Разрушение почвы талыми водами

Mse-Online.Ru

Причины эрозии почв

Эрозия (от латинского слова erosio — разъедание) — это разрушение почвы и грунта струями и потоками талых, дождевых, ливневых и поливных вод (водная эрозия) или ветром (воздуш­ная эрозия — дефляция).

Виды водной эрозии: овражная (линейная, струйчатая), пло­скостная и ирригационная (поливная).

Эрозия почв наносит огромный вред мировому земледелию. Из-за эрозии на земном шаре уже выбыло из сельскохозяйствен­ного оборота 2 млрд. га сельскохозяйственных угодий, в том чис­ле 50 млн. га — пахотных земель.

Почва представляет собой самовосстанавливающуюся систему, однако для восстановления разрушенного эрозией слоя почвы в 2,5 см естественным путем до исходного состояния потребуется от 300 до 1000 лет, а в 18 см — до 2—7 тысяч лет.

Под влиянием эрозии образуются промоины, которые затруд­няют обработку почвы, развиваются овраги, в результате чего уменьшается площадь пахотных земель, разрушаются дороги, за­иливаются сельскохозяйственные угодья, а в нижних элементах рельефа — ручьи, реки, озера, пруды. На верхней трети коротких склонов уменьшается или вовсе смывается гумусовый горизонт и резко снижается урожайность сельскохозяйственных культур.

Причины эрозии почв. На интенсивность развития эрозионных процессов большое влияние оказывают климат, рельеф, противо- эрозионная устойчивость почв, растительность, хозяйственная деятельность человека и другие факторы.

Климат оказывает влияние на развитие эрозионных процессов в результате колебания температур, количества и интенсивности выпадающих осадков, силы ветра. От температуры зависят глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега и оттаивания почвы, сток талых вод, впитывание их в почву.

Если постоянный снежный покров устанавливается на непромерзшей почве, то в процессе его таяния весной вода хорошо впитывается в почву и отсутствуют сток воды, смыв и размыв почвы. Если со склонов зимой снег сносится ветром, то почва оголяется, глубоко промер­зает и талые воды мало впитываются, наблюдаются большой сток воды и разрушение почвы.

Наиболее интенсивное разрушение почв талыми водами на Украине происходит в северной части Лесостепи и на Полесье, а на остальной территории эрозия развивается преимущественно от ливневых дождей. В горных территориях — Донбасс, горная часть Карпат и Крыма — смыв почвы достигает наибольших раз­меров.

Ветер оказывает влияние на развитие водной эрозии, перерас­пределяя снег по элементам рельефа, сдувая его со склонов в балки, овраги и т. д.

В развитии дефляции ветру принадлежит ведущая роль. Эро­зионная сила ветра начинает проявляться при скорости 8—12 м/с на высоте 10 м от поверхности почвы, значительной она становится при 12—15 м/с, а сильной — при 16—25 м/с.

На скорость ветра оказывает влияние растительный покров, особенно лесных пород. На безлесных просторах степной зоны скорость ветра достигает 20—30 м/с, а в Лесостепи и Полесье она меньше.

Осадки значительно ослабляют ветровую эрозию, благодаря увлажнению почвы, но их обилие вызывает развитие водной эрозии.

Рельеф служит главной причиной развития водной эрозии. Длина и крутизна склона, величина водораздела, форма поверх­ности склона определяют степень развития эрозионных процессов. Чем протяженнее склон и больше его крутизна, тем на большей площади и с большей интенсивностью развивается эрозия.

Интенсивность смыва почвы зависит от формы склона. На вы­пуклых склонах она больше, на вогнутых — меньше. Часто склоны имеют сложную форму: в одном месте — выпуклую, в другом — прямую или вогнутую.

Степень размыва почвы и образование оврагов зависят от раз­мера, формы и крутизны склона.

