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:
- 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.
- 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.
- 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.
- Наличие растительности. Высокие травы, дерн, корни больших деревьев, густые кустарники очень хорошо защищают слой земли от размывания и выдувания.
- 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.
- 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:
- На территориях, где уклон составляет 1-2 градуса, обработку почв (вспашку, боронование, рыхление) проводят поперек склонов, по контуру рельефа.
- 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.
- 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.
- Дополнительная распашка склонов препятствует развитию водной эрозии почв.
- Гидромелиоративные методы – создание водоотводных каналов и стоковых траншей.
- Предотвратить водное разрушение поможет посадка лесополос по периметру обрабатываемой территории.
- Подбор растительности с более крепкой корневой системой, которая менее подвержена воздействию воды.
- Зимой устанавливают системы для снегозадержания, а также производят прикатывание снега, чтобы весной уберечь земли от воздействия талых вод.
- 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:
- 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.
- Ведение почвозащитных севооборотов, при которых растительность высевается поперек господствующих ветров.
- Использование плоскорезной обработки земель, при которой стерня остается на пашне.
- 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
Эрозия почвы
Эрозия почвы – это ухудшение ее состояния, вследствие влияния естественных физических сил воды или ветра, либо в результате сельскохозяйственной деятельности, такой как обработка почвы. Это серьезная проблема во всем мире, т.к. представляет собой большую угрозу, как для продуктивных сельскохозяйственных земель, так и для качества воды .
Многие сельскохозяйственные цивилизации пришли в упадок из-за неэффективного использования земель и природных ресурсов, и история таких цивилизаций является хорошим напоминанием о защите наших природных ресурсов.
Почва – это хрупкая “кожа” Земли, от которой зависит выживание всего живого. Она состоит из бесчисленных видов, которые создают динамичную и сложную экосистему, и является одной из самых ценных ресурсов для человека. Повышенный спрос на сельскохозяйственную продукцию создает стимулы для преобразования лесов и пастбищ в сельскохозяйственные поля.
Но такие изменения часто не идут на пользу, фактически это лишь усиливает эрозию почвы, и уменьшают ее способность себя защитить. Это может быть медленным процессом, который продолжается относительно незаметно или может происходить с угрожающей скоростью, вызывая серьезную потерю верхнего слоя земли. Уплотнение почвы, низкий уровень органического вещества, потеря ее структуры , плохой внутренний дренаж, засоление и проблемы с кислотностью – это серьезные условия деградации почвы, которые могут ускорить процесс эрозии.
Эродированность почвы
Эродированность почвы – это оценка способности земли противостоять эрозии. Текстура является основной характеристикой, влияющей на эрозионную способность, но также имеет значение органическое вещество и проницаемость. Как правило, земли с более высокой скоростью инфильтрации, более высоким уровнем органического вещества и улучшенной структурой обладают большей устойчивостью к эрозии.
Обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур снижают уровень органических веществ в почве, ухудшают ее структуру и приводят к уплотнению, все это способствует повышению эродированности почвы.
Виды эрозии
Эрозия, будь то водная, ветровая или пахотная, включает три различных действия – отслоение почвы, перемещение и осаждение.
Давайте рассмотрим подробнее каждый вид по отдельности.
1. Ветровая эрозия
Ветровая эрозия развивается на протяженных, незащищенных и гладких поверхностях. Она встречается в основном на песчаных, органических или грязевых землях. Может привести к серьезным потерям почвы и имущества.
Частицы земли движутся тремя способами, в зависимости от размера и силы ветра – взвесь, сальтация и поверхностная ползучесть.
Скорость и величина ветровой эрозии определяется следующими факторами:
1.1. Эродированность почвы
Очень мелкие частицы почвы уносятся ветром высоко в воздух и переносятся на большие расстояния (взвесь). Мелкие и средние поднимаются невысоко и падают обратно на поверхность, повреждая посевы и смещая некоторые участки земли (сальтация). Более крупные частицы, которые слишком велики для того, чтобы их можно было оторвать от земли, смещаются ветром и катятся по поверхности почвы (поверхностная ползучесть).
