Причины эрозии почв. Эрозия, её виды

Понятие об эрозии. Эрозия почв - процесс разрушения почвенного покрова. Эрозия почв включает в себя вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от фактора разрушения эрозию деляг на водную и ветровую (дефляция).

Водная эрозия процесс разрушения почвенного покрова под действи­ем талых, дождевых или ирригационных вод.

По характеру воздействия на почву водную эрозию делят на плоскост­ную и линейную.

Плоскостная (поверхностная) эрозия - смыв верхнего горизонта поч­вы под влиянием стекающих по склону дождевых иди талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод.

Линейная (овражная) эрозия - размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубокие струйчатые размывы (до 20-35 см) и промоины (глубиной от 0,3-0.5 до 1-1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводитк полному уничтожению почвы.

В горных районах наряду с развитием обычных форм водной эрозии могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают огромное количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней. Борьба с ними требует строительства специальных противоселевых сооружений.

По темпам развития различают геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.

Геологическая (нормальная) эрозия - - медленный процесс смыва частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью при котором потеря почвы компенсируется в ходе почвообразования. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда, и охраны почв не требует.

Ускоренная эрозия возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Этот вид эрозии приводит к снижению почвенного плодородия, а иногда и к полному уничтожению почвенного покрова, и требует защитыпочв.

Ветровая эрозия (дефляция) процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переноситься ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по по­верхности. Различают пыльные (черные) бури и повседневную (местную) дефляция.

Пыльные бура повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15-20 см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (<0,1 и <0.001 мм) в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, согни и даже тысячи кило­метров.

Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и поземки. При верховой эрозии частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, а при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемещаются скачкообразно на небольшой высоте от почвы.

При перекатывании и скачкообразном движении частицы ударяются и трутся друг о друга, что усиливает их разрушение. Это способствует усиле­нию дефляции.

Районы распространения эрозии. Водная эрозия наиболее распространена в зонах серых лесных почв, черноземной, каштановой, к земледельческих районах таежно-леснойзоны, в горных областях.

Ветровая эрозия распространенапреимущественно в районах недоста­точного увлажнения и низкой относительной влажности воздуха: в районах неустойчивого увлажнения, в засушливых областях, в пустынях и полупустынях.

Экологические последствия эрозии. В результате эрозии происходит снижение плодородия почв (при поверхностной водной эрозии и дефляции)или полное уничтожение почвенного покрова (при линейной водной эрозии). Снижение плодородия связано с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. Степень снижения плодородия зависит от степени смытости. В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства почвы. Снижается содержание и запас гумуса, часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания (азота, фосфора, калия и др.) и содержание их подвижных форм. Ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению по­верхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги. Потеря верхнего наиболее гумусированного и оструктуренного слоя ведет к снижению биологической активности почв: уменьшается численность микроорганизмов и мезофауны. снижается микробиологическая и ферментативная активность почв.

Кроме того, водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов, нарушению дорожной сети и т.д.

В конечном счете, ухудшение плодородия эродированных почв приво­дит к снижению урожая сельскохозяйственных растений.

Условия развития эрозии. Различают природные и социально-экономические условия развития эрозии. В первом случае, сами природные условия предрасположены к проявлению эрозионных процессов. Во втором случае, развитию эрозии способствует неправильное использование земель человеком. К природным условиям относятся климат (количество, интенсив­ность и величина капель дождевых осадков; мощность снегового покрова и интенсивность его таяния), рельеф (крутизна, длина, форма и экспозиция склона), геологическое строение местности (характер горных пород их податливость к размыву, смыву и дефляции, наличие плотных подстилаю­щих пород), почвенные условия (гранулометрический состав, структурность, плотность и влажность верхнего горизонта) и растительный покров (присут­ствие и характер растительного покрова, наличие дернины и подстилки).

Классификация и диагностика эродированных почв. При диагностике эродированных почв учитывают, какие горизонты почвы снесены при развитии водной или ветровой эрозии, за счет каких горизонтов образуется пахотный слой и каково его плодородие.

Ниже приводится диагностика почв разной степени смытости для основных типов почв.

Дерново-подзолистые и светло-серые лесные почвы

Слабосмытые - - вспашкой затронута верхняя часть горизонта А 2 В. пахотный слой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок, на поверхности почв редкая сеть промоин; залегают на пологих склонах (уклон не более 3°).

Среднесмытые - в пашню вовлечены целиком или частично горизонты В и В ь цвет пашни бурый и сильнопятнистый; поверхность почвы размыта частой сетью промоин; залегают на покатых склонах (с уклоном 3-5 0).

Силъносмытые - - распахана средняя или нижняя часть горизонта IK встречаются отдельными участками на силыюпокатых волнистых склонах с уклонами до 5-8°; поверхность почвы отличается бурым цветом и сильно вы­раженной глыбистостью.

Серые и темно-серые лесные почвы с установившейся глубиной их вспашки не менее 20-25 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (A 1 , А 2) 30-40 см.

Слабосмытые гумусовые горизонты смыты не более чем па 1/3 первоначальной мощности, горизонт АоВ в пашню не вовлекается совсем или очень слабо, на поверхности пашни мелкие промоины.

Среднее мытые - гумусовый слой смыт более чем на 1/3 в пашню во­влекается верхняя часть горизонта В1 пахотный слой отличается буроватым оттенком.

Сипъносмытые-- гумусовый слой смыт полностью, пахотный слой представлен в основном горизонтом В и имеет бурый цвет.

Черноземные почвы

А. Черноземы мощные и среднемощные всех подтипов с установив­шейся глубиной вспашки не менее 22 см при первоначальной мощности гумусовых горизонтов (A^Bj) > 50 см.

Слабосмытые - - горизонт А смыт на 30 %, пахотный слой не отличается по цвету от нссмытых почв; на поверхности почвы мелкие промоины.

Среднесмытые - горизонт А смыт более чем наполовину; пахотный слой имеет буроватый оттенок.

Спльносмытые - смыт полностью горизонт А и частично В; пахотный слой имеет буроватый или бурый цвет, характеризуется глыбистостью и склонностью образовывать корку. Б. Типичные, обыкновенные и южные черноземы с установившейся глубиной вспашки не менее 20 см при мощности гумусовых горизонтов до 50 см.

Слабосмытые - смыто до 30 см первоначальной мощности гумусовых горизонтов; в пашню вовлекается небольшая верхняя часть горизонта В1,

Среднесмытыг гумусовые горизонты смыты на 30-50 %, при вспашке значительная часть или весь горизонт В) вовлекается в пахотный слой, последний подстилается переходным горизонтом.

Сгшьносмытые - смыта большая часть гумусовых горизонтов, распахивается и часть горизонта В1 окраска пашни близка к цвету породы.

Каштановые почвы

Слабосмытые - смыто до 30 % первоначальной мощности гумусовых горизонтов (А- В|). в пашню вовлекается верхняя часть горизонта В,.

Среснесмытые - смыто 30-50 % мощности горизонтов А и B1 при вспашке значительная часть или весь горизонт B1 вовлекается в пахотный слой.

Сгшьносмытые смыта большая часть гумусового слоя, распахивается горизонт цвет пашни приближается к цвету иочвообразующей породы.

Мероприятия но защите почв от эрозии. Водная и ветровая эрозии в природе часто взаимосвязаны. Это учитывают при разработке противоэрозионных мероприятий. Защита почв от эрозии включает профилактические ме­роприятия по предупреждению ее развития и мероприятия по устранению эрозии там, где она уже развита.

