การอนุรักษ์ดิน (Soil Conservation) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ชาญชัย แสงชโยสวัสดิ์ ภาควิชาปฐพีศาสตร์และอนุรักษ์ศาสตร์ คณะเกษ

1. การอนุรักษ์ดิน (Soil Conservation) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ชาญชัย แสงชโยสวัสดิ์ ภาควิชาปฐพีศาสตร์และอนุรักษ์ศาสตร์ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ 944621 ต่อ 230 หรือ 09-6374341

2. บทที่ 1 • การอนุรักษ์ดินกับการเกษตร • ทำไมต้องมีการอนุรักษ์ดิน • สิ่งที่ต้องรู้และเข้าใจถึงการอนุรักษ์ดิน • ประวัติการชะล้างพังทลายดิน • วิวัฒนาการงานวิจัยที่เกี่ยวกับการชะล้างพังทลาย • ภาพรวมของการพังทลายดิน • ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการพังทลายดิน

3. บทที่ 2 • ขบวนการชะล้างพังทลายดิน • ประเภทของการพังทลายดิน • ตัวการและปัจจัยที่ก่อให้เกิดการพังทลายดิน • รูปแบบของการพังทลายดิน • การประมาณเชิงตัวเลขสำหรับการชะล้างพังทลายดิน • สาเหตุหลักของการพังทลายดิน

4. บทที่ 3 • คุณลักษณะทางกายภาพของฝน • วัฏจักร และ สมดุลของน้ำ • ปริมาณน้ำฝน • ความเข้มของฝน • ขนาดเม็ดฝน • ความเร็วในการตกของฝน • พลังงานจลน์ของฝน

5. บทที่ 4 • ความสามารถของฝนที่ก่อให้เกิดการชะล้าง (Erosivity) • คำจำกัดความ • การประเมินค่า Erosivity Index (R) • ค่า Erosivity ในเขตอบอุ่นและเขตร้อนชื้น • น้ำไหล่บ่า (Surface runoff)

6. บทที่ 5 • ความคงทนของดินต่อการพังทลาย (Erodibility) • คำจำกัดความ • ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อความคงทนของดิน • การประเมินค่าความคงทนของดิน (K)

7. บทที่ 6 • สมการการสูญเสียดินสากล (Universal Soil Loss Equation: USLE) • การประมาณการสูญเสียดิน • ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียดิน • การใช้สมการการสูญเสียดินสากล • ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ USLE

8. บทที่ 7 • แนวทางการอนุรักษ์ดิน (Soil Conservation Measurement) • การอนุรักษ์และหลักการในการอนุรักษ์ดิน • วิธีการอนุรักษ์ดิน • การอนุรักษ์ดินในประเทศไทย

9. บทที่ 8 • การใช้ประโยชน์ที่ดิน (Land Use Management) • การวางแผนการใช้ประโยชน์ที่ดิน • แนวทางการใช้ที่ดินเพื่อการอนุรักษ์ดิน

10. การประเมินผล • สอบย่อยครั้งที่ 1 20 % • สอบย่อยครั้งที่ 2 20 % • สอบปลายภาค 30 % • รายงาน 15 % • Assignment 15 %

11. เอกสารอ้างอิง • นวลจันทร์วิไลพร 2525. การจัดการและการอนุรักษ์ดิน ภาควิชาปฐพีวิทยาคณะเกษตรศาสตร์มหาวิทยาลัยขอนแก่น • ไชยสิทธิ์เอนกสัมพันธ์ 2539 คู่มือการอนุรักษ์ดินและน้ำระดับกลุ่มชุดดินในประเทศไทย • สมเจตน์จันทวัตน์ 2522 การอนุรักษ์ดินและน้ำเล่ม 1 การพังทลายของดินภาควิชาปฐพีวิทยาคณะเกษตรศาสตร์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ • สมเจตน์จันทวัตน์ 2522 การอนุรักษ์ดินและน้ำเล่ม 2 การพังทลายของดินภาควิชาปฐพีวิทยาคณะเกษตรศาสตร์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

12. เอกสารอ้างอิง 5.    Beasley, R.P. 1972. Erosion and Sediment Pollution Control. 6.    Dunne, T. and L.B. Leopold. 1978. Water in Environmental Planning. 7.    El-Swaify, S.A., E.W. Dangler, C.L. Armstrong. 1982. Soil Erosion by Water in the Tropics. CTAHR, University of Hawaii at Manoa. 8.    FAO Soils Bulletin. 1993. Field Measurement of Soil Erosion and Runoff.

