научная статья по теме ЭРОЗИЯ ПОЧВ, ЕЕ ВИДЫ, МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ. ЭРОЗИЯ ПОЧВ ПОЛОСЫ ОТВОДА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЯ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук
Цена:
Авторы работы:
Научный журнал:
Год выхода:
Текст научной статьи на тему «ЭРОЗИЯ ПОЧВ, ЕЕ ВИДЫ, МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ. ЭРОЗИЯ ПОЧВ ПОЛОСЫ ОТВОДА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЯ»
Никитин Н.А., аспирант Пурыгин П.П., доктор химических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации Шаталаев И.Ф., доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой Шарипова С.Х., кандидат химических наук, доцент
(Самарский государственный университет путей сообщения)
ЭРОЗИЯ ПОЧВ, ЕЕ ВИДЫ, МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ. ЭРОЗИЯ ПОЧВ
ПОЛОСЫ ОТВОДА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
В статье рассматривается актуальная проблема эрозии почв. Предложены пути решения этой проблемы.
In the article the actual problem of erosion of soils is considered. The ways of the decision of this problem are offered.
Земная поверхность, как и вся Земля, находится в постоянном движении, что выражается процессе постоянной эволюции земной поверхности. Данные эволюционные преобразования осуществляются по средством эндо- и экзогенных процессов. К первым относятся тектонические движения, землятресения, ко вторым выветривание горных пород и эрозионные процессы, которые занимают одно из ведущих мест среди процессов преобразования окружающей среды, являясь главным фактором изменения рельефа в нетсейсмоопасных регионах мира.
В данный момент общепринятым является определение, предложенное М.Н. Заславским: эрозия почв — это смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков (1). На протяжении всего периода активного хозяйственного освоения земель эрозия почв вышла за пределы своей естественной интенсивности, превратившись в одну из основных проблем человечества. Это заставило ученых начать широкомасштабные исследования данной проблемы. В России разработкой занимались ученые-классики почвоведения, создавшие русскую школу эрозии почв, это В.В. Докучаев, П.А. Костычев, В.Р. Вильямс. Другим центром изучения эрозионных процессов стали США, где в 30-е годы ХХ века была создана Служба охраны почв, которая занималась исследованием эрозионных процессов в юго-восточном Пидмонте и на Великих равнинах (2). Основными представителями данного направления в изучении эрозии явились Дж. Киркби, Иванс, Х. Уишмейер, Р. Д. Смит.
В Советском союзе большой вклад в развитие изучения эрозионных процессов внесли С.С. Соболев, М.Н. Заславский, П.С. Захаров, Г.И. Швебс, М.С. Кузнецов.
Эрозия почв — это сложный, многообразный процесс. Для более полного его понимания необходима классификация, которая отражала бы основные виды эрозии и показывала зависимость между ними. Многие ученые занимались проблемой классификации эрозии. Общепринятым считается выделение следующих типов эрозии: эрозия от стока дождевых осадков, эрозия от стока талых вод, эрозия от стока вод орошения — ирригационная эрозия. В зависимости от характера повреждения почвы выделяются подтипы эрозии: смыв почвы или плоскостная эрозия, приводящая к образованию почв различной степени смытости, и размыв почвы или линейная эрозия, в результате которой образуются овраги (3). Данная классификация основана на особенностях генезиса временных водных потоков и на характере их воздействия на почву. Однако существует другое разделение эрозии, на основании скорости
проявления результатов данного процесса. В результате выделяют нормальную или геологическую и ускоренную или антропогенную эрозию почв. Первая имеет место повсеместно и является неотъемлемым элементом эволюции ландшафтов, проявляющаяся в естественной гидрографической сети, антропогенная эрозия развивается по склонам уже существующих оврагов в результате их распашки и других причин, приводящих к перераспределению стока.
