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.
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 изменениям 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 [ | ]
Пыль, поднятая ветром с распаханного поля. Штат Айова, США, 1890 год.
Ветровая эрозия проявляется в разрушающем действии ветра на горные породы. Она является одной из ведущих геологических агентов в изменении рельефа пустынных и полупустынных территорий, оказывает большое влияние на земли сельскохозяйственного назначения. Ветровая эрозия также является одной из основных причин деградации почв, опустынивания, запыления воздуха и ущерба сельскохозяйственным угодьям. Ветровая эрозия включает в себя дефляцию и ветровую корразию .
Дефляция представляет собой выдувание и развевание рыхлых пород - песков, лесов, вспаханных почв, возникновение пыльных бурь . Она подразделяется на два типа: площадную и соровую. Площадная дефляция охватывает значительные территории, приводя к выдуванию поверхностного слоя рыхлых пород и постепенному понижению земной поверхности. При соровой дефляции разрушительная геологическая деятельность ветра концентрируется на некоторых участках, преимущественно приуроченным к сухим логам и пухлым солончакам. В последнем случае формируются специфические дефляционные формы рельефа - дефляционные впадины («котловины выдувания », гольвеги): отрицательные формы, вытянутые по направлению господствующих ветров, последние образуются в областях развития лёссов и лёссовидных отложений.
Значительная доля геологической работы при ветровой эрозии происходит во время пыльных (песчаных) бурь . Они возникают практически повсеместно, но наиболее характерны для территорий с аридным и семиаридным климатом при слабом развитии растительности или её отсутствии. 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 годы, после освоения целины . Чаще всего пыльные бури связаны с иррациональной хозяйственной деятельностью человека, а именно - массированной распашкой земель без проведения, что приводит к активной эрозии почв.
Ветровая корразия возникает при воздействии переносимых ветром песчаных и пылеватых частиц на обнажения твёрдых горных пород. В результате ветровой шлифовки скал, камней, строений и механизмов формируются ниши выдувания , грибовидные образования и другие специфичные формы в выступах твёрдых или скальных пород .
Водная эрозия [ | ]
Водная эрозия происходит под воздействием временных потоков атмосферных вод (ливневые дожди, талые воды и т. д.).
Капельная эрозия [ | ]
Разрушение почвы ударами капель дождя. Структурные элементы (комочки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разбрасываются в стороны. На склонах перемещение вниз происходит на большее расстояние. Падая, частички почвы попадают на плёнку воды, что способствует их дальнейшему перемещению. Этот вид водной эрозии приобретает особое значение во влажных тропиках и субтропиках
Плоскостная эрозия [ | ]
Под плоскостной (поверхностной) эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.
Поверхностная эрозия приводит к образованию и, а в более крупных масштабах - делювиальных отложений .
Линейная эрозия [ | ]
В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов , балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.
Смытый материал отлагается обычно в виде конусов выноса и формирует пролювиальные отложения .
Виды линейной эрозии [ | ]
В каждом постоянном и временном водотоке (реке , овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы - боковая.
Механизм водной эрозии [ | ]
Химическое воздействие поверхностных вод, к которым относятся и воды рек, минимально. Основной причиной эрозии является механическое воздействие на горные породы воды и переносимых ею обломков, ранее разрушенных пород. При наличии в воде обломков эрозия резко усиливается. Чем больше скорость течения, тем более крупные обломки переносятся, и тем интенсивнее идут эрозионные процессы.
Оценить устойчивость почвы или грунта к действию водного потока можно по критическим скоростям :
Для почв и полидисперсных грунтов понятие неразмывающей скорости не имеет физического смысла, поскольку даже при самых низких скоростях происходит вынос наиболее мелких частиц. При турбулентном потоке отрыв частиц происходит при максимальных пульсационных скоростях, поэтому увеличение амплитуды колебания скорости потока вызывает уменьшение критических скоростей для данного грунта.
Эрозия техногенного происхождения [ | ]
Решающим фактором стабилизации грунтов и защиты почв от всех видов эрозии является растительный покров. Деревья и кустарники, травостой с развитой корневой системой эффективно снижают скорость приповерхностных воздушных потоков при ветре, обеспечивают поглощение энергии падающих капель при дожде и диссипацию водных потоков на поверхности.
