Эрозия почв

 

ВВЕДЕНИЕ

 В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т. д.), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя, трофических цепей в природе, биокруговорота веществ и другие.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший  компонент биосферы Земли. Именно почвенная  оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

 Важнейшее  значение почв состоит в аккумулировании  органического вещества, различных  химических элементов, а также  энергии. Почвенный покров выполняет  функции биологического поглотителя,  разрушителя и нейтрализатора  различных загрязнений. Если это  звено биосферы будет разрушено,  то сложившееся функционирование  биосферы необратимо нарушится.  Именно поэтому чрезвычайно важно  изучение глобального биохимического  значения почвенного покрова,  его современного состояния и  изменения под влиянием антропогенной  деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эрозия(1)(от лат. erosio — разъедание) — разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

 Эрозия почвы разрушение  и снос верхних наиболее плодородных  горизонтов почвы в результате  действия воды и ветра.

 Часто, особенно в  зарубежной литературе, под эрозией  понимают любую разрушительную  деятельность геологических сил,  таких, как морской прибой, ледники,  гравитация; в таком случае эрозия  выступает синонимом денудации.  Для них, однако, существуют и  специальные термины: абразия  (волновая эрозия), экзарация (ледниковая  эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция  и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием  ветровая эрозия, но последнее  гораздо более распространено.(3)

 По скорости развития  эрозию делят на нормальную  и ускоренную. Нормальная имеет  место всегда при наличии сколько-либо  выраженного стока, протекает  медленнее почвообразования и  не приводит к заметным изменением  уровня и формы земной поверхности.  Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв  и сопровождается заметным изменением  рельефа.

 

 По причинам выделяют  естественную и антропогенную  эрозию. Следует отметить, что антропогенная  эрозия не всегда является  ускоренной, и наоборот.

 
 
 Ветровая эрозия (дефляция)

 
 Это разрушающее действие  ветра: развевание песков, лёссов, вспаханных почв, возбуждение пыльных  бурь, шлифовка скал, камней, строений, механизмов несомыми твердыми  частицами, поднятыми силой ветра.  Разделяется на два типа: повседневная, пыльные бурию

 Начало пыльной бури  связано с определенными скоростями  ветра, однако из-за того, что  летящие частицы вызывают цепную  реакцию отрыва новых частиц, окончание её происходит при  скоростях существенно меньших.

 Наиболее сильные бури  имели место в США в 1930-е  годы (Пыльный котёл) и в СССР  в 1960-е после освоения целины  и связаны с нерациональной  хозяйственной деятельностью человека: массированной распашкой земель  без проведения почвозащитных  мероприятий.

 Выделяют и специфические  дефляционные формы рельефа —  котловины выдувания — отрицательные  формы, вытянутые по направлению  господствующих ветров.(1)

 Борьба с ветровой  эрозией

 
 Ветровая эрозия – одно  из наиболее значимых факторов, отрицательно влияющих на качество  полей. Самыми незащищенными в  этом плане являются гладкие,  рыхлые с мелкими гранулами  почвы. Ветер, дующий на высоте 30 см со скоростью 6м/час, заставляет  почву двигаться. Любые меры направленные на снижение скорости ветра над поверхностью почвы, позитивно скажутся на ее состоянии.

 Пожнивные остатки  – самый простой и надежный  способ снижения ветровой эрозии. Растительный материал улавливает  движущиеся частицы почвы и  ограничивает их лавинообразный  эффект.

 Минимальная технология  обработки почвы, при которой  на поверхности остаются пожнивные  остатки, снижает ветровую эрозию  и предотвращает измельчение  почвы до пылеобразного состояния.  Стоячие растительные остатки  более эффективные при замедлении  скорости ветра по сравнению  с лежащими.(1)

 Водная эрозия почвы. Защита  от водной эрозии

 
 Развитие современной водной  эрозии почв на сельскохозяйственных  угодьях обусловливается нарушением  устойчивого водного режима в  процессе эксплуатации земли.  Устранить условия, способствующие  проявлению эрозии почв, можно  путем ослабления концентрации  водных потоков и замедления  поверхностного стока путем: увеличения  поглотительной и инфильтрационной  способности почвы, задержания  осадков на месте выпадения,  отвода или безопасного сброса  необходимого количества воды  в гидрографическую сеть.