1.2. Шероховатость поверхности
Не шероховатые поверхности оказывают слабое сопротивление ветру. Однако гребни, оставшиеся после обработки, могут быстрее высохнуть при ветре, в результате чего будет более рыхлая и сухая почва, доступная для ветров. Со временем поверхность земли засыпается, а шероховатость разрушается за счет истирания. Это приводит к более гладкой поверхности, чувствительной к ветру. Чрезмерная обработка может способствовать разрушению структуры почвы и усилению эрозии.
1.3. Климат
Скорость и продолжительность ветра имеют прямое отношение к степени эрозии. Уровень влажности почвы очень низкий на поверхности чрезмерно дренированных почв (или в периоды засухи), таким образом, высвобождается больше частиц переносимых ветром. Этот эффект также наблюдается на поверхности земли в зимние месяцы. Накопление почвы на подветренной стороне препятствий, таких как ряды заборов, деревья или здания, или снежный покров, который зимой имеет коричневый цвет, являются индикаторами ветровой эрозии.
1.4. Незащищенное расстояние
Отсутствие ветрозащитных полос (деревья, кустарники, растительные остатки и т. д.) позволяет ветру перемещать частицы почвы на большие расстояния, тем самым увеличивая эрозию. Холмы и вершины холмов обычно обнажены и страдают больше всего.
1.5. Растительный покров
Отсутствие постоянного растительного покрова в некоторых местах приводит к обширной ветровой эрозии. Рыхлая, сухая, голая почва наиболее восприимчива; однако культуры с низким уровнем остатков (например, соевые бобы и многие овощные культуры) могут не обеспечивать достаточной устойчивости. Даже урожай, который дает много пожнивных остатков, может не защитить почву.
Последствия ветровой эрозии
Ветровая эрозия повреждает посевы из-за пескоструйной обработки молодых саженцев, захоронения растений и обнажения семян. Посевы портятся, что приводит к дорогостоящим задержкам и необходимости повторного посева. Растения, поврежденные пескоструйной очисткой, уязвимы для проникновения болезней, что приводит к снижению урожайности, потере качества и рыночной стоимости. Кроме того, ветровая эрозия может создавать неблагоприятные условия эксплуатации, препятствуя своевременным полевым работам.
Снос почвы – это процесс истощения плодородия, который может привести к плохому росту сельскохозяйственных культур и снижению урожайности на участках полей, где ветровая эрозия является повторяющейся проблемой. Постоянный снос участка постепенно вызывает изменение текстуры почвы. Потеря мелкого песка, ила, глины и органических частиц из песчаных почв способствует снижению влагоудерживающей способности почвы. Это увеличивает эрозионную способность почвы и усугубляет проблему.
Удаление продуваемой ветром почвы с рядов ограждений, построенных дренажных каналов и дорог, а также вокруг зданий – дорогостоящий процесс. Кроме того, пыль может нанести вред здоровью человека и создать угрозу общественной безопасности.
2. Водная эрозия
Водная эрозия происходит, когда поверхность земли с открытым уклоном подвергается воздействию дождя, и его интенсивность превышает скорость поглощения ,что приводит к поверхностному стоку почвы.
Такая эрозия происходит во время проливных дождей, когда небольшие ручьи образуются на всем склоне холма, что затрудняет ведение сельского хозяйства.
Чем больше интенсивность и продолжительность ливня, тем выше вероятность эрозии. Воздействие дождя на поверхность почвы может разрушать ее и разносить на значительные расстояния.
Движение почвы под действием дождя (брызги дождевых капель) обычно наибольшее и наиболее заметное во время непродолжительных и сильных гроз. Хотя эрозия, вызванная продолжительными и менее интенсивными дождями, обычно не такая впечатляющая или заметная, как эрозия во время сильной грозы, потери почвы могут быть значительными, особенно если они усугубляются с течением времени.
Сток поверхностных вод происходит всякий раз, когда на склоне имеется избыток воды, который не может впитаться в почву или задержаться на поверхности. Максимальный сток с сельскохозяйственных угодий приходится на весенние месяцы, когда почвы обычно насыщены, снег тает, а растительный покров минимален.
Формы водной эрозии
2.1. Листовая эрозия
это движение почвы из-за брызг дождевых капель и сточных вод. Обычно это происходит равномерно на однородном склоне и остается незамеченным до тех пор, пока не будет потеряна большая часть продуктивного верхнего слоя земли. Отложение эродированной почвы происходит в нижней части откоса или на низких участках. Другими индикаторами являются более светлые участки на холмах, изменение толщины почвенного горизонта и низкая урожайность на склонах и холмах.
