Факторы развития водной эрозии почв

Факторы водной эрозии почв

Главной причиной ускоренной водной эрозии является нерациональная хозяйственная деятель­ность человека. К природным факторам водной эрозии относятся: климат, рельеф, свойства почв и почвообразующих пород, расти­тельный покров.

Климатические факторы. К ведущим климатическим факто­рам эрозии относятся количество осадков, их интенсивность и продолжительность, параметры стока талых вод.

Большое значение имеет кинетическая энергия дождя, кото­рая зависит от размеров капель и скорости их падения. Капли дождя отрывают и поднимают в воздух десятки тонн почвы на од­ном гектаре и нагружают поверхностный сток частицами почвы. Наиболее опасны ливневые осадки с крупным размером капель и высокой интенсивностью.

Опасность дождевой эрозии в России нарастает с востока на запад и с севера на юг.

Эрозия при снеготаянии в значительной степени определя­ется запасами воды в снеге. Они увеличиваются с продвижением на север и на восток. Запасы воды в снеге Московской области — примерно 100 мм, на Северном Урале — 150-160, на Кубани — только 10-15 мм. Интенсивность эрозии при снеготаянии нараста­ет с юга на север и с запада на восток (Г.А. Ларионов, 1993).

Рельеф определяет интенсивность поверхностного стока. Сток формируется в пределах водосбора,под которым понимается территория, ограниченная водораздельной линией. Элементами водосбора являются водоразделы, склоны и гидрографическая сеть. Водораздельные пространства примыкают к водораздельным линиям. Гидрографическая сеть — это сеть понижений, по которым осуществляется поверхностный сток. На топографической карте эта сеть имеет вид ветвящегося дерева. Верхняя часть этой сети, лишенная постоянных водостоков, называется суходольной. К элементам суходольной сети относят ложбины, лощины и балки (А.С. Козменко, 1954; Д.Л. Арманд, 1965). Ложбина— верхнее зве­но гидрографической сети, примыкающее к наиболее высоким частям водосборов, глубиной 0,5-2 м, со склонами не круче 3-8°. Ложбина постепенно переходит в лощину глубиной 2-5 м и кру­тизной 8-15°. Лощина переходит в балку глубиной 6-20 м, шири­ной 50-200 м и крутизной берегов от 10-15° до 35°. Балки впадают в речные долины. Площадь водосбора балок — от 250 га до не­скольких тысяч гектаров.

Долина реки отличается от балки наличием постоянного во­дотока и связанных с ним форм рельефа (террас, пойм и др.).

Склонызанимают преобладающую часть водосборов и играют определяющую роль в развитии поверхностной эрозии. Интен­сивность эрозии нарастает с увеличением крутизны и длины склонов. Обычно слабосмытые почвы формируются на склонах крутизной от 1-1,5° до 2-3°; среднесмытые — 3-5°; сильносмытые — более 5°. Эрозия сильнее проявляется на выпуклых скло­нах, по сравнению с прямыми и вогнутыми.

Экспозиция склона влияет на увлажненность, накопление снега и интенсивность снеготаяния, а через эти факторы — на интенсивность смыва. Как правило, на склонах южной и западной экспозиций интенсивность смыва выше, чем на северных и вос­точных склонах.

Форма водосбора влияет на концентрацию склонового сто­ка, а значит на величину эрозии. Собирающие водосборы наиболее опасны по сравнению с нейтральными и рассеивающими.

Интенсивность овражной эрозии нарастает с увеличением глубины местных базисов эрозии — горизонтальных поверхностей, на уровне которых эрозия прекращается. Для оврага, напри­мер, базисом эрозии может быть дно балки или пойма реки.

Свойства почв и почвообразующих пород влияют на формиро­вание стока, поскольку от них зависит водопроницаемость и впи­тывание дождевой и талой воды. Поверхностный сток проявляется только в том случае, если интенсивность дождя превышает интен­сивность впитывания и фильтрации. Водопроницаемость почв за­висит от структурного состояния, гранулометрического состава и влажности. Песчаные почвы, почвы с хорошей водопрочной структурой и сухие лучше впитывают влагу, чем глинистые, бес­структурные и влажные. В условиях сформировавшегося поверх­ностного стока степень проявления эрозии зависит от способнос­ти почв противостоять смыву.

Противоэрозионная стойкость почв и почвообразующих пород характеризуется способностью почв противостоять разрушающему действию дождевых капель и поверхностного стока. Она зависит от степени водопрочности структурных агрегатов почвы, количества водопрочных агрегатов, сцепления агрегатов друг с другом. Водопрочность агрегатов определяется составом коллоидов и физико-химическими свойствами почв, в том числе содержанием гумуса, обменных форм кальция, реакцией среды и др.

