Fiziksel Değişim: Sıcaklık ve ışıma kayadaki kristallerin titreşimine yol açar ve bu moleküler hareket mikro çatlaklara yol açar. Geceleri ise soğuyarak büzüşen kayalarda bu çatlaklar gelişir, gaz ve su hareketlerinin de etkisiyle çözünen tuzlar kayadan uzaklaşır. Nem kayaya yapışır ve kristalleri çözer. Liken asitleri ise kayaya biyolojik olarak zarar verir ve bu çatlaklar binlerce yıl sonra bölünür ve bu aşınmalarla toprak oluşur.
Organik maddelerin ayrışması ve moleküllerle birleşmesiyle oluşan toprakta önce toprak faunası oluşuyor. Bu canlılar zamklı bir ürün oluşturuyor ve bu zamklı toprak kümesi oksijen alışverişi ve bio-kimyasal değişimler sonucunda bitkilerin oluşumu gerçekleşiyor. Ağaçlar ayakta kalabilmek için odunsu bir yapı geliştiriyorlar. Lignin denen bu yapı çok sıkı bir dokudur. Diğer otlar ise selülit gibi mikroorganizmalar tarafından kolayca ayrıştırılabilen bir doku geliştiriyor.
Ayrıştırılan selülit humusu meydana getiriyor. Ligninin mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılıp humus haline gelmesi çok zordur. Yosun ağacı ayrıştıran başlıca maddedir. Gövdeyi kaplayan yosun ağacın dokularının toprağa karışmasını sağlıyor. Bir sistemde asitler çözüm olayını arttırır. Yağışın ve ana materyalin uygun olduğu yerlerde hızlı ayrışma vardır. Suyun altındaki toprağın ayrışması ise çok yavaştır. Çünkü oksijen serbest olmadığından oksidasyon yavaştır ve yavaş geliştiği için organik madde çoktur.
Yüksek yağış alan bölgelerde yaprağını döken ormanlar ve kahverengi orman toprağı vardır. Bu toprak daha çabuk ayrışır ve organik madde bakımından çok zengindir. Orta yağış alan bölgelerde iğne yapraklı ağaçlar ve Podzol topraklar vardır. Daha zor ayrışır ve sistemde birikir.
Tropik yağış alan bölgelerin toprağı ise laterittir ve organik maddeler sayesinde ayrışma çok hızlıdır. Step çayırlarının altında ise çernozyom topraklar vardır ve yüksek humus barındıran bu topraklarda erken kış bastırınca reaksiyon tamamlanmadan duruyor ve organik madde kalıyor. Bu yüzden humus bakımından zengin.
Toprak oluşumunda 5 aşama vardır: Topografya-İklim-Vejetasyon-Biyolojik oluşum-Zaman. İklimin yönettiği su birçok reaksiyonu hızlandırır. Kaba bir hesaplama yapacak olursak1cm toprak için 150-350 yıl gereklidir. Tarım için en az 60 cm toprak gereklidir. En uygun şartlar altında tarım toprağı 20.000 yılda oluşur. Toprak oluşumundaki bu 5 aşama sırasında kayaçlar değişime uğruyor, bunların ufalanması, taşınması sırasında köksüz bitkilerin (bireyofit) yaşayarak veya ölerek organik madde oluşumunu hızlandırmasıyla hayat başlıyor.
Toprağı oluşturan mineraller birbirine bağlanırken bir boşluklar sistemi oluşturur. Toprağın %25'i boşluktur. Bu boşluklara Por denir. Bu porlar toprakta yaşayan canlı türlerini ve onların büyüklüklerini kontrol eder.
Toprak çözeltisi besin elementlerini taşıyan yarayışlı su çözeltisidir. Su toprağa girdikten sonra toprak çözeltisi olur ve 4 tür su düzeyi vardır.
-0.3 atm Gravitasyonal su: Yerçekimine karşı koyamayan, toprağı hemen terk eden fakat faydalı bir sudur.
-15 atm Kapillar Su: Toprağın boşluklar sisteminde tutulan organizmalar için yaşamsal olan yarayışlı sudur.
-150 atm Ozmotik su: Kil ve humus partiküllerinin etrafını saran az yarayışlı ve yarayışsızdır.
-150 atm Higroskopik su: Moleküler düzeydedir. Bu suyu ayrıştırmak için 150 atm'den fazla basınç uygulanmalıdır. Bu da Venüs'tekinden fazladır.Bitkiler sulak alanda olmasına rağmen bu basınçla suyu çekemezler ve kururlar.