Накопление почвы и растительных остатков в нижней части этого поля является индикатором листовой эрозии.
2.2. Эрозия русел
возникает, когда поверхностный водный сток концентрируется, образуя небольшие, но четко очерченные каналы . Во многих случаях заполнение бороздок происходит ежегодно в ходе обработки почвы.
Четкий путь, по которому земля была смыта поверхностными водами, является индикатором эрозии русел.
2.3. Эрозия оврагов
это продвинутая стадия эрозии ручьев, при которой поверхностные каналы размываются до такой степени, что становятся мешающим фактором при обработке почвы.
Эрозия оврагов приводит к выведению из эксплуатации значительных площадей земли и создает опасные условия для операторов сельскохозяйственной техники.
Такая эрозия может развиваться в местах, где не удалось справиться с эрозией русел.
2.4. Береговая эрозия
это прогрессирующий размыв и оседание дренажных каналов. Плохая практика строительства, неадекватное техническое обслуживание, неконтролируемый доступ скота и слишком близкое возделывание сельскохозяйственных культур могут привести к проблемам с эрозией берегов.
Прямой ущерб от эрозии берегов включает потерю продуктивных сельскохозяйственных угодий, подрыв таких конструкций, как мосты, размывание переулков, дорог и ограждений.
Последствия водной эрозии
Последствия водной эрозии не ограничиваются удалением ценного верхнего слоя почвы. Потеря природных питательных веществ и внесенных удобрений напрямую влияет на всхожесть, рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Семена и растения могут быть повреждены или полностью удалены в результате эрозии. Органические вещества из почвы и любого внесенного навоза относительно легкие и могут легко выноситься за пределы поля, особенно в условиях весеннего таяния снегов. Пестициды также могут быть вынесены с участка с эродированной почвой.
Последствия эрозии почвы также проявляются увеличением загрязнения и отложением остатков в ручьях и реках, засорению этих водотоков и снижению численности рыб и других видов. Кроме того, деградированные земли зачастую менее способны удерживать воду, что может усугубить наводнения.
Обильные осадки могут ускорить эрозию берегов, заблокировать ручьи и дренажные каналы, заполнить водохранилища, нанести ущерб среде обитания рыб и ухудшить качество воды ниже по течению. Пестициды и удобрения, часто переносимые вместе с эродирующей почвой, загрязняют водные источники, расположенные ниже по течению, водно-болотные угодья и озера.
Водная эрозия снижает продуктивность пахотных земель и способствует загрязнению прилегающих водотоков, водно-болотных угодий и озер.
Нарушенный верхний слой почвы может переноситься ветром или водой в ручьи и другие водные пути. Воздействие эрозии на качество воды огромное.
3. Сельскохозяйственная эрозия
Эрозия обработки почвы – это перераспределение почвы под действием обработки и силы тяжести. Это приводит к прогрессивному движению земли вниз по склону, вызывая значительную ее потерю на участках с верхним уклоном и накопление на участках с нижним уклоном. Кроме того, обнаженные недра сильно подвержены эрозии под действием воды и ветра.
Скорость и величина эрозии при обработке почвы определяется следующими факторами:
3.1. Тип почвообрабатывающей техники
Почвообрабатывающее оборудование, которое поднимает и переносит, будет перемещать больше почвы и иметь более сильное воздействие. Использование орудий, которые не сильно перемещают почву, поможет свести к минимуму негативное воздействие .
3.2. Направление
Пахотные орудия, такие как плуг или диск, разбрасывают почву либо вверх, либо вниз по склону, в зависимости от направления обработки. Обычно больше почвы перемещается при вспашке в направлении вниз по склону, чем при вспашке в направлении вверх.
3.3. Скорость и глубина
Скорость и глубина обработки почвы будут влиять на количество перемещаемой земли. Глубокая обработка приносит больше вреда, а при увеличении скорости почва перемещается дальше.
3.4. Количество проходов
Уменьшение количества проходов почвообрабатывающей техники снижает подвижность почвы. Также благодаря такому подходу остается больше пожнивных остатков на поверхности земли и снижается измельчение агрегатов почвы, что помогает противостоять водной и ветровой эрозии.