 Для успешной борьбы  с водной эрозией почв на  землях, занятых в сельскохозяйственном  производстве, необходима комплексная  система мероприятий, позволяющих  использовать воды поверхностного  стока для увлажнения полей  и прекращения развития эрозионных  процессов. 

 Эффективная защита  почв от водной эрозии возможна  при плановом и систематическом  внедрении комплекса противоэрозионных  мероприятий, разработанного с  учетом конкретных природно-экономических  условий каждого района или  хозяйства.

 Важнейшие элементы  системы мероприятий по защите  почв от водной эрозии: — правильная  организация территории, создающая  предпосылки для эффективного  применения средств борьбы с  эрозией; — противоэрозионная  агротехника, обеспечивающая повседневную  защиту почв и повышение их  плодородия; — лесомелиоративные  мероприятия по борьбе с эрозией  почв; — гидротехнические сооружения, предотвращающие размыв почвы.

 Борьбу с эрозией  почв начинают с подробного  изучения физико-географических  условий и экономики конкретного  района или хозяйства. В зависимости  от рельефа, почвенного покрова  и особенностей хозяйственного  использования различные угодья  в разной степени подвержены  разрушительному действию воды. Исходя из местных особенностей, составляют почвенно-эрозионный  план, на котором выделяют семь  категорий земель, в разной степени  подверженных воздействию водной  эрозии.

 В первую категорию  входят лучшие пахотные площади,  где процессы эрозии не развиты  совсем.

 Ко второй категории  относят приводораздельные части  склонов с хорошими и средними  пахотными землями, со слабо  выраженной ложбинностью. Почвы  этой категории несмытые или  очень слабо смытые и могут  использоваться под сельскохозяйственные  культуры. Сравнительно большой  сток в отдельные годы здесь  дают талые воды, ливневые осадки  — слабый, а от обычных дождей  сток отсутствует. Эти земли  нуждаются только в профилактических  противоэрозионных мероприятиях.

 В третью категорию  включают хорошие пахотные земли,  занимающие средние и частично  верхние части склонов. Эти  площади подвержены сильной эрозии, и поэтому выращивание здесь  сельскохозяйственных культур возможно  с применением интенсивных противоэрозионных  мероприятий. Главным агентом  в развитии эрозии на землях  третьей категории являются талые  воды. Ливневые осадки причиняют  вред преимущественно на угодьях,  занятых пропашными культурами, дождевой сток имеет место  сравнительно редко. Земли третьей  категории выделяют в особый  почвозащитный севооборот с сокращением  пропашных культур и с большим  участием многолетних трав.

 Земли четвертой категории  водной эрозии подвержены очень  сильно. В земледелии они могут  использоваться ограниченно, так  как требуют ведения почвозащитного  кормового лугопастбищного севооборота,  где один-два года возделывают  сельскохозяйственные культуры, а  затем на 5-10 лет землю занимают  под многолетние травы. Почвы  здесь средне-, большей частью  сильносмытые.

 В пятую категорию  включают непригодные для обработки  земли, заброшенные из-за сильного  разрушения эрозией. Эти площади  используют как сенокосы, а при  строгом нормировании выпаса  — как пастбища.

 К шестой категории  относят земли, которые могут  быть использованы только для  лесоразведения: средние и сильно  эродированные балки и балочные  ответвления, расчлененные частыми  промоинами, берега речных долин,  оползневые участки, овраги всех  типов.

 В седьмую категорию  включают неудобные земли, которые  не могут быть использованы  в сельском хозяйстве: обнажения,  обрывы, скалы.

 Выделения категорий  земли по степени подверженности  эрозии почв дает возможность  наиболее рационально и комплексно  внедрять почвозащитные мероприятия  на всех земельных угодьях  водосбора.

 

 Что такое агротехнические  противоэрозионные мероприятия?  Простым и доступным агротехническим  мероприятием по борьбе с водной  эрозией является обработка почвы  поперек склона. Она создает своеобразный  микрорельеф пашни, в результате  чего гребни, бороздки, рядки сельскохозяйственных  культур препятствуют поверхностному  стоку, способствуют проникновению  воды в почву и повышают  запасы влаги в пахотном горизонте,  предотвращают смыв.

 Часто в пределах  одного поля, пересеченного ложбинами  и балками, встречаются участки  различной крутизны и экспозиции  склонов. При таком сложном  рельефе поля необходимо правильно  наметить направление вспашки,  культивации и посева, с тем  чтобы микрорельеф максимально  способствовал предотвращению стока  и смыва. Однако с увеличением  крутизны склона только обработки  почвы поперек склона для предотвращения  развития эрозионных процессов  становится недостаточно.