Поэтому, при воздействиях техногенного характера, связанных с обнажением почв, например, грунтовых работах при строительстве, разработке карьеров, устройстве шламохранилищ и т. д., возникает опасность резкого роста объёма почвопотерь с эрозией . Например, при устройстве пахотного поля на тяжелосуглинистой опесчаненной почве при крутизне склона 10°, скорость эрозии возрастает в 50-250 раз (по сравнению с травяным покровом), и в 7000-35000 раз (по сравнению заросшим лесом участком) . При отсутствии противоэрозионных мероприятий, почвопотери могут составлять 1-10 см в год. Формы водной эрозии (капельная, поверхностная и линейная) различаются по влиянию почвопотери. На тестовом склоне (песчаная почва, уклон 11°) почвопотери распределились в пропорции 1:20:950 . При увеличении процента илистых частиц склонность к эрозии возрастает.
Эрозия почв является значимым фактором риска при реализации инфраструктурных, строительных и сельскохозяйственных проектов, поэтому после проведения грунтовых работ рекомендуется немедленно применять травосеяние («залужение») для восстановления поврежденной поверхности и укрепления склонов . Для обеспечения достаточной защиты почвогрунта в период между травосеянием и получением устойчивого растительного покрова, вместе с посевом часто наносится защитное покрытие: вручную - биоматы, механически - гидромульчирование /гидропосев .
Распространение эрозии [ | ]
Процессы эрозии распространены на Земле повсеместно. Ветровая эрозия преобладает в условиях аридного климата, водная эрозия - в условиях гумидного климата.
Борьба с эрозией почв [ | ]
Для предотвращения эрозии почв обеспечивается правильное для данной географической зоны и местности соотношение угодий (пашни, леса, луга), тщательность обработки почвы и также её удобрение и смену культур, смену пара и посева, чтобы плодородие почвы возрастало, чтобы культурный горизонт почвы увеличивался и обогащался, а не уменьшался и не выщелачивался, не смывался и не выдувался .
См. также [ | ]
Примечания [ | ]
- // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
- Яндекс.Картинки (рус.) . yandex.ru. Проверено 17 июля 2017.
- ПОЧВЫ. Термины и определения. УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354
- Ветровая эрозия // Геологический словарь: [в 3 т.] / гл. ред. О. В. Петров . - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб. : ВСЕГЕИ , 2010. - Т. 1. А − Й. - ISBN 978-5-93761-171-0 .
Термин «эрозия почв» происходит от латинского слова - разъединение, разрушение.
В зависимости от факторов, обуславливающих развитие эрозии, выделяют два типа эрозии - водную и ветровую.
Водная эрозия от стока талых и дождевых вод при определенном сочетании условий проявляется на склонах более 10 и даже при уклоне 0,3-0,50.
Степень развития водной эрозии определяется природными и антропогенными факторами. К их числу относятся климат, рельеф, растительный покров, гранулометрический состав.
Климат. Из климатических особенностей наибольшее значение для проявления эрозии имеют осадки и характер их выпадения. При выпадении одного и того же количества осадков за более короткое время эрозия возрастает.
Рельеф местности - один из важнейших факторов развития водной эрозии. От особенностей рельефа во многом зависит размер и скорость поверхностного стока и, следовательно, скорость разрушения и сноса почвы. Важнейшими характеристиками рельефа от которых зависит эрозия почвы, является крутизна, длина, форма и экспозиция склонов.
Растительный покров уменьшает или полностью предупреждает развитие эрозии. Сельскохозяйственные культуры по разному защищают почву от ливней. Наименьшую почвозащитную эффективность имеют пропашные культуры, затем идут горох, ячмень, овес. Пшеница и рожь лучше защищают почву от эрозии, чем ячмень и овес, значительно более мощным почвозащитным воздействием, чем зерновые, характеризуются посевы трав.
