Gleba odgrywa ważną rolę w rolnictwie i w naszym życiu. Jej obecność może wpływać na wzrost upraw i może pomóc w ochronie wody. Gleba jest też ważna dla sekwestracji węgla. Warstwy wodonośne również odgrywają ważną rolę, zwłaszcza na obszarach, na których występują susze.
Struktura
Gleba jest złożoną strukturą, która składa się z drobnych cząstek o dużej powierzchni, które stykają się z otaczającymi je grubymi cząstkami. Zapewnia to strukturę niezbędną do wzrostu roślin. Zawiera też dużą ilość biomasy i służy jako zbiornik wody i składników odżywczych.
Wiele procesów zachodzących w glebie jest wrażliwych na jej strukturę. Niektóre z nich to wzrost roślin, napowietrzanie i transport wody. Słaba struktura może ograniczać rozwój korzeni i zwiększać ryzyko erozji wodnej.
Strukturalne atrybuty gleby można ocenić za pomocą technik obrazowania. Jedną z najczęściej stosowanych metod jest mikroskopia fluorescencyjna. Inną metodą jest zastosowanie rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej.
Chemia
Chemia gleby to badanie właściwości chemicznych gleby, w tym minerałów i pierwiastków w niej występujących. Obejmuje ona różne skale przestrzenne i czasowe. Chemia gleby jest bardzo ważną częścią nauk o środowisku i nauk o ziemi.
Ma również znaczący wpływ na zdrowie ludzi i roślin. Na przykład może wpływać na jakość wody, toksyczność i biodostępność. W latach 70. głównym problemem było stosowanie radionuklidów i metali śladowych w glebie. W latach dziewięćdziesiątych wzrosły obawy związane z szerokim zakresem zanieczyszczeń.
Tradycyjnie badania chemii gleby koncentrowały się na reakcjach chemicznych w glebie, które wpływają na wzrost i odżywianie roślin. Ostatnio skupiono się na kwasowości gleby, składzie mineralnym, wymianie jonowej i mobilności jonów.
Oczyszczanie warstw wodonośnych
Oczyszczanie warstw wodonośnych jest ważnym aspektem oczyszczania ścieków. Polega na ponownym oczyszczeniu ścieków i uzupełnieniu warstw wodonośnych, które uległy zanieczyszczeniu. Metoda ta jest stosowana w regionach, gdzie wody gruntowe są niewystarczające. Kiedy odzyskana woda jest używana do nawadniania rolnictwa, zmniejsza presję na źródła wody pitnej.
Oczyszczanie warstw wodonośnych to innowacyjna metoda oczyszczania ścieków, która wykorzystuje naturalne tłumienie zanieczyszczeń. Proces oczyszczania obejmuje kilka etapów, w tym pompowanie. Po przepompowaniu tworzy się zlewnia, do której pompuje się ścieki. Warstwy wodonośne to przepuszczalne skały osadowe, które są źródłem zasilania.
Proces SAT obejmuje serię krótkich cykli zalewania-suszenia, które poprawiają oczyszczanie. Woda przenika do warstwy wodonośnej przez grubą strefę wadozy. W rezultacie powietrze zostaje uwięzione w porach gleby, a przewodność zostaje zmniejszona.
Drogi i autostrady
Gleba jest fundamentem dróg i autostrad. Oprócz tego, że jest podstawą konstrukcji drogi, gleba odgrywa też kluczową rolę w przenoszeniu obciążeń na matkę ziemię. Musi być stabilna, trwała i zdolna do przenoszenia obciążeń.
W wyniku użytkowania, gleby otaczające drogi i autostrady są często zanieczyszczone. Zanieczyszczenia te mogą obejmować metale ciężkie, toksyczne zanieczyszczenia organiczne i tworzywa sztuczne. Może to mieć negatywny wpływ na produkcję żywności.
Federalna Administracja Autostrad (FHWA) pracuje nad włączeniem kwestii ekologicznych do planowania dróg. Aby osiągnąć ten cel, podjęto szereg inicjatyw. Jedną z nich jest Green Highways Partnership (Partnerstwo na rzecz Zielonych Autostrad), które zostało powołane w celu opracowania zrównoważonych ekologicznie rozwiązań dla projektów drogowych.
Różnorodność biologiczna
Różnorodność życia w glebie jest bardzo ważnym jej składnikiem. Odgrywa główną rolę w regulacji obiegu składników odżywczych i wielu innych funkcjach ekosystemu. W związku z tym jej ochrona stała się głównym celem międzynarodowej polityki środowiskowej w ostatniej dekadzie.
Różnorodność biologiczna gleby obejmuje szeroką gamę organizmów, takich jak mikroorganizmy, grzyby, dżdżownice i owady. Te grupy organizmów mogą być wykorzystywane jako bioindykatory. Niektóre gatunki mogą być użytecznymi wskaźnikami jakości danej gleby.
Bezkręgowce są znane jako potężny biologiczny wskaźnik jakości gleby. Jednak rozmieszczenie różnych gatunków niekoniecznie jest skorelowane z cechami fizykochemicznymi.
Sekwestracja węgla
Gleba odgrywa ważną rolę w sekwestracji węgla. Jest to skuteczny sposób usuwania CO2 z atmosfery. Ilość usuwanego CO2 zależy od rodzaju gleby i klimatu.
Gleba składa się z rozłożonej materii roślinnej. Materiał ten jest rozkładany przez mikroby i wraca do gleby w postaci próchnicy. Ponadto w glebie pozostają niewielkie ilości pierwotnego węgla.
Jednakże działalność człowieka zwiększyła tempo utraty węgla z gleby, a zdolność do jego magazynowania zmniejszyła się. W przeciwdziałaniu tym stratom mogą pomóc sposoby użytkowania ziemi, które zmniejszają ilość wprowadzanego węgla, takie jak płodozmian, rośliny okrywowe i uprawa konserwująca.