Эрозия почв и меры борьбы с ней. Эрозия почвы: причины, виды и методы борьбы с эрозией
Ветровая эрозия (дефляция), её виды
Ветер - движение воздушных масс в приземном слое с различной скоростью. Ветер, контактируя с поверхностью почвы, вызывает её разрушение и перенос образовавшегося мелкозема на разные расстояния. Процесс переноса и аккумуляции песчаных частиц называется дефляцией. В результате формируются эоловые отложения. Дефляция развивается на открытых пространствах, где поверхность почвы не защищена кустарниково-травянистой, или лесной растительностью. Процесс переноса и аккумуляции глинистых частиц принято называть термином - ветровая эрозия.
Ветровая эрозия-это разрушающее действие ветра: развевание песков, лесов, вспаханных почв, возбуждение пыльных бурь, шлифовка скал, камней, строений, механизмов несомыми твердыми частицами, поднятыми силой ветра. Ветровая эрозия незакрепленных почв может происходить в любое время года и при любой силе ветра.
Ветровая эрозия бывает повседневной и заключается в постепенном перевевании высохших плодородных частиц, обнажении корней растений, а также кратковременной - в виде пыльных (черных) бурь, возникающих при сильных ветрах, смерчах, ураганах. Ветровую эрозию подразделяют на местную эрозию и пыльные бури. Местная эрозия проявляется локально, на отдельных полях или участках, причем чаще на ветроударных склонах. Пыльные бури охватывают значительные территории - сотни и тысячи гектаров.
Ветровая эрозия, или дефляция, наблюдается как на легких, так и на тяжелых карбонатных почвах при высоких скоростях ветра, низкой влажности почв и невысокой относительной влажности воздуха. Поэтому она преимущественно возникает в засушливых степных районах страны. Распашка легких почв, их рыхление особенно опасны весной, когда они лишены защитного зеленого покрова, что делает их уязвимыми к дефляции. Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.
Отличие ветровой эрозии от водной состоит в том, что первая не связана условиями рельефа. Если водная эрозия имеет место при определенном уклоне, то ветровая может наблюдаться даже на совершенно выровненных площадках. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой - не только по плоскости, но и вверх.
Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.
Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов:
* характер рельефа;
* гранулометрический состав и структура почв;
* наличие и характер растительного покрова.
Перемещение почвенных частиц при ветровой эрозии происходит тремя способами:
скачками, размер частиц - 0,05 - 0,5 мм;
перекатыванием - размер частиц от 0,5 до 10 мм; во
взвешенном состоянии (размер менее 0,1 мм).
ь При скорости ветрового потока 5-7 м/с поднимаются и перемещаются частицы размером до 0,25 мм в диаметре.
ь При скорости ветрового потока 9-12 м/с размер переносимых частиц увеличивается до 1 мм.
ь Чем выше скорость ветра, тем большей разрушительной силой он обладает (ураганы, смерчи и т. п. явления).
* Одним из проявлений ветровой эрозии почв являются пыльные (или пылевые) бури. В земледельческих районах их называют «черными» бурями, поскольку переносимый мелкозем имеет черный цвет, обусловленный содержащимся в нем гумусом.
В соответствии с этими способами передвижения частиц разработаны и приборы для количественного учета сносимой ветром почвы.
Возникновение пыльных бурь связано с тремя основными факторами:
1) длительным воздействием ветрового потока на незащищенную растительностью поверхность почвы,
2) критической скоростью ветрового потока,
3) характером дезагрегированности поверхностного слоя почвы.
Воздействие бурь на окружающую среду связано со скоростью ветрового потока и размером почвенных частиц. Ученые подсчитали, что во взвешенном состоянии переносится до 30-40% частиц, скачкообразно - 50-70, а перекатыванием - 5-25%. При этом до 50% мелкозема перемещается непосредственно над землей, в слое 0-30 см.
Песчаные частицы в результате переноса и аккумуляции образуют различные формы: дюны, гряды, бугры, барханы.
* Дюны характерны для приморских подвижных песков.
* Бугры - для приречных.
* Барханы формируются в песчаных пустынях,напоминают застывшие морские волны. Нередко они образуют гряды.
