Водная эрозия почв возникает

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:

1. 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.
2. 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:

1. 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.
2. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Растительность. Наличие естественной постоянной растительности способствует сохранности почв.
6. 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:

1. Размыв-иссушение — распыление — выдувание.
2. 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

Водная Эрозия: Типы, Виды, Последствия И Меры Борьбы

Водная эрозия почв – один из многочисленных факторов, негативно влияющих на продуктивность сельского хозяйства. В результате водной эрозии поля могут стать абсолютно непригодными для выращивания культур. Водная эрозия почвенного покрова возникает по различным причинам и имеет несколько стадий. Для предотвращения негативных последствий фермеру следует знать, как бороться с водной эрозией и обрабатывать поля так, чтобы избежать подобных проблем в своей практике.

К счастью, современные аграрии располагают различными технологиями мониторинга состояния полей, среди которых – определение влажности почвы и отслеживание уровня осадков. Данные показатели позволяют определить угрозу вызванной вымыванием деградации грунтов и вовремя принять необходимые меры.

Что Такое Водная Эрозия?

Водная эрозия – удаление верхнего слоя почвы вследствие некорректно спланированной ирригации, стоков, выпадения осадков, таяния снегов. Дожди являются одной из главных причин данной проблемы. Водные потоки вымывают органические и неорганические частицы из поверхности грунта и переносят их на территории с более низким рельефом, что в конечном итоге приводит к наводнениям и подтоплениям. Эродированный почвенный материал может либо образовывать новые грунты, либо оседать в близлежащих водоемах (озерах, ручьях, реках и т.д.).

Водная Эрозия Почв: Причины

Вызванное водой истощение грунтов может быть естественным или ускоренным, в зависимости от причины деградации. Естественная (природная) водная эрозия не зависит от антропогенных факторов и не оказывает значительного влияния на плодородие почвы. Она вызвана дождевыми и талыми водами, стоками, т.е. природными силами. Каждому типу почв присуща своя скорость разрушения. Она также зависит от специфики сельскохозяйственных угодий и климатической зоны, в которой они расположены.

Ускоренная водная эрозия, наоборот, является следствием нерационального земледелия. Она происходит из-за неправильно подобранного метода ирригации, количества водных ресурсов, времени полива, в результате чего разрушается плодородный слой грунта.

Типы Водной Эрозии Почвенного Покрова

Вызванная вымыванием деградация протекает в несколько этапов и проявляется по-разному, в зависимости от причины. Ниже приведены наиболее распространенные типы водной эрозии, которые негативно влияют на грунты, если вовремя не принять соответствующие меры.

Дождевая (Капельная) Водная Эрозия

Данный тип – начальная стадия эрозионного процесса, вызванного дождем. По сути, дождевые капли «бомбардируют» открытую, незащищенную растительным покровом почву и разрушают структуру верхнего слоя. Это приводит к формированию корки на поверхности, негативно отражается на инфильтрационных свойствах грунтов и вызывает образование стоков.

Схема показывает воздействие дождевой эрозии на равнинные поля Схема показывает воздействие дождевой эрозии на пологие поля

Плоскостная Эрозия

Вызванная водой деградация данного типа происходит в случае, если интенсивность осадков превышает инфильтрационную способность почвы. В результате происходит вымывание мелких частиц грунта с питательными и органическими веществами. Плоскостная водная эрозия может привести к таким пагубным последствиям, как образование борозд.

Струйчатая Эрозия

Струйчатое (ручейковое, бороздчатое) разрушение происходит, когда вода проникает в почвенный профиль и образует каналы глубиной до 30 см. Стремительные потоки захватывают частицы грунта и переносят их вниз по течению. Если не принять своевременные меры борьбы с водной эрозией, она перерастет в овражную, с глубиной борозд более 30 см.

Овражная Эрозия

Усугубленная стадия деградации наступает, когда почва эродирована настолько, что каналы на ее поверхности невозможно убрать даже при помощи механической обработки полей. Помимо потерь грунта и разрушения угодий, овражная водная эрозия почвенного покрова приводит к седиментации рек и ухудшению качества водных ресурсов.

Туннельная (Трубчатая) Водная Эрозия

Так называемый «скрытый» тип разрушения водными потоками может привести к серьезным последствиям еще до обнаружения каких-либо признаков. В этом случае деградация почв происходит из-за движения значительных объемов воды в структурно нестабильных грунтах, поэтому такое разрушение особенно пагубно для щелочных почв. Его можно определить по наличию многочисленных туннелей под поверхностью земли.

EOS Crop Monitoring

Спутниковый мониторинг – управляйте полями дистанционно с помощью одной платформы!

Негативные Последствия

Несмотря на разнообразие признаков, все типы водной эрозии вызывают одинаковые характерные последствия.

Влияние На Флору

Удаление верхнего слоя почвы при стремительной деградации неизбежно окажет влияние на культивируемые растения. Вымывание питательных веществ чрезмерным количеством воды приводит к дефициту необходимых посевам элементов и, как результат, снижению урожайности.

Влияние На Фауну

Истощение грунтов не проходит бесследно и для живых организмов. Отсутствие верхнего слоя почвы провоцирует загрязнение водных ресурсов вследствие химических стоков. От этого страдают животные и обитатели водоемов, наблюдается резкое снижение их популяции.

Подтопления И Наводнения

Сильная водная эрозия может негативно отражаться на экосистемах и приводить к наводнениям. Смывание верхнего слоя снижает водоудерживающую способность почвы и значительно увеличивает вероятность подтоплений в предрасположенных территориях, как например, низины или недостаточно дренированные грунты. Сильные наводнения обладают чрезвычайной разрушительной силой и могут уничтожить дороги и здания, поэтому важно заметить негативные изменения в состоянии полей еще до того, как ситуация станет критической.

