Эрозия почвы
Эрозийные изменения почвы – это проблема мирового масштаба. Специалисты постоянно разрабатывают методы профилактических мероприятий для борьбы с этим необратимым явлением.
Что такое эрозия почвы
Эрозия – это вымывание или выдувание верхнего слоя земли под влиянием природных факторов либо изменений, возникших результате разрушительного действия человека. Характеризуется истончением и разрушением поверхностных или срединных плодородных слоёв.
Одна из разновидностей явления – водная
Причины
Выделяют три причины развития эрозии почвы.
Такие природные факторы, как ветер и вода, в совокупности оказывают на поверхностные слои разрушительное влияние. Естественная эрозия почвы происходит постоянно. Весенние потоки и талый снег смывают часть слоя, потом почва пересыхает и превращается в пыль, которую разносит ветер. Для понижения естественной почвенной эрозии на полях и пастбищах применяются различные технологии, которые препятствуют развитию процесса.
Также выделяют антропогенную причину явления. Эрозия, вызванная неправильными действиями человека, является самой разрушительной и быстротечной. Соперничать с ней могут только такие природные явления, как ураган, цунами или торнадо. Огромные территории превращаются в пустыню всего за несколько лет. Этому способствует вырубка лесов, постройка плотин (изменение естественного тока воды), осушение болот и строительство.
По факторам возникновения:
- Водная эрозия почв – это вымывание слоёв почвы дождём и потоками воды с последующим оседанием частиц в низинах, водоёмах и распадках. Виды водной эрозии:
- Капельная. Это разрушение и вымывание поверхностного слоя под действием природных осадков.
- Плоскостная. Чаще всего вызвана разливами водного потока. Обычно действие плоскостной эрозии отмечается на склонах полей. Под действием потоков происходит смыв плодородного, песчаного и гравийного слоя.
- Линейная. Под воздействием мощного потока происходит, размыв старого русла реки (озера) или образование нового. Подразделяется на глубинную и боковую.
- Ветровая эрозия почв – этот процесс зачастую характеризуется длительными изменениями, которые происходят постепенно. Но иногда сильные ветра способны выдуть огромное количество земли всего за один день или несколько часов. После сильного урагана, бури или торнадо, землю практически невозможно восстановить. Потоки ветра переносят и разбрасывают частицы на многие километры.
- Антропогенная эрозия – это разрушение почвенных слоёв из-за нарушения естественных барьеров, которые препятствуют размывам. Обычно происходит из-за техногенного вмешательства человека в природные процессы. Причинами могут послужить осушение болот, вырубка леса, разработка карьеров, ирригационное орошение и пр.
По скорости процесса:
- Медленная или естественная (геологическая). Происходит при выпадении осадков или постоянном подмывании почвенных слоёв потоком воды. А также при долговременном нарушении природных процессов из-за действий человека.
- Ускоренная чаще всего антропогенного характера или в следствии природных катаклизмов. При быстром разрушении наносится ущерб, который невозможно предотвратить или исправить.
Геологическая эрозия характерна для территорий с естественным растительным покровом. При таких условиях почва постоянно самовосстанавливается благодаря естественным процессам.
Быстрые процессы протекают на тех участках, где отсутствует растительность. Это могут быть как сельскохозяйственные угодья, где не соблюдаются нормы природопользования, так и участки с вытравленной растительностью. Обычно это лесостепи и степные районы с расчленённым рельефом и полным отсутствием мер по борьбе с эрозией.
Самыми быстрыми являются овражные эрозии, которые разрастаются за один или несколько сезонов. Потоки воды быстро размывают даже небольшое углубление до невероятных размеров.
Последствия
Из-за постоянной эрозии на полях и пастбищах отмечается снижение плодородности, изменение биологических и химических свойств почвы. Как следствие, понижается количество и качество урожая и продукции сельского хозяйства. Необратимые процессы могут стать причиной экологической катастрофы.
При эрозийных изменениях повышается расход пестицидов и удобрений. Так как в следствии разрушения поверхностных слоёв, происходит постоянное вымывание и выветривание обработанных участков. Это значительно увеличивает расходы и повышает итоговую стоимость продукции.
Поля и пастбища нуждаются в эффективной защите от природных и техногенных факторов. При отсутствии восстановительных и защитных работ, направленных на сохранение природных ресурсов, почва теряет все свои полезные качества.