Toprak Havası: Toprakta %20'si oksijen, %0.25'i karbondioksit vardır. Topraktaki karbondioksitin 1/3 'ünü bitki kökleri, 2/3 'ünü mikroorganizmalar oluşturur. Oksijenin ve suyun artmasıyla karbondioksit artar, mikroorganizmalar azalı ve böylece oksijensiz ortamlar oluşur, bataklıklar gibi. Bataklıklarda karbondioksit yerine metan, sülfat yerine sülfürik asit vardır. Oksijensiz koşullar bitki ve mikroorganizmalar tarafından faydalı değildir.
Mikroorganizmalar: Bakteri, aktinomisit, mantar, saçak kök, ana kök..
Anorganik bileşenler: Kum, Silt, Kil..
Mikrobiyal Aktiviteyi Yönlendiren olaylar
Fiziksel: Sıcaklık- Ozmotik basınç- Yüzey tansiyonu- Viskovizite- Radyasyon- Absorbsiyon
Kimyasal: Su aktivitesi- PH- Organik Madde- Toprak Havası- Gelişimi yönlendiren maddeler- Redoks potansiyeli.
Toprak Ekosistemi: Farklı unsurlardaki organizmaların ve onları taşıyan sistemin meydana getirdiği unsura ekosistem denir. Ekosistemin ögeleri: Canlı (Biyotik): Üreticiler- Tüketiciler- Ayrıştırıcılar.
Cansız (Abiyotik): Anorganik madde- Organik madde. Ekosistemlerin görevi popülasyonun kontrolüdür.
Eğer türler ekosistemde bütünlük gösteriyorsa popülasyon değişmez. Ekosistem madde döngüsünü sağlar enerji akışını sağlar. İnsanlar ekosisteme en az bağlı canlılardır. Ekosistemin gücü tür çeşitliliğine bağlıdır. Sağlıklı bir ekosistem tür çeşitliliği sayesinde ayakta kalır. tekdüze bir ekosistem, buğday tarlası gibi tek bir zararlıyla ölebilir.
Mikroorganizmalar işe yaramayan maddeleri ayrıştırarak işe yarar hale getirir. Lignini ancak mantarlar ayrıştırabilir. Atmosferdeki azotu az gelişmiş canlılar kullanamaz. Mikroorganizmalar bu görevi yapar. Bu bitkiler azotu kullanabilmek için mikroorganizmaların bünyesinde yaşamasına izin verir.
Toprağın fiziksel çevre koşullarını; toprağın suyu, havası, mineral madde, organik madde, ısı, ışık, yağış, nem, hava/su hareketi belirler.
Ekosistemin popülasyonu kontrol etme, enerji döngüsünü sağlama ve madde döngüsünü sağlama gibi 3 ana görevine en uymayan canlı insandır. Popülasyon denetimine işsizlik, açlık, göç, salgın hastalık unsurlarıyla; enerji döngüsüne suyu, toprağı ve havayı sorumsuzca kullanarak; Madde döngüsüne de sürekli kimyasal ve suni atıklar üreterek uymuyor.
Ekosistemin yapısı ve toprak organizmaları:
Mikrobiata: Alg, Protozoa, Mantar, Bakteri
Mezobiota: Daha büyük canlılar
Makrobiota: Solucan, yumuşakçalar
Magafauna: Omurgalılar.
Solucanlar, kimyasal ve fosfor yönünden, biyolojik yönden bitki ve toprağın verimiiçin son derece faydalıdır. Solucanlar suni olarak verilen fosfattan daha çok fosfat üretir. Toprak canlıları ayrışmamış üst yüzeydeki ortamda ve alttaki gözenekli katmanda bulunur. Solucanlar protein salgılar ve dışkıları çok besleyicidir. Açtığı yolda bitki kökleri ilerleyebilir. Midesinde de zararlıları steril eder.
Mikroorganizmaların 2 görevi vardır. İlki her türlü maddeyi ayrıştırarak (mineralizasyon) doğa döngüsünü sağlamak diğeri ise nitrifikasyon ve iyonizasyon vb. işlemleri yapmak. Azot güçlü bir bileşiktir ve kolay kolay kimyasal reaksiyona girmez. Bunlar mikroorganizmalar tarafından yarayışlı bileşiklere döndürüyor. Toprağın dengesi bozulduğunda bundan ilk mikroorganizmalar etkilenir.
Toprak Sınıfları
1.sınıf: Kullanımı sınırlayan 1-2 faktöre sahip çok kaliteli tarım topraklarıdır. Türkiye'nin % 5.6'sı 1. sınıf topraklardır.
2.sınıf: Bitki yetiştirme seçimini azaltan ve orta derecede koruma gerektiren kıymetli tarım topraklarıdır.
3.sınıf: Bitki tercihlerinin iyi seçilmesi ve koruma tedbirlerinin alınması gereken tarım topraklarıdır.
4.sınıf: Erozyon tehlikesi altındaki, incelmiş ve özel bitkilerin özel yöntemlerle tarım yapılan topraklardır. Türkiye'deki tarım topraklarının çoğu bu topraklardır.