* Базис дефляции - уровень, ниже которого энергия ветра «бессильна». Как правило, это капиллярная «кайма» грунтовых вод, или плотные отложения. Максимальная высота подвижных песков, как правило, равна двойной глубине базиса дефляции.
В земледельческих районах с малоснежной зимой, засушливыми осенью и весной верхний слой суглинистых почв в отдельные годы (с интервалом в 5-15 лет) находится в распыленном и сухом состоянии, становясь «легкой добычей» ветра. В этом случае формируются шлейфы аккумуляции мелкозема, местами слабо напоминающие барханы, а также валы и насыпи отложившегося мелкозёма в лесополосах.
При этом пыльные бури могут охватывать млн. га пахотных земель.
* Пыльные бури развиваются по принципу лавинного Эффекта.
* На основе наших полевых исследований в зоне Армавирского «ветрового коридора» было установлено, что движение частиц эрозионноопасной фракции (1мм) начинается при установившейся скорости ветрового потока в 9-12 м/с.
Борьба с дефляцией и защита почв от эрозии.
* Борьба с дефляцией проводится различными методами: механическими (щиты, плетни), биологическими (посевы засухоустойчивых растений, кустарников, деревьев) и химическими (структурообразователи на битумной и латексной основе).
* Защита почв от ветровой эрозии почв включает комплекс агролесомелиоративных и специальных противоэрозионных мероприятий: накопление и сохранение влаги в почве; применение безотвальной обработки с оставлением стерни; полосной системы земледелия (поля - шириной 80-100 м), использование кулис из высокостебельных культур (например, кукуруза, подсолнечник); система полезащитных лесных полос ажурной и продуваемой конструкции.
С ветровой эрозией, особенно в открытых степях или на равнинах, можно бороться посадкой ветроломных полос, состоящих из одного или более рядов деревьев или кустарников, размещенных под углом к преобладающим ветрам. Ветроломные полосы имеют местное значение, эффективность их действия определяется густотой и высотой деревьев. Содержание почвы под постоянным растительным покровом в сочетании с ветроломными полосами является надежным способом борьбы с ветровой эрозией в местностях, где она является проблемой. На почвах, богатых органическим веществом, рядки зерновых культур используют для временной защиты овощных культур от ветра. Одним из методов борьбы с ветровой эрозией торфяно-болотных почв, разрабатываемых в последние годы, является структурообразование в верхних слоях почв путем внесения ПАВ и высокомолекулярных полимеров. Взаимодействие добавок с органической частью торфа, естественно, должно сказаться на его водных свойствах. При этом следует находить такие решения, чтобы одновременно со структурообразованием торфяная система приобретала оптимальные водные свойства.
В районах распространения ветровой эрозии решающая роль в защите почв принадлежит почвозащитным севооборотам, полосноконтурной организации полей с чередованием высокостебельных культур, зерновых трав и паров. Большое значение для почвозащитных севооборотов имеет правильный подбор трав. Помимо клевера в последние годы как в полевых, так и почвозащитных севооборотах используются люцерна посевная и травосмеси бобовых и злаковых трав.
Разработана система мероприятий по борьбе с ветровой эрозией, заключающаяся в проведении безотвальной обработки почвы, посеве кулис и применении кольчатых катков. Эти приемы уменьшают действие эрозионных процессов, засух и повышают урожайность сельскохозяйственных культур.
Только благодаря планомерной работе по борьбе с ветровой эрозией путем внедрения новой системы земледелия с безотвальной обработкой почвы и других мероприятий в настоящее время проявление ветровой эрозии резко сокращено. Все эти природные факторы, осложняющие условия эксплуатации инженерных сооружений и хозяйственных комплексов, а также вторичные процессы, проявление которых связано со строительно-хозяйственным использованием территорий, должны быть выявлены в процессе инженерно-геологических изысканий. В этом отношении исключительное практическое и теоретическое значение имеют региональные инженерно-геологические исследования.
В числе агротехнических мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией перспективным является улучшение физических свойств почвы путем применения искусственных структурообразователей.
Эрозия почв - процесс разрушения почвенного профиля под действием воды (водная эрозия) и ветра (ветровая эрозия, или дефляция).
