Лекция 2 Факторы, определяющие опасность проявления эрозионных процессов
1. Факторы водной эрозии
а. Климатические условия
б. Условия рельефа
в. Геологические и почвенные условия
г. Биогенные факторы
д. Антропогенные факторы
2. Факторы ветровой эрозии
Эрозия почв является результатом сложного взаимодействия природных факторов и хозяйственной деятельности человека.
В доисторическую эпоху развитие эрозии определялось только природными факторами. В настоящий период развитие интенсивных эрозионных процессов в основном связано с нерациональной хозяйственной деятельностью человека. Природные факторы создают условия для проявления эрозии, а деятельность человека является основной причиной возникновения водной и ветровой эрозии.
К важнейшим природным факторам относятся: климат, рельеф, почвы, растительность.
Климатические условия.
Влияние климатических факторов на развитие эрозионных процессов можно условно разделить на прямое и косвенное.
Непосредственное влияние на размах процессов водной эрозии оказывают суммарное количество осадков, их вид, продолжительность, интенсивность, а также время выпадения. Косвенно на развитие эрозионных процессов влияют температура и влажность воздуха, скорость и продолжительность ветра.
Годовое количество осадков характеризует лишь потенциальную опасность эрозии. Но важнее для возникновения эрозии – распределение осадков в течение года и количество осадков, выпадающее за один дождь. При неравномерности выпадения осадков вероятность возникновения эрозионных процессов возрастает. Развитие эрозии во многом определяется интенсивностью осадков, то есть количеством воды, выпадающим за единицу времени. Осадки большой интенсивности, но малой продолжительности называются ливнями. Интенсивность таких осадков составляет более 0,05 мм/мин. Усиление эрозии при интенсивных ливнях связано также с увеличением размера капель дождя, которые быстрее разрушают комочки почвы и, уплотняя ее, снижают впитывание.
Например, обильный ливень, выпадающий раз в 3 – 5 лет способен за несколько минут произвести такое разрушение почвы, которое сток талых вод лишь за 10 – 20 лет. Дожди, носящие моросящий характер, редко приводят к образованию поверхностного стока и вызывают эрозию.
Поверхностный сток появляется на склонах и на почвах с недостаточной водопроницаемостью во время сильных дождей и снеготаяния. Величина поверхностного стока характеризуются коэффициентом стока (Кс), который определяется как отношение объема стекшей воды к объему выпавших осадков:
Кс = 
, где
у – сток воды, мм;
х – количество осадков, мм.
Осадки в виде снега также влияют на развитие эрозии. Интенсивность эрозионных процессов будет зависеть от мощности снежного покрова, глубины промерзания почвы и интенсивности снеготаяния.
Мощный снежный покров предохраняет почву от глубокого промерзания. При таянии снега непромерзшая почва лучше впитывает влагу, уменьшая тем самым поверхностный сток.
Интенсивность весеннего стока и эрозия во многом зависят от характера таяния снега, чем быстрее тает снег, тем интенсивнее эрозионные процессы. Наиболее быстрое таяние снега наблюдается на южных, юго – восточных и юго – западных склонах, которые сильнее нагреваются солнцем. На северных склонах снег сходит, как правило, на 5 – 10 дней позже, чем на южных. Поэтому эрозия от талых вод проявляется особенно сильно на южных склонах.
Влияние температуры воздуха на водной эрозии сказывается в основном в период снеготаяния, чем выше температура воздуха, тем быстрее таяние снега, что вызывает формирование большего стока.
б. Условия рельефа.
Земная поверхность имеет возвышения, равнины и понижения. Совокупность форм горизонтального и вертикального расчленения земной поверхности называется рельефом местности. Положительные (выпуклые) и отрицательные (вогнутые) формы рельефа ограничены по сторонам различно ориентированными склонами.