Состояние и особенности самих почв оказывают большое вли­яние на интенсивность эрозии. Так, хорошо оструктуренные, гумусированные почвы легко- и среднесуглинистого механического со­става отличаются рыхлостью, хорошей водопроницаемостью, а потому смыв и размыв на них резко сокращаются. Напротив, на обесструктуренных, распыленных, уплотненных почвах тяже­лого механического состава вода медленно впитывается, накапли­вается на поверхности и стекает в пониженные места рельефа, вызывая смыв и размыв почвы.

Образование почвенной корки на поверхности и плужной по­дошвы, наличие мерзлого слоя затрудняют водопроницаемость, вызывают стоки воды, смыв и размыв почвы. По степени умень­шения противоэрозионной стойкости важнейшие типы обрабаты­ваемых почв Украины можно расположить в такой последователь­ности: черноземы, серые лесные, дерново-подзолистые, каштано­вые, солонцы.

Возникновение и развитие эрозии в значительной степени опре­деляется механическим составом почвы. В природных условиях дефляции больше подвержены почвы легкого механического со­става — песчаные и супесчаные. Тяжелые (глинистые) почвы воз­душной эрозии подвержены только в разрыхленном, распыленном состоянии или после разрушения верхнего слоя в результате вы­паса скота. Легко разрушаются под влиянием ветра карбонатные почвы — черноземные и каштановые. Солонцовые почвы и солон­цы — ветроустойчивые.

Растительный покров сильно уменьшает или полностью устра­няет развитие эрозии почв. Густая растительность препятствует прямому удару дождевых капель и разрушению почвенных агре­гатов. Часть воды удерживается кроной самих растений, а густой травостой резко замедляет скорость стока воды. Таким образом, растительность способствует впитыванию воды почвой, защищает поверхность почвы от разрушения и замедляет передвижение воды по поверхности.

Остающиеся растительные остатки (стерня) на поверхности почвы способствуют задержанию и накоплению снега на поле, уменьшению глубины промерзания почвы. Они препятствуют раз­витию водной и ветровой эрозии почвы.

Наиболее благоприятное влияние на снижение эрозии почвы оказывают многолетние травы. Их травостой защищает почвы от воздействия ветра и капель дождя, способствует улучшению фи­зических свойств почвы и повышению ее водопроницаемости.

Большое значение имеют кулисы из высокостебельных рас­тений.

Из возделываемых растений менее других сдерживают эрозию почвы пропашные культуры, особенно сахарная свекла. Уменьшая количество междурядных обработок почвы при индустриальных технологиях их возделывания, мы уменьшаем эрозионную опас­ность. Однако эффект получаем незначительный. Использование растений для защиты почв от эрозии получило название фитомелиорации.

Хозяйственная деятельность человека оказывает огромное влияние на эрозионные процессы. Так, повышение удельного веса посевов пропашных культур и чистых паров в севооборотах со­провождается увеличением интенсивности эрозии почвы. Специа­лизация хозяйства, например, на выращивании свеклы способст­вует усилению эрозии почвы.

На склоновых территориях интенсивная механическая обработ­ка с оборачиванием пахотного слоя способствует развитию эрозии почвы. Интенсивная механическая обработка почвы вызывает ее рас­пыление, обесструктуривание и усиление как ветровой, так и вод­ной эрозии. Под влиянием прохода по полю тяжелых тракторов и другой сельскохозяйственной техники почва сильно уплотняет­ся, снижается ее водопроницаемость, увеличиваются сток воды, размыв и смыв почвы.

Противоэрозионная устойчивость почвы в значительной степе­ни зависит от содержания гумуса в ней. Гумус способствует обра­зованию водопрочной структуры почвы, которая препятствует раз­витию эрозии.

Нерациональное использование земли с высоким насыщением севооборотов пропашными культурами, высокая интенсивность механической обработки почвы, отсутствие почвозащитных сево­оборотов и посевов многолетних трав способствуют развитию эрозии.