 Важным средством регулирования  поверхностного стока является  углубленная пахота, которая способствует  лучшему впитыванию почвой влаги,  уменьшает поверхностный сток  и тем самым ослабляет разрушительное  действие водной эрозии. Вместе  с тем на глубоковспаханном  поле растения более длительный период могут переносить засуху и мокрую погоду, глубоко пускать корни и создавать прочный защитный покров, быть устойчивее к колебаниям температуры.

 Но сплошная глубокая  пахота значительно дороже обычной,  поэтому для борьбы с водной  эрозией разработаны методы полосного  глубокого рыхления почвы, которое  значительно уменьшает развитие  процессов смыва и повышает  урожайность сельскохозяйственных  культур.

 
 Большую роль в задержании  талых и ливневых вод может  сыграть щелевание — нарезка  поперек склонов щелей глубиной 40-50 см с расстоянием между  ними 70-180 см в зависимости от  крутизны склона. Этот прием не  препятствует механизированной  обработке и уходу за посевами, а на выгонах и пастбищах  не уничтожает естественную растительность, защищающую почву.

 Повышению накопления  влаги, регулированию стока, предотвращению  смыва способствует кротование  почвы. Для этой цели на корпусах  плуга ставят специальные кротователи,  которые на глубине 35-40 см создают  кротовины диаметром 6-8 см через  70-140 см. Кротование значительно улучшает  водопроницаемость, воздушный и  водный режим почвы, предотвращает  развитие смыва.

 Значительную роль  в борьбе с эрозией почвы  играют удобрения. Применение  органических и минеральных удобрений  в сочетании с другими агротехническими  приемами оказывает большое влияние  на почвообразовательные и биохимические  процессы. Удобренная почва способствует  лучшему развитию посеянных растений, а они надежнее защищают почву  от эрозии.(3)

 Способы борьбы с водной  эрозией

 
 Очень существенно снижают  лесополосы и испарение в жаркие  месяцы года; установлено их положительное  влияние на засоление почв, на  снижение смыва их потоками  воды. Последнее особенно важно  для степных районов. Почва  под лесом промерзает меньше, чем в открытом поле, примерно  на 20 сантиметров. Соответственно  более чем в 10 раз уменьшается  здесь и сток весенней воды. Значит, меньше и смыв почвы.  Исследования показали, что запасы  влаги в метровой толще грунта  на облесенных землях на 47 миллиметров  выше, чем на открытых, и что  лесные полосы возрастом за 50 лет поглощают талой воды в  10-12 раз больше, чем вспаханная  зябь. Что касается смыва почвы  с гектара лесной полосы, то  он равен 45 килограммам, а с  необлесенной площади – 4600. Разница  более чем в 100 раз! После  леса лучший защитник почв  от эрозии – луг. Одним из  первых экспериментально изучил  процесс ветровой эрозии Г.  Высоцкий. В 1894 году он установил  влияние состояния поверхности  почвы на скорость ветра вблизи  ее. «Если эта поверхность гладкая,  – писал он, – нижняя струя  будет двигаться наиболее быстро. Наоборот, чем шероховатее поверхность  почвы или чем гуще и выше  ее щетинистый покров, тем значительнее  коэффициент трения и тем сильнее  падение скоростей движения нижних  струй». Травы успешно защищают  почву не только от ветра,  но и от размывающего действия  воды. Облесение склонов и их  залужение – основные способы  борьбы с водной эрозией и  овражным расчленением земли.  Обычно наиболее крутые склоны  засеиваются многолетними травами.  Исследователи установили, что кукурузное  поле на склоне крутизной всего  5 градусов теряет вследствие  смыва ежегодно 245 тонн почвы на  каждом гектаре. А то же поле, засеянное травой, – всего 52 килограмма. И при этом оно накапливает  в 8 раз больше влаги! Подсчитано, что для того, чтобы вода смогла  смыть слой почвы толщиной  в 18 сантиметров с такого засеянного  травой склона, ей понадобится  10 тысяч лет. Склон, засеянный  зерновыми, потеряет эти же 18 сантиметров всего за 36 лет, кукурузное поле – за 9, а полностью лишенный растительного покрова склон (пар) – только за 5 лет.(3)