Mse-Online.Ru
Причины эрозии почв
Эрозия (от латинского слова erosio — разъедание) — это разрушение почвы и грунта струями и потоками талых, дождевых, ливневых и поливных вод (водная эрозия) или ветром (воздушная эрозия — дефляция).
Виды водной эрозии: овражная (линейная, струйчатая), плоскостная и ирригационная (поливная).
Эрозия почв наносит огромный вред мировому земледелию. Из-за эрозии на земном шаре уже выбыло из сельскохозяйственного оборота 2 млрд. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 50 млн. га — пахотных земель.
Почва представляет собой самовосстанавливающуюся систему, однако для восстановления разрушенного эрозией слоя почвы в 2,5 см естественным путем до исходного состояния потребуется от 300 до 1000 лет, а в 18 см — до 2—7 тысяч лет.
Под влиянием эрозии образуются промоины, которые затрудняют обработку почвы, развиваются овраги, в результате чего уменьшается площадь пахотных земель, разрушаются дороги, заиливаются сельскохозяйственные угодья, а в нижних элементах рельефа — ручьи, реки, озера, пруды. На верхней трети коротких склонов уменьшается или вовсе смывается гумусовый горизонт и резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур.
Причины эрозии почв. На интенсивность развития эрозионных процессов большое влияние оказывают климат, рельеф, противо- эрозионная устойчивость почв, растительность, хозяйственная деятельность человека и другие факторы.
Климат оказывает влияние на развитие эрозионных процессов в результате колебания температур, количества и интенсивности выпадающих осадков, силы ветра. От температуры зависят глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега и оттаивания почвы, сток талых вод, впитывание их в почву.
Если постоянный снежный покров устанавливается на непромерзшей почве, то в процессе его таяния весной вода хорошо впитывается в почву и отсутствуют сток воды, смыв и размыв почвы. Если со склонов зимой снег сносится ветром, то почва оголяется, глубоко промерзает и талые воды мало впитываются, наблюдаются большой сток воды и разрушение почвы.
Наиболее интенсивное разрушение почв талыми водами на Украине происходит в северной части Лесостепи и на Полесье, а на остальной территории эрозия развивается преимущественно от ливневых дождей. В горных территориях — Донбасс, горная часть Карпат и Крыма — смыв почвы достигает наибольших размеров.
Ветер оказывает влияние на развитие водной эрозии, перераспределяя снег по элементам рельефа, сдувая его со склонов в балки, овраги и т. д.
В развитии дефляции ветру принадлежит ведущая роль. Эрозионная сила ветра начинает проявляться при скорости 8—12 м/с на высоте 10 м от поверхности почвы, значительной она становится при 12—15 м/с, а сильной — при 16—25 м/с.
На скорость ветра оказывает влияние растительный покров, особенно лесных пород. На безлесных просторах степной зоны скорость ветра достигает 20—30 м/с, а в Лесостепи и Полесье она меньше.
Осадки значительно ослабляют ветровую эрозию, благодаря увлажнению почвы, но их обилие вызывает развитие водной эрозии.
Рельеф служит главной причиной развития водной эрозии. Длина и крутизна склона, величина водораздела, форма поверхности склона определяют степень развития эрозионных процессов. Чем протяженнее склон и больше его крутизна, тем на большей площади и с большей интенсивностью развивается эрозия.
Интенсивность смыва почвы зависит от формы склона. На выпуклых склонах она больше, на вогнутых — меньше. Часто склоны имеют сложную форму: в одном месте — выпуклую, в другом — прямую или вогнутую.
Степень размыва почвы и образование оврагов зависят от размера, формы и крутизны склона.
Состояние и особенности самих почв оказывают большое влияние на интенсивность эрозии. Так, хорошо оструктуренные, гумусированные почвы легко- и среднесуглинистого механического состава отличаются рыхлостью, хорошей водопроницаемостью, а потому смыв и размыв на них резко сокращаются. Напротив, на обесструктуренных, распыленных, уплотненных почвах тяжелого механического состава вода медленно впитывается, накапливается на поверхности и стекает в пониженные места рельефа, вызывая смыв и размыв почвы.
Образование почвенной корки на поверхности и плужной подошвы, наличие мерзлого слоя затрудняют водопроницаемость, вызывают стоки воды, смыв и размыв почвы. По степени уменьшения противоэрозионной стойкости важнейшие типы обрабатываемых почв Украины можно расположить в такой последовательности: черноземы, серые лесные, дерново-подзолистые, каштановые, солонцы.
Возникновение и развитие эрозии в значительной степени определяется механическим составом почвы. В природных условиях дефляции больше подвержены почвы легкого механического состава — песчаные и супесчаные. Тяжелые (глинистые) почвы воздушной эрозии подвержены только в разрыхленном, распыленном состоянии или после разрушения верхнего слоя в результате выпаса скота. Легко разрушаются под влиянием ветра карбонатные почвы — черноземные и каштановые. Солонцовые почвы и солонцы — ветроустойчивые.
Растительный покров сильно уменьшает или полностью устраняет развитие эрозии почв. Густая растительность препятствует прямому удару дождевых капель и разрушению почвенных агрегатов. Часть воды удерживается кроной самих растений, а густой травостой резко замедляет скорость стока воды. Таким образом, растительность способствует впитыванию воды почвой, защищает поверхность почвы от разрушения и замедляет передвижение воды по поверхности.
Остающиеся растительные остатки (стерня) на поверхности почвы способствуют задержанию и накоплению снега на поле, уменьшению глубины промерзания почвы. Они препятствуют развитию водной и ветровой эрозии почвы.
Наиболее благоприятное влияние на снижение эрозии почвы оказывают многолетние травы. Их травостой защищает почвы от воздействия ветра и капель дождя, способствует улучшению физических свойств почвы и повышению ее водопроницаемости.
Большое значение имеют кулисы из высокостебельных растений.
Из возделываемых растений менее других сдерживают эрозию почвы пропашные культуры, особенно сахарная свекла. Уменьшая количество междурядных обработок почвы при индустриальных технологиях их возделывания, мы уменьшаем эрозионную опасность. Однако эффект получаем незначительный. Использование растений для защиты почв от эрозии получило название фитомелиорации.
Хозяйственная деятельность человека оказывает огромное влияние на эрозионные процессы. Так, повышение удельного веса посевов пропашных культур и чистых паров в севооборотах сопровождается увеличением интенсивности эрозии почвы. Специализация хозяйства, например, на выращивании свеклы способствует усилению эрозии почвы.
На склоновых территориях интенсивная механическая обработка с оборачиванием пахотного слоя способствует развитию эрозии почвы. Интенсивная механическая обработка почвы вызывает ее распыление, обесструктуривание и усиление как ветровой, так и водной эрозии. Под влиянием прохода по полю тяжелых тракторов и другой сельскохозяйственной техники почва сильно уплотняется, снижается ее водопроницаемость, увеличиваются сток воды, размыв и смыв почвы.
Противоэрозионная устойчивость почвы в значительной степени зависит от содержания гумуса в ней. Гумус способствует образованию водопрочной структуры почвы, которая препятствует развитию эрозии.
Нерациональное использование земли с высоким насыщением севооборотов пропашными культурами, высокая интенсивность механической обработки почвы, отсутствие почвозащитных севооборотов и посевов многолетних трав способствуют развитию эрозии.
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