Комплекс мероприятий, направленных на защиту почв от водной и ветровой эрозии, включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

Составление плана противоэрозионных мероприятий и обеспечение ее выполнения (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полосами, регулирование выпаса скота и др.).

Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров па занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалование, безотвальная вспашка с сохранением стерпи и пожнивных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и ку­лисы, пахота снега, прикапывание).

Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лесных за­щитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесных полосы, поле­защитные лесные и кустарниковые полосы поперек склонов и т.д.)

Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда дру­гие приемы не в состоянии предотвратить эрозию, и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулиро­вание склонового стока (террасирование склонов, выполаживании с оврагов бульдозерами, закрепление склонов оврагов).

Система почвозащитных мероприятий должна осуществляться с уче­том зональных особенностей земледелия и природных условий проявления эрозии. Конкретный состав противоэрозионных мероприятий определяется, прежде всего, особенностями увлажнения территории, продолжительностью вегетационного периода, условиями рельефа, преобладающими видами эро­зии и направлением использования почв.

Таким образом, главный негативный результат эрозионных процессов уменьшение мощности почвы, уничтожение наиболее плодородных верхних горизонтов и их замена на мало плодородный нижний слой почвы, вплоть до материнской породы. Формирующийся веками почвенный покров в короткий срок утрачивает свои, многообразные экологические функции и главнейшую из них производительную силу. Основная причина развития эрозионных про­цессов - бессистемное использование земель без агрофитоценотической защиты. Основные противоэрозионные мероприятия в ландшафтной системе земледелия: лесомелиоративные, агротехнические, гидротехнические и орга­низационно-хозяйственные.

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.

Тип почвы	Диагностика
Дерново-подзолистые	У слабосмытых почв смыто менее половины горизонта
и светло-серые лесные	А 1 , пахотный слой осветлен, имеет буроватый оттенок.
	Эти почвы залегают на пологих склонах (уклон до 3°).
	У среднесмытых почв полностью смыт горизонт А 1
	и большая часть подзолистого, распахана верхняя
	часть иллювиального горизонта В 1 , пашня имеет бурую
	окраску. Эти почвы залегают на склонах с уклоном 3...5° .
	У сильносмытых почв частично смыт иллювиальный
	горизонт В 1 распахана средняя или нижняя часть
	горизонта В 2 , поверхность почвы бурая и глыбистая.
	Почвы залегают на склонах с уклоном 5...8°
Серые и темно-серые	У слабосмытых почв гумусовый горизонт А 1 смыт
лесные почвы	менее чем на1/ 3 , распахан укороченный горизонт А 1
	У среднесмытых почв горизонт А 1 смыт более чем на
	1/3, в пашню вовлекается верхняя часть горизонта
	В 1 , пашня имеет бурую окраску.
	У сильносмытых почв горизонт А 1 полностью смыт,
	распахан горизонт В, пахотный слой имеет бурую
Черноземы мощные	У всех подтипов мощность горизонтов А+АВ более
и среднемощные
	У слабосмытых почв горизонт А смыт на 30 %, окраска
	такая же, как у несмытых.
	У среднесмытых почв горизонт А смыт более чем
	У сильносмытых почв частично припахан переходный
	горизонт, а иногда и горизонт В 1 пахотный
	слой имеет буроватую окраску

Черноземы типичные,	У всех подтипов мощность горизонтов А+АВ менее
обыкновенные и южные	50 см.
	У слабосмытых черноземов смыто до 30 % первоначальной
	мощности горизонтов А + АВ, в пашню
	вовлекается самая верхняя часть горизонта АВ.
	У среднесмытых черноземов смыто 30...50 % первоначальной
	мощности горизонтов А + АВ, в пахотный
	слой вовлекается значительная часть гумусового
	слоя, припахана часть горизонта В, пахотный слой
	имеет буроватую или бурую окраску
Каштановые почвы	У слабосмытых почв смыто до 30 % первоначальной
	мощности горизонтов А + В 1 в пашню вовлекается
	верхняя часть горизонта В 1 .
	У среднесмытых почв смыто 30...50 % гумусового
	слоя (А + В 1), при вспашке в пахотный слой часто
	вовлекается весь горизонт В 1 .
	У сильносмытых почв смыта большая часть гумусового
	слоя, под пахотным слоем находится горизонт В 2 или В к

Борьба с водной эрозией включает целый комплекс противо-эрозионных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических с учетом зональных условий увлажнения, рельефа, степени проявления эрозии.

Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают прежде всего рациональное землеустройство территории, при котором разрабатывают планы противоэрозионных мер и их реализации.

Агротехнические мероприятия включают противоэрозионную обработку почв (обработка поперек склонов, бороздование, обвалование, лункование зяби и паров, вспашка с почвоуглублением, щелевание, кротование, устройство ливневых борозд, заравнивание промоин и рытвин), снегозадержание, регулирование снеготаяния, применение различных видов удобрений, использование полосного земледелия, регулирование выпаса скота. Особое внимание уделяют посевам почвозащитных культур, севооборотам, насыщенным многолетними травами, и буферным полосам, состоящим из однолетних и многолетних растений. Наибольшей почвозащитной эффективностью обладают посевы многолетних трав (коэффициент эрозионной опасности весьма низкий - 0,08...0,01).

Лесомелиоративные мероприятия в основном направлены на создание полезащитных, водорегулирующих лесных и кустарниковых полос, закладываемых поперек склонов, лесных насаждений (приовражных, прибалочных и на склонах балок и оврагов).

В задачу гидротехнических мероприятий входят задержание и регулирование поверхностного склонового стока с помощью различных гидротехнических сооружений: террас различного типа, валов, водоотводных каналов на склонах для перехвата и отвода стока талых и ливневых вод, вершинных водотоков, а также выпо-лаживание откосов оврагов, плотин в оврагах и балках и др.

В условиях орошаемого земледелия главное внимание уделяют предотвращению ирригационной эрозии. При этом важную роль играют приемы обработки почв и способы полива.

Ветер - движение воздушных масс в приземном слое с различной скоростью. Ветер, контактируя с поверхностью почвы, вызывает её разрушение и перенос образовавшегося мелкозема на разные расстояния. Процесс переноса и аккумуляции песчаных частиц называется дефляцией. В результате формируются эоловые отложения. Дефляция развивается на открытых пространствах, где поверхность почвы не защищена кустарниково-травянистой, или лесной растительностью. Процесс переноса и аккумуляции глинистых частиц принято называть термином - ветровая эрозия.

Ветровая эрозия бывает повседневной и заключается в постепенном перевевании высохших плодородных частиц, обнажении корней растений, а также кратковременной - в виде пыльных (черных) бурь, возникающих при сильных ветрах, смерчах, ураганах. Ветровую эрозию подразделяют на местную эрозию и пыльные бури. Местная эрозия проявляется локально, на отдельных полях или участках, причем чаще на ветроударных склонах. Пыльные бури охватывают значительные территории - сотни и тысячи гектаров.

Ветровая эрозия, или дефляция, наблюдается как на легких, так и на тяжелых карбонатных почвах при высоких скоростях ветра, низкой влажности почв и невысокой относительной влажности воздуха. Поэтому она преимущественно возникает в засушливых степных районах страны. Распашка легких почв, их рыхление особенно опасны весной, когда они лишены защитного зеленого покрова, что делает их уязвимыми к дефляции. Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Развитие ветровой эрозии зависит от следующих факторов:

характер рельефа;

гранулометрический состав и структура почв;

наличие и характер растительного покрова.

