Почва - поверхностный слой суши, состоящий из последовательно расположенных пластов (горизонтов), образовавшихся в результате преобразования горных пород под воздействием ряда факторов, а именно: животного и растительного мира, микроорганизмов, рельефа, климата и, конечно же, времени. Существует и такое понятие, как «эрозия почв». Предлагаем познакомиться с ним подробнее.

Плодородие - уникальное свойство почвы

Данное природное тело обладает таким ценным качеством, как плодородие (способность обеспечивать рост и формирование растений), зависящим от запаса питательных веществ и воды. Именно это уникальное свойство почвы успешно используется человеком на протяжении десятков тысяч лет, причем все чаще во вред обеим взаимодействующим сторонам. Небрежная и безответственная деятельность обуславливает возникновение эрозии.

Понятие «эрозия»

Что такое эрозия? В переводе с латинского это слово обозначает - «разъедать», «выгрызать».

Эрозия (фото некоторых последствий которой представлены в нашей статье) - это разрушение поверхностного почвенного слоя. Конечно, данный процесс является природным, но на 60 - 80% его провоцирует и ускоряет именно людской фактор. Эрозия - это страшное явление, при котором могут быть утеряны целые регионы, приспособленные под ведение сельского хозяйства. Поэтому ее предотвращение является одной из важнейших задач, стоящих перед современным человечеством.

Виды антропогенной эрозии

Эрозия, причины которой в большинстве своем спровоцированы людской деятельностью, называется антропогенной и включает в себя следующие типы разрушения почвенного покрова:

• Механический. Заключается в обеднении плодородного слоя в результате многократной механической обработки почвы (вспашка, боронование, культивация).
• Строительный. Нарушение травяного покрова происходит вследствие строительных работ, включающих подготовку площадок под застройку и механическое воздействие на почвенный покров специализированной техникой.
• Транспортный. В данном случае на поверхностный слой происходит постоянное воздействие транспортных средств.
• Пастбищный. Массированный выпас скота вызывает ослабление травяного покрова в связи с его вытаптыванием и поеданием; трава уничтожается быстрыми темпами и не успевает восстанавливаться. В результате происходит ее отмирание, обнажение почвы и эрозия. Это негативное явление вывело из обращения 10 миллионов квадратных километров пастбищных земель при общей площади в 46 миллионов, сделав их непригодными к использованию.
• Химический. Обусловлен накоплением отдельных химических компонентов (удобрений, минеральных элементов), разрушающих структуру почвы.

Виды природной эрозии

Безжалостная нерациональная человеческая деятельность в состоянии за ограниченное время разрушить сложную и уязвимую систему, формировавшуюся на протяжении длительного периода. Вышеперечисленные виды эрозии представляют собой далеко не полный список методов воздействия людей на почвенный покров, провоцирующих и усиливающих эрозию под действием природных факторов (дождей и ветра). Рассмотрим и другие виды этого процесса.

Эрозия водная

Данный процесс обусловлен действием дождевых капель, являющихся лишь косвенной причиной смывания верхнего слоя. Основное же воздействие является следствием того, что уносимые водными потоками мелкие частицы забивают поры более крупных, а это снижает влагопоглощательную способность почвы, увеличивая ее подверженность эрозии. Плодородный слой либо смывается в расположенный рядом водоем, либо оседает в низинном месте, где скорость потока идет на спад. Если при вымывании образуется много маленьких ручейков, то эрозия называется струйной, если возникают большие русла - овражной. Особенно активно эрозия водная с образованием оврагов проявляется в период таяния снегов, причем наиболее подвергаются этому склоновые пастбища с изреженным травостоем. Расходясь веером от центрового стержня, балки, длина которых может достигать десятков километров, овраги разрушают луга и поля, прорезают дороги. Не остановленное своевременно разрушительное явление увеличивается в размерах в ширину и глубину, захватывая все больше земли, теряющей вследствие этого плодородие и превращающейся в пустыню.

