Ветровая эрозия почв распространение

Что такое ветровая и водная эрозия почв?

Эрозия почвы — это процесс разрушения под воздействием внутренних и внешних факторов. В результате эрозии происходит перенос и вынос почвенной массы. Нельзя выделить какой-то один фактор, являющийся причиной деградации почвы. Сам термин «эрозия» произошел от латинского слова «erosio», что означает разрушение и разъедание.

Виды эрозии почв

Есть несколько классификаций эрозии почв. По скорости происходящих процессов существует деление на такие группы:

Нормальная, ее еще называют естественной или геологической. Такой процесс можно наблюдать в районах, где на почвах есть естественная растительность. В данном случае это вполне обратимый процесс, так как почвообразование не прекращается. Со временем почва восстанавливается, иногда даже полностью.
Ускоренная (разрушительная или антропогенная). Гораздо хуже, когда отмечается именно такое явление. Чаще всего можно наблюдать его на землях сельскохозяйственного назначения, где на поверхности почвы отсутствует растительность. Особенно часто ускоренная эрозия развивается на неправильно эксплуатируемых землях и на местностях в лесостепной или степной зоне. Зачастую причиной такого вида эрозии становится отсутствие или нехватка противоэрозийных процедур.
Овражная эрозия считается самой опасной разновидностью из-за слишком быстрого развития. На поверхности почвы сначала образуются небольшие овраги, подмываемые грунтовыми водами. Затем эти овраги становятся все больше и глубже, буквально за 2-3 сезона они могут достигнуть гигантских размеров. Иногда глубокие овраги, напоминающие трещины в почве, появляются всего за один сезон.

Есть еще одна классификация — это водная эрозия, ветровая и совместная.

Что такое ветровая эрозия

Ветровая эрозия почв — это процесс выдувания грунта под воздействием ветров. Совершенно не имеет значения тип рельефа. Процесс может развиваться даже на почвах равнинной местности. Именно этот тип эрозии почв иногда становится настоящим бедствием для сельского хозяйства. За сравнительно короткие промежутки времени это явление очень сильно истощает почву, урожаи могут совсем пропасть.

Ветровая эрозия делится на следующие виды:

Повседневная. Движение воздушных масс происходит каждый день, оно отличается только по степени интенсивности. Поэтому ежедневно происходит поднятие в воздух определенного количества частиц почвы. Таким образом она переносится с места на место.
Периодическая. Это явление отмечается при особенно сильных ветрах, когда большие массы почвы поднимаются в воздух и относятся на большие расстояния. Самый наглядный пример периодической ветровой эрозии — это пыльные бури, которые не являются редкостью в отельных регионах планеты.

Для того чтобы воспрепятствовать такому процессу, в равнинных и степных местностях практикуется посадка ветроломных полос. Эти полосы представляют собой 1-2 ряда деревьев и столько же рядов кустарников. Самое главное — это правильно выбрать угол относительно преобладающего ветра. Для того чтобы этот прием был максимально эффективным, необходимо добиться оптимальной густоты посадки в ветроломной полосе.

Отличных результатов при борьбе с таким типом эрозии можно добиться совокупностью мер: высадка ветроломных полос и поддержание регулярного растительного покрова.

Ветровая эрозия не связана с рельефом местности. Но развитию в немалой степени способствуют климатические условия местности и структура почвы.

Водная эрозия

Данный вид эрозии возникает на неровной местности со множеством склонов и естественных оврагов. Ливни и талые воды, особенно если их очень много, быстро вымывают верхний слой грунта. Таким образом на поверхности образуются овраги, порой достигающие огромных размеров.