Перемещение почвенных частиц при ветровой эрозии происходит тремя способами:

скачками, размер частиц - 0,05 – 0,5 мм;

перекатыванием – размер частиц от 0,5 до 10 мм;

во взвешенном состоянии (размер менее 0,1 мм).

При скорости ветрового потока 5-7 м/с поднимаются и перемещаются частицы размером до 0,25 мм в диаметре.

При скорости ветрового потока 9-12 м/с размер переносимых частиц увеличивается до 1 мм.

Одним из проявлений ветровой эрозии почв являются пыльные (или пылевые) бури. В земледельческих районах их называют «черными» бурями, поскольку переносимый мелкозем имеет черный цвет, обусловленный содержащимся в нем гумусом.

Возникновение пыльных бурь связано с тремя основными факторами:

1) длительным воздействием ветрового потока на незащищенную растительностью поверхность почвы,

2) критической скоростью ветрового потока,

3) характером дезагрегированности поверхностного слоя почвы.

Воздействие бурь на окружающую среду связано со скоростью ветрового потока и размером почвенных частиц. Ученые подсчитали, что во взвешенном состоянии переносится до 30-40% частиц, скачкообразно – 50-70, а перекатыванием – 5-25%. При этом до 50% мелкозема перемещается непосредственно над землей, в слое 0-30 см.

Песчаные частицы в результате переноса и аккумуляции образуют различные формы: дюны, гряды, бугры, барханы.

Дюны характерны для приморских подвижных песков.

Бугры – для приречных.

Барханы формируются в песчаных пустынях,напоминают застывшие морские волны. Нередко они образуют гряды.

Базис дефляции – уровень, ниже которого энергия ветра «бессильна». Как правило, это капиллярная «кайма» грунтовых вод, или плотные отложения. Максимальная высота подвижных песков, как правило, равна двойной глубине базиса дефляции.

В земледельческих районах с малоснежной зимой, засушливыми осенью и весной верхний слой суглинистых почв в отдельные годы (с интервалом в 5-15 лет) находится в распыленном и сухом состоянии, становясь «легкой добычей» ветра. В этом случае формируются шлейфы аккумуляции мелкозема, местами слабо напоминающие барханы, а также валы и насыпи отложившегося мелкозёма в лесополосах.При этом пыльные бури могут охватывать млн. га пахотных земель. Пыльные бури развиваются по принципу лавинного Эффекта.

На основе наших полевых исследований в зоне Армавирского «ветрового коридора» было установлено, что движение частиц эрозионноопасной фракции (1мм) начинается при установившейся скорости ветрового потока в 9-12 м/с.

Борьба с дефляцией и защита почв от эрозии.

Борьба с дефляцией проводится различными методами: механическими (щиты, плетни), биологическими (посевы засухоустойчивых растений, кустарников, деревьев) и химическими (структурообразователи на битумной и латексной основе).

Защита почв от ветровой эрозии почв включает комплекс агролесомелиоративных и специальных противоэрозионных мероприятий: накопление и сохранение влаги в почве; применение безотвальной обработки с оставлением стерни; полосной системы земледелия (поля – шириной 80-100 м), использование кулис из высокостебельных культур (например, кукуруза, подсолнечник); система полезащитных лесных полос ажурной и продуваемой конструкции.

С ветровой эрозией, особенно в открытых степях или на равнинах, можно бороться посадкой ветроломных полос, состоящих из одного или более рядов деревьев или кустарников, размещенных под углом к преобладающим ветрам. Ветроломные полосы имеют местное значение, эффективность их действия определяется густотой и высотой деревьев. Содержание почвы под постоянным растительным покровом в сочетании с ветроломными полосами является надежным способом борьбы с ветровой эрозией в местностях, где она является проблемой. На почвах, богатых органическим веществом, рядки зерновых культур используют для временной защиты овощных культур от ветра. Одним из методов борьбы с ветровой эрозией торфяно-болотных почв, разрабатываемых в последние годы, является структурообразование в верхних слоях почв путем внесения ПАВ и высокомолекулярных полимеров. Взаимодействие добавок с органической частью торфа, естественно, должно сказаться на его водных свойствах. При этом следует находить такие решения, чтобы одновременно со структурообразованием торфяная система приобретала оптимальные водные свойства.

В районах распространения ветровой эрозии решающая роль в защите почв принадлежит почвозащитным севооборотам, полосноконтурной организации полей с чередованием высокостебельных культур, зерновых трав и паров. Большое значение для почвозащитных севооборотов имеет правильный подбор трав. Помимо клевера в последние годы как в полевых, так и почвозащитных севооборотах используются люцерна посевная и травосмеси бобовых и злаковых трав.

Разработана система мероприятий по борьбе с ветровой эрозией, заключающаяся в проведении безотвальной обработки почвы, посеве кулис и применении кольчатых катков. Эти приемы уменьшают действие эрозионных процессов, засух и повышают урожайность сельскохозяйственных культур.

Только благодаря планомерной работе по борьбе с ветровой эрозией путем внедрения новой системы земледелия с безотвальной обработкой почвы и других мероприятий в настоящее время проявление ветровой эрозии резко сокращено. Все эти природные факторы, осложняющие условия эксплуатации инженерных сооружений и хозяйственных комплексов, а также вторичные процессы, проявление которых связано со строительно-хозяйственным использованием территорий, должны быть выявлены в процессе инженерно-геологических изысканий. В этом отношении исключительное практическое и теоретическое значение имеют региональные инженерно-геологические исследования.

В числе агротехнических мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией перспективным является улучшение физических свойств почвы путем применения искусственных структурообразователей.

Эоловые формы рельефа - формы рельефа, возникающие под действием ветра, преимущественно в районах с аридным климатом (пустыни, полупустыни); встречаются также по берегам морей, озер и рек со скудным растительным покровом, не способным защитить от действия ветра рыхлые и разрушенные выветриванием породы субстрата. Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы, образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные (дефляционные) Эоловые формы рельефа, возникающие за счет дефляции рыхлых продуктов выветривания, разрушения горных пород под воздействием динамических ударов самого ветра и особенно под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке.

Форма и величина аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных образований зависит от режима ветров (силы, частоты, направления, структуры ветрового потока), преобладающего в данной местности и действовавшего в прошлом, от насыщенности песчаными частицами ветропесчаного потока, степени связности рыхлого субстрата растительностью, от увлажнения и других факторов, а также от характера подстилающего рельефа. Наибольшее влияние на облик эоловых форм рельефа в песчаных пустынях оказывает режим активных ветров, действующих аналогично водному потоку с турбулентным движением среды близ твердой поверхности. Для средне- и мелкозернистого сухого песка (при диаметре зерен 0,5-0,25 мм) минимальная скорость активного ветра составляет 4 м/сек. Аккумулятивные и дефляционно-аккумулятивные формы, как правило, перемещаются в соответствии с сезонно господствующим направлением ветров: поступательно при годовом воздействии активных ветров одного или близких направлений; колебательно и колебательно-поступательно, если направления этих ветров в течение года существенно меняются (на противоположные, перпендикулярные и т. п.). Особенно интенсивно (со скоростью до нескольких десятков м в год) происходит перемещение оголенных песчаных аккумулятивных форм.