Линия, проходящая по наивысшим точкам местности, называется водораздельной линией или водоразделом. Площадь, ограниченная водораздельной линией, называется водосборной площадью или водосбором, т.е. это площадь с которой вода стекает в разные стороны от водораздела в понижения. Сеть понижений, по которой проходит сток поверхностных вод, называется гидрографической сетью. Различают древние и современные звенья гидрографической сети. К древним относятся ложбины, лощины, балки, долины; к современным – промоины и овраги. Формирование древней гидрографической сети в равнинных районах нашей страны произошло по мнению некоторых ученых в после ледниковый период, когда огромные массы воды, образовавшиеся при таянии льда, размыли земную поверхность.
Древняя гидрографическая сеть на верхних концевых участках начинается ложбиной, характеризующуюся небольшой глубиной (0,5 – 2 м) и пологими симметричными боковыми склонами не круче 3 — 8 0 . Они обычно включаются в сельскохозяйственное использование.
Ложбина, равномерно расширяясь и углубляясь, перерастает в следующее звено сети – лощину. Она имеет ясно выраженное дно, более высокие и крутые берега (8 – 15 о ). Лощины целесообразно засевать травами.
Вниз по склону лощина расширяется, углубляется и впадает в балку, которая имеет ассиметричные берега крутизной 10 – 15 0 и широкое днище. Глубина балок от 6 до 20 м, ширина достигает 60 – 200 м. Характерной особенностью балки является хорошо выраженное русло временного водотока на ее дне. Склоны балки обычно задернованы и покрыты растительностью. Балка впадает в долину реки.
Речная долина – наиболее древнее звено гидрографической сети, отличается от балки наличием постоянного водотока и связанных с ним форм рельефа: пойм, притеррасных впадин и т.д. Речная долина чаще всего ограничена с одной стороны пологим, а с другой стороны крутым берегом.
Основную часть территории водосбора занимают склоновые земли. Склоны различают по форме, длине, крутизне и экспозиции.
По форме склоны бывают: выпуклые, прямые, вогнутые и сложные:
– у выпуклых склонов крутизна возрастает от водораздела к балкам, поэтому эрозия сильнее выражена в нижней части, где находятся самые крутые участки склонов;
– для прямых склонов характерна одинаковая крутизна по всей длине, что усиливает процессы эрозии вниз по уклону, в связи с увеличением массы стекающей воды;
– на вогнутых склонов большая крутизна отмечается в верхней части склона, уменьшаясь к подножью, в связи с этим верхняя часть подвержена наибольшим эрозионным процессам, а внизу происходит аккумуляция смытого выше материала;
– сложные имеют меняющуюся крутизну по длине склона, крутые участки чередуются с пологими.
Большое влияние на проявление эрозии оказывает длина склона, чем протяженнее склон, тем больше объем поверхностного стока, скорость течения и слой воды.
Под длинной склона понимают расстояние от водораздела до бровки элемента гидрографической сети по линии наибольшего уклона. Длина склонов зависит от степени расчлененности территории гидрографической сетью, о которой судят по коэффициенту расчлененности (К). Коэффициент расчлененности определяют делением длин всех звеньев гидрографической сети (ΣL, км) на площадь водосбора (S, км 2 ):
К = 
, где
L – длина всех звеньев гидрографической сети, км;
S – площадь водосбора, км 2 .
Длина склона зависит от коэффициента расчлененности и равна:
Поэтому чем больше степень расчлененности территории, тем короче склоны.
Существует также зависимость между коэффициентом расчлененности территории и площадью смытых почв, чем выше коэффициент, тем больше % смытых почв.
При движении с севера на юг наблюдается уменьшение крутизны склонов и увеличение их длины.
По классификации М.Н. Заславского склоны разделяются на:
Источник
Что Такое Эрозия Почвы И Каковы Ее Последствия?
Эрозия почвы является формой ее деградации. Она определяется как разрушение верхнего слоя земли под влиянием антропогенных и природных факторов. Это процесс, который удаляет верхний слой поля вместе с питательными веществами, а, следовательно, пагубно влияет на плодородие сельскохозяйственных угодий.
Что Такое Эрозия Почвы?
Термин “эрозия почв” охватывает широкий спектр физических и химических воздействий, таких как удаление растворимых веществ, химические изменения, разрушения из-за мороза или быстрые изменения температуры, стирание под действием ветра, заряженного пылью.
Более того, вследствие постоянного роста плотности населения люди вносят значительный вклад в возникновение эрозии из-за обработки полей, чрезмерного обезлесения, а также таких промышленных операций, которые неизбежно влияют на урожайность, например, строительство дорог.
Эрозия Почвы И Ее Причины
Определение причин эрозии поможет нам объяснить, что такое эрозия почвы и ее виды. Можно выделить естественную эрозию почв на полях и ускоренную. Эти два типа значительно отличаются скоростью протекания. Естественная эрозия почв отмечается длинным процессом и может длиться от двух до семи тысячелетий. Антропогенные факторы, в частности нерациональная сельскохозяйственная деятельность человека, значительно ускоряют процесс деградации до 10-30 лет. Основными факторами здесь является неправильная работа с полями, чрезмерные удобрения, бесконтрольный выпас скота, осушение болот, некорректная обработка и орошение угодий.
Естественные (Природные) Причины
Разные типы грунтов подвергается физическим, химическим и биологическим изменениям в зависимости от фактора, вызывающего деградацию. Ключевыми элементами, которые ускоряют деградацию, являются следующие: вода, ветер, снег и движение льда.
- Ветровая эрозия почвы возникает тогда, когда порывы ветра поднимают мелкие частицы с поверхности поля и обнажают его. Толщина снимаемого слоя с поверхности грунта и скорость эрозии зависит от силы ветра. Очень сильные пыльные бури могут отнести слой земли за много километров и превратить плодородное угодье в пустыню.
- Водная эрозия почвы вызвана осадками, которые формируют водные потоки и имеют свойство смывать частички земли. Промоины могут создаваться очень быстро. Сначала в результате осадков формируется небольшая полынья с водой, но впоследствии она может достичь размеров карьера.
- Снежная эрозия почв связана с интенсивным таянием снежного покрова. Это приводит к избыточного увлажнения и разрыхления верхнего слоя почвы. Как результат – питательные органические вещества вымываются быстрее, что снижает плодородие.
Существует множество форм деградации почвы, но для сельскохозяйственной деятельности наиболее важными из них являются следующие: эрозия, засоление и закисление. Из-за быстрой урбанизации и чрезмерные методы ведения сельского хозяйства (обработка полей, использование пестицидов и несоответствующие методы орошения) уровень засоления и кислотности грунта повышается до такой степени, что полям больше не свойственно желаемое для сельского хозяйства плодородие.
Одной из причин негативных изменений является климат, ведь большое количество обильных осадков может напрямую влиять на эрозию почв. В результате ливневых дождей районы со слабой растительностью и корнями особенно уязвимы для дождевых потоков, поэтому здесь истощение полей будет неизбежным. Ветровая эрозия происходит из-за порывов ветра; в основном ветер представляет собой серьезную угрозу, поскольку грунт сухой и, следовательно, является чувствительным к изменениям.
EOS Crop Monitoring
Спутниковые снимки с высоким разрешением для аналитики полей – контролируйте здоровье посевов дистанционно!
Антропогенные Причины
Техногенная эрозия почвы может быть вызвана строительством карьеров или зданий, неправильными грунтовыми работами и обработкой земли, которая блокирует естественные препятствия для стока воды.
Небрежность при проведении сельскохозяйственных операций, в частности при обработке полей, разбивает поверхность грунта на мелкие кусочки. Эта проблема усугубляется использованием новейшего технологического оборудования. Интересно отметить, что обработка земли влияет на ветровую эрозию почвы – в результате обезвоживания земли образуются более мелкие куски, которые легко подбираются ветром.
Вырубка лесов – еще одна распространенная практика, которая приводит к эрозии. Деревья помогают удерживать землю на месте, поэтому, когда они вырываются с корнем, ветры и дожди выталкивают рыхлый слой и камни в ручьи и реки, что опять-таки ведет к нежелательной седиментации.