13. เอกสารอ้างอิง 9.    FAO Soils Bulletin 1996. Land Husbandry. 10.   Hudson, N.W. 1995. SOIL CONSERVATION. Redwood Books, Trowbridge, Wilts. B.T. Batsford. Ltd. 11.   Morgan, R.P.C. 1995. SOIL EROSION AND CONSERVATION. Addison Wesley Longman Ltd. England. 12.   Penning, F.W.T. et a. 1998. Soil Erosion at Multiple Scales : Principles and Methods for Assessing Causes and Impacts. 13.  Troeh, F.R., J.A. Hobbs, and R.L. Donahue. 1999. Soil and Water Conservation.

14. บทที่ 1 การอนุรักษ์ดินกับการเกษตร

15. ทำไมต้อง SOIL 461 ดิน สภาพภูมิประเทศ ฝน ลม การจัดการ ฟิสิกส์ของดิน เคมีของดิน หน้าดิน น้ำในดิน ปัญหา ปัจจัย การอนุรักษ์ดิน (Soil Conservation) การชะล้างพังทลายของดิน (Soil Erosion)

16. ขอบเขตของการอนุรักษ์ดินขอบเขตของการอนุรักษ์ดิน • ศึกษาการเกิดการพังทลายของดิน (Soil Erosion) • กลวิธีการเกิด สาเหตุ และการควบคุมการพังทลายดิน • อำนาจที่ก่อให้เกิดการพังทลายของฝน • ความคงทนของดินต่อการพังทลาย • การประมาณการสูญเสียดิน • การทำนายการสูญเสียดิน (Modeling) • การควบคุมการพังทลายดินจากการกระทำของฝนโดยวิธีเกษตรกรรม วิธีพืช และวิธีกล

17. การพังทลายดินและการอนุรักษ์ดินการพังทลายดินและการอนุรักษ์ดิน Soil Erosion = “การเซาะกร่อนของดิน, การกัดกร่อน, การชะล้างพังทลายของดิน, และ กษัยการของดิน” การเคลื่อนย้ายของอนุภาคดินจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง Soil Conservation = “การอนุรักษ์ดิน” การป้องกันและรักษารวมทั้งการปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์และความสามารถในการให้ผลผลิตของดินให้ดีขึ้นกว่าเดิม

18. มนุษย์และแหล่งทรัพยากรธรรมชาติมนุษย์และแหล่งทรัพยากรธรรมชาติ Malthusian Thesis (Thomas Multus, 1866) การเพิ่มขึ้นของประชากรเป็นไปในลักษณะเรขาคณิต (Geometric หรือ Exponential Curve) ขณะที่อาหาร (Food Production) เพิ่มขึ้นในลักษณะคณิตศาสตร์หรือเส้นตรง ความต้องการอาหาร > ความสามารถในการผลิตอาหาร แนวโน้มของการใช้ทรัพยากรธรรมชาติและการเพิ่มขึ้น ของประชากร

19. Resources Population Food Per capita ผลของจำนวนประชากรต่อการเปลี่ยนแปลงทรัพยากรธรรมชาติ (แหล่งข้อมูล :Meadows et al. 1972)

20. แนวทางในการเพิ่มการผลิตอาหารแนวทางในการเพิ่มการผลิตอาหาร • เพิ่มเนื้อที่เพาะปลูก • เพิ่มผลผลิตต่อหน่วยพื้นที่ • ใช้พันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง • การใช้ปุ๋ย • การควบคุมศัตรูพืช • การชลประทานและการระบายน้ำ • การเพาะปลูกพืชอย่างเข้มข้น • หาแหล่งอาหารอื่น เช่น แหล่งอาหารโปรตีนอื่น

21. หลักฐานเกี่ยวกับการพังทลายดินหลักฐานเกี่ยวกับการพังทลายดิน • มนุษย์มีความเอาใจใส่ต่อปัญหาที่เกิดจากการพังทลายของดินน้อยมากในอดีต • การล่มสลายหรือการเสื่อมโทรมของอาณาจักรต่าง ๆ ในอดีต • การแห้งแล้งหรือตื้นเขินของแม่น้ำลำธารต่าง ๆ • การเกิดน้ำท่วมในพื้นที่ลุ่ม (Flood Plain)

22. การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของการพังทลายดินการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของการพังทลายดิน • การพังทลายดินโดยมีน้ำเป็นตัวการ • ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปี • ชนิดของฝน (ความหนาแน่นของฝน) • การพังทลายดินโดยมีลมเป็นตัวการ • เกิดบริเวณที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้ง

23. ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำฝนกับการพังทลายดินความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำฝนกับการพังทลายดิน

24. แผนที่แสดงการชะล้างพังทลายดินเนื่องจากฝนแผนที่แสดงการชะล้างพังทลายดินเนื่องจากฝน

25. แผนที่แสดงการชะล้างพังทลายดินเนื่องจากลมแผนที่แสดงการชะล้างพังทลายดินเนื่องจากลม