Для аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм рельефа пустынь характерно одновременное присутствие наложенных друг на друга форм нескольких категорий величин: 1-я категория - ветровая рябь, высотой от долей мм до 0,5 м и расстоянием между гребнями от нескольких мм до 2,5 м; 2-я категория - щитовидные скопления высотой не менее 40 см; 3-я категория - барханы до 2-3 м высотой, соединяющиеся в продольную ветрам гряду или в поперечную ветрам барханную цепь: 4-я категория - барханный рельеф высотой до 10-30 м, 5-я и 6-я категории - крупные формы (высотой до 500 м), образующиеся в основном восходящими потоками воздуха. В пустынях умеренного пояса, где большую роль играет растительность, сдерживающая работу ветра, рельефообразование идет замедленнее и самые крупные формы не превышают 60-70 м, наиболее характерны здесь прикустовые косички, холмики-косы и прикустовые бугры высотой от нескольких дц до 10-20 м.

Поскольку господствующий режим ветров (пассатный, муссонно-бризный, циклональный и др.) и скрепленность рыхлого субстрата в первую очередь определяются зонально-географическими факторами, аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные эоловые формы рельефа распределяются в целом зонально. Согласно классификации, предложенной сов. географом Б. А. Федоровичем (1964), оголенные, легкоподвижные песчаные формы характерны главным образом для тропических экстрааридных пустынь (Сахара, пустыни Аравийского полуострова, Ирана, Афганистана, Такла-Макан); полузаросшие слабоподвижные - преимущественно для внетропических пустынь (пустыни Средней Азии и Казахстана, Джунгарии, Монголии, Австралии); заросшие в основном неподвижные дюнные формы - для внепустынных территорий (главным образом древнеледниковых областей Европы, Западной Сибири, Северной Америки). Детальная классификация аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм рельефа в зависимости от режима ветров дана при описании дюн и барханов; ниже дается аналогичная классификация аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных эоловых форм рельефа для полузаросших песчаных пустынь.

Всестороннее изучение эоловых форм рельефа, их морфологии, происхождения, динамики имеет важное значение при хозяйственном освоении пустынь.

Естественная и ускоренная эрозия

Широкое использование земельных площадей привело к интенсификации опасного явление - ветровой эрозии (дефляции), вызывающей количественное и качественное истощение земельных ресурсов. Под воздействием ветра происходит вынос почвенных агрегатов из верхнего, наиболее ценного слоя, что снижает плодородие почвы.

Эрозия почти всегда существовала в природе как естественный процесс, скорость которого того же порядка, что и скорость процесса почвообразования. Это так называемая естественная геологическая эрозия, которую предотвратить невозможно и которая особого вреда не приносит (она протекает медленно и незаметно).

Естественная эрозия обработала массивы суши и создала современный рельеф. Эрозионные процессы продолжаются и в настоящее время, но их скорость почти не заметна для человека, кроме, пожалуй, оползней, абразии морских побережий и русловой эрозии. Изменяя природную среду практически повсюду, где он поселяется, человек активизирует эрозионные процессы.

Наряду с этим нормальным геологическим процессом, являющимся частью самой эволюции Земли, имеет место ускоренная, или разрушительная эрозия, возникшая под влиянием деятельности человека. При ускоренной эрозии потери компонентов почвы не компенсируются и почва частично или даже полностью теряет свое плодородие. При этом процессы разрушения могут проходить в сотни и тысячи раз быстрее, чем при естественной эрозии.

Ускоренная эрозия - основной бич земледелия на всем земном шаре, выводящая из строя огромные площади плодородных земель.

Ускоренная эрозия является следствием непродуманного использования почв и вызывается следующими основными причинами: бесконтрольной вырубкой лесов, неумеренным выпасом скота, неправильной пахотой на склонах, неправильными методами земледелия.

Главные причины ускорения темпов эрозии – неправильное ведение сельского хозяйства и перевыпас, что приводит к нарушению растительного покрова, а следовательно, к интенсификации процессов ветровой и водной эрозии. Дождевые потоки размывают рыхлые почвы даже на пологих склонах, и там маленькие промоины могут быстро превратиться в большие овраги.

Существует много способов борьбы с ускоренной эрозией. Посаженные через определенные интервалы ветрозащитные лесополосы снижают скорость ветра на небольшом расстоянии от них. Ветровая и водная эрозия значительно замедляются, если на зиму вплоть до ранней весны на полях остается стерня. Дождевой смыв может быть минимизирован при обработке земель не вдоль, а поперек склонов, однако на крутых склонах иногда предпочтительнее восстанавливать лесной покров.

Не только сельскохозяйственная, но и многие другие виды антропогенной деятельности активизируют эрозионные процессы. Например, в результате рубки лесов, если не проводятся последующие лесопосадки, обширные территории подвергаются ускоренной эрозии, а при добыче угля открытым способом остаются огромные отвалы из рыхлого грунта, уязвимые для дождевой эрозии.

Аридизация

Аридизация (aridization, от лат. aridus – сухой) - это комплекс процессов уменьшения степени увлажнения территорий, который вызывает сокращение биологической продуктивности экосистем за счет уменьшения разницы между осадками и испарением. Со временем испарения начинают преобладать над осадками. Существенная аридизация суши произошла во время бурного развития сельского хозяйства за счет вырубки лесов и снижения в результате суммарного испарения.

Причины могут быть как природными, так и антропогенными. К природным можно отнести циклические изменения климата. Антропогенными являются уничтожения растительности, откачка подземных вод, эрозия, пыльные бури.

Аридизация-Разнообразный комплекс процессов уменьшения степени увлажненности территорий и вызванного этим сокращения биологической продуктивности экосистем. Происходит как в силу природных (циклические изменения климата), так и антропогенных (откачка подземных вод, эрозия, пыльные бури) причин. Следствием является опустынивание и углубление степени сухости пустынных территорий.

Опустынивание

Опусты́нивание или дезертификация - деградация земель в аридных, полуаридных (семиаридных) и засушливых (субгумидных) областях земного шара, вызванное как деятельностью человека (антропогенными причинами), так и природными факторами и процессами. Термин «климатическое опустынивание» был предложен в 1940-х годах французским исследователем Обервилем. Понятия «земля» в данном случае означает биопродуктивную систему, состоящую из почвы, воды, растительности, прочей биомассы, а также экологические и гидрологические процессы внутри системы. Деградация земель - снижение или потеря биологической и экономической продуктивности пахотных земель или пастбищ в результате землепользования. Характеризуется иссушением земли, увяданием растительности, снижением связанности почвы, в результате чего становится возможной быстрая ветровая эрозия и образование пылевых бурь. Опустынивание относится к труднокомпенсируемым последствиям климатических изменений, так как на восстановление одного условного сантиметра плодородного почвенного покрова уходит в аридной зоне в среднем от 70 до 150 лет.

Охрана природы – понятие очень широкое. Оно включает в себя не только мероприятия по охране конкретных районов пустыни или отдельных видов животных и растений. В современных условиях в это понятие входят и мероприятия по разработке рациональных методов природопользования, восстановление разрушенных человеком экосистемы, прогнозирование физико-географических процессов при освоении новых территорий, создание управляемых природных систем

Последствия опустынивания в экологическом и экономическом отношении очень существенные и почти всегда отрицательные. Уменьшается производительность сельского хозяйства, сокращаются разнообразие видов и количество животных, что особенно в бедных странах приводит к ещё большей зависимости от природных ресурсов. Опустынивание ограничивает доступность элементарных услуг экосистемы и угрожает безопасности людей. Оно является важной помехой развитию, из-за чего Организация Объединённых Наций в 1995 году установила Всемирный день борьбы с опустыниванием и засухой, а в дальнейшем провозгласила 2006 год международным годом пустынь и опустынивания.