Геологическая (нормальная) эрозия протекает в естественных условиях в результате процессов выветривания и денудации. При этом почвенный профиль восстанавливается в ходе почвообразования.
Антропогенная эрозия связана с деятельностью человека. Ее называют также ускоренной – в связи с повышенной интенсивностью, приводящей к частичному нарушению или полному уничтожению почвенного профиля.
Водная эрозия подразделяется на поверхностную и линейную, или овражную.
Поверхностная эрозия - смыв верхнего горизонта почв под действием стекающих по склону дождевых и талых вод. Она сочетает разрушающее действие дождевых капель и поверхностного стока дождевых и талых вод. Дождевые капли обладают более высокой кинетической энергией, чем поверхностный сток дождевых и талых вод. Смыв почвы при плоскостной эрозии преимущественно осуществляется небольшими струйчатыми потоками. Следы эрозии на поле исчезают после обычной обработки. Поверхностная эрозия приводит к постепенному ухудшению свойств почв из-за смыва верхних, наиболее плодородных горизонтов.
Линейная, или овражная эрозия - размыв почвы в глубину и ширину более мощными струйными потоками, приводящими к образованию струйчатых размывов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвенного профиля.
По отношению к материнской форме рельефа, например, к балке, размывы бывают: донными, идущими по дну (тальвегу) балки; вершинными, выходящими на водораздел по продолжению тальвега; склоновыми (размыв склонов балки под углом к тальвегу).
В зависимости от стадии развития среди склоновых и вершинных размывов выделяют водороины, промоины и овраги.
Водороины - размывы глубиной 0,2-0,6 м. Обычно они формируются по бороздам при обработках почв вдоль склона. Водороины можно выравнивать вспашкой.
Промоины - размывы глубиной 0,5-0,3 м, шириной 0,5-8 м. Они захватывают не только почву, но и почвообразующую породу и непроходимы для обычной техники. Для засыпки промоины необходимо привозить грунт.
Овраг - размыв, выработавший свой собственный (вогнутый или ступенчатый) продольный профиль, не совпадающий с профилем склона. Глубина оврагов на Русской равнине может достигать 30 м, а ширина - 50 м. Преобладающая часть оврагов относится к коротким - до 0,5 км, меньше средних - 0,5-2 км и еще меньше длинных оврагов - 2-5 км.
Среди донных размывов различают вымоины (начальная стадия размыва), донные промоины и
донные овраги.
В процессе развития оврагов выделяют три стадии: врезания, выработки продольного профиля равновесия и затухания.
Ирригационная эрозия - смыв почвы на склонах при орошении. Ее интенсивность зависит от способа орошения. Бороздковый полив применяют при орошении кукурузы, томатов, сахарной свеклы, хлопчатника. Ширина междурядий на посевах этих культур составляет 0,6-0,9 м, а ширина водного потока в поливной борозде - до 0,2 м. Потери почвы за один полив могут достигать 100 т/га (М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов, 1996) из-за повышенной скорости водного потока. Полив по полосам применяют при орошении трав и зерновых культур. Ширина полос водного потока измеряется единицами метров, поэтому скорость течения воды значительно меньше, чем в бороздах, и эрозия проявляется слабее. При поливе по чекам (орошение риса) ирригационная эрозия еще слабее или практически не выражена из-за отсутствия уклонов чеков. Дождевание используют при поливе всех сельскохозяйственных культур. Поверхностный сток и эрозия почв при дождевании возникают в том случае, когда его интенсивность превышает интенсивность впитывания воды почвой.