Ветровая эрозия

Данный вид разрушения поверхностного слоя земли связан с рельефом местности и может наблюдаться даже на ровных площадках.

Эрозия ветровая вызвана пыльными бурями, чаще всего охватывающими легкие почвы. Верхний плодородный слой толщиной до 25 см поднимается ветром ввысь до 3 км и уносится, оседая толстым слоем далеко в других местностях. Высота наносов может достигать 2-3 метров.

Последствия

Провоцирует появление ветровой эрозии вырубка лесов в горных областях, приводящая к тому, что ставший незащищенным верхний слой почвы уносится с первыми сильными дождями. Не адаптированные к определенным климатическим условиям агротехнические приемы также способствуют разрушению поверхностного слоя. Ярким примером этому служит применение поселенцами из Европы привычных методов возделывания земель в засушливых регионах либо тропиках, спровоцировавших негативные последствия. Эрозия повлекла значительную утерю больших плодородных площадей. В Китае, казахстанской степи и североамериканских прериях стали возникать пыльные бури, уносящие с собой огромные количества плодородных почвенных слоев. Именно эти природные явления были зарегистрированы в 30-ых годах 20 века в Северной Америке при освоении Запада с помощью механизации сельского хозяйства и железнодорожного сообщения, обеспечивавшими возможность обработки огромных территорий. Ветровая эрозия спровоцировала перемещение тысяч тонн почвы, которые достигли Бостона, Чикаго, Нью-Йорка. В Новой Англии в этот период было зарегистрировано выпадение красного снега и появление черных ураганов, полностью закрывавших солнце. Многие фермеры по причине больших потерь плодородного почвенного слоя почувствовали на себе, что такое эрозия, так как были обречены на нищенское существование и поиски счастья в других регионах.

Средиземноморье и тропики, помимо сильнейших ветров, ощутили на себе мощные ливни, смывающие почву. Эрозия, последствия которой оказались ужасны, вынудила местное население приспосабливаться к обновленным условиям и возделывать земли в горах. Хотя и в тех местах верхний слой земли уносился или смывался под действием природных факторов.

В период Второй мировой войны эрозия, причины которой заключались в масштабных боевых действиях, поразила 17% всей поверхности Земли, покрытой растительностью. И по сей день эта цифра растет, неуклонно приближаясь к 23%.

Влияние эрозии на загрязнение водоемов

Эрозия распространяется с быстротой, превышающей скорость естественного образования и восстановления поверхностного слоя. Годовой прирост поврежденных почв составляет до 1,5 млн. гектаров. Снижение урожаев, происходящее вследствие уменьшения количества гумуса (около 0,62 тонн/га), доходит до 50%. Помимо ощутимого вреда на суше эрозия губительно действует на водоемы, заиливая и загрязняя их продуктами разрушения почвы, что равносильно воздействию сброса вредных промышленных отходов. В некоторых случаях за десяток лет водоемы полностью заиливаются. А это, помимо мутности воды, пагубно отражается на работе систем водоснабжения, электростанций, водного транспорта. Число наносов, перемещаемых рекой, зависит от силы почвенной эрозии и может достигать огромной величины. Наибольшей мутностью выделяются реки Янцзы и Хуанхэ (до 40 кг/м3), очистка которых требует значительных капиталовложений. При стоке воды с пашни смывается до трети вносимых удобрений, которые не только безвозвратно теряются, но и наносят огромный экологический вред, отражаясь на качестве воды. В США на очистку воды ежедневно тратится около 1 млн. долларов.

Растения как сдерживающий эрозию фактор

На торможение процессов эрозии положительное влияние оказывают растения, мелкие корни которых укрепляют почвенную структуру, придают ей водопрочность. Также они изменяют гидрологический и биологический режим почв.