Водная эрозия также имеет свое разделение в зависимости от типов водного потока:

Поверхностный поток. Он чаще всего присутствует на ровной местности. Здесь смывается только гумус — самый верхний плодородный слой почв. Устранить последствия такой эрозии не составляет особенного труда.
Линейный поток способен добраться и разрушить не только верхний слой, но и подстилающие породы на глубину до 25-35 см. Иногда промоины могут достигать глубины 1-1,5 м. Восстанавливающие операции очень сложные и затратные, но их отсутствие может привести к полному уничтожению почв. Особенно страдают от линейных потоков горные почвы, где к атмосферным осадкам добавляются еще и селевые потоки. Сели способны разом унести огромное количество мелкой земли, гальки и даже весьма крупные фрагменты почвы. В таких случаях помочь могут только специальные противоселевые сооружения. Особенно страдают от такого природного процесса регионы с обильными дождями в теплый период года и сильными снегопадами зимой. Талая вода наносит ощутимый вред верхнему слою почвы. Если снега было много, то вода добирается и в более глубокие слои почвы.

Водная эрозия может развиваться не только по естественным причинам. Зачастую здесь присутствует антропогенный фактор, то есть неправильное вмешательство человека. Причем естественные факторы не наносят почвам такого ущерба, как неправильная человеческая деятельность.

Районы распространения

Водная эрозия возникает чаще всего в тех местностях, где преобладают серые лесные или каштановые почвы, черноземы. Если рассматривать по земледельческим районам, то это горные области и таежно-лесная зона.

Эрозионно-опасные почвы, пострадавшие от водной эрозии на территории России, расположены на Среднем Урале, правобережье Вятки, в долинах Камы, Северной Двины, Сухоны и прочих рек. Очень большие смывы (до 25%) присутствуют на юге Псковской области, на Смоленско-Московской возвышенности, Клинско-Дмитровской гряде. По статистке, в России около 36 млн га почвы поражены водной эрозией, из них около 24,7 млн га — пашня.

Ветровая эрозия, как правило, носит очаговый характер. Наиболее частое ее распространение отмечается в засушливых регионах с низкой влажностью воздуха и минимальным количеством осадков.

Существует своеобразная условная граница регионов с ветровой эрозией. В зону подверженности входят Урал, Северный Кавказ, Поволжье, Сибирь. Указанному виду природного явления подвержено около 45 млн га в России (около 28,7 млн га — пашня).

Такое природное явление в горной местности на данный момент еще не очень хорошо изучено и это осложняет борьбу с ним. Это связано с особым движением ветра в горах на Северном Кавказе, в предгорьях Саян и Забайкалья.

Что может спровоцировать развитие эрозии?

Рассмотрим, какие факторы провоцируют развитие эрозии:

Рельеф. Большая часть эрозивных процессов приходится на площади с крутизной поверхности до 5 градусов — это около 60% всех пораженных эрозией почв. Остальные примерно 40% — это пахотные земли с уклоном до 3 градусов. Также такой природный процесс чаще возникает на коротких склонах в 100-200 м.
Климат. Особенно важно количество и интенсивность атмосферных осадков, наличие ветров, прохождение холодных атмосферных фронтов. Косвенно влияют на развитие эрозии биологические и физико-химические процессы, происходящие в земле.
Ветер. Непосредственное отношение к эрозии имеет циркуляция воздушных масс и система господствующих ветров в регионе. Сильный урон наносят ветра 25-30 м/с и более, которые возникают в результате столкновения теплой массы воздуха с холодным ветровым барьером. Если долго стоит мороз или, наоборот, жаркая сухая погода, то возникают не слишком благоприятные явления для почв — поземка и пыльные бури.
Температура воздуха. От нее зависит степень прогревания почв, следовательно, интенсивность таяния снега и испарения. При повышении температуры воздуха эрозионные процессы ускоряются. При резких перепадах температур нарушается естественная связка компонентов почв, поэтому они быстрее выдуваются и вымываются.
Растительность. Наличие естественной постоянной растительности способствует сохранности почв.
Деятельность человека. Использование земель для хозяйственных нужд ускоряет появление эрозионных процессов.

Ирригационная эрозия

Такой вид эрозии представляет собой размыв горных пород. Возникает, как правило, при разрушении оросительных каналов и неправильном отводе сбросных вод. Это не природный процесс, а инженерно-геологический.

Чаще всего такая эрозия развивается на пересеченном рельефе с большим уклоном и на косогорах. В результате появляются очень глубокие промоины, и грунт становится непригодным к пашне. Но основная опасность заключается в нарушении устойчивости возведенных на такой земле сооружений.