За последние годы из разных уголков земного шара раздаются тревожные сигналы о возрастающем наступлении пустыни на обжитых человеком территории. Наиболее вероятными причинами этого довольно опасного явления считаются неблагоприятные погодные условия, уничтожение растительного покрова, нерациональность природопользования, механизация сельского хозяйства, транспорта без возмещения ущерба, причиняемого природе. В связи с усилением процессов опустынивания отдельные ученые говорят о возможности обострения продовольственного кризиса. Быстрый рост населения и технических средств также приводит в ряде районов мира к усилению процессов опустынивания.

Существует много различных факторов, приводящих к опустыниванию в аридных регионах земного шара. Однако среди них выделяются общие, играющие особую роль в усилении процессов опустынивания. К ним относятся:

истребление растительного покрова и разрушение почвенного покрова при промышленном, ирригационном строительстве;

деградация растительного покрова чрезмерным выпасом;

уничтожение древесно-кустарниковой растительности в результате заготовки топлива;

дефляция и эрозия почв при интенсивном богарном земледелии;

вторичное засоление и заболачивание почв в условиях орошаемого земледелия;

разрушение ландшафта в районах горных разработок за счет промышленных отходов, сброса сточных и дренажных вод.

Среди естественных процессов, приводящих к опустыниванию, наиболее опасными являются:

климатические – увеличение аридности, сокращение запасов влаги, вызываемых изменением макро- и микроклимата;

гидрогеологические – осадки становятся нерегулярными, питание подземных вод – эпизодическим;

морфодинамические – геоморфологические процессы становятся более активными (эрозия, дефляция и т. д.);

почвенные – усыхание почв и их засоление;

фитогенные – деградация почвенного покрова;

зоогенные – сокращение популяции и численности животных.

Борьба с процессами опустынивания ведется в следующих направлениях:

раннее выявление процессов опустынивания с целью их предотвращения и ликвидации, ориентирование на формирование условий рационального природопользования;

создание защитных лесных полос по окраинам оазисов, границам полей и вдоль каналов;

создание лесных массивов и зеленых "зонтов" из местных пород – псамофитов в глубине пустынь для защиты скота от сильных ветров, палящих лучей солнца и укрепления кормовой базы; восстановление растительного покрова на территориях открытых горных разработок, вдоль строительства ирригационной сети, дорог, трубопроводов и всех мест, где он уничтожен; закрепление и облесение подвижных песков с целью защиты от песчаных заносов и выдувания орошаемых земель, каналов, населенных пунктов, железных и шоссейных дорог, нефте- и газопроводов, промышленных предприятий.

Главный рычаг успешного решения этой глобальной проблемы – международное сотрудничество в области охраны природы и борьбы с опустыниванием. От того, насколько своевременно и безотлагательно будут решаться задачи по контролю и управлению природными процессами, во многом зависит жизнь Земли и жизнь на Земле.

Проблема борьбы с неблагоприятными явлениями, наблюдаемые в аридной зоне, существует давно. Принято считать, что из 45 выявленных причин опустынивания 87% приходится на нерациональное использование человеком воды, земли, растительности, животного мира и энергии, и только 13% относится к природным процессам.

Разрушающее воздействие воды, ветра и антропогенных фак­торов на почву и подстилающие породы, снос наиболее плодо­родного верхнего слоя или размыв называется эрозией. Эрозия при­чиняет большой вред.

В результате ее деятельности происходит смыв гумусового гори­зонта, истощаются запасы энергии и питательных веществ в почве, а следовательно, уменьшается энергетический потенциал, снижа­ется плодородие. Достаточно сказать, что каждый смытый санти­метр почвы - это потеря с 1 га поля около 167472*10 6 Дж энергии. Указанные факторы приводят к нарушению стабильности экосис­темы, причем эти изменения могут быть глубокими и даже необра­тимыми.

Виды эрозии. По темпу проявления эрозионных процессов раз­личают нормальную, или геологическую, и ускоренную, или антропогенную, эрозию.

Нормальная эрозия протекает повсеместно под лесной и травя­нистой растительностью. Она проявляется в очень слабой степени, почва полностью восстанавливается в течение года благодаря поч­вообразовательным процессам.

Ускоренная эрозия развивается там, где естественная расти­тельность уничтожена и территорию используют без учета ее при­родных особенностей, в результате чего процесс смыва почвы не покрывается процессами ее самовосстановления. Различают древ­нюю и современную эрозию почвы. Древняя представлена гидро­графической сетью (ложбина, лощина, балка, долина). Древняя эрозия прекратила свое действие. Современная эрозия протекает на фоне древней, она вызвана как природными факторами, так и хо­зяйственной деятельностью человека.

Наиболее распространены следующие виды эрозии почвы: вод­ная плоскостная (смыв) и линейная, или вертикальная (размыв);

ветровая (дефляция); ирригационная; промышленная (техногенная); абразия (обрушение берегов водоемов); пастбищная (разру­шение почвы скотом); механическая (разрушение почвы сельско­хозяйственной техникой).

Плоскостная эрозия - это смыв верхних горизонтов почвы на склонах при стекании по ним дождевых или талых вод сплошным потоком или ручьями. По степени смытости различают почвы слабо-, средне- и сильносмытые. К слабосмытым почвам относятся почвы, у которых верхний горизонт А смыт до половины своей мощности, среднесмытые - горизонт А смыт более чем на полови­ну, сильносмытые - частично смыт горизонт В. На слабосмытых почвах урожай зерновых снижается до 25 %, среднесмытых - на 50 и сильносмытых - на 70 %.

Линейная эрозия вызывается талыми и дождевыми водами, стека­ющими значительной массой, сконцентрированной в узких преде­лах участка склона. В результате происходит размыв почвы в глуби­ну, образуются глубокие промоины, рытвины, которые постепенно перерастают в овраги. В зависимости от почвенно-климатических условий рост и формирование оврага идут со скоростью от 1-3 до 8-25 м в год.

Особенно опасна плоскостная эрозия, дающая толчок для разви­тия оврагов, прежде всего тем, что ее проявление слабо заметно. Если с пашни площадью 1 га смыт слой почвы мощностью всего 1 мм в год, т.е. примерно 10 т, это остается незамеченным, хотя во многих случаях естественное возобновление почвы значительно ниже. Другой пример еще более нагляден. Если на поле в 100 га об­разовался овраг длиной 100 м, шириной 5 м и глубиной 2 м, то поте­ри почвы и подпочвы составляют 600-800 м 3 . Утраты же от смыва самого плодородного верхнего слоя толщиной 1 см с такой же пло­щади (100 га) эквивалентны потере примерно 10 000 м 3 почвы. Что­бы яснее представить величину ущерба, следует иметь в виду, что допустимый уровень эрозии для мощных черноземов равен 3 т/га, обыкновенных и южных - 2,5, темно-каштановых почв - 2 т/га. Однако реальные потери почвы часто превышают указанные преде­лы ее естественного восстановления.

С увеличением распаханности земель борьба с этим явлением приобретает все большее значение. Поэтому повсеместной охране лесов и всего растительного покрова, особенно в горно-холмистой местности, правильной их эксплуатации следует уделять постоян­ное внимание.

Ветровая эрозия, или дефляция, наблюдается как на легких, так и на тяжелых карбонатных почвах при высоких скоростях ветра, низ­кой влажности почв и невысокой относительной влажности возду­ха. Поэтому она преимущественно возникает в засушливых степ­ных районах страны. Распашка легких почв, их рыхление особенно опасны весной, когда они лишены защитного зеленого покрова, что делает их уязвимыми к дефляции. Ветровая эрозия проявляется в виде повседневной или местной дефляции и в виде пыльных или черных бурь.