26. งานวิจัยด้านการพังทลายของดินงานวิจัยด้านการพังทลายของดิน • Ewald Wollny (1877-1895) ศึกษาถึงการทำลายโครงสร้างดินเนื่องจากเม็ดฝนโดยปลูกพืชคลุมดินชนิดต่าง ๆ บนชนิดดิน และความลาดชันต่าง ๆ • กรมป่าไม้ของ USA (Forest Service) • 1915 ศึกษาการพังทลายดินเชิงปริมาณเป็นครั้งแรก • 1923 พิมพ์ผลงานการศึกษาดินเนื่องจากการได้รับการจัดการดินในระบบต่าง ๆ • ไม่มีการศึกษาถึงขบวนการเกิดการพังทลายดิน

27. Musgraue (1934), Baver (1937), และ Brost and Woddbum (1938) • เริ่มศึกษาถึงขบวนการพังทลายของดินขึ้น • Ellison (1944) ศึกษาขบวนการของเม็ดฝน (Raindrops) ที่มีผลต่อดิน • เม็ดฝนเป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิด Erosion • Erosion จะไม่เกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีการคลุมดิน • 1954 ใน USA มีการใช้เทคนิคใหม่ทางด้านการวิเคราะห์ข้อมูล เช่นการใช้สมการสหสัมพันธ์ เพื่อแสดงให้เห็นถึงขบวนการพังทลายดินให้เป็นรูปธรรมมากขึ้น • Black box-empirical model -> Process based Model

28. งานวิจัยการพังทลายดินในเขตร้อนชื้นงานวิจัยการพังทลายดินในเขตร้อนชื้น • Technology จากประเทศแถบตะวันตกไม่สามารถนำมาประยุกต์ได้ในภูมิภาคที่อยู่ในเขตร้อนชื้นโดยเฉพาะพื้นที่สูงที่มีการทำการเกษตร • เน้นความพยายามที่จะค้นหาวิธีการแก้ปัญหาการพังทลายมากกว่าการปรับระบบอนุรักษ์จากทางตะวันตก • เน้นการจัดการฟาร์มที่ดี และลดการใช้วิธีกล(Mechanical process) • International program : FAO, UNEP

29. การพังทลายดินในประเทศไทยการพังทลายดินในประเทศไทย • Pendleton (1939) การพังทลายดินในประเทศไทยมักพบในพื้นที่ที่ทำไร่เลื่อนลอยในเขตภูเขาสูงทางภาคเหนือ บริเวณที่ทำเหมืองแร่ทางภาคใต้ และบริเวณภูมิประเทศลอนลูกคลื่นในภาคตะวันออกและตะวันออกเฉียงเหนือ • Sabatini (1972) การพังทลายดินในประเทศไทยส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนพื้นที่ที่ปลูกพืชไร่

30. น้ำเป็นตัวการหลักที่ก่อให้เกิดการพังทลายดินในประเทศไทยน้ำเป็นตัวการหลักที่ก่อให้เกิดการพังทลายดินในประเทศไทย • เขตร้อนชื้น มีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 1000 มม.ต่อปี • หน่วยงานที่รับผิดชอบในประเทศไทย • กองอนุรักษ์ดิน กรมพัฒนาที่ดิน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์

31. ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการพังทลายดินปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการพังทลายดิน • กระทบกับพื้นที่นั้นโดยตรง (On-site effects) • การสูญเสียหน้าดิน • สูญเสียธาตุอาหารพืชในดิน • สูญเสียอินทรียวัตถุในดิน • สูญเสียเนื้อที่เพาะปลูก • โครงสร้างดินถูกทำลาย • ลดความเป็นประโยชน์ของน้ำในดิน • กระทบกับพื้นที่อื่น (Off-site effects) • แหล่งน้ำตื้นเขิน • คุณภาพน้ำลดลง • มลภาวะทางน้ำ

32. บทที่ 2 ขบวนการชะล้างพังทลายดิน

33. ตัวการที่ทำให้อนุภาคดินแตกกระจายตัวการที่ทำให้อนุภาคดินแตกกระจาย (Detaching Agents) ตัวการการพัดพา (Transporting Agents) กลไกการเกิดการพังทลายดินโดยน้ำ ขบวนการผุกร่อนของดิน (Weathering) การกัดเซาะ (Detachment) การพัดพา (Transportation) การทับถม (Deposition)

34. การผุกร่อนและการพังทลายดินการผุกร่อนและการพังทลายดิน การผุกร่อน (Weathering) การที่หินหรือแร่เกิดการแตกหักออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย มีขนาดเล็กลงกว่าเดิม มีความแข็งแรงน้อยลง โดยองค์ประกอบทางเคมีอาจจะเปลี่ยนแปลงได้ การพังทลาย (Erosion) การเคลื่อนย้ายของวัตถุที่เกิดการผุกร่อนแล้ว (Weathered materials) โดยขบวนการที่เกิดขึ้นบนผิวดิน ซึ่งมีตัวการต่าง ๆ พัดพาวัสดุเหล่านี้ให้เคลื่อนที่ไปจากที่เดิม