Интенсивность ускоренной водной эрозии оценивается по количеству смываемого мелкозема и приросту оврагов. Градации интенсивности эрозии по М.Н. Заславскому:
Для поверхностной эрозии
Смыв почвы Среднегодовой смыв, т/га в год
Незначительный смыв 0,5
Слабый 0,5-1,0
Средний 1,0-5
Сильный 5-10
Очень сильный более 10
Для линейной эрозии
Интенсивность Среднегодовой прирост оврагов, м
Слабая Менее 0,5
Средняя 0,5-1,0
Сильная 1,0-2,0
Очень сильная 2-5
Чрезвычайно сильная более 5
Водная эрозия имеет широкое распространение. Она проявляется практически во всех областях, где имеются уклоны более 1,5°, за исключением полупустынной и пустынной зон с небольшим количеством осадков и малоснежными зимами. Почвы, подверженные поверхностной эрозии, называются смытыми, или эродированными. Они подразделяются по степени эродированности в зависимости от мощности смытого слоя на слабо-, средне- и сильноэродированные, или смытые. В нижних частях склонов выделяют намытые почвы.
Плодородие почв снижается по мере увеличения степени смыва. Подсчитано, что на слабосмытых почвах недобор урожая в среднем составляет 10-20%, на среднесмытых - 40-60, а на сильносмытых - 80% и более. Это связано с потерей гумуса и элементов питания, снижением биологической активности, ухудшением структуры и других свойств почв.
Почва, смываемая с полей, откладывается в прудах, озерах, водохранилищах, попадает в каналы и реки. Заиливание водоемов и повышение мутности воды в реках резко ухудшает экологическую ситуацию, работу систем водоснабжения и водного транспорта. При стоке воды и смыве почвы с пашни отчуждаются от 10 до 30% вносимых удобрений и пестицидов, которые еще в большей степени ухудшают экологическое состояние и качество воды в реках и водоемах. При смыве и дефляции почв происходит перераспределение радионуклидов тяжелых металлов, и образуются новые загрязненные очаги их распространения.
Овражная эрозия приводит к нарушению дорожной сети, изменяет размеры полей, сокращает площади сельскохозяйственных угодий. Только в черноземной зоне России ежегодно овраги "съедают" до 70-80 га земли (Кузнецов М.С., 1996).
Термин «эрозия почв» происходит от латинского слова - разъединение, разрушение.
В зависимости от факторов, обуславливающих развитие эрозии, выделяют два типа эрозии - водную и ветровую.
Водная эрозия от стока талых и дождевых вод при определенном сочетании условий проявляется на склонах более 10 и даже при уклоне 0,3-0,50.
Степень развития водной эрозии определяется природными и антропогенными факторами. К их числу относятся климат, рельеф, растительный покров, гранулометрический состав.
Климат. Из климатических особенностей наибольшее значение для проявления эрозии имеют осадки и характер их выпадения. При выпадении одного и того же количества осадков за более короткое время эрозия возрастает.
Рельеф местности - один из важнейших факторов развития водной эрозии. От особенностей рельефа во многом зависит размер и скорость поверхностного стока и, следовательно, скорость разрушения и сноса почвы. Важнейшими характеристиками рельефа от которых зависит эрозия почвы, является крутизна, длина, форма и экспозиция склонов.
Растительный покров уменьшает или полностью предупреждает развитие эрозии. Сельскохозяйственные культуры по разному защищают почву от ливней. Наименьшую почвозащитную эффективность имеют пропашные культуры, затем идут горох, ячмень, овес. Пшеница и рожь лучше защищают почву от эрозии, чем ячмень и овес, значительно более мощным почвозащитным воздействием, чем зерновые, характеризуются посевы трав.
Гранулометрический состав почвы оказывает существенное влияние на устойчивость ее к эрозии. С увеличением размеров частиц почвы ее противоэрозионная устойчивость обычно падает. В большой степени поддаются смыву суглинистые и глинистые бесструктурные почвы. Они плохо пропускают воду, легко заплывают, образуя корку. С таких почв стекает до 70% дождевой и до 90…100% талой воды. Песчаные и супесчаные почвы, имея более высокую водопроницаемость, в меньшей степени подвержены эрозии.
Ветровая эрозия (дефляция) - выдувание почвы, снос и отложение продуктов ее разрушения. Возникновение ветровой эрозии связано с действием воздушных потоков на частицы почвы, которые приходят в движение. Она происходит в том случае, когда скорость ветра достигает значения, при котором его разрушительная сила превышает силу противодефляционной устойчивости почвы. Наиболее легко по поверхности перемещаются почвенные агрегаты размером 0,1…0,5 мм в диаметре.
Факторы ветровой эрозии - климат, рельеф местности, растительность, свойства почв.
Из климатических факторов ветровая эрозия тесно связана с количеством осадков и температурой. С ростом засушливости климата и уменьшением влажности дефляция почв возрастает.
Рельеф. В отличие от водной эрозии ветровая эрозия наблюдается как на склонах, так и на совершенно выровненных участках. Ветер разносит продукты эрозии в различном направлении и даже вверх по склону. Однако в первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые участки поверхности и ветроударные склоны.
Растительность является самым мощным фактором, противодействующим ветровой эрозии. На почвах, покрытых целинной растительностью, ветровая эрозия практически отсутствует.
Ветровой эрозии на торфяных почвах чаще всего подвергаются поля пропашных культур, в меньшей степени яровых зерновых, еще меньше озимых. Многолетние травы надежно защищают почву от ветровой эрозии.
Почва. Существенное воздействие на возникновение и развитие ветровой эрозии оказывает гранулометрический состав почвы. В естественном состоянии выдуванию подвергаются почвы, легкие по гранулометрическому составу - пески и супеси. Тяжелые почвы выдуваются только после разрыхления распашкой.
Легко поддаются выдуванию торфяные почвы. Пороговая скорость ветра сильно зависит от структуры почвы. Чем лучше почвенная структура, тем больше почва содержит зернистых и мелкокомковатых отдельностей и меньше пылеватых, тогда как в бесструктурной почве преобладают пылеватые частицы.
Вред, причиняемый эрозией. Водная эрозия наносит большой вред сельскому и в целом народному хозяйству. Вследствие смыва водой безвозвратно теряются самые плодородные слои почвы и вымываются в реки и моря огромное количество элементов питания растений. Резко ухудшаются водно-физические свойства почвы, что значительно сокращает их способность быстро поглощать и удерживать воду осадков. В связи с этим на склонах со смытыми почвами поверхностный сток бывает большим, особенно при выпадении ливней.
В нашей республики с 1 га пашни ежегодно смывается 180…200 кг гумуса, что равноценно потере 4 т органических удобрений. Если принять запасы влаги и гумуса на равнине за 100%, то на слабо смытых почвах они составляют 87 и 81 %, на среднесмытых- 80 и 61% и сильно смытых (по гумусу) только 43 %.
Вследствие потери почвой гумуса, питательных веществ и ухудшения физических свойств, происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур. В большинстве случаев урожаи снижаются на слабосмытых почвах на 10…30 %, среднесмытых - на 30…50% и на сильносмытых 50…70%.
В результате эрозии происходит не только количественное снижение урожая, но и ухудшается его качество, уменьшается абсолютная масса и изменяется его биохимический состав. Наибольшее уменьшение абсолютной массы зерна наблюдается в засушливые годы, а наименьшее - во влажные.
В связи с тем, что на эродированных почвах сомкнутость культурных растений бывает уменьшена, создаются благоприятные условия для развития сорняков. На среднесмытых почвах засоренность полей в 2-4 раза больше чем на несмытых.
Огромный вред народному хозяйству наносят овраги. Они разрушают пахотные земли, пастбища, сенокосы.
Различают естественную и ускоренную (антропогенную) эрозии почв. Естественная эрозия протекает очень медленно, и в ходе ее плодородие почв не снижается. Ускоренная эрозия почв вызвана нерациональной хозяйственной деятельностью человека, в результате которой активизируются и усиливаются естественные эрозии (неправильная обработка и орошение почвы, чрезмерное внесение в нее удобрений, бесконтрольный выпас скота, вырубка лесов, осушение болот и т.п.) Существует два основных вида эрозии почв: ветровая и водная эрозии.
Ветровая эрозия (дефляция) почв - выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Наиболее сильные и продолжительные ветра перерастают в пыльные (черные) бури. За несколько дней они способны полностью снести верхний плодородный слой почвы мощностью до 30см. Пыльные бури загрязняют водоемы, атмосферу, негативно влияют на человеческое здоровье. Сейчас самым большим источником пыли являются высохшие земли Аральского моря.
Водная эрозия почв - разрушение и смыв почвы под действием водных потоков. Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Вода, стекая, образует промоины и овраги, вымывает из земли органические и минеральные вещества. Это приводит к потере плодородия почвы, образованию оврагов. В оврагах невозможна никакая сельскохозяйственная деятельность. Подсчитано, что площадь оврагов на территории стран СНГ составляет 9 млн. га и продолжает увеличиваться. Поле подверженное водной эрозии теряет за год 7-13 т/га наиболее плодородной почвы.
Понятие об эрозии. Эрозия почв - процесс разрушения почвенного покрова. Эрозия почв включает в себя вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от фактора разрушения эрозию деляг на водную и ветровую (дефляция).
Водная эрозия процесс разрушения почвенного покрова под действием талых, дождевых или ирригационных вод.
По характеру воздействия на почву водную эрозию делят на плоскостную и линейную.
Плоскостная (поверхностная) эрозия - смыв верхнего горизонта почвы под влиянием стекающих по склону дождевых иди талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод.
Линейная (овражная) эрозия - размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубокие струйчатые размывы (до 20-35 см) и промоины (глубиной от 0,3-0.5 до 1-1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводитк полному уничтожению почвы.
В горных районах наряду с развитием обычных форм водной эрозии могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают огромное количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней. Борьба с ними требует строительства специальных противоселевых сооружений.
По темпам развития различают геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.
Геологическая (нормальная) эрозия - - медленный процесс смыва частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью при котором потеря почвы компенсируется в ходе почвообразования. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда, и охраны почв не требует.
Ускоренная эрозия возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Этот вид эрозии приводит к снижению почвенного плодородия, а иногда и к полному уничтожению почвенного покрова, и требует защитыпочв.
Ветровая эрозия (дефляция) процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переноситься ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по поверхности. Различают пыльные (черные) бури и повседневную (местную) дефляция.
Пыльные бура повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15-20 см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (<0,1 и <0.001 мм) в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, согни и даже тысячи километров.
Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и поземки. При верховой эрозии частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, а при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемещаются скачкообразно на небольшой высоте от почвы.
При перекатывании и скачкообразном движении частицы ударяются и трутся друг о друга, что усиливает их разрушение. Это способствует усилению дефляции.
Районы распространения эрозии. Водная эрозия наиболее распространена в зонах серых лесных почв, черноземной, каштановой, к земледельческих районах таежно-леснойзоны, в горных областях.
Ветровая эрозия распространенапреимущественно в районах недостаточного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха: в районах неустойчивого увлажнения, в засушливых областях, в пустынях и полупустынях.
Экологические последствия эрозии. В результате эрозии происходит снижение плодородия почв (при поверхностной водной эрозии и дефляции)или полное уничтожение почвенного покрова (при линейной водной эрозии). Снижение плодородия связано с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. Степень снижения плодородия зависит от степени смытости. В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства почвы. Снижается содержание и запас гумуса, часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания (азота, фосфора, калия и др.) и содержание их подвижных форм. Ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги. Потеря верхнего наиболее гумусированного и оструктуренного слоя ведет к снижению биологической активности почв: уменьшается численность микроорганизмов и мезофауны. снижается микробиологическая и ферментативная активность почв.
Кроме того, водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов, нарушению дорожной сети и т.д.
В конечном счете, ухудшение плодородия эродированных почв приводит к снижению урожая сельскохозяйственных растений.
Условия развития эрозии. Различают природные и социально-экономические условия развития эрозии. В первом случае, сами природные условия предрасположены к проявлению эрозионных процессов. Во втором случае, развитию эрозии способствует неправильное использование земель человеком. К природным условиям относятся климат (количество, интенсивность и величина капель дождевых осадков; мощность снегового покрова и интенсивность его таяния), рельеф (крутизна, длина, форма и экспозиция склона), геологическое строение местности (характер горных пород их податливость к размыву, смыву и дефляции, наличие плотных подстилающих пород), почвенные условия (гранулометрический состав, структурность, плотность и влажность верхнего горизонта) и растительный покров (присутствие и характер растительного покрова, наличие дернины и подстилки).
Классификация и диагностика эродированных почв. При диагностике эродированных почв учитывают, какие горизонты почвы снесены при развитии водной или ветровой эрозии, за счет каких горизонтов образуется пахотный слой и каково его плодородие.
Ниже приводится диагностика почв разной степени смытости для основных типов почв.
Дерново-подзолистые и светло-серые лесные почвы
Слабосмытые - - вспашкой затронута верхняя часть горизонта А 2 В. пахотный слой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок, на поверхности почв редкая сеть промоин; залегают на пологих склонах (уклон не более 3°).
Среднесмытые - в пашню вовлечены целиком или частично горизонты В и В ь цвет пашни бурый и сильнопятнистый; поверхность почвы размыта частой сетью промоин; залегают на покатых склонах (с уклоном 3-5 0).
Силъносмытые - - распахана средняя или нижняя часть горизонта IK встречаются отдельными участками на силыюпокатых волнистых склонах с уклонами до 5-8°; поверхность почвы отличается бурым цветом и сильно выраженной глыбистостью.
Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 20-25 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (A 1 , А 2) 30-40 см.
Слабосмытые гумусовые горизонты смыты не более чем па 1/3 первоначальной мощности, горизонт АоВ в пашню не вовлекается совсем или очень слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.
Среднее мытые - гумусовый слой смыт более чем на 1/3 в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В1 пахотный слой отличается буроватым оттенком.
Сипъносмытые-- гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой представлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет.
Черноземные почвы
А. Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установившейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (A^Bj) > 50 см.
Слабосмытые - - горизонт А смыт на 30 %, пахотный слой не отличается по цвету от нссмытых почв; на поверхности почвы мелкие промоины.
Среднесмытые - горизонт А смыт более чем наполовину; пахотный слой имеет буроватый оттенок.
Спльносмытые - смыт полностью горизонт А и частично В; пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью образовывать корку. Б. Типичные, обыкновенные и южные черноземы с установившейся глубиной вспашки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.
Слабосмытые - смыто до 30 см первоначальной мощности гумусовых горизонтов; в пашню вовлекается небольшая верхняя часть горизонта В1,
Среднесмытыг гумусовые горизонты смыты на 30-50 %, при вспашке значительная часть или весь горизонт В) вовлекается в пахотный слой, последний подстилается переходным горизонтом.
Сгшьносмытые - смыта большая часть гумусовых горизонтов, распахивается и часть горизонта В1 окраска пашни близка к цвету породы.
Каштановые почвы
Слабосмытые - смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А- В|). в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В,.
Среснесмытые - смыто 30-50 % мощности горизонтов А и B1 при вспашке значительная часть или весь горизонт B1 вовлекается в пахотный слой.
Сгшьносмытые смыта большая часть гумусового слоя, распахивается горизонт цвет пашни приближается к цвету иочвообразующей породы.
Мероприятия но защите почв от эрозии. Водная и ветровая эрозии в природе часто взаимосвязаны. Это учитывают при разработке противоэрозионных мероприятий. Защита почв от эрозии включает профилактические мероприятия по предупреждению ее развития и мероприятия по устранению эрозии там, где она уже развита.
Комплекс мероприятий, направленных на защиту почв от водной и ветровой эрозии, включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.
Составление плана противоэрозионных мероприятий и обеспечение ее выполнения (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полосами, регулирование выпаса скота и др.).
Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров па занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалование, безотвальная вспашка с сохранением стерпи и пожнивных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикапывание).
Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лесных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесных полосы, полезащитные лесные и кустарниковые полосы поперек склонов и т.д.)
Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию, и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживании с оврагов бульдозерами, закрепление склонов оврагов).
Система почвозащитных мероприятий должна осуществляться с учетом зональных особенностей земледелия и природных условий проявления эрозии. Конкретный состав противоэрозионных мероприятий определяется, прежде всего, особенностями увлажнения территории, продолжительностью вегетационного периода, условиями рельефа, преобладающими видами эрозии и направлением использования почв.
Таким образом, главный негативный результат эрозионных процессов уменьшение мощности почвы, уничтожение наиболее плодородных верхних горизонтов и их замена на мало плодородный нижний слой почвы, вплоть до материнской породы. Формирующийся веками почвенный покров в короткий срок утрачивает свои, многообразные экологические функции и главнейшую из них производительную силу. Основная причина развития эрозионных процессов - бессистемное использование земель без агрофитоценотической защиты. Основные противоэрозионные мероприятия в ландшафтной системе земледелия: лесомелиоративные, агротехнические, гидротехнические и организационно-хозяйственные.
Эрозия почв - это распространенный процесс, при котором происходит разрушение грунта и почвы потоками и струями талых, ливневых, дождевых и поливных вод или ветрами. Вред от такого воздействия огромный. Эрозия почв уже вывела 2 млрд. га угодий из сельскохозяйственного оборота, включая пахотные земли (50 млн. гектаров).
Почва является самовосстанавливающейся системой, однако, для восстановления поврежденного слоя толщиной 2,5 см потребуется 300-1000 лет.
Виды эрозии почв - это водная и воздушная (дефляция).
Эрозия образует промоины, затрудняющие обработку почвы; создает овраги, уменьшая при этом площадь земли под посевы; разрушает дороги, заливаются На верхней поверхности коротких склонов значительно уменьшается или полностью смывается черноземный слой, что влияет на урожайность.
Причины эрозии
На интенсивность возникновения эрозионных процессов очень влияет климат, рельеф местности, противоэрозийная устойчивость почвы, растительность на этих площадях, людей и другие факторы.
Эрозия почв зависит от климата, потому что эрозионные процессы усиливаются в результате резких колебаний температуры, количества и интенсивности осадков, скорости и силы ветра. От низких температур почва глубоко промерзает, а интенсивность ее оттаивания и таяния снега влияет на скорость впитывания воды в почву, что отражается на стоке воды, смыве и размыве.
Водная эрозия почв бывает овражной (струйчатой, линейной), плоскостной и поливной (ирригационной).
Если зимой со склонов снег сносится сильными ветрами, почва оголяется, промерзает и мешает впитываться талым водам. Это вызывает интенсивный сток воды.
Ветер тоже влияет на процесс водной эрозии, потому что перераспределяет снег по рельефу, сдувает его со склонов в овраги, балки и т. д.
Дефляция зависит от эрозионной начиная проявляться при скорости около 12 м/с на высоте примерно 10 м выше поверхности почвы.
Скорость ветра зависит и от растительного покрова. На безлесных просторах, в степи, скорость ветра иногда достигает 30 м/с, а в лесной зоне и лесостепи она меньше.
Осадки могут значительно ослабить ветровую эрозию, но их обилие способствует развитию водной.
На интенсивность разрушения влияет рельеф, крутизна и длина склонов, ширина водораздела. Чем длиннее и круче склон, тем большая площадь повреждена эрозией и серьезнее ее последствия.
Состояние и особенности почв отражаются на степени разрушения. Так, качественно оструктуренные, черноземные отличаются рыхлостью, водопроницаемостью, а поэтому размыв и смыв на них намного меньше.
Эрозия почв зависит от механического В природных условиях воздушной эрозии больше подвержен легкий грунт — песчаный и супесчаный. подвергаются дефляции только в разрыхленном, пыльном состоянии. Легко разрушаются ветром карбонатные почвы — каштановые и черноземные. Солонцовая почва и солонцы — ветроустойчивые.
Благодаря растительному покрову значительно уменьшается или полностью устраняется процесс развития эрозии почв. Удар дождевых капель смягчается густой растительностью, часть жидкости удерживается на листьях растений, а трава резко замедляет сток воды.
Эрозия почв снижается, если земля покрыта многолетними травами, которые защищают почву от воздействия капель дождя и от ветров, повышая водопроницаемость.
На эрозивные процессы оказывает большое влияние При повышении удельного веса площадей, засеянных пропашными культурами, увеличивается интенсивность эрозии почвы.
При чрезмерной механической обработке почвы происходит ее распыление, что усиливает как ветровую, так и водную эрозию. Уплотнение почвы вызывает проход по полю тяжелой сельскохозяйственной техники, что снижает ее водопроницаемость, увеличивает сток воды, размывает и смывает.