5.sınıf: Erozyon tehlikesi olmayan, orman ve otlak olarak kullanılması uygun olan topraklardır.
6.sınıf: Otlak ve ormana uygun fakat tarıma uygun olmayan orman ve mera olarak kullanılması şart olan topraklardır.
7.sınıf: Orman ve otlak olması bile zor , tepeler, sarp alanlar, ve genelde erozyona meyilli topraklardır.
8.sınıf: Dağ sistemleridir. Alpin zone, çayır veya orman değildir. Doğal yaşam ve reaksiyon alanlarıdır.
Türkiye'de orman ve otlak olması gereken 6 milyon hektar alanda tarım yapılıyor. Yani 1/5'inde.
3.8 milyar yıl önce, aşılım kayaları güneş tarafından parçalandı. Bu hızlı aşınım hareketleri sonucu parçalar ve tozlar sular yoluyla denizlere aktı. Bu akan parçalar tuz ve sedimintlerle birleşip denizin dibine çöktü.
Yer hareketleri sonucunda denizlerin çekilip dağların oluşmasıyla bu sedmentler yeryüzüne çıktı böylece ilk toprak oluşumu başladı. işte yüksek dağlarda deniz kabuklarına rastlanmasının sebebi de budur. Toprak ana materyali birçok değişik materyalin milyonlarca yıl içinde birleşmesiyle oluşuyor.
Toprağın temel bileşenlerini incelediğimizde %45'ini Mineraller, %5'ini organik (Humus) maddeler, %25'ini toprak atmosferi, %25'ini toprak çözeltisi oluşturmaktadır. Organik maddelerin %10'unu bitkiler, %85'ini ölü organik maddeler. %5'ini ise edafon oluşturmaktadır.Edafon toprağı toprak yapan çok önemli bir maddedir. Edafonun %40'ı mantarlar, %40'ı bakteri ve aktinomisitler, %5'ini yer solucanları, %5'ini makro fauna, %3'ünü mezo fauna oluşturmaktadır.
Erozyon Sınıflandırması
1. Erozyona uğramamış en fazla %2'lik meyıle sahip topraklar
2. Orta derecede erozyona uğramış en fazla %6 eğime sahip topraklar
3. Şiddetli erozyona uğramış en fazla %12 Eğime sahip topraklar
4. Sel oyuntuları oluşmuş en fazla %25 eğime sahip topraklar
5. Ziraat olmayacak şekilde tahrip olmuş en fazla % 45 eğime sahip topraklar
6. Tahripkar birikmeler oluşmuş %40 ve üzeri eğime sahip topraklar.
Türkiye'deki toprakların % 20'si orta derecede erozyona uğramış, %36 'sı şiddetli erozyona uğramış, % 17 'si çok şiddetli erozyona uğramış. Türkiye fazlasıyla ekilebilir tarım alanlarını tüketmiş durumdadır. Dünyada ise bu ekilebilir alanların sadece % 46'sı kullanılıyor. Türkiye'nin çayır ve mera alanları 44m/h dan 21 m/h alana düşmüştür.Dünyadaki tatlı su rezervleri toplam suyun % 1'idir ve bu tatlı suyun % 75'i tarımda kullanılıyor. Sulamayla birlikte gübre kullanımı da % 350 artmıştır.
Erozyon ve zararları: Dünyadaki erozyonun % 55'i sudan, %28'i rüzgardan, %12'si kimyasal nedenlerden ve %5'i fiziksel nedenlerden olmaktadır. Erozyon doğanın gereğidir ancak yanlış arazi kullanımı, uygun olmayan tarım ve otlatma metotları, yasal boşluklar, sosyo-ekonomik boşluklar erozyonu hızlandırmaktadır.
Kaybedilen toprak örtüsünün kazanılması için binlerce yıl geçmelidir. Bitki örtüsünün yok olması erozyonun yanı sıra toprak kayması. taşkın ve çığ olaylarını arttırır. Erozyona uğrayan toprak nüfusu doyurmaz göç yaşanır. Toprakla yok olan besinlerin değeri her yıl harcanan yüzlerce trilyonluk gübre değerinden çok daha fazladır. Meraların yok olmasıyla hayvancılık geriler.
Doğal su kaynakları düzenli olarak beslenemez. Erozyon baraj rezervlerini doldurur. Yeşil örtü ve toprağın elden gitmesiyle ortaya çıkan iklim değişikliği ve bozulan jeolojik denge sonunda doğal varlıklar yok olur.
Her gün 150.000 kamyon dolusu her yıl 500 milyon ton başka bir deyişle Kocaeli ve Bursa'nın 10cm kalınlıkta kaplayacak toprağı erozyon sonucu kaybediyoruz. Türkiye'deki erozyon Avrupa'dakinin 17 katı.