Водная эрозия
Водную эрозию подразделяют на плоскостную и линейную.
Плоскостная эрозия представляет собой смыв верхних горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за масштабности проявления.
Линейная эрозия — размыв почвы в глубину с образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих в овраги. Эту эрозию вызывают сконцентрированные на узких участках склона значительные водные потоки. Они приводят к полному уничтожению почв.
Ирригационная эрозия — разновидность водной эрозии. При ирригационной эрозии происходит смыв и размыв почв оросительной водой. В горных районах развиваются селевые потоки после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, при которых с гор на предгорные равнины переносится грязекаменная масса (мелкозем, щебень, камни разных размеров с водой).
По темпам развития эрозионных процессов различают нормальную (геологическую) и ускоренную (антропогенную) эрозию.
Нормальная эрозия протекает под естественной растительностью под влиянием геологических и других природных причин, когда потери почв не превышают темпа почвообразования, то есть потери восстанавливаются при почвообразовательном процессе. Такая эрозия практически не вредна. Ее иначе называют допустимой нормой эрозии. Вопрос о темпах эрозии рассматривали А. М. Бурыкин, М. Е. Бельгибаев, М. И. Долгилевич и другие ученые, которые рассчитали годовые допустимые нормы (величины) в мм: для дерново-подзолистых почв — 0,87, для черноземов — 0,28, для каштановых — 0,36 и для сероземов — 0,27. При средней объемной массе 1,25 г/см допустимая норма эрозии для дерново-подзолистых почв составляет 10,9 т/га, для черноземов — 3,5, для каштановых почв —4,4, для сероземов — 3,4 т/га. В США допустимая норма эрозии варьирует от 2,25 до 11,5 т/га в зависимости от водопроницаемости и мощности почв.
Ускоренная эрозия связана с хозяйственной деятельностью человека. Она проявляется при уничтожении естественной растительности и распахивании почв при крутизне склонов > 2°.
Для плоскостной эрозии установлены следующие градации по интенсивности годового размыва почв: незначительная (среднегодовой смыв до 0,5 т/га), слабая (0,5. 1 т/га), средняя (1. 5т/га), сильная (5. 10 т/га), очень сильная (более 10 т/га).
Для линейной эрозии установлены следующие градации по интенсивности размыва: слабая (среднегодовой прирост оврагов менее 0,5м), средняя (0,5. 1,0м), сильная (1. 2м), очень сильная (2. 5 м), чрезвычайно сильная (более 5 м).
Ускоренная эрозия наблюдается в зонах распространения серых лесных почв, черноземов, каштановых почв, в земледельческих районах таежно-лесной зоны, а также в горных областях. Наиболее распространена эрозия на правобережье Днепра, Волги, Дона, Северного Донца, Десны, Днестра и их притоков, на Среднерусской, Волыно-Подольской, Донецкой, Приволжской, Клинско-Дмитровской и Ставропольской возвышенностях, на Общем Сырте, в Высоком Заволжье, в зонах Оби и Иртыша, на Дальнем Востоке, в предгорьях и горах Крыма, Карпат, Кавказа, Урала, Средней Азии.
Эрозия наносит огромный вред сельскому хозяйству. Так, при слабой смытости почв урожай снижается на 20 %, при средней — на 40 % и сильной —на 60. 80 %. Установлено, что при смыве 20-сантиметрового слоя чернозема на каждом гектаре теряется 150. 200 т гумуса, 10. 15т азота, 5. 6 т фосфора, 40. 60 т калия, 50. 60 т кальция. Утрата 1 см слоя почвы равноценна возврату истории ее развития на 1000 лет. Следовательно, от степени смытости зависит уровень плодородия, так как в результате смыва изменяются реакция среды, состав обменных катионов, химический состав почв, уменьшаются запасы гумуса и питательных веществ, снижаются активность ферментов, численность микроорганизмов и мезофауны. Потери гумуса и кальция ведут к разрушению структуры почв, снижению их водопроницаемости и влагоемкости. Таким образом, водная эрозия приводит к значительному понижению плодородия почв или к полному их разрушению (линейная эрозия).
При развитии эрозии происходит обмеление рек, резко снижается урожайность ценных сельскохозяйственных угодий, нарушается дорожная сеть.
Основные причины развития водной эрозии — это уничтожение естественной растительности, несоблюдение противоэрозионных мероприятий, низкая культура земледелия, неумеренный выпас скота, неправильная прокладка дорог и др. На интенсивность развития эрозии влияют и природные условия: климат, рельеф, растительность, геологическое строение территории, свойства почв.
Из климатических условий большую роль в возникновении эрозии играют количество, режим, интенсивность, продолжительность выпадающих осадков и их распределение по сезонам года, а также температурный режим. Чаще подвергаются эрозии сухие, глубокопромерзающие почвы в регионах с ливневыми дождями, особенно на территориях, лишенных растительности. Сильную эрозию вызывают талые воды, если пересыщены водой маломощные оттаявшие слои почв.
В развитии водной эрозии особое значение имеет рельеф (глубина местного базиса эрозии, то есть разность высот самой высокой и самой низкой точек водосбора, крутизна, длина, форма и экспозиция склонов). При большой глубине базиса эрозии возникает большая опасность ее проявления. В лесной зоне смыв почв происходит при крутизне склонов 1. 1,5°, а в лесостепи — 2°. Чем круче склон, тем больше смыв почв.
Наиболее опасны в эрозионном отношении выпуклые склоны, так как нижняя, более, крутая, часть его смывается собравшейся вверху водой. На южных, юго-восточных и юго-западных склонах возрастает опасность проявления эрозии.
Влияние геологического строения территории на развитие эрозии связано с различной податливостью пород к размыву и смыву. Легко размываются лёссы и лёссовидные суглинки, хуже — покровные суглинки, значительно устойчивы к размыву моренные суглинки. Флювиогляциальные и древнеаллювиальные песчано-супесчаные отложения отличаются хорошей водопроницаемостью, а поэтому устойчивы к водной эрозии.
Почвенные условия (гранулометрический и минералогический составы, структура, мощность гумусового горизонта, влажность, плотность) в значительной степени влияют на развитие эрозионных процессов. Почвы легкие по гранулометрическому составу, хорошо оструктуренные, рыхлые, с мощным гумусовым горизонтом лучше противостоят водной эрозии. Почвы слабогумусированные, с разрушенной структурой обладают слабой противоэрозионной устойчивостью.
Растительность — эффективное средство защиты почв от эрозии, так как она принимает на себя ударную силу капель дождя. Корни растений скрепляют почвенные частицы, тем самым препятствуя смыву и размыву почв. Они также способствуют переводу поверхностного стока в почвы. Растения снижают скорость водного потока. Лесная подстилка и дернина препятствуют заиливанию пор. Растительность дает возможность накопить больше снега и таким образом ослабить промерзание почв, обеспечить лучшее впитывание воды в почву. Нарушение растительного покрова приводит к развитию эрозии. Наиболее интенсивно эрозия проявляется на склонах, лишенных растительности (чистый пар, где коэффициент эрозионной опасности — К = 1).
По степени смытости почвы подразделяют на слабосмытые, среднесмытые и сильносмытые. Ниже приведена диагностика почв для основных типов почв России.
У слабосмытых почв смыто менее половины горизонта
Источник
Водная эрозия почв
Водная эрозия –это процесс разрушения почвы в результате влияния дождевых и талых вод, ледников и морей. В результате с земли смываются частички азота, кальция и других элементов. Пострадавшие участки в итоге становятся болотами и перестают приносить урожай. Однако через 5-10 лет почва регенерируется, хотя её плодородие заметно теряется. В процессе самовосстановления на почве появляется много сорняков.
Виды водной эрозии
Существует несколько видов водной эрозии. Она бывает овражная, поверхностная и линейная. Также существует плоскостная эрозия, в результате которой появляются небольшие размывы, с которыми несложно бороться, хотя это оставляет свой отпечаток. В итоге пахотный слой почвы сильно страдает и приходится пропахивать нижние слои. Линейная эрозия возникает при влиянии очень концентрированных стоков. Сначала размывы около 20 см, но потом их глубина растёт и достигает метра. Если стоки продолжают разрушать почву в этом месте, образуется овраг. Его стенки постепенно обрастают разными видами растительности и начинают осыпаться. Так овраги со временем становятся балками. Их глубину определяет базис эрозии. Базисом называют такой уровень поверхности, на котором все стекающие воды уже не могут размывать почву. Обычно базисом этого процесса является уровень моря или реки. Однако этот показатель может снизиться, и вода снова начнет размывать овраг.
Причины водной эрозии
Водная эрозия возникает не только из-за природных факторов, но и из-за деятельности людей. Например, из-за создания такой техники обработки почв, которая разрушает её структуру. На данный момент — это основная причина появления процесса разрушения земли. Другими факторами процесса являются истребление лесов и избыточный выпас животных на той же территории. Интенсивность разрушения земли регулируется лесистостью. Так, по мере снижения этого показателя, сток увеличивается примерно на 20 %. Однако вместе с этим период влияния вод сокращается, ограничиваясь периодом паводка или ливнем. Это объясняется тем, что у растительности есть корни, чья система не дает почве деградировать как коллектору, который способен накапливать воду. Всё это меняет и структуру всех вод этой местности, подземные стоки смешиваются с поверхностными и в результате мощность стока растёт.
Защита от водной эрозии
При защите от эрозии важно верно расположить поля и дороги, вести горизонтальную обработку участков, предотвращение роста оврагов. На данный момент активно используют валы, пруды и водопоглощающие конструкции, такие как близваликовые траншеи. Другим действенным средством против водной эрозии является строительство ступеней на горных склонах. Оно выполняется только при крутизне в 30-40 градусов. Террасирование помогает не только избавиться от эрозии и засухи, но и обеспечивает развитие засушливых участков, на котором активно ведутся садоводческие работы.
На склонах с небольшой крутизной, показатель которой не более 10-12 градусов, почву обрабатывают полосами или при помощи террас, чья ширина не превышает 3-х метров.
При обработке участка поперек склона возникает особый рельеф пашни. Бороздки и ряды растительности останавливают водяной сток, и вся влага отлично впитывается в почву. Следовательно, пахотный слой получает увлажнение, что увеличивает его плодородие.
Однако проще предотвратить процесс разрушения почвы стоками, чем избавляться от последствий. Потому необходимо использовать противоселевые конструкции, охранять леса от вырубки, верно использовать пастбища в самом начале освоения земли в горах. Эта территория больше подвержена эрозии. Чтобы предупредить эти опасные процессы, нужно создавать насаждения на склонах, регулярно выгонять туда скот. Особо эффективным способом борьбы с разрушением земли является высадка лесных полос, создание плотин и запруд, канав, задерживающих влагу. Это поможет сократить или избавиться от поверхностного стока.
Водная эрозия в России
В России водная эрозия очень распространена. Около 80 миллион га страдают от этого, а 50 миллионов с большой вероятностью будут страдать от неё в скором времени из-за расположения.
На севере от разрушения страдают почвы по направлению от Воронежа к Чите. Этому подвержены такие города, как Омск, Челябинск. Сильно страдает Сибирь и Хакасия, Бурятия и Тува. На огромной территории свирепствуют сразу два вида эрозии: водная и ветровая. К ним относятся участки Приволжского и Центрального федерального округа. Их площадь составляет около 2, 5 % от площади всех угодий.
Много в России и уже заболоченных земель. Их уже 12 процентов, большая часть из которых –пашни. Заболачивание имеет место в Сибирском и Уральском, Дальневосточном федеральном округе. В большей мере страдают угодья на юге, в зоне с чернозёмом и на севере Кавказа. Это происходит из-за большого объема талых вод.
На данный момент климат европейской части страны стал теплее, от чего в тёплые периоды времени смыв увеличивается – идут сильные ливни. Слой осадков в данном случае больше 10 мм. Однако во время таяния снега весной склоны страдают меньше, а оврагов не становится больше, так как поверхностный сток сокращается.
Водная эрозия почвы – видео
Источник
Водная и ветровая эрозия почвы. Причины возникновения и методы борьбы
Эрозия, как водная, так и ветровая (дефляция) представляет собой процесс разрушения верхнего плодородного слоя земли под влиянием естественных или антропогенных сил. Процесс эрозии оказывает негативное воздействие на пахотный горизонт, делая его в итоге непригодным для выращивания сельскохозяйственной продукции.
Плодородный слой почвы содержит все необходимые вещества для осуществления процесса фотосинтеза и нормального развития растений. Чем выше в нем процентное содержание гумуса, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы, тем благоприятнее среда для живущих в нем полезных микроорганизмов и бактерий, тем больше вырабатывается полезных макро и микроэлементов. По этой причине сохранение и приумножение запасов гумуса является одной из приоритетных задач земледельцев.
Существует два основных вида эрозии почвы: водная и ветровая.
Чаще всего водная эрозия возникает на рельефной местности со склонами, с которых верхний плодородный слой почвы может смываться талыми или ливневыми водами, из-за чего на поверхности земли постепенно образовываются вымоины и овраги.
Существует два основных типа водного потока:
· Поверхностный, который вымывает лишь верхний содержащий природный гумус слой.
· Линейный — это поток, который помимо верхнего слоя разрушает и нижние, подстилающие породы, поэтому восстанавливать природное плодородие почвы после линейного потока очень непросто и обходится весьма дорого.
Водная эрозия может быть образована естественным природным путем, так и носить чисто антропогенный характер, который возникает, как правило, при активном вмешательстве человека (например, при нерациональном ведении сельского хозяйства). Как это ни печально, но факт остается фактом: именно благодаря человеческому фактору наша земля постепенно лишается ценного плодородного горизонта и эта ситуация с каждым годом только усугубляется.
Ветровая эрозия в большей степени характерна для степных районов. Благодаря широким просторам, которые обычно не защищены растительностью, на таких участках из-за наличия устойчивых интенсивных ветров происходит постепенное выветривание плодородного грунта. Однако чаще всего ветровая эрозия проявляется, опять же таки благодаря активной хозяйственной деятельности человека.
Факторы, влияющие на появление эрозии
Что касается водяной эрозия, то на ее появление, в первую очередь оказывают влияние климатические и погодные условия. В зоне риска, как правило, находятся регионы, в которых весна традиционно сопровождается обильными снегопадами и затяжными ливневыми дождями. Большое количество талой воды способно не только основательно размыть грунт, но и повредить верхний плодородный слой.
Ветровая эрозия более характерна для равнинных районов с сухим климатом и небольшим количеством осадков. Грунт в таких зонах имеет свойство быстро пересыхать, теряя драгоценную влагу.
Важным фактором для возможного развития эрозии является и особенность местности (рельеф, а также наличие или отсутствие в данной зоне зеленых массивов). В первую очередь эрозии подвержены районы, имеющие достаточно крутые и протяженные слоны, а также равнинные зоны с минимальным растительным покровом.
На самом деле корни растений надежно защищают почву от воздействия воды и ветра. Рослые растения также препятствуют пересыханию земли в сильный зной, и обеспечивают быстрое впитывание лишней влаги во время интенсивных осадков и паводков.
Безусловно, что значение имеет, и такой фактор как способность различных типов почвы по разному противостоять воздействию эрозии. Лучше всего с этой задачей справляется чернозем, он практически не размывается и не выветривается. За ним следует серозем и глинистые грунты, но наиболее сильно подвержены воздействию ветра и воды песчаные и супесчаные почвы.
Тем не менее, наиболее разрушительным и опасным фактором способствующим образованию эрозии является бездумная хозяйственная деятельность человека, которая включает распашку угодий с нарушением правил возделывания, отсутствие должного контроля над выпасом скота, разработку нефтяных и газовых месторождений на плодородных землях, бесконтрольную вырубку лесов и зеленых насаждений и так далее.
Кроме того проявлению эрозии способствует проведение ежегодной глубокой вспашки и традиционное выращивание монокультур, а также применение тяжелой сельскохозяйственной техники, которая разрушает целостную структуру почвы.
Методы защиты почвы от воздействия водной эрозии
Чтобы защитить плодородный слой необходимо решить две важные задачи: предотвратить выветривание и остановить размывание верхнего горизонта. Для этих целей уже разработан и успешно применяется многими хозяйствами целый комплекс агромелиоративных и гидромелиоративных мероприятий, который включает в себя следующие виды работ:
1. Проведение постоянного мониторинга с целью осуществления контроля над процессом развития эрозии.
2. Осуществление севооборота с принятием необходимых мер по защите почвы, которые предполагают следующие действия:
· Выращивание на склонах многолетних культурных растений (например, семейства бобовых). Высев обязательно производить поперек холмов (при этом посадка пропашных культур на крутых склонах является недопустимой).
· Сидерация или метод запашки в грунт свежей зеленой массы. Таким образом, помимо повышения устойчивости почвы к размыванию и выветриванию, она еще обогащается полезной органикой. Для этой цели чаще всего применяют люпин и другие бобовые культуры (сераделлу, клевер, донник, белую горчицу и гречиху).
· Установка эффективных систем снегозадержания, задача которых состоит в том, чтобы препятствовать вымыванию плодородного слоя талыми водами.
· Своевременное внесение удобрений, способствующих обогащению почвы.
· Ступенчатая вспашка земли на полях, которые расположены под уклоном до 6º.
· Бороздирование и лункование земельных угодий
3. Проведение гидромелиоративных мероприятий
· Контурная высадка лесных массивов на склонах холмов и их террасирование.
· Создание системы искусственных водоемов с плотинами.
· Строительство специальных каналов для отведения талой воды.
Методы защиты почвы от воздействия ветровой эрозии
Для борьбы с ветровой эрозией все полевые работы следует вести с учетом розы ветров, то есть высаживать культуры поперек господствующего направления ветра.
Также следует применять почвозащитный севооборот, который предполагает:
· Полосное чередование злаковых культур с многолетними травами.
· Высадку кулис из культур с высокими стеблями, задача которых состоит в том, чтобы поставить защитный барьер, снижая, таким образом, скорость ветра и нивелируя его влияние на почву. В зимнее время такая природная защита уменьшит промерзание грунта и обеспечит равномерное распределение снега, удерживая с наступлением весны драгоценную влагу.
Основные способы защиты от ветровой и водяной эрозии во многом дублируются.
Крайне важным для борьбы с любым видом эрозии является своевременное принятие мер по накоплению влаги, создание плотного растительного покрова и защитных полос из зеленых насаждений, препятствующих процессу выветривания почвы.
Буферные полосы из растений следует высаживать и на верхних границах склонов, чтобы защитить их от осыпания и размывания, а также на дне оврагов.
Для борьбы с эрозией, как уже было сказано, является строительство специальных террас, обустройство запруд и создание искусственных водоемов, которые способствуют повышению влажности почвы. Не стоит забывать и о своевременном удобрении земли.
В любом случае аграриям следует помнить, что одновременное развитие водной и ветровой эрозий для почвенного покрова может оказаться наиболее губительным. Ведь в результате воздействия воды и ветра происходит уничтожение верхнего плодородного слоя, на восстановление которого могут понадобиться десятки или даже сотни лет.
Источник