Гранулометрический состав почвы оказывает существенное влияние на устойчивость ее к эрозии. С увеличением размеров частиц почвы ее противоэрозионная устойчивость обычно падает. В большой степени поддаются смыву суглинистые и глинистые бесструктурные почвы. Они плохо пропускают воду, легко заплывают, образуя корку. С таких почв стекает до 70% дождевой и до 90…100% талой воды. Песчаные и супесчаные почвы, имея более высокую водопроницаемость, в меньшей степени подвержены эрозии.
Ветровая эрозия (дефляция) - выдувание почвы, снос и отложение продуктов ее разрушения. Возникновение ветровой эрозии связано с действием воздушных потоков на частицы почвы, которые приходят в движение. Она происходит в том случае, когда скорость ветра достигает значения, при котором его разрушительная сила превышает силу противодефляционной устойчивости почвы. Наиболее легко по поверхности перемещаются почвенные агрегаты размером 0,1…0,5 мм в диаметре.
Факторы ветровой эрозии - климат, рельеф местности, растительность, свойства почв.
Из климатических факторов ветровая эрозия тесно связана с количеством осадков и температурой. С ростом засушливости климата и уменьшением влажности дефляция почв возрастает.
Рельеф. В отличие от водной эрозии ветровая эрозия наблюдается как на склонах, так и на совершенно выровненных участках. Ветер разносит продукты эрозии в различном направлении и даже вверх по склону. Однако в первую очередь ветровой эрозии подвергаются выпуклые участки поверхности и ветроударные склоны.
Растительность является самым мощным фактором, противодействующим ветровой эрозии. На почвах, покрытых целинной растительностью, ветровая эрозия практически отсутствует.
Ветровой эрозии на торфяных почвах чаще всего подвергаются поля пропашных культур, в меньшей степени яровых зерновых, еще меньше озимых. Многолетние травы надежно защищают почву от ветровой эрозии.
Почва. Существенное воздействие на возникновение и развитие ветровой эрозии оказывает гранулометрический состав почвы. В естественном состоянии выдуванию подвергаются почвы, легкие по гранулометрическому составу - пески и супеси. Тяжелые почвы выдуваются только после разрыхления распашкой.
Легко поддаются выдуванию торфяные почвы. Пороговая скорость ветра сильно зависит от структуры почвы. Чем лучше почвенная структура, тем больше почва содержит зернистых и мелкокомковатых отдельностей и меньше пылеватых, тогда как в бесструктурной почве преобладают пылеватые частицы.
Вред, причиняемый эрозией. Водная эрозия наносит большой вред сельскому и в целом народному хозяйству. Вследствие смыва водой безвозвратно теряются самые плодородные слои почвы и вымываются в реки и моря огромное количество элементов питания растений. Резко ухудшаются водно-физические свойства почвы, что значительно сокращает их способность быстро поглощать и удерживать воду осадков. В связи с этим на склонах со смытыми почвами поверхностный сток бывает большим, особенно при выпадении ливней.
В нашей республики с 1 га пашни ежегодно смывается 180…200 кг гумуса, что равноценно потере 4 т органических удобрений. Если принять запасы влаги и гумуса на равнине за 100%, то на слабо смытых почвах они составляют 87 и 81 %, на среднесмытых- 80 и 61% и сильно смытых (по гумусу) только 43 %.
Вследствие потери почвой гумуса, питательных веществ и ухудшения физических свойств, происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур. В большинстве случаев урожаи снижаются на слабосмытых почвах на 10…30 %, среднесмытых - на 30…50% и на сильносмытых 50…70%.
В результате эрозии происходит не только количественное снижение урожая, но и ухудшается его качество, уменьшается абсолютная масса и изменяется его биохимический состав. Наибольшее уменьшение абсолютной массы зерна наблюдается в засушливые годы, а наименьшее - во влажные.
В связи с тем, что на эродированных почвах сомкнутость культурных растений бывает уменьшена, создаются благоприятные условия для развития сорняков. На среднесмытых почвах засоренность полей в 2-4 раза больше чем на несмытых.
Огромный вред народному хозяйству наносят овраги. Они разрушают пахотные земли, пастбища, сенокосы.