Аналогичный эффект наблюдается вследствие промышленных процессов (например, строительства сооружений) и развития транспортной инфраструктуры, которые ослабляют прилегающие сельскохозяйственные угодья.
Последствия Эрозии Почвы На Полях
Эрозия почв может развиваться с разным темпом в зависимости от определенных обстоятельств. Несмотря на то, насколько быстро она развивается, она неизбежно влияет на производительность земель, плодородие, ухудшает качество воды и нарушает водоотведение.
Загрязнение Водных Потоков
Фермеры со всего мира считают влагу важным фактором плодородия. Истощение и эрозия почвы, в свою очередь, способствуют процессу загрязнения грунтовых вод, а затвердевшая структура препятствует протеканию воды в более глубокие слои земли. Эффект плохого дренажа усиливает эрозию из-за плотной засыпки, поэтому производительность земли может быть утеряна из-за недостаточного уровня влажности грунта.
Закисление Почвы
Еще одним губительным эффектом деградации является повышенный уровень кислот в почве из-за нарушения его биологической структуры. После того как органические массы удаляются из верхних слоев грунта, он уже не может поддерживать приемлемый уровень pH. Значение pH выше или ниже желаемых диапазонов подрывают способность растений и интенсивных сельскохозяйственных культур к росту.
Уменьшение Плодородия
Понятно, что эрозия почв является серьезной угрозой для фермеров и пагубно влияет на плодородие. Этот процесс удаляет верхний слой земли вместе с питательными веществами, которые способствуют урожайности. В основном он вызван ветром и водой или обработкой полей.
Стоит отметить, что два наиболее распространенных фактора эрозии почв – вода и ветер – всегда действуют одновременно. Тогда цикл отрицательного влияния на поля воспроизводится следующим образом: весенние осадки размывают земли, впоследствии они становятся сухими и легче разносятся ветром на большие расстояния, а летом пыль опять же размывается из-за дождей, что может даже приводить к образованию оврагов. Чтобы этот цикл прервать, важно не обрабатывать сухие поля и применять почвозащитные меры.
Эрозия Почвы И Меры Борьбы С Ней
Существует множество способов предотвращения эрозии. Они же подходят для борьбы с уже имеющейся деградацией. Эрозию почвы можно замедлить при помощи следующих средств:
- использование технологий снегозадержания, такие как No-Till и Strip-Till
- высадка деревьев, трав и кустарников, которые защищают территорию от ветров, смывов и предотвращают подкисление
- севооборот (чередование различных культур на полях) с короткой ротацией и отказ от паров
- использование современных систем обработки полей
- отказ от чрезмерной обработки полей, особенно сухого грунта
- регулирования выпаса скота на пастбищах
- использование системы CTF (системы контролируемого передвижения техники по полю)
- контроль за незаконной вырубкой лесов
Понятно, что большинство таких мероприятий приносят владельцам угодий дополнительные расходы. Однако следует помнить, что последствия эрозии почв также негативно влияют на урожайность полей, а, следовательно, и на их доходность, поэтому важно стараться предотвращать это явление.
Эрозия Почвы И Борьба С Ней С Помощью Crop Monitoring
Crop Monitoring позволяет получать актуальную информацию об уровне растительности, сравнивать изменения значений растительности за последние 5 лет на основе исторических данных и отслеживать тенденции эрозии почвы. Благодаря разнообразию функций Crop Monitoring фермеры экономят ресурсы, время и деньги, особенно при работе с крупномасштабными полями. Принимать решения по срокам урожая, типам удобрений и другим прогнозам становится гораздо проще.
Вместе с тем, что Crop Monitoring предоставляет доступ к детальным данным, эта платформа еще и проста в использовании. Вы просто сохраняете поле, применяете зонирование и ждете сообщений о колебаниях NDVI (нормализованного вегетационного индекса) по электронной почте, как только будут добавлены новые изображения для вашего поля. Еще никогда фермеры не могли так просто получить такую информацию! Дистанционное зондирование – очень эффективный инструмент для поддержки производительности ваших полей круглый год.
Источник