Механизм развития водной эрозии

Потоки вод разрушают грунт. Чем интенсивнее поток, тем больше ущерба он наносит. Особенно опасно, когда в потоках содержатся обломки горных пород. Водная эрозия обычно происходит в два этапа: отделение частиц грунта и затем их транспортировка.

Скорость развития этого процесса зависит от:

скорости ветра;
состава и степени распыленности грунта;
интенсивности потока;
особенностей рельефа;
степени насыщенности грунтовыми водами;
особенностей использования земель.

Больше всего водной эрозии подвержены легкие песчаные и супесчаные почвы, используемые в качестве пашни.

Как происходит ветровая эрозия

В основе данного механизма лежит взаимодействие ветра и поверхности земли. Быстрее всего отрываются с места и перемещаются частицы в 0,1-0,5 мм. Фрагменты от 0.6 до 1 мм сразу не уносятся, а перекатываются, трутся, ударяются друг о друга.

В результате они измельчаются и только тогда переносятся на дальние расстояния. Мелкие частицы могут слипаться в комки и наносить существенный урон сельскохозяйственным посевам. Частицы грунта от 1 мм считаются ветроустойчивыми.

Поэтому комковатый грунт менее подвержен эрозии. Если в почвах менее 50% комков, то она считается эрозионно-опасной. Комковатость 50-55% — это порог устойчивости почв к эрозионным процессам.

Совместная водная и ветровая эрозия

Совместная эрозия имеет два разных механизма:

Размыв-иссушение — распыление — выдувание.
Переувлажнение грунта — сток вод — смыв.

Особенно наглядно заметный такой процесса в период весеннего снеготаяния. В этот период происходит сильное переувлажнение земли, а затем, в зависимости от типа местности, происходит либо смыв почв, либо их иссушение и перенос ветром.

Замечено, что совместная эрозия за 2-3 месяца может повредить пахотный слой толщиной 3-5 см и образовать овраги глубиной до 50 см. Такой вид способен не только испортить гумусовый слой, но и минимизировать насыщенность почв витаминами и минералами, ухудшить структуру земли.

Борьба с ветровой и водной эрозией почв

Для борьбы с водной эрозией проводят активные гидромелиоративные и агромелиоративные мероприятия. Также нужно регулярно оценивать качество почв, своевременно отмечать степень их поражения.

Один из эффективных способов борьбы — грамотное засевание площадей, сооружение снегозадержания для предотвращения вымывания почв талыми водами. В горной местности нужно строить каналы и плотины для водоотведения, трассировать склоны, создавать искусственные водоемы.

В целях борьбы с ветровой эрозией делают посадки, полосы зерновых и многолетних трав, возводят противоэрозионные террасы, обустраивают снегозадержание. Также рекомендуется всячески укреплять растения с помощью удобрений: крепкие корни способствуют надежной связке почвенных компонентов и тем самым предотвращают их выдувание. Подобные способы могут не только снизить пагубное влияние этого процесса, но и вовсе предотвратить его.

Ущерб, причиняемый эрозией почв

Основной и весьма ощутимый вред природный процесс наносит сельскому хозяйству. К наиболее частым последствиям эрозионных процессов относится истощение почв, снижение их плодородия, снижение урожайности вплоть до критических показателей. При наличии эрозии все характеристики почв могут снизиться на 20-60%.

Особенный вред наносят:

Песчаные бури. Они поднимают плодородный слой земли и переносят его на многие километры. При этом почва очень быстро может перейти в разряд бросовых, превратиться в сыпучие бугристые или барханные пески.
Появление оврагов. Это не только затрудняет проведение полевых и посевных работ. По мере разрастания оврагов идет разрушение всего, что к ним прилегает — дороги, строения. Это может стать по-настоящему опасным процессом.

Селевые потоки в горной местности порой становятся настоящим бедствием. Они несут талую воду и камни (иногда огромные глыбы весом до 10 т). Селевой поток может быстро уничтожить сельскохозяйственные угодья, строения и даже людей.

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