При дефляции за небольшой промежуток времени могут сдуваться слои гумуса от 10 до 20 см. На восстановление и формирование 1 см гумуса естественным путём природа тратит около 100 лет. Нарушение экологического баланса – это опасность не только отдельных регионов, но и всего мира.
Методы борьбы
Чтобы уменьшить разрушительное влияние ветра и воды на почву, а также предотвратить появление эрозийных процессов разработано множество методов:
- В сельском хозяйстве применяется метод севооборота. Для этого отдельные виды культур чередуют с парами или другими растениями. Это препятствует смыву плодородных слоёв и предотвращает оскудение и высыхание почвы.
- Метод снегозадержания заключается в установке щитов и затемнении сугробов. Применяется на естественных возвышенностях и замедляет сход талой воды.
- От ветровой эрозии применяется метод посадки деревьев и растений, которые способны замедлить поток воздуха и понизить его негативное влияние. Растения высаживаются по схеме, которая препятствует сдуванию слоёв.
- Хорошо зарекомендовал себя метод распашки склонов. Применяется наряду с плоскорезной обработкой, лесомелиорацией и севооборотом.
- Численность сельскохозяйственных животных должна быть строго регламентирована. Это позволит избежать вытравления пастбищ.
- Хорошую помощь оказывают гидротехнические сооружения в комплексном использовании с агрогидромелиоративными методами. Дренажные системы и правильное планирование работ способствует сохранению плодородных слоёв.
Один из способов борьбы с проблемой – установка на полях щитов для задержания снега
Методы борьбы также должны быть направлены на профилактику пожаров, борьбу с вредителями и запрет вырубки лесов.
Для защиты почв от эрозии зачастую применяют комплексные меры борьбы, что повышает эффективность каждого отдельного способа. Проводить мероприятия по защите полей и пастбищ необходимо регулярно.
Источник
Эрозия почвы: лечить проблему, а не симптомы
Агропрактики, которые помогают решить проблему с эрозией почвы, no-till и почвопокровные культуры
Старой сказкой «Красавица и чудовище» — о том, как монстр превращается в прекрасного принца, можно проиллюстрировать процесс борьбы с эрозий почвы: как преобразить бесплодную землю в здоровую, продуктивную почву, полную жизни.
Рассмотрим ситуацию на примере эрозии почвы на американском Среднем Западе. Положение мрачное, говорит Джерри Хатфилд, директор Национальной лаборатории сельского хозяйства и окружающей среды Министерства сельского хозяйства США, расположенной в Эймсе, штат Айова.
На Среднем Западе плодородный слой почвы разрушается со скоростью 5 тонн на акр в год, при этом, в запущенных случая, теряется более 100 тонн на акр. Эти цифры выше темпов восстановления почвы, поэтому аграриям стоит задуматься уже сейчас, насколько правильно они ведут свой бизнес. «Показатели эрозии колеблются год от года и зависят от осадков», — говорит Хатфилд. Интенсивные осадки весной становятся нормой на Среднем Западе. В остальное время года, дождей довольно мало, и сельхозпроизводителям надо с оптимальной выгодой использовать весеннюю влагу для урожая.
Однако, поскольку весной на обработанный полях нет растительности, чтобы потреблять влагу или разрушать энергию дождевых потоков, происходит увеличение стока и эрозии. Причем, происходит ежегодно.
Чад Уоттс, исполнительный директор Информационного центра по агротехнологиям, штат Индиана, рекомендует фермерам не удалять пожнивные остатки и высевать почвопокровные культуры. «Ваша почва больше, чем просто среда, в которой вы выращиваете растения», — говорит Уоттс. «Падение многих цивилизаций произошло тогда, когда они деградировали свою почву до такой степени, что она перестала быть продуктивной. Вам нужно учиться защищать плодородие своей земли».
Общепринятые практики обработки почвы раздражает сторонников охраны окружающей среды. «Нет никаких агрономических или экономических причин для того, чтобы обработка была оправдана», — говорит Дуг Петерсон, специалист из службы охраны природных ресурсов США. «Обработка разрушает все факторы, которые могли бы восстановить плодородие. Практика обязательной обработки почвы укоренилась в умах людей больше, чем религия», — говорит он. Но это не так. Обработка приводит к потере общей стабильности почвы, объясняет Петерсон. Например, экссудаты, выделяемые корнями растений, действуют в почве подобно клею и удерживают частицы грунта.