Надземная часть представителей флоры сокращает смыв почвы в десятки, а то и сотни раз. От ударов дождевых капель поверхностный слой суши оберегает развитый растительный покров. Он увеличивает водонепроницаемость почвы и создает оптимальную поверхностную шероховатость, уменьшающую скорость склонового стока. Листья и стебли задерживают примерно от 20 до 53% дождевых осадков, выпадающих за год. Несколько миллиметров водных потоков задерживает лесная подстилка и мох.

Наибольшее влияние растений на противоэрозийную стойкость проявляется во время их максимального развития, а именно в летне-осенний период.

Как противостоять разрушению почв?

Борьба с эрозией включает следующие мероприятия:

• Почвозащитные севообороты, подразумевающие правильное применение агротехнических приемов и грамотное чередование возделываемых культур. К примеру, после уборки пропашных культур, слабо защищающих поверхностный слой от смыва, требуется высеивать многолетние травы, защищающие почву и обогащающие ее необходимыми микроэлементами.
• Агротехнические мероприятия, которыми может быть успешно побеждена эрозия. Это регулирование потоков талых вод, нацеленное на защиту поверхностного слоя, которое производится при помощи вспашки, культивации и посева поперек склона культур, желательно параллельно направлению горизонтальных рядов. Также на склоновых землях отвальную вспашку заменяют почвенной обработкой без оборотов пласта.
• Лесомелиоративные мероприятия, основными из которых является создание водорегулирующих лесополос в районах с малым количеством насаждений, а также вокруг водоемов и на сильноэродированных крутосклонных землях, забракованных для использования в сельском хозяйстве.
• Противоовражные мероприятия, направленные на остановку роста и закрепление действующих оврагов, перевода поверхностных стоков во внутрипочвенные и укрепления почвенного грунта.
• Гидротехнические сооружения, с помощью которых производится удержание, отвод и сброс той части осадков, которую не получается удержать лесозащитными насаждениями и агротехническими приемами.

Под силу каждому

Практически каждый человек способен поддерживать почву в идеальном состоянии, не допуская, чтобы на ней появилась эрозия. Это предусматривает применение таких методов, как качественное разрыхление, предотвращающее образование поверхностной корки и способствующее увеличению водопоглощающей способности, обогащение перегноем, обеспечение необходимой влажностью, хорошая вентиляция. Эффективен метод мульчирования, направленный на противоэрозийную защиту и заключающийся в оставлении на поверхности почвы мульчи - остатков растений, смягчающих силу удара дождевых капель, увеличивающих просачивание воды под почву, что уменьшает ее поверхностное стекание.

Актуально использование щадящих методов механической обработки, не уплотняющих почву и придающих ей оптимальную рыхлость с небольшими многочисленными ходами для проветривания и быстрого отвода воды после сильных осадков. Бережная механическая обработка способствует впитыванию влаги землей в больших количествах и отведению ее излишков, что защищает почву от вымывания и выветривания. Для тракторов - достаточно тяжелой техники - разработаны специальные шины низкого давления, минимально травмирующие поверхность.

Ветровая эрозия (дефляция), её виды

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-это разрушающее действие ветра: развевание песков, лесов, вспаханных почв, возбуждение пыльных бурь, шлифовка скал, камней, строений, механизмов несомыми твердыми частицами, поднятыми силой ветра. Ветровая эрозия незакрепленных почв может происходить в любое время года и при любой силе ветра.

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.

Отличие ветровой эрозии от водной состоит в том, что первая не связана условиями рельефа. Если водная эрозия имеет место при определенном уклоне, то ветровая может наблюдаться даже на совершенно выровненных площадках. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой - не только по плоскости, но и вверх.

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).

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

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

ь Чем выше скорость ветра, тем большей разрушительной силой он обладает (ураганы, смерчи и т. п. явления).

* 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.

В соответствии с этими способами передвижения частиц разработаны и приборы для количественного учета сносимой ветром почвы.

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.

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.