Другим важным направлением изучения эрозионных процессов является выявление основных факторов влияющих на их развитие. Профессор Дж. Киркби выделяет несколько групп факторов: факторы растительности (характер растительности, степень ее развития), факторы склона (крутизна, уклон, экспозиция), факторы почвы (механический состав, порозность). Сам он основным фактором, связанным с возникновением и проявлением эрозии называл растительный покров. Именно эффективный растительный покров приводит к снижению темпов эрозии. Из этого профессор выводит интересную закономерность — обильное выпадение осадков с одной стороны активизирует поверхностный сток, что приводит к усилению эрозионных процессов, но в тоже время приводит к усиленному развитию растительности, которая в свою очередь снижает проявление эрозии. Следовательно, обильное выпадение осадков приводит к затуханию эрозионных процессов (4).
Но данная закономерность справедлива лишь для районов с ненарушенной растительностью. В районах, где растительность по тем или иным причинам нарушена человеком, имеет место самый опасный вид эрозии почв — антропогенная эрозия.
Причины антропогенной эрозии очень разнообразны — это и распашка земель для нужд сельского хозяйства, строительство железных и автомобильных дорог, добыча нефти, газа и других полезных ископаемых, а также целый ряд других мероприятий приводящих к перераспределению стока и нарушению естественной растительности.
Результатом развития антропогенной эрозии, также как и естественной, является развитие антропогенной овражной сети, только в случае с антропогенной эрозией этот процесс в десятки раз интенсивнее. Распашка земель приводит к кардинальному изменению растительного и почвенного покрова, строительство дорог требует сооружения насыпей, аккумулирующих дождевые и талые воды, которые, стекая по наиболее пониженным участкам придорожной полосы, вызывают интенсивное развитие оврагов. Антропогенное оврагообразование наиболее интенсивный экзогенный геоморфологический процесс, приводящий к изменению характера рельефа. В монографии Р.С. Чалова приводятся данные о росте антропогенной овражной сети на территории Европейской части России, по ним можно сделать вывод, что на данной территории преобладает средняя интенсивность роста овражной сети.
Характерной особенностью антропогенной овражной сети является несоответствие ее распространения естественной гидрографической сети. Именно это несоответствие представляет наибольший интерес. Антропогенные овраги обычно густой сетью распространяются по склонам естественных оврагов. Как уже указывалось, главной причиной их возникновения считается нарушение естественного растительного покрова, однако, это утверждение можно подвергнуть сомнению. По данным исследований старых эрозионных форм их развитие проходило также в отсутствии растительности и прекратилось до ее появления, но, тем не менее их склоны не изрезаны оврагами, как в настоящее время антропогенные овраги прорезают склоны естественных. Следовательно, повышенные темпы развития антропогенной эрозии нельзя объяснить только уничтожением естественной растительности. Чалов предполагает, что причиной этого является изменение водосборов путем сооружения искусственных насыпей, отвалов изменяющих распределение стока (5).
В связи с тем, что антропогенная эрозия, как уже указывалось, в десятки раз интенсивнее чем естественная и приводит к значительным потерям почвы, встала необходимость разработки методов оценки и прогнозирования этих потерь. Пожалуй, самым эффективным и перспективным является метод математического моделирования эрозии почв.
Разработка данных методов началась с момента организации в США Службы охраны почв. Результатом многолетних исследований стало составление Универсального уравнения потерь почвы в результате водной эрозии (Уравнение Уишмейра- Смита).
В своем завершенном виде данное уравнение имеет следующий вид:
где А — величина смыва почвы с единицы площади, R — фактор осадков, К — фактор эродируемости почв, I — фактор крутизны склона, S — фактор длины склона, С — фактор севооборота, Р — фактор почвозащитных мероприятий.
Уравнение Уишмейера-Смита является одним из основных этапов развития учения о защите почв. В него вошли основные показатели, от которых зависит развитие эрозионных процессов. Его применение в разных странах мира позволило выявить области, в которых проблема эрозии стала первоочередной.