«Если в почве присутствуют экссудаты, которые поступают круглогодично из корней растений и здорового биома, у вас будет хорошая агрегированная почва», — говорит Петерсон, советуя для наглядности провести следующий тест. Надо наполнить водой два контейнера и положить в один комок почвы, взятый из обработанного поля, а в другой – образец из поля, обрабатываемого по no-till.
«Обработанная почва быстро растворяется», — говорит Петерсон. «Так и в поле во время дождя почва, лишенная естественной «склейки», очень восприимчива к эрозии». В тоже время, образец из поля, культивируемому по no-till, остается неповрежденным, пропуская воду как фильтр.
Вот почему сохранение природной структуры почвы важно.
«Не количество дождя имеет значение, а то как влага попадает в почву и удерживается в ней. Вы должны знать способы захвата дождевой влаги и как использовать ее во благо урожая», — говорит Хатфилд.
Идеальная система, по мнению Хатфилда, — это no-till в почвопокровными культурами, что в совокупности создаст почву с хорошей циркуляцией воздуха и влаги. Эксперт советует сохранять на полях пожнивные остатки, так как материал, оставшийся на поверхности почвы, является препятствием для стока воды. Почвопокровные культуры также помогают уменьшить энергию дождевых потоков, что приводит к большей инфильтрации и меньшему стоку.
Линейная эрозия, концентрированный поток воды, который режет в почве глубокие каналы, отличается от других видов эрозии, и заметен сразу. Другие типы почвенной эрозии – плоскостная (равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию) и капельная (разрушение почвы ударами капель дождя) – с виду не кажутся столь серьезной проблемой, но на самом деле эти типы вызывают наибольшую потерю почвы. Потерять слой почвы толщиной в один лист бумаги на акр эквивалентно потере 5 тонн почвы, говорит Петерсон.
Применяя no-till, производители, безусловно, двигаются в правильном направлении, считают эксперты охраны окружающей среды. «Существует прямая связь между сохранением плодородного слоя и вашей производственной системой, — говорит Уоттс. — Рассматривайте проблему, а не симптомы. Современные полевые агропрактики (например, буферы) замедляют движение воды и останавливают стоки питательных веществ, но они борются только с симптомами, а не с проблемой.
Каждый раз, когда вы проводите обработку, вы нарушаете и структуру почвы и биоценозы, скажем, разрушаете среду обитания земляных червей. Чем интенсивнее идет вмешательство в естественные процессы, тем меньше плодородного слоя остается и, соответственно, больше требуется удобрений и других средств, искусственно стимулирующих урожайность. Мы видим, что произошла некая историческая путаница понятий, в результате чего, почва функционирует не должным образом. Ответом могут быть почвопокровные культуры в сочетании с no-till. Первые добавят в землю органику, а no-till обеспечит стабильность процесса формирования плодородного слоя. Ни одна практика не эффективна сама по себе. Вот почему почвопокровные культуры становятся все более популярными. Многие аграрии понимают, что могут заставить их работать в своей системе и приносить пользу. Так что у истории про борьбу с эрозией почвы еще может быть хороший конец».
Источник
Что такое эрозия почвы?
От чего возникает, и как бороться с ней?
Эрозия почвы – это один из процессов, результатом которого является денудация, то есть выравнивание поверхности планеты Земля. Эрозия почвы вызывается водой, ветром, силой тяжести и действиями человека. В результате образуются овраги, оползни, котловины, дюны, песчаные бури и т.п..
Особенности эрозии почвы
Эрозия является результатом агротехнической деятельности. Если посмотреть на это с другой стороны, этот процесс также негативно влияет на сельское хозяйство и состояние посевов. Он вызывает:
- вымывание компонентов минерала из почвы;
- снижение плодородия;
- ухудшение качества и структуры почвы.
Все это приводит к потере поверхностной почвы (из-за образования канав и оврагов), а также к разрушению и гибели растений. Это явление усиливается:
- ошибками в управлении сельскохозяйственными землями (например, из-за неправильного выбора растений, неправильной техники возделывания, севооборота и т.п.);
- продолжительными дождями;
- длительным оттаиванием почвы;
- чрезмерно большим уклоном склона.