Последствия сельскохозяйственной эрозии
Такая эрозия влияет на развитие сельскохозяйственных культур и урожайность. Рост культур на обочинах и холмах происходит более медленно и задерживается из-за плохой структуры почвы и потери органических веществ, и они более подвержены стрессу в неблагоприятных условиях. Изменения в структуре и текстуре земли могут увеличить ее эрозионную способность и подвергнуть дальнейшей эрозии под действием воды и ветра.
Часто пахотная эрозия перемещает подпочвенный слой, погребая продуктивный верхний слой почвы на нижнем склоне, что еще больше влияет на развитие сельскохозяйственных культур и урожайность. Исследования, касающиеся полей, подвергшихся эрозии при обработке почвы, показали снижение урожайности кукурузы до 40%. Рекультивация в крайних случаях предполагает перемещение грунтов на верхние позиции склона.
Борьба и предотвращение эрозии почв
Принятие различных мер по сохранению почвы снижает эрозию под воздействием воды, ветра и сельскохоз.обработки. Правильная обработка почвы и возделывания сельскохозяйственных культур, а также методы управления земельными ресурсами напрямую влияют на общую проблему эрозии почвы и пути ее решения.
Самый эффективный способ борьбы с эрозией – поддерживать постоянный поверхностный покров на поверхности почвы, например, пастбища или луга. Также для программ сохранения земли необходимо учитывать районы, которые особенно подвержены водной или ветровой эрозии.
Многие исследования показывают, что эрозия почвы приводит к значительному снижению ее продуктивности. Таким образом, потеря верхнего слоя почвы может иметь значительное влияние на урожай, где наличие питательных веществ, среда роста корней и доступность воды в почве имеют особое значение для развития растений. На почвах с неблагоприятными грунтовыми условиями эрозия может сильно сказаться на урожайности, если не восстановить плодородие почвы пахотного слоя.
Еще один способ борьбы с эрозией – это растительные остатки, которые могут обеспечить отличный почвенный покров после уборки урожая и улучшить уборку снега в межсезонье, улучшить потребление воды почвой, предотвращая уплотнение поверхности земли из-за воздействия капель дождя, и, следовательно, уменьшить поверхностный сток. Остатки корней важны, поскольку они обеспечивают каналы, которые позволяют поверхностным водам перемещаться в почву.
Эффективность любого защитного покрытия также зависит от того, какой уровень защиты доступен в различные периоды в течение года по сравнению с количеством эрозионных дождей, выпадающих в эти периоды. Культуры, которые обеспечивают полное защитное покрытие в течение большей части года (например, люцерна или озимые покровные культуры), могут уменьшить эрозию в гораздо большей степени, чем культуры, которые оставляют почву голой на более длительный период времени (например, пропашные культуры), особенно в периоды сильных эрозионных дождей, например, весной и летом.
Не менее важным для минимизации эрозии является внедрение системы возделывания сельскохозяйственных культур наряду с такими методами обработки, как нулевая обработка, полосная обработка и гребневая обработка почвы. Степень эффективности различных методов обработки земли зависит от степени обработки, которая влияет на распределение пожнивных остатков на поверхности почвы.
Эрозия почвы остается ключевой проблемой для сельского хозяйства
Устойчивое землепользование может помочь уменьшить воздействие сельского хозяйства и животноводства, предотвращая деградацию и эрозию почвы, а также потерю ценных земель в результате опустынивания.
Здоровье земли является главной заботой фермеров и мирового сообщества, средства к существованию которых зависят от хорошо управляемого сельского хозяйства, которое начинается с земли под нашими ногами.
Осведомленность обычно возникает только тогда, когда собственность повреждена и продуктивные площади почвы потеряны.
Увеличение числа экстремальных погодных явлений, прогнозируемых с изменением климата, усугубит существующие ситуации водной и ветровой эрозии и создаст новые проблемные области. Сельскохозяйственные угодья должны быть максимально защищены, с особым вниманием к ситуациям повышенного риска, которые делают почву уязвимой для эрозии.
P.S.
Если Вам понравилась и была полезна данная информация, поделитесь ею в соц. сетях со своими друзьями и знакомыми. Так вы поддержите наш проект “Экология жизни“ и сделаете свой вклад в сохранение окружающей среды!
Источник