Наряду с достоинствами данное уравнение имеет и ряд недостатков, в первую очередь это «привязанность» данного уравнения к природным условиям США и его механическое использование в других географических регионах может привести к получению неверных результатов. Но в целом данное уравнение легло в основу многих моделей водной эрозии по всему миру(6).
Результатом многолетних исследований эрозионных процессов и причин их вызывающих стало появление отдельной отрасли науки — эрозиоведения. Во многих крупнейших университетах мира созданы лаборатории, кафедры и даже факультеты эрозии почв. За период с конца XIX до середины ХХ вв. были созданы основные фундаментальные труды, касающиеся данной проблемы, созданы математические модели описывающие процесс разрушения почв. В настоящее время развитие данной отрасли знаний идет в двух направлениях: по пути совершенствования методологического аппарата, модификации уже существующих и создания новых математических моделей эрозии почв, а также по пути разработки эффективных мер борьбы с эрозией почв.
В любом случае проблема эрозии почв продолжает оставаться очень актуальной. Для ее прогнозирования и предотвращения необходим целый комплекс мелиоративных и почвозащитных мероприятий, например трассирование и укрепление склонов, усовершенствование способов обработки пахотных угодий, внесение органических удобрений в почву, учет общего уклона местности и направления стока при строительстве железнодорожных и автомобильных дорог, а также ирригационных каналов. В купе с вышеперечисленными мерами необходимы административное и административно-правовое регулирование использование земель. Исполнение данных мероприятий способно обеспечить снижение и предотвращение потерь почвы в результате водной эрозии.
1. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия почв (конспект лекций) часть 1. — М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1985 — 91 с
2. Soil Erosion M. J. Kirkby, R.P.C. Morgan / Пер. с англ. М.Ф. Пушкарева, М.: Колос 1984 — 415 с
3. Заславский М.Н. Эрозиоведение. Учебник для студентов географических и почвенных специальностей вузов — М.: Высшая
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
Источник
5. Принципы прогнозирования эрозии почв.
Прогнозирование – это разработка научно обоснованного предположения о будущем состоянии объекта исследования. Прогноз эрозии носит вероятностный характер из-за пространственной и временной изменчивости факторов эрозии. Точный прогноз эрозии почв возможен только при условии, что известны закономерности возникновения и развития процессов формирования эрозионной погоды и изменения противоэрозионной стойкости почв и других факторов эрозии.
Методы прогнозирования, применяемые в эрозиоведении, делятся на 3 класса:
Они подразделяются на краткосрочные и долгосрочные прогнозы. Краткосрочные эрозионные прогнозы не имеют широкого распространения, так как имеют низкую оправдываемость. Они имеют большое значение для ряда отраслей народного хозяйства (авиация, космонавтика) при прогнозировании отдельных явлений ветровой эрозии (пыльные и песчаные бури, вихри, поземки).
Для целей сельского хозяйства важно знать возможный ущерб от эрозии и возможные пути ее предупреждения, поэтому задачей прогнозирования является предсказание возможных потерь почвы. Для экологической безопасности важно знать не только объем потерь почвы, но и пути ее переноса, места отложения и химический состав продуктов эрозии.
Задачи долгосрочного прогнозирования эрозии почв решаются методами эрозиоведения. Наиболее старыми являются методы, основанные на экспертной оценке. В их основе – субъективная оценка экспертом тех или иных факторов эрозии и основанные на этой оценке выводы. Экспертная оценка чаще всего применяется при разделении почв на категории по степени эрозионной опасности, по степени эродированности и т.п.
В настоящее время наиболее быстро развиваются методы долгосрочного прогнозирования на основе моделирования. Для прогноза будущего используются сведения о прошлом и настоящем: средние многолетние величины и показатели скорости ветра, количества и интенсивности осадков, испаряемости, температуры и других метеорологических величин, определяющих интенсивность и длительность процессов эрозии почв.
Лекция 4 Организационно — хозяйственные противоэрозионные мероприятия.
Элементы организационно – хозяйственных мероприятий.
Классификация сельскохозяйственных земель по интенсивности их использования.
Формы организации территории.
Организационно — хозяйственные мероприятия по охране почв от ветровой эрозии.
Элементы организационно – хозяйственных мероприятий.
Системы земледелия на склоновых землях должны иметь ярко выраженный противоэрозионный характер. По своим целям, задачам и методам осуществления вся совокупность мероприятий по охране почв условно делится на агротехнические, агролесомелиоративные, гидротехнические и организационно — хозяйственные. Противоэрозионный комплекс составляет совокупность данных мероприятий направленных на уменьшение смыва почвы до допустимых пределов, прекращение оврагообразования, повышение плодородия эродированных почв и урожайности сельскохозяйственных культур на них.
При разработке противоэрозионных мероприятий учитывают природные (зональные) особенности территории и их хозяйственную целесообразность. Необходимость применения каждого мероприятия решается на основе всестороннего учета климатических условий, характера рельефа, почв и растительного покрова, а также особенностей сельскохозяйственного производства. При планировании и проектировании данных мероприятий должна осуществляться эколого — экономическая оценка ущерба от эрозии почв в каждом конкретном хозяйстве. Наиболее доступными мероприятиями являются организационно хозяйственные и агротехнические мероприятия. Следует иметь в виду, что только правильное соотношение всех элементов противоэрозионного комплекса применительно к ландшафту каждого хозяйства может быть эффективным.
Организационно – хозяйственных мероприятия во многом определяют успешное внедрение всего комплекса противоэрозионных мероприятий.
Организационно – хозяйственные мероприятия направлены на противоэрозионную организацию территории с учетом эродированности и опасности эрозии почв, обеспечивающую правильное сочетание и размещение всех мер защиты почв от эрозии на водосборной площади.
Современные методы прогнозирования эрозионных процессов позволяют рассчитать смыв почвы дождевыми и талыми водами и с учетом этих данных составить структуру посевных площадей, разработать севообороты, подобрать необходимые агротехнические и лесомелиоративные мероприятия.
Важнейшим элементом организационно – хозяйственных мероприятий является правильное размещение севооборотов. При размещении полей севооборота, прежде всего, учитывают рельеф местности. В целях правильного использования земли и уменьшения водной эрозии, поля севооборота на односкатных склонах располагают длинными сторонами поперек склона, а на многоскатных – в направлении близком к горизонталям. Необходимо также стремится к тому, чтобы почва каждого поля севооборота по составу и свойствам была однородной. При сильно выраженном и сложном рельефе, когда части склонов существенно различаются между собой по почвенным и агротехническим особенностям, внутри поля формируют отдельные участки, удобные для механизированных работ.
Правильная организация является важнейшим, но не единственным организационно – хозяйственным мероприятием. К этой же группе мероприятий относятся правильное размещение сети лесонасаждений, дорог, а также простейших гидротехнических сооружений.
На склонах лесополосы любого назначения следует располагать в направлении, близком к горизонталям, и только на ровных участках полезащитные лесные полосы располагают поперек направления господствующих ветров. Иначе они могут стать местом концентрации стока и развития линейной эрозии.
Дороги прокладывают по границам полей в направлении близком к горизонталям. На тех дорогах, которые вынужденно пересекают горизонтали, устраивают распылители стока в виде валов, которые пересекают дорожное полотно и направляют сток в безопасное место.
А также сюда включаются мероприятия, направленные на ограничение степени хозяйственного освоения территории, интенсивности ее использования. Это запрещение или ограничение рубки леса; распашки земель; пастьбы скота на наиболее эрозионноопасных участках; перевод всего или части скота на стойловое содержание; сохранение при освоении новых земель участков леса и луга противоэрозионного назначения, особенно в речных долинах и балках, на крутых приречных и прибалочных склонах, в крупных водоподводящих ложбинах.
Источник