Sciences eLibrary
Soil Science: hvor fugtig er det mudder? fra Scientific American

denne aktivitet bragt til dig i partnerskab med Science Buddies