Под этим общим названием – эрозия (лат. еrosio – разъединение), рассмотрим неблагоприятные и опасные процессы воздействия водных потоков, волн и ветров на рельеф: плоскую и линейную (овражную) эрозию, дефляцию (ветровую) эрозию, переформирование русел рек. Сели, абразия берегов морей и водохранилищ, рассмотренные выше, также относятся к эрозии почв. На земной поверхности нет таких мест, где бы ни выпадали атмосферные осадки. Текущая вода производит работу повсеместно в пределах суши, а формы рельефа, ею созданные, универсальны. Выпахивающая деятельность текущей воды называется эрозией . Эрозия бывает нескольких типов и видов (табл. 2.48), каждый из которых характеризуется физическими процессами, происходящими, в основном, в почве.

Эрозия почв (плоская эрозия ) – процесс разрушения верхних, наиболее плодородных слоев почвы и подстилающих пород талыми и дождевыми водами (водная эрозия почв) или ветром (ветровая эрозия почв, дефляция, выдувание). В ряде мест от эрозии почв утрачивается больше плодородных земель, чем вновь осваивается. Естественная эрозия почв – очень медленный процесс. Например, снос поверхностными водами 20 см почвы под пологом леса происходит за 174 тыс. лет, под лугом за 29 тыс. лет. При правильных севооборотах поля теряют 20 см почвы за 100 лет, а при монокультуре кукурузы – всего за 15 лет. В последних двух случаях скорость разрушения почвенного покрова намного превышает скорость почвообразования.

Эрозия почв привела к полной или частичной, но хозяйственно значимой потере плодородия более половины всей пашни мира (1,6–2 млн км 2 , при современном использовании 1,2–1,6 млн км 2). Ежегодно из-за эрозии выбывает из сельскохозяйственного использования от 50 до 70 тыс. км 2 земель (более 3 % эксплуатируемой пашни в год). В разной степени эродировано 73 % земель России. Потери России от эрозии оцениваются в 10,7 млрд рублей в год.

Плоская эрозия (эрозия почв ) распространена повсеместно, где бывают сколь-нибудь интенсивные осадки. Скорость плоской эрозии измеряется толщиной слоя, сносимого в среднем за год, или массой материала, сносимого с единицы площади. Естественная скорость плоской эрозии на междуречьях равнин умеренного климатического пояса измеряется сотыми долями миллиметра в год; скорость эрозии до 0,5 мм/год отвечает скорости накопления гумуса в почве; более высокие величины означают срезание почвы.

Интенсивность эрозии есть функция от количества и интенсивности осадков, распределения и скорости снеготаяния, а также от механических свойств почвы, угла наклона микрорельефа поверхности склона. Значительная эрозия оголенных поверхностей почвы начинается при осадках более 10 мм/сут и 2 мм/мин на склонах с наклоном более 3°. Особенно усиливается эрозия (до 4 –10 мм/год) при осадках более 30 мм/сут, при ливнях с диаметром капель более 1,5 мм, на склонах круче 10–12°. По мере смыва относительно водопроницаемого и прочного гумусового горизонта почвы сток при дождях возрастает до шестикратного, скорость эрозии возрастает в 10 раз.

Антропогенная эрозия почв сопровождает земледелие в течение всей его истории, но особенно возросла в ХIХ–ХХ вв., с применением механической тяги и стандартной агротехники на огромных полях с различными местными значениями потенциальной эрозии. Темп эрозии оголенного грунта местами возрастает в сотни раз в сравнении с эрозией в лесах. За время сельскохозяйственного производства средняя величина эрозии поднялась приблизительно втрое. В бывшем СССР из 225 млн га пашни заметно эродированы 152 млн га, в том числе сильно эродированы 64 млн га. Ежегодно полностью эродируются почвы в среднем на 2 млн. га, смывается около 2 млрд т почвы. Эрозия сильна также на 175 млн га сенокосов и пастбищ, что ведет к опустыниванию 40–50 тыс. га земель в год.