Источник

ВЛИЯНИЕ СТОКА ТАЛЫХ ВОД НА ВОДНУЮ ЭРОЗИЮ ПОЧВЫ

Шевченко Д.А. 1 , Сивоконь Ю.В. 2

1 Кандидат сельскохозяйственных наук, 2 Кандидат географических наук, Ставропольский государственный аграрный университет

ВЛИЯНИЕ СТОКА ТАЛЫХ ВОД НА ВОДНУЮ ЭРОЗИЮ ПОЧВЫ

Аннотация

В статье рассмотрено влияние стока талых вод на водную эрозию почвы на территории Ставропольской возвышенности. Водную эрозию вызывают атмосферные осадки, образующие поверхностный сток Объемы стока талых вод зависят от высоты снежного покрова, экспозиции склона и температурного режима в период таяния снега.

Ключевые слова: водная эрозия, сток, уклон, смыв, почва

Shevchenko D.A. 1 , Sivokon Y.V. 2

1 PhD in Agriculture Sciences, 2 PhD in Geography Sciences, Stavropol State Agrarian University

IMPACT ON SNOWMELT RUNOFF WATER EROSION

Abstract

The article considers the influence of melt water runoff on the water erosion on the territory of Stavropol elevation. Water erosion causes precipitation, surface runoff volumes forming melt water runoff depends on the snow depth, slope exposure and temperature during the melting snow.

Keywords: water erosion, runoff, slope erosion, soil

По природным условиям Предкавказье и в особенности Ставропольский край относятся к эрозионно-опасным районам страны. Исследования последних лет свидетельствуют о том, что взаимодействие человека и природы должно строиться таким образом, чтобы последняя сохраняла способность к воспроизводству биомассы, плодородия почв, восстановление своих свойств в процессе антропогенной деятельности. Анализ состояния природных ресурсов показал, что эта способность природы сегодня в значительной степени утрачена. Почти повсеместно в результате ухудшения экологической обстановки происходит сработка запасов почвенного гумуса, деградация почв, истощение и загрязнение водных ресурсов, уменьшение биологического разнообразия и продуктивности агроландшафтов. [4]

Эрозия почв наносит огромный вред. Большая часть сельскохозяйственных угодий имеет крутизну до 1 0 . На 36,4% площади пашни (более 1 0 ) имеется значительная опасность проявления водной эрозии. По предварительной оценке не менее 50% земель края в разной степени разрушено водой и ветром. [2]

За годы проведения земельной реформы землеустройство обеспечивало только работы по перераспределению земель, оценке земель, инвентаризации земель в городах и населенных пунктах, но, практически, не решались проблемы повышения эффективности использования и охраны земель. Не осуществляется в необходимых объемах мониторинг земель и комплекс землеустроительных работ. В почвах происходят негативные процессы, которые ухудшают их свойства, делают их менее устойчивыми к деградации, в результате чего почва не может выполнить основной своей функции – обеспечивать жизнь на Земле. [3]

Увеличение площади эродированных земель связано с неправильной антропогенной деятельностью, не учитывающей почвенно-климатические особенности края.

Плоскостная и линейная эрозия протекают совместно. Водная эрозия сильнее проявляется на склоновых землях Ставропольской возвышенности при частом выпадении ливневых дождей или весной после активного снеготаяния. [2]

Интенсивность эрозии при снеготаянии определяется его продолжительностью и запасами воды в снеге, а ливневой эрозии – суммой осадков и их интенсивностью. Особенно ярко выражено активное снеготаяние на склонах южной экспозиции. Увеличению эрозии способствует глубокое промерзание почвы вследствие сокращения инфильтрации в период снеготаяния.

Опыты проводились по зяби, вспаханной на глубину 25-27 см, на южной и северной экспозиции. Почвы представлены черноземами. Повторность опытов трехкратная. Площадь делянок 100 м на 100 м = 1,0 га.

Северная часть Изобильненского района характеризуется пониженными отметками и выположенными формами рельефа с общим уклоном на северо-восток и относится частично на северо-западе к Расшеватско-Егорлыкскому и на севере к Средне-Манычскому и северо-востоке – к Ташлянскому ландшафтам.