Пыльные бури подобно зимним метелям развевают рыхлый слой, поднимают легкие и мелкие частицы и переносят их на то или иное расстояние. Самые легкие частицы почвы поднимаются высо­ко в воздух и уносятся далеко за пределы своего местонахождения, а более тяжелые скачкообразно или переваливанием перемещаются до первого препятствия. Наибольшую опасность представляют ска­чущие почвенные частицы. Они, ударяясь о почву, разрушают ее, увеличивают выдувание, а при встрече с неокрепшими посевами или многолетними травами засекают и засыпают их. На больших открытых пространствах скачущие почвенные частицы подобно цепной физико-химической реакции с продвижением урагана впе­ред вызывают в почве все большие и большие разрушения. Пыль­ные бури на своем пути частично или полностью уничтожают посе­вы на больших пространствах, засыпают дороги, оросительные ка­налы, различные постройки, безвозвратно сносят верхний, самый плодородный слой почвы. Пыльные бури, загрязняя окружающую среду, воду, воздух, отрицательно влияют на здоровье человека, до­машних и диких животных.

Ветровая эрозия в связи с вырубкой леса и распашкой новых зе­мель охватывает все новые районы вплоть до лесостепи и даже тайги ^Ульяновская область, Казанское Заволжье, бассейн реки Лены.

Ирригационная эрозия часто наблюдается в районах орошаемого земледелия, в зоне ее деятельности выводятся из строя постоянная и временная мелиоративные сети. Основные причины ее размы­ва - слабое закрепление дна и откосов каналов, недостаточное ко­личество сопрягающих сооружений при их армировании, увеличе­ние уклонов, слабая инфильтрационная способность почвы, про­садка грунтов, ведущая к нарушению нормального профиля кана­лов, их засорение, повышенный расход воды в поливных бороздах или полосах. При эксплуатации оросительных систем на отдельных участках теряется по разным причинам до 20-45 % воды вследствие фильтрации и утечки, что также способствует эрозии почвы. Ирри­гационная эрозия проявляется даже в условиях небольших уклонов при увеличении поливной струи. Орошение без учета поливных норм и погодных условий вегетационного периода приводит к на­коплению солей в пахотном слое почвы, что порой не только сни­жает плодородие почвы, но и полностью выводит такие участки из сельскохозяйственного пользования.

Промышленная эрозия возникает в результате разработок по­лезных ископаемых, особенно открытым способом, строительства жилых и производственных зданий, прокладки дорожных магист­ралей, газо- и нефтепроводов.

При эрозии, называемой абразией (обрушение берегов рек и дру­гих водоемов), сокращается площадь пашни и пастбищ, заиляются водоемы.

В связи с перегрузкой пастбищ скотом значительные площади подвергаются пастбищной (тропочной) эрозии. Она проявляется при нарушении норм пастьбы, проведении ее без учета поголовья скота, емкости пастбищ и лугов, при прогоне скота по одним и тем же уча­сткам, без полива мест прогона дождеванием в жаркую погоду.

Эрозия - враг плодородия. Подсчитано, что каждую минуту на земном шаре выходит из сельскохозяйственного оборота 44 га зе­мель. От эрозии каждый день безвозвратно теряется более 3 тыс. га, а всего уже утрачено свыше 50 млн га плодородных земель. От смы­ва, размыва и выдувания почвы урожай всех сельскохозяйственных культур в среднем снижается на 20-40 %. Однако урон, наносимый эрозией, этим не исчерпывается. Образование на поверхности по­чвы промоин, ложбин и оврагов затрудняет обработку земель и сни­жает производительность почвообрабатывающей и уборочной тех­ники. Эрозия почвы, а следовательно, разрушение мест обитания растений и животных в биогеоценозах приводят к нарушению сло­жившегося биологического равновесия в природных комплексах.

Следует, однако, отметить, что ускоренная эрозия не является неотвратимым процессом. Высокий уровень агротехники обеспе­чивает своевременное проведение комплексной защиты от эрозии.

Факторы проявления эрозионных процессов

рельеф. Чередование плоских равнин и возвышенностей в результате деятельности ледников. Новогрудок –330м, Минск – 350 м, Гродненская обл. 200-250м

климат . 3 климатические зоны (северная, Центральная и Южная)

Почвенный покров и почвообразующие породы (плоскостная на суглинках, ветровая на торфяниках) Северная и Центральная части – водная эрозия, Южная –ветровая эрозия

растительность,

Борьба с эрозией почвы.

Эрозия возникает в результате нерациональной хозяйственной деятельности, неправильного использования земельных угодий, низкой агротехники в некоторых хозяйствах. Выпас животных без соблюдения нормы стравливания и нагрузки скота по склонам балок И оврагов, вспашка почвы и междурядные обработки вдоль склонов, непродуманное строительство дорог и т.д. на фоне древней эрозии способствуют появлению и быстрому росту новых ее очагов.

Смыв и размыв земель приводят к заиливанию водоемов, обме­лению рек, засорению оросительной сети. Потери несут также рыб­ное хозяйство, транспорт, энергохозяйство. Урон в сельском хозяй­стве от засухи, болезней растений и животных и т.д. значительно меньше, чем от эрозии почвы.

Борьба с этим явлением - одно из ведущих звеньев высокой культуры земледелия. Для каждой природной зоны в соответствии с ее физико-гео­графическими условиями (почва, климат, рельеф) разработаны си­стемы земледелия. Успех защиты от эрозии во многом зависит от соблюдения основных правил агротехники, применяемых в конк­ретном районе, и от характера использования земли.

В районах распространения ветровой эрозии необходимы по­чвозащитные севообороты с полосным размещением посевов и па­ров, кулисы, залужение сильноэродированных земель, буферные полосы из многолетних трав, внесение удобрений, снегоза­держание, закрепление и облесение песков и других непригодных для сельскохозяйственного использования земель, регулирование пастьбы скота, выращивание полезащитных лесных полос, а также

безотвальная обработка почвы с оставлением стерни на ее поверх­ности.

В зонах развития водной эрозии обработку почвы и посев сельс­кохозяйственных культур следует проводить поперек склона, при­менять контурную и гребнистую вспашку, углубление пахотного слоя, щелевание и другие способы обработки, уменьшающие сток поверхностных вод; обязательны почвозащитные севообороты, по­лосное размещение сельскохозяйственных культур, залужение кру­тых склонов, внесение удобрений, выращивание полезащитных и противоэрозионных лесных полос, облесение оврагов, балок, пес­ков, берегов рек и водоемов, строительство противоэрозионных гидротехнических сооружений (перепады, пруды, террасирование, обвалование вершин оврагов и др.).

В горных районах необходимы противоселевые сооружения, террасирование, облесение и залужение склонов, конусов выноса, регулирование выпаса скота, сохранение горных лесов.

Все перечисленные мероприятия принято делить на группы: организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиора­тивные и гидротехнические.

Для практического осуществления противоэрозионных работ прежде всего требуется проведение ряда организационно-хозяй­ственных мероприятий. К ним относится правильная организация территории. В колхозах и совхозах выделяют площади, в различной степени подверженные водной и ветровой эрозии, составляют почвенно-эрозионные планы, на которые наносят категории земель, подверженных водной и ветровой эрозии, для дифференцирован­ного применения противоэрозионных мер.