Влияние На Качество Водных Ресурсов

Помимо последствий для животного и растительного мира, а также плодородия полей, водная эрозия почвенного покрова существенно ухудшает качество воды как таковой. Частицы эродированного грунта в конечном итоге попадают в близлежащие водоемы, изменяют их химический состав и уменьшают концентрацию кислорода. Кроме того, стоки с эродированных полей содержат вредные для здоровья химикаты (оставшиеся после применения пестицидов и гербицидов), которые в результате вымывания попадают в озера, ручьи и реки.

Водная Эрозия Почв И Меры Борьбы С Ней

Своевременное обнаружение признаков – ключевой момент в борьбе с вызванной вымыванием деградацией. Варианты решения проблемы зависят от типа почвы, топографических и климатических особенностей местности, севооборота и специфики землепользования.

В таблице ниже приведены наиболее распространенные способы борьбы с водной эрозией и их эффективность в зависимости от ее типа.

Методы Борьбы С Дождевой Водной Эрозией

Согласно исследованиям, ключевым способом предотвращения деградации почвы данного типа является поддержание растительных покровов на уровне минимум 70% (80-100% на северных склонах). Таким образом исключается отслаивание частиц грунта, которое впоследствии может привести к более серьезным стадиям деградации. Обеспечение почвенного покрова – особенно эффективный метод борьбы с разрушительной силой дождевых капель.

В помощь фермеру, Crop Monitoring предлагает ряд вегетационных индексов, по которым можно определить не только состояние посевов, но и покрытые и не покрытые растительностью участки полей. Эти данные особенно полезны:

• в межсезонье, после сбора урожая основных сельскохозяйственных культур;
• в холодное время года для мониторинга зимних покровных культур;
• когда поле не засеяно (оставлено под паром);
• когда земля временно отведена под пастбище (плодопеременное хозяйство).

Способы Предотвращения Плоскостной Водной Эрозии

Борьба с плоскостной деградацией начинается с контроля почвенного покрова, структуры грунта и содержания в нем органического вещества. Это предотвращает развитие дождевой эрозии, поскольку не допускает уплотнения верхних слоев почвы.

Деградация земельных ресурсов снижает продуктивность полей, но Crop Monitoring дает пользователям возможность оценивать продуктивность отдельного поля не только в течение всего текущего посевного сезона, а и анализировать исторические данные и использовать полученную информацию в дальнейшем. Фермер может отслеживать и сравнивать продуктивность поля сезон за сезоном, выявлять тенденции и с высокой точностью определять проблемные участки. А оповещения о погодных рисках позволяют своевременно принять превентивные меры.

Кроме того, в мобильном приложении Crop Monitoring скауты могут добавлять угрозы в отчет по задаче прямо в поле, что позволяет вовремя реагировать на проявления деградации грунтов.

Методы Борьбы Со Струйчатой Водной Эрозией

Единственный способ предотвратить струйчатую деградацию на стадии уже сформировавшихся стоков – снизить скорость водного потока и укрепить грунт. Вегетация и растительные остатки защищают поверхность почвы и эффективно задерживают ручьи. Укрепление грунта достигается путем корректно подобранного чередования культур в севообороте. Способность растений удерживать почву неодинакова. Она зависит от вида сельскохозяйственных культур, стадий их развития и густоты посевов.

Способы Предотвращения Овражной Водной Эрозии

Чтобы не допустить данный тип деградации почвы и снижения ее плодородия, фермерам необходимо минимизировать вырубку деревьев и предотвратить концентрацию почвенной влаги в оврагах из-за стоков со зданий, дорог и скотопрогонов. Среди методов борьбы с овражной эрозией – ограждение заборами, сооружение дамб и различных инженерных конструкций, которые преграждают водные потоки и помогают избежать чрезмерного увлажнения.

Способы Борьбы С Туннельной Водной Эрозией

Предотвращение туннельной эрозии – задача не из легких, и справиться с ней удается не каждому. Бороться с деградацией почвы этого типа не только сложно, но и затратно. Предотвращение образования туннелей и их дальнейшего развития требует химических, механических и вегетативных ресурсов. Химическая мелиорация предполагает внесение высоких концентраций гипса и/или извести при обработке полей для обеспечения электролитного баланса. Регулярный анализ почвы не только помогает своевременно выявить туннельную деградацию, но и определить такие важные показатели, как уровень pH, концентрацию электролитов и др., а также провести химическую мелиорацию корректно.

Поврежденные туннелями поля требуют химической мелиорации и внесения удобрений на участки со сниженной продуктивностью. В этом случае дифференцированная фертилизация является оптимальной превентивной мерой. Функция зонирования в Crop Monitoring учитывает неоднородность поля и по NDVI выделяет от 2 до 7 зон в зависимости от задачи. Это дает возможность обрабатывать каждую зону в соответствии с ее потребностями и тем самым оптимизировать ресурсы. Фермер распределяет внесение удобрений и полив по участкам с учетом их продуктивности. Такой подход помогает максимально увеличить урожайность культур на деградированных полях, а также снизить загрязнение почвы химикатами.

Задача каждого агронома – сохранение плодородия и предотвращение проявлений водной эрозии грунтов любого типа. Crop Monitoring не только позволяет удаленно выявить и контролировать вызванное водными потоками разрушение почвенного покрова. Продукт также помогает отслеживать состояние посевов в течение всего сезона, принимать надежные решения по обработке полей и получать максимум прибыли с каждого гектара.

Источник