ЛЕКЦИЯ 8. Эрозия почв и противоэрозионные мероприятия

Классификация эрозионных процессов. Под эрозией почвы понимают ее разрушение, перенос и отложение поверхностным стоком временных водных потоков и ветром. Водная эрозия происходит под влиянием стока дождевых, талых, поливных и сбросных вод. Ветровая эрозия или дефляция включает выдувание, перенос и отложение почвенных частиц ветром.

Эрозия, вызванная результатами человеческой деятельности, назы­вается антропогенной, в отличие от геологической, протекающей без вмешательства человека.

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.

Количественная характеристика процесса эрозии выражается ин­тенсивностью смыва (сдувания) в т/га в год либо мощностью утра­ченного слоя почвы в мм/год. Если интенсивность эрозии меньше скорости почвообразования, ее считают нормальной, если больше – ускоренной.

Водная эрозия. В зависимости от характера формирования поверхностного стока различают до­ждевую эрозию (ливневая при сильных дождях); эрозию при снегота­янии; ирригационную эрозию. Продолжительность дождевой эрозии значительно меньше, чем при снеготаянии, а скорость смыва почвы больше. При этом количество смываемой почвы зависит не только от водного потока, но и от параметров дождевых капель. Чем больше масса и скорость дождевой капли, тем больше ее кинетическая энергия и разрушительное воздействие на почвенные агрегаты. Ирригацион­ную эрозию делят на подвиды в зависимости от способа орошения: эрозия при поливе напуском по бороздам, по полосам, по чекам, при дождевании.

По морфологии различают поверхностную эрозию, или смыв по­чвы и линейную эрозию, или размыв почвы.

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.

Поверхностную эрозию подразделяют на плоскостную и струй­чатую. Плоскостная эрозия вызывается движением сплошной пеле­ны стока. Практически условия для ее образования создаются редко; и смыв почвы осуществляется преимущественно струйчатыми потоками. Считается, что если следы эрозии на поле исчезают в результате обработки почвы, то это поверхностная эрозия, если нет – линейная.

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.

Развитие линейной эрозии приводит к образованию промоин (глу­биной от 0,3 до 1,5 м), а в дальнейшем к образованию оврагов. О сте­пени развития овражной эрозии судят по коэффициенту расчленен­ности территории оврагами (суммарная протяженность в км на 1 км² площади), коэффициенту овражности (отношение площади оврагов к общей площади территории в га/км²), плотности оврагов (число ов­рагов на 1 км²).

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 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.

Факторы водной эрозии почв. Главной причиной ускоренной водной эрозии является нерациональная хозяйственная деятель­ность человека. К природным факторам водной эрозии относятся: климат, рельеф, свойства почв и почвообразующих пород, расти­тельный покров.

Климатические факторы. К ведущим климатическим факто­рам эрозии относятся количество осадков, их интенсивность и продолжительность, параметры стока талых вод.

Большое значение имеет кинетическая энергия дождя, кото­рая зависит от размеров капель и скорости их падения. Капли дождя отрывают и поднимают в воздух десятки тонн почвы на од­ном гектаре и нагружают поверхностный сток частицами почвы. Наиболее опасны ливневые осадки с крупным размером капель и высокой интенсивностью.

Опасность дождевой эрозии в России нарастает с востока на запад и с севера на юг.

Эрозия при снеготаянии в значительной степени определя­ется запасами воды в снеге. Они увеличиваются с продвижением на север и на восток. Запасы воды в снеге Московской области – примерно 100 мм, на Северном Урале – 150–160, на Кубани – только 10–15 мм. Интенсивность эрозии при снеготаянии нараста­ет с юга на север и с запада на восток.

Рельеф определяет интенсивность поверхностного стока. Сток формируется в пределах водосбора, под которым понимается территория, ограниченная водораздельной линией. Элементами водосбора являются водоразделы, склоны и гидрографическая сеть. Водораздельные пространства примыкают к водораздельным линиям.

Склоны занимают преобладающую часть водосборов и игра­ют определяющую роль в развитии поверхностной эрозии. Интен­сивность эрозии нарастает с увеличением крутизны и длины склонов. Обычно слабосмытые почвы формируются на склонах крутизной от 1,0–1,5° до 2–3°; среднесмытые – 3–5°; сильносмытые – более 5°. Эрозия сильнее проявляется на выпуклых скло­нах, по сравнению с прямыми и вогнутыми.

Экспозиция склона влияет на увлажненность, накопление снега и интенсивность снеготаяния, а через эти факторы – на интенсивность смыва. Как правило, на склонах южной и западной экспозиций интенсивность смыва выше, чем на северных и вос­точных склонах.

Форма водосбора влияет на концентрацию склонового сто­ка, а значит, на величину эрозии. Собирающие водосборы наибо­лее опасны по сравнению с нейтральными и рассеивающими.

Интенсивность овражной эрозии нарастает с увеличением глубины местных базисов эрозии – горизонтальных поверхнос­тей, на уровне которых эрозия прекращается.

Различают общий и местный базисы эрозии. Общим базисом эрозии для рек, текущих в море, является уровень последнего. Местным базисом эрозии могут быть днища балок, оврагов, уровень ре­ки. Разность высот между высшими точками, с которых происходит сток воды, и базисом эрозии называют глубиной базиса эрозии. Местной глубиной базиса эрозии будет превышение высоты водораздель­ных элементов рельефа над уровнем реки, долины или дна балки.

Интенсивность смыва почв зависит от крутизны, экспозиции, длины и формы склона. На коротких склонах крутизной до 1° смыв почвы, как правило, не наблюдается. При склонах крутизной 2–3° и более смыв проявляется заметно и тем сильнее, чем круче склон.

Свойства почв и почвообразующих пород влияют на формиро­вание стока, поскольку от них зависит водопроницаемость и впи­тывание дождевой и талой вод. Поверхностный сток проявляется только в том случае, если интенсивность дождя превышает интен­сивность впитывания и фильтрации. Водопроницаемость почв за­висит от структурного состояния, гранулометрического состава и влажности. Песчаные почвы, почвы с хорошей водопрочной структурой и сухие лучше впитывают влагу, чем глинистые, бес­структурные и влажные. В условиях сформировавшегося поверх­ностного стока степень проявления эрозии зависит от способнос­ти почв противостоять смыву.

Противоэрозионная стойкость почв и почвообразующих по­род характеризуется способностью почв противостоять разрушаю­щему действию дождевых капель и поверхностного стока. Она за­висит от степени водопрочности структурных агрегатов почвы, количества водопрочных агрегатов, сцепления агрегатов друг с другом. Водопрочность агрегатов определяется составом коллои­дов и физико-химическими свойствами почв, в том числе содер­жанием гумуса, обменных форм кальция, реакцией среды и др.

Растительный покров выполняет почвозащитную роль:

·         растения принимают на себя удары дождевых капель;

·         корни растений скрепляют почвенные частицы, что противодействует смыву и размыву;

·         растительность замедляет поверхностный сток и усилива­ет впитывание воды, задерживает смываемые частицы почвы;

·         способствует накоплению снега, ослабляет промерзание почвы, что приводит к лучшему впитыванию влаги вес­ной.

Эффективность растений, в первую очередь, зависит от сте­пени проективного покрытия и мочковатости корневых систем. В соответствии с этим пропашные культуры почти не снижают про­явление эрозии. Зернобобовые снижают ее, примерно, в 1,2 раза; зерновые – в 1,3; бобовые – в 1,7; злаково-бобовая смесь – в 2,2; луговые травы – в 3 раза.