Различают естественную и ускоренную (антропогенную) эрозии почв. Естественная эрозия протекает очень медленно, и в ходе ее плодородие почв не снижается. Ускоренная эрозия почв вызвана нерациональной хозяйственной деятельностью человека, в результате которой активизируются и усиливаются естественные эрозии (неправильная обработка и орошение почвы, чрезмерное внесение в нее удобрений, бесконтрольный выпас скота, вырубка лесов, осушение болот и т.п.) Существует два основных вида эрозии почв: ветровая и водная эрозии.
Ветровая эрозия (дефляция) почв - выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Наиболее сильные и продолжительные ветра перерастают в пыльные (черные) бури. За несколько дней они способны полностью снести верхний плодородный слой почвы мощностью до 30см. Пыльные бури загрязняют водоемы, атмосферу, негативно влияют на человеческое здоровье. Сейчас самым большим источником пыли являются высохшие земли Аральского моря.
Водная эрозия почв - разрушение и смыв почвы под действием водных потоков. Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Вода, стекая, образует промоины и овраги, вымывает из земли органические и минеральные вещества. Это приводит к потере плодородия почвы, образованию оврагов. В оврагах невозможна никакая сельскохозяйственная деятельность. Подсчитано, что площадь оврагов на территории стран СНГ составляет 9 млн. га и продолжает увеличиваться. Поле подверженное водной эрозии теряет за год 7-13 т/га наиболее плодородной почвы.
Эрозия почв - процесс разрушения почвенного профиля под действием воды (водная эрозия) и ветра (ветровая эрозия, или дефляция).
Геологическая (нормальная) эрозия протекает в естественных условиях в результате процессов выветривания и денудации. При этом почвенный профиль восстанавливается в ходе почвообразования.
Антропогенная эрозия связана с деятельностью человека. Ее называют также ускоренной – в связи с повышенной интенсивностью, приводящей к частичному нарушению или полному уничтожению почвенного профиля.
Водная эрозия подразделяется на поверхностную и линейную, или овражную.
Поверхностная эрозия - смыв верхнего горизонта почв под действием стекающих по склону дождевых и талых вод. Она сочетает разрушающее действие дождевых капель и поверхностного стока дождевых и талых вод. Дождевые капли обладают более высокой кинетической энергией, чем поверхностный сток дождевых и талых вод. Смыв почвы при плоскостной эрозии преимущественно осуществляется небольшими струйчатыми потоками. Следы эрозии на поле исчезают после обычной обработки. Поверхностная эрозия приводит к постепенному ухудшению свойств почв из-за смыва верхних, наиболее плодородных горизонтов.
Линейная, или овражная эрозия - размыв почвы в глубину и ширину более мощными струйными потоками, приводящими к образованию струйчатых размывов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвенного профиля.
По отношению к материнской форме рельефа, например, к балке, размывы бывают: донными, идущими по дну (тальвегу) балки; вершинными, выходящими на водораздел по продолжению тальвега; склоновыми (размыв склонов балки под углом к тальвегу).
В зависимости от стадии развития среди склоновых и вершинных размывов выделяют водороины, промоины и овраги.
Водороины - размывы глубиной 0,2-0,6 м. Обычно они формируются по бороздам при обработках почв вдоль склона. Водороины можно выравнивать вспашкой.
Промоины - размывы глубиной 0,5-0,3 м, шириной 0,5-8 м. Они захватывают не только почву, но и почвообразующую породу и непроходимы для обычной техники. Для засыпки промоины необходимо привозить грунт.
Овраг - размыв, выработавший свой собственный (вогнутый или ступенчатый) продольный профиль, не совпадающий с профилем склона. Глубина оврагов на Русской равнине может достигать 30 м, а ширина - 50 м. Преобладающая часть оврагов относится к коротким - до 0,5 км, меньше средних - 0,5-2 км и еще меньше длинных оврагов - 2-5 км.
Среди донных размывов различают вымоины (начальная стадия размыва), донные промоины и
донные овраги.
В процессе развития оврагов выделяют три стадии: врезания, выработки продольного профиля равновесия и затухания.
Ирригационная эрозия - смыв почвы на склонах при орошении. Ее интенсивность зависит от способа орошения. Бороздковый полив применяют при орошении кукурузы, томатов, сахарной свеклы, хлопчатника. Ширина междурядий на посевах этих культур составляет 0,6-0,9 м, а ширина водного потока в поливной борозде - до 0,2 м. Потери почвы за один полив могут достигать 100 т/га (М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов, 1996) из-за повышенной скорости водного потока. Полив по полосам применяют при орошении трав и зерновых культур. Ширина полос водного потока измеряется единицами метров, поэтому скорость течения воды значительно меньше, чем в бороздах, и эрозия проявляется слабее. При поливе по чекам (орошение риса) ирригационная эрозия еще слабее или практически не выражена из-за отсутствия уклонов чеков. Дождевание используют при поливе всех сельскохозяйственных культур. Поверхностный сток и эрозия почв при дождевании возникают в том случае, когда его интенсивность превышает интенсивность впитывания воды почвой.
Интенсивность ускоренной водной эрозии оценивается по количеству смываемого мелкозема и приросту оврагов. Градации интенсивности эрозии по М.Н. Заславскому:
Для поверхностной эрозии
Смыв почвы Среднегодовой смыв, т/га в год
Незначительный смыв 0,5
Слабый 0,5-1,0
Средний 1,0-5
Сильный 5-10
Очень сильный более 10
Для линейной эрозии
Интенсивность Среднегодовой прирост оврагов, м
Слабая Менее 0,5
Средняя 0,5-1,0
Сильная 1,0-2,0
Очень сильная 2-5
Чрезвычайно сильная более 5
Водная эрозия имеет широкое распространение. Она проявляется практически во всех областях, где имеются уклоны более 1,5°, за исключением полупустынной и пустынной зон с небольшим количеством осадков и малоснежными зимами. Почвы, подверженные поверхностной эрозии, называются смытыми, или эродированными. Они подразделяются по степени эродированности в зависимости от мощности смытого слоя на слабо-, средне- и сильноэродированные, или смытые. В нижних частях склонов выделяют намытые почвы.
Плодородие почв снижается по мере увеличения степени смыва. Подсчитано, что на слабосмытых почвах недобор урожая в среднем составляет 10-20%, на среднесмытых - 40-60, а на сильносмытых - 80% и более. Это связано с потерей гумуса и элементов питания, снижением биологической активности, ухудшением структуры и других свойств почв.
Почва, смываемая с полей, откладывается в прудах, озерах, водохранилищах, попадает в каналы и реки. Заиливание водоемов и повышение мутности воды в реках резко ухудшает экологическую ситуацию, работу систем водоснабжения и водного транспорта. При стоке воды и смыве почвы с пашни отчуждаются от 10 до 30% вносимых удобрений и пестицидов, которые еще в большей степени ухудшают экологическое состояние и качество воды в реках и водоемах. При смыве и дефляции почв происходит перераспределение радионуклидов тяжелых металлов, и образуются новые загрязненные очаги их распространения.
Овражная эрозия приводит к нарушению дорожной сети, изменяет размеры полей, сокращает площади сельскохозяйственных угодий. Только в черноземной зоне России ежегодно овраги "съедают" до 70-80 га земли (Кузнецов М.С., 1996).
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 делят 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 или 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 струёй воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубоких струйчатые размывы (до 20-5 см) и промоины (глубиной от 0,3-05 до 1-1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводит к 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 мелкозёма, 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 защиты почв.
Ветровая эрозия (дефляция) – процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переносится ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по поверхности. Различают пыльные (чёрные) бури и повседневную (местную) дефляцию.
Пыльные бури 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, сотни и даже тысячи километров.
Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и позёмки. При верховой эрозии и частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, а при позёмке 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, чернозёмной, каштановой, в земледельческих районах таёжно-лесной зоны, в горных областях.
Ветровая эрозия распространена преимущественно 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 или сдутости.
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 влагоёмкости 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 водоёмов, нарушению дорожной сети и т. д.
В конечном счёте, 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).
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.