35. ปัจจัยที่มีผลต่อการผุกร่อนของดินปัจจัยที่มีผลต่อการผุกร่อนของดิน • ปัจจัยทางด้านกายภาพ • การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ • ลักษณะสภาพภูมิประเทศ • ปัจจัยทางด้านเคมี • ปัจจัยทางด้านชีวภาพ • กิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน

36. ประเภทการพังทลายดิน • การพังทลายที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (Geological, Natural or Normal Erosion) • Geologic Agents ได้แก่ น้ำ ลม แรงดึงดูดของโลก และ แม่น้ำ ลำธาร เป็นต้น • การพังทลายที่เกิดขึ้นโดยมนุษย์ (Accelerated or Man-made Erosion) • การตัดไม้ • การทำการเกษตร • การทำเหมืองแร่

37. การพังทลายตามธรรมชาติกับการเกิดดินการพังทลายตามธรรมชาติกับการเกิดดิน สภาพความลาดเท (Slope) พื้นที่ความลาดเทน้อย • Weathering จะมาก แต่ Erosion น้อย • มักจะพบดินชั้น A และ C หนา • หน้าดินลึก • การสะสมของเหล็ก ซิลิกา อลูมินัม และ Clay สูง พื้นที่ความลาดเทมาก เป็นอย่างไร? ปัจจัยทางด้านสภาพภูมิอากาศและธรรมชาติของวัตถุต้นกำเนิดดิน มีผลต่อความสัมพันธ์ระหว่างความลาดเท กับ Erosion

38. ปัจจัยที่มีผลต่อการพังทลายปัจจัยที่มีผลต่อการพังทลาย • ภูมิอากาศ (Climate) • ความยากง่ายของการพังทลาย (Erodibility) • สภาพภูมิประเทศ (Topography) • พื้นที่ที่ได้รับผลจากการกระทำของตัวการที่ก่อให้เกิดการพังทลาย (Exposed area) • เวลา (Time)

39. ตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลายตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลาย • ลม

40. ลักษณะภูมิประเทศเกิดจากการพังทลาย ลักษณะภูมิประเทศเกิดจากการพังทลาย • Defilation เช่น desert pavement • Abrasion เช่นหินเกิดเป็นรู ร่องหรือรูปร่างอื่น • ลักษณะภูมิประเทศเกิดจากการทับถม • Loess เป็นชั้นหนาและมีขนาดสม่ำเสมอโดยทั่วไป มีขนาดเท่าอนุภาคของ Silt • Dunes เนินทรายที่เกิดจากการที่ลมพัดพาอนุภาคทรายมาทับถม

41. ตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลายตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลาย • แรงดึงดูดของโลก • เคลื่อนที่ช้าหรือค่อย ๆ ไหล (Slow flowage) เช่น Rock Creep เป็นต้น • เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว (Rapid flowage) เช่น Earth flow, Mud flow เป็นต้น • เคลื่อนที่แบบลื่นไถล (Slide) เช่น Land slide • เคลื่อนที่แบบยุบตัวเช่น การพังทลายของถ้ำ

42. 1) Mudflows Force > Equility point 2) Landslides Spoon-shaped reaction Plate slide Slow Movements

44. ตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลายตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลาย • แม่น้ำ ลำธาร • ขบวนการพังทลายโดยแม่น้ำลำธาร • Hydraulic Action ตลิ่งพังทลายลง • Corrasion ขบวนการเกิดร่องน้ำลึก • Corrosion ละลายสิ่งที่ไหลผ่าน • ขบวนการขนย้าย • Suspension • Solution • Traction

45. แม่น้ำ ลำธาร (ต่อ) • ลักษณะภูมิประเทศที่เกิดขึ้น • ดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ (Delta) • ที่ราบลุ่มน้ำ (Flood Plain) • ที่ราบขั้นบันได (Terrace) • ธารน้ำแข็ง (Glaciers)พบในแถบทวีปอเมริกา เหนือ ยุโรปตะวันออก และบริเวณเทือกเขาสูง ของโลก • คลื่น (Waves)

46. ตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลายตัวการกัดกร่อนที่ก่อให้เกิดการพังทลาย • น้ำ รูปแบบการพังทลายโดยน้ำ • Rain Splash • Surface Runoff • Rill Erosion and Gullies • Inter-rill or Sheet Erosion • Stream Bank Erosion • Pedestal Erosion • Piping Erosion

47. Splash Erosion

48. Sheet or Inter-rill Erosion

49. Rill Erosion

50. Classical Gully Erosion Ephemeral Gully Erosion