Климатические факторы эрозии почв

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

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 (К_с), который определяется как отношение объема стекшей воды к объему выпавших осадков:

К_с = , 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