Ветровая эрозия (выдувание ) почв легкого состава возможна при скорости ветра уже 4–6 м/с, если почва сухая (что достигается при относительной влажности воздуха около 50 % и менее) и не слишком защищена растительностью. Скорость дефляции пропорциональна третьей степени скорости ветра: при ветре более 6 м/с дефляция может достичь характера пыльной бури. Например, в Туркмении 40 % пыльных бурь происходит при скорости ветра 7–10 м/с, остальные – 15–20 м/с и более. Наиболее характерна дефляция для территорий с сухим климатом (годовая сумма осадков около 200 мм и менее): для Сахары, стран Ближнего Востока, Афганистана, Индии, Центральной Азии, Китая, Мексики и др.

В Средней Азии ежегодно отмечаются сотни пыльных бурь, обусловленных в основном циклонами, приходящими с юга («афганец»). В некоторых районах повторяемость бурь превышает 50 за год. Особо сильные бури отмечаются раз в 30–40 лет; слой дефляции при них – до 20–25 см. На юге Восточноевропейской равнины среднегодовое число дней с пыльными бурями 8–23, в отдельные годы (1960, 1969 и др.) – до 70. От 10 до 50 % пыльных бурь длятся более чем по 6 часов и при скорости ветра более 16 м/с относятся к категории сильных и разрушительных. Существенную дефляцию здесь могут производить и смерчи. Например, на Украине ширина полосы, где смерчем выдувается несколько сантиметров почвы, достигает 500–700 м, длина – 15 км, площадь – 1000 га; в ветровой тени рядом с такой полосой толщина наноса почвы – до 10 –15см.

Овражная (линейная) эрозия сменяет плоскую на склонах с наклоном более 15°. В природных условиях современное оврагообразование – редкое явление, поскольку подходящие для этого склоны давно эродированы. Оно возможно при стечении обстоятельств, например, при выпадении осадков вскоре после выгорания растительности. Почти все растущие ныне овраги и преобладающая доля их общего числа антропогенны. В России человеческой деятельностью порождено 3/4 оврагов. На пахотных землях в последние 10 лет площадь оврагов увеличилась с 5 до 6,6 млн га, что означает потери приблизительно 150 тыс. га в год.

В предгорьях Средней Азии на пастбищах скорость удлинения оврагов достигает 4–6 м/год, углубления – 1 м/год, что в 2–3 раза выше, чем в Нечерноземье. В степной зоне рекордные скорости удлинения оврагов – до 100 м/год, а на поливных землях – до 165 м/год.

На льдосодержащих многолетнемерзлых породах наблюдается термоэрозия – род овражной эрозии, провоцируемой антропогенным усилением стока (талый сток от снегозаносов, сброс бытовых вод и т. п.), а также механическим нарушением теплоизолирующего растительного покрова. В районе Воркуты термоэрозия на суглинках при наклоне поверхности 3–5° за один дождь может создать рытвины длиной до 10–15 м, шириной до 2,5 м, глубиной до 1,5 м. Они закладываются с интервалом 30–50 м, намного гуще, чем в Нечерноземье, и полностью развиваются лишь за 20–35 лет, в 5 раз быстрее, чем в Нечерноземье. На севере Западной Сибири термоэрозионный рост оврагов по следам гусеничных машин имеет скорость до 30 м/год.