В США в борьбе с водной эрозией широко и успешно приме­няют обработку почвы вдоль горизонталей или контурное земле­делие, что позволило повысить урожайность ведущих культур - ку­курузы, хлопчатника, картофеля и др. Контурное земледелие на склонах небольшой крутизны обеспечивает сохранение влаги, ох­рану почвы от смыва, повышение ее плодородия. При этом допус­кается некоторое отклонение от горизонталей в случае их сильной извитости.

Задержанию осадков и переводу поверхностного стока во внутрипочвенный способствует углубление пахотного слоя. В ре­зультате этого приема поверхностный сток сократился в нашей стране примерно на 25 %, что уменьшило разрушительное действие талых и дождевых вод.

Особо важную роль в защите почвы как от склонового стока, так и от ливней играет растительный покров.

Высокая плотность растительности обеспечивает также равно­мерное распределение снега на полях. Корневая система растений обусловливает противоэрозионную устойчивость, оструктуривание почвы. Отмершие части растений, их опад также способствуют снижению стока и, кроме того, улучшению жизнедеятельности микро­флоры и мезофауны, усилению биологической активности почвы.

Наиболее надежно закрепляют почву многолетние бобово-злаковые травосмеси. Они улучшают физические свойства почвы, а также обогащают ее азотом, фосфором, кальцием. Клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых трав, увеличивают со­держание в почве азота фиксацией его из воздуха. Вместе с тем нельзя отрицать значения однолетних культур в борьбе с эрозией, хотя они слабее противостоят ей и обладают меньшей способнос­тью восстанавливать плодородие эродированных земель.

Все культуры по их противоэрозионным свойствам можно раз­делить на три группы. К первой группе, наиболее хорошо защища­ющей почву от эрозии, относятся многолетние трапы, ко второй - однолетние культуры, которые значительно уступают им в этом от­ношении. Наиболее слабое защитное действие оказывают пропаш­ные культуры, а в определенных случаях, если они размещены вдоль склона, могут способствовать усилению стока и тем самым - эрозии.

Принято считать, что по сравнению со смывом почвы под мно­голетними травами смыв ее под зерновыми выше в 4-5 раз, а под пропашными - в 25 раз. Из однолетних культур сравнительно хо­рошо защищают почву озимые, так как весной и осенью они фор­мируют устойчивый к эрозии растительный покров. Однако и про­пашные во второй половине лета и ранней осенью обеспечивают высокое проективное покрытие и в это время надежно предохраня­ют почву от эрозии. На склонах эффективно создание буферных полос поперек склона из той же культуры, но при увеличенной дозе удобрений и повышенной норме высева, регулирование снеготая­ния полосным прикатыванием и др.

К противоэрозионным относятся и другие приемы: безотвальная обработка почвы с сохранением стерни, обвалование и бороздование зяби, кротование, щелевание, мульчирование соломой из рас­чета 1-2 т/га. На каждую тонну соломы следует вносить 10 кг азота. Мульчирование почвы на склонах некондиционной соломой в дозе 1-3 т/га снижает эрозию в 3-5 раз. Мульча также уменьшает глуби­ну промерзания почвы, а значит, способствует ранневесеннему по­глощению стока, ослаблению смыва и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

На эродируемых почвах важное значение имеет создание вет­роустойчивого поверхностного слоя. Для этого используют спе­циальные стерневые сеялки, применяют полосное размещение сельскохозяйственных культур и трав.

Применение противоэрозионных орудий обеспечивает сохра­нение стерни на поверхности почвы, способствует задержанию сне­га на полях, улучшению структуры почвы и резкому снижению вет­ровой эрозии. Устойчивая к выдуванию почва имеет в верхнем 5-сантиметровом слое 60 % частиц размером более 1 мм и сохраняется даже при скорости ветра 12,5 м/с на высоте 0,5 м.

На почвах, подверженных дефляции (выдуванию), особенно оп­равдали себя почвозащитные севообороты с посевом буферных по­лос из многолетних трав. На песчаных почвах площадь под много­летними травами следует доводить до 50 %. На менее дефлируемых почвах целесообразно ими занимать 30 % пашни.

Создание кулис из высокостебельных растений (подсолнечник, кукуруза) улучшает снегораспределение на полях, снижает эродирующую энергию отдельных струй воды, т.е. уменьшает эро­зию почвы в целом.

На зяби для сокращения эрозионных процессов нужно создавать снежные валы поперек склона.

Следует также указать на большую эффективность внесения удобрений на эродируемых землях, так как в результате применения всего комплекса противоэрозионных мероприятий резко сни­жается смыв почвы, а следовательно, и внесенных в нее питатель­ных веществ.

В борьбе с водной и ирригационной эрозией эффективно щелевание, способствующее повышению водопроницаемости тяжелых почв. Другой путь - использование дождевальных машин с низкой и средней интенсивностью дождя (до 0,3 мм/мин). Это дает воз­можность увеличить поливную норму до 700-800м 3 воды на 1 га без формирования поверхностного стока, экономить воду, избежать за­соления и снижения плодородия почв.

Важным звеном противоэрозионного комплекса является также лесомели­орация.

ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЗАСОЛЕНИЯ, ПОДКИСЛЕНИЯ И ЗАБОЛАЧИВАНИЯ

Указанные процессы способствуют резкому нарушению нор­мального функционирования системы почва - растение.

Засоление почвы - накопление растворимых солей и обменного натрия в концентрациях, не допустимых для нормального роста и развития растений. Среди засоленных почв различают солончако­вые с высокой концентрацией растворимых солей; солонцеватые, содержащие более 5-10 % обменного натрия; солончаки и солон­цы. Даже при слабом засолении урожайность кукурузы, например, уменьшается на 40-50 %, пшеницы - на 50-60 %.

Ежегодно на земном шаре вследствие засоления выходит из обо­рота 200-300 тыс. га орошаемых земель. Засоленные земли необходимо промывать пресной водой, но при этом возникает другая проблема - сброса засоленных промы­вочных вод, которые образуют громадные соленые болота-соры. Сбрасываемые воды насыщены удобрениями, пестицидами и дефо­лиантами, токсичными для человека и животных.

Один из факторов засоления - ветер. Он захватывает соленую пыль и переносит ее на большие расстояния в глубь континентов. Подобное явление наблюдается в Приаралье, где ветром усиливает­ся вынос солей и пыли с осушенного дна моря и их перенос на тер­риторию региона.

Засоление почвы возможно при неправильной агротехнике, выворачивании на поверхность засоленных слоев, чрезмерной нагруз­ке скота на пастбищах. Причиной засоления почвы могут быть сами поливные воды, если они содержат повышенные концентрации ра­створимых солей.

Отмечены случаи накопления легкорастворимых солей (до 500 кг на 1 га) под влиянием галофитной растительности.

Наиболее часто засоление происходит вследствие обогащения почвы солями, которые содержатся в грунтовых водах. Одновре­менно с повышением их уровня происходит подъем влаги по капил­лярам в зону ризосферы, где и накапливаются соли по мере испаре­ния воды в ней. Чем суше климат и чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, тем в большей степени выражен этот про­цесс, тем сильнее проявляется токсичность солей по отношению к растениям. Повышенное содержание солей в почве вызывает уве­личение осмотического давления почвенного раствора, что затруд­няет водоснабжение растений, они хронически голодают, их рост ос­лабляется. Это прежде всего сказывается на корневой системе, кото­рая теряет тургор и погибает. Особенно опасен для растений карбо­нат натрия. Если в почве обменного натрия содержится 10-15 % емкости поглощения, состояние растений оказывается угнетенным, при содержании его в пределах 20-35 % угнетение очень сильное.