Растительный покров выполняет почвозащитную роль:

· растения принимают на себя удары дождевых капель;

· корни растений скрепляют почвенные частицы, что противодействует смыву и размыву,

· растительность замедляет поверхностный сток иусиливает впитывание воды, задерживает смываемые частицы почвы;

· способствует накоплению снега, ослабляет промерзание почвы, что приводит к лучшему впитыванию влаги весной.

Эффективность растений в первую очередь зависит от сте­пени проективного покрытия и мочковатости корневых систем. В соответствии с этим пропашные культуры почти не снижают про­явление эрозии. Зернобобовые снижают ее, примерно, в 1,2 раза; зерновые — в 1,3; бобовые — в 1,7; злаково-бобовая смесь — в 2,2; луговые травы — в 3 раза (М.С. Кузнецов, 1981).

Источник

Эрозия почвы

Каждый фермер старается заботиться о плодородности своего земельного участка, ведь от этого зависит урожайность выращиваемых культур. Зачастую этого бывает недостаточно: верхний слой земли беднеет, а урожайность снижается. Причиной этому является разрушение плодородного слоя земли из-за перемещения ее частиц в результате воздействия воды и ветра.

Описание явления

Эрозия почвы (с лат. «erosio» — разъедание) – это разъедание почвенных слоев посредством воздействия сильных ветров, воды, антропогенных факторов. Микрочастицы земли по воздуху или вместе с водным потоком с одного места перемещаются в другое, где оседают.

Существует два основных вида явления.

Ветровая

Ветровая эрозия или дефляция – это природное явление, возникающее на любых типах почв, возникающее как за счет сильных, так и слабых, но постоянно дующих, ветров. Также она может происходить при пониженной влажности почвенного слоя и окружающей его воздушной среды. Другими словами – это перенос земли с одного участка с последующим ее отложением на другом посредством ветров. Основными территориями, подверженными данной разновидности явления, считаются засушливые степные регионы, где обширные территории не защищены от ветров вспомогательной растительностью: пашни, луга, сенокосные угодья.

Весной ветровая эрозия возникает вследствие воздействия сельскохозяйственных агрегатов на почву. Вспашка, рыхление, боронование – это самые главные причины возникновения пыли, которая переносится на несколько метров и оседает уже в другом месте.

Выдувая почвенный слой, эрозия уничтожает дороги, оросительные каналы, хозяйственные постройки, посевы сельскохозяйственных культур, засыпая их, приводит к снижению плодородности пашни.

Весной по краям полей можно наблюдать образование черных барханов. Это результат работы зимних ветров, когда с одного места, где нет снежного покрова, земля переносится и оседает на высоких сугробах около лесозащитных полос.

Водная

При водной эрозии происходит перемещение частиц почвы вместе с талыми водами. Данный вид явления наиболее характерен для земельных участков со склонами. Также может наблюдаться во время ирригационного орошения посевов. В результате действия воды на земельном участке появляются расщелины, овраги, промоины. Верхние слои могут сползать целыми пластами, а могут уходить со струйками воды. Почвы, регулярно подвергающиеся действию воды, через несколько лет становятся непригодными для возделывания.

По характеру проявления водная эрозия бывает:

• Капельная — когда происходит перемещение почвы за счет энергии падающих на землю капель дождя. Наиболее заметно проявляется на склонах, где перемещение может происходить на значительные расстояния.
• Поверхностная — когда происходит размыв только верхнего плодородного слоя потоками воды.
• Линейная — это более серьезная проблема, когда разрушение почвы уходит вглубь. Происходит вымывание подстилающих пород.

По характеру происхождения водная эрозия делится на:

• Естественная — возникает под воздействием природы и менее всего влияет на плодородие.
• Антропогенная — возникает в результате нерационального землепользования и несоблюдения агротехнических норм ведения сельского хозяйства.

Причины

Главными причинами разрушения земель являются естественные климатические факторы и хозяйственная деятельность человека.

На скорость развития явления влияют следующие факторы:

1. Климат. Водная эрозия характерна для регионов с длительными обильными ливневыми дождями либо ранним обильным снеготаянием. А вот ветровая, наоборот, характерна для засушливых районов с минимальным количеством осадков и сильными ветрами.
2. Рельеф. Скорость разрушения зависит от угла и протяженности склонов. Кроме того, на возвышенностях процесс протекает быстрее, чем в низинах и впадинах. Если территория ровная, то эрозия происходит быстрее там, где растительность развита в меньшей степени. Ветровой эрозии наиболее значительно подвержены степные районы.
3. Свойства и состав почвы. Менее всего подвержены разрушительным процессам черноземные земли. Они практически не вымываются и не выветриваются. Пески и суглинки меньшей плотности, напротив, сильно разрушаются под действием негативных факторов.
4. Наличие растительности. Высокие травы, дерн, корни больших деревьев, густые кустарники очень хорошо защищают слой земли от размывания и выдувания.
5. Вредители. Грызуны, а также землеройные насекомые оказывают пагубную роль на верхний плодородный слой. Делая свои норы и ямы, они разрушают грунт. Кроме того, многие вредители питаются корнями мелкой травы, грызут древесные корни, уничтожая растительность, которая препятствует эрозии. Норы являются удачным местом для прохождения воды. Протекая по поверхности, вода просачивается внутрь, продолжает свое движение по отверстиям, которые проделали вредители, соединяя их воедино.
6. Антропогенные факторы. Именно хозяйственная деятельность человека в значительной мере способствует разрушению плодородного слоя земли. Длительный выпас скота на одной и той же территории, нарушение севооборотов, разработка новых месторождений угля — все это нарушает экосистему и снижает плодородие земли.

Последствия

Значительное эродирование почвы негативно влияет на развитие целых экосистем: могут исчезать растения, а значит и популяции животных, птиц, насекомых, питающихся этими растениями.

Помимо разрушения сельскохозяйственных земель, эрозия наносит ущерб хозяйству в целом: размываются дорожные и коммунальные системы, выдуваются культурные насаждения, используемые для озеленения городов и сел.

Эрозия также несет опасность для водных ресурсов. Земельные потоки загрязняют глубинные грунтовые воды, а те объемы талых вод, которые необходимы для наполнения озер, под воздействием эрозии могут пойти в другое русло. При переносе твердых частиц водным потоком на дно рек, может происходить их обмельчание.

Эрозия может негативно отразиться и на здоровье человека, когда пыль во взвешенном состоянии опускается в его легкие. Также страдает авиация, ведь именно обильные пылевые бури приводят к быстрому износу двигателей самолетов.

Защита почв

Для борьбы с разрушением почв разрабатываются планы мероприятий, которые в той или иной мере помогают сохранить плодородие земель.

Защита от водной эрозии

Меры по защите земель от негативного воздействия воды включают следующие работы:

1. На территориях, где уклон составляет 1-2 градуса, обработку почв (вспашку, боронование, рыхление) проводят поперек склонов, по контуру рельефа.
2. На почвах с уклоном от 2 до 6 градусов разрушение замедляют с помощью специальных агротехнических приемов: поперечная безотвальная вспашка почвы гребнями, на глубину, ступенями. Дополнительно применяют ступенчатое бороздование, щелевание, кротование, вспашку с вырезными отвалами, плоскорезную обработку почвы.
3. Если уклоны составляют более 6 градусов, то лучшим методом защиты является создание почвозащитных буферных полос. Ширина полос из посевов многолетних трав должна составлять от 3 до 7 метров. Если градус уклона более 8, то ширина этих насаждений должна быть увеличена до 10 метров, а ширина полосы посадки сельскохозяйственных культур уменьшена до 25 метров.
4. Дополнительная распашка склонов препятствует развитию водной эрозии почв.
5. Гидромелиоративные методы – создание водоотводных каналов и стоковых траншей.
6. Предотвратить водное разрушение поможет посадка лесополос по периметру обрабатываемой территории.
7. Подбор растительности с более крепкой корневой системой, которая менее подвержена воздействию воды.
8. Зимой устанавливают системы для снегозадержания, а также производят прикатывание снега, чтобы весной уберечь земли от воздействия талых вод.
9. Создание плотин для водозадержания и искусственных водоемов. Создание специальных трасс позволит направить воду в нужное русло и уберечь земли от вымывания.

Защита от дефляции

Задача защиты почв от выдувания заключается в сокращении скорости ветра, движущегося непосредственно над поверхностью земли.

В связи с этим к защитным мерам от ветровой эрозии можно отнести:

1. Создание специальных защитных кулис из растений с высокими стеблями. Высота растений подбирается с учетом рельефа местности. Если сельхозугодья расположены в низинах, то высаживаются высокие растения, такие как кукуруза, подсолнечник, рапс, горчица. Такие кулисы зимой задерживают снег, а летом и осенью уберегают посевы от ветров.
2. Ведение почвозащитных севооборотов, при которых растительность высевается поперек господствующих ветров.
3. Использование плоскорезной обработки земель, при которой стерня остается на пашне.
4. Лесомелиоративные мероприятия, то есть посадка лесополос по границам посевов, а также приовражные насаждения вдоль рек и оврагов.

В результате разрушительного действия воды и ветра гибнут большие земельные массивы, на восстановление которых потребуются десятилетия. Для предотвращения глобальной катастрофы человеку в процессе своей хозяйственной деятельности необходимо применять все имеющиеся средства для защиты почвы от разрушения.

Источник