Последствия эрозии отрицательно сказываются во многих странах. В Болгарии водной эрозии подвержено 72 % обрабатываемых площадей. Ежегодно с них теряется около 40 млн м 3 мелкозема, что равнозначно потере 60 млн т плодородной земли. В Венгрии различная степень эрозии угрожает 2,3 млн га земель или около 30 % сельскохозяйственных площадей. В Польше поверхностная эрозия наблюдается на 13 % территории страны. В Англии опасности выдувания ежегодно (с марта по июнь) подвержено от 4 до 6 тыс. га посевов сахарной свеклы, выращиваемых на торфяных и песчаных почвах. В отдельные годы до 50 % этих площадей пересеивают несколько раз. В Индии в результате развития процессов эрозии ежегодно с сельскохозяйственными культурами из почв выносится около 4,2 млн т азота, 2,1 фосфора, 7,3 калия, 4,3 млн т извести. Большой ущерб эрозия почв наносит странам Азии, Африки и Латинской Америки. В Мексике лишь 19% территории страны можно считать не подверженной эрозии, в то время как умеренная и ускоренная эрозия охватывает 24 – 26 %, 17 % территории превращены в бросовые земли, а на 15 %, где эрозия только начинается, требуется принятие срочных мер.

Определение эрозии почв

Эрозия — это поражение почвы ветром и водой, передвижение продуктов разрушения и их переотложение. Поражение почвы (эрозия) водой проявляется в основном на склонах, с которых стекает вода, дождевая или талая. Эрозия бывает плоскостная (когда происходит равномерное смывание почвы стоками воды, которая не успевает впитаться), бывает струйчатая (образуются неглубокие промоины, которые устраняются обычной обработкой), и еще есть глубинная эрозия (когда размывает сильными потоками воды почву и горные породы). Разрушение почвы ветром, иначе называется дефляция, может развиваться на любых видах рельефа, даже на равнинах. Дефляция бывает повседневной (когда ветра небольшой скорости поднимают почвенные частицы в воздух и переносят их на другие участки), второй вид ветровой эрозии, периодическая, то есть пыльные бури (когда ветры на большой скорости приподнимают весь верхний слой почвы в воздух, бывает даже с посевами, и уносит эти массы на дальние расстояния).

Виды эрозии почв

В зависимости от степени разрушения можно выделить два вида эрозии почвы: нормальная эрозия, то есть естественная, и ускоренная, то есть антропогенная. Первый вид эрозии происходит медленно и никак не влияет на плодородие почвы. Ускоренная эрозия тесно связана с хозяйственной работой человека, то есть неправильно обработана почва, нарушен растительный покров во время выпаса скота, и так далее. При быстром развитии эрозии плодородность почвы снижается, повреждаются посевы, из-за оврагов сельскохозяйственные угодья становятся неудобными землями, это сильно затрудняет обрабатывать поля, заливаются реки и водоемы. Из-за эрозии почвы разрушаются дороги, линии электропередач, связь и многое другое. Она наносит огромнейший ущерб сельскому хозяйству.

Предотвращение эрозии почв

Уже много лет борьба с эрозией почвы является одной из важных государственных задач в развитии сельского хозяйства. Чтобы решить ее, разрабатываются различные зональные комплексы, дополняющих друг друга, например, организационно-хозяйственные, агротехнические, гидротехнические, лесомелиоративные противоэрозионные мероприятия.

Немного о каждом мероприятии. В агротехнические мероприятия входят глубокая обработка участков поперек склонов, посев, вспашка, которая чередуется каждые два-три года с обычной вспашкой, щелевание склонов, весеннее рыхление поля полосами, залужение склонов. Все это способствует регулированию стоков дождевых и талых вод, и соответственно, значительно уменьшают почвенный смыв. В районах, где распространена ветровая эрозия, вместо вспашки используют плоскорезную обработку земли культиваторами, то есть плоскорезами. Это уменьшает распыление и помогает накоплению в большем количестве влаги.

Каждый район, который подвержен эрозии почвы, огромную роль играют почвозащитные севообороты, и кроме этого, посев сельскохозяйственных культур высокостебельных растений.

В лесомелиоративных мероприятиях большой эффект имеют защитные лесные посадки. Лесные полосы бывают полезащитными, прибалочными и приовражными.

В гидротехнических мероприятиях используют террасирование на очень крутых склонах. В таких местах сооружают валы для задержки воды, и канавы, наоборот, для отвода лишней воды, быстростоки в руслах ложбин и оврагов.