Наиболее разрушительные последствия эрозии почв – когда большие участки плодородной земли преобразуются в песчаную пустыню. Например, ученные считают, что территория пустыни Сахара ранее была зеленой с многочисленной и богатой флорой и фауной. Но впоследствии из-за эрозии эта часть африканского континента превратилась в безжизненную пустыню. Этому способствовали разные виды рассматриваемого явления.
Виды эрозии почв
Не только деятельность человека провоцирует эрозию почвы. У нее много разновидностей, у каждой свои причины.
У рассматриваемого явления отмечают следующие виды:
- Ветровая (эоловая) эрозия – это сдувание частиц почвы под действием ветра;
- Поверхностная – верхние слои почвы размываются водой или уносятся ветром;
- Эрозия посевов – смещение почвы по склону, вызванное использованием сельскохозяйственной техники и инструментов;
- Брызговая, возникающая под воздействием дождя и града. Заключается в отрыве частиц почвы и уплотнении ее поверхности, это разновидность эрозии поверхности;
- Линейная – сток воды рассекает почву;
- Эрозия подземных вод, называемая суффозией. Происходит в результате попадания дождевой воды в землю. Она создает коридоры под землей, которые после обрушения приводят к образованию так называемых суффузионных ям. Этот процесс называется механической суффозией;
- Гравитационная – преобразования ландшафта возникают в результате воздействия силы тяжести и происходят, когда почва пропитывается дождевой водой, что вызывает движение почвы вниз по склону (тогда мы говорим о оползнях, стоках и оседании).
- Водная – деградация почвы под воздействием воды. В сельском хозяйстве это проявляется в снижении плодородия почвы, вымывании минералов и уничтожении растительности. Более того, это увеличивает риск наводнения, ухудшает водные отношения, вызывает уменьшение удержания и даже изменение стока рек.
В рамках водной эрозии различают:
- эрозия канавок (незначительное размытие поверхности под воздействием тонких струй воды);
- овражная эрозия (потоки воды прорезают землю, создавая глубокие и постоянные искажения);
- речная эрозия (донная и береговая эрозия, под влиянием которой происходят изменения русел рек, ручьев и трансформация береговой линии).
Кроме указанных видов различают:
- Химическую суффозию (проседание почвы, потери в почве происходят в результате растворения карбонатов кальция под поверхностью);
- Карстовую суффозию (подземный эрозионный дренаж приводит к образованию подземных пещер и формированию карстового рельефа).
Для справки! Разрушение и преобразование поверхности Земли в результате действия природных сил называется естественной эрозией, или геологической эрозией.
Из всех причин, от чего возникает эрозия почв, к антропогенным относят:
- вспашка по склонам;
- увеличение площади полей;
- ликвидация полевых валов и деревьев;
- обозначение для возделывания территорий, которые должны быть покрыты дерном и лесными деревьями;
- внедрение выращивания монокультуры без промежуточных культур после уборки урожая;
- поздний посев озимых культур;
- чрезмерное опустошение пастбищ домашним скотом;
- несоответствующие сроки агротехнических процедур.
Способы борьбы с эрозией почв
Существует множество методов предотвращения эрозии путем изменения способа обработки почвы. Речь идет о противоэрозионной мелиорации. Мероприятие, направленное на защиту и восстановление сельскохозяйственных земель и ландшафта. Рекомендуется, например, выращивать растения, прочно фиксирующие почву корнями, и размещать их в узких междурядьях.
К мероприятиям, что делают для предотвращения эрозии почвы, относятся:
- постоянное озеленение склонов с уклоном более 20%; на более низких склонах до 20% уклона для проведения противоэрозионных мероприятий;
- использование противоэрозийного севооборота, в котором значительную роль играют бобовые, травы и ранние посевные растения (озимая рожь, тритикале, рапс);
- сеяние промежуточных культур и оставление земли на зиму без пахоты;
- поддержание среднеполевых деревьев, кустов и лесных массивов
- проводить правильную агротехнику и своевременные обработки;
- поддерживание постоянных пастбищ;
- ведение правильного выпаса жвачных животных на постоянных пастбищах;
- снижение кислотности почвы.
Управление эрозией требует теоретических и практических навыков. Можно ограничить изменения климата, которые наблюдаются в сельскохозяйственной деятельности, через сокращение удобрений, поддержание плодородия почвы. Заботясь об окружающей среде, люди уменьшают ее деградацию и улучшают её. От состояния природы зависят жизнь и здоровье населения.
Источник