Значительная часть описываемой территории имеет крутизну 1-3 0 , реже 3-5 0 , которые являются пригодными для проведения на них механизированной обработки. На данных водораздельных пространствах распространены черноземы обыкновенные и черноземы южные, с которыми находятся в сочетании другие почвы с небольшими площадями. На орошаемых землях местами проявляются просадки, изменяющие микрорельеф местности. В столь сложных переходах и границах ландшафтов, где литологическая основа определяет характер почвообразовательного процесса, и распространения естественной растительности – не существует общей характеристики любой составляющей ландшафтов. [1]

Проведенные нами исследования по изучению влияния стока талых вод и их влияния на эрозию почвы позволили установить, что объемы стока талых вод зависят от высоты снежного покрова, экспозиции склона и температурного режима в период таяния снега. Наблюдается обратная зависимость высоты снежного покрова и запасов воды в виде снега от уклона местности, т.е. чем меньше уклон, тем толще снежный покров. Чем круче и длиннее склон, тем сильнее разрушительная работа воды. Южные склоны эродируются значительно сильнее северных. Выпуклые склоны подвержены водной эрозии больше, чем вогнутые. На выпуклых склонах эрозия усиливается с нарастанием крутизны вниз по склону, а на вогнутых – ослабляется вниз вследствие уменьшения крутизны склона и снижения скорости потоков талых и ливневых вод [1].

Например, на северной экспозиции при уклонах 0,5-2,0 0 , 2,1 – 3,5 и 3,6 – 5,0 0 запасы воды в снеге составили соответственно 56,3 мм, 44,5 и 38,9 мм. В то же время размеры стока при этих запасах изменяются пропорционально величине уклонов с 16,7 до 17,7 мм, коэффициент стока с 0,30 до 0,49 и, что особенно наглядно, увеличивается масса смытой почвы с 1,08 до 2,61 т/га или в 2,4 раза.

Таблица 1 – Сток талых вод и смыв почвы в зависимости от экспозиции склона по вспашке на глубину 25-27 см

При сравнительно одинаковой интенсивности осадков и распределении их по сезонам года, неустойчивости почв против эрозии и их одинаковой податливости к размыванию, основным фактором, определяющим степень развития здесь водной эрозии, является рельеф местности и характер устройства поверхности, которые по данным Ставропольской научно-исследовательской станции, имеют место на пашне пологих уклонов даже до 30. Вследствие эрозии происходит потеря наиболее плодородного слоя, поэтому защита от неё и её полное прекращение – существенный резерв повышения почвенного плодородия и дополнительной продукции растениеводства.

Эти данные показывают, что при всех примерно равных условиях основное влияние на водную эрозию оказывает величина уклона и показатели стока (рисунок 1).

Рис. 1 – Зависимость массы смытой почвы от величины стока

На основании особенностей и закономерностей развития эрозионных процессов определены теоретические положения защиты почв от этого вида деградации почвенного покрова. В их основу положены почвозащитные мероприятия, обеспечивающие снижение скоростей водных и воздушных потоков до безопасного уровня, создание подстилающей поверхности, устранение лавинообразных процессов разрушения почвы во времени и пространстве, повышении водопроницаемости почв [1].

Литература

1. Шевченко Д.А. Комплекс мер по охране земель и улучшению состояния агроландшафтов северо-западной части Ставропольской возвышенности: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. – Новочеркасск, 2004. – 23 с.
2. Современные проблемы землеустройства, земельного кадастра, мониторинга земель: учеб. пособие / О.А. Подколзин [и др]; Ставрополь: АГРУС, 2010. – 72 с.
3. Полуэктов Е.В., Чешев А.С. Рациональное использование эродированных земель. Ростов-на-Дону. 1990. 127 с.
4. Трухачев В.И., Клюшин П.В., Цыганков А.С. Основные мероприятия по защите земель от негативных явлений. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС». 2005. 192 с.

Источник