При увеличенных нормах полива, потерях оросительной воды из каналов также повышается уровень грунтовых вод. Процесс, когда соленакопление в почве происходит в результате нарушения режи­ма полива и фильтрации воды в оросительных каналах, называется вторичным засолением.

В качестве профилактической меры борьбы с вторичным за­солением необходим дренаж территории с использованием гон­чарных, пластмассовых и других труб, укладываемых на глубину 1.0-1,8 м с расстоянием между дренами от 5 до 15м. Полив дожде­вальными машинами с низкой и средней интенсивностью дождя (до 0,3 мм/мин) также безопасен в этом отношении. Перспективны внутрипочвенное, капельное, мелкодисперсное и импульсное оро­шение. Общее достоинство этих способов - экономия воды. Так, при внутрипочвенном орошении норму полива можно снизить до 100-300 м 3 /га. Расход воды при импульсном дождевании составляет всего 0,01 мм/мин. В связи с малыми нормами орошения вероят­ность засоления и заболачивания уменьшается. Важное достоин­ство новых способов полива - снижение испарения с поверхности почвы, а при мелкодисперсном - и транспирации. При капельном орошении вода в виде капли подается непосредственно к корням, Применение указанных способов полива предотвращает ирригационную эрозию, поэтому их можно использовать на склонах.

Создание лесных полос по каналам также обеспечивает посто­янство уровня грунтовых вод, так как деревья перехватывают и транспирируют фильтрующуюся воду, выполняя роль биологи­ческого дренажа. Для удаления солей из почвы применяют про­мывку пресными водами.

При увеличении кислотности почвы (рН ниже 7) также сни­жается ее продуктивность: возрастает концентрация подвижного алюминия и одновременно уменьшается содержание питательных веществ. Подкисление зависит от поглотительной способности, гранулометрического состава, водопроницаемости, биологической активности почвы и содержания гумуса в ней. Физиологически кислые азотные удобрения усиливают кислотность почвы. Поэтому на таких землях рекомендуются известкование и внесение удобре­ний, богатых кальцием. Без применения извести эффективность удобрений снижается.

Переувлажнение почвы, ведущее к заболачиванию, широко рас­пространено в ряде районов Нечерноземной зоны, а также наблю­дается и в других районах вблизи каналов, водохранилищ и незатампонированных артезианских скважин. На земном шаре забола­чиванию и затоплению подвержено около 8 % суши.

Для осушения заболоченных земель устраивают щелевые дрены, нарезаемые в грунте. На тяжелых землях дрены создают с помощью кротовых плугов. На Дальнем Востоке применяют комплексный дренаж, представляющий собой сочетание трубчатых дрен с сетью кротовин. Из других профилактических мер эффективны опти­мальный способ полива и строгое соблюдение режима орошения сельскохозяйственных культур. Закрытый дренаж имеет преиму­щество перед открытой осушительной сетью, так как в этом случае не теряется полезная площадь.

Однако осушение следует проводить в разумных пределах. Сни­жение уровня грунтовых вод при осушении болот более чем на 1,5 м от поверхности почвы способствует быстрому окислению торфа и выносу питательных веществ в дренажные канавы. При дальней­шем понижении их уровня происходит отрыв корнеобитаемого го­ризонта от капиллярной каймы, что приводит к гибели лесов.

Освоение новых земель надо вести с учетом охраны природы. Иногда еще бытует мнение, что болота наносят большой вред, по­этому необходимо их осушать. Однако следует помнить, что болота выполняют важную водохозяйственную функцию, питая реки и грунтовые воды, очищая загрязненные атмосферные осадки.

Мелиорацию заболоченных земель нужно осуществлять с уче­том защиты природных ресурсов от истощения и нежелательных воздействий на природу Нечерноземной зоны. В связи с этим следу­ет уделять большое внимание экологическому контролю и широко­му обсуждению проектов.

Эрозия почв - это распространенный процесс, при котором происходит разрушение грунта и почвы потоками и струями талых, ливневых, дождевых и поливных вод или ветрами. Вред от такого воздействия огромный. Эрозия почв уже вывела 2 млрд. га угодий из сельскохозяйственного оборота, включая пахотные земли (50 млн. гектаров).

Почва является самовосстанавливающейся системой, однако, для восстановления поврежденного слоя толщиной 2,5 см потребуется 300-1000 лет.

Виды эрозии почв - это водная и воздушная (дефляция).

Эрозия образует промоины, затрудняющие обработку почвы; создает овраги, уменьшая при этом площадь земли под посевы; разрушает дороги, заливаются На верхней поверхности коротких склонов значительно уменьшается или полностью смывается черноземный слой, что влияет на урожайность.

Причины эрозии

На интенсивность возникновения эрозионных процессов очень влияет климат, рельеф местности, противоэрозийная устойчивость почвы, растительность на этих площадях, людей и другие факторы.

Эрозия почв зависит от климата, потому что эрозионные процессы усиливаются в результате резких колебаний температуры, количества и интенсивности осадков, скорости и силы ветра. От низких температур почва глубоко промерзает, а интенсивность ее оттаивания и таяния снега влияет на скорость впитывания воды в почву, что отражается на стоке воды, смыве и размыве.

Водная эрозия почв бывает овражной (струйчатой, линейной), плоскостной и поливной (ирригационной).

Если зимой со склонов снег сносится сильными ветрами, почва оголяется, промерзает и мешает впитываться талым водам. Это вызывает интенсивный сток воды.

Ветер тоже влияет на процесс водной эрозии, потому что перераспределяет снег по рельефу, сдувает его со склонов в овраги, балки и т. д.

Дефляция зависит от эрозионной начиная проявляться при скорости около 12 м/с на высоте примерно 10 м выше поверхности почвы.

Скорость ветра зависит и от растительного покрова. На безлесных просторах, в степи, скорость ветра иногда достигает 30 м/с, а в лесной зоне и лесостепи она меньше.

Осадки могут значительно ослабить ветровую эрозию, но их обилие способствует развитию водной.

На интенсивность разрушения влияет рельеф, крутизна и длина склонов, ширина водораздела. Чем длиннее и круче склон, тем большая площадь повреждена эрозией и серьезнее ее последствия.

Состояние и особенности почв отражаются на степени разрушения. Так, качественно оструктуренные, черноземные отличаются рыхлостью, водопроницаемостью, а поэтому размыв и смыв на них намного меньше.

Эрозия почв зависит от механического В природных условиях воздушной эрозии больше подвержен легкий грунт — песчаный и супесчаный. подвергаются дефляции только в разрыхленном, пыльном состоянии. Легко разрушаются ветром карбонатные почвы — каштановые и черноземные. Солонцовая почва и солонцы — ветроустойчивые.

Благодаря растительному покрову значительно уменьшается или полностью устраняется процесс развития эрозии почв. Удар дождевых капель смягчается густой растительностью, часть жидкости удерживается на листьях растений, а трава резко замедляет сток воды.

Эрозия почв снижается, если земля покрыта многолетними травами, которые защищают почву от воздействия капель дождя и от ветров, повышая водопроницаемость.

На эрозивные процессы оказывает большое влияние При повышении удельного веса площадей, засеянных пропашными культурами, увеличивается интенсивность эрозии почвы.

При чрезмерной механической обработке почвы происходит ее распыление, что усиливает как ветровую, так и водную эрозию. Уплотнение почвы вызывает проход по полю тяжелой сельскохозяйственной техники, что снижает ее водопроницаемость, увеличивает сток воды, размывает и смывает.