Эрозия почв: причины, виды, последствия, методы предотвращения
Определение эрозия почвы подразумевает разрушение поверхностного слоя земли из-за воздействия осадков и ветра. Согласно расчетам, в течение двух последних веков эрозия уничтожила почти 2 миллиарда га пашни. Для сравнения – сейчас сельскохозяйственные земли обрабатываются на площади 1,5 миллиарда га.
Что такое эрозия почвы
Эрозию принято различать в зависимости от того, какие основные факторы оказывают разрушающее влияние. Считается, что их три. Это вода, ветер, сочетание первого и второго.
Причины и виды эрозии почв
По причинам появления различают естественную (природную) и антропогенную эрозию, вызванную последствиями промышленной деятельности человека.
Виды эрозии почв в зависимости от фактора появления: ветровая эрозия и водная эрозия.
Водная эрозия подразделяется на виды:
- Капельная эрозия;
- Плоскостная эрозия;
- Линейная эрозия (может быть глубинная и боковая);
- Эрозия техногенного происхождения.
Различают эрозию и в соответствии со скоростью происходящих процессов. В таком случае она признается:
- нормальной или геологической (естественной),
- ускоренной, разрушительной (антропогенной). Но антропогенная эрозия не всегда является ускоренной.
Пример: ирригационная эрозия почв — это как один из видов антропогенной эрозии почвы, которая появляется при несоблюдении правил и норм полива в орошаемом земледелии.
Первый вариант присутствует в районах, где есть естественный растительный покров. В таких условиях почва может восстанавливаться, поскольку процесс почвообразования в естественных условиях не прекращается.
Водная эрозия почв
Второй вариант развивается тогда, когда естественная растительность удалена. Такое происходит, когда сельскохозяйственные земли используются неправильно. Данный процесс наблюдается на территориях, где имеется расчлененный рельеф. Обычно – в степи или лесостепи, причем при пренебрежении противоэрозийными мероприятиями.
Наиболее опасным видом водной эрозии почв признается овражная. Процесс развивается довольно быстро. Потоки воды вначале промывают небольшой овражек, который может стать просто гигантским за два – три сезона. Впрочем, случается, что большой овраг образуется в течение всего одной весны.
Вред ветровой эрозии
Ветровая эрозия может нанести непоправимый вред, как за длительное время, так и всего за несколько часов. Пыльные (черные) бури довольно быстро сметают верхний слой почвы, унося его порой за многие сотни километров. Порой такая пыль, оседая, засыпает целые водоемы. Можно привести пример из 50-х годов прошлого века. Тогда во время освоения целины в степях Казахстана и западной части Алтайского края была использованная отвальный вспашка земли. После посева началась засуха, а затем на территорию с Запада пришел сильный ветер. Он унес значительную часть плодородного слоя. Пыль казахстанских и алтайских степей оседала даже в Красноярском крае.
Ветровая эрозия
В лесостепи, а порой и в степи иногда проявляются одновременно водная и ветровая эрозии (совместная). В таком случае последовательность происходит следующим образом. Весной потоки воды смывают почву. Далее она высыхает. Следующий этап – высохшая почва превращается в пыль. Чаще всего это происходит, когда почва обрабатывается многократно. Затем происходит выдувание и перенос превратившейся в пыль почвы на другие территории.
В случае, когда летом начинаются обильные дожди, превратившаяся в пыль почва смывается мелкими и крупными ручьями. Если дожди продолжаются, почва смывается в гораздо большей степени и размывается. То есть начинается процесс образования оврагов.
Районы распространения в России и в мире
В России ветровая эрозия проявляется в определенных границах. По северу – это неправильной формы линия от Воронежа в направлении на Восток. Граница идет через Самару, Челябинск, Петрозаводск, Омск. Далее – к Новосибирску и затем в Восточную Сибирь, через Хакасию, Бурятию, Туву, Читинскую область. Из-за этого на землях сельскохозяйственного назначения, расположенных южнее, применяются меры для защиты от ветровой эрозии. Высокие риски для ветровой эрозии присутствуют в Поволжье, на Северном Кавказе, на Урале, в Сибири. В зоне риска находится площадь, превышающая 45 миллионов га, в том числе 38,7 миллионов га – это пашня.
Процессы деградации земель и эрозии почв в России на карте
Как следует из данных земельного баланса, в России 36,5 миллиона га земель сельскохозяйственного назначения подвержены водной эрозии. Из них 24,7 миллиона га – пашня. Эту эрозию вызывают талые и ливневые воды. Чаще всего такое случается в лесостепи. В наибольшей степени водной эрозии подвержены территории в Центрально-Черноземной зоне, в Поволжье, в Центральном регионе, на Северном Кавказе. Объем талых вод в названых регионах составляет от 80 до 100 миллиметров.
Нечерноземная зона характеризуется тем, что наибольшая площадь сельскохозяйственных земель располагается на склонах. По этой причине 62% земель постоянно находятся в опасности проявления эрозии.
В значительной степени пострадали от эрозии земли в таких странах, как Канада, Китай, Индия, Австралия, большинство африканских, европейских и азиатских государств. К примеру, всего за три века пустыня Сахара сдвинулась на 400 километров к Югу.
В Соединенных Штатах ко второй половине 50-х годовой прошлого века эрозия разрушила почти 40 миллионов га пашни. К настоящему время здесь уничтожено или серьезно повреждено почти 115 миллионов га пахотных земель. Еще 313 миллионов га повреждены эрозией.
В России эрозия интенсивно распространяться начала в конце XIX века. Уничтожение лесной растительности, освоение новых земель с применением отвальной вспашки, уничтожение травянистой растительности, к тому же еще и низкий уровень агротехнологий обеспечили быстрое развитие эрозии. В наибольшей степени пострадала Центрально-Черноземная зона.
По данным 1946 года на указанной территории 41,2% земель были пашней, 20% занимали леса, 23,2% не обрабатываемые земли (целина).
Всего за год доля пашни возросла до 69%. Согласно данным 1914 года этот показатель составлял 80%. К этому времени площадь лесов сократилась до 6 – 7%. В наши дни площадь пашни да этой территории превышает 90%.
Как следует из данных Госкомзема, в России имеется 210 миллионов га земель сельскохозяйственного назначения. К подверженным водной и ветровой эрозии относятся больше 117 миллионов га.
Последствия, причиняемые эрозией почв
Из-за эрозии и непринятии мер по ее предупреждению, развитию и распространению экономике страны наносится огромный ущерб. Снижается потенциальное плодородие почв, ухудшаются химически и агрофизические свойства, снижается биологическая активность. Как результат — снижается урожайность и ухудшается качество сельхоз продукции. Также снижается эффективность химизации.
Процессы эрозии присутствуют буквально в каждом регионе. По прогнозам из-за отсутствия мер по защите почв, ежегодные потери из-за смыва могут достигать 7 миллиардов тонн почвы. Эрозия почвы ведет к выветриванию гумуса и нарушению экологического баланса, что в будущем может привести к экологической катастрофе. При пылевых бурях потери слоя гумуса достигают 10 сантиметров. Следует подчеркнуть, что сантиметр этого слоя в природе создается боле, чем за 100 лет.
Важно знать! Эрозия почвы относится к экзогенным опасным явлениям (т.е. вызванным внешними причинами).
В некоторых зонах смыв плодородных почв в 5 – 15 раз превышает их образование. Как известно из исследований, в течение года формируется 0,6 тысяч га почв. Что касается смыва, то он достигает 7-и тысяч га. Мало того, порой последний показатель доходит до 50 тысяч га.
Меры по защите почв от эрозии
В настоящее время для защиты почвы от эрозии используются различные технологии и пути решения проблемы. Основными являются такие, как севообороты (чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени), обеспечивающие защиту почвы, создание на в значительной степени смытых склонах лугов.
Охране почв от ветровой эрозии способствует такой способ, как лесомелиорация.
Должный эффект обеспечивается гидромелиоративными сооружениями. Положительный результат приносят и работы в зимних условиях. Это прикатывание снега полосами, его зачернение, использование щитов, обеспечивающих снегозадержание.
Защите земель от ветровой эрозии способствует высадка растений по определенным схемам. При защите от ветровой эрозии значительные результаты обеспечиваются севообороты, имеющие короткие ротации. Препятствуют такой эрозии многолетние травы, высеваемые полосами. Эффект обеспечивается и в том случае, когда чистые пары чередуются с пропашными культурами.
Интересный факт: Распашка склонов способствует замедлению эрозии почв!
Пожалуй, можно говорить о том, что наибольший эффект в борьбе за сохранение земель достигается при плоскорезной обработке почвы, посевы по стерне, использовании кулисных посевов, регулярном орошении и лесомелиорации.
При наличии эрозии используются совместно все названые выше способы. Но к ним обязательно добавляются такие, как обработка склонов плоскорезами в направлении поперек уклонов. Выполняется также способ лункования. Чаще всего после того, как на участке выращивались многолетние травы или кукуруза. Это же используется и после зяби, распашки склонов или паров (пар — это распаханное поле, оставляемое на одно лето без посева культурных растений).
Разумеется, неплохой эффект обеспечивается гидротехническими сооружениями. Еще в большей степени эффективным методом защиты является устройство агрогидромелиоративных почвозащитных комплексов.
К сожалению, так как защита почв от эрозии приносит дополнительные расходы, в настоящее время не каждое сельскохозяйственное предприятие способно выполнять работу, чтобы уменьшить или замедлить эрозионные процессы. Однако случается, что и крупные предприятия, у которых есть возможности для этого, стараются сэкономить на защите почвы от эрозии, выполняя только минимум защитных мероприятий.
Источник
Распространение эрозии почв
Закономерности проявления эрозионных процессов и распространения эродированных почв в масштабах всей страны первые были показаны на Почвенно-эрозионной карте СССР масштаба 1:5 000 000, изданной в 1968 г. под редакцией С.С. Соболева [189].
В настоящее время коллективом авторов Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН и других организаций составлена, под редакцией А.Н. Каштанова и Л.Л. Шишова, Государственная почвенно-эрозионная карта России масштаба 1:2 500 000 [58]. На этой карте впервые отображены, кроме фактической эродированности и дефлированности почв, потенциальная эрозионная и дефляционная опасность на залесенных и тундровых территориях, а также карст, термокарст и солифлюкция (перемещение почв и грунтов под влиянием силы тяжести при их попеременном промерзании-оттаивании). Однако издана лишь ее часть, охватывающая Европейскую Россию.
Представленная в Атласе карта составлена путем генерализации Почвенно-эрозионной карты СССР [189]. Согласно этим материалам, поверхностная водная эрозия (смыв почвы) получила наиболее широкое распространение, преимущественно, в возвышенных районах интенсивного сельскохозяйственного освоения: на Приволжской, Среднерусской, Смоленско-Московской, Клинско-Дмитровской, Ставропольской возвышенностях, в Высоком Заволжье, на Общем Сырту и в Приуралье, низкогорьях Северного Кавказа, Алтая, Салаирском кряже, Кузнецком Алатау, в Забайкалье.
Наибольшая густота оврагов наблюдается в возвышенных районах лесостепи, степи и сухой степи европейской территории России, где земледелие наиболее интенсивное. В горных районах овраги формируются в низкогорьях и предгорьях, а среднегорные и высокогорные районы мало подвержены овражной эрозии. Районами сильного развития овражной эрозии являются Среднерусская (особенно ее восточная часть), Приволжская и Ставропольская возвышенности, южные части Донской гряды и Вятских Увалов, Высокое Заволжье. Значительная овражность наблюдается также на Клинско-Дмитровской гряде, Смоленско-Московской, Верхне-Камской возвышенностях, Приобском плато. Значительное развитие овражной эрозии отмечено в настоящее время и в ряде северных районов азиатской части России: на полуостровах Ямал, Тазовский, Гыданский [43,156].
Ветровая эрозия в виде пыльных бурь наблюдается в районах с неустойчивым и недостаточным увлажнением, в пределах распространения обыкновенных, южных, предкавказских черноземов, а также карбонатных черноземов Республики Башкортостан и каштановых почв, преимущественно, к югу от линии, проходящей примерно по южной границе лесостепи. В засушливом Заволжье граница пыльных бурь поднимается к северу, захватывая часть лесостепи. Наиболее подвержены ветровой эрозии почвы Республик Башкортостан и Калмыкия, Ставропольского и Краснодарского краев, Заволжья, Кулундинской степи.
Повседневная или местная ветровая эрозия наблюдается на территориях, расположенных и севернее этой линии, в Центрально-Черноземной полосе (особенно на посевах сахарной свеклы), в лесной зоне, в тундре и лесотундре, а также восточнее — в Республиках Бурятия, Хакасия и Тыва, в основном, на массивах легкого гранулометрического состава [223].
В проявлении эрозионных процессов и распространении эродированных почв легко прослеживается зональность, которая определяется закономерными изменениями природных и антропогенных факторов эрозии [138].
Тундра и лесотундра
Ландшафты тундры и лесотундры испытывают все увеличивающуюся нагрузку, связанную с разведкой, добычей и транспортировкой полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа. Нерациональная хозяйственная деятельность сопровождается механическим нарушением почвенного покрова и уничтожением растительности на больших площадях, а это, в свою очередь, приводит к появлению термокарста и созданию условий для проявления эрозионных процессов. Тундровые ландшафты и почвы легко подвергаются деградации, но медленно восстанавливаются. К настоящему времени показано, что скорость роста оврагов в тундре достигает 25 м/год, а интенсивность смыва на участках с нарушенным почвенным покровом — 50 т/га. Ветровая эрозия носит очаговый характер и проявляется, в основном, на песках. В то же время на ненарушенных территориях смыв почвы практически отсутствует. Наглядным показателем масштабов и скорости деградации почв и ландшафтов тундры и лесотундры является сокращение площади оленьих пастбищ, которое за период с 1965 по 1990 г. составило около 70,6 млн га!
Лесная зона
В северной и восточной частях лесной зоны широко распространены эрозионно-опасные земли, однако преобладающая часть территории находится под лесом и надежно защищена от развития эрозии почв. На лишенных леса участках прибрежных склонов долин Северной Двины, Сухоны, Вычегды, Юга и Лузы, Унжи, Вятки, Камы, в бассейне Чепцы, а также повсеместно вблизи селений встречаются отдельные овраги, чаще всего донные. На некоторых освоенных участках правобережья Вятки и на Среднем Урале смыв достигает значительных величин. В западной и южной частях зоны интенсивность эрозионных процессов возрастает в связи с увеличением площади пашни. Так, на юге Псковской области смытые почвы местами занимают до 25%, а на наиболее освоенных участках Смоленско-Московской возвышенности — до 25–30% пашни. Умеренный смыв почвы наблюдается также на Клинско-Дмитровской гряде.
Ветровая эрозия почв в лесной зоне носит очаговый характер. Очаги ветровой эрозии, в основном, возникают в результате сведения леса на песках и песчаных почвах. Наиболее крупные очаги расположены на территории Брянско-Жиздринского Полесья. На юге Западной Сибири в подтаежной и южнотаежной подзонах ветровая эрозия почв проявляется локально.
Лесостепь и степь
Для лесостепной и степной зон характерна максимальная степень освоенности территории. Особенно велика доля пашни на Среднерусской и Приволжской возвышенностях. Это обстоятельство, а также широкое распространение покровных отложений низкой противоэрозионной стойкости, значительное количество осадков в эрозионно-опасный период, высокая расчлененность территории создали условия для максимального развития процессов водной эрозии. Особенно интенсивный смыв характерен для Среднерусской, Ставропольской возвышенностей, районов Высокого Заволжья. Средний ежегодный смыв почвы с площадей пашни на Бугульминско-Белебеевской возвышенности определяется в пределах от 10—25 до 40–50 т/га, а процессами смыва охвачено до 50%, а иногда до 75% пашни. Во многих хозяйствах центральной лесостепи до 30–40%, а иногда и до 50% пашни размещено на смытых почвах.
Высокая степень распаханности территории, неустойчивое, периодически недостаточное увлажнение, высокая повторяемость ветров, часто суховейных, способствуют широкому распространению ветровой эрозии почв в этих зонах. Наиболее хорошо документированы катастрофические проявления ветровой эрозии в виде пыльных бурь. После пыльной бури 1837 г. юг Европейской России во второй половине XIX столетия не менее семи раз страдал от этого бедствия. В последующие годы частота проявления пыльных бурь все увеличивалась. Наибольший ущерб нанесли грандиозные пыльные бури 1892, 1928, 1960, от пыльных бурь пострадали посевы на площади более 4 млн га. Несколько менее сильными были пыльные бури 1974 и 1984 гг. Слабые и пространственно ограниченные пыльные бури и повседневная (местная) ветровая эрозия в разных частях этих зон проявляются практически ежегодно.
Значительные территории подвержены ветровой эрозии в Западной и Восточной Сибири, где поражено до 22% пашни (из общей площади 13,5 млн га). Широкому распространению ветровой эрозии в Сибири, на южном Урале и в Поволжье положило начало массовое освоение целинных и залежных земель. Внедрение почвозащитной системы земледелия (или отдельных ее элементов) позволило уменьшить размах ветровой эрозии.
Предгорья и горы
В литературе имеется немало сведений о развитии эрозии почв в различных горных районах страны. При благоприятных природных условиях и невысокой антропогенной нагрузке растительность горных лесов, лугов и степей надежно защищает почву от эрозии. Однако при сведении растительности эрозия почв проявляется очень сильно, гораздо сильнее, чем на равнине.
Закономерности проявления и распространения ветровой эрозии почв в горных районах изучены значительно хуже, чем на равнинных территориях. Для гор характерен более напряженный ветровой режим, более высокие скорости ветра, поэтому нарушение хрупкого равновесия между почвой и ветром часто сопровождается ветровой эрозией. Это характерно, например, для низкогорных районов Северного Кавказа, а также межгорных котловин Саян и гор Забайкалья.
При оценке перспектив изменения эродированности почв следует рассматривать не только современные темпы эрозии, но и возможное изменение климатических и хозяйственных условий, влияющих на интенсивность эрозионных процессов. Наблюдающееся глобальное потепление климата, в общем, должно сопровождаться увеличением количества осадков. Однако, как следует из материалов Межправительственной группы экспертов по изменению климата [285], на европейской части России к концу XXI века в районах примерно севернее 51 ° с. ш. ожидается, преимущественно, увеличение количества осадков, а в более южных районах — наоборот, уменьшение. Эти изменения климата могут повысить интенсивность водной эрозии северных территорий в результате увеличения интенсивности стока, преимущественно, в летний период и усиления солифлюкции, а также ветровой эрозии южных территорий вследствие их аридизации. В азиатской части России ожидается увеличение количества осадков на всей территории, особенно сильное в ее северных районах, а уменьшение количества осадков предполагается южнее — на территории Казахстана.
М.С. Кузнецов, А.Н. Каштанов
- Распространение эрозии почв, масштаб 1:30 000 000
Источник