Защита почв от эрозии

Эрозия считается самым большим социально-экономическим бедствием. Предлагается следовать следующим положениям: во-первых, легче эрозию предупредить, чем потом бороться с ней, устраняя ее последствия; в окружающей среде не найти такие почвы, которые были бы полностью устойчивыми к эрозии; из-за эрозии происходят изменения главных функций почвы; процесс этот очень сложный, меры, применяемые против нее, должны быть комплексные.

Что влияет на процесс эрозии?

Любая эрозия может произойти благодаря таким факторам:

• изменения климатических условий;
• особенности рельефа местности;
• природные катаклизмы;
• антропогенная деятельность.

Водная эрозия

Чаще всего водная эрозия происходит на горных склонах, в результате стекания дождевой и талой воды. По интенсивности почва может смываться сплошным слоем или же отдельными струйками. В результате водной эрозии сносится верхний плодородный слой земли, в котором содержатся богатые элементы, питающие растения. Линейная эрозия – это более прогрессивное разрушение земли, когда небольшие промоины превращаются в крупные ямы и овраги. Когда эрозия достигает подобных масштабов, земля становится непригодной для сельского хозяйства или каких-либо иных видов деятельности.

Ветровая эрозия

Воздушные массы способны раздувать мелкие частицы земли и переносить их на огромные расстояния. При значительных ветровых порывах грунт может развеяться в значительных количествах, что приводит к ослаблению растений, а затем к их гибели. Если ветряная буря пронеслась над полем, на котором только начинают всходить посевы, они могут покрыться слоем пыли и быть уничтоженными. Также ветровая эрозия ухудшает плодородие земли, поскольку разрушается верхний слой.

Последствия почвенной эрозии

Проблема эрозии земли является актуальной и острой проблемой для многих стран мира. Поскольку плодородность земли непосредственно влияет на количество урожая, то эрозия усугубляет проблему голода в некоторых регионах, поскольку эрозия может уничтожить урожаи. Также эрозия влияет на сокращение растений, соответственно это уменьшает популяции птиц и животных. И самое худшее – это полное истощение грунта, для восстановления которого требуются сотни лет.

Методика защиты почвы от водной эрозии

Такое явление, как эрозия, является опасным для почвы, поэтому требуется проводить комплексные действия, обеспечивающие защиту земли. Для этого нужно регулярно контролировать процесс эрозии, составлять специальные карты и правильно планировать хозяйственные работы. Агромелиоративные работы необходимо проводить с учетом защиты грунта. Культуры нужно высаживать полосами и подбирать сочетание таких растений, которые будут защищать почву от вымывания. Отличным методом защиты земли будет высаживание деревьев, создавая несколько лесных полос, возле полей. С одной стороны древесные насаждения будут защищать сельскохозяйственные культуры от атмосферных осадков и ветра, а с другой укрепят грунт и предотвратят эрозию. Если на полях есть уклон, то высаживают защитные полосы многолетних трав.

Защита грунта от ветровой эрозии

Чтобы предотвратить выветривание почвы и сохранить плодородный слой земли, нужно проводить определенные защитные работы. Для этого, прежде всего, проводят севооборот, то есть ежегодно меняют высадку типа культур: один год выращивают злаковые растения, потом многолетние травы. Также против сильных ветров высаживают полосы деревьев, которые создают природный барьер воздушным массам и защищают сельскохозяйственные культуры. Кроме того, поблизости можно выращивать высокостебельные растения для защиты: кукурузу, подсолнечник. Требуется увеличить увлажнение грунта, чтобы накапливалась влага и защищала корни растений, укрепляя их в земле.

Против всех видов эрозии почвы помогут следующие действия:

• возведение специальных террас против эрозий;
• методика сидерации;
• высадка кустарников полосами;
• организация запруд;
• регулирование режима стока талой воды.

Все вышеуказанные методики имеют разный уровень сложности, но их нужно использовать в комплексе, чтобы защитить землю от эрозий.