Дефляция почв
Дефляция почв проявляется во всех зонах, но в большей степени она характерна для аридных территорий со среднегодовым количеством осадков менее 300 мм, к которым относятся южные регионы России. Проявляется дефляция в виде пыльных бурь и местной (повседневной) ветровой эрозии.
Пыльные бури происходят при больших скоростях ветра более 15-20 м/сек. При этом мелкие почвенные частицы размером менее 0,1 мм поднимаются на большую высоту (сотни метров), дальность переноса может достигать сотен км.
Повседневная эрозия проявляется при более низких скоростях ветра и ограничивается переносом частиц в пределах одного поля или нескольких соседних полей. При этом частицы размером 0,1-0,5 мм передвигаются скачкообразно, поднимаясь в воздух и опускаясь на поверхность почвы. Более крупные частицы размером 0,5-3 мм передвигаются скольжением по поверхности почвы. И в том, и в другом случае передвигающиеся частицы разрушают поверхность почвы и способствуют вовлечению новых порций в движение. Поэтому в процессе воздействия ветра его разрушительная сила возрастает. Прогрессирующее ускорение ветровой эрозии происходит во времени и в пространстве.
Ущерб, причиняемый ветровой эрозией, весьма многообразен. Пыльные бури приводят к уничтожению посевов, засыпают каналы, дороги, лесополосы, нарушают работу наземного транспорта и авиации, переносят водорастворимые соли и токсиканты, вызывают опасность для здоровья людей и животных.
Повседневная ветровая эрозия приводит к выдуванию наиболее плодородного пахотного слоя почв, механически повреждает посевы сельскохозяйственных культур.
Классификация дефлированных почв строится на тех же принципах, что и смытых. Они разделяются по степени дефлированности, исходя из мощности сдутой почвы и степени погребенности, мощности наноса.
Факторы дефляции. Главной причиной ветровой эрозии, так же, как и водной, является нерациональная хозяйственная деятельность человека. К природным факторам относятся климат, рельеф, свойства почв, растительный покров.
Климатические факторы. К ведущим климатическим факторам относятся режим ветров, атмосферных осадков и температуры. Наиболее сильнодействующий фактор — скорость ветра, которая определяет его кинетическую энергию. Сила ветра оценивается по 17-балльной шкале Бофорта, которая включает скорости ветров от О до 70 м/сек. Ветровая местная эрозия начинает проявляться при слабом бризе (4-6 м/сек), а пыльные бури — при сильном ветре (16-20 м/сек), сильных бурях, штормах и ураганах (24-42 м/сек и более), при которых деревья вырываются с корнем, срываются крыши домов, повреждаются линии электропередач и др.
Атмосферные осадки увлажняют почву и увеличивают противодефляционную стойкость. Влажность и температура также оказывают влияние на проявление ветровой эрозии через биологические факторы и, прежде всего, растительный покров.
Рельеф является не только перераспределителем тепла и влаги, но и существенно влияет на ветровой режим. Почвы наветренных склонов и выступающих элементов рельефа сильнее выдуваются, чем почвы подветренных или пологих склонов.
Противодефляционная стойкость почв зависит от гранулометрического состава, структурного состояния, механической прочности агрегатов, уровня влажности. Она оценивается величиной присущей этой почве критической скорости ветра, при которой начинается ветровая эрозия. Наиболее подвержены эрозии песчаные, супесчаные почвы и осушенные торфяники. Критическая скорость ветра для них наиболее низкая и составляет примерно 5 м/сек.
Противоэрозионная стойкость почв считается достаточной, если скорость начала массового движения частиц почвы превышает характерную для данной территории максимальную скорость ветра 20%-й обеспеченности.
Растительность выполняет противодефляционные почвозащитные функции. Она снижает скорость воздушного потока в приземном слое, принимает на себя удары почвенных частиц и снижает их почворазрушающее действие, снижает высыхание поверхности почвы, скрепляет почвенные частицы корнями, способствует накоплению снега и увлажнению почвы за счет снеготаяния. Естественная растительность со сплошным покровом полностью защищает почву от ветровой эрозии. Наиболее устойчивы к ветровой эрозии почвы под многолетними травами. Высокой почвозащитной эффективностью отличаются зерновые культуры, кукуруза, подсолнечник. Значительно ниже почвозащитные свойства у низкорослых пропашных культур: свеклы, лука, капусты и др.
Прогнозирование ветровой эрозии осуществляется на основе изучения ее факторов. В США для целей прогноза разработано «уравнение ветровой эрозии»:
где 
Q – возможные потери почвы от ветровой эрозии за год с единицы поверхности; Е – дефлируемость почв, зависящая от ее комковатости, гранулометрического состава, наличия почвенной корки и др.; I – коэффициент крутизны склона; К – коэффициент бороздковой шероховатости; С – климатический индекс ветровой эрозии почв, зависящий от скорости ветра и влажности почв; L– длина незащищенной части поля в направлении ветра; V– почвозащитный эквивалент растительного покрова и растительных остатков.
Для предупреждения водной эрозии и дефляции почв применяются агротехнические, агролесомелиоративные и гидротехнические мероприятия, направленные на снижение кинетической энергии поверхностного стока и ветра.
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Дефляция почв
Дефляция почв — это их разрушение с помощью ветра. Существует геологическая эрозия или декудация, когда разрушение почв компенсируется почвообразовательными процессами, что сохраняет характер сложившейся поверхности. Выделяют антропогенную эрозию и дефляцию — ускоренное разрушение почв и пород с помощью воды в связи с хозяйственной деятельностью.[ . ]
Эрозия и дефляция почв. Процесс смыва почвы текущей водой называется эрозией. Аналогичный процесс, производимый ветром, называется дефляцией.[ . ]
Обработка почвы под вторую и третью культуры, высеваемые после чистого пара, кукурузы и пласта многолетних трав. Основные площади пашни в районах распространения дефляции почв обрабатывают осенью, в связи с чем первостепенное значение приобретает правильная обработка почвы. Результаты исследований показали, что наибольший вынос мелкозема (до 200 т/га) наблюдается при вспашке, сопровождающейся полным уничтожением стерни. Применение плоскорезной обработки почвы в 6—7 раз снижает выдувание почвенных частиц. Вместе с тем в содержании наиболее ветроустойчивых агрегатов (>1 мм) верхнего (0—5 см) слоя почвы по различным вариантам осенней обработки существенной разницы не установлено. Комковатость почвы (удельный вес комочков размером более 1 мм) к моменту посева по вспашке в среднем за шесть лет составила 41,8%, по обработке плоскорезом — 46,4, по весновспашке — 40,7%. Таким образом, верхний слой почвы во всех случаях находился за пределами порога устойчивости к дефляции (И. Г. Иванков, 1972). Глубина обработки также существенно не влияла на ветроустойчивость почвы.[ . ]
Загрязненность почв неорганическими ионами и нехватка полезных органических, избыток пестицидов и других вредных минеральных добавок приводят к снижению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, а также эрозии и дефляции почвы. По мнению специалистов США, на производство стакана молока необходимо расходовать в настоящее время стакан дизтоплива).[ . ]
Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром.[ . ]
На сильнодефлированных почвах хорошие результаты обеспечивают почвозащитные севообороты с высоким (до 50 % и более) удельным весом многолетних трав при полном исключении из ротации посевов кукурузы (50% севооборотной площади — многолетние травы и 50% зерновые либо 50%—многолетние травы, 40 — зерновые, 10%—чистые пары). Число полей под многолетними травами можно уменьшить до двух-трех, в зависимости от конкретных условий хозяйства (например: 1—2 — многолетние травы, 3—4—яровая пшеница). Для борьбы с засухой, дефляцией почв и повышения продуктивности севооборотов эффективно применение кулис, сохранение стерни, мульчирование почвы соломой и другие приемы, направленные на повышение влаги в почве.[ . ]
Наиболее детально влияние влажности почвы на ее устойчивость к действию ветра исследовал В.С.Чепил (1956). По результатам его опытов в аэродинамической трубе интенсивность ветровой эрозии почв не зависела от их влажности в диапазоне 0-0,33 относительных единиц влажности (за единицу принято отношение фактической влажности к влажности, при которой полное давление влаги в этой почве равно -1500 кПа). В диапазоне 0,33-1,0 сдувание почвы уменьшалось с увеличением влажности, приближаясь к нулю при приближении эквивалента к 1,0. Это позволило автору придти к заключению о том, что дефляция почв прекращается при увлажнении почв до состояния, соответствующего полному давлению почвенной влага -1500 кПа. При этом наименьшее количество влаги требуется для стабилизации песка дюн, а наибольшее — для пылевато-глинистой почвы (табл. 4.10).[ . ]
При оценке климата в отношении развития дефляции почв первостепенное значение имеют количество, распределение и характер выпадающих осадков, температурный и ветровой режимы. Дефляции способствует засушливый п континентальный климат. Во влажной почве увеличивается связность частиц, улучшается противоэрозионная стойкость почвы, ускоряется рост растений, что способствует более быстрому созданию почвозащитного покрова.[ . ]
Таким образом, наиболее подвержены эрозии и дефляции почвы Алтайского края — в среднем 45% от площади пашни. Менее всего (около 12%) пахотных почв смыто и дефлировано в Новосибирской области. Это объясняется тем, что основная земледельческая часть области расположена на равнинной территории (где объемы поверхностного стока разных по генезису вод минимальны), а в почвенном покрове преобладают тяжело- и среднесуглинистые разновидности черноземов с хорошей эрозионной стойкостью.[ . ]
Некоторые районы степной и лесостепной зон подвержены опасности дефляции (ветровой эрозии) почв, На значительных площадях наблюдается совместное проявление дефляции и эрозии. Опасность дефляции почв, а также совместного проявления дефляции и эрозии зависит от конкретного сочетания условий климата, рельефа, почвенного покрова, растительности. Познание факторов, определяющих эрозионную и дефляционную опасность земель и выявление закономерностей этих процессов, необходимо для разработки систем почвозащитных мероприятий. Такие факторы применительно к Алтайскому краю приведены в таблицах 112 и 113.[ . ]
Ветровая эрозия — это полное или частичное разрушение пахотного слоя почвы под действием ветра. Иногда этот процесс называют дефляцией почвы — выдувание воздушными потоками почвенных агрегатов и механических элементов из поверхности почвы.[ . ]
Под этим процессом понимается удаление почвенного материала ветром. Ускоренная дефляция возникает при определенных условиях, главными из которых в земледельческих районах являются наличие сильных ветров и сухой оголенной почвы. Выдувание почв на пашне вполне закономерно для пустынной, полупустынной, степной и лесостепной зон. Небольшая дефляция почвы, до 0,2 мм/год, является допустимой и не представляет угрозы ее истощения, поскольку на такую же величину происходит увеличение мощности почвы за счет процессов почвообразования.[ . ]
Основой почвозащитного земледелия на склонах в зоне совместного проявления эрозии и дефляции почв служит обработка почвы плоскорезными орудиями, сохраняющими стерню и другие растительные остатки на поверхности поля, вследствие чего обеспечиваются надежная защита почв от эрозии и дефляции, лучшая аккумуляция атмосферных осадков, накопление и сохранение влаги в почве.[ . ]
Экстремальные воздействия газопылевых выбросов в конечном счете ведут к гибели растительности, к эрозии и дефляции почв. В гумидных зонах в результате загрязнения значительно повышается кислотность почв, содержание тяжелых металлов, увеличивается концентрация токсичных веществ в почвенно-фунтовых водах, водах подчиненных ландшафтов, реках, прудах, озерах. Зона максимального загрязнения почвенного покрова, угнетения и гибели растений вследствие газопылевых выбросов имеет протяженность до 5—10 км от источника выбросов, а нередко до нескольких десятков километров.[ . ]
Приведенная в таблицах 112 и 113 характеристика основных факторов, определяющих увеличение потенциальной опасности дефляции, а также совместного ее проявления с водной эрозией в Алтайском крае, свидетельствует о сложности процессов, которые приходится учитывать при разработке и внедрении в производство мер борьбы с дефляцией почв. При этом весьма важен комплексный подход с учетом специфических особенностей конкретного природного района, зоны либо региона.[ . ]
Схемы севооборотов в степных и засушливых лесостепных районах выбирают в зависимости от потенци« альной опасности дефляции почв, климатических условий и специализации хозяйств.[ . ]
Кислотные осадки имеют как естественное, так и антропогенное происхождение. Основные природные источники -извержения вулканов, лесные пожары, дефляция почв и др. Источниками антропогенных кислотных осадков являются процессы сжигания горючих ископаемых, главным образом угля, в тепловых электростанциях, в котельных, в металлургии, нефтехимической промышленности, на транспорте и пр. Пока основным источником энергии остаются горючие ископаемые, в целом для мира доля антропогенных источников будет неуклонно увеличиваться, ухудшая состояние атмосферы, а через нее и экосферы в целом. Напомним, что тепловая энергетика — также и источник эмиссии углекислого газа, главного фактора глобального изменения климата.[ . ]
Разновидностью водной является ирригационная эрозия. Она развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Развевание верхних горизонтов почвы под влиянием сильных ветров называется ветровой эрозией, или дефляцией. При дефляции почва теряет самые мелкие частицы, с которыми выносятся важнейшие для плодородия химические вещества. Развитию ветровой эрозии способствуют уничтожение растительности на территории с недостаточной атмосферной увлажненностью, неумеренный выпас скота, сильные ветры. Ей больше всего подвержены супесчаные, а также плодородные карбонатные черноземы. Во время сильных бурь частицы почвы могут с больших площадей уноситься на значительные расстояния. По данным М. L. Iackson (1973), на планете ежегодно до 500 млн. т пыли попадает в атмосферу. Из истории известно, что пыльные бури разрушали незащищенные почвы огромных сельскохозяйственных территорий Азии, Южной Европы, Африки, Южной и Северной Америки, Австралии. В настоящее время они становятся национальным или региональным бедствием многих государств. Потери почв от ветровой эрозии составляют в наиболее катастрофические годы до 400 т/га. В США в 1934 г. в результате разразившейся бури в районе распаханных прерий Великой равнины около 20 млн. га пашни были превращены в бросовые земли, 60 млн. га резко снизили свое плодородие. По данным R. P. Beasley (1973), в 30-х годах в этой стране было более 3 млн. га (около 775 млн. акров) сильноэродированных земель, в середине 60-х годов их площадь несколько уменьшилась (738 млн. акров), а в 70-х годах она вновь увеличилась. В погоне за прибылью от продажи зерна были распаханы пастбища и залуженные склоны. И это моментально сказалось на устойчивости почв от развеивания. Потери урожая на таких почвах сегодня составляют 50—60%. Аналогичные явления встречаются повсеместно.[ . ]
Кроме сельского хозяйства и озеленения компост может быть использован как мульча и материал для перегнойных горшочков; как материал для спортплощадок; для предотвращения эрозии и дефляции почв; береговых защитных сооружений и повышения плодородия почв после открытых разработок.[ . ]
В средних широтах приход энергии от Солнца равен 48—61 тыс. ГДЖ/га в год. При внесении дополнительной энергии более 15 ГДЖ/га в год возникают неблагоприятные для среды процессы — эрозия и дефляция почв, заиление и загрязнение малых рек, эфтрофикация водоемов, нарушения биологического круговорота в экосистемах.[ . ]
Лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия наибольшее распространение должны получить в тех геоморфологических районах Сибири, где проявляется совместное действие процессов смыва и дефляции почв. Здесь могут применяться такие виды лесных насаждений, как полезащитные и водорегулирующие, а также прибалочные и приовражные лесные полосы. Последние должны быть реализованы в районах широкого распространения линейной эрозии.[ . ]
Затушевывание экологического дисбаланса весьма обычно. Так, высокие урожаи, получаемые с помощью минеральных удобрений, гербицидов, фунгицидов, инсектицидов и т. п., дающие желаемый экономический эффект, скрывают прогрессирующую минерализацию почв. В ФРГ этот процесс уже давно приобрел угрожающие масштабы4. Высокие урожаи маскируют и тот факт, что сейчас повсеместно наметилась тенденция более высоких темпов разрушения почвенного покрова, чем скорость почвообразования. Для формирования 1 см почвенного слоя требуется в зависимости от условий от 10 до 50 лет5. Под монокультурой кукурузы дефляция почвы идет со скоростью 1,3 см/год, т. е. во много раз быстрее почвообразования.[ . ]
Применение описанных методов борьбы с сорняками часто сдерживается природными условиями. В дефляционно опасных районах применять метод удушения можно только при полосном выращивании культур, и даже в этом случае необходимо соблюдать меры предосторожности от дефляции почв. В районах с коротким вегетационным периодом после уборки культур нет возможности применить методы провокации, удушения и истощения. В случае развития на полях в таких районах корнеотпрысковых и корневищных сорняков их вычесывают после уборки культур за пределы поля.[ . ]
Современные тенденции в использовании земельных ресурсов— вовлечение в распашку пастбищ, сведение лесов — вызывают ряд негативных последствий: происходит снижение кормо-обеспеченности животноводства, уменьшение продуцирования кислорода, увеличение концентраций С02, изменение климата, усиление различных видов водной эрозии и дефляции почв, снос в реки и водоемы значительных количеств механических элементов твердой фазы почв верхних, наиболее плодородных почвенных горизонтов. Рациональное же использование земельных ресурсов должно предусматривать точный учет региональных и локальных особенностей почвенного покрова для оздоровления окружающей среды, сохранности земель и повышения их плодородия наряду с решением задач по продовольственной проблеме.[ . ]
К сожалению, в развивающихся странах экологические же проблемы, связанные с управлением пашней и пастбищами, становятся все острее. Главная трудность заключается в том, что экономическая отсталость и низкий жизненный уровень населения развивающихся стран служат тяжело преодолимым барьером для повышения энерговклада в их сельское хозяйство. Сейчас ясно, что без финансовой и технологической помощи развитых стран борьба с эрозией и дефляцией почв и их вторичным засолением в государствах «третьего мира» эффективной быть не может.[ . ]
ШРЖТ.Ф/Л:Шипунова. Используя разработки В.В.Докучаева, В.Р.Вильямса, А.И.Титова и других ученых, Ф.Я.Шипунов предложил реанимировать интенсивно начатое в конце 1940-х годов создание сети лесополос в засушливых районах бывшего СССР. В качестве основополагающей идеи своей разработки он взял эмпирически доказанный факт значительной оптимизации климата в районах широкого распространения лесных полос. В частности, сейчас известно, что они не только защищают поля от разрушительной дефляции почв, но и способствуют большему накоплению влаги в почвенном покрове, так как зимний метелевой вынос с полей и сублимация поднятого в воздух снега резко ослабляются барьерным эффектом лесополос. Известно также, что под лесополосами и вблизи них накапливаются значительные запасы грунтовых вод. Поля, защищенные лесными полосами, дают достаточно стабильные урожаи зерна даже в годы сильных засух.[ . ]
Историческим шагом можно считать внедрение, так называемого, “Сталинского плана преобразования природы”, утвержденного в 1948 г. План предусматривал широкомасштабное создание полезащитных лесополос в засушливой зоне страны. Несомненно, это был отклик вождя СССР на такую же инициативу американского президента Франклина Рузвельта, по предложению которого в 1930-х гг. на Великих равнинах была создана сеть полезащитных лесополос, дабы предотвратить распространение в засушливых регионах юга США катастрофическую дефляцию почв.[ . ]
Особое место занимают защитные лесные насаждения, которые дают возможность целенаправленно изменять комплекс почвенногидрологических, микроклиматических и других условий в лесной, лесостепной и особенно засушливых степной и полупустынной зонах в желаемом направлении для хозяйственной деятельности и жизни человека; значительно усиливается средозащитное значение лесов. Здесь значительная роль отводится лесным мелиорациям, прежде всего агромелиорации — системе лесоводственных и лесокультурных мероприятий, направленных на борьбу с неблагоприятными факторами природы (суховеи, засухи, дефляция почвы, пыльные бури, метели, движение песков, водная эрозия и т.д.). Эти мероприятия, основанные на использовании почвозащитных, стокорегулирующих и средозащитных свойств лесных насаждений, обеспечивают повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий.[ . ]
Опыт оценки экологических ситуаций, полученный в Институте географии РАН на примере ряда районов и регионов страны, свидетельствует о том, что региональные и местные особенности территории не исключают использован-ние более широкого спектра критериев, чем те которые приведены выше. Экологические ситуации функционируют и дают возможность на их основе развиваться новым ситуациям. Это может происходить по крайней мере четырьмя путями: 1) когда ситуация развивается от одной стадии к другой, главным образом путем сумматативного и кумулятивного эффекта; 2) при увеличении антропогенной нагрузки; 3) появление новых видов антропогенных нагрузок и 4) когда на существующую ситуацию накладывается сильный внешний фактор, например, на крайне острую экологическую ситуацию в Прикаспии, связанную с сильным загрязнением среды, эрозией и дефляцией почв, наложилось поднятие уровня Каспийского моря, что усугубило и без того неблагополучную обстановку в